JPH01126692A - 音楽およびビデオ用のバイオポテンシャルディジタルコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はコンピュータを用いて演奏される音楽のディジ
タルコントローラに関するものである。

特に９本発明は人体に生じる感知電気信号をＭＩＤＩコ
ードにマツピングしかつこのコードが音調の形成をコン
トロールする技術に関するものである。

（従来の技術） 生体から生じる電気信号を検出しかつこれらの信号を可
聴または可視表示に変換することにより生物学的なデー
タを収集する各種の方法は以前から米国に存在する。か
かるシステムの例はＳｃａｔｔｅｒｇｏｏｄ等の米国特
許第４．１３６．６８４号およびＣｒ１ｇ１ａｒ等の米
国特許第４，１７０．２２５号に見出すことができる。

Ｓｃａｔｔｅｒｇｏｏｄ等の特許においてはエレクトロ
ミオグラフィック（電気的筋肉運動記録）バイオフィー
ドバックシステムが開示されている０人体からの電気信
号を感知するにはトランスデユーサが用いられ、かつこ
れらの信号は共通モードノイズを除去するために差動増
幅器により増幅される。信号をさらに処理しかつ三次の
平均化フィルタにより平均化した後に平均化してフィル
タからの出力信号は電流によりコントロールされる発振
器をコントロールするのに用いられ、かつこの発振器は
一連の可聴パルスを生じ、かつこのパルスの発生速度は
トランスデユーサにより検出される入力電圧の値に正比
例して変化する。システムは筋肉の微細な運動を検出す
ることにより患者のりバビリテーシコンの進歩を知るの
に用いられる。

Ｃｒ１ｇ１ａｒの特許は筋肉運動により生じる電気信号
を監視するための可搬式のバイオフィードバック装置を
教示する。一連のフ□ィルタおよび前置増幅器がノイズ
成分および望まざる周波数成分をある周波数帯域中のオ
リジナル周波数のみが増幅される如く除去する。監視さ
れる信号は筋肉の運動により生じる信号である。可視お
よび可聴フィードバックの両者は監視される人物により
使用されるために発生される。

別の分野の公知の装置は脳波活動を感知しかつ脳波また
はその成分を可視または可聴フィードバック信号に変換
する。かかる種類の装置はＹａｇｉ等の米国特許第４．
２２８．８０７号に開示されている。Ｙａｇｌはあるバ
イオフィードバック装置を教示したが。

これは脳波を感知しかつα波成分および脳波に含まれる
筋肉成分を別個に抽出する。Ｙａｇｉは可聴フィードバ
ックの発生を教示し、かつこのフィードバックによりユ
ーザーは脳波中のα波成分の形状を正確に認識すること
ができ、これにより人体の弛緩の状態を知ることができ
る。脳波中の筋肉成分に対しても可聴音が同様に発せら
れ、かつこれによりユーザーは人体の意識の中に緊張の
存在を知ることができる。

別のかかるシステムはＳｈｉｇａにより米国特許第４．
３３４．５４５号の中で開示されている。　Ｓｈｉｇａ
は人体の脳波成分を低および高周波帯域に分けて検出す
るためのシステムを教示する。低周波帯域は脳により発
せられるα波成分とほぼ同じ周波数帯域を持ち、かつ高
周波帯域は脳のα波の最高周波数よりもかなり高い周波
数を持つ。可聴レスポンスが発生させられる。検出され
た高周波成分が人体が弛緩状態にないことをあらはすレ
ベル以下の振幅を持つ時および検出された低周波成分が
最初の予め定められた値よりも大きくかつ第２の予め定
められた値よりも小さい振幅を持つ時に表示が生じる。

低周波振幅が２つの予め定められた値の間にある時には
人体はα波を生じておりかつ弛緩の状態にある。

別のα波感知システムはＳｈｉｇａにより米国特許第４
．３５４．５０５号の中で教示される。この特許の中で
Ｓｈｉｇａは自己訓練フィードバックシステムを教示し
、かつこのシステムはバイナリカウンタを持つ。カウン
タは弛緩時間をあられすα波成分が存在する時間帯をカ
ウントする。カウンタに接続される可視表示装置はα波
の発生が測定された時間帯を表示するのを利用して訓練
することを可能にし、この際弛緩の度合は可視化される
。

脳波から音響を生じる方法がＬｅｅの米国特許第４．４
５４．８８６号において教示されている。このシステム
においては脳波記録器から生じた脳波信号はリアルタイ
ムでアナログ信号からディジタル信号に変換されかつメ
モリに格納される。次に別の一回路が信号のセグメント
を定めるＥＥＧ信号信号名時点を検出する。メモリ内の
信号は次にセグメント単位で読み取られ、しかもセグメ
ント信号はメモリへの入力速度よりもｎ倍速い速度でｎ
回読み取りを反復される。これにより一連の信号が生じ
るがこれは信号セグメントの高周波の反復である。

セグメントはＦＩＦＯメそりに格納されるが、その除光
に格納されたセグメントが先にメモリから読み取られか
つ後に格納されたセグメントが後にメモリから読み取ら
れる。

個人、夫婦または多数の人体の中に生じる電気信号に現
れた生物学的な活動は米国特許第４，０３１，８８３号
においてＦｅｂ＋ｍｉ等により教示されたシステムにお
いて感知されかつ利用される。多数の電気接点が個人ま
たはグループのすべての人体の頭皮または身体に施され
る。これらの電気接点により検出される電気信号から生
じた可聴知覚中枢フィードバック信号は個人またはグル
ープの人体の中に生じる２つ以上の生物学的リズムの間
で周波数、振幅および位相調和における変動の進行中の
個人または複数の個人に同時に伝達される。これらの可
聴信号は意識および監視されている脳の機能に関するコ
ントロールを確定するためにまたは瞑想への補助手段と
してまたは感知されている信号の特性に付随する注意お
よび意識の各種の状態をフレキシブルにかつ容易に確定
または解読する方法を学ぶための補助手段として使用さ
れることができる。

上記の公知のシステムで感知された信号に応じて音調を
生じるものは未だなく、またＭＩＤＩインターフェイス
コードで音楽データを生じるものはない。

生物学的情報に応じて音１１（ｍｉｓｉｃａｌ　ｎｏｔ
ｅａ）を発することを出願人が認識している唯一の公知
のシステムはミシガン州立大学において泌尿器科学の教
授のＪｏｈｎ　Ｆ、　Ｈｏ１ｌａｎｄにより開発された
システムである。このシステムにおいては情報と思い込
みによって尿のサンプルの化学分析が行われる。

化学分析装置は尿中の成分をあられすアナログ出力信号
を生じる。かかる分析は液体クロマトグラフィーシステ
ムにより行うことができる。アナログ出力信号はＡ／Ｄ
変換装置を介してコンピュータに接続される。音調はア
ナログ信号の各ピークに１８Ｍパーソナルコンピュータ
により割り当てられ、かつこのコンピュータはディジタ
ルデータの流れをＭＩＤＩＩＤ−マット指令言語に変換
する。このＭＩＤＩデータは楽器に送られることにより
音調に変換され、かつこの音調をシステムのユーザーが
聴くことができる。コンピュータは尿の成分が標準パタ
ーンを示した場合にはｒ　ＳｔａｒＳｐａｎｇｌｅｄ　
Ｂａｎｎｅｒ　Ｊのごとき音曲を奏チルごとくプログラ
ミングされることができる。

これらの公知のシステムはいずれも体内の筋肉組織また
は脳の中に生じた電気信号を感知しかつそれらをリアル
タイムでＭＩＤＩＩＤ−マット指令言語に変換し、かつ
この言語が次に直ちに音調に変換されることのできるリ
アルタイムシステムを教示していない。かかるシステム
は臨床分析。

バイオフィードバック、ゲーム、楽器、アーチストによ
るライブパフォーマンス、および多くの他の用途のごと
き広い各種の分野に多数の用途を持つ。

（課題を解決するための手段） 本発明の音調の発生を制御するためのデ〒りを発生する
ための装置は、バイオポテンシャル信号をリアルタイム
で感知する手段、及び該バイオポテンシャルを受け取り
、リアルタイムでＭＩＤＩコードにマツピングする手段
を備えており、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の装置は、ＭＩＤＩコードを受け取り。

利用することができる何れかの公知の装置を更に備え、
ＭＩＤＩコードを用いて、該ＭＩＤＩコードから音調を
発生するために該ＭＩＤＩコードを受け取るように接続
された該装置の動作を制御する。

本発明の生体内で発生した電気信号からマツプされた音
調の発生を制御するためにディジタルデータのリアルタ
イムの発生のための装置は、音調の制御のための入力さ
れるディジタルデータを音調に変換するための少なくと
も１個の出力装置。

生体内で発生した少なくとも１個の電気信号をリアルタ
イムで感知し、該電気信号を該電気信号を表す第１のデ
ィジタルデータサンプルの流れにリアルタイムで変換す
るための手段、及び該第１のディジタルデータサンプル
の流れを受け取り５該第１のディジタルデータサンプル
の流れから該生体内で発生した該電気信号の少なくとも
１個の特性をリアルタイムで抽出し、該特性の各々とそ
れらの中の変化とを音調の発生を制御し得るディジタル
データの第２の流れにリアルタイムでマツピング、シ、
それを該出力装置に伝達するための手段を備えている。

本発明の装置は、該感知のための手段が、出力部と、２
個の感知電極を介して該生物学的信号を感知し増幅する
ように接続された入力部と、該入力部と接続された接地
電極とを有する差動増幅器を備え、該電極は生体と接触
して配置され、該差動増幅器が充分な共通モードリジェ
クションを有しており、該入力部に於ける共通モードノ
イズを実質的に除去する。

本発明の装置は、該差動増幅器の出力部に接続されたバ
ンドパスフィルタ手段を更に備え、該フィルタ手段が該
フィルタ手段のパスバンド内の周波数のみを実質的な減
衰なしに該マツピング手段に通過させるためのものであ
る。

本発明の装置は、該感知手段が、各々が差動増幅器及び
バンドパスフィルタを有する複数のデータチャネルを更
に備え、該データチャネルの少なくとも幾つかは、該バ
ンドパスフィルタのための異なったツマスパントを有し
ており、該チャネルの各々は生体内で発生した異なった
バイオポテンシャル信号を感知し、該チャネルの各々は
信号出力部を有している。

本発明の装置は、各々が該チャネルの内の一の該信号出
力部に接続された複数の入力部と、該電気信号を該マツ
ピング手段へ供給するように接続された信号出力部とを
有するマルチプレクサを更に備え、該マルチプレクサが
、該信号出力部に接続された制御のための制御入力部を
有し、該制御入力部が該マツピング手段に接続されて該
手段より選択信号を受け取り、該マツピング手段が該入
力部を制御するように信号を発生し、該マルチプレクサ
が該出力部に接続している。

本発明の装置は、生体により発生させられた電気信号を
感知し増幅するための、該電気信号の不要成分を除去す
るための、残りの成分を第１のディジタルデータの流れ
に変換するための入力手段。

該第１のディジタルデータの流れを受け取り、該流れか
ら該電気信号の１個以上の特性を抽出し。

該特性の各々と変化とをＭＩＤＩパラメータ及び該パラ
メータ内の対応する変化にリアルタイムでマツプするた
めの、該特性の各々のためにＭＩＤＩ言語の流れを発生
させるための処理手段、並びに該ＭＩＤＩ言語の流れを
受け取るための、ＭＩＤＩ言語を音調又は他の音楽デー
タに変換するための少なくとも１個のＭＩＤＩ機器を備
えている。

本発明の装置は、生体により発生させられた電気信号を
感知するための、該信号を第１のディジタルデータの流
れにリアルタイムで変換するための入力手段、使用者の
入力情報を含む入力されたディジタルデータをビデオデ
ィスプレイ情報に変換するためのビデオ出力装置、並び
に該第１のディジタルデータの流れを受け取るための、
該第１のディジタルデータの流れ内に入っている該生物
学的電気信号の特性を抽出するための、該特性を。

該使用者の入力情報を供給できる第２のディジタルデー
タの流れにマツプするための、該流れを該出力装置に伝
えるためのマツピング手段を備えている。

本発明の装置は、生体内で発生させられたバイオポテン
シャルに応じて機器によって発生させられたＭＩＤＩコ
ードを変更するための装置であって、他の機器からＭＩ
ＤＩコードを受け取るための手段、生体内で発生させら
れた電気信号を感知するための手段、該電気信号の特性
を求め、その特性を該受け取ったＭＩＤＩコード内に作
られる変化にマツピングするためのマツピング手段、及
び該他の機器からの該ＭＩＤＩコードと、該ＭｌＤＩコ
ード内でなされる変化に関する該マツピング手段からの
データとを受け取るように接続され。

該マツピング手段からの該データにより必要とされる変
化を行うための、該マツピング手段からの信号に応じて
変更されたＭＩＤＩコードを出力するための手段を備え
ている。

本発明の装置は、脳波を感知するための、所望の周波数
成分の特性周波数を含むバスバンドの外側の周波数をフ
ィルタリングにより除去するための、フィルタリングさ
れた出力信号を出力するための手段、該フィルタリング
された出力信号を。

エイリアジングを防止するのに充分高い割合でサンプリ
ングするための手段、複数の該サンプルに対してフーリ
エ変換操作を実施するための手段。

該所望の周波数成分の特性周波数に於ける該フーリエ変
換操作により生じる所望の周波数成分係数の振幅を求め
る手段、及び所望の周波数成分の強度をＭＩＤＩコード
にマツピングするための手段を備えている。

本発明の装置は、該マツピングするための手段が、脳波
のα波成分の強度の変化をＭＩＤＩコードのプログラム
番号にマツピングするための手段を備えている。

本発明の装置は、生体内の筋肉又は筋肉群内で発生した
電気信号を感知するための、第１の出力信号を発生する
ための手段、生体内で発生した脳波を感知するための、
不要の周波数成分をフィルタリングにより除去するため
の、第２の出力信号を発生するための手段、生体内で心
臓筋肉を動かすために発生された電気信号を感知するた
めの。

不要の周波数成分をフィルタリングにより除去するため
の、第３の出力信号を発生するための手段。

該第１．第２及び第３の出力信号をエイリアジングを防
止するのに充分高いサンプル率でサンプリングするため
の、該第１．第２及び第３の出力信号の各々を表すディ
ジタルデータを発生するための手段、並びに該ディジタ
ルデータを受け取るための入力部を有し、出力部を有し
、該ディジタルデータから該第１．第２及び第３の出力
信号の各々の特性を抽出するための、該特性の各々をＭ
ｌＤＩコードの異なったチャネルにマツピングするため
の、該出力部に於いてＭＩＤＩコードの該チャネルの各
々を出力するための処理手段を備えている。

本発明の装置は、ＭＩＤＩコードの各チャネルが該出力
部に於いて異なった時間間隔の間に出力される。

本発明の方法は、生体内で発生させられた電気信号を感
知するステップ、及び該電気信号をＭＩＤＩコードにマ
ツピングするステップを包含する。

本発明の方法は、生体内で発生させられた電気信号を感
知するステップ、及び該電気信号を、使用者にビデオゲ
ームのための入力データを供給するために適したディジ
タルコードにマツピングするステップを包含する。

本発明の方法は、生体内で発生させられた電気信号を感
知し、不要な周波数成分をフィルタリングにより除去す
るするステップ、該フィルタリングされた電気信号をデ
ィジタルデータに変換するステップ、該ディジタルデー
タから該電気信号の少なくとも１の特性を抽出するステ
ップ、及び該電気信号の該特性をＭＩＤＩコードにマツ
ピングするステップを包含する。

本発明方法は、該ＭＩＤＩコードから音調を発生するス
テップを更に包含する。

本発明の方法は、脳波をリアルタイムで感知するステッ
プ、エイリアジングを防止するのに少なくとも充分に高
いサンプル率で脳波をサンプリングし、サンプルをディ
ジタルデータに変換するステップ、複数の該サンプルの
ディジタルデータに対してフーリエ変換を行うステップ
、必要な周波数成分のフーリエ級数係数の大きさを求め
るステップ、及び必要な周波数成分のフーリエ級数係数
の大きさをＭＩＤＩコードにマツピングするステップを
包含する。

本発明の方法は１周波数のパスバンドの外側の周波数成
分をフィルタリングにより除去するステップを更に包含
し、サンプリングステップを実施する前に所望の周波数
の特性周波数が該パスバンド内にあり、所望の周波数成
分の係数の大きさを求めるステップが、β、δ及びθ波
等のα波の特性周波数を有する周波数成分のためのフー
リエ級数係数の大きさを求めることを包含する。

本発明の方法は２周波数のパスバンドの外側の周波数成
分をフィルタリングにより除去するステップを更に包含
し、サンプリングステップを実施する前にＥＫＧ波の特
性周波数が該パスバンド内にあり、所望の周波数成分の
係数の大きさを求めるステップが、ＥＫＧ波の特性周波
数を有する周波数成分のためのフーリエ級数係数の大き
さを求めることを包含する。

本発明の方法は、生体内で発生させられた電気信号を感
知するステップ、該電気信号をＭＩＤＩコードにマツピ
ングするステップ、該ＭＩＤＩコードを用いて音調を発
生するステップ、該電気信号に於いて有する該音調の効
果について該生体内で発生させられた該電気信号を再評
価するステップ、及び該電気信号に於ける変化を該ＭＩ
ＤＩコードに於ける対応する変化にマツピングすること
により該ＭＩＤＩコードを変更するステップを包含する
方法。

本発明の方法は、ＭＩＤＩコードを発生することのでき
る他の機器から受け取ったＭＩＤＩコードを変更する方
法であって、生体内で発生させられた電気信号を感知す
るステップ、他のＭＩＤＩ機器からＰＦＭＩＤ！コード
を受け取るステップ。

該電気信号の特性を評価し、該特性を該ＭＩＤＩコード
に於ける変化にマツピングするステップ。

及び該マツピングステップに於いて求められた変化に応
じてＭＩＤＩコードを変化させるステップを包含する。

（作用および効果） 本発明の教示によれば、収集されかつリアルタイムに処
理される生体において生じる電気信号からリアルタイム
に音調が生じる。この場合に、生体に存在する生物学的
に生じる１つまたはそれ以上の信号を感知するためのト
ランスデユーサを含むシステムが教示される。これらの
トランスデユーサはアナログ電気信号をディジタルデー
タの流れに変換するための変換回路に結合される。ディ
ジタルデータの流れはマツピング（蒙ａｐｐｉｎｇ）ユ
ニットにより受けられ、かつユニットはディジタルデー
タの流れからリアルタイムにある情報を抽出し、かつこ
れらの特性をミュージックシンセサイザ、ビデオゲーム
または他のタイプの装置のごとき出力装置をコントロー
ルすることのできるフォーマットを持つディジタルデー
タの第２の流れにマツプ（ｓａｐ）する。

好ましい実施例において、マツピング回路は生物学的に
生じた信号（以下では時としてバイオポテンシャルと称
す）のある種の特性を誘致しかつこれらの特性をＭＩＤ
Ｉインターフェイスの１つま”たは複数のパラメータに
マツプするごとくプログラミングされているコンピュー
タである。バイオポテンシャルは生体により生じる電気
信号である。好ましい実施例においては、変換手段が体
内に生じた電気信号の振幅をディジタル言語に変換し、
かつこの言語が特定のサンプル期間中の振幅を限定する
。コンピュータは次にこれらの振幅言語をＭＩＤＩイン
ターフェイスコードの読み取りの音調番号（ｎｏｔｅ　
ｎｕｍｂｅｒｓ）にマツプする。音調番号は出力装置と
して用いられるミュージックシンセサイザ上に生じる音
調の周波数に対応する。振幅言語は次にｒｎｏｔｅ−ｏ
ｎ　、Ｊおよびｒｎｏｔｅ−ｏｆｆＪＭＩＤＩインター
フェイスフォーマットコードシーケンスまたはデータパ
ケットに変換される。これらのＭＩＤＩデータパケット
は次にシンセサイザ′に送られ、かつこのシンセサイザ
は生体内に生じた電気信号の強さに応じてマツプされる
周波数を持つ音調を発する。

本発明は好ましい実施例に対する上記の特定のマツピン
グ方式に限定されることはない。本発明に対して多くの
用途が可能であり、またこれらの用途の各々は変換回路
により行われるべき機能に対して特定の要求事項を持つ
ことができ、かつ多くの種類のマツピング機能が可能で
ある０例えば。

ビデオの領域においては２本発明はビデオゲーム。

コンピュータグラフィックおよび教育に用途を見出すこ
とができる。音楽の分野では本発明はパフォーマンスア
ート、および医師、精神医学者および心理学者のオフィ
スの中で使用するための専門的な臨床機器に用途を見出
すことができる。本発明に対する用途を持つことのでき
る音楽の分野の中の他の亜分野は消費物資および医療物
資である。

本発明を用いることのできる消費物資は、ミュージック
玩具、アマチュア楽器、レクリエーション装置、ムード
メーカー、ドリームマニピユレーション装置、ペットミ
ュージック装置、さビーミニ−シック装置およびグルー
プミュージック装置を含む。医療技術においては１本発
明はミュージック診療、整形外科的処理およびリハビリ
テーション、麻酔リハビリテーションおよび不眠症治療
および睡眠を助成するための器具に用途を見出すことが
できる０機械の分野では９本発明は無線コントロールさ
れる玩具、義肢および家庭器具に用途を見出すことがで
きる。

従って２本発明は変換およびコンピュータ回路によって
実施される特定の機能に高いフレキシビリティの度合を
期待する。例えば、変換回路は身体の各位置に設けられ
た多数のトランスデューサにより生じる信号から各種の
周波数帯域での情報を集めるためのい（つかのチャネル
を含むことができる。各種の周波数帯域での信号はディ
ジタル信号に変換することができ、かつこの信号は次に
コンピュータに伝達される０次にコンピュータはこれら
の信号を信号の周波数、信号の強度、信号の周波数にお
ける変化または強度の変化に関して分析することができ
る。各チャネルにおける信号のこれらの特性は、各種の
パラメータのいずれかにマツプされることができ、かつ
これはＭＩＤＩのごとき標準のインターフェイスを介し
てシンセサイザまたは他の出力装置においてコントロー
ルされることができる０例えばシンセサイザが出力装置
に対して用いられる時には、標準ＭＩＤＩインターフェ
イスは周波数の変化がプログラム番号または倍音系列に
マツプされるごとくマツピングの目的に用いることがで
きる。シンセサイザに対するＭＩＤＩインターフェイス
およびビデオ装置に対するＳＭＰＴＥインターフェイス
は出力装置の多くの特性のコントロールを可能にする。

これらの特性は装置により生じる出力表示の質をコント
ロールする。生物学的に生じた信号の特性から。

特定の用途に対し適合する出力装置に対するインターフ
ェイスによりコントロールされることのできるパラメー
ターへのマツピングの組合せは本発明の教示に従うもの
である。

（実施例） ゛　第１図には本発明の教示によるシステムの好ましい
実施例のブロック図が示されている。人体１０は電気信
号の発生源の役割を持つ。第１図は人体の頭に取付けら
れたいくつかのトランスデユーサ１２、１４および１６
を示す。これらのトランスデユーサは人体１０からの脳
波信号を感知しかつ前置増幅器２４への信号ライン１８
．２０および２２に信号を出力する。

本発明の教示によればトランスデユーサにより感知され
る人体からの電気信号は脳波（ＥＥＧ）または脳波信号
、心臓の筋肉から発する心電図（ＥＫＣ；）（エレクト
ロカルディオグラム）信号または眼のごとき人体の他の
部分の筋肉から生じる筋電図（ＥＭＧ）信号を含む任意
のタイプの信号であることが可能である。トランスデユ
ーサ１２．１４おより１６の位置は筋肉の運動または人
体の他の電気的な活動を捉えるための人体上のあらゆる
位置であることができる。さらに、この場合には人体を
対象としたが９本発明は動物およびもし電気的活動が特
定の形で行われる場合には植物に対しても用いることが
できる。

トランスデユーサ電極１２．１４および１６が人体の上
に置くことのできる他の場所は眼の近傍にある。

眼球は基本的には、直流双極を形成しかつ眼の位置に関
連した極性を持つ直流信号を形成する。電極が眼のいず
れの側にも置かれる時にはこの極性を検出することがで
きる。この直流信号は眼が１つの方向に移動する時に１
つの電極への負の度合が高まり、また眼が他の方向に移
動する時には正の度合が高まる。この方法によれば眼を
左右に移動させる眼の運動を検出することができる。眼
球に関する電極の位置を種々に変えることにより他の眼
の運動もまた検出することができる。眼の双極信号は以
後ＥＯＧ（眼球電位図、　ｅｌｅｃｔｒｏｏｃｕｌｏｇ
ｒａｍ）信号と呼ぶこととする。

電極１２．１４および１６を他の場所に設置することに
よりＥＧＧ　（心電図）信号を検出することができる。

第１図には３つのトランスデユーサが示されているに過
ぎないが、多数のトランスデユーサをセットにして用い
ることもまた２本発明の教示の中に含まれる。一般に、
共通モードノイズを除去し得るように脳または筋肉内に
生じる電気信号を感知するには３つのトランスデユーサ
（すなわち電極）を用いることが好ましい。３つのトラ
ンスデユーサを用いた場合には１つを共通電極としてま
た他の２つを感知電極として使用することができる。電
極１４を第１図に示された実施例における共通電極と仮
定した場合には、共通モード信号は電極１２と１４との
間および電極１６と１４との間に同時に生じる信号であ
る。これらの共通モード信号が除去される時には差動モ
ード信号ができるが、これは上記の電極対の間の場合の
ごとく共通な信号ではない。求める筋肉または脳波活動
をあられすのはこれらの差動モード信号である。

共通モード信号の除去および差動モード信号の増幅は前
置増幅器２４により行われる。前置増幅器２４は共通モ
ード除去比が高くかつ内部でのノイズ発生度の低い差動
増幅器とされている。１２０デシベル除去の共通モード
除去が通常であるが、これが不可欠ではない。得られる
信号対ノイズが使用可能である限りいかなる増幅器特性
値も充分と考えられる。

前置増幅器２４の出力はフィルタ回路２６を通してＡ／
Ｄ変換回路２８のアナログ入力に結合される。

フィルタ回路の目的は電極またはその接続線により誘導
的にツピクアップされまたは信号ライン３０上の前置増
幅器２４の出力にある６０サイクルノイズを除去するこ
とにある。

Ａ／Ｄ変換回路２８は、ライン３２上のフィルタ回路２
６の出力をエイリアジング（ａ　１　ｉａｓ　ｉｎｇ）
の防止のために充分に速い速度でサンプリングする。Ａ
／Ｄ変換回路２８はパス３４上にディジタルデータの流
れを作り出す、Ａ／Ｄ変換回路２８のサンプリング速度
はＮＶＱｕｉｓｔ基準に基づくエイリアジング問題を避
けるために対象となる周波数の基本成分の少なくとも２
倍とされる。

複数のフィルタパス帯域が用いられるより複雑な実施例
においては、各チャネルに対し別個のアナログディジタ
ル（以下時としてＡ／Ｄと称す）変換回路を使用するこ
とができる。各パス帯域フィルタは異なった周波数また
は周波数帯域をもたらすためにＮｙｑｕｉｓｔ基準を満
足するために各チャネルには別個のサンプリング率が用
いられねばならぬ、当業者であれば、各パス帯域の主要
周波数が各パスバントの中のアナログ信号の正確なディ
ジタル表示を得るためにサンプリングされる構成を理解
することができるであろう。

好ましい実施例においては、Ａ／Ｄ変換回路２８はライ
ン３２上の信号の増幅をサンプリングし、かつ各サンプ
ル時間帯中の増幅を受信するアナログ信号の振幅または
強さをあられすディジタル言語に変換するのに用いられ
る。バス３４上のディジタル強度言語はマツピングコン
ピュータ３６により読み取られる。

マツピングコンピュータ３６の目的はライン３２上のア
ナログ信号の１つまたは複数の特性を求めるためにバス
３４上の受信ディジタルデータを分析することにある。

この特性はＭＩＤＩインターフェイスのパラメータにマ
ツプ（＋ａｐ）され、かつＭＩＤ、Ｉフォーマットデー
タ言語はマツピングコンピュータ３６から生じる。゛好
ましい実施例においては。

ライン３２上の信号の強さはミュージックシンセサイザ
出力装置３８によりその強度言語に対して作り出される
べき音調の周波数にマツプされる。他の実施例において
は、ライン３２上の信号の周波数のごとき他の特性が音
調番号（音調周波数）にマツプされることができ、また
は受信されるアナログ信号の強さのまたは周波数の変化
がシンセサイザ３８をコントロールするためにＭＩＤＩ
コードにおいて特定されることのできる１つ以上のパラ
メーターにおける対応する変化にマツプされることがで
きる。

マルチチャネルの実施例においては、各チャネルは同じ
または異なったパス帯域内の受信アナログ信号の異なっ
た特性を探し求めることができる。

各特性は次にマツピングコンピュータ３６によるＭＩＤ
ＩＩＤ−マットインターフェイスコードにおける別個の
パラメータへの別個のマツピングを行うことができる。

コントロールされることのできるＭＩＤＩＩＤ−マット
パラメータの例はｒｎｏｔｅｏｒＢ　ｒｎｏｔｅ　ｏｆ
ｆ」、　　ｒｎｏｔｅ　ｎｕｍｂｅｒ　Ｊ　、コントロ
ールパラメーターおよびシステムイクスクルーシブメッ
セージである。完全なＭＩＤＩ仕様は公知である。好ま
しい実施例に用いられているのはＭＩＤＩの１つの形態
である。

ＭＩＤＩ　　はＭｕｃｉｃａｌ　　Ｉｎｔｅｒｉｎｓｔ
ｒｕｓｅｎｔ　　ＤｉｇｉｔａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅの
頭文字をとったものである。このインターフェイスはシ
ンセサイザ、シーケンサ、ホームコンピュータ、リズム
マシン等を標準インターフェイスにより相互接続するこ
とを可能にする。

標準ＭＩＤＩインターフェイスハードウェア回路および
標準ＭＩＤＩデータフォーマットがある。

ＭＩＤＩの通信は１つのステータスバイトの次に１つま
たは２つのデータバイトを持つマルチバイトメツセージ
により果たされる。発信器と受信器との間のＭＩＤＩコ
ード言語のデータ伝送に用いることのできる１６のチャ
ネルが存在する。ＭＩＤＩインターフェイス仕様の内容
は添付の参考資料の中に示されている。

ミュージックシンセサイザ３８はマツピングコンピュー
タから出力バス４０上のＭＩＤＩＩＤ−マットデータ言
語を受け取りかつＭＩＤＩデータに従って音調を生じる
。第２図の実施例においては。

前置増幅器２４とフィルタ回路２６は第１図の実施例の
中の該当の回路の実施する機能と同じ機能を行う。ディ
ジタルコンバータ２８に対しても同様のことがいえる。

第２図の実施例におけるマツピングコンピュータ３６は
しかし第１図のマツピングコンピュータとは異なったマ
ツピングを行う。なぜならばＳＭＰＴＥインターフェイ
スフォーマットが用いられるからである。第２図のシス
テムにおいて出力装置はビデオゲーム４０である。この
ビデオゲームはデイスプレィ４２をドライブする。ビデ
オゲーム４０は種類を選ばない。第２図の用途において
は、ユーザーの入力はコード言語として到達し。

かつこれは信号に変換され、かつこれはビデオゲームの
オペレーションをコントロールする。言い換えれば、デ
ィジタルデータはユーザーのジョイステック９発射ボタ
ン等からビデオゲームにより通常読み取られる信号に変
換されることができる。

ある実施例においては、ＳＭＰＴＥインターフェイスフ
ォーマットを用いることができる。ＳＭＰＴＥインター
フェイスフォーマットはビデオニ学の当業者には周知で
ある。

マツピングコンピュータ３６の機能はバス３４上のディ
ジタルデータの流れを受け取り、かつそれをビデオゲー
ム４０のコントロールのために必要なユーザー人カデー
タを供給するある機能データに従ってマツプすることに
ある。特定のマツピング機能はビデオゲーム４０により
要求されるユーザーからの入力の特定のタイプによって
決まる。ビデオゲーム４０に対する適切なインターフェ
イス回路はユーザー人力をマツピングコンピュータ３６
からバス４４を介して受け取りかつそれをビデオゲーム
４０の動作をコントロールするための適切な信号に変換
する。　、 第２図の用途ではユーザーは、ある種の思考を行い、ト
ランスデユーサ１２．１４および１６の設けられている
位置に従っである眼球運動またはユーザーの身体の各種
の筋肉のある種の運動を行うことにより、ビデオゲーム
４０に対する入力を与えることができる。第２図の用途
における出力装置として働く多くの適切なビデオゲーム
の利用が可能である。当業者にはバス４４上のインター
フェイスデータを受け取りかつビデオゲームに対して必
要なコントロール信号にそれを変換するための適切なり
／Ａ変換インターフェイス回路をデザインすることは容
易であろう。

マツピングコンピュータ３６のプログラミングはビデオ
ゲーム４０により実施されるユーザーインターフェイス
のタイプによって決まる。大抵のビデオゲームは位置の
コントロール入力および発射コントロール入力を必要と
するからマツピングコンピュータ３６はバス３４上のデ
ィジタルデータをバス４４上の位！コントロールおよび
発射コントロールのデータ言語にマツプすることにより
ビデオゲーム４０をコントロールするごとく一般にプロ
グラミングされる。勿論、他のタイプのユーザー人力を
必要とする他のタイプのビデオゲームに対してはマツピ
ングコンピュータ３６はビデオゲーム４０により要求さ
れる適切なタイプのユーザー人力を供給するごとくプロ
グラミングされる。

第３図は生体からの電気信号を受信しかつこれらの信号
をある種の特性に対して分析しかつこれらの特性に基づ
いてリアルタイムで出力表示を生じるためのプロセスを
示す。このプロセスは基本的には入力ステップのみから
なり、かつこの場合にＥＥＧ、ＥＭＧ、ＥＯＧまたはＥ
ＫＧのごとき生物学的な電気信号が公知の方法で電気ト
ランスデユーサを介して感知される。このステップはブ
ロック４６によりシンボル化されている。ステップ４６
は生体から受信されたアナログ信号を処理してノイズま
たは生体内に生じる無関係な他の信号により隠される状
況下で希望の電気信号を導き出すためのフィルタレ−ジ
ョンまたは他の処理をもシンボル化している。

ブロック４８は、ステップ４６において導きだされたア
ナログ信号をディジタルデータに変換するためのプロセ
スにおけるステップをあられす。ブロック４８は強度値
を該当のディジタル値へのストレートなアナログディジ
タル変換または他のタイプのプロセスをあられす。例え
ば電気信号の周波数はアナログ信号に変換されかつその
アナログ信号の振幅は該当のディジタル値に変換される
ことができる。同様に、求めるアナログ信号の周波数ま
たは強度における変化が導きだされ９次に周波数または
強度の変化に該当する振幅を持つアナログ信号に変換さ
れることができる。これらの信号の振幅は次に該当のデ
ィジタルデータに変換されることができる。ブロック４
８があられす特定のプロセスはステップ４６において感
知された電気信号の求める用途および特性によって決ま
る。

ブロック５０は１つ以上の特性に対してステップ４８に
おいて生じたディジタルデータを分析するプロセスをあ
られす、言い換えれば、ブロック５０は生体により生じ
た電気信号をあられすディジタルデータから生体により
生じた電気信号の特性を求めるためのプロセスをあられ
す０例えばステップ５０は特定の時間帯にわたり強度、
変化する強度。

周波数または周波数の変化をあられすディジタルデータ
言語の平均化をあられす、他の形の処理。

例えばディジタルフィルタリング、コンボリューシゴン
、コリレーションまたは他の公知のディジタル信号処理
技術をも使用することができる。

ブロック５２はステップ５０において導きだされた特性
を出力表示の特定のパラメータをコントロールするディ
ジタルデータにマツピングするためのプロセスをあられ
す、出力装置がミュージックシンセサイザである好まし
い実施例において、ブロック５２は受信信号の強度を、
生じた音調の周波数にマツピングするためのプロセスを
表す、シンセサイザの各種のバラメークがコントロール
されるべき他の実施例に対しては、ブロック５２は求め
る特定のマツピングをあられす。例えば受信されるアナ
ログ信号の周波数はミュージックシンセサイザに倍音形
成（ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）または
プログラム番号にマツピングされることができる。ある
いは、受信される信号の強度の変化が生じた音調の該当
の発生（ａｔｔａｃｋ）速度または消滅速度にマツピン
グされることができる。受信される電気信号に関する多
数の特性のいずれか１つがコントロールされることので
きる出力表示の１つまたはそれ以上のパラメータにマツ
ピングされることができる。

ブロック５４はブロック５２によりシンボル化されたプ
ロセスステップにより実施されたマツピングを実施する
ために出力コントロール信号または出力ディジタルデー
タを生じるプロセスをあられす。

ブロック５６はブロック５４のプロセスステップにより
生じたディジタルデータまたはコントロール信号に基づ
きリアルタイムで音調または他の出力表示を生じるプロ
セスをあられす。

第３図に示されたプロセスは極めて概略的であるが本発
明の教示は極めて多様な実施態様を包含する。生体から
感知される電気信号のタイプ、これらの信号がディジタ
ルデータに変換される態様およびそのディジタルデータ
が分析される態様に関しては多様な選択が許される。さ
らに、ブロック５２によりシンボル化されているステッ
プにより実施することのできるマツピングの形およびマ
ツピングプロセスから生じる出力データのタイプに　　
　関しても多様な選択が可能である。また、用いられる
出力装置のタイプも用途に応じて左右される。

上述のステップの中のいずれか１つに対する特定は従っ
て本発明の教示が用いられるべき特定の用途によって決
まる。

次に本発明の教示が特定の用途に用いられることのでき
る方法を示す特定の実施例について考察を行うこととす
る。

第４図には受信する生物学的に生じた電気信号の強度を
該当の周波数を持つ音調にマツピングするために用いる
１本発明の具体例のンステムのブロック図が示されてい
る。ブロック６０の中の回路は人体に生じる電気信号を
感知するための感知装置の１つのチャネルに対する典型
的な回路をあられす、マルチプルチャネルを使用するこ
とができる。基本的には、各チャネルの感知回路はＡ／
Ｄ変換の前にノイズおよび望まざる信号成分を除去する
ためにアナログ信号をプロセスするための各種のゲイン
およびフィルタリングステージからなる。

各チャネルには３つのトランスデユーサ１２．１４およ
び１６が用いられる。トランスデユーサ１２および１６
は差動増幅器６２の正負の入力に接続される。

該差動増幅器６２の信号接地は第３のトランスデユーサ
１４に接続されている。

トランスデユーサは人体の皮膚に施され求める信号を感
知することのできる電気接点である。例えばＥＫＧ信号
が検出されるべき時には、トランスデユーサ、は心臓筋
肉により生じる電気信号を検出するために公知の方法で
人体の胸部の皮膚にテープで固定される。

差動増幅器６２は、内部ノイズ発生度の低くまた共通モ
ードの除去度の高いノイズの少ない増幅器である。

差動増幅器６２の出力はバイパスフィルタ６４の入力に
接続される。バイパスフィルタの目的は、差動増幅器６
２の出力信号ライン６６にある直流オフセットを除去す
ることである。バイパスフィルタはこの機能を果たすた
めに１七の上向き転移周波数を持つ。

バイパスフィルタ６４の出力はある実施例においては非
平衡終端増幅器６８の正の入力に接続される。

この増幅器は可変利得段として用いられる。増幅器の負
の入力はポテンショメータ７０の可動アームに接続され
、かつポテンショメータは抵抗エレメントの一端を大地
に接続されかつ他端を差動増幅器６８の出力に接続され
ている。この増幅器の目的は人体から検出された電気信
号の増幅レベルをユーザーの選択し得る量だけ高めるこ
とにある。

可変利得段６８の出力はローパスフィルタ７２の入力に
接続される。

ローパスフィルタ７２は１ＫＨｚ以下の周波数を持つ信
号のみがこのフィルタを実質的な減衰を生じることなく
通過するごと（１七の周波数下降点を持つ０以上を総合
した場合にフィルタ６４および７２はＩＨｚ以上でかつ
１に比以下の周波数を通すバンドパスフィルタをあられ
すことになる。バス帯域のいずれの側にもあるこれらの
転移周波数は必要な周波数に対して調整されることがで
きる０例えばＥＥＧのα波が検出されるべき時にはフィ
ルタの転移点はその中にα波が見出される１０Ｈｚ付近
の周波数の帯域のみを通過させるごとく調節することが
できる。

存在するチャネルが１つ以上の場合にはマルチプレクサ
７４が必要である。マルチプレクサは多数の入力を持ち
、かつその各々はチャネルの１つの出力に、特にチャネ
ルの１つにおけるローパスフィルタ７２の出力に接続さ
れる。マルチプレクサ７４はまた選択バス７６に接続さ
れる多数の選択入力を持つ、このバスは信号処理チップ
８２のアドレスバス８０にそのデータ入力を接続される
アドレスラッチ７８の出力に接続される。好ましい実施
例においては、　３２０ＣＩＯが用いられる。アドレス
ラッチ７８の負荷コントロール入力は信号処理チップか
らのライン８４上（７）ＡＤＤＲＥＳＳ　ＶＡＬＩＤ　
、：１ントロ一ル信号に接続される。従って、信号処理
チップは、その入力信号がアドレスバス８０上で分析さ
れるチャネルのアドレスを書込み、かつライン８４の上
のＡＤＤＲＥＳＳＶＡＬＩＤ信号をアクティブにするこ
とによりそれをアドレスラッチ７８にラッチすることに
よりマルチプレクサ７４による切り換えをコントロール
する。

これによりバス７６には特定のビットパターンが生じ、
かつ、これによりマルチプレクサ７４は求めるチャネル
から出力信号ライン８８に接続するために入力信号ライ
ンを選ぶことができる。

ライン８８上の選ばれたアナログ信号はＡ／Ｄコンバー
タ９０の入力に接続される。Ａ／Ｄコンバータは、信号
処理チップ８２からクロック分割器９１およびライン９
３を介してクロック信号を受信する。

ライン９３上のクロック信号の立ち上がり毎にＡ／Ｄコ
ンバータ９０がターンオンされ、Ａ／Ｄコンパ−夕の入
力においてアナログ信号に対する変換処理を開始する。

Ａ／Ｄコンバータ９０がその変換プロセスを完了した時
にはライン９４上にＤＯＮＥ信号を発する。この信号は
ステータスフラグとして作用するラッチ９６の中にラッ
チされる。このラッチはその出力を信号処理チップ８２
に信号ライン９８により接続される。信号ライン９８は
ある実施例においては信号処理チップ８２の中断入力に
接続されることができるか、またはそれは変換が行われ
たか否かを知るために必要に応じフラグラッチ９６をポ
ーリングするプロセスをあられすことができる。

信号処理チップがＤＯＮＥ信号を感知するとそれはライ
ン９２上にＲＥＡＤ信号を発する。この信号を受けてＡ
／Ｄコンバータは変換データをデータライン１０４に送
る。クロック分割器９１は信号処理チップ８２からクロ
ック信号を受け取りかつそれを２５０の７アクタにより
除する。得られた低速のクロック信号はライン９３上に
Ａ／Ｄコンバータ９０の「スタート変換」入力に対して
出力される。

信号処理チップ９２はマルチプレクサ７４とＡ／Ｄコン
バータ９０を各チップから送られてくる入力信号をその
チャネル上の信号の予測される周波数に対しＮｙｑｕｉ
ｓｔ基準により定められた速度でサンプリングする方法
でコントロールするｅ　ＮｙｑｕＩｓｔ　＆準はエイリ
アジングを持たぬ周波数Ｆの信号の有効サンプリングに
対してはサンプリング頻度は少なくとも２Ｆであること
を要求している。第４図に示された用途では必要な周波
数はｌｌｂからＩＫＨｚの周波数帯域にある。従って、
信号処理チップ８２はチャネル１からの信号のサンプリ
ングを有効サンプリング率が２ＫＨｚであるごとくコン
トロールする。

Ａ／Ｄコ゛ンバータ９０からの出力ディジタルデータは
一時的にバッファ１００においてラッチされる。

バッファ１００は信号処理チップ８２がデータバス１０
２を介してバッファの内容を読み取るために入力／出力
動作を行う時点までディジタルデータを格納する。信号
処理チップからのコントロールライン９２上のＲＥＡＤ
信号はバッファ１００の負荷コントロール入力に接続さ
れる。ＲＥＡＤ信号が発される度に、Ａ／Ｄコンバータ
９０は新たな変換を開始しかつバッファ１００はその時
点ではＡ／Ｄコンバータ９０のデータ出力バス１０４上
←ある前の変換から得られたデーターを装入される。

信号処理チップはディジタルデータを各チャネルから上
記の方法で集める。このデータは次に分析されかつＵＡ
ＲＴ１０６を経て出力装置に伝送されるためにＭＩＤＩ
言語フォーマットを持つディジタルデータにマツプされ
る。ＵＡＲＴはその並列データ入力を信号処理チップ８
２のデータバス１０２に接続されている。信号処理チッ
プは並列データをその中に書き込むためにＵＡＲＴを以
て入出力動作を行う。ＵＡＲＴは次にこの並列データを
直列のフォーマツ）ＭＩＤＩ言語に変換し、かつ得られ
たＭＩＤＩ言語の流れを直列フォーマット信号ライン１
０８上をシンセサイザにまで伝送する。

信号処理チップ８２はそのデータ収集およびマツピング
機能を第５図のフローチャートに従って行う。第５図に
は９体内に生じた電気信号の強度がミュージックシンセ
サイザにより生じる音調の周波数にマツプされる用途の
ための本発明の好ましい実施例のフローダイアダラムが
示されている。

このプロセスの第１ステツプはブロック１１０によりシ
ンボル化された有効す・ンプル速度を低下させることで
ある。なぜならばさらに多くのサンプルがバイオポテン
シャルの狭い帯域幅をあられすのに必要である以上にサ
ンプリング回路により採取されていたからである＃有効
サンプリングの低速化によりサンプリング間の計算のた
めの時間がさらに長くとられることができる。すなわち
、ミュージックシンセサイザはディジタルデータが人体
から得られるよりも遥かに低い速度でＭＩＤＩ言語を受
け取ることができるので、有効サンプリング速度を容認
し得る速度で音調を発するためにＭＩＤＩ言語がミュー
ジックシンセサイザにより発せられかつ受け入れること
のできるレベルにまで引き下げることは重要なことであ
る。好ましい実施例においては、これは、ブロック１１
０によりシンボル化されるプロセスステップにより行わ
れる。

このブロックはＡ／Ｄコンバータ９０から５人力される
各６番目のサンプルを受け入れるプロセスをシンボル化
している。これはマルチプレクサ７４およびＡ／Ｄコン
バータ９０がドライブされる１２Ｋｌ（ｚの実際のサン
プリング速度から２ＫＨｚの有効サンプリング速度を与
えることになる。

マツピングプロセスがそれから始まることのできるデー
タサンプルの収集の初めを確定するためにステップ１１
２が行われる。このステップは、平均化の目的に対して
メモリアレイに最初の８サンプルを装入するためのプロ
セスをあられす、サンプルのグループの平均強度は個々
のサンプル値よりもマツピング機能に対して用いられる
ことによりシステム内のノイズの効果を除去しかつ生じ
る音調の流れの推移をスムースにすることができる。

次のステップはブロック１１４によりシンボル化された
ごとくアレイの中のサンプル値を平均化することである
。プログラムループの中では最初。

アレイの中に８つのサンプルが存在するに過ぎずかつ平
均化はこれらの８つのサンプルについて行われるに過ぎ
ない、しかし、アレイは３２のサンプルを格納する容量
を持ち、ステップ１１４後のループにおいては平均動作
は３２のサンプルについて行われる。なぜならば新しい
サンプルはループがトラバースされている間に到着する
からである。

（以下余白） プレイ内の値の平均の為の演算が行われた後。

平均値が予め定められた閾値よりも大きいか否かを知る
ためにテスト１１６が行われる。このテストの目的はマ
ツピングプロセスからのノイズを除くことによりノイズ
サンプルが音調を生じることを防止することにある。平
均値が与えられた闇値よりも小さい場合には、信号処理
チップが１サンプル時間を待ち１次に通路１２０を経て
ステップ１１４に分岐して戻るステップ１１８が行われ
る。

ステップ１１６のテストの結果、平均値が閾値よりも大
きいことが判ると２次にステップ１２１が行われる。ス
テップ１２１はｒｎｏｔｅ　ｏｎ　Ｊを割当てられてい
る。ＭＩＤＩ言語を送る為に第４図のＵＡＲＴ１０６に
対する入力出力動作を行うプロセスをあられす、これは
出力ミュージックシンセサイザに対し信号処理チップ８
２は音調を発することを望んでいることを告げる。然し
２発せられるべき特定の音調は又シンセサイザが音調を
発する前に別のＭＩＤＩ言語にも送られねばならない、
信号処理チップが発することを望む特定の音調を伝える
為にステップ１２２が行われる。ステップ１２２は。

４サンプリング時間（有効サンプリング速度での）にわ
たり待機し次に音調番号ＭＩＤＩ言語を送ることにより
何れの音調がミュージックシンセサイザにより演奏され
るかをコントロールするプロセスをあられす。

バイオポテンシャルの強度（振幅）を音調番号にマツピ
ングするマツピングプロセスはステップ１２２に於て行
われる。これは演算により平均値を出しかつこれを音調
番号として用いることにより行われる。データのこの８
ビツトはＵＡＲＴ１０６に接続された信号処理チップデ
ータバスのデータラインＤ８から０１５にのせられる。

他の実施例に於ては検索テーブルを利用し又は成る種の
数学的アルゴリズムを実施することが出来よう。

ｒｎｏｔｅ　ｏｎ　Ｊ　Ｍ　Ｉ　Ｄ　Ｉシーケンスに於
ける第３ＭＩＤＩ言語はｒｎｏｔｅ　ｏｎ　ｖｅｌｏｃ
ｉｔｙ」である。云い換えれば、音符を演奏する為にミ
ュージックシンセサイザは３つのＭＩＤＩ言語を受け取
らねばならない。その一つはｒｎｏｔｅ　ｏｎ　Ｊ指令
であり。

２つ目は必要な音符の周波数を識別する’　ｎｏｔｅｎ
ｕｍｂｅｒ　Ｊ指令言語であり、又３つ目は音調のフィ
ーリング又は印象の部分を決めるｒｎｏｔｅ　ｏｎ　ｖ
ｅｌ。

ｃｉｔｙ」である、ステップ１２４は４サンプリング時
間をウェイトした後にｒｎｏｔｅ　ｏｎ　ｖｅｌｏｃｉ
ｔｙ」を送るプロセスをあられす、第５図に示されたア
ルゴリズムに於て、　　ｒｎｏｔｅ　ｏｎ　ｖｅｌｏｃ
ｉｔｙ」は最小および最大可能Ｍ　ｒ　Ｄ　Ｉ　ｎｏｔ
ｅ　ｏｎ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ値の中間に固定される。他
のアルゴリズムに於て、　　ｒｎｏｔｅｏｎ　ｖｅｌｏ
ｃｉｔｙ　Ｊ言語はＥＥＧはＥＫＧチャネルのごとき別
のチャネル上のデータからのマツピングにより作り出す
ことができる。

ｒｎｏｔｅ　ｏｎ　ＪＭ　Ｉ　Ｄ　Ｉシーケンスが送ら
れた後に音調は８サンプリング時間にわたり持続するこ
とが許される。８サンプリング時間後にｒ　ｎｏｔｅｏ
ｆｆＪＭＩＤＩシーケンスが送られる。このシーケンス
の第１ステツプはブロック１２６によりシンボル化され
る。このステップはＵＡＲＴにｒｎｏｔｅｏｆｆ　」指
令言語を書き込む入力出力動作をあられす。

ブロック１２８は何れの音符がスイッチオフされるかを
告げる為にｒｎｏｔｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ＪＭ　Ｉ　Ｄ　
Ｉ言語を出力装置に送るプロセスをあられす。

ｒｎｏｔｅ　ｏｆｆ　Ｊシーケンスに於ける最終ステッ
プはブロック１３０によりシンボル化されるが、これは
４サンプリング時間を待った後にｒ　ｎｏｔｅ　　ｏｆ
ｆｖｅｌｏｃｉｔｙＪＭ　Ｔ　Ｄ　Ｉ言語を送るステッ
プをあられす、この言語は音調により作り出されるフィ
ーリング又は印象の部分を確定する。

これは脳波をシンボル化するＥＥＧの出力の音楽的な表
現を得るのに有用である。第４図の装置はバイパスフィ
ルタ６４の低い周波数転換点を約７Ｈｚに、かつローパ
スフィルタ７２の高い周波数転換点を約３０Ｈｚに調節
することにより脳波のα波成分（又は他の成分）を検出
するのに用いることができる。可変利得段６８をローパ
スフィルタ７２の出力側に移すことは必須の条件ではな
いが好ましいことである。他に必要なことと云えば、信
号処理チップ８２のプログラミングを第６図に示された
方法を実施する為に変更することのみである。

ＥＥＧマツピングプロセスに於ける最初のステップはＭ
ＩＤＩ設定ステップである。このステップは本明細書に
明示されているすべてのマツピングプログラムに共通で
あるが、簡潔にするためにすべてのフローチャートに於
て省略された。このＭＩＤＩ設定ステップは音響の特性
をコントロールする１セツトのＭＩＤＩパラメータを確
定する為にシンセサイザにＭＩＤＩプログラムコードを
送る為のプロセスをあられす。かかるパラメータの各セ
ットはプログラム番号を持つ。これによりシンセサイザ
が成る特性的な音響を持つことを有効に確定することが
できる。

脳波のα波成分のマツピングを行う為にα波成分の振幅
を見出すことが先ず必要である。α波は１０１１　ｚの
平均特性周波数を持つ。入力信号はフィルタレーンコン
後には７Ｈｚから３０Ｈｚまでの周波数成分をもつから
、　１０Ｈｚ成分は他のすべての周波数から成る方法で
分離されねばならない。この分野では迅速なフーリエ変
換１時としてＦＦＴと呼ばれる。が公知でありかつこの
中での詳述は避けることとする。ＦＦＴは１０ｔｌｚ成
分を信号の残りの部分から分離するために行われる。デ
ィジタルコンピュータに於てＦＦＴを行うには独立した
サンプルセットが必要である。ステップ１４２はＦＦＴ
を実施する為に必要な数のサンプルを収集するプロセス
をあられす。好ましい実施例に於ては８つのサンプルが
ＦＦＴの為に用いられるが、他の実施例では更°に多く
の数のサンプルを用いることができる。

好ましい実施例に於てはＥＥＧのマツピングの為の有効
サンプリング速度は１５０　Ｈｚである。α波成分は１
０Ｈｚであるから２０１１ｚ又はそれ以上のサンプリン
グ速度ならば本発明を実用化する目的には充分である。

プロセスの次のステップはＦＦＴ計算を行うステップを
あられすブロック１４４によりシンボル化されている。

ＦＦＴは一連の和声学の為のＦＦＴフーリエ級数の振幅
係数を決め、かつこれはそれらの係数により定められる
振幅に於てミキシングされる時にオリジナル信号を作り
出す為に組合わせられる、云い換えれば、フーリエ変換
は時間領域から周波数領域への変換である。これにより
時間領域に在るフーリエ変換数学処理を施される信号の
周波数領域内の周波数成分が得られる。第６図の方法に
於けるＦＦＴを行うことの目的は、ステップ１４２に於
て収集されたサンプルによりあられされる入力信号に於
ける１０Ｈｚ成分の振幅を求めることに在る。ステップ
１４６は、ステップ１４４のＦＦＴの結果の点検を行う
ことにより１０１１　ｚ係数値を求める為のものである
。この係数はα波成分の振幅をあられす。

ステップ１４８はステップ１４６に於て求められた１０
Ｈｚ係数値を固定閾値と比較する為のプロセスをあられ
す、これは充分な大きさを持つα波成分がマツピングに
於て変化を誘起することを防止する為に行われる。

もし１０Ｈｚ成分が閾値よりも低い時にはステップ１５
０が行われる。ステップ１５０は新たなＦＦＴ変換を行
うことを目的として新たなサンプルバッチの収集される
のを待つ為のプロセスをあられす。

１０Ｈｚ成分が閾値よりも大きいときにはステップ１５
２が実施される。このステップはＭＩＤＩコード言語の
プログラム変化シーケンスを出力装置に送ることにより
、ミュージックシンセサイザのｒ声」又は音響を変化さ
せるプロセスをあられす。

この分野では周知のごとくミュージックシンセサイザお
よび他のＭＩＤＩマシンは、ガラスの割れる音、ホーン
、ドラム、シンバル又は他の公知の又未知の音のごとき
特徴的な音響を発する予めアレンジされたプログラム又
はＭＩＤＩパラメータの組合せを持つ。これらの組合せ
のパラメータ値の各々はプログラム番号により識別され
る。第６図に示された方法では９本人の考えているパタ
ーンはα波成分が充分な大きさを持つ時にはプログラム
を変えることができる。この場合ステップ１５２が行わ
れることによりＭＩＤＩ言語のシーケンスが送られ、か
つこれがプログラムの番号を変化させる。シーケンスは
２言語の長さに過ぎず、しかも第１ＭＩＤＩ言語はｒｃ
ｈａｎｇｅ　ｐｒｏｇｒａａ＋」指令およびプログラム
の変更されるべきＭ　Ｉ　Ｄ　Ｉ　’ｃｈａｎｎｅｌ　
Ｊであり、第２言語はＭＩＤＩマシンがプログラミング
されるべきプログラム番号である。

・コンピュータミュージックの作成分野で周知のごと＜
ＭＩＤＩインターフェイスは１６チヤネルを持つ、この
様にして複雑な音楽は、１６のチャネルの各々に就てＭ
　Ｉ　Ｄ　Ｉ　ｒｎｏｔｅ　ｏｎ　Ｊおよびｒｎｏｔｅ
ｏｆｆ　Ｊシーケンス、コントロールパラメータおよび
ＭＩＤＩプログラム番号の流れを送ることにより行うこ
とができる。ＭＩＤＩマシンはそれ自体をこれらのチャ
ネル間で時分割多重化し、かつプログラムおよび特定の
チャネルに於て受け取った他のコントロール情報に従っ
てすべての音符を演奏する。この動作はユーザーにとっ
ては同時に起きる為に極めて複雑な音曲がこの方法で作
り出すことができる。

勿論、当業者は脳波の他の成分が感知されかつ多重的な
プログラムの変化が思考パターンを変えることから生じ
るごとく各種の番号にマツプされることができることを
考えるであろう。

第７図にはＥＫＧ信号をドラムマシンをコントロールす
るのに適したＭＩＤＩコードにマツピングする際の信号
処理チップ８２により実施されるプロセスのフローダイ
アグラムが示されている。当業者はドラムマシンが第７
図のＥＫＧマツピングルーチンにより生じるＭＩＤＩコ
ードによりコントロールシされることのできる唯一の出
力装置ではないことを知るであろう。何故ならばマツピ
ング機能が機械のタイプおよびコントロールされるべき
パラメータに対して調節することができるからである。

ＥＫＧマツピングルーチンはステップ１６０から始まる
が、このステップはシンセサイザ又は他のＭＩＤＩマシ
ンにその音質を確定する為にプログラム番号を送る為の
ＭＩＤＩ設定ステップである。

他のコントロールパラメータは又ＭＩＤＩコードでマシ
ンを正しく設定する為に同様に送られる。

ＥＫＧマツピングの際の必要な基本周波数は０．１Ｈｚ
から４Ｈｚの帯域内に在る。ＥＫＧ信号の各種の成分の
強度はブロック１６２によりシンボル化されたステップ
により求められる。このプロセスは第６図のＥＫＧマツ
ピングの際に行われたごと（ＦＦＴを形成することによ
り、又は求める成分を除（す哀てのディジタル又はアナ
ログフィルタレ−ジョンおよび強度の測定によるがごと
き公知の何れかの方法で行うことができる。求める周波
数成分の強度を求める何れの公知の信号処理技法もＥＫ
Ｇマツピングルーチンには充分であり、かつ同じことが
第６図のＥＥＧマツピングルーチンに対しても云える。

但しこの場合には脳波の１０Ｈｚα波成分の振幅が求め
られる。

次にＥＫＧ信号の求める周波数成分の強度はテストブロ
ック１６４によりシンボル化されているごとく固定化さ
れた閾値と比較される。振幅が閾値よりも小さい時には
ステップ１６６が実施されるが。

これは別のＦＦＴ計算を実施する為にもう一つのサンプ
ルバッチの到達するのを待つプロセスに過ぎない。求め
る周波数成分を分離する為にディジタル又はアナログフ
ィルタレ−シランが用いられている時にはステップ１６
６がスキップされ、かつコントロールはステップ１６４
から直接ステップ１６２に戻り、従ってステップ１６６
は実施されない。

求める周波数成分の振幅が闇値よりも大きい時には、ス
テップ１６８がｒｎｏｔｅ　ｏｎ　Ｊシーケンスを例え
ばＭＩＤＩドラムマシンに送る為に実施される。当業者
ならばＭＩＤＩマシンの他のタイプが代りに用いること
ができ、或はマツピングが求める周波数成分の強度から
音調番号である必要はないと考えるであろう０例えばマ
ツピングは求める周波数成分の強度から、プログラム番
号、コントロールパラメータおよび／又はシステムイク
スクルーシブ等の他のＭＩＤＩマシンパラメータである
ことが可能である。

ステップ１６日が行われた後に、ステップ１７０は適切
な遅延後にｒ　ｎｏｔｅ　ｏｆｆ　Ｊシーケンスをドラ
ムマシンに送る為に実施される。当業者は遅延はユーザ
ーにより設定された任意の適切な遅延であることができ
ると考えるであろう。

第８図には人体に於て感知されたバイオポテンシャルに
応じて音調が生じた場合のかかる音調に対する人体の反
応を判定することによりＭＩＤＩコードを変更する為の
プロセスのフローダイアグラムに示されている。基本的
には第８図に示されたプロセスは時間ゼロに於てバイオ
ポテンシャルを判定しかつそれから音調を生じる。音調
が生じた後に人体はこれらの音調に反応し、カ）つ人体
内のバイオポテンシャルは変化する。これらの人体のポ
テンシャルは再度判定され、かつ新しいＭＩＤＩコード
がバイオポテンシャルの変化に応じて形成される。この
プロセスはステップ１７２から始まり、かつこのステッ
プは、バイオポテンシャルを上記の方法で第４図εこ記
載の装置あるいは必要とされる周波数帯域内のバイオポ
テンシャルを感知することのできる他の装置を用いて感
知する。

ステップ１７４はそれらの特性に対するバイオポテンシ
ャルを判定し、かつこれらの特性を各種のＭＩＤＩパラ
メータの一つ又はそれ以上にマツピングする為のプロセ
スをあられす。このマツピングが行われた後、適切なＭ
ＩＤＩコード言語が形成されかつ出力装置に送られる。

ステップ１７６は、ステップ１７４に於て生じたＭＩＤ
Ｉコードに応じて音調を発する際に出力装置により行わ
れるプロセスをあられす、これらの音調が発せられた後
に人体はそれらに対して反応する。人体が反応する時、
脳波ポテンシャルが変化し、更に心拍数又はＥＫＧポテ
ンシャルも又変化する可能性がある。更に筋肉（［！Ｍ
Ｇ）も文人体が音調に反応して動く時にも変化すること
がある。ステップ１７８はステップ１７６に於て生じた
音調に反応してバイオポテンシャルに生じる変化を判定
する為にこれらのバイオポテンシャルの特性を再判定す
るプロセスをあられす、ステップ１７８も又上記のごと
く感知されたバイオポテンシャルの新たな特性を判定し
かつこれらの変化をステップ１７４に於て形成されたＭ
ＩＤＩコードに於ける変化にマツピングする為のプロセ
スをもあられす。

ステップ１８０はステップ１７Ｂに於て実施されたマツ
ピングに反応して新たなＭＩＤＩコードを形成するため
のプロセスをあられす、プロセスは次にステップ１７２
に戻る。

第９図には生体内に生じたバイオポテンシャルの成る特
性に応じて、別のＭＩＤＩマシンから受信されるＭＩＤ
Ｉコードを変更する為のプロセスのフローダイアグラム
が示されている。多様なタイプのＭＩＤＩマシンが現在
利用可能であり、更にこの外にも増え続けている。これ
らのマシンの多くはマシンに生じたミュージカルデータ
がＭＩＤＩ言語フォーマットで他のマシンに伝達される
ことのできるようにＭＩＤＩコード出力を持つ。

ステップ１８２は他のＭＩＤＩマシンからのかかるＭＩ
ＤＩコードを受取る為のプロセスをあられす。

ステップ１８４は生体からのバイオポテンシャルをリア
ルタイムで感知する為のプロセスをあられす。

この中に記載の方法又はそれ以外の方法であらゆるタイ
プのバイオポテンシャルが感知されることができる。

ステップ１８６は上記のごとく感知されたバイオポテン
シャルの特性を判定する為のプロセスをあられす、この
判定はリアルタイムで行われる。バイオポテンシャルの
特性が求められると、これらの特性は受信されるＭＩＤ
ＩコードのＭＩＤＩパラメータに対する該当の変更にマ
ツプされる。例えば感知されるバイオポテンシャルがＥ
ＫＧ信号である時には、上昇する心拍数は高い音調番号
又はリズムマシンの変化したリズムにマツプされること
ができよう、ステップ１８８はステップ１８６に於て求
められたバイオポテンシャル特性に応じて受信されるＭ
ＩＤＩコードを変更する為のプロセスをあられす。新し
いＭＩＤＩ出力コードが次に形成されかつ出力される。

第１０図には４種のバイオポテンシャル信号を感知し、
かつＭＩＤＩコードを別のマシンから受け取り、かつ複
数のチャネルに於て新たなＭＩＤＩコードを形成する為
の本発明の教示に基くシステムが示される。システムは
バイオポテンシャルの特性を複数のチャネル上のＭＩＤ
Ｉコードにマツプすることにより、ミニ−シックシンセ
サイザのごとき出力装置の各種のパラメータをコントロ
ールする。システムは９本人の林に施された電極を通じ
てバイオポテンシャルを感知する為の４種のフロントエ
ンドチャネル備えている。４つのチャネルは、ＥＭＧチ
ャネル２００．ＥＥＧチャネル２０２゜ＥＫＧチャネル
２０４および（眼球位置を感知する為の）ＥＯＧチャネ
ル２０６である。これらのチャネルの各々は第４図の６
０によって示されるチャネル１回路に類似である。しか
し各チャネルはバイオポテンシャル周波数の求める周波
数以外のアナログ成分を除去する為に独自の周波数のパ
ス帯域を持つことができる。

システムは又他のＭＩＤＩマシンからのＭＩＤＩコード
を受取るためのインターフェイス２０８をも含む、この
インターフェイスは、入って来るＭＩＤＩコード言語を
受取りかつ例えばＵＡＲＴのＦＩＦＯバッファに格納す
る。ＭＩＤＩコード言語が格納される時に、インターフ
ェイス２０８はライン２１０上にインターラブドフラグ
を上げることにより信号処理チップ８２が新たに到達し
たＭＩＤＩ言語をデータバス２１２を介して読取ること
を可能にする。

この人力／出力動作はデコーダ２１６に接続されたアド
レスバス２１４上のインターフェイス２０８のアドレス
を書込むことにより行われる。このデコーダは次にライ
ン２１８上のＥＮＡＢＬＥ−２信号を発信することによ
りインターフェイス２０８上の内部バッファがそのＭＩ
ＤＩ言語データをデータバス２１２上にセットすること
に可能にする。信号処理チップ８２は次に読取り人力／
出力動作を行うことにより送られて来るＭＩＤＩコード
言語を受取る。信号処理チップ８２は又他の実施例に於
いてはインターラブド構造を用いる代りにインターフェ
イス２０８を周期的にポーリングすることができる。好
ましい実施例に於ては、信号処理チップ８２はそのサー
ビスを４つのバイオポテンシャルチャネルおよびインタ
ーフェイス２０８の間で時分割多重化する。

即ち、信号処理チップ８２はバイオポテンシャルチャネ
ルの各々のアドレスおよびインターフェイス２０８をア
ドレスバス２１４上に於てシーケンス的に形成する。デ
コーダ２１６は、マルチプレクサ７４の選択コントロー
ル入力に接続されたバス２２０上に適切な選択コントロ
ール信号をシーケンス的に発することによりバイオポテ
ンシャルチャネルからの４つの出力の各々を次に出力信
号ライン８８にマルチプレクサ７４を介してシーケンス
的に接続することを可能にする。

Ａ／Ｄコンバータ２３０は入力アナログデータを受取り
かつこれをディジタルデータに変換し、かつこれはバス
２３２を経てバッファ１００に書き込まれる。各チャネ
ルがマルチプレクサ７４を経て信号処理チップ８２によ
り選ばれるので、そのチャネルからのサンプルに対応す
るディジタルデータはバッファ１００に格納される。そ
の後、信号処理チップは入力／出力動作を行い、アドレ
スバス２１４上にバッファのアドレスを書き込むことに
よりバッファ１００の中のデータを読取り、かつこれに
よりデコーダ２１６はライン２３４上のＥＮＡＢＬＥ−
１信号をアクティブにすることができる。これによりバ
ッファ１００はそのデータをデータバス２１２に置くこ
とができ２次に信号処理チップはそれを入力／出力読取
動作により読取る。次に信号処理チップ８２はこのデー
タを内部レジスタ又はスクラッチパッドＲＡＭ又は外部
ＲＡＭ２３６の中に処理の為に格納する。

信号処理チップ８２が行うマツピング機能は用途に大き
く左右される。この場合本発明の教示は。

リアルタイムで感知されるバイオポテンシャルの特性と
、リアルタイムで行われるＭＩＤＩ言語を介してコント
ロールすることのできるパラメータまたは何れか□の他
の出力装置の中でコントロールされることのできるパラ
メータとの間で行われるマツピングが本発明の範囲内に
含まれることを意図すると記載することで充分である。

本発明はＭＩＤＩインターフェイスに限定されることは
ない。

ユーザーによりコントロールされることのできるパラメ
ータを持つあらゆる出力装置は１本発明の範囲を狭い範
囲に制約する公知の事実が存在しないことを前提に本発
明の範囲内に含まれる。例えば、脳に電気的刺激を与え
ることにより被検体のムードを変えるか又は他の方法で
脳の化学条件に成る種の変化を与えることのできるマシ
ンが将来開発される時には、バイオポテンシャル特性を
筋肉運動又は思考パターンにより被検体のムードを変え
るごとくコントロールされることのできるかかるマシン
のパラメータにマツプすることは本発明の範囲の中に含
まれる。

信号処理チップ８２は各タイムスロットに対してサービ
スルーチンを持つ。各タイムスロット中に・行われるマ
ツピングルーチンのタイプはそのタイムスロット中に処
理されているチャネルデータの特定のタイプによって決
まる。ＥＭＧチャネル２００に対しては、マツピングル
ーチンは第５図に示されたステップを以って構成される
。ＥＥＧチャ゛ネルデータが処理される時には、マツピ
ングルーチンは第６図に示されたプロセスに類（ＩＩす
るものとなる。ＥＫＧデータが処理されている時には、
マツピングルーチンは第７図に示されたルーチンに類似
のものとなる。ＥＯＧチャネル２０６からの眼球からの
双極データが処理される時には、信号処理チップ８２に
より行われるマツピングルーチンは第５図に示されたマ
ツピングルーチンに類似のものとなる。信号処理チップ
８２が別のマシンからの受け取られるＭＩＤＩコードを
処理する時には。

マツピングルーチンは第９図に類似のものとなる。

ＭＩＤＩインターフェイスコードは最高１６チヤネルの
使用を意図している。従って１６の個別のＭＩＤＩ言語
データの流れが別個のタイムスロット中に同じ装置に送
られることができる。従って。

出力装置は事実上同時に最高１６のＭＩＤＩ指令言語の
流れに応答することができ、かつ同時にそれらのすべて
に応答している様に見える。実際には。

出力装置は１６の個別のタイムスロット中に１６の個別
の指令言語の流れに応答している。しかし切換えが極め
て迅速である為に人体の耳と脳は区別される音を一つの
複合的な音曲にまとめようとする。

出力に於てこの時分割多重化を行う為に信号処理チップ
８２は各タイムスロットサービスルーチン中に形成され
たＭＩＤＩコードを８亥当のＭＩＤＩチャネル上の出力
装置に出力する。これは各タイムスロット、即ちチャネ
ルに対してデータを該当のＵＡＲＴに書き込むことによ
り行われる。各ＵＡＲＴは最高１６のＭＩＤＩチャネル
を扱うことかできる。システムは存在するＵＡＲＴと同
じ数の装置をコントロールすることができる。これらの
Ｕ　　　−−ＡＲＴは２４０の番号で示されている。出
力装置は適宜のＵＡＲＴのアドレスをアドレスバスに書
き込むことによりドライブすることができる。これによ
りデコーダ２１６はＥＮＡＢＬＥ−２バス２４２上の該
当のイネイブル信号をアクティブにすることができ。

かつこれにより該当の出力装置に対するＵＡＲＴをイネ
イブルにすることができる。信号処理チップ８２は次に
入力／出力書込み動作を適宜のＵＡＲＴにデータバス２
１２を介して行う、２４０で示されるＵＡＲＴの集合体
の中の他のＵＡＲＴのすべては、それらの入力を高イン
ピーダンスモードでデータバス２１２に、送られて来る
データがイネイブルされたＵＡＲＴによってのみ格納さ
れるごとく接続される。このＵＡＲＴは次にデータバス
２１２からの並列フォーマットデータをミュージックシ
ンセサイザ又は他の出力装置２４４に直列データリンク
２４６を経て出力されるＭＩＤＩコード言語の直列の流
れに変換する。

参考資料１は好ましい実施例の２チャネル回路図であり
、参考資料２は第５図のマツピングを実施するこの実施
例に対するアセンブリコードである。参考資料３は第１
０図に示された実施例に類似の実施例に対するアセンブ
リコードであるがこの場合には３つのチャネル（ＥＭＧ
、ＥＥＧ、およびＥＯＧ）が存在するのみである。本発
明はこの中で開示された各種の実施例に関して記載され
たが、当業者はほぼ同じ方法で、はぼ同じ手段を用いほ
ぼ同じ結果を得る為にこの中に記載の機能を実施するの
に用いることのできる多くの他の実施例を考案すること
ができるであろう。かかるすべての代り得る実施例は特
許請求の範囲の中に含められるべきものである。

４　　゛の　　　なＵ 第１図は出力装置としてミュージックシンセサイザを用
いる本発明の一つの実施例のブロック図である。

第２図は本発明のビデオゲームへの使用の為の教示の示
すブロック図である。

第３図は生体からの電気信号を収集しかつこれらの信号
を成る種の特性に関して分析しかつこれらの特性に基い
てリアルタイムに出力を表示するプロセスの為のフロー
ダイアグラムである。

第４図は生物学的電気信号をミュージックシンセサイザ
によりリアルタイムで生じた音調の音の周波数に変換す
るシステムの形の本発明の好ましい実施例のブロック図
である。

第５図は本発明のプロセスの好ましい実施例のフローチ
ャートを示し、特に生物学的電気信号から音調をリアル
タイムに作り出す為の電気信号強度から音調周波数への
マツピング機能を示している。

第６図はＥＥＧ信号のα波成分をＭＩＤＩＩＤ上にマツ
プする為に用いられる方法のフローチャートである。

第７図はＥＫＧ信号強度をＭＩＤＩドラムマシンの為の
ＭＩＤＩＩＤ上にマツプする為のマツピングプロセスの
フローダイアグラムである。

第８図は生体が最初に感知されたバイオポテンシャルに
応じて生じた音調に反応する機械を持った後にバイオポ
テンシャルを再判定することによリバイオポテンシャル
に応じて作り出されたＭＩＤＩＩＤ上を変更する為のプ
ロセスをあられすフローチャートである。

第９図は別の機械からのＭＩＤＩＩＤ上を受信し、かつ
身体からのバイオポテンシャルの判定を行い１次にバイ
オポテンシャルを受信するＭＩＤＩＩＤ上に於け・る該
当の変更にマツプし２次に変更されたＭＩＤＩＩＤ上を
再出力する為のプロセスのフローダイアグラムを示す。

第１０図は４種のバイオポテンシャルを感知し。

かつＭＩＤＩＩＤ上を他の機器から受信し、かつバイオ
ポテンシャルに応じてＭＩＤＩＩＤ上を生じる為の本発
明の教示によるシステムの実施例のブロック図を示す。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バイオポテンシャル信号をリアルタイムで感知する
   手段、及び 該バイオポテンシャルを受け取り、リアルタイムでＭＩ
   ＤＩコードにマッピングする手段を備えた、音調の発生
   を制御するためのデータを発生するための装置。 ２、ＭＩＤＩコードを受け取り、利用することができる
   何れかの公知の装置を更に備え、ＭＩＤＩコードを用い
   て、該ＭＩＤＩコードから音調を発生するために該ＭＩ
   ＤＩコードを受け取るように接続された該装置の動作を
   制御する請求項第１項に記載の装置。 ３、音調の制御のための入力されるディジタルデータを
   音調に変換するための少なくとも１個の出力装置、 生体内で発生した少なくとも１個の電気信号をリアルタ
   イムで感知し、該電気信号を該電気信号を表す第１のデ
   ィジタルデータサンプルの流れにリアルタイムで変換す
   るための手段、及び 該第１のディジタルデータサンプルの流れを受け取り、
   該第１のディジタルデータサンプルの流れから該生体内
   で発生した該電気信号の少なくとも１個の特性をリアル
   タイムで抽出し、該特性の各々とそれらの中の変化とを
   音調の発生を制御し得るディジタルデータの第２の流れ
   にリアルタイムでマツピングし、それを該出力装置に伝
   達するための手段 を備えた、生体内で発生した電気信号からマップされた
   音調の発生を制御するためにディジタルデータのリアル
   タイムの発生のための装置。 ４、該感知のための手段が、出力部と、２個の感知電極
   を介して該生物学的信号を感知し増幅するように接続さ
   れた入力部と、該入力部と接続された接地電極とを有す
   る差動増幅器を備え、該電極は生体と接触して配置され
   、該差動増幅器が充分な共通モードリジェクションを有
   しており、該入力部に於ける共通モードノイズを実質的
   に除去する請求項３に記載の装置。 ５、該差動増幅器の出力部に接続されたバンドパスフィ
   ルタ手段を更に備え、該フィルタ手段が該フィルタ手段
   のパスバンド内の周波数のみを実質的な減衰なしに該マ
   ッピング手段に通過させるためのものである請求項４に
   記載の装置。 ６、該感知手段が、各々が差動増幅器及びバンドパスフ
   ィルタを有する複数のデータチャネルを更に備え、該デ
   ータチャネルの少なくとも幾つかは、該バンドパスフィ
   ルタのための異なったバスバンドを有しており、該チャ
   ネルの各々は生体内で発生した異なったバイオポテンシ
   ャル信号を感知し、該チャネルの各々は信号出力部を有
   している請求項５に記載の装置。 ７、各々が該チャネルの内の一の該信号出力部に接続さ
   れた複数の入力部と、該電気信号を該マツピング手段へ
   供給するように接続された信号出力部とを有するマルチ
   プレクサを更に備え、該マルチプレクサが、該信号出力
   部に接続された制御のための制御入力部を有し、該制御
   入力部が該マッピング手段に接続されて該手段より選択
   信号を受け取り、該マッピング手段が該入力部を制御す
   るように信号を発生し、該マルチプレクサが該出力部に
   接続している請求項６に記載の装置。 ８、生体により発生させられた電気信号を感知し増幅す
   るための、該電気信号の不要成分を除去するための、残
   りの成分を第１のディジタルデータの流れに変換するた
   めの入力手段、 該第１のディジタルデータの流れを受け取り、該流れか
   ら該電気信号の１個以上の特性を抽出し、該特性の各々
   と変化とをＭＩＤＩパラメータ及び該パラメータ内の対
   応する変化にリアルタイムでマップするための、該特性
   の各々のためにＭＩＤＩ言語の流れを発生させるための
   処理手段、並びに 該ＭＩＤＩ言語の流れを受け取るための、ＭＩＤＩ言語
   を音調又は他の音楽データに変換するための少なくとも
   １個のＭＩＤＩ機器 を備えた、生物学的電気信号を音調に変換する装置。 ９、生体により発生させられた電気信号を感知するため
   の、該信号を第１のディジタルデータの流れにリアルタ
   イムで変換するための入力手段、使用者の入力情報を含
   む入力されたディジタルデータをビデオディスプレイ情
   報に変換するためのビデオ出力装置、並びに該第１のデ
   ィジタルデータの流れを受け取るための、該第１のディ
   ジタルデータの流れ内に入っている該生物学的電気信号
   の特性を抽出するための、該特性を、該使用者の入力情
   報を供給できる第２のディジタルデータの流れにマップ
   するための、該流れを該出力装置に伝えるためのマッピ
   ング手段 を備えた、生体内で発生させられた電気信号をリアルタ
   イムでビデオデータに変換するための装置。 １０、生体内で発生させられたバイオポテンシャルに応
   じて機器によって発生させられたＭＩＤＩコードを変更
   するための装置であって、 他の機器からＭＩＤＩコードを受け取るための手段、 生体内で発生させられた電気信号を感知するための手段
   、 該電気信号の特性を求め、その特性を該受け取ったＭＩ
   ＤＩコード内に作られる変化にマツピングするためのマ
   ッピング手段、及び 該他の機器からの該ＭＩＤＩコードと、該ＭＩＤＩコー
   ド内でなされる変化に関する該マッピング手段からのデ
   ータとを受け取るように接続され、該マッピング手段か
   らの該データにより必要とされる変化を行うための、該
   マッピング手段からの信号に応じて変更されたＭＩＤＩ
   コードを出力するための手段 を備えた装置。 １１、脳波を感知するための、所望の周波数成分の特性
   周波数を含むパスバンドの外側の周波数をフィルタリン
   グにより除去するための、フィルタリングされた出力信
   号を出力するための手段、該フィルタリングされた出力
   信号を、エイリアジングを防止するのに充分高い割合で
   サンプリングするための手段、 複数の該サンプルに対してフーリエ変換操作を実施する
   ための手段、 該所望の周波数成分の特性周波数に於ける該フーリエ変
   換操作により生じる所望の周波数成分係数の振幅を求め
   る手段、及び 所望の周波数成分の強度をＭＩＤＩコードにマッピング
   するための手段 を備えた、脳波の１以上の周波数成分をＭＩＤＩコード
   にマッピングするための装置。 １２、該マッピングするための手段が、脳波のα波成分
   の強度の変化をＭＩＤＩコードのプログラム番号にマツ
   ピングするための手段を備えている請求項１１に記載の
   装置。 １３、生体内の筋肉又は筋肉群内で発生した電気信号を
   感知するための、第１の出力信号を発生するための手段
   、 生体内で発生した脳波を感知するための、不要の周波数
   成分をフィルタリングにより除去するための、第２の出
   力信号を発生するための手段、生体内で心臓筋肉を動か
   すために発生された電気信号を感知するための、不要の
   周波数成分をフィルタリングにより除去するための、第
   ３の出力信号を発生するための手段、 該第１、第２及び第３の出力信号をエイリアジングを防
   止するのに充分高いサンプル率でサンプリングするため
   の、該第１、第２及び第３の出力信号の各々を表すディ
   ジタルデータを発生するための手段、並びに 該ディジタルデータを受け取るための入力部を有し、出
   力部を有し、該ディジタルデータから該第１、第２及び
   第３の出力信号の各々の特性を抽出するための、該特性
   の各々をＭＩＤＩコードの異なったチャネルにマッピン
   グするための、該出力部に於いてＭＩＤＩコードの該チ
   ャネルの各々を出力するための処理手段 を備えた、人体内で生じた電気信号からＭＩＤＩコード
   を発生させるための装置。 １４、ＭＩＤＩコードの各チャネルが該出力部に於いて
   異なった時間間隔の間に出力される請求項１３に記載の
   装置。 １５、生体内で発生させられた電気信号を感知するステ
   ップ、及び 該電気信号をＭＩＤＩコードにマッピングするステップ を包含する、ＭＩＤＩコードを発生する方法。 １６、生体内で発生させられた電気信号を感知するステ
   ップ、及び 該電気信号を、使用者にビデオゲームのための入力デー
   タを供給するために適したディジタルコードにマッピン
   グするステップ を包含する、ビデオゲームを制御するためのディジタル
   コードを発生する方法。 １７、生体内で発生させられた電気信号を感知し、不要
   な周波数成分をフィルタリングにより除去するするステ
   ップ、 該フィルタリングされた電気信号をディジタルデータに
   変換するステップ、 該ディジタルデータから該電気信号の少なくとも１の特
   性を抽出するステップ、及び 該電気信号の該特性をＭＩＤＩコードにマッピングする
   ステップ を包含する、ＭＩＤＩコードを発生する方法。 １８、該ＭＩＤＩコードから音調を発生するステップを
   更に包含する請求項１７に記載の方法。 １９、脳波をリアルタイムで感知するステップ、エイリ
   アジングを防止するのに少なくとも充分に高いサンプル
   率で脳波をサンプリングし、サンプルをディジタルデー
   タに変換するステップ、複数の該サンプルのディジタル
   データに対してフーリエ変換を行うステップ、 必要な周波数成分のフーリエ級数係数の大きさを求める
   ステップ、及び 必要な周波数成分のフーリエ級数係数の大きさをＭＩＤ
   Ｉコードにマッピングするステップを包含する、脳波か
   らＭＩＤＩコードを発生する方法。 ２０、周波数のパスバンドの外側の周波数成分をフィル
   タリングにより除去するステップを更に包含し、サンプ
   リングステップを実施する前に所望の周波数の特性周波
   数が該パスバンド内にあり、所望の周波数成分の係数の
   大きさを求めるステップが、β、δ及びθ波等のα波の
   特性周波数を有する周波数成分のためのフーリエ級数係
   数の大きさを求めることを包含する請求項１９に記載の
   方法。 ２１、周波数のパスバンドの外側の周波数成分をフィル
   タリングにより除去するステップを更に包含し、サンプ
   リングステップを実施する前にＥＫＧ波の特性周波数が
   該パスバンド内にあり、所望の周波数成分の係数の大き
   さを求めるステップが、ＥＫＧ波の特性周波数を有する
   周波数成分のためのフーリエ級数係数の大きさを求める
   ことを包含する請求項１９に記載の方法。 ２２、生体内で発生させられた電気信号を感知するステ
   ップ、 該電気信号をＭＩＤＩコードにマッピングするステップ
   、 該ＭＩＤＩコードを用いて音調を発生するステップ、 該電気信号に於いて有する該音調の効果について該生体
   内で発生させられた該電気信号を再評価するステップ、
   及び 該電気信号に於ける変化を該ＭＩＤＩコードに於ける対
   応する変化にマッピングすることにより該ＭＩＤＩコー
   ドを変更するステップ を包含する、ＭＩＤＩコードを変更する方法。 ２３、ＭＩＤＩコードを発生することのできる他の機器
   から受け取ったＭＩＤＩコードを変更する方法であって
   、 生体内で発生させられた電気信号を感知するステップ、 他のＭＩＤＩ機器から該ＭＩＤＩコードを受け取るステ
   ップ、 該電気信号の特性を評価し、該特性を該ＭＩＤＩコード
   に於ける変化にマッピングするステップ、及び 該マツピングステップに於いて求められた変化に応じて
   ＭＩＤＩコードを変化させるステップを包含する方法。