JP7220605B2

JP7220605B2 - 呼吸数検出装置及び呼吸数検出方法

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Publication number: JP7220605B2
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Inventors: 智樹清水
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Description

本発明は、呼吸数検出装置及び呼吸数検出方法に関する。

加速度センサを搭載したデバイスをユーザの身体の胸部や腹部に装着してユーザの呼吸数を検出する呼吸数検出装置が提案されている。すなわち、ユーザの胸部や腹部に３軸加速度センサを取り付けると、呼吸による胸部や腹部の変位を３軸加速度センサで取得できる。したがって、３軸加速度センサの各軸の検出値を合成し、この合成波形の極大値や極小値をカウントすれば、ユーザの呼吸数を検出できる。また、特許文献１には、３軸加速度センサで検出された加速度データをＦＦＴ（Fast Fourier Transform）で周波数領域の信号に変換し、ピーク周波数を検出して呼吸数を検出することが記載されている。

国際公開第２０１７／１３０２５０号

しかしながら、ＦＦＴの計算は演算量が多い。このため、特許文献１に示されるものでは、高性能なプロセッサが必要であり、また、消費電力が上昇し、リアルタイムでのデータ処理が困難である。

上述の課題を鑑み、本発明は、計算量の多い演算処理を行わずにノイズ成分の影響を低減させることができる呼吸数検出装置及び呼吸数検出方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る呼吸数検出装置は、ユーザの呼吸による身体の変位に関する変位情報であって、大きさと方向により示される変位情報を、互いに異なる複数の方向について所定の周期で取得する取得部と、前記取得部により取得された前記変位情報を用いて、前記互いに異なる複数の方向のうちの第１方向における前記変位情報の大きさを示す第１変位値と、前記第１方向とは異なる方向である第２方向における前記変位情報の大きさを示す第２変位値とを合成する合成部と、前記合成部により合成された合成値の時系列変化に基づいて前記ユーザの呼吸数を算出する算出部とを備え、前記合成部は、前記第１変位値を微分した第１微分値を算出し、前記第２変位値を微分した第２微分値を算出し、前記第１微分値と前記第２微分値との加算値の絶対値である第１絶対値を算出し、前記第１微分値と前記第２微分値との差分値の絶対値である第２絶対値を算出し、所定の時間区間における前記第１絶対値の最大値が、前記時間区間における前記第２絶対値の最大値より大きい場合には符号を１とし、前記時間区間における前記第１絶対値の最大値が、前記時間区間における前記第２絶対値の最大値より小さい場合には前記符号を－１とし、前記第１変位値に、前記第２変位値と前記符号とを乗算した乗算値を加算することにより合成する。

本発明の一態様に係る呼吸数検出方法は、取得部が、ユーザの呼吸による身体の変位に関する変位情報であって、大きさと方向により示される変位情報を、互いに異なる複数の方向について所定の周期で取得し、合成部が、前記取得部により取得された前記変位情報を用いて、前記互いに異なる複数の方向のうちの第１方向における前記変位情報の大きさを示す第１変位値と、前記第１方向とは異なる方向である第２方向における前記変位情報の大きさを示す第２変位値とを合成し、検出部が、前記合成部により合成された合成値の時系列変化に基づいて前記ユーザの呼吸数を算出し、前記合成部は、前記第１変位値を微分した第１微分値を算出し、前記第２変位値を微分した第２微分値を算出し、前記第１微分値と前記第２微分値との加算値の絶対値である第１絶対値を算出し、前記第１微分値と前記第２微分値との差分値の絶対値である第２絶対値を算出し、所定の時間区間における前記第１絶対値の最大値が、前記時間区間における前記第２絶対値の最大値より大きい場合には符号を１とし、前記時間区間における前記第１絶対値の最大値が、前記時間区間における前記第２絶対値の最大値より小さい場合には前記符号を－１とし、前記第１変位値に、前記第２変位値と前記符号とを乗算した乗算値を加算することにより合成する。

本発明によれば、計算量の多い処理であるＦＦＴ処理を用いずに、加速度センサからの加速度データから呼吸成分のみを抽出して正確に呼吸数を算出することができる。

本発明の第１の実施形態に係る呼吸数検出装置１の概要の説明図である。本発明の第１の実施形態に係る呼吸数検出装置１の構成を示すブロック図である。ｘ軸の加速度データの一例を示すグラフである。波形の合成の例を示すグラフである。波形の合成の例を示すグラフである。本発明の第１の実施形態に係る呼吸数検出装置１の処理を示すフローチャートである。本発明の第１の実施形態に係る呼吸数検出装置１の処理を示すフローチャートである。変数ａ（ｔ）の変化の説明図である。変数ａ（ｔ）の変化の説明図である。本発明の第２の実施形態での処理により求められる変数ａ’（ｔ）の説明図である。本発明の第２の実施形態での処理により求められる変数ａ’（ｔ）の説明図である。本発明の第２の実施形態に係る呼吸数検出装置１の処理を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る呼吸数検出装置１の処理を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る呼吸数検出装置１の処理を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る呼吸数検出装置１の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る呼吸数検出装置１の概要の説明図である。図１に示すように、呼吸数検出装置１は、ユーザ２の胸部や腹部等に取り付けて使用される。また、本発明の第１の実施形態に係る呼吸数検出装置１は、携帯端末のような加速度センサが搭載されたデバイスにアプリケーションプログラムを実装することにより実現できる。勿論、呼吸数検出装置１としては、専用のデバイスを用意しても良い。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る呼吸数検出装置１の構成を示すブロック図である。図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る呼吸数検出装置１は、３軸加速度センサ１０と、フィルタリング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、合成部１２と、算出部１３とから構成される。

３軸加速度センサ１０は、ユーザ２の呼吸による身体の変位に関する変位情報であって、大きさと方向により示される変位情報を、互いに異なる複数の方向について所定の周期で取得する取得部として機能する。すなわち、図１に示したように、呼吸数検出装置１はユーザ２の胸部や腹部に装着される。ユーザ２が呼吸すると、呼吸に伴う身体の動きが生じる。３軸加速度センサ１０は、この呼吸に伴うユーザの身体の動きを、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸の加速度データとして出力する。

フィルタリング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、３軸加速度センサ１０からの３軸の加速度データからノイズ成分を取り除く。フィルタリング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃとしては、例えば、ローパスフィルタやバンドパスフィルタが用いられる。

なお、この例では、フィルタリング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、合成部１２の前段に設けているが、フィルタリング部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、合成部１２の後段に設けても良い。また、合成部１２に入力させるデータが加速度データである場合を例に説明したが、これに限定されない。合成部１２に入力させるデータは、加速度データの差分値であってもよい。加速度データの差分値は、ある時点の加速度データと、その前の時点の加速度データとの差分である。

合成部１２は、３軸加速度センサ１０からのｘ軸の加速度データとｙ軸の加速度データとｚ軸の加速度データとの３軸の加速度データを合成する。ここで、３軸の加速度データを合成する場合、互いの波形の位相関係によっては、加速度データを単純に加算することで、生成される信号が減衰することがある。そこで、本実施形態では、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸の加速度データの微分値から、各方向の加速度データの位相関係を判定し、位相関係に応じて、信号が減衰しないように各軸の加速度データを加算又は減算する。

算出部１３は、合成部１２によって得られた波形から、呼吸数を算出する。すなわち、算出部１３は、合成部１２により合成された合成値の時系列変化に基づいてユーザの呼吸数を算出する。呼吸数の算出は、合成部１２で取得した呼吸波形の極大値、極小値、ゼロクロス点などの特徴点をカウントすることで算出できる。また、算出部１３は、合成部１２で取得した呼吸波形の差分を取った波形の極大値、極小値、ゼロクロス点などの特徴点から算出しても良い。

次に、合成部１２で３軸加速度センサ１０からの３軸の加速度データを合成するときの処理について説明する。図３は、ｘ軸の加速度データの一例を示すグラフである。図３において、横軸は時刻を示し、縦軸は加速度の振幅を示す。３軸加速度センサ１０で観測されるｘ軸の加速度の波形は、時刻をｔとすると、以下のように表すことができる。

ｘ＝ｆ_ｘ（ｔ）

したがって、３軸加速度センサ１０のｘ軸の加速度が図２に示すような波形で変化している場合、連続する時刻ｔ_ｋ－２、ｔ_ｋ－１、ｔ_ｋでは、３軸加速度センサ１０からは、ｘ軸の加速度データとして、ｆ_ｘ（ｔ_ｋ－２）、ｆ_ｘ（ｔ_ｋ－１）、ｆ_ｘ（ｔ_ｋ）が取得される。

３軸加速度センサ１０のｙ軸の加速度データ、ｚ軸の加速度データについても、以下のように表すことができる。

ｙ＝ｆ_ｙ（ｔ）
ｚ＝ｆ_ｚ（ｔ）

連続する時刻ｔ_ｋ－２、ｔ_ｋ－１、ｔ_ｋでは、ｙ軸の加速度データとして、ｆ_ｙ（ｔ_ｋ－２）、ｆ_ｙ（ｔ_ｋ－１）、ｆ_ｙ（ｔ_ｋ）が取得され、ｚ軸の加速度データとして、ｆ_ｚ（ｔ_ｋ－２）、ｆ_ｚ（ｔ_ｋ－１）、ｆ_ｚ（ｔ_ｋ）が取得される。

ここで、合成波形Ｆ（ｘ）を以下のような単純な加算により算出したとする。

Ｆ（ｘ）＝ｆ_ｘ（ｔ）＋ｆ_ｙ（ｔ）＋ｆ_ｚ（ｔ）

ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸の加速度波形の位相や符号が揃っていれば、このように３軸加速度センサ１０からの３軸の加速度データを単純に加算することによって、良好な合成データの波形を得ることができると考えられる。

ところが、ユーザ２の姿勢や動きなどによって、３軸の加速度波形の位相や符号にずれが生じた場合、加速度データを単純に加算をすると、波を打ち消し合うことになる。

すなわち、図４は、波形の合成の例を示すグラフである。図４に示すように、波形ｆ_１（ｔ）と波形ｆ_２（ｔ）との２つの波形を合成するとする。ここでは、２つの波形ｆ_１（ｔ）、ｆ_２（ｔ）として、以下の波形を用いるとする。

ｆ１（ｔ）＝２ｓｉｎｔ
ｆ２（ｔ）＝ｓｉｎｔ（ｔ≦ｔ_ｋ）
ｆ２（ｔ）＝ｓｉｎ（ｔ＋π）（ｔ＞ｔ_ｋ）

このように、波形ｆ_１と波形ｆ_２とは同一周波数のｓｉｎ波であるが、波形ｆ_１は連続しているのに対して、波形ｆ_２は、時刻ｔｋで位相が反転している。したがって、時刻ｔ_ｋとなる以前では波形ｆ_１（ｔ）と波形ｆ_２（ｔ）とは同位相であるが、時刻ｔ_ｋを過ぎると、波形ｆ_１（ｔ）と波形ｆ_２（ｔ）とが逆位相になる。

図４に示す２つの波形ｆ_１（ｔ）、ｆ_２（ｔ）を、以下のように、単純に加算して合成したとする。

ｆ_１（ｔ）＋ｆ_２（ｔ）

この場合、２つの波形が同位相となる（ｔ≦ｔ_ｋ）の範囲では、２つの波形ｆ_１（ｔ）、ｆ_２（ｔ）を加算することで波形は増幅される。しかしながら、２つの波形の位相が異なる（ｔ＞ｔ_ｋ）となる範囲では、２つの波形ｆ_１（ｔ）、ｆ_２（ｔ）を加算すると、互いの波形が打ち消し合い、波形が減衰されてしまう。

そこで、２つの波形の位相が異なる（ｔ＞ｔ_ｋ）の範囲では、図５に示すように、２つの波形ｆ_１（ｔ）、ｆ_２（ｔ）を減算して合成することが考えられる。

ｆ_１（ｔ）－ｆ_２（ｔ）

このように、２つの波形の位相が異なる（ｔ＞ｔ_ｋ）の範囲では、２つの波形ｆ_１（ｔ）、ｆ_２（ｔ）を減算することで、増幅された合成波形を得ることができる。

このことから、３軸加速度センサ１０からのｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸の加速度データに対しては、例えば、一定時刻毎に過去数秒間の加速度を元に位相のずれを判定し、そのずれに応じて適切な合成を行えば良いと考えられる。位相のずれの判定方法には、例えば、加速度データを各軸それぞれ微分したデータに対し、２軸の合計値と差分値それぞれの絶対値のうち、どちらが大きいか比較する方法が考えられる。合計値の方が大きければ位相が同じ、差分値の方が大きければ位相がずれていると言える。合成方法としては、位相が同じであれば加算、位相がずれていれば減算をする方法が考えられる。

そこで、本実施形態では、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸のうちの１軸を基準軸とし、基準軸の加速度データの微分値と他の軸の加速度データの微分値との合成値及び差分値を算出し、この合成値と差分値とを比較することで、２つの波形の位相関係を判定し、変数ａ（ｔ）及びｂ（ｔ）を決定している。ここで、変数ａ（ｔ）及びｂ（ｔ）は、位相関係により決まる１又は－１となる変数である。変数ａ（ｔ）及びｂ（ｔ）が１のときは加算を意味し、変数ａ（ｔ）及びｂ（ｔ）が－１のときは減算を意味する。そして、本実施形態は、変数ａ（ｔ）及びｂ（ｔ）を使って、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸の加速度データの合成値を以下のように算出している。また、基準軸の方向は、「第１方向」の一例である。また、基準軸とは異なる他の軸の方向は、「第２方向」の一例である。

Ｆ（ｘ）＝ｆ_ｚ（ｔ）＋ａ（ｔ）ｆ_ｘ（ｔ）＋ｂ（ｔ）ｆ_ｙ（ｔ）

すなわち、ｚ軸を基準軸とすると、ｚ軸の加速度データとｘ軸の加速度データとの位相関係は、ｚ軸の加速度データの微分値とｘ軸の加速度データの微分値との合成値と、ｚ軸の加速度データの微分値とｘ軸の加速度データの微分値との差分値とを比較することで判定できる。ｚ軸の加速度データの微分値とｘ軸の加速度データの微分値との合成値の方がその差分値より大きければ、２つの波形の位相が略々合致している。この場合には、変数ａ（ｔ）は、（ａ（ｔ）＝１）となり、ｚ軸の加速度データとｘ軸の加速度データとが加算して合成される。ｚ軸の加速度データの微分値とｘ軸の加速度データの微分値との差分値の方がその合成値より大きければ、２つの波形の位相が異なっている。この場合には、変数ａ（ｔ）は（ａ（ｔ）＝－１）となり、ｚ軸の加速度データとｘ軸の加速度データとが減算して合成される。

同様に、ｚ軸を基準軸とすると、ｚ軸の加速度データとｙ軸の加速度データとの位相関係は、ｚ軸の加速度データの微分値とｙ軸の加速度データの微分値との合成値と、ｚ軸の加速度データの微分値とｙ軸の加速度データの微分値との差分値を算出することで判定できる。ｚ軸の加速度データの微分値とｙ軸の加速度データの微分値との合成値の方がその差分値より大きければ、２つの波形の位相が略々合致している。この場合には、変数ｂ（ｔ）は、（ｂ（ｔ）＝１）となり、ｚ軸の加速度データとｙ軸の加速度データとが加算して合成される。ｚ軸の加速度データの微分値とｙ軸の加速度データの微分値との差分値の方がその合成値より大きければ、２つの波形の位相が異なっている。この場合には、変数ｂ（ｔ）は、（ｂ（ｔ）＝－１）となり、ｚ軸の加速度データとｙ軸の加速度データとが減算して合成される。

次に、本実施形態に係る合成部１２の合成処理について、具体的に説明する。なお、この例では、ｚ軸を基準軸としている。また、位相のずれを判定する区間の長さを表すパラメータとして１以上の任意の整数をｉ、加算か減算を切り替えるための係数として時刻ｔによって１か－１の値を取る変数をａ（ｔ）、ｂ（ｔ）とする。

図６及び図７は、本発明の第１の実施形態に係る呼吸数検出装置１の処理を示すフローチャートである。図６は、時刻ｔ_ｋにおける合成波形Ｆ（ｔ_ｋ）を求めるための全体処理を示している。

（ステップＳ１）合成部１２は、時刻ｔ_ｋにおける３軸加速度センサ１０のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸の加速度データを取得して、処理をステップＳ２に進める。なお、図６のフローチャートでは記載を省略しているが、合成部１２は、加速度データをフィルタリングした後の加速度データを取得する。

（ステップＳ２）合成部１２は、ステップＳ１で取得された３軸の加速度データの微分値を算出して、処理をステップＳ３に進める。

（ステップＳ３）合成部１２は、ｚ軸とｘ軸の２軸の加速度データの微分値から、２軸の加速度データの微分値の合成値及び差分値を算出し、この合成値と差分値とを比較することで、２つの波形の位相関係を判定し、変数ａ（ｔ_ｋ）を決定する。なお、このときの処理については、後に詳述する。

（ステップＳ４）合成部１２は、ｚ軸とｙ軸の２軸の加速度データの微分値から、２軸の加速度データの微分値の合成値及び差分値を算出し、この合成値と差分値とを比較することで、２つの波形の位相関係を判定し、変数ｂ（ｔ_ｋ）を決定する。

（ステップＳ５）合成部１２は、ステップＳ３で求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、ステップＳ４で求められた変数ｂ（ｔ_ｋ）と、時刻ｔ_ｋでの３軸の加速度データｆ_ｘ（ｔ_ｋ）、ｆ_ｙ（ｔ_ｋ）、ｆ_ｚ（ｔ_ｋ）を用いて、時刻ｔｋにおける合成波形Ｆ（ｔ_ｋ）を以下のようにして算出する。

Ｆ（ｔ_ｋ）＝ｆ_ｚ（ｔ_ｋ）＋ａ（ｔ_ｋ）ｆ_ｘ（ｔ_ｋ）＋ｂ（ｔ_ｋ）ｆ_ｙ（ｔ_ｋ）

（ステップＳ６）時刻ｔ_ｋでの合成波形Ｆ（ｔ_ｋ）が算出されたら、合成部１２は、処理を終了するか否かを判定する。そして、合成部１２は、処理を終了しなければ（ステップＳ６：Ｎｏ）、処理をステップＳ７に進め、処理を終了する場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、処理終了となる。

（ステップＳ７）合成部１２は、時刻ｔ_ｋを１増加して、処理をステップＳ１にリターンする。

図７は、ステップＳ３での変数ａ（ｔ_ｋ）を算出する処理を示すフローチャートである。

（ステップＳ１０１）合成部１２は、微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの合計の絶対値を算出する。そして、合成部１２は、微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの合計の絶対値の最大値Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）を算出する。

すなわち、３軸加速度センサ１０からは、時刻ｔ_ｋにおけるｚ軸の加速度データとして、ｆ_ｚ（ｔ_ｋ）、ｆ_ｚ（ｔ_ｋ－１）、ｆ_ｚ（ｔ_ｋ－２）、…、ｆ_ｚ（ｔ_ｋ－ｉ）が取得される。この加速度データを微分することで、ｚ軸の微分値ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ）、ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ－１）、ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ－２）、…、ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ－ｉ）が得られる。

また、３軸加速度センサ１０からは、時刻ｔ_ｋにおけるｘ軸の加速度データとして、ｆ_ｘ（ｔ_ｋ）、ｆ_ｘ（ｔ_ｋ－１）、ｆ_ｘ（ｔ_ｋ－２）、…、ｆ_ｘ（ｔ_ｋ－ｉ）が取得される。この加速度データを微分することで、ｘ軸の微分値ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ）、ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ－１）、ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ－２）、…、ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ－ｉ）が得られる。

この場合、ｚ軸の加速度データの微分値とｘ軸の加速度データの微分値との合計値の絶対値は、以下のようになる。

｜ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ）＋ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ）｜、
｜ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ－１）＋ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ－１）｜、
｜ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ－２）＋ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ－２）｜、
…、
｜ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ－ｉ）＋ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ－ｉ）｜

微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの合計の絶対値の最大値をＭａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）と表すことにする。これは、ｚ軸とｘ軸の２軸を合計した場合の大きさの指標になると言える。

（ステップＳ１０２）同様に、合成部１２は、微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの差分の絶対値を算出する。そして、合成部１２は、微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの差分の絶対値の最大値Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）を算出する。

微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの差分の絶対値は、以下のようになる。

｜ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ）－ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ）｜、
｜ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ－１）－ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ－１）｜、
｜ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ－２）－ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ－２）｜、
…、
｜ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ－ｉ）－ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ－ｉ）｜

微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの差分の絶対値の最大値をＭａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）と表すことにする。

（ステップＳ１０３）合成部１２は、ステップＳ１０１で求めた合計値の最大値Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）と、ステップＳ１０２で求めた差分値の最大値Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）との関係を判定する。そして、合成部１２は、合計値の最大値Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）の方が差分値の最大値Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）より大きい場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０４に進め、差分値の最大値Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）の方が合計値の最大値Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）より大きい場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、処理をステップＳ１０５に進める。

（ステップＳ１０４）合計値の最大値Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）の方が差分値の最大値Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）より大きい場合、ｚ軸とｘ軸との２軸の合計値の方が支配的であるため、２軸の位相が合っていると言える。よって、変数ａ（ｔ_ｋ）としては、加算を表すａ（ｔ_ｋ）＝１とする。

（ステップＳ１０５）差分値の最大値Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）の方が合計値の最大値Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）より大きい場合、ｚ軸とｘ軸との２軸の差分値の方が支配的であるため、２軸の位相がずれていると言える。よって、変数ａ（ｔ_ｋ）としては、減算を表すａ（ｔ_ｋ）＝－１とする。

このように、ステップＳ３では、ｚ軸を基準軸とする場合、ｚ軸の加速度データの微分値とｘ軸の加速度データの微分値との合成値及び差分値を算出し、この合成値と差分値とを比較することで、２つの波形の位相関係を判定し、変数ａ（ｔ_ｋ）を決定している。

図６におけるステップＳ４での変数ｂ（ｔ_ｋ）を決定する処理は、ステップＳ３での変数ａ（ｔ_ｋ）を決定する処理と基本的には同じである。すなわち、ステップＳ４での変数ｂ（ｔ_ｋ）を決定する処理は、図７におけるステップＳ１０１～Ｓ１０５の処理と同様の手順の処理を、ｘをｙに置き換えて同様にして行えば良い。そして、微分したｚ軸のデータと微分したｙ軸のデータとの合計の絶対値の最大値Ｍａｘ_ｚ＋ｙ（ｔ_ｋ）と、微分したｚ軸のデータと微分したｙ軸のデータとの差分の絶対値の最大値Ｍａｘ_ｚ－ｙ（ｔ_ｋ）とを求め、これらの関係によって以下の処理を行う。

・Ｍａｘ_ｚ＋ｙ（ｔ_ｋ）≧Ｍａｘ_ｚ－ｙ（ｔ_ｋ）の場合
ｂ（ｔ_ｋ）＝１とする。
・Ｍａｘ_ｚ＋ｙ（ｔ_ｋ）＜Ｍａｘ_ｚ－ｙ（ｔ_ｋ）の場合
ｂ（ｔ_ｋ）＝－１とする。

なお、上述の例では、ｚ軸を基準軸としているが、ｚ軸でなくｘ軸やｙ軸を基準にしても良い。また、合成波形から呼吸数を算出したいのであれば、波形の周期が分かれば良いので、時刻ｔ_ｋのおける合成波形Ｆ（ｔ_ｋ）は、微分値を使って、以下のように求めても良い。

Ｆ（ｔ_ｋ）＝ｆ_ｚ’（ｔ_ｋ）＋ａ（ｔ_ｋ）ｆ_ｘ’（ｔ_ｋ）＋ｂ（ｔ_ｋ）ｆ_ｙ’（ｔ_ｋ）

以上説明したように、本実施形態では、３軸加速度センサ１０からの３軸の加速度データを合成する際に、加速度データの微分値から加速度の方向を判定し、加速度の方向に応じて、３軸の加速度データを加算又は減算している。これにより、互いの信号の位相関係にかかわらず、合成した波形を増幅することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態は、前述の第１の実施形態に補正処理を加えたものである。

前述の第１の実施形態において、変数ａ（ｔ）及びｂ（ｔ）は、１か－１の値を取る変数であり、基準軸に対して他の軸を加算するか減算するかを決定する係数に当たる。よって、これらの値はフィルタリングが良好の場合は位相がずれることによって変化することはあるが、突発的に変化することはないと考えられる。このことから、フィルタリング処理によって除去しきれないノイズの影響で変数ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）が変化してしまった場合、合成波形Ｆ（ｔ）が歪む可能性が考えられる。このことについて、図８Ａ及び図８Ｂを使って説明する。

図８Ａ及び図８Ｂは、変数ａ（ｔ）の変化の説明図である。例えば、加速度データに対して第１の実施形態に基づく処理を行ったところ、変数ａ（ｔ）が図８Ａ及び図８Ｂに示すように変化したとする。

図８Ａでは、時刻（ｔ＝１４）から変数ａ（ｔ）の値が変化している。すなわち、図８Ａでは、時刻（ｔ＝１３）までは、変数ａ（ｔ）は全て（ａ（ｔ）＝１）であるが、時刻（ｔ＝１４）から後では、変数ａ（ｔ）は全て（ａ（ｔ）＝－１）に変化している。このように、変数ａ（ｔ）がある時刻を境に変化するのは、ユーザ２の姿勢や動きなどによって位相が変化したことが原因と考えられる。

これに対して、図８Ｂでは、時刻（ｔ＝３２）と時刻（ｔ＝３７）のときのみ、変数ａ（ｔ）の値が突発的に変化している。すなわち、図８Ｂでは、時刻（ｔ＝３２）、（ｔ＝３７）のときのみ（ａ（ｔ）＝－１）であり、それ以外では、変数ａ（ｔ）は全て（ａ（ｔ）＝１）である。このように、変数ａ（ｔ）が突発的に変化しているのは、ノイズの影響である可能性が高く、このような変数ａ（ｔ）の値を元に合成波形Ｆ（ｔ）を算出すると、波形が歪む可能性があると考えられる。

そこで、本実施形態では、変数ａ（ｔ）が変化してから経過した回数に閾値を設け、閾値回数以上変化が継続した場合のみ、実際に位相がずれたと判定している。すなわち、変数ａ（ｔ）が変化してから経過した回数が閾値以上なら、図８Ａに示すように、ユーザ２の姿勢や動きなどによって位相が変化したと考えられる。変数ａ（ｔ）が変化してから経過した回数が閾値に達していなければ、図８Ｂに示すように、この変化はノイズであると考えられる。変数ｂ（ｔ）についても同様に、変数ｂ（ｔ）が閾値回数以上変化が継続した場合のみ、実際に位相がずれたと判定している。

本実施形態での具体的な手順は以下のようになる。まず、本実施形態では、新たに、変数ａ’（ｔ）及びｂ’（ｔ）と、定数ｊと、カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ）とｇ_ｙ（ｔ）とが導入される。変数ａ’（ｔ）及びｂ’（ｔ）は、位相が変化してから閾値に達したか否かに応じて１か－１の値を取り、変数ａ（ｔ）及びｂ（ｔ）に置き換えられる。定数ｊは、位相が変化してからの回数を判定するための閾値であり、２以上の整数である。カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ）とｇ_ｙ（ｔ）は、変数ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）の位相が変化してから閾値に到達したかをカウントするもので、初期値が１の整数である。

本実施形態では、合成部１２は、変数ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）が変化した場合には、変化してからの回数をカウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ）、ｇ_ｙ（ｔ）でカウントしている。そして、合成部１２は、カウント値が閾値ｊに達するまでは、変数ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）を符号を変えずに変数ａ’（ｔ）、ｂ’（ｔ）に置き換え、カウント値が閾値ｊに達したら、変数ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）を符号を変えて変数ａ’（ｔ）、ｂ’（ｔ）に置き換えるようにしている。そして、合成部１２は、時刻ｔにおける合成波形Ｆ（ｔ）を、置き換えられた変数ａ’（ｔ）、ｂ’（ｔ）を使って、以下のようにして算出している。

Ｆ（ｔ）＝ｆ_ｚ（ｔ）＋ａ’（ｔ）ｆ_ｘ（ｔ）＋ｂ’（ｔ）ｆ_ｙ（ｔ）

図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の第２の実施形態での処理により求められる変数ａ’（ｔ）の説明図である。前述の図８Ａ及び図８Ｂに示したように、変数ａ（ｔ）が変化している場合、本実施形態による処理を行うと、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、変数ａ（ｔ）が変数ａ’（ｔ）に置き換えられる。なお、この例では、閾値ｊは３回としている。

すなわち、図８Ａでは、時刻（ｔ＝１４）で変数ａ（ｔ）が１から－１に変化してから、閾値（ｊ＝３）以上、－１の状態が続いている。このため、図９Ａに示すように、時刻（ｔ＝１６）から、変数ａ’（ｔ）が－１に変化する。このように、変数ａ（ｔ）の変化が閾値以上続くような場合には、変数ａ（ｔ）の変化と同様に、閾値回数経過後には、変数ａ’（ｔ）も変化する。変数ａ（ｔ）をａ’（ｔ）と置き換えることで、反応に遅れは生じるが、位相の変化に対応できる。

これに対して、図８Ｂでは、時刻（ｔ＝３２）、（ｔ＝３７）で変数ａ（ｔ）は１から－１に変化するが、この変化は閾値（ｊ＝３）に達しない。このため、図９Ｂに示すように、変数ａ’（ｔ）は１のまま変化しない。このように、変数ａ（ｔ）の変化が閾値以下なら、変数ａ（ｔ）が変化しても、変数ａ’（ｔ）は変化しない。変数ａ（ｔ）をａ’（ｔ）と置き換えることで、突発的なａ（ｔ）の変化を無視することができる。

次に、本実施形態に係る合成部１２の合成処理について、具体的に説明する。図１０～図１３は、本発明の第２の実施形態に係る呼吸数検出装置１の処理を示すフローチャートである。図１０は、時刻ｔ_ｋにおける合成波形Ｆ’（ｔ_ｋ）を求めるための全体処理を示している。

（ステップＳ５０１）合成部１２は、時刻ｔ_ｋにおける３軸加速度センサ１０のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸の加速度データを取得して、処理をステップＳ５０２に進める。

（ステップＳ５０２）合成部１２は、ステップＳ５０１で取得された３軸の加速度データの微分値を算出して、処理をステップＳ５０３に進める。

（ステップＳ５０３）合成部１２は、ｚ軸とｘ軸の２軸の加速度データの微分値から、２軸の加速度データの微分値の合成値及び差分値を算出し、この合成値と差分値とを比較することで、２つの波形の位相関係を判定し、変数ａ（ｔ_ｋ）を決定する。そして、合成部１２は、変数ａ（ｔ_ｋ）から変数ａ’（ｔ_ｋ）への置き換え処理を行う。この置き換え処理については、後に説明する。

（ステップＳ５０４）合成部１２は、ｚ軸とｙ軸の２軸の加速度データの微分値から、２軸の加速度データの微分値の合成値及び差分値を算出し、この合成値と差分値とを比較することで、２つの波形の位相関係を判定し、変数ｂ（ｔ_ｋ）を決定する。そして、合成部１２は、変数ｂ（ｔ_ｋ）から変数ｂ’（ｔ_ｋ）への置き換え処理を行う。

（ステップＳ５０５）合成部１２は、ステップＳ５０３で置き換えられた変数ａ’（ｔ_ｋ）と、ステップＳ５０４で置き換えられた変数ｂ’（ｔ_ｋ）と、時刻ｔ_ｋでの各軸の加速度データｆ_ｘ（ｔ_ｋ）、ｆ_ｙ（ｔ_ｋ）、ｆ_ｚ（ｔ_ｋ）を用いて、時刻ｔ_ｋにおける合成波形Ｆ（ｔ_ｋ）を以下のようにして算出する。

Ｆ（ｔ_ｋ）＝ｆ_ｚ（ｔ_ｋ）＋ａ’（ｔ_ｋ）ｆ_ｘ（ｔ_ｋ）＋ｂ’（ｔ_ｋ）ｆ_ｙ（ｔ_ｋ）

（ステップＳ５０６）時刻ｔ_ｋでの合成波形Ｆ（ｔ_ｋ）が算出されたら、合成部１２は、処理を終了するか否かを判定する。そして、合成部１２は、処理を終了しなければ（ステップＳ５０６：Ｎｏ）、処理をステップＳ５０７に進め、処理を終了する場合には（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、処理終了となる。

（ステップＳ５０７）合成部１２は、時刻ｔ_ｋを１増加して、処理をステップＳ５０１にリターンする。

次に、ステップＳ５０３での処理について説明する。図１１は、ステップＳ５０３での処理を示すフローチャートである。

(ステップＳ５１２）合成部１２は、カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）が（１≦ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＜ｊ）か否かを判定する。カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）が（１≦ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＜ｊ）でなければ（ステップＳ５１２：Ｎｏ）、処理をステップＳ５１３に進め、カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）が（１≦ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＜ｊ）なら、処理をステップＳ５１５に進める。

(ステップＳ５１３）合成部１２は、カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）が（ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＝ｊ）か否かを判定する。カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）が（ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＝ｊ）なら、処理をステップＳ５１６に進める。

（ステップＳ５１５）合成部１２は、ｚ軸とｘ軸について１≦ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＜ｊの場合の変数ａ’（ｔ_ｋ）、ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）の算出処理を行う。

（ステップＳ５１６）合成部１２は、ｚ軸とｘ軸についてｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＝ｊの場合の変数ａ’（ｔ_ｋ）、ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）の算出処理を行う。

このように、ステップＳ５０３のｚ軸とｘ軸について変数ａ’（ｔ_ｋ）の算出処理では、カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）の値によって、ステップＳ５１５、ステップＳ５１６の２種類の処理を行う。これらステップＳ５１５、ステップＳ５１６について、以下に説明する。

図１２は、ステップＳ５１５の１≦ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＜ｊの場合の変数ａ’（ｔ_ｋ）、ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）の算出処理を示している。

（ステップＳ６１１）合成部１２は、微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの合計の絶対値の最大値Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）と、微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの差分の絶対値の最大値Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）とを求め、これらの関係によって以下の処理を行う。

・Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）≧Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）の場合
ａ（ｔ_ｋ）＝１とする。
・Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）＜Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）の場合
ａ（ｔ_ｋ）＝－１とする。

（ステップＳ６１２）合成部１２は、今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））との関係を判定する。今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが等しい場合には（ステップＳ６１２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ６１３に進める。今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する時刻だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－１）とが異なる場合には（ステップＳ６１２：Ｎｏ）、処理をステップＳ６１５に進める。

（ステップＳ６１３）今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが等しい場合には、合成部１２は、変数ａ（ｔ_ｋ）と変数ａ’（ｔ_ｋ）との置き換え処理を以下のように行う。

・ａ（ｔ_ｋ）＝ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））の場合
符号の変化が起こってから閾値回数に到達せずに元に戻ったと言えるので、
ａ’（ｔｋ）＝ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とする。

（ステップＳ６１４）今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが等しい場合には、カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ＋１）は、以下のように、１にリセットする。

ｇ_ｘ（ｔ_ｋ＋１）＝１

（ステップＳ６１５）ステップＳ６１２で、今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する時刻だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが異なる場合には、合成部１２は、変数ａ（ｔ_ｋ）と変数ａ’（ｔ_ｋ）との置き換え処理を以下のように行う。

・ａ（ｔ_ｋ）≠ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））の場合
符号の変化が起こった状態が継続していると言えるので、変数ａ’（ｔｋ）を以下のようにする。
ａ’（ｔ_ｋ）＝ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）））

（ステップＳ６１６）今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する時刻だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが異なる場合には、カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ＋１）は、以下のようにする。

ｇ_ｘ（ｔ_ｋ＋１）＝ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＋１

図１３は、ステップＳ５１６のｇ_ｘ（ｔ_ｋ）＝ｊの場合の変数ａ’（ｔ_ｋ）、ｇ_ｘ（ｔ_ｋ）の算出処理を示している。

（ステップＳ６３１）合成部１２は、微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの合計の絶対値の最大値Ｍａｘ_ｚ＋ｘ（ｔ_ｋ）と、微分したｚ軸のデータと微分したｘ軸のデータとの差分の絶対値の最大値Ｍａｘ_ｚ－ｘ（ｔ_ｋ）とを求め、これらの関係によって以下の処理を行う。

（ステップＳ６３２）合成部１２は、今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））との関係を判定する。今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが等しい場合には（ステップＳ６３２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ６３３に進める。今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－１）とが異なる場合には（ステップＳ６３２：Ｎｏ）、処理をステップＳ６３５に進める。

（ステップＳ６３３）今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが等しい場合には、合成部１２は、変数ａ（ｔ_ｋ）と変数ａ’（ｔ_ｋ）との置き換え処理を以下のように行う。

・ａ（ｔ_ｋ）＝ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））の場合
符号の変化が起こってから閾値回数に到達せずに元に戻ったので、変数ａ’は以下のようにする。
ａ’（ｔ_ｋ）＝ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とする。

（ステップＳ６３４）今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが等しい場合、カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ＋１）は、以下のように、１にリセットする。

ｇ_ｘ（ｔ_ｋ＋１）＝１

（ステップＳ６３５）ステップＳ６３２で、今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが異なる場合には、合成部１２は、変数ａ（ｔ_ｋ）と変数ａ’（ｔ_ｋ）との置き換え処理を以下のように行う。

・ａ（ｔ_ｋ）≠ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））の場合
符号の変化が起こってから閾値回数以上変化が継続したので、変数ａ’は以下のようにする。
ａ’（ｔ_ｋ）＝ａ（ｔ_ｋ）

（ステップＳ６３６）今回求められた変数ａ（ｔ_ｋ）と、カウンタ変数に対応する回数だけ前の変数ａ（ｔ_ｋ－ｇ_ｘ（ｔ_ｋ））とが異なる場合、カウンタ変数ｇ_ｘ（ｔ_ｋ＋１）は、以下のように、１にリセットする。

ｇ_ｘ（ｔ_ｋ＋１）＝１

以上のような処理を行うことで、変数ａ（ｔ_ｋ）の符号反転が起こっても、その回数が閾値回数以内であれば、変数ａ’（ｔ_ｋ）の符号反転は抑えられる。

なお、ステップＳ５０４での時刻ｋでの変数ｂ（ｋ）を変数ｂ’（ｔ_ｋ）に置き換える処理についても、ｘをｙに置き換えて同様にして行うことができる。

以上説明したように、本発明の第２の実施形態では、符号を示す変数ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）が変化した場合に、その変化量が閾値以内であれば、符号の変化を抑制するようにしている。これにより、ノイズの影響で変数ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）が変化してしまった場合でも、合成波形への影響を抑制できる。

上述した実施形態における呼吸数検出装置１の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…呼吸数検出装置、１０…３軸加速度センサ、１１ａ、１１ｂ，１１ｃ…フィルタリング部、１２…合成部、１３…算出部

Claims

ユーザの呼吸による身体の変位を示す変位値であって、大きさと方向により示される変位情報を、互いに異なる複数の方向について所定の周期で取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記変位情報を用いて、前記互いに異なる複数の方向のうちの第１方向における前記変位情報の大きさを示す第１変位値と、前記第１方向とは異なる方向である第２方向における前記変位情報の大きさを示す第２変位値とを合成する合成部と、
前記合成部により合成された合成値の時系列変化に基づいて前記ユーザの呼吸数を算出する算出部と、
を備え、
前記合成部は、
前記第１変位値を微分した第１微分値を算出し、
前記第２変位値を微分した第２微分値を算出し、
前記第１微分値と前記第２微分値との加算値の絶対値である第１絶対値を算出し、
前記第１微分値と前記第２微分値との差分値の絶対値である第２絶対値を算出し、
所定の時間区間における前記第１絶対値の最大値が、前記時間区間における前記第２絶対値の最大値より大きい場合には符号を１とし、
前記時間区間における前記第１絶対値の最大値が、前記時間区間における前記第２絶対値の最大値より小さい場合には前記符号を－１とし、
前記第１変位値に、前記第２変位値と前記符号とを乗算した乗算値を加算することにより合成する、
呼吸数検出装置。
前記合成部は、第１時刻における前記符号が、前記第１時刻より閾値回前に取得された第２時刻における前記符号から変化している場合、前記符号の変化が閾値回数以上継続していなければ前記第１時刻における前記符号を、前記第２時刻における前記符号に変更し、前記第１変位値に、前記第２変位値と変更後の前記符号とを乗算した乗算値を加算することにより合成する、
請求項１に記載の呼吸数検出装置。
取得部が、ユーザの呼吸による身体の変位に関する変位情報であって、大きさと方向により示される変位情報を、互いに異なる複数の方向について所定の周期で取得し、
合成部が、前記取得部により取得された前記変位情報を用いて、前記互いに異なる複数の方向のうちの第１方向における前記変位情報の大きさを示す第１変位値と、前記第１方向とは異なる方向である第２方向における前記変位情報の大きさを示す第２変位値とを合成し、
算出部が、前記合成部により合成された合成値の時系列変化に基づいて前記ユーザの呼吸数を算出し、
前記合成部は、
前記第１変位値を微分した第１微分値を算出し、
前記第２変位値を微分した第２微分値を算出し、
前記第１微分値と前記第２微分値との加算値の絶対値である第１絶対値を算出し、
前記第１微分値と前記第２微分値との差分値の絶対値である第２絶対値を算出し、
所定の時間区間における前記第１絶対値の最大値が、前記時間区間における前記第２絶対値の最大値より大きい場合には符号を１とし、
前記時間区間における前記第１絶対値の最大値が、前記時間区間における前記第２絶対値の最大値より小さい場合には前記符号を－１とし、
前記第１変位値に、前記第２変位値と前記符号とを乗算した乗算値を加算することにより合成する、
呼吸数検出方法。