JP7183901B2 - SLEEP STATE DETERMINATION DEVICE, SLEEP STATE DETERMINATION METHOD AND PROGRAM - Google Patents
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Description
本発明は、ユーザの睡眠状態を判定する睡眠状態判定装置、睡眠状態判定方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a sleep state determination device, a sleep state determination method, and a program for determining a sleep state of a user.
人の生体情報に基づいて、睡眠状態を判定する技術が知られている。例えば、特許文献1には、人の心拍数または脈拍数などの生体情報を計測して、生体情報の時系列の時間変化の増減傾向を表すトレンド曲線を算出し、このトレンド曲線をもとに睡眠状態を判定する睡眠状態判定装置について記載されている。 Techniques for determining a sleep state based on a person's biological information are known. For example, in Patent Document 1, biometric information such as a person's heart rate or pulse rate is measured, a trend curve representing the tendency of change over time in the biometric information is calculated, and based on this trend curve A sleep state determination device for determining sleep states is described.
ところで、睡眠状態は、人の体の動き(体動)と関連があることが知られている。そのため、上述した生体情報だけでなく、体動に関する情報も用いて睡眠状態を判定すれば、判定精度を向上させることが期待できる。しかしながら、この場合、生体情報を計測するセンサに加えて、体動を計測するための動きセンサ等の装置を新たに構成する必要がある。 By the way, it is known that the sleep state is related to the movement of the human body (body movement). Therefore, if the sleep state is determined using not only the biological information described above but also the information related to body movement, it is expected that the determination accuracy will be improved. However, in this case, in addition to the sensor for measuring biological information, it is necessary to newly configure a device such as a motion sensor for measuring body movement.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ユーザの心拍間隔を用いて睡眠状態を判定することができる睡眠状態判定装置、睡眠状態判定方法及びプログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sleep state determination device, a sleep state determination method, and a program that can determine a sleep state using a user's heartbeat interval .
上記目的を達成するため、本発明に係る睡眠状態判定装置は、
ユーザの心拍間隔を含む生体情報を測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した前記生体情報に含まれる、睡眠中の人からは計測されない生体情報に基づいて、前記ユーザの体動を示す指標である体動特徴量を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記体動特徴量に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the sleep state determination device according to the present invention includes:
measuring means for measuring the user's biometric information including the heartbeat interval ;
Acquisition means for acquiring a body motion feature amount , which is an index indicating body motion of the user, based on the biometric information not measured from a sleeping person, which is included in the biometric information measured by the measurement means;
determination means for determining a sleep state of the user based on the body motion feature amount acquired by the acquisition means;
characterized by comprising
本発明によれば、ユーザの心拍間隔を用いた睡眠状態の判定が可能となる。 According to the present invention, it is possible to determine the sleep state using the heartbeat interval of the user .
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts in the drawings.
本発明の実施形態に係る睡眠状態判定装置100は、被験者であるユーザの睡眠状態を判定する装置である。具体的には、本実施形態に係る睡眠状態判定装置100は、ユーザの睡眠状態として、覚醒状態、レム睡眠状態、ノンレム睡眠状態(ステージ1~3)の何れかを判定することが可能である。図1に示すように、睡眠状態判定装置100は、USB等の規格に準拠した通信線300を介して脈波センサ200と通信可能に接続されている。睡眠状態判定装置100と脈波センサ200とにより、睡眠状態判定システム1が構成される。
A sleep
脈波センサ200は、ユーザの指等に装着され、装着部位の血管の容積変化を示す波形(容積脈波)をリアルタイムで計測し、通信線300を介して、容積脈波を示すデータを睡眠状態判定装置100に随時送信している。具体的には、脈波センサ200は、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子とフォトダイオード等の受光素子とを備えており、ユーザの生体に向けて発光素子から光を照射し、生体内を反射した光を受光素子で電気信号に変換することにより容積脈波を計測する。
The
続いて、睡眠状態判定装置100のハードウェア構成について説明する。図2に示すように、睡眠状態判定装置100は、CPU(Central Processing Unit)101と、ROM(Read Only Memory)102と、RAM(Random Access Memory)103と、表示装置104と、入力装置105と、記憶装置106と、I/F部107と、を備える。これらの各部は、バスラインBLを介して相互に電気的に接続されている。
Next, the hardware configuration of the sleep
CPU101は、ROM102や記憶装置106に記憶されているプログラムやデータをRAM103上に読み出して処理を実行することにより、睡眠状態判定装置100全体を制御する。
The
ROM102は、CPU101が実行するプログラムやプログラム実行の際に使用されるデータ等を記憶する不揮発性メモリである。ROM102は、例えば、後述する学習処理や睡眠状態判定処理に用いられる制御プログラムを記憶する。
The
RAM103は、ROM102や記憶装置106から読み出された各種プログラムや各種データを一時的に保持する揮発性のメモリであり、CPU101の作業領域として使用される。
A
表示装置104は、LCD(Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel)、有機EL(Electro-Luminescence)表示装置等の表示装置であり、CPU101の制御に従って、各種画像を表示する。
The
入力装置105は、マウス、キーボード等であり、ユーザからの操作を受け付け、受け付けた操作に対応した信号をCPUに出力する。
The
記憶装置106は、記憶内容が書き換え可能な大容量かつ不揮発性の記憶装置であり、例えば、HDD(Hard Disk Drive)である。記憶装置106は、CPU101が実行する各種プログラムや各種データを記憶する。例えば、記憶装置106は、生体情報DB1061と、教師データDB1062とを記憶する。
The
生体情報DB1061は、ユーザの生体情報が格納されるデータベースである。本実施形態において、生体情報は、ユーザの心拍間隔を示す情報である。生体情報DB1061には、ユーザの心拍間隔を示す生体情報が、当該心拍間隔が表れた時刻を示す情報と対応付けられて生体情報DB1061に時系列で格納される。
The biometric information DB 1061 is a database in which user's biometric information is stored. In this embodiment, the biometric information is information indicating the heartbeat interval of the user. In the
教師データDB1062には、生体情報から睡眠状態を判定するための機械学習モデルを作成(学習)するための教師データが格納される。教師データは、所定期間分(例えば、30秒間)の生体情報(心拍間隔)に、当該所定期間における人の睡眠状態を示す情報が付されたデータである。例えば、実際に計測された所定期間における人の心拍間隔とそのときの睡眠状態とを教師データとして用いてもよいし、経験的に知られている典型的な人の心拍間隔と睡眠状態とに基づいて教師データを作成してもよい。学習の精度を向上させるために、多数の異なる教師データが教師データDB1062に格納されているのが望ましい。
The
I/F部107は、通信線300を介して脈波センサ200からのデータを受信するためのインタフェースである。
I/
次に、図3を参照しながら、睡眠状態判定装置100の機能構成について説明する。睡眠状態判定装置100は、機能的な構成として、生体情報測定部110と、アウトライア抽出部120と、特徴量取得部130と、学習部140と、睡眠状態判定部150と、判定結果出力部160とを備える。これらの各部は、図2に示す各ハードウェアが協働して動作することによって実現される。
Next, the functional configuration of the sleep
生体情報測定部110は、脈波センサ200が計測した容積脈波からユーザの生体情報である心拍間隔を測定する。具体的には、生体情報測定部110は、バンドパスフィルタ等でフィルタリングした容積脈波の波形のピークの間隔を心拍間隔として測定すればよい。そして、生体情報測定部110は、測定した心拍間隔を示す生体情報を、当該心拍間隔が表れた時刻を示す情報と対応付けて生体情報DB1061に時系列で格納する。生体情報測定部110は、本発明の測定手段の一例である。
The biological
アウトライア抽出部120は、後述する学習処理において、教師データDB1062に格納されている教師データに含まれる所定期間分の生体情報のなかから、予め定めた基準に合致しない生体情報であるアウトライアを抽出する。アウトライアは、通常の睡眠中の人からは計測されない生体情報である。また、アウトライア抽出部120は、後述する睡眠状態判定処理において、生体情報DB1061に格納されている生体情報のなかから、同様にアウトライアを抽出する。アウトライア抽出部120は、本発明の抽出手段の一例である。
The
睡眠中の人の心拍間隔は500~1500msecの範囲内であることが経験的に知られている。そのため、例えば、アウトライア抽出部120は、図4(A)に示すように、生体情報P1~P8のうち、500~1500msecの範囲外にある心拍間隔の生体情報P3、P4、P7を、アウトライアとして抽出すればよい。
It is empirically known that the heartbeat interval of a sleeping person is in the range of 500-1500 msec. Therefore, for example, as shown in FIG. 4A, the
また、一般的に、睡眠中の人の心拍間隔は安定しており、睡眠中に急激に心拍間隔が変化することはほとんどないことが経験的に知られている。そのため、例えば、アウトライア抽出部120は、図4(B)に示すように、生体情報P9~P16のうち、心拍間隔が前回のものから予め定めた値以上(例えば、500msec以上)変動した生体情報P11、P12をアウトライアとして抽出すればよい。
In addition, it is empirically known that the heartbeat interval of a sleeping person is generally stable, and that the heartbeat interval rarely changes suddenly during sleep. Therefore, for example, as shown in FIG. 4B, the
なお、生体情報からアウトライアを抽出するための手法は、上述した図4(A)(B)に限定されず、アウトライア抽出部120は、種々な基準に従って生体情報からアウトライアを取得可能である。 It should be noted that the method for extracting outliers from biometric information is not limited to the above-described FIGS. be.
図3に戻り、特徴量取得部130は、学習処理及び睡眠状態判定処理において、生体情報から機械学習モデルに入力する特徴量を取得する。具体的には、特徴量取得部130は、抽出部が抽出したアウトライアから、体動特徴量を取得する。例えば、特徴量取得部130は、所定期間に抽出されたアウトライアの数と、所定期間に抽出された生体情報からアウトライアを除外したインライアの数との割合を体動特徴量として取得すればよい。特徴量取得部130は、本発明の取得手段の一例である。
Returning to FIG. 3, the feature
上述したように、特徴量取得部130によって睡眠中の人からは通常計測されない生体情報をアウトライアとして抽出していることから、アウトライアが多く抽出された場合は脈波センサ200の計測位置や角度のずれなどによって正確な信号が取得できていない、あるいは脈波に体の動きによる信号がのっている可能性が高く、このような場合は体動が多く発生していることが想定される。そのため、生体情報のアウトライアから取得した体動特徴量(アウトライアの数とインライアの数の割合)は、人の体動の特徴を示す指標となる。
As described above, since the feature
また、特徴量取得部130は、生体情報のインライアから、睡眠特徴量を抽出する。インライアには、睡眠中の人からは通常計測されないアウトライアが含まれていない。そのため、生体情報のインライアのみから取得された睡眠特徴量は、ユーザの睡眠の特徴を正確に示す指標となる。
In addition, the feature
学習部140は、教師データDB1062に格納されている教師データを用いて、睡眠状態を判定するための機械学習モデルを作成(学習)する。なお、学習部140が学習する機械学習モデルは、サポートベクタマシン、ランダムフォレスト等である。学習部140は、本発明の学習手段の一例である。
The
睡眠状態判定部150は、取得部が生体情報のアウトライアから取得した体動特徴量とインライアから取得した睡眠特徴量とを学習部140が学習した機械学習モデルに入力することにより、ユーザの睡眠状態を判定する。睡眠状態判定部150は、本発明の判定手段の一例である。
The sleep
判定結果出力部160は、睡眠状態判定部150が判定したユーザの睡眠状態を示す情報を出力する。
The determination
(学習処理)
続いて、以上のように構成される睡眠状態判定装置100の処理について説明する。始めに、睡眠状態判定装置100で実行される学習処理について、図5に示すフローチャートを用いて説明する。なお、予め教師データDB1062には、機械学習をするのに十分な量の教師データが記憶されているものとする。例えば、ユーザが入力装置105から所定の操作をして学習処理の開始を指示し、当該指示をCPUが受信すると学習処理は開始される。
(learning process)
Next, processing of the sleep
まず、アウトライア抽出部120は、教師データDB1062から未選択の教師データを1つ選択する(ステップS101)。そして、アウトライア抽出部120は、選択した教師データに含まれる所定期間分の複数の生体情報のなかから、予め定めた基準に合致しない生体情報であるアウトライアを抽出する(ステップS102)。
First, the
続いて、特徴量取得部130は、抽出したアウトライアに基づいて体動特徴量を取得する(ステップS103)。
Subsequently, the feature
具体的には、特徴量取得部130は、選択した教師データに含まれる生体情報のうちステップS102で抽出したアウトライアの数と、抽出しなかった生体情報(インライア)の数との比率を体動特徴量として取得する。例えば、図4(A)に示すような生体情報P1~P8が教師データに含まれている場合、上述したように、3個の生体情報P3、P4、P7がアウトライアとなり、それ以外の5個の生体情報P1、P2、P5、P6、P8がインライアとなる。よって、3/5が体動特徴量として算出される。
Specifically, the feature
図5に戻り、続いて、特徴量取得部130は、教師データに含まれる生体情報からアウトライアを除外したインライアの生体情報(心拍間隔)に基づいて、睡眠特徴量を取得する(ステップS104)。睡眠特徴量は、例えば、心拍間隔の平均値、分散、心拍間隔の変化を高速フーリエ変換(FFT)で周波数解析した低周波成分(LF)、高周波成分(HF)、およびこれらの比率(LF/HF)等の各種の値である。
Returning to FIG. 5, subsequently, the feature
なお、特徴量取得部130は、上述した低周波成分(LF)及び高周波成分(HF)を求める際には、計測された心拍数の変化をスプライン曲線で近似し、当該スプライン曲線に基づいて周波数解析を行えばよい。
In addition, when obtaining the low-frequency component (LF) and the high-frequency component (HF) described above, the feature
続いて、アウトライア抽出部120は、ステップS101で教師データDB1062に格納されている全ての教師データを選択したか否かを判別する(ステップS105)。未選択の教師データがある場合(ステップS105;No)、処理はステップS101に戻り、未選択の教師データを選択して、当該教師データに含まれる所定期間分の生体情報から体動特徴量と睡眠特徴量とを取得する処理を繰り返す。
Subsequently, the
一方、全ての教師データが選択されていれば(ステップS105;Yes)、学習部140は、教師データ毎に当該教師データに含まれる生体情報から求めた特徴量(体動特徴量と睡眠特徴量)と、当該教師データに付されている睡眠状態を示す情報と、を用いた機械学習を行い、機械学習モデルを作成する(ステップS106)。これにより、生成された機械学習モデルを定義するパラメータの値はRAM103等に記憶される。以上で学習処理は終了する。
On the other hand, if all the teacher data have been selected (step S105; Yes), the
(睡眠状態判定処理)
続いて、睡眠状態判定処理について、図6のフローチャートを用いて説明する。なお、予め、脈波センサ200により、ユーザの就寝から起床までの期間の容積脈波が計測されている。そして、生体情報測定部110により、計測された容積脈波から生体情報として心拍間隔が測定され、時刻情報が付されて生体情報DB1061に時系列で格納されているものとする。また、上述した学習処理も実行済であり、睡眠状態判定に最適な機械学習モデルが作成されている。このような状態で、例えば、ユーザが入力装置105から所定の操作をして睡眠状態判定処理の開始を指示し、当該指示をCPU101が受信すると睡眠状態判定処理は開始される。
(Sleep state determination processing)
Next, sleep state determination processing will be described using the flowchart of FIG. 6 . Note that the
まず、アウトライア抽出部120は、生体情報DB1061に記憶されている未だ選択していない生体情報のうち、付与されている時刻情報が古いものから所定期間分(例えば30秒分)の生体情報を選択する(ステップS201)。そして、アウトライア抽出部120は、選択した所定期間分の生体情報のなかから、予め定めた基準に合致しない生体情報であるアウトライアを抽出する(ステップS202)。
First, the
続いて、特徴量取得部130は、抽出したアウトライアに基づいて体動特徴量を取得する(ステップS203)。ここで取得する体動特徴量は、学習処理のステップS103で取得した体動特徴量と同じ種類の特徴量である。
Subsequently, the feature
続いて、特徴量取得部130は、選択した所定期間分の生体情報からアウトライアを除外したインライアの生体情報(心拍間隔)に基づいて、睡眠特徴量を取得する(ステップS204)。ここで取得する睡眠特徴量は、学習処理のステップS104で取得した睡眠特徴量と同じ種類の特徴量である。
Subsequently, the feature
続いて、睡眠状態判定部150は、ステップS203で取得した体動特徴量とステップS204で取得した睡眠特徴量とを学習処理で作成した機械学習モデルに入力することにより、睡眠状態を判定する(ステップS205)。ここで判定された睡眠状態は、ステップS201で選択した所定期間における睡眠状態を意味する。
Subsequently, the sleep
続いて、アウトライア抽出部120は、ステップS201で生体情報DB1061に格納されている全ての生体情報を選択したか否かを判別する(ステップS206)。未選択の生体情報がある場合(ステップS206;No)、処理はステップS201に戻り、未選択の所定期間分の生体情報を古い順から選択して、選択した生体情報から体動特徴量と睡眠特徴量とを取得して睡眠状態を判定する処理を繰り返す。
Subsequently, the
一方、全ての生体情報が選択されていれば(ステップS206;Yes)、判定結果出力部160は、睡眠状態の判定結果を出力する(ステップS207)。例えば、判定結果出力部160は、ステップS205で所定期間毎に判定した睡眠状態から、ユーザの就寝から起床までの期間における睡眠状態の変化を示すグラフを作成して表示装置104に表示させる。以上で睡眠状態判定処理は終了する。
On the other hand, if all biological information has been selected (step S206; Yes), the determination
このように、本実施形態に係る睡眠状態判定装置100によれば、計測された生体情報のうち予め定めた基準に合致しない生体情報であるアウトライアから、ユーザの体動を示す指標となる体動特徴量が取得され、体動特徴量に基づいて睡眠状態が判定される。即ち、本実施形態によれば、体動を計測する動きセンサ等の専用の装置を用いずに、生体情報から取得したユーザの体動に関する情報(体動特徴量)を用いた睡眠状態の判定を精度よく行うことが可能となる。また、本実施形態では、動きセンサ等を必要としないため、システム全体の小型化やコストの削減も図ることが可能となる。
As described above, according to the sleep
また、本実施形態に係る睡眠状態判定装置100によれば、所定期間分の生体情報のなかからアウトライアを除外したインライアに基づいて、ユーザの睡眠の特徴を示す指標である睡眠特徴量が取得される。そして、体動特徴量だけでなく睡眠特徴量も用いて睡眠状態が判定されるため、睡眠状態判定の精度をより向上させることが可能となる。
Further, according to the sleep
(変形例)
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない部分での種々の修正は勿論可能である。
(Modification)
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are of course possible without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、体動特徴量と睡眠特徴量とを用いて睡眠状態を判定したが、体動特徴量のみを用いて睡眠状態を判定してもよい。このようにすることで、睡眠状態判定処理に要する時間を短縮することが可能となる。 For example, in the above embodiment, the sleep state is determined using the body motion feature amount and the sleep feature amount, but the sleep state may be determined using only the body motion feature amount. By doing so, it is possible to shorten the time required for the sleep state determination process.
例えば、学習処理のステップS104(図5参照)、及び睡眠状態判定処理のステップS204(図6参照)において、特徴量取得部130は、アウトライアを除外したインライアの生体情報から睡眠特徴量を取得した。しかしながら、特徴量取得部130は、アウトライアを除外するだけでなく、除外したアウトライアをインライアの平均値等を有する生体情報に置換し、インライアと置換した生体情報とに基づいて、睡眠特徴量を取得してもよい。このようにすることで、睡眠特徴量を求めるために参照する生体情報の数が増加するため、より正確な睡眠特徴量を取得することが可能となる。
For example, in step S104 of the learning process (see FIG. 5) and step S204 of the sleep state determination process (see FIG. 6), the feature
ここで、例を挙げて上述した睡眠特徴量の取得について説明する。図7は、図4(A)に示す生体情報P1~P8のうち、アウトライアの生体情報P3、P4、P7が、インライアの生体情報P1、P2、P5、P6、P8の平均値を有する生体情報Q3、Q4、Q7にそれぞれ置換されている例を示す。この場合、特徴量取得部130は、インライアの生体情報P1、P2、P5、P6、P8だけでなく置換した生体情報Q3、Q4、Q7も用いて睡眠特徴量を取得する。
Acquisition of the sleep feature amount described above will now be described with an example. FIG. 7 shows a biometric system in which outlier biometric information P3, P4, and P7 among the biometric information P1 to P8 shown in FIG. An example of replacement with information Q3, Q4, and Q7 is shown. In this case, the feature
また、特徴量取得部130は、アウトライアを除外せずに、全ての生体情報から睡眠特徴量を取得してもよい。
Further, the feature
また、上記実施形態では、所定期間における生体情報のアウトライアの数とインライアの数の割合を体動特徴量として取得したが、体動特徴量はこれに限定されず、アウトライアから取得可能な様々な情報を体動特徴量として採用可能である。例えば、所定期間に抽出したアウトライアの数や、抽出したアウライアの分散等を体動特徴量としてもよい。 In the above embodiment, the ratio of the number of biometric information outliers to the number of inliers in a predetermined period of time is obtained as a body motion feature amount. Various information can be used as the body motion feature amount. For example, the number of outliers extracted in a predetermined period, the variance of the extracted outliers, or the like may be used as the body motion feature amount.
また、上述した実施形態では、生体情報は心拍間隔であると説明したが、本発明における生体情報は心拍間隔に限定されるものではない。例えば、脈拍間隔、脈波のピーク間隔、心拍数、脈拍数などの種々の情報を生体情報として本発明に適用することが可能である。 Also, in the above-described embodiment, the biometric information is the heartbeat interval, but the biometric information in the present invention is not limited to the heartbeat interval. For example, various information such as pulse intervals, pulse wave peak intervals, heart rate, and pulse rate can be applied to the present invention as biological information.
また、上述した実施形態では、機械学習により睡眠状態を判定したが、他の手法で睡眠状態を判定してもよい。例えば、体動特徴量及び睡眠特徴量と睡眠状態との関係を示すテーブルを記憶装置106に格納しておく。そして、睡眠状態判定処理において、睡眠状態判定部150は、生体情報から取得された体動特徴量及び睡眠特徴量とこのテーブルとに基づいて睡眠状態を判定してもよい。なお、この場合は学習処理を実行する必要もない。
Further, in the above-described embodiment, the sleep state is determined by machine learning, but the sleep state may be determined by other methods. For example, the
また、上記実施形態では、睡眠状態判定装置100は通信線300により脈波センサ200と接続されていると説明したが、無線により脈波センサ200と接続されていてもよい。また、睡眠状態判定装置100に脈波センサが内蔵されていてもよい。
Further, in the above embodiment, sleep
なお、本発明に係る機能を実現するための構成を予め備えた睡眠状態判定装置100として提供できることはもとより、プログラムの適用により、既存の情報処理装置等を、本発明に係る睡眠状態判定装置100として機能させることもできる。すなわち、上記実施形態で例示した睡眠状態判定装置100による各機能構成を実現させるためのプログラムを、既存の情報処理装置等を制御するCPU等が実行できるように適用することで、本発明に係る睡眠状態判定装置100として機能させることができる。
In addition to being able to provide the sleep
また、このようなプログラムの適用方法は任意である。プログラムを、例えば、フレキシブルディスク、CD(Compact Disc)-ROM、DVD(Digital Versatile Disc)-ROM、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納して適用できる。さらに、プログラムを搬送波に重畳し、インターネットなどの通信媒体を介して適用することもできる。例えば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS:Bulletin Board System)にプログラムを掲示して配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、OS(Operating System)の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。 Moreover, the application method of such a program is arbitrary. The program can be applied by storing it in a computer-readable storage medium such as a flexible disk, CD (Compact Disc)-ROM, DVD (Digital Versatile Disc)-ROM, memory card, or the like. Furthermore, a program can be superimposed on a carrier wave and applied via a communication medium such as the Internet. For example, the program may be posted and distributed on a bulletin board (BBS: Bulletin Board System) on a communication network. Then, the above processing may be executed by starting this program and executing it in the same manner as other application programs under the control of an OS (Operating System).
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲とが含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and the present invention includes the invention described in the claims and their equivalents. included. The invention described in the original claims of the present application is appended below.
(付記1)
体動を直接測定する装置以外の装置であって、ユーザの生体情報を測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した前記生体情報に基づいて、前記ユーザの体動を示す指標である体動特徴量を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記体動特徴量に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする睡眠状態判定装置。
(Appendix 1)
a device other than a device that directly measures body movement, measuring means for measuring the user's biological information;
Acquisition means for acquiring a body motion feature quantity, which is an index indicating the body movement of the user, based on the biometric information measured by the measurement means;
determination means for determining a sleep state of the user based on the body motion feature amount acquired by the acquisition means;
A sleep state determination device comprising:
(付記2)
前記測定手段が測定した前記生体情報のうち予め定めた基準に合致しない生体情報であるアウトライアを抽出する抽出手段をさらに備え、
前記取得手段は、前記抽出手段が抽出した前記アウトライアに基づいて、前記体動特徴量を取得する、
ことを特徴とする付記1に記載の睡眠状態判定装置。
(Appendix 2)
further comprising extraction means for extracting outliers, which are biological information that does not match a predetermined criterion, from the biological information measured by the measuring means;
The acquisition means acquires the body motion feature quantity based on the outliers extracted by the extraction means.
The sleep state determination device according to Supplementary Note 1, characterized by:
(付記3)
前記抽出手段は、所定期間毎に、当該所定期間に測定された前記生体情報のなかから前記アウトライアを抽出し、
前記取得手段は、前記所定期間毎に、抽出された前記アウトライアに基づいて前記体動特徴量を取得し、
前記判定手段は、前記所定期間毎に、前記体動特徴量に基づいて当該所定期間における前記ユーザの睡眠状態を判定する、
ことを特徴とする付記2に記載の睡眠状態判定装置。
(Appendix 3)
The extracting means extracts the outlier from the biometric information measured in the predetermined period for each predetermined period,
The acquiring means acquires the body motion feature amount based on the extracted outliers for each predetermined period of time,
The determining means determines the sleep state of the user in the predetermined period based on the body motion feature amount for each predetermined period.
The sleep state determination device according to appendix 2, characterized by:
(付記4)
前記取得手段は、前記抽出手段が抽出した前記アウトライアの数と、前記測定手段が測定した前記生体情報のうち前記アウトライアを削除した生体情報であるインライアの数との割合に基づいて、前記体動特徴量を取得する、
ことを特徴とする付記2又は3に記載の睡眠状態判定装置。
(Appendix 4)
Based on the ratio between the number of outliers extracted by the extracting means and the number of inliers that are biological information from which the outliers have been deleted from the biological information measured by the measuring means, the acquisition means Get the body motion feature quantity,
The sleep state determination device according to appendix 2 or 3, characterized by:
(付記5)
前記取得手段は、前記抽出手段が抽出した前記アウトライアの数に基づいて、前記体動特徴量を取得する、
ことを特徴とする付記2又は3に記載の睡眠状態判定装置。
(Appendix 5)
The acquiring means acquires the body motion feature quantity based on the number of the outliers extracted by the extracting means.
The sleep state determination device according to appendix 2 or 3, characterized by:
(付記6)
前記取得手段は、前記測定手段が測定した前記生体情報のうち前記アウトライアを削除した生体情報であるインライアに基づいて、前記ユーザの睡眠の特徴を示す指標である睡眠特徴量をさらに取得し、
前記判定手段は、前記体動特徴量と前記睡眠特徴量とに基づいて睡眠状態を判定する、
ことを特徴とする付記2乃至5の何れか1つに記載の睡眠状態判定装置。
(Appendix 6)
The acquisition means further acquires a sleep feature amount that is an index indicating the sleep characteristics of the user based on the inlier, which is the biometric information obtained by removing the outlier from the biometric information measured by the measurement means,
The determination means determines a sleep state based on the body movement feature amount and the sleep feature amount,
The sleep state determination device according to any one of appendices 2 to 5, characterized by:
(付記7)
前記取得手段は、前記インライアと、前記アウトライアを予め定めた基準に合致する生体情報に置換した生体情報とに基づいて、前記睡眠特徴量を取得する、
ことを特徴とする付記6に記載の睡眠状態判定装置。
(Appendix 7)
The acquisition means acquires the sleep feature amount based on the inliers and the biometric information obtained by replacing the outliers with biometric information that matches a predetermined criterion.
The sleep state determination device according to appendix 6, characterized by:
(付記8)
前記取得手段は、前記測定手段が測定した生体情報から前記体動特徴量と前記ユーザの睡眠の特徴を示す指標である睡眠特徴量とを取得し、
前記判定手段は、前記体動特徴量と前記睡眠特徴量とに基づいて睡眠状態を判定する、
ことを特徴とする付記1乃至7の何れか1つに記載の睡眠状態判定装置。
(Appendix 8)
The acquisition means acquires the body motion feature amount and the sleep feature amount, which is an index indicating the sleep feature of the user, from the biological information measured by the measurement means,
The determination means determines a sleep state based on the body movement feature amount and the sleep feature amount.
The sleep state determination device according to any one of appendices 1 to 7, characterized by:
(付記9)
前記測定手段は、前記ユーザの心拍間隔を含む生体情報を測定する、
ことを特徴とする付記1乃至8の何れか1つに記載の睡眠状態判定装置。
(Appendix 9)
The measurement means measures biological information including the heartbeat interval of the user.
The sleep state determination device according to any one of appendices 1 to 8, characterized by:
(付記10)
所定期間における前記体動特徴量と当該所定期間における睡眠状態を示す情報とに基づいて、睡眠状態を判定するための機械学習モデルを学習する学習手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記学習手段が学習した機械学習モデルを用いて睡眠状態を判定する、
ことを特徴とする付記1乃至9の何れか1つに記載の睡眠状態判定装置。
(Appendix 10)
Further comprising learning means for learning a machine learning model for determining a sleep state based on the body motion feature amount in a predetermined period and information indicating the sleep state in the predetermined period,
The determination means determines the sleep state using the machine learning model learned by the learning means.
The sleep state determination device according to any one of appendices 1 to 9, characterized by:
(付記11)
体動を直接測定する装置以外の装置により、ユーザの生体情報を測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定した前記生体情報に基づいて、前記ユーザの体動を示す指標である体動特徴量を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記体動特徴量に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を判定する判定ステップと、
を備えることを特徴とする睡眠状態判定方法。
(Appendix 11)
a measurement step of measuring the biological information of the user by a device other than a device that directly measures body movement;
an acquisition step of acquiring a body motion feature quantity, which is an index indicating body motion of the user, based on the biometric information measured in the measurement step;
a determination step of determining the sleep state of the user based on the body motion feature amount acquired in the acquisition step;
A sleep state determination method comprising:
(付記12)
コンピュータを、
体動を直接測定する装置以外の装置が測定した生体情報に基づいて、ユーザの体動を示す指標である体動特徴量を取得する取得手段、
前記取得手段が取得した前記体動特徴量に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を判定する判定手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
(Appendix 12)
the computer,
Acquisition means for acquiring a body movement feature amount, which is an index indicating body movement of the user, based on biological information measured by a device other than a device that directly measures body movement;
determination means for determining a sleep state of the user based on the body motion feature amount acquired by the acquisition means;
A program characterized by functioning as
1…睡眠状態判定システム、100…睡眠状態判定装置、200…脈波センサ、300…通信線、101…CPU、102…ROM、103…RAM、104…表示装置、105…入力装置、106…記憶装置、1061…生体情報DB、1062…教師データDB、107…I/F部、110…生体情報測定部、120…アウトライア抽出部、130…特徴量取得部、140…学習部、150…睡眠状態判定部、160…判定結果出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Sleep state determination system, 100... Sleep state determination apparatus, 200... Pulse wave sensor, 300... Communication line, 101... CPU, 102... ROM, 103... RAM, 104... Display device, 105... Input device, 106...
Claims (11)
前記測定手段が測定した前記生体情報に含まれる、睡眠中の人からは計測されない生体情報に基づいて、前記ユーザの体動を示す指標である体動特徴量を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記体動特徴量に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする睡眠状態判定装置。 measuring means for measuring the user's biometric information including the heartbeat interval ;
Acquisition means for acquiring a body motion feature amount , which is an index indicating body motion of the user, based on the biometric information not measured from a sleeping person, which is included in the biometric information measured by the measurement means;
determination means for determining a sleep state of the user based on the body motion feature amount acquired by the acquisition means;
A sleep state determination device comprising:
前記取得手段は、前記抽出手段が抽出した前記アウトライアに基づいて、前記体動特徴量を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の睡眠状態判定装置。 further comprising extraction means for extracting outliers, which are biological information that does not meet a predetermined criterion from among the biological information measured by the measuring means, as biological information that is not measured from the sleeping person ,
The acquisition means acquires the body motion feature amount based on the outliers extracted by the extraction means.
The sleep state determination device according to claim 1, characterized by:
前記取得手段は、前記所定期間毎に、抽出された前記アウトライアに基づいて前記体動特徴量を取得し、
前記判定手段は、前記所定期間毎に、前記体動特徴量に基づいて当該所定期間における前記ユーザの睡眠状態を判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の睡眠状態判定装置。 The extracting means extracts the outlier from the biometric information measured in the predetermined period for each predetermined period,
The acquiring means acquires the body motion feature amount based on the extracted outliers for each predetermined period of time,
The determining means determines the sleep state of the user in the predetermined period based on the body motion feature amount for each predetermined period.
The sleep state determination device according to claim 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の睡眠状態判定装置。 Based on the ratio between the number of outliers extracted by the extracting means and the number of inliers that are biological information from which the outliers have been deleted from the biological information measured by the measuring means, the acquisition means Get the body motion feature quantity,
4. The sleep state determination device according to claim 2 or 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の睡眠状態判定装置。 The acquiring means acquires the body motion feature quantity based on the number of the outliers extracted by the extracting means.
4. The sleep state determination device according to claim 2 or 3, characterized in that:
前記判定手段は、前記体動特徴量と前記睡眠特徴量とに基づいて睡眠状態を判定する、
ことを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項に記載の睡眠状態判定装置。 The acquisition means further acquires a sleep feature amount that is an index indicating the sleep characteristics of the user based on the inlier, which is the biometric information obtained by removing the outlier from the biometric information measured by the measurement means,
The determination means determines a sleep state based on the body movement feature amount and the sleep feature amount,
The sleep state determination device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that:
ことを特徴とする請求項6に記載の睡眠状態判定装置。 The acquisition means acquires the sleep feature amount based on the inliers and the biometric information obtained by replacing the outliers with biometric information that matches a predetermined criterion,
The sleep state determination device according to claim 6, characterized by:
前記判定手段は、前記体動特徴量と前記睡眠特徴量とに基づいて睡眠状態を判定する、
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の睡眠状態判定装置。 The acquisition means acquires the body motion feature amount and the sleep feature amount, which is an index indicating the sleep feature of the user, from the biological information measured by the measurement means,
The determination means determines a sleep state based on the body movement feature amount and the sleep feature amount,
The sleep state determination device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
前記判定手段は、前記学習手段が学習した機械学習モデルを用いて睡眠状態を判定する、
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の睡眠状態判定装置。 Further comprising learning means for learning a machine learning model for determining a sleep state based on the body motion feature amount in a predetermined period and information indicating the sleep state in the predetermined period,
The determination means determines the sleep state using the machine learning model learned by the learning means.
The sleep state determination device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that:
外部のセンサにより測定されたユーザの心拍間隔を含む生体情報を取得し、前記取得された生体情報に含まれる、睡眠中の人からは計測されない生体情報に基づいて、前記ユーザの体動を示す指標である体動特徴量を取得する取得ステップと、Acquiring biological information including heartbeat intervals of a user measured by an external sensor, and indicating the body movement of the user based on the biological information not measured from a sleeping person included in the acquired biological information an acquisition step of acquiring a body motion feature quantity that is an index;
前記取得ステップにて取得された前記体動特徴量に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を判定する判定ステップと、a determination step of determining the sleep state of the user based on the body motion feature amount acquired in the acquisition step;
を含むことを特徴とする睡眠状態判定方法。A sleep state determination method comprising:
外部のセンサにより測定されたユーザの心拍間隔を含む生体情報を取得し、前記取得された生体情報に含まれる、睡眠中の人からは計測されない生体情報に基づいて、前記ユーザの体動を示す指標である体動特徴量を取得する取得手段、Acquiring biological information including heartbeat intervals of a user measured by an external sensor, and indicating the body movement of the user based on the biological information not measured from a sleeping person included in the acquired biological information Acquisition means for acquiring a body motion feature value as an index;
前記取得手段によって取得された前記体動特徴量に基づいて、前記ユーザの睡眠状態を判定する判定手段、determination means for determining a sleep state of the user based on the body motion feature amount acquired by the acquisition means;
として機能させることを特徴とするプログラム。A program characterized by functioning as
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