WO2016199938A1 - 集音器、動物感情推定装置及び動物感情推定方法 - Google Patents

集音器、動物感情推定装置及び動物感情推定方法 Download PDF

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譲二 山口
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株式会社イヌパシー
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    • H04R1/46—Special adaptations for use as contact microphones, e.g. on musical instrument, on stethoscope

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for estimating animal emotions.
  • Patent Document 1 a device for estimating emotions of small animals has been developed.
  • an electrode is provided on a device, a small animal's foot is placed on the electrode, a weak current is applied to stimulate the device, and a biological potential is acquired.
  • the apparatus calculates and displays the degree of relaxation and the degree of excitement based on the acquired bioelectric potential.
  • Patent Document 1 needs to place the foot of a small animal on the electrode, and it is difficult to say that the biological potential of the natural state of the small animal can be obtained. Estimation of the emotion of the animal in everyday life It was difficult to say that it was responding to user needs because it was difficult to
  • the present invention is made in view of the above problems, and the sound collection used for the animal emotion estimation device and the animal emotion estimation device that allows the user to recognize the emotions of animals in general life.
  • the purpose is to provide a vessel.
  • a sound collector includes an elastic member having a recess, a sound collection microphone provided at the bottom of the recess, and an impact absorber that covers the entire elastic member and the sound collection microphone. It consists of materials.
  • an animal emotion estimation apparatus is the heartbeat by filtering the sound collected from the sound collector, the mounting tool for mounting the sound collector on the animal, and the sound collected from the sound collector.
  • a converter that converts the signal into a signal, an estimation unit that estimates the emotion of the animal based on the heartbeat signal, and an output unit that outputs information indicating the emotion estimated by the estimation unit.
  • An animal emotion estimation method is an animal emotion estimation method for estimating an animal emotion by an animal emotion estimation device used by being attached to an animal, and acquires an audio signal including an animal heart sound.
  • An acquisition step a conversion step for converting the acquired audio signal into a heartbeat signal, an estimation step for estimating an emotion of the animal based on the heartbeat signal, and an output step for outputting information indicating the estimated emotion .
  • an animal uses the heartbeat signal obtained based on the audio signal collected from the sound collector when the animal wears the animal emotion estimation apparatus. Is estimated and information indicating the estimated emotion is output. Therefore, the user can recognize the emotion of the animal at a glance by recognizing the emotion output by the animal emotion estimation device worn by the animal.
  • (A) is a figure which shows the state which the animal mounted
  • (b) is an external view of an animal emotion estimation apparatus.
  • (A) is an external view of the sensor 100
  • (b) is a cross-sectional view of the sensor 100 taken along the line A-A '.
  • It is a block diagram which shows the function structure of an animal emotion estimation apparatus.
  • It is a circuit diagram which shows the structure of a sensor processing circuit.
  • (A) is a wave form diagram which shows the example of the collected audio
  • (b) is a wave form diagram which shows the example of the heart rate signal filtered by the sensor processing circuit.
  • It is a data conceptual diagram which shows one structural example of a face image table
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another configuration example of the sensor 100.
  • FIG. It is a graph which shows the example of a plot of a Poincare plane. It is a figure which shows the state which the animal mounted
  • FIG. (A) is an external appearance perspective view of the animal emotion estimation apparatus 10 which concerns on Embodiment 2
  • (b) is an external appearance perspective view of the animal emotion estimation apparatus 10 at the time of seeing from the direction different from (a). It is. It is a block diagram which shows the function structure of the animal emotion estimation apparatus 10 which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 11 is a data conceptual diagram illustrating a data configuration example of a basic color determination table 1400 according to Embodiment 2. It is a flowchart which shows operation
  • FIG. (A) is a block diagram showing a functional configuration of the animal emotion estimation device 1
  • (b) is a block diagram showing a functional configuration of the animal emotion estimation device 10.
  • the animal emotion estimation apparatus estimates a rough feeling of an animal and presents an approximate feeling indicating what the animal is thinking to a user such as an owner.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 is used by being attached to an animal (a dog in FIG. 1).
  • the animal emotion estimation apparatus 1 collects the heartbeat sound of the worn animal with the sensor (sound collector) 100 shown in FIG. 1B, and the emotion of the worn animal based on the heartbeat signal indicating the obtained heartbeat sound. Is estimated.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 displays the face which shows the emotion of the animal at the time of the output part 200 provided in the animal emotion estimation apparatus 1 shown in FIG.1 (b). Thereby, the user can recognize what kind of emotion the animal has.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 according to the present invention will be described in detail.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 is configured so as to be able to be worn on a target animal.
  • a sensor 100 and an output unit 200 are attached to an animal harness. Is attached to a control device.
  • wears with a dog is shown in FIG. 1, it cannot be overemphasized that it may mount
  • a sensor 100 is provided inside the animal emotion estimation device 1 and is in close contact with the body surface of the animal wearing the animal emotion estimation device 1. As a result, an audio signal obtained by recording the heartbeat sound is acquired by the microphone provided inside the sensor 100. As shown in FIG. 1B, the sensor 100 and the output unit 200 are connected via a connection line 110, and an audio signal collected by the sensor 100 is transmitted.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the sensor 100. 2A is a perspective view of the sensor 100, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the sensor 100 in FIG. 2A taken along the line AA ′.
  • the sensor 100 is a sound collector including a base portion 102 having a parabolic concave portion and a microphone 101 inside a sponge 103 as an impact absorbing material.
  • the base part 102 consists of elastic members, such as resin, and has a parabolic (mortar shape, funnel shape) recessed part, as FIG. 2 (a) and FIG.2 (b) show.
  • resin is used as the pedestal.
  • a hard member may be used, and a material having a high acoustic wave reflectance may be used.
  • the microphone 101 is provided in the bottom part of the said recessed part, and the connection line 110 is derived
  • the microphone 101 By installing the microphone 101 at the bottom of the platform 102, it is possible to acquire sound in the direction in which the microphone 101 faces, that is, the direction of the animal, and the platform 102 reflects and absorbs sound from directions other than the direction of the animal. Therefore, it is possible to make it difficult to mix noise.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration of the animal emotion estimation apparatus 1.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 includes a sensor 100, an output unit 200, a sensor processing circuit 310, a power supply unit 320, a control unit 330, and a communication unit 340.
  • the sensor 100 has a function of acquiring the ecological information of the animal to which the animal emotion estimation device 1 is attached, and is realized by a sound collector that acquires sound in the present embodiment.
  • the sensor 100 transmits the acquired audio signal to the sensor processing circuit 310.
  • the sensor processing circuit 310 is a circuit having a circuit configuration shown in FIG. 4 and has a function of converting an audio signal into a heartbeat signal and transmitting it to the control unit 330.
  • the sensor processing circuit 310 is built in the device portion where the output unit 200 is provided.
  • the sensor processing circuit 310 includes a power input unit 401, a resistor 402, a capacitor 403, a capacitor 404, a resistor 405, an operational amplifier 406, a resistor 407, a capacitor 408, and a capacitor 409. , A resistor 410, a capacitor 411, and a Schottky barrier diode 412 are connected as shown in FIG.
  • the power input from the power input unit 401 is limited by the resistor 402.
  • the resistor 402 is 100 ⁇ to 10 k ⁇ .
  • the capacitor 403 is 1 ⁇ F to 100 ⁇ F, and functions as a noise filter that removes noise of the audio signal output from the sensor 100.
  • the senor 100 uses an ECM (Electret Condenser Microphone).
  • the audio signal from which noise has been removed by the capacitor 403 has low frequency components removed by the capacitor 404 and the resistor 405. That is, the capacitor 403 and the resistor 405 function as a high pass filter.
  • the capacitor 403 is 0.1 ⁇ F to 10 ⁇ F
  • the resistor 405 is 100 ⁇ to 10 k ⁇ .
  • the audio signal from which the low frequency component has been removed is amplified by the operational amplifier 406.
  • the amplification factor of the operational amplifier is determined by the resistor 407 and the resistor 410.
  • the resistor 407 is set to 20 k ⁇ to 200 k ⁇ , and the resistor 410 is set to 10 to 100 ⁇ .
  • the operational amplifier 406 obtains an amplification factor of about 2000 to 20000 times.
  • Capacitor 408 and capacitor 409 are used in a total of 10 ⁇ F to 100 ⁇ F, and function as an operational amplifier filter.
  • the capacitor 411 is 1 ⁇ F to 100 ⁇ F and functions as a low-pass filter.
  • the Schottky barrier diode 412 has a function of outputting the filtered heartbeat signal to the output unit 413 and preventing the backflow of the signal from the output unit 413 (control unit 330).
  • the power supply unit 320 has a function of supplying power to each unit of the animal emotion estimation apparatus 1.
  • the power supply unit 320 is realized by a so-called lithium ion battery, an alkaline battery, a manganese battery, or the like.
  • the noise signal with noise as shown in FIG. 5 (a) is converted into a heartbeat signal as shown in FIG. 5 (b).
  • the control unit 330 has a function of estimating an animal's emotion based on the heartbeat signal transmitted from the sensor processing circuit 310. Then, the control unit 330 transmits a face image based on the estimated animal emotion to the output unit 200. The control unit also has a function of transmitting a face image based on the estimated animal emotion to the communication unit 340.
  • the controller 330 Based on the heartbeat signal transmitted from the sensor processing circuit 310, the controller 330 estimates the emotion of the animal by performing heartbeat variability analysis (HRV analysis: Heart Rate Variation analysis).
  • HRV analysis Heart Rate Variation analysis
  • NN50 in HRV analysis that is generally well known. This is the RR interval (beat-to-beat interval) of a fixed number of samples (for example, 60 or a heart rate during a fixed time (for example, 1 minute)), and the section HI in FIG.
  • the number of times (NN50) at which the difference between the RR intervals is continuously observed to be 50 ms or more (NN50) is counted.
  • This is a technique for determining whether or not the sympathetic nerve is active based on the value of pNN50 obtained by dividing NN50 by the number of samples in the RR interval. If pNN50 is low, it is determined that the sympathetic nerve is active (stress is felt). However, since the value of 50 ms here applies to humankind, it cannot be applied to animals as it is.
  • control unit 330 of the animal emotion estimation apparatus 1 first converts the time of 50 ms in the case of a human being to the time Xms for animals.
  • the control unit 330 calculates the average RR interval from the acquired heartbeat signal and multiplies the above-mentioned ratio 6.7% to obtain the animal time Xms. Therefore, in the case of this animal, whether or not the sympathetic nerve is active is determined based on the number of times that it is continuously observed that the RR interval of a certain number of samples is 67 ms or more.
  • the control unit 330 periodically calculates the pNNX time, and determines whether the sympathetic nerve is active based on the calculated pNNX time. Thereby, the control unit 330 can determine whether or not the animal wearing the animal emotion estimation apparatus 1 feels stress. In addition, the control unit 330 estimates the emotion of the animal also by the Poincare plot analysis.
  • the RR interval time is taken on the X axis and the Y axis.
  • the RR interval at time t1 is T1
  • the RR interval at time t2 is T2
  • the RR interval at time t3 is T3
  • the RR interval at time t4 is T4 (t1 ⁇ t2 ⁇ t3 ⁇ t4).
  • points having two consecutive RR intervals as the X coordinate and the Y coordinate are plotted. That is, a point P n ⁇ 2 can be plotted with the RR interval T2 at time t2 as the X coordinate and the RR interval T3 at time t1 as the Y coordinate.
  • a point is plotted with the newer RR interval as the X coordinate and the previous RR interval as the Y coordinate.
  • the control unit 330 performs an analysis based on the distance between the two points plotted in this way and the angle ⁇ (see FIG. 9) formed by the three points.
  • the control unit 330 divides the linear distance between two points by a certain parameter to normalize in order to qualitatively determine the linear distance regardless of whether the heart rate is high or low.
  • the parameter is desirably a value that becomes relatively smaller as the heart rate becomes higher.
  • the longer total value of the two X-coordinate and Y-coordinate values is used.
  • control unit 330 performs emotion estimation based on an angle ⁇ formed by a straight line formed by two consecutively plotted points and a straight line formed by a point continuous with one of the two points on the Poincare plane. Execute. That is, in the example of FIG. 9, the emotion estimation based on the angle ⁇ formed by the straight line connecting the point P n-2 and the point P n-1 and the straight line connecting the point P n-1 and the point P n is performed. Do.
  • control unit 330 calculates the angle ⁇ obtained based on the four points plotted on the Poincare plane, and determines whether or not the user feels stress according to the angle.
  • control unit 330 determines whether or not the heart rate per unit time is below a certain value based on the heartbeat signal. When the state where the heart rate is equal to or less than a certain value continues for a certain period of time, the control unit 330 determines that the animal feels sleepy. In addition, when it is judged that there is drowsiness, the control part 330 will judge only that there is drowsiness whatever the state of other stress levels and interest levels.
  • the controller 330 estimates the emotion of the animal by performing HRV analysis based on the heartbeat signal obtained from the sensor 100 as described above.
  • the communication unit 340 has a function of wirelessly communicating with a mobile terminal such as a user's smart phone, and transmits information transmitted from the control unit 330 to the user's mobile terminal according to a predetermined communication protocol.
  • the transmitted face image is displayed on the user's mobile terminal, and the user can recognize the emotion of the animal by looking at the displayed face image.
  • the output unit 200 has a function of displaying the face image transmitted from the control unit 330.
  • the output unit 200 may be realized by, for example, a plurality of LED lights provided in parallel, or may be realized by a monitor such as a small LCD.
  • the control unit 330 may designate an LED light to be turned on instead of a face image.
  • FIG. 6 is a data conceptual diagram of a face image table 600 showing face images to be displayed according to the animal state stored in the animal emotion estimation apparatus 1.
  • the face image table 600 is a table in which estimated animal state information 601 and display information 602 are associated with each other.
  • the estimated animal state information 601 is information indicating the state of the animal, and includes information on the presence or absence of sleepiness, the level of stress, and the level of interest.
  • Display information 602 is information indicating a face image to be displayed by the output unit 200 corresponding to each estimated animal state information 601.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 displays a sleepy face image regardless of stress and interest level when the drowsiness is “present” (one step of the face image table 600). See eye).
  • a face image indicating a state in which the estimated eye is X and the mouth is weak is displayed (see the third row of the face image table 600).
  • the control unit 330 of the animal emotion estimation apparatus 1 stores the face image table 600 in a memory or the like, thereby specifying the display information 602 corresponding to the estimated animal state with reference to the face image table 600. And displayed on the output unit 200.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the animal emotion estimation apparatus 1.
  • the sensor 100 of the animal emotion estimation apparatus 1 acquires biological information of the animal (step S701).
  • the animal emotion estimation apparatus 1 acquires an audio signal including a heartbeat sound from the microphone 101.
  • the audio signal collected from the microphone 101 is transmitted to the sensor processing circuit 310. Then, the audio signal is filtered and converted into a heartbeat signal by the sensor processing circuit 310 (step S702). The sensor processing circuit 310 transmits the heartbeat signal to the control unit 330.
  • the control unit 330 performs HRV analysis based on the transmitted heartbeat signal to estimate the emotion of the animal (step S703). That is, the control unit 330 determines whether the animal wearing the animal emotion estimation device 1 feels sleepy, feels stress, and is interested in something.
  • the control unit 330 determines a face image corresponding to the estimated emotion using the face image table 600. Then, the determined face image is output to the output unit 200.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 repeatedly executes the process shown in FIG. 7 until the power is turned off after the power is turned on.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 is worn on an animal and acquires an audio signal indicating the heart sound. Then, it is possible to specify a heartbeat based on the voice signal, estimate an animal's emotion based on the heartbeat, and output information indicating the emotion. Therefore, the user can recognize at a glance what kind of emotion the animal has by looking at the output information. Moreover, the animal emotion estimation apparatus 1 can maintain the contact
  • the animal emotion estimation apparatus Unlike the case shown in the first embodiment, the animal emotion estimation apparatus according to the second embodiment emits light instead of displaying a face image. Then, the animal emotion estimation device expresses the estimated animal emotion based on the emission color and the light emission method.
  • the animal emotion estimation apparatus 10 according to the second embodiment will be described.
  • FIG. 10 is a diagram showing a state in which an animal (a dog in the example of FIG. 10) wears the animal emotion estimation apparatus 10 according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is an external perspective view of the animal emotion estimation device 10, and (a) and (b) show the appearance of the animal emotion estimation device 10 viewed from different angles.
  • the animal emotion estimation apparatus 10 includes an output unit 1200 instead of the output unit 200 displaying the face image in the first embodiment.
  • the output unit 1200 is realized by the LED tape 11 provided in the housing 150 of the animal emotion estimation apparatus 10.
  • the casing 150 is made of a translucent or transparent resin that transmits light emitted from the LED tape 11 provided therein.
  • the animal emotion estimation device 10 is worn so that it does not come off the animal worn by the animal emotion estimation device 10 by turning belts 12a and 12b around the chest and waist of the animal to be worn. To do.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a functional configuration of the animal emotion estimation apparatus 10.
  • the animal emotion estimation apparatus 10 includes a sensor 100, a sensor processing circuit 310, a power supply unit 320, a communication unit 340, an output unit 1200, a control unit 1230, and a storage unit 1240.
  • the same reference numerals are assigned to functional units having the same functions as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the output unit 1200 is a light emitting medium that emits light of various colors. As described above, the output unit 1200 is realized by the LED tape 11, for example. The output unit 1200 emits light with the instructed emission color, emission luminance, and emission timing in accordance with an instruction from the control unit 1230.
  • the LED tape 11 is formed by connecting a plurality of LEDs, and each LED can individually control a light emission color, light emission luminance, and light emission timing.
  • the control unit 1230 estimates the emotion of the animal based on the heartbeat signal output from the sensor processing circuit 310, determines the emission color, emission luminance, and emission timing based on the estimated emotion, and outputs the determined output content Part 1200.
  • Control unit 1230 determines the emission color per unit time specified based on the heartbeat signal.
  • the control unit 1230 refers to the basic color determination table 1400 stored in the storage unit 1240 and determines a basic color that causes the output unit 1200 to emit light.
  • the basic color determination table 1400 is information in which a heart rate range is associated with a basic color that emits light when the measured heart rate is included in the heart rate range. Details of the basic color determination table 1400 will be described later.
  • the light emission color is determined by mixing the basic colors of adjacent heart rate ranges as the other heart rate ranges adjacent to the heart rate are closer to the determined basic color.
  • the LED between the LED that emits light with the mixed color mixed at this time and the LED that emits light with the basic color determines the light emission color so that the light is emitted with the intermediate color and gradation.
  • the control unit 1230 estimates the emotion of the animal by the heart rate level, the NN50, and the Poincare plot analysis in the same manner as the control unit 330 shown in the first embodiment.
  • the control unit 1230 specifies the happiness level and the concentration level of the animal based on the angle ⁇ based on the sympathetic activity level and the Poincare plot analysis by the NN 50.
  • the control unit 1230 estimates by the Poincare plot analysis that the angle ⁇ shown in the first embodiment is close to an angle that can be specified when the animal feels happiness, that is, the degree that the animal feels happiness is high. Normalization is performed so that the happiness level of an animal becomes closer to 0 as the angle ⁇ is closer to an angle that can be specified as the animal does not feel happiness, so that the happiness level of the animal becomes closer to 1. Then, the degree to which other colors are mixed in the output unit 1200 is determined according to the value of happiness (0 to 1). The control unit 1230 determines that the luminance is higher as the degree of happiness is higher (closer to 1).
  • the angle that can be specified that the animal feels happiness at the angle ⁇ and the angle that can be specified that the animal does not feel happiness are observed from the behavioral information of the animal, and from the way of fluctuation of the Poincare plot at that time, Can be identified. That is, it is preferable to set ⁇ in the Poincare plot when the animal feels happiness as an angle when the animal feels happiness. Similarly, ⁇ in the Poincare plot when the animal is not feeling happiness may be set as an angle when the animal is not feeling happiness.
  • the control unit 1230 identifies the relationship between the linear distance between the point P n and the point P n ⁇ 1 shown in the first embodiment and the level of concentration by behavior observation through the Poincare plot analysis. , Convert the degree of concentration into a numerical value between 0 and 1. Then, the control unit 1230 determines the blinking contrast of the LED tape 11 based on the specified degree of concentration. The determination of the blinking contrast is to determine the difference in luminance from the lowest luminance to gradually decreasing the luminance to the lowest luminance or from the lowest luminance to gradually increasing the luminance to the highest luminance. That is, according to the degree of concentration, the control unit 1230 determines the maximum luminance and the minimum luminance that cause the LED tape 11 to emit light.
  • FIG. 13 shows an example of blinking according to the degree of concentration.
  • FIG. 13A is a graph showing a state of light emission control when the concentration level of animals is high
  • FIG. 13B is a graph showing a state of light emission control when the concentration level of animals is low. is there.
  • the control unit 1230 determines the highest luminance and the lowest luminance so that the difference between the highest luminance and the lowest luminance becomes large. The determination can be realized, for example, by storing a table in which the numerical value of the degree of concentration is associated with the highest luminance and the lowest luminance in the storage unit 1240 and the control unit 1230 refers to the table.
  • the difference La between the highest luminance L1 and the lowest luminance L2 in FIG. 13A is larger than the difference Lb between the highest luminance L3 and the lowest luminance L4 in FIG.
  • the control unit 1230 executes the light emission control as shown in FIG. 13 according to the concentration level of the animals.
  • the control unit 1230 transmits the emission color, emission luminance, and emission timing determined in this way to the output unit 1200.
  • the storage unit 1240 is a storage medium having a function of storing various programs and data necessary for operation of the animal emotion estimation apparatus 10.
  • the storage unit 1240 includes, for example, an HDD (Hard Disc Drive), an SSD (Solid State Drive). ), Realized by a flash memory or the like.
  • FIG. 14 is a data conceptual diagram showing a data configuration example of the basic color determination table 1400 held by the animal emotion estimation apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the basic color determination table 1400 is information in which a basic color 1401 and a heart rate 1402 are associated with each other.
  • the basic color 1401 is information that defines the basic color emitted by the animal emotion estimation apparatus 10, and here, there is an example in which there are four colors of “blue”, “green”, “yellow”, and “red”. .
  • Heart rate 1402 is information indicating a heart rate range for determining a basic color to be emitted based on the heart rate measured by the sensor 100.
  • the heart rate 1402 indicates the number of times per minute.
  • the basic color “blue” has a heart rate of “65 times or less”, the basic color “green” has a heart rate of “66 to 70 times”, and the basic color “yellow”. Is associated with “71 to 75 times” as the heart rate, and “76 times or more” as the heart rate with the basic color “red”.
  • the basic color determination table 1400 for example, if the heart rate measured by the sensor 100 of the animal emotion estimation apparatus 10 is “74 times”, “yellow” is selected as the basic color. Since the heart rate is 74 times and the heart rate range is closer to the frequency range of the basic color “red”, the control unit 1230 sets the basic color to “yellow” and mixes “red” with it to emit light. Decide what to do.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the animal emotion estimation apparatus 10 according to the second embodiment.
  • the sensor 100 of the animal emotion estimation apparatus 10 senses a heartbeat to acquire an audio signal, and outputs the audio signal to the sensor processing circuit 310.
  • the sensor processing circuit 310 converts the acquired audio signal into a heartbeat signal and transmits it to the control unit 1230.
  • the control unit 1230 acquires a heartbeat signal from the sensor processing circuit 310 (step S1501).
  • the control unit 1230 specifies the heart rate per unit time (step S1502). Then, based on the specified heart rate, the basic color determination table 1400 is referred to determine the basic light emission color to be emitted (step S1503).
  • Control unit 1230 identifies a predetermined LED of LED tape 11 as an LED that emits light in a basic color. Next, the control unit 1230 performs heart rate analysis (HRV analysis) on the acquired heart rate signal (step S1504).
  • HRV analysis heart rate analysis
  • the control unit 1230 performs a heart rate analysis (HRV analysis) to specify the happiness level as an animal emotion. Then, the control unit 1230 specifies the mixing degree of colors other than the basic color when causing the LED to emit light according to the level of happiness (step S1505). That is, the control unit 1230 controls the light emission so that the higher the happiness level, the greater the color unevenness, and the lower the happiness level, the less the color unevenness. Specifically, a table in which the number of colors other than the basic colors to be mixed increases as the happiness level approaches 1 and the number of colors other than the basic colors decreases as the happiness level approaches 0 is stored in the storage unit 1240. Thus, the control unit 1230 determines the number of mixed colors with reference to the table.
  • HRV analysis heart rate analysis
  • the control unit 1230 determines the mixed color by selecting the determined number of colors from other than the basic color.
  • the storage unit 1240 may store a table according to the number of mixed colors for which the color table to be mixed for each basic color is determined, and the control unit 1230 uses the table to mix the mixed colors. May be determined.
  • the control unit 1230 may determine, in the basic color determination table 1400, the color corresponding to the frequency region adjacent to the frequency region to which the basic color determined to emit light corresponds as the mixed color.
  • the control unit 1230 issues the mixed color determined for a predetermined LED among the LEDs other than the LEDs that emit light with the basic color, and determines the colors of the other LEDs so that gradation is performed between the basic color and the mixed color. Determine the color to be emitted.
  • control unit 1230 specifies the degree of concentration as the animal's emotion based on the heartbeat analysis. Then, the maximum luminance and the minimum luminance that cause the LED to emit light are determined in accordance with the specified level of concentration (step S1506). The controller 1230 determines the light emission timing so that the contrast of the light emission of the LED becomes stronger as the concentration degree of the animal is higher.
  • the control unit 1230 transmits the determined emission color, emission luminance, and emission timing to the output unit 1200.
  • the output unit 1200 causes each LED on the LED tape 11 to light the transmitted emission color at the designated LED, and causes the LED to emit light so as to blink between the transmitted maximum luminance and minimum luminance ( Step S1507) and the process returns to Step S1501.
  • the animal emotion estimation device 10 repeats this process until a stop input is received from the user, and expresses the estimated animal emotion by its emission color and light emission.
  • animal emotions can be expressed by the light emission color of the LED, the light emission intensity (luminance), and the light emission timing (the blinking cycle is early and late).
  • the user can easily estimate what kind of emotion the animal has by looking at the emitted light. For example, if you flicker relatively gently in blue or green, you may be calm and calm, or if you flicker relatively quickly in red or yellow, you are concentrated with excitement. It can be presumed to be deaf.
  • the communication unit 340 provided in the animal emotion estimation apparatus 1 in the above embodiment is not an essential configuration, and it is not necessary for the user to receive information on animal emotions with his / her mobile terminal such as a smartphone. If you think, you do n’t have to.
  • the sensor 100 is a sound collector and acquires heartbeat sounds.
  • any sensor can be used as long as it can acquire information that can estimate the emotions of animals. May be.
  • a pulse meter or a thermometer may be used as long as the device can provide information that allows the animal emotion estimation apparatus 1 to estimate an animal's emotion.
  • a face image indicating emotion is displayed on the output unit 200, but this is not limited thereto.
  • characters and words may be used, or color may be expressed using LED lights.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 stores and uses a character information table in which character information is stored in the display information 602 portion of the face image table 600 instead of the face image table 600 in the above embodiment. Embodiments can be realized.
  • the animal emotion estimation device 1 stores the color information table in which the color information is stored in the display information 602 image portion of the face image table 600 instead of the face image table 600 in the above embodiment, and uses the color information table. Embodiments can be realized.
  • the output unit 200 may combine these, and select and display the contents to be randomly displayed from time to time from among face images, colors, and characters.
  • the control unit 330 periodically calculates the pNNX time. This is because the average value of the heartbeat of the animal to be worn is acquired in advance, and an appropriate value is determined by the control unit. A technique of storing in the memory 330 may be used. In this case, since it is not necessary to perform the process of calculating pNNX each time, the processing load on the control unit 330 can be reduced.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 may include two or more microphones, and may have a configuration that can more efficiently acquire sound including heartbeat sounds.
  • FIG. 8A An example is shown in FIG. As shown in FIG. 8A, a base 102a and a microphone 101a are provided at one end inside a U-shaped sponge 103a, and a base 102b and a microphone 101b are provided at the bottom of the multi-end.
  • the configurations of the base and the microphone are the same as those shown in the first embodiment. And it is provided in the wearing tool of the animal emotion estimation apparatus 1 as shown in FIG.
  • FIG. 8 two cases are shown, but three may be used.
  • a T shape may be provided and arranged at the end.
  • a cross shape may be provided at the end or the center.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 is good also as employ
  • a configuration may be used in which an audio signal from the completed microphone is selected and used.
  • a U-shaped sponge 103a is shown, but this may be a rectangular parallelepiped.
  • the sponge 103 in the above embodiment may use a material other than the sponge as long as it can maintain the close contact state with the skin of the animal wearing the animal emotion estimation device 1 even if the animal moves.
  • Other materials may be used as long as they are flexible and have the property of propagating sound.
  • HRV analysis based on time domain analysis such as NN50 is performed, but discrete Fourier transform (fast Fourier transform) is performed on the sensed heartbeat signal, and analysis in the frequency domain is performed. It is good also as estimating the emotion of an animal. Specifically, the degree of activity of the sympathetic nervous system is specified according to the distribution of the high frequency component and the low frequency component by subjecting the variation between heartbeats to Fourier transform. As described above, the animal emotion estimation devices 1 and 10 may estimate animal emotions by analysis in the frequency domain.
  • the animal emotion estimation device 10 transmits the emission color, emission luminance, and emission timing determined based on the estimated animal emotion to an external light emitting device. Then, the light may be emitted.
  • the light may be emitted.
  • a blade of a toy that imitates a sword provided with LEDs inside is made to emit light.
  • a configuration may be adopted in which an LED is provided on the eyes of a toy that simulates an animal and the LED emits light.
  • a sensor in the toilet for pets and livestock and recording the excretion time, it is possible to record the heart rate at the time of excretion, and to help predict signs such as urinary stones and cystitis it can.
  • the animal emotion estimation device 10 receives a signal from a sensor installed in a pet / livestock toilet, and the heartbeat signal at that time is a heartbeat signal of the animal when in the pet / livestock toilet. Identification information that can be specified may be given to the heartbeat signal. Thereby, the animal emotion estimation apparatus 10 can specify in which state the heartbeat analysis is performed. Further, when outputting the heartbeat signal or the analysis result based on the heartbeat signal to the outside, the identification information may be output to be used for analyzing the emotion of the animal by the user.
  • the animal emotion estimation devices 1 and 10 estimate the emotion of the animal, but the animal emotion estimation devices 1 and 10 use the sensed heartbeat signal as the external device ( For example, the external device estimates the animal emotion, determines the information output by the output units 200 and 1200, and transmits the determined face image and emission color to the animal emotion estimation device 10. And it is good also as a structure which outputs the face image and luminescent color which the output parts 200 and 1200 of the animal emotion estimation apparatuses 1 and 10 received.
  • the light emitting means is not limited to the LED tape.
  • it may be realized by a plurality of LEDs that can individually control the emission color, or other lamps.
  • animal emotion estimation is performed so that the light emitting surface of the LED used for light emission faces the inside of the apparatus, that is, the animal side when attached to the animal. It may be provided in the device 10. This is because if the LED is emitted directly outward, the light emission is too strong in some cases, and when an animal is photographed with a camera or the like, the image may be overexposed. However, such a possibility can be suppressed by adopting a configuration in which the light emitting surface of the LED is arranged toward the inside of the apparatus.
  • Each functional part of the animal emotion estimation device 1, 10 is realized by a logic circuit (hardware) or a dedicated circuit formed in an integrated circuit (IC (Integrated Circuit) chip, LSI (Large Scale Integration)) or the like. Alternatively, it may be realized by software using a CPU (Central Processing Unit) and a memory. Each functional unit may be realized by one or a plurality of integrated circuits, and the functions of the plurality of functional units may be realized by a single integrated circuit.
  • An LSI may be called a VLSI, a super LSI, an ultra LSI, or the like depending on the degree of integration. That is, for example, as shown in FIG.
  • the animal emotion estimation apparatus 1 includes a sensor 100, a sensor processing circuit 310, a power supply circuit 320a, an output circuit 200a, a control circuit 330a, and a communication circuit 340a. You may comprise so that it may consist of.
  • the animal emotion estimation apparatus 10 includes a sensor 100, a sensor processing circuit 310, a power supply circuit 320a, an output circuit 1200a, a control circuit 1230a, and a communication circuit 340a.
  • the memory circuit 1240a may be configured. Each circuit has a function similar to that of each functional unit having the same name shown in the above embodiment.
  • a CPU that executes an instruction of an animal emotion estimation program that is software that realizes each function, the animal emotion estimation program and various data are stored in a computer (or CPU).
  • ROM Read Only Memory
  • storage device these are referred to as “recording media”
  • RAM Random Access Memory
  • the objective of this invention is achieved when a computer (or CPU) reads and runs the said animal emotion estimation program from the said recording medium.
  • a “non-temporary tangible medium” such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • the animal emotion estimation program may be supplied to the computer via any transmission medium (such as a communication network or a broadcast wave) that can transmit the animal emotion estimation program.
  • the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the animal emotion estimation program is embodied by electronic transmission.
  • the animal emotion estimation program includes, for example, programming languages such as C language and C ⁇ ++, script languages such as ActionScript and JavaScript (registered trademark), object-oriented programming languages such as Objective-C and Java (registered trademark), HTML5 It can be implemented using a markup language such as
  • each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one.
  • the light emission control shown in the above embodiment is an example, and the correspondence of light emission control performed based on heart rate and heart rate analysis (basic color determination, color unevenness determination, light emission luminance determination correspondence) is It may be changed as appropriate, and further, the blinking cycle of light emission may be changed.
  • a sound collector includes an elastic member having a concave portion, a sound collecting microphone provided at the bottom of the concave portion, and an impact absorbing material that covers the elastic member and the entire sound collecting microphone. .
  • the sound collector can maintain a close contact state with the animal due to the presence of the shock absorbing material, and the sound collecting microphone is provided at the bottom of the elastic member having the recessed portion so that the sound in the direction in which the recessed portion faces can be efficiently used. Can collect sound well.
  • an animal emotion estimation apparatus is the heartbeat by filtering the sound collected from the sound collector, the mounting tool for mounting the sound collector on the animal, and the sound collected from the sound collector.
  • a converter that converts the signal into a signal, an estimation unit that estimates the emotion of the animal based on the heartbeat signal, and an output unit that outputs information indicating the emotion estimated by the estimation unit.
  • An animal emotion estimation method is an animal emotion estimation method for estimating an animal emotion by an animal emotion estimation device used by being attached to an animal, and acquires an audio signal including an animal heart sound.
  • An acquisition step a conversion step for converting the acquired audio signal into a heartbeat signal, an estimation step for estimating an emotion of the animal based on the heartbeat signal, and an output step for outputting information indicating the estimated emotion .
  • the animal emotion estimation device estimates the emotion of the animal based on the heartbeat signal of the animal and outputs information indicating the estimated emotion, so the user feels what the animal feels at a glance Can be recognized.
  • the recess may be formed in a parabolic shape.
  • the concave portion By forming the concave portion in a parabolic shape, it is possible to efficiently collect sound in the direction in which the concave portion is facing.
  • the shock absorbing material may be a sponge.
  • the output unit may be an LED light that indicates an animal emotion in a lit color.
  • the emotion of the animal can be expressed in color. Therefore, the user can recognize the mood of the animal to some extent and can easily communicate.
  • the animal emotion estimation device can enable the user to recognize the animal's emotions by illuminating red when angry, or illuminating green when he / she is sleepy.
  • the output unit may be a display device that displays a face image indicating an animal emotion.
  • the animal emotion estimation apparatus can make the user recognize the animal emotion at a glance.
  • the estimation unit estimates an interest level and a stress level of the animal based on the heartbeat signal, It is good also as estimating the emotion of an animal based on an interest degree.
  • the animal emotion estimation device can estimate the stress level and interest level of the animal based on the heartbeat signal of the animal. Then, the emotion of the animal can be estimated based on the estimated stress level and interest level.
  • the estimation unit is continuous with the first beat and the first beat based on the heartbeat signal.
  • the third heartbeat time T3 between the movement and the fourth beat following the third beat is specified, and a point Pn (T2, T1) is plotted on the coordinate system with the horizontal axis and the vertical axis representing the heartbeat time.
  • the point Pn + 1 (T3, T2), and the interest level of the animal may be estimated based on the distance between the point Pn and the point Pn + 1.
  • the animal emotion estimation apparatus can estimate the interest level of the animal according to the transition of the beat interval of the heartbeat signal.
  • the estimation unit includes a fourth beat and a fifth beat that is continuous with the fourth beat.
  • the fourth heartbeat time T4 between and the point Pn and the point Pn + 1 is specified, and the angle formed by the line obtained by connecting the point Pn + 1 and the point Pn + 2 (T4, T3) is formed. Accordingly, the stress level of the animal may be estimated.
  • the animal emotion estimation apparatus can estimate the stress level of the animal according to the transition of the beat interval of the heartbeat signal. Therefore, the animal emotion estimation device can determine whether the animal is pleasant or uncomfortable based on the level of stress.
  • the estimation unit specifies a heart rate per unit time based on the heart rate signal, and determines a color for causing the LED to emit light based on the specified heart rate. It is good as well.
  • the animal emotion estimation device can emit a color representing emotion based on the heart rate that contributes to the estimation of the animal's emotion. Emotion can be estimated easily.
  • the animal emotion estimation apparatus includes a storage unit that associates and stores a basic color that causes the LED to emit light with respect to a range of heart rate per unit time, An estimation part is good also as determining the color which light-emits LED by specifying the basic color corresponding to the specified heart rate per unit time based on a heart rate signal.
  • the animal emotion estimation apparatus can determine the basic color to emit light by storing the color to be emitted in the heart rate range.
  • the output unit includes a plurality of LED lights, and the estimation unit specifies a basic color LED that emits light in a basic color from the plurality of LEDs, and the basic color LED
  • the plurality of LEDs other than are associated with the range of the heart rate adjacent to the heart rate range specified based on the heart rate signal and closer to the heart rate specified based on the heart rate signal It is good also as making it light-emit with a color.
  • the estimation unit estimates the degree of animal happiness estimated based on the heartbeat signal, and color unevenness when causing the LED to emit light based on the estimated degree of happiness. It is good also as specifying.
  • the animal emotion estimation apparatus can emit light by mixing various colors according to the happiness level of the animal, or can emit light by suppressing the number of colors to be mixed. It can be identified at a glance.
  • the estimation unit estimates the concentration level of the animal estimated based on the heartbeat signal, and blinks the LED based on the estimated concentration level.
  • the brightness may be specified.
  • the animal emotion estimation apparatus can express the concentration degree of the animal by the blinking interval of the light emission, and thus the user can recognize the concentration degree of the animal with respect to things at a glance. For example, if the flickering intensity difference is strong, the user can be recognized as having a strong interest in an event. For example, if the flickering intensity difference is weak, the animal is in a calm state. It is possible to make the user recognize that there is.
  • Animal emotion estimation device 100 Sensor (sound collector) 101, 101a, 101b Microphone 102, 102a, 102b Base (elastic member) 103, 103a Sponge (shock absorber) 110 wiring 200 output unit 310 sensor processing circuit 320 power supply unit 330 control unit 340 communication unit

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Abstract

動物感情推定装置は、凹部を有する弾性部材と、凹部の底部に設けられた集音マイクと、弾性部材及び集音マイク全体を覆う衝撃吸収材とからなる集音器と集音器を動物に装着するための装着具と、集音器から集音された音をフィルタリングして心拍信号に変換する変換器と、心拍信号に基づいて、動物の感情を推定する推定部と、推定部により推定された感情を示す情報を出力する出力部とを備える。

Description

集音器、動物感情推定装置及び動物感情推定方法
　本発明は、動物の感情を推定する装置に関する。
　従来、各種のペットを飼う飼い主にとっては、飼育しているペットの感情をより正確に理解できれば、ペットとの意思疎通がよりスムーズに行え、ペットとの友好がより深まるのにできないという懊悩があった。
　そこで、そのような悩みを解決すべく、特許文献１に示すように、小動物の感情を推定する装置が開発されている。特許文献１に記載の技術では、装置に電極を設け、当該電極に小動物の足を載せて微弱電流を流して刺激し、生体ポテンシャルを取得する。そして、当該装置は、取得した生体ポテンシャルに基づいて、リラックス度や興奮度を演算して表示している。
特開２０１０－１８７６３１号公報
　しかしながら、特許文献１に示す装置は、小動物の足を電極に載せる必要があり、小動物の自然な状態の生体ポテンシャルを取得できるとは言い難く、普段の生活の中での、動物の感情の推定がしにくいため、ユーザのニーズに応えているとは言い難かった。
　そこで、本発明は、上記問題に鑑みて成されるものであり、一般の生活の中で、動物の感情をユーザが認識することができる、動物感情推定装置及び動物感情推定装置に用いる集音器を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る集音器は、凹部を有する弾性部材と、凹部の底部に設けられた集音マイクと、弾性部材及び集音マイク全体を覆う衝撃吸収材とからなる。
　また、本発明の一実施態様に係る動物感情推定装置は、上記集音器と、集音器を動物に装着するための装着具と、集音器から集音された音をフィルタリングして心拍信号に変換する変換器と、心拍信号に基づいて、動物の感情を推定する推定部と、推定部により推定された感情を示す情報を出力する出力部とを備える。
　また、本発明の一実施態様に係る動物感情推定方法は、動物に装着して用いる動物感情推定装置による動物の感情を推定する動物感情推定方法であって、動物の心音を含む音声信号を取得する取得ステップと、取得された音声信号を心拍信号に変換する変換ステップと、心拍信号に基づいて動物の感情を推定する推定ステップと、推定された感情を示す情報を出力する出力ステップとを含む。
　本発明の一態様に係る動物感情推定装置によれば、当該動物感情推定装置を動物が装着することで、集音器から集音された音声信号に基づいて得られる心拍信号を用いて、動物の感情を推定し、推定した感情を示す情報を出力する。したがって、動物が装着した動物感情推定装置が出力した感情を認識することで、ユーザは、一目で動物のその時々の感情を認識することができる。
（ａ）は、動物が動物感情推定装置を装着した状態を示す図であり、（ｂ）は、動物感情推定装置の外観図である。 （ａ）は、センサー１００の外観図であり、（ｂ）は、センサー１００をＡ－Ａ’線で切断した場合の断面図である。 動物感情推定装置の機能構成を示すブロック図である。 センサー処理回路の構成を示す回路図である。 （ａ）は、集音された音声信号の例を示す波形図であり、（ｂ）は、センサー処理回路によりフィルタリングされた心拍信号の例を示す波形図である。 顔画像表の一構成例を示すデータ概念図である。 動物感情推定装置の動作を示すフローチャートである。 センサー１００の別構成例を示す図である。 ポワンカレ平面のプロット例を示すグラフである。 実施の形態２に係る動物感情推定装置１０を動物が装着した状態を示す図である。 （ａ）は、実施の形態２に係る動物感情推定装置１０の外観斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）とは別の方向から見た場合の動物感情推定装置１０の外観斜視図である。 実施の形態２に係る動物感情推定装置１０の機能構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は、動物の集中度に応じたＬＥＤの明滅間隔の輝度差の例を示すグラフである。 実施の形態２に係る基本色決定表１４００のデータ構成例を示すデータ概念図である。 実施の形態２に係る動物感情推定装置１０の動作を示すフローチャートである。 （ａ）は、動物感情推定装置１の機能構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、動物感情推定装置１０の機能構成を示すブロック図である。
＜実施の形態１＞
　以下、本発明に係る動物感情推定装置の一実施態様について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
＜概要＞
　本発明に係る動物感情推定装置は、動物の大まかな感情を推定し、飼い主等のユーザに、動物が何を考えているかを示すおおよその感情を提示する。動物感情推定装置１は、図１（ａ）に示すように、動物（図１では犬）に装着して用いる。動物感情推定装置１は、装着した動物の心拍音を図１（ｂ）に示すセンサー（集音器）１００で集音し、得られた心拍音を示す心拍信号に基づいて装着した動物の感情を推定する。そして、動物感情推定装置１は、図１（ｂ）に示す、動物感情推定装置１に設けられた出力部２００に動物のその時々の感情を示す顔を表示する。これにより、ユーザは動物がどのような感情を抱いているのかを認識することができる。
　以下、本発明に係る動物感情推定装置１について詳細に説明する。
＜構成＞
　図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、動物感情推定装置１は、対象となる動物に着装できるように構成されており、動物用のハーネスに、センサー１００と、出力部２００を含む制御装置が固着されてなる。なお、図１においては、犬に装着する例を示しているが、犬以外の動物に装着して用いてもよいことは言うまでもない。
　動物感情推定装置１の内側には、センサー１００が設けられ、動物感情推定装置１を装着した動物の体表に密着する。これにより、センサー１００内部に設けられたマイクロフォンにより、心拍音を録音した音声信号が取得される。
　図１（ｂ）に示すように、センサー１００と出力部２００とは、接続線１１０を介して接続され、センサー１００により集音された音声信号が伝達される。
　図２は、センサー１００の構成を示す図である。
　図２（ａ）は、センサー１００の斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるセンサー１００をＡ－Ａ’線で切断した場合の断面図である。
　図２（ａ）に示すようにセンサー１００は、衝撃吸収材として、スポンジ１０３内部に、パラボラ状の凹部を有する台部１０２と、マイクロフォン１０１とを備えた集音器である。
　台部１０２は、樹脂などの弾性部材から成り、図２（ａ）、図２（ｂ）に示されるように、パラボラ状（すり鉢状、漏斗状）の凹部を有する。なお、ここでは軽量化を考慮して台部として樹脂を用いることとしているが、硬質な部材であってもよく、音波の反射率の高い素材を用いるとよい。
　そして、当該凹部の底部に、マイクロフォン１０１が設けられ、接続線１１０がスポンジ１０３の外部に導出される。
　台部１０２の底部にマイクロフォン１０１を設置することにより、マイクロフォン１０１が向く方向、すなわち、動物の方向の音声を取得できるとともに、動物の方向以外の方向からの音声を台部１０２が反射、吸収してしまうので、雑音を混ざりにくくすることができる。
　そして、マイクロフォン１０１と台部１０２との両方全体を覆うようにスポンジ１０３が設けられることで、スポンジが音声の導電部材となるとともに、動物が動くことによって生じる皮膚の歪みにもスポンジが形状を変えることで、センサー１００と動物との密着状態を維持することができる。
　図３は、動物感情推定装置１の機能構成を示す機能ブロック図である。
　図３に示すように、動物感情推定装置１は、センサー１００と、出力部２００と、センサー処理回路３１０と、電源部３２０と、制御部３３０と、通信部３４０とから構成される。
　センサー１００は、動物感情推定装置１を装着した動物の生態情報を取得する機能を有し、本実施の形態においては、音声を取得する集音器により実現される。センサー１００は、取得した音声信号をセンサー処理回路３１０に伝達する。
　センサー処理回路３１０は、図４に示す回路構成の回路であり、音声信号を心拍信号に変換して制御部３３０に伝達する機能を有する。センサー処理回路３１０は、図１で言えば、出力部２００が設けられている装置部分に内蔵される。
　図４に示すように、センサー処理回路３１０は、電源入力部４０１と、抵抗４０２と、コンデンサ４０３と、コンデンサ４０４と、抵抗４０５と、オペアンプ４０６と、抵抗４０７と、コンデンサ４０８と、コンデンサ４０９と、抵抗４１０と、コンデンサ４１１と、ショットキーバリアダイオード４１２とが、図４に示すように接続されて成る。
　電源入力部４０１から入力された電力は、抵抗４０２により制限される。
　抵抗４０２は、ここでは、１００Ω～１０ｋΩとする。
　コンデンサ４０３は、ここでは、１μＦ～１００μＦとし、センサー１００から出力された音声信号のノイズを除去するノイズフィルタとして機能する。
　センサー１００は、ここでは、ＥＣＭ（Electret Condenser Microphone）を用いる。
　コンデンサ４０３によりノイズが除去された音声信号は、コンデンサ４０４及び抵抗４０５により低周波成分が除去される。すなわち、コンデンサ４０３と抵抗４０５とは、ハイパスフィルタとして機能する。ここでは、コンデンサ４０３は、０．１μＦ～１０μＦとし、抵抗４０５は、１００Ω～１０ｋΩとする。
　そして、低周波成分が除去された音声信号は、オペアンプ４０６により増幅される。
　オペアンプの増幅率は、抵抗４０７と、抵抗４１０とにより決定される。ここでは、抵抗４０７を２０ｋΩ～２００ｋΩとし、抵抗４１０を１０～１００Ωとする。これにより、オペアンプ４０６は約２０００～２００００倍の増幅率を得ることになる。
　コンデンサ４０８及びコンデンサ４０９は、二つで合計１０μＦ～１００μＦとなるものを用い、オペアンプのフィルタとして機能する。
　コンデンサ４１１は、１μＦ～１００μＦのものを用い、ローパスフィルタとして機能する。
　ショットキーバリアダイオード４１２は、フィルタリング後の心拍信号を、出力部４１３に出力し、出力部４１３（制御部３３０）からの信号の逆流を防止する機能を有する。
　図４に戻って、電源部３２０は、動物感情推定装置１の各部に電力を供給する機能を有する。電源部３２０は、所謂、リチウムイオン電池や、アルカリ電池、マンガン電池などにより実現される。
　センサー処理回路３１０の働きにより、図５（ａ）に示すような雑音交りの音声信号が、図５（ｂ）に示すような心拍信号に変換される。
　制御部３３０は、センサー処理回路３１０から伝達された心拍信号に基づいて、動物の感情を推定する機能を有する。そして、制御部３３０は、推定した動物の感情に基づく顔画像を出力部２００に伝達する。また、制御部は、推定した動物の感情に基づく顔画像を通信部３４０に伝達する機能も有する。
　ここで、制御部３３０による動物の感情推定方法について説明する。制御部３３０は、センサー処理回路３１０から伝達された心拍信号に基づいて、心拍変動解析（ＨＲＶ解析：Heart Rate Variation 解析）を行うことにより、動物の感情を推定する。
　一般的によく知られているＨＲＶ解析には、ＮＮ５０という手法がある。これは、一定サンプル数（例えば６０個とか、一定時間（例えば１分間）中の心拍数）のＲ－Ｒインターバル（拍動と拍動との間隔であり、図４（ｂ）の区間ＨＩがＲ－Ｒインターバルを示す）の中で、Ｒ－Ｒインターバルの差分が５０ｍｓ以上であることが連続して観測される回数（ＮＮ５０）を数える。そして、ＮＮ５０をＲ－Ｒインターバルのサンプル数で割って得られるｐＮＮ５０という値に基づいて、交感神経が活発になっているか否かを判断する手法である。ｐＮＮ５０が低いと交感神経が活発になっている（ストレスを感じている）と判定する。ただし、ここの５０ｍｓという値は、人類に対して適用するものであるため、動物にはそのまま当てはめることができない。
　そこで、動物感情推定装置１の制御部３３０は、まず、人間の場合の５０ｍｓの時間を動物用の時間Ｘｍｓに変換する。
　一般的な人間のＮＮ５０解析に対して用いる５０ｍｓという時間は、不整脈のない、安定状態にある人間の平均的な心拍数を元に算出されている。そこで、一般的に知られている人間の心拍が８０ｂｐｍ（beats per minute）であることを考慮すると、人間の平均的なＲ－Ｒインターバルは、７５０ｍｓということになる（６０×１０００÷８０＝７５０）。５０ｍｓは、この平均Ｒ－Ｒインターバルの６．７％に相当する。
　そこで、仮に、動物のＲ－Ｒインターバルの平均が１０００ｍｓとすると、動物のｐＮＮＸ時間である時間Ｘｍｓは、Ｘ＝１０００×０．０６７＝６７ｍｓと算出される。したがって、制御部３３０は、取得した心拍信号から、平均Ｒ－Ｒインターバルを算出し、前述の比率６．７％を乗じることにより、動物用の時間Ｘｍｓを得る。したがって、この動物の場合、ある一定サンプル数のＲ－Ｒインターバルについて、６７ｍｓ以上であることが連続して観測される回数に基づいて、交感神経が活発になっているか否かを判断する。
　制御部３３０は、定期的に、ｐＮＮＸの時間を算出し、算出したｐＮＮＸ時間に基づいて交感神経が活発になっているか否かを判断する。これにより、制御部３３０は、動物感情推定装置１を装着している動物がストレスを感じているか否かを判断することができる。
　また、制御部３３０は、ポワンカレプロット解析によっても、動物の感情の推定を行う。
　本実施の形態におけるポワンカレプロットは、図９に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸には、Ｒ－Ｒインターバルの時間をとる。そして、仮に、時刻ｔ１におけるＲ－ＲインターバルがＴ１、時刻ｔ２におけるＲ－ＲインターバルがＴ２、時刻ｔ３におけるＲ－ＲインターバルがＴ３、時刻ｔ４におけるＲ－ＲインターバルがＴ４であるとする（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４）。このとき、ポワンカレプロットでは、連続する２つのＲ－ＲインターバルをそれぞれＸ座標、Ｙ座標とする点をプロットしていく。すなわち、時刻ｔ２のＲ－ＲインターバルＴ２をＸ座標、時刻ｔ１のＲ－ＲインターバルＴ３をＹ座標とする点Ｐｎ－２がプロットできる。すなわち、新しい方のＲ－ＲインターバルをＸ座標とし一つ前のＲ－ＲインターバルをＹ座標とする点をプロットする。この法則に従うと、４つの連続するＲ－Ｒインターバルから、図９に示すように、３つの点、点Ｐｎ－２（Ｔ２，Ｔ１）、点Ｐｎ－１（Ｔ３，Ｔ２）、点Ｐｎ（Ｔ４，Ｔ３）がプロットできる。ポワンカレプロット解析では、制御部３３０は、このようにしてプロットされた２点間の距離、並びに、３点によってなされる角度θ（図９参照）に基づく解析を行う。
　このとき、動物の心拍数が高くなるほどプロットする点はポワンカレ平面の原点に近づき、連続する２点、すなわち、点Ｐｎ－２－Ｐｎ－１間、点Ｐｎ－１－Ｐｎ間の直線距離が短くなる傾向がある。制御部３３０は、心拍数が高い場合でも低い場合でも定性的に直線距離を求めるために、２点間の直線距離をある母数で除算し、正規化する。母数は、心拍数が高くなるにつれ、相対的に小さくなる値であることが望ましく、ここでは、２点のＸ座標、Ｙ座標値のうち、長い方の合計値を用いることとする。こうして得られた正規化直線距離が所定の閾値よりも低い場合に、制御部３３０は、動物感情推定装置１を装着した動物が何かに関心を寄せていると判断する。
　また、制御部３３０は、ポワンカレ平面において、連続してプロットされた２点により形成される直線と、当該２点の一方と連続する点により形成される直線とが成す角度θに基づく感情推定を実行する。すなわち、図９の例で言えば、点Ｐｎ－２と点Ｐｎ－１とを結ぶ直線と、点Ｐｎ－１と点Ｐｎとを結ぶ直線とが成す角度θに基づく感情推定を行う。
　この角度θが９０度に近づくほど、動物が何かにストレスを感じている（物音におびえる、叱られる等）傾向が高いことを発明者は発見した。また、この角度θが－９０度に近づくほど、動物がリラックスしている状態にある傾向が高いことも発見した。
　したがって、制御部３３０は、ポワンカレ平面にプロットした、４つの点に基づいて求まる角度θを算出し、その角度に応じてストレスを感じているか否かを判断する。
　なお、ｐＮＮＸ解析による解析と異なる結果が得られる場合には、ストレスについては、ポワンカレプロット解析による解析結果を優先するものとする。
　また、制御部３３０は、心拍信号に基づいて、その単位時間辺りの心拍数が一定値以下になっているか否かを判断する。心拍数が一定値以下になっている状態が一定時間続く場合に、制御部３３０は、動物が眠気を感じていると判断する。なお、制御部３３０は、眠気があると判断した場合には、その他のストレス度や関心度がどのような状態であったとしても眠気があるとのみ判断する。
　制御部３３０は、このようにセンサー１００から得た心拍信号に基づいてＨＲＶ解析を行うことにより動物の感情を推定する。
　通信部３４０は、無線により、ユーザのスマートホンなどの携帯端末と通信する機能を有し、制御部３３０から伝達された情報を、所定の通信プロトコルに従って、ユーザの携帯端末に送信する。送信された顔画像は、ユーザの携帯端末で表示され、ユーザは表示された顔画像を見て動物の感情を認識することができる。
　出力部２００は、制御部３３０から伝達された顔画像を表示する機能を有する。出力部２００は、例えば、並列して設けられた複数のＬＥＤライトにより実現されてもよいし、小型のＬＣＤ等のモニターにより実現されてもよい。また、複数のＬＥＤライトにより実現される場合には、制御部３３０は、顔画像ではなく、点灯すべきＬＥＤライトを指定することとしてもよい。
＜データ＞
　図６は、動物感情推定装置１に記憶されている動物の状態に応じて表示すべき顔画像を示す顔画像表６００のデータ概念図である。
　顔画像表６００は、推定した動物の状態情報６０１と表示情報６０２とが対応付けられた表である。
　推定した動物の状態情報６０１は、動物の状態を示す情報であり、眠気の有無、ストレスの高低、関心度の高低の情報を含む。
　表示情報６０２は、推定した動物の状態情報６０１各々に対応する、出力部２００が表示すべき顔画像を示す情報である。
　動物感情推定装置１は、顔画像表６００によれば、眠気が「有」る場合には、ストレスや関心度に関わりなく、眠くなっている顔画像を表示する（顔画像表６００の１段目を参照）。
　また、例えば、動物に、眠気が「無」く、ストレスが「高」く、関心度が「低い」場合には、動物にとって、不安に思っている、苛ついている等の状態にあることが推定され、目が×になり、口が弱っているような状態を示す顔画像を表示する（顔画像表６００の３段目を参照）。
　動物感情推定装置１の制御部３３０は、顔画像表６００をメモリ等に記憶しておくことで、顔画像表６００を参照して、推定した動物の状態に対応する表示情報６０２を特定して、出力部２００に表示させる。
＜動作＞
　図７は、動物感情推定装置１の動作を示すフローチャートである。
　図７に示すように、動物感情推定装置１のセンサー１００は、動物の生体情報を取得する（ステップＳ７０１）。本実施の形態においては、動物感情推定装置１は、マイクロフォン１０１から心拍音を含む音声信号を取得する。
　マイクロフォン１０１から集音された音声信号は、センサー処理回路３１０に伝達される。そして、センサー処理回路３１０により、音声信号は、フィルタリングされて、心拍信号に変換される（ステップＳ７０２）。センサー処理回路３１０は、心拍信号を制御部３３０に伝達する。
　制御部３３０は、伝達された心拍信号に基づき、ＨＲＶ解析を行って、動物の感情を推定する（ステップＳ７０３）。すなわち、制御部３３０は、動物感情推定装置１を装着した動物が眠気を感じているか否か、ストレスを感じているか否か、そして、何かに関心を寄せているか否かを判定する。
　制御部３３０は、推定した感情に対応する顔画像を、顔画像表６００を用いて決定する。そして、決定した顔画像を出力部２００に出力する。
　すると、出力部２００は、制御部３３０により指定された顔画像を表示する。動物感情推定装置１は、図７に示す処理を、電源を入れてから、電源を切られるまで、繰り返し実行する。
　以上が、動物感情推定装置１の動作である。
＜まとめ＞
　上記実施の形態に示したように、実施の形態に係る動物感情推定装置１は、動物に着装されて、その心音を示す音声信号を取得する。そして、その音声信号に基づく心拍を特定し、その心拍に基づいて動物の感情を推定し、その感情を示す情報を出力することができる。したがって、ユーザは、その出力された情報を見て、動物がどのような感情を抱いているのかを一目に認識することができる。また、動物感情推定装置１は、センサー１００として、その外部をスポンジ剤で覆うことにより、柔軟に変化する動物の皮膚との密着状態を維持でき、効率よく、適格に心音を取得することができる。
＜実施の形態２＞
　本実施の形態２に係る動物感情推定装置は、上記実施の形態１に示した場合とは異なり、出力部２００は、顔画像を表示するではなく、発光する。そして、その発光色や、発光の仕方により、動物感情推定装置は、推定した動物の感情を表現する。以下、本実施の形態２に係る動物感情推定装置１０について説明する。
＜構成＞
　図１０は、本実施の形態２に係る動物感情推定装置１０を動物（図１０の例では犬）が装着した状態を示す図である。また、図１１は、動物感情推定装置１０の外観斜視図であって、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なる角度から見た動物感情推定装置１０の外観を示している。
　図１０、図１１に示すように、本実施の形態に係る動物感情推定装置１０は、上記実施の形態１における顔画像を表示した出力部２００に換えて、出力部１２００を備える。出力部１２００は、動物感情推定装置１０の筐体１５０内部に設けられたＬＥＤテープ１１により実現される。筐体１５０は、内部に備えられたＬＥＤテープ１１が発する光を透過する半透明あるいは透明な樹脂により構成される。また、図１１に示されるように動物感情推定装置１０は、装着対象の動物の胸回り及び胴回りにそれぞれベルト１２ａ、１２ｂを回して、動物感情推定装置１０が装着した動物から外れないように装着する。
　図１２は、動物感情推定装置１０の機能構成を示すブロック図である。図１２に示すように、動物感情推定装置１０は、センサー１００と、センサー処理回路３１０と、電源部３２０と、通信部３４０と、出力部１２００と、制御部１２３０と、記憶部１２４０とを備える。なお、本実施の形態２において、上記実施の形態１と機能が共通する機能部については、同じ符号を割り振って説明を割愛する。
　出力部１２００は、様々な色の光を発光する発光媒体である。上述の通り、出力部１２００は、例えば、ＬＥＤテープ１１により実現される。出力部１２００は、制御部１２３０からの指示に従って、指示された発光色、発光輝度、発光タイミングで発光する。ＬＥＤテープ１１は、複数のＬＥＤが連なって構成され、各ＬＥＤはそれぞれ個別に発光色、発光輝度、発光タイミングを制御できるものである。
　制御部１２３０は、センサー処理回路３１０から出力された心拍信号に基づいて動物の感情を推定し、推定した感情に基づいて、発光色、発光輝度、発光タイミングを決定し、決定した出力内容を出力部１２００に伝達する。
　制御部１２３０は、心拍信号に基づいて特定される単位時間当たりの発光色を決定する。制御部１２３０は、記憶部１２４０に記憶されている基本色決定表１４００を参照して、出力部１２００を発光させる基本色を決定する。基本色決定表１４００は、心拍数範囲と、その心拍数範囲に測定した心拍数が含まれる場合に発光する基本色が対応付けられた情報である。基本色決定表１４００の詳細については後述する。そして、決定した基本色に対して、心拍数が隣接する他の心拍数範囲が近いほど、隣接する心拍数範囲の基本色を混ぜるようにして発光色を決定する。また、このとき混入させる混入色で発光させるＬＥＤと、基本色で発光させるＬＥＤとの間のＬＥＤは、その中間色で発光させてグラデーションするように発光色を決定する。
　制御部１２３０は、上記実施の形態１に示した制御部３３０と同様に動物の感情を、心拍数の高低、ＮＮ５０や、ポワンカレプロット解析によって推定する。制御部１２３０は、ＮＮ５０により交感神経の活発度合及びポワンカレプロット解析に基づいて角度θの角度によって動物の幸福度及び集中度を特定する。
　例えば、制御部１２３０は、ポワンカレプロット解析により上記実施の形態１に示した角度θが動物が幸福を感じていると特定できる角度に近い、即ち、動物が幸福を感じている度合が高いと推定される場合ほど動物の幸福度が１に近くなるように、角度θが動物が幸福を感じていないと特定できる角度に近いほど動物の幸福度が０に近くなるように正規化する。そして、幸福度の数値（０～１）に応じて、出力部１２００に他の色を混入させる度合を決定する。制御部１２３０は、幸福度が高い（１に近い）ほど輝度が高くなるように決定する。なお、角度θにおいて動物が幸福を感じていると特定できる角度や、動物が幸福を感じていないと特定できる角度は、動物の行動情報を観察し、そのときのポワンカレプロットの変動の仕方から、特定することができる。すなわち、動物が幸福を感じているという行動をしているときのポワンカレプロットにおけるθを、動物が幸福を感じているときの角度として設定するとよい。同様に、動物が幸福を感じていないという行動をしているときのポワンカレプロットにおけるθを、動物が幸福を感じていないときの角度として設定するとよい。
　また、例えば、制御部１２３０は、ポワンカレプロット解析により上記実施の形態１に示した点Ｐｎと点Ｐｎ－１の直線距離と集中度の高低の関連性を行動観察と合わせることで特定し、集中度の高低を０～１の数値に変換する。そして、制御部１２３０は、特定した集中度に基づいて、ＬＥＤテープ１１の明滅コントラストを決定する。明滅コントラストの決定とは、最高輝度から徐々に輝度を最低輝度に下げる、または、最低輝度から徐々に輝度を最高輝度に上げるまでの輝度の差分を決定することをいう。即ち、集中度に応じて、制御部１２３０は、ＬＥＤテープ１１を発光させる最高輝度と最低輝度を決定する。図１３は、集中度に応じた明滅の例を示している。図１３（ａ）は、動物の集中度が高い場合の発光制御の様子を示したグラフであり、図１３（ｂ）は、動物の集中度が低い場合の発光制御の様子を示したグラフである。図１３（ａ）に示すように動物の集中度が高いと判定した場合には、制御部１２３０は、最高輝度と最低輝度の差分が大きくなるように最高輝度と最低輝度を決定する。当該決定は、例えば、集中度の数値と、最高輝度及び最低輝度を対応付けたテーブルを記憶部１２４０に記憶しておき、制御部１２３０が当該テーブルを参照することで実現することができる。図１３（ａ）における最高輝度Ｌ１と、最低輝度Ｌ２との差分Ｌａは、図１３（ｂ）における最高輝度Ｌ３と、最低輝度Ｌ４との差分Ｌｂよりも大きい。制御部１２３０は、図１３に示すような発光制御を、動物の集中度に応じて実行する。
　制御部１２３０はこのようにして決定した発光色、発光輝度、発光タイミングを出力部１２００に伝達する。
　記憶部１２４０は、動物感情推定装置１０が動作上必要とする各種プログラムやデータを記憶する機能を有する記憶媒体である、記憶部１２４０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等により実現される。
＜データ＞
　図１４は、本実施の形態に係る動物感情推定装置１０が保持する基本色決定表１４００のデータ構成例を示すデータ概念図である。
　図１４に示すように基本色決定表１４００は、基本色１４０１と、心拍数１４０２が対応付けられた情報である。
　基本色１４０１は、動物感情推定装置１０が発光する基本色を定めた情報であり、ここでは、「青」、「緑」、「黄」、「赤」の４色がある例を示している。
　心拍数１４０２は、センサー１００が計測した心拍数に基づいて発光する基本色を決定するための心拍数の範囲を示す情報である。心拍数１４０２は、ここでは１分ごとの回数を示している。
　図１４に示す例であれば、基本色「青」には心拍数として「６５回以下」が、基本色「緑」には心拍数として「６６回～７０回」が、基本色「黄」には心拍数として「７１回～７５回」が、基本色「赤」には心拍数として「７６回以上」が対応付けられている。基本色決定表１４００によれば、例えば、動物感情推定装置１０のセンサー１００が計測した心拍数が「７４回」であれば、基本色として「黄」が選択されることになる。そして、心拍数が７４回と、心拍数範囲が基本色「赤」の周波数範囲寄りになっているので制御部１２３０は、基本色を「黄」とし、そこに、「赤」を混ぜて発光させることを決定する。
＜動作＞
　図１５は、本実施の形態２に係る動物感情推定装置１０の動作を示すフローチャートである。
　動物感情推定装置１０のセンサー１００は、心拍をセンシングして音声信号を取得し、その音声信号をセンサー処理回路３１０に出力する。センサー処理回路３１０は、取得した音声信号を心拍信号に変換して、制御部１２３０に伝達する。制御部１２３０は、センサー処理回路３１０から心拍信号を取得する（ステップＳ１５０１）。
　制御部１２３０は、単位時間当たりの心拍数を特定する（ステップＳ１５０２）。そして、特定した心拍数に基づいて、基本色決定表１４００を参照して、発光させる発光基本色を決定する（ステップＳ１５０３）。
　制御部１２３０は、ＬＥＤテープ１１のうち、予め定められたＬＥＤを基本色で発光させるＬＥＤとして特定する。次に制御部１２３０は、取得した心拍信号に対して心拍解析（ＨＲＶ解析）を行う（ステップＳ１５０４）。
　まず、制御部１２３０は、心拍解析（ＨＲＶ解析）を行って、動物の感情として、幸福度を特定する。そして、制御部１２３０は、その幸福度の高低に応じて、ＬＥＤを発光させる際の基本色以外の色の混入度合いを特定する（ステップＳ１５０５）。すなわち、制御部１２３０は、幸福度が高いほど、色むらが多く見えるようにし、低いほど、色むらが少なく見えるように発光を制御する。具体的には、幸福度が１に近づくほど、混入する基本色以外の色の数が多くなり、０に近づくほど基本色以外の色の数が少なくなるテーブルを記憶部１２４０に記憶しておくことで、制御部１２３０は、当該テーブルを参照して混入色の数を決定する。そして、制御部１２３０は、決定した数の色を基本色以外から選択することで混入色を決定する。このとき、記憶部１２４０は、各基本色毎に混入する色のテーブルを決定した混入色の数に応じてテーブルを記憶しておいてもよく、制御部１２３０は、当該テーブルを用いて混入色を決定することとしてもよい。また、あるいは、制御部１２３０は、基本色決定表１４００において、発光させると決定した基本色が該当する周波数領域に隣接する周波数領域に対応する色を混入色として決定することとしてもよい。制御部１２３０は、基本色で発光させるＬＥＤ以外のＬＥＤのうち所定のＬＥＤについて決定した混入色で発行させ、その他のＬＥＤについては、基本色から混入色の間でグラデーションするように色を決定し発光させる色を決定する。
　また、制御部１２３０は、心拍解析に基づいて、動物の感情として、集中度を特定する。そして、特定した集中度の高低に応じて、ＬＥＤを発光させる最高輝度と最低輝度とを決定する（ステップＳ１５０６）。制御部１２３０は、動物の集中度が高いほど、ＬＥＤの発光のコントラストが強くなるように発光タイミングを決定する。
　制御部１２３０は、決定した発光色、発光輝度、発光タイミングを、出力部１２００に伝達する。出力部１２００は、ＬＥＤテープ１１の各ＬＥＤについて、伝達された発光色を指定されたＬＥＤにおいて点灯させ、そのＬＥＤを伝達された最高輝度と最低輝度との間で明滅するように発光させて（ステップＳ１５０７）、ステップＳ１５０１に戻る。
　動物感情推定装置１０は、ユーザから、停止入力を受け付けるまで、本処理を繰り返し、その発光色や発光のさせ方で、推定した動物の感情を表現する。
　＜まとめ＞
　本実施の形態２に係る動物感情推定装置１０によれば、ＬＥＤの発光色や、発光強度（輝度）、発光タイミング（明滅の周期の遅い早い）によって、動物の感情を表現することができる。ユーザは、その発光を見て動物がどのような感情を抱いているのかを推定することが容易になる。例えば、青や緑で比較的穏やかに明滅していると、落ち着いて心安らかなのだろうと推定したり、赤や黄で比較的早く明滅していると、興奮しながらも集中しているのだろうと推定したりすることができる。
＜変形例＞
　上記実施の形態に本発明に係る発明の一実施態様を説明したが、本発明に係る思想がこれに限られないことは言うまでもない。以下、本発明に係る思想として含まれる各種変形例について説明する。
　（１）上記実施の形態において動物感情推定装置１に備えた通信部３４０は、必須の構成ではなく、ユーザが自身のスマートホン等の携帯端末で動物の感情に関する情報を受信する必要がないと考える場合には、備えずともよい。
　（２）上記実施の形態においては、センサー１００は、集音器とし、心拍の音声を取得することとしたが、動物の感情を推定できる情報を取得するものであれば、その他のものであってもよい。例えば、脈拍計や、体温計などであってもよく、動物感情推定装置１が動物の感情を推定できる情報を提供できる機器であればよい。
　（３）上記実施の形態においては、動物の感情を表現する手法として、出力部２００に感情を示す顔画像を表示することとしたが、これはその限りではない。
　動物の感情をユーザに伝えられるのであれば、それ以外の手法を用いてもよく、例えば、文字や言葉を用いてもよいし、あるいは、ＬＥＤライトを用いて色で表現してもよい。
　例えば、文字や言葉で感情を伝える場合には、眠気がある場合には、「ねむい～」とか「ＺＺＺ…」というように表現してもよいし、何か興味がある（ストレスが低くて興奮度が高い）ものを見つけた場合には、「なになに？」とか「！！」というように表現してもよい。動物感情推定装置１は、この場合、上記実施の形態における顔画像表６００の代わりに、顔画像表６００の表示情報６０２部分に文字情報を記憶した文字情報表を記憶して用いることにより、当該実施例を実現できる。
　また、感情を色で表す場合には、例えば、眠気がある場合には、ＬＥＤライトを緑色に点灯させ、興味があるものを見つけた場合には、ＬＥＤライトを桃色に点灯させることとしてもよい。動物感情推定装置１は、この場合、上記実施の形態における顔画像表６００の代わりに、顔画像表６００の表示情報６０２像部分に色情報を記憶した色情報表を記憶して用いることにより当該実施例を実現できる。
　また、出力部２００は、これらを組み合わせて、その時々でランダムに表示する内容を、顔画像、色、文字の中から選択して表示することとしてもよい。
　（４）上記実施の形態においては、制御部３３０は、定期的にｐＮＮＸ時間を算出することとしているが、これは、装着する動物の心拍の平均値を予め取得し、適切な値を制御部３３０のメモリに記憶しておくという手法をとってもよい。この場合、都度ｐＮＮＸを算出する処理を行わなくてすむので、制御部３３０の処理負担を軽減することができる。
　（５）上記実施の形態においては、センサー１００に備えるマイクロフォン１０１が１つである場合を例示したが、マイクロフォンの個数は１つに限るものではない。動物感情推定装置１は、２つ以上のマイクロフォンを備えて、より効率よく心拍音を含む音声を取得できる構成を備えてもよい。
　その一例を図８に示す。図８（ａ）に示すように、コの字型のスポンジ１０３ａ内部の一端に、台部１０２ａとその底部にマイクロフォン１０１ａを設け、多端に台部１０２ｂとその底部にマイクロフォン１０１ｂを設ける。台部とマイクロフォンの構成は、上記実施の形態１に示したものと同様である。
　そして、動物感情推定装置１の装着具に図８（ｂ）に示すように設ける。
　こうすることで、一方が動物の皮膚から何らかの事情により離間して集音できなかった場合であっても、他方で集音できる可能性を高めることができる。したがって、動物の感情推定を途切れることなく実行できる可能性を高めることができ、装置としての信頼性を高めることができる。
　なお、図８では、２つの場合を示しているが、３つでも良く、その場合にＴ字型にしてその端部に配することとしてもよい。また、あるいは、十字型にして、その端部や中央部に設けることとしてもよい。
　そして、マイクロフォンを複数用いる場合には、動物感情推定装置１は、音声信号として、各マイクロフォンから出力された音声信号の合成波を用いる構成を採用することとしてもよいし、音声信号を明瞭に取得できたマイクロフォンからの音声信号を選択して使用する構成であってもよい。
　なお、図８（ａ）においては、コの字型のスポンジ１０３ａを示しているが、これは、長方体であってもよい。
　（６）上記実施の形態におけるスポンジ１０３は、動物感情推定装置１を装着した動物の皮膚との密着状態を、動物が動いても維持できるものであれば、スポンジ以外の素材を用いてもよく、柔軟性があり、音声を伝播する特性を有する素材であれば、その他の素材を用いることとしてもよい。
　（７）上記実施の形態において、ｐＮＮＸ解析の秒数をＲ－Ｒインターバルの６．７％として算出する例を示したが、これは、６．７％以外の数値を用いてもよい。適宜、装着する動物に応じて、適切な値に設定して使用するとよい。
　（８）上記実施の形態においては、ＮＮ５０など時間領域解析に基づくＨＲＶ解析を行ったが、センシングした心拍信号に対して離散フーリエ変換（高速フーリエ変換）を施し、周波数領域での解析を行って、動物の感情を推定することとしてもよい。具体的には、心拍間のばらつきをフーリエ変換にかけて、高周波成分と低周波成分の分布に応じて、交感神経系の活性度合いを特定する。このように、動物感情推定装置１、１０は、周波数領域での解析により動物の感情を推定してもよい。
　（９）上記実施の形態２においては、特に記載していないが、動物感情推定装置１０は、推定した動物の感情に基づいて決定した発光色、発光輝度、発光タイミングを外部の発光装置に伝達して、発光させることとしてもよい。例えば、内部にＬＥＤを備えた剣を模した玩具の刀身を、発光させる構成をとってもよい。また、あるいは、動物を模した玩具の眼にＬＥＤを設けて、そのＬＥＤを発光させる構成をとってもよい。また、ペット・家畜用トイレにセンサーを設置して排泄時間を記録することで、排泄時の心拍を狙って記録することができ、尿結石、膀胱炎などの兆候を予測する一助とすることができる。具体的には、上記センサーが反応しているときの心拍信号の心拍解析を行って、動物が排泄をしているときに苦しんでいるかどうかを特定して、尿結石、膀胱炎等の病を患っている可能性を予測することができる。そのために動物感情推定装置１０は、ペット・家畜用トイレに設置されているセンサーからの信号を受信して、その時の心拍信号にペット・家畜用トイレにいるときの動物の心拍信号であることを特定できる識別情報を心拍信号に付与することとしてもよい。これにより、動物感情推定装置１０は、どの状態のときの心拍解析であるかを特定することができる。また、その心拍信号や心拍信号に基づく解析結果を外部に出力する際にもその識別情報を出力し、ユーザによる動物の心情解析に役立てることとしてもよい。
　（１０）上記実施の形態においては、動物感情推定装置１、１０が動物の感情を推定することとしているが、動物感情推定装置１、１０は、センシングした心拍信号を通信部３４０が外部装置（例えば、ユーザの携帯端末）に送信し、外部装置が動物の感情を推定して、出力部２００、１２００が出力する情報を決定し、決定した顔画像や発光色を動物感情推定装置１０に送信して、動物感情推定装置１、１０の出力部２００、１２００が受信した顔画像や発光色を出力する構成としてもよい。
　（１１）上記実施の形態２においては、出力部１２００の一態様として発光するＬＥＤテープ１１を用いる例を説明したが、発光手段がＬＥＤテープに限られないことは言うまでもない。例えば、個別に発光色制御が可能な複数のＬＥＤ、あるいは、その他のランプにより実現することとしてもよい。
　（１２）上記実施の形態２においては、特に記載していなかったが、発光に用いるＬＥＤの発光面を装置内部側、即ち、動物に装着した際に、動物側に向くように、動物感情推定装置１０に設けることとしてもよい。これは、ＬＥＤを直接外に向けて発光させると、場合によっては、発光が強すぎて、動物をカメラ等で撮影した場合に、画像が白飛びする可能性がある。しかし、ＬＥＤの発光面を装置内部方向に向けて配置する構成にすることによって、そのような可能性を抑制することができる。
　（１３）動物感情推定装置１、１０の各機能部は、集積回路（ＩＣ（Integrated Circuit）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration））等に形成された論理回路（ハードウェア）や専用回路によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを用いてソフトウェアによって実現してもよい。また、各機能部は、１または複数の集積回路により実現されてよく、複数の機能部の機能を１つの集積回路により実現されることとしてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＶＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩなどと呼称されることもある。すなわち、動物感情推定装置１は、例えば、図１６（ａ）に示すように、センサー１００と、センサー処理回路３１０と、電源回路３２０ａと、出力回路２００ａと、制御回路３３０ａと、通信回路３４０ａとから成るように構成してもよい。同様に動物感情推定装置１０は、例えば、図１６（ｂ）に示すように、センサー１００と、センサー処理回路３１０と、電源回路３２０ａと、出力回路１２００ａと、制御回路１２３０ａと、通信回路３４０ａと、記憶回路１２４０ａとから成るように構成してもよい。なお、各回路は上記実施の形態に示した同名の各機能部と同様の機能を有する。
　動物感情推定装置１、１０の各機能部をソフトウェアにより実現する場合、各機能を実現するソフトウェアである動物感情推定プログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記動物感情推定プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記動物感情推定プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記動物感情推定プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記動物感情推定プログラムは、当該動物感情推定プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。本発明は、上記動物感情推定プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
　なお、上記動物感情推定プログラムは、例えば、C 言語、C ＋＋などのプログラミング言語、ActionScript、JavaScript（登録商標）などのスクリプト言語、Objective-C、Java（登録商標）などのオブジェクト指向プログラミング言語、HTML5などのマークアップ言語などを用いて実装できる。
　（１４）本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。例えば、上記実施の形態で示した発光制御は一例であり、心拍数や心拍解析に基づいて行う発光制御の対応関係（基本色の決定、色むらの決定、発光輝度の決定の対応関係）は適宜変更してもよく、更には、発光の明滅周期を変更したりしてもよい。
　（１５）上記実施の形態および各種変形例に示す構成を適宜組み合わせることとしてもよい。
＜補足＞
　ここで、本発明に係る集音器、動物感情推定装置及び動物感情推定方法について、その一実施態様と、当該態様により奏する効果を説明する。
　（ａ）本発明の一実施態様に係る集音器は、凹部を有する弾性部材と、凹部の底部に設けられた集音マイクと、弾性部材及び集音マイク全体を覆う衝撃吸収材とからなる。
　これにより、集音器は、衝撃吸収材があることにより、動物との密着状態を維持でき、凹部を有する弾性部材の底部に集音マイクを設けることで、凹部が面する方向の音声を効率よく集音できる。
　また、本発明の一実施態様に係る動物感情推定装置は、上記集音器と、集音器を動物に装着するための装着具と、集音器から集音された音をフィルタリングして心拍信号に変換する変換器と、心拍信号に基づいて、動物の感情を推定する推定部と、推定部により推定された感情を示す情報を出力する出力部とを備える。
　また、本発明の一実施態様に係る動物感情推定方法は、動物に装着して用いる動物感情推定装置による動物の感情を推定する動物感情推定方法であって、動物の心音を含む音声信号を取得する取得ステップと、取得された音声信号を心拍信号に変換する変換ステップと、心拍信号に基づいて動物の感情を推定する推定ステップと、推定された感情を示す情報を出力する出力ステップとを含む。
　これにより、動物感情推定装置は、動物の心拍信号に基づいて、動物の感情を推定し、推定した感情を示す情報を出力するので、ユーザは、一目に動物がどのような感情を抱いているのかを認識することができる。
　（ｂ）上記（ａ）に係る集音器において、凹部は、パラボラ状に形成されていることとしてもよい。
　凹部がパラボラ状に形成されることにより、凹部が向いている方向の音声を効率よく集音できる。
　（ｃ）上記（ａ）又は（ｂ）に係る集音器において、衝撃吸収材は、スポンジであることとしてもよい。
　これにより、集音マイクの周囲をスポンジで覆われることになるので、スポンジの柔軟性により集音器による集音の対象との密着状態を維持し易くなる。
　（ｄ）上記（ａ）に係る動物感情推定装置において、出力部は、動物の感情を点灯された色で示すＬＥＤライトであることとしてもよい。
　これにより、動物の感情を色で表現できる。したがって、ユーザは、動物の気分をある程度認識でき、意志疎通がしやすくなる。例えば、怒っていれば赤に点灯したり、のんびりしたり眠いときは緑に点灯したりすることで、動物感情推定装置は、動物の感情をユーザが認識できるようにすることができる。
　（ｅ）上記（ａ）に係る動物感情推定装置において、出力部は、動物の感情を示す顔画像を表示する表示装置であることとしてもよい。
　これにより、動物感情推定装置は、ユーザに、一目で動物の感情を認識させることができる。
　（ｆ）上記（ａ）、（ｄ）、（ｅ）のいずれかに係る動物感情推定装置において、推定部は、心拍信号に基づいて、動物の関心度及びストレス度を推定し、ストレス度及び関心度に基づいて動物の感情を推定することとしてもよい。
　これにより、動物感情推定装置は、動物の心拍信号に基づいて、動物のストレス度や関心度を推定することができる。そして、推定したストレス度や、関心度に基づいて動物の感情を推定することができる。
　（ｇ）上記（ａ）、（ｄ）～（ｆ）のいずれかに係る動物感情推定装置において、推定部は、心拍信号に基づいて、第１の拍動と第１の拍動に連続する第２の拍動との間の第１心拍時間Ｔ１と、第２の拍動と第２の拍動に連続する第３の拍動との間の第２心拍時間Ｔ２と、第３の拍動と第３の拍動に連続する第４の拍動との間の第３心拍時間Ｔ３を特定し、横軸及び縦軸に心拍時間をとった座標系に、点Ｐｎ（Ｔ２，Ｔ１）と点Ｐｎ＋１（Ｔ３，Ｔ２）をプロットした場合の、点Ｐｎと点Ｐｎ＋１との間の距離に基づいて、動物の関心度を推定することとしてもよい。
　これにより、動物感情推定装置は、心拍信号の拍動の間隔の推移に応じて、動物の関心度を推定することができる。
　（ｈ）上記（ａ）、（ｄ）～（ｇ）のいずれかに係る動物感情推定装置において、推定部は、第４の拍動と、第４の拍動に連続する第５の拍動との間の第４心拍時間Ｔ４を特定し、点Ｐｎと点Ｐｎ＋１とを結んで得られる直線と、点Ｐｎ＋１と、点Ｐｎ＋２（Ｔ４，Ｔ３）とを結んで得られる直線とが成す角度に応じて、動物のストレス度を推定することとしてもよい。
　これにより、動物感情推定装置は、心拍信号の拍動の間隔の推移に応じて、動物のストレス度を推定することができる。したがって、動物感情推定装置は、そのストレス度の高低により、動物の快、不快を判断することができる。
　（ｉ）上記（ｄ）に係る動物感情推定装置において、推定部は、心拍信号に基づいて、単位時間当たりの心拍数を特定し、特定した心拍数に基づいてＬＥＤを発光させる色を決定することとしてもよい。
　これにより、動物感情推定装置は、動物の感情の推定に寄与する心拍数に基づいて、感情を表す色を発光することができるので、ユーザは、動物感情推定装置が発光する発光色から動物の感情を容易に推定することができる。
　（ｊ）上記（ｉ）に係る動物感情推定装置において、動物感情推定装置は、単位時間当たりの心拍数の範囲に対して、ＬＥＤを発光させる基本色を対応付けて記憶する記憶部を備え、推定部は、心拍信号に基づいて、特定した単位時間当たりの心拍数に対応する基本色を特定してＬＥＤを発光させる色を決定することとしてもよい。
　心拍数範囲に発光させる色を対応付けて記憶しておくことで、動物感情推定装置は、発光する基本色を決定することができる。
　（ｋ）上記（ｊ）に係る動物感情推定装置において、出力部は、ＬＥＤライトを複数備え、推定部は、複数のＬＥＤのうち、基本色で発光させる基本色ＬＥＤを特定し、基本色ＬＥＤ以外の複数のＬＥＤは、心拍信号に基づいて特定される心拍数の範囲に隣接する心拍数の範囲であって、心拍信号に基づいて特定される心拍数に近い方の範囲に対応付けられた色で発光させることとしてもよい。
　これにより、動物感情推定装置は、発光させる発光色によりバリエーションを持たせることができるので、多様な発光のさせ方で、多様な感情表現をすることができる。したがって、ユーザにとっても、見た目として楽しく興味を覚える発光のさせ方ができる。
　（ｌ）上記（ｋ）に係る動物感情推定装置において、推定部は、心拍信号に基づいて推定された動物の幸福度合を推定し、推定した幸福度合に基づいてＬＥＤを発光させる際の色むらを特定することとしてもよい。
　これにより、動物感情推定装置は、動物の幸福度合に応じて、多様に色を混ぜて発光させたり、混ぜる色数を抑えて発光させたりすることができるので、ユーザに、動物の幸福度合を一目で特定させることができる。
　（ｍ）上記（ｌ）に係る動物感情推定装置において、推定部は、心拍信号に基づいて推定された動物の集中度合いを推定し、推定した集中度合いに基づいてＬＥＤを明滅させる最高輝度と最低輝度とを特定することとしてもよい。
　これにより、動物感情推定装置は、動物の集中度合いを、発光の明滅間隔で表現することができるので、ユーザに、動物の物事に対する集中度合いを一目で認識させることができる。例えば、明滅の強度差が強ければ、何らかの事象に対して興味を強く持っている状態であることをユーザに認識させることができ、例えば、明滅の強度差が弱ければ、動物が穏やかな状態であることをユーザに認識させることができる。
１　動物感情推定装置
１００　センサー（集音器）
１０１、１０１ａ、１０１ｂ　マイクロフォン
１０２、１０２ａ、１０２ｂ　台部（弾性部材）
１０３、１０３ａ　スポンジ（衝撃吸収材）
１１０　配線
２００　出力部
３１０　センサー処理回路
３２０　電源部
３３０　制御部
３４０　通信部

Claims (15)

  1. 　凹部を有する弾性部材と、
    　前記凹部の底部に設けられた集音マイクと、
    　前記弾性部材及び集音マイク全体を覆う衝撃吸収材と
    　からなる集音器。
  2. 　前記凹部は、パラボラ状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の集音器。
  3. 　前記衝撃吸収材は、スポンジであることを特徴とする請求項１又は２に記載の集音器。
  4. 　請求項１に記載の集音器と、
    　前記集音器を動物に装着するための装着具と、
    　前記集音器から集音された音をフィルタリングして心拍信号に変換する変換器と、
    　前記心拍信号に基づいて、前記動物の感情を推定する推定部と、
    　前記推定部により推定された感情を示す情報を出力する出力部とを
    　備える動物感情推定装置。
  5. 　前記出力部は、前記動物の感情を点灯された色で示すＬＥＤライトであることを特徴とする請求項４記載の動物感情推定装置。
  6. 　前記出力部は、前記動物の感情を示す顔画像を表示する表示装置であることを特徴とする請求項４記載の動物感情推定装置。
  7. 　前記推定部は、前記心拍信号に基づいて、前記動物の関心度及びストレス度を推定し、前記ストレス度及び関心度に基づいて前記動物の感情を推定する
    　ことを特徴とする請求項４～６のうちのいずれか１項に記載の動物感情推定装置。
  8. 　前記推定部は、前記心拍信号に基づいて、第１の拍動と前記第１の拍動に連続する第２の拍動との間の第１心拍時間Ｔ１と、前記第２の拍動と前記第２の拍動に連続する第３の拍動との間の第２心拍時間Ｔ２と、前記第３の拍動と前記第３の拍動に連続する第４の拍動との間の第３心拍時間Ｔ３を特定し、横軸及び縦軸に心拍時間をとった座標系に、点Ｐｎ（Ｔ２，Ｔ１）と点Ｐｎ＋１（Ｔ３，Ｔ２）をプロットした場合の、点Ｐｎと点Ｐｎ＋１との間の距離に基づいて、前記動物の関心度を推定する
    　ことを特徴とする請求項７記載の動物感情推定装置。
  9. 　前記推定部は、前記第４の拍動と、前記第４の拍動に連続する第５の拍動との間の第４心拍時間Ｔ４を特定し、前記点Ｐｎと前記点Ｐｎ＋１とを結んで得られる直線と、前記点Ｐｎ＋１と、点Ｐｎ＋２（Ｔ４，Ｔ３）とを結んで得られる直線とが成す角度に応じて、前記動物の前記ストレス度を推定する
    　ことを特徴とする請求項８記載の動物感情推定装置。
  10. 　動物に装着して用いる動物感情推定装置による前記動物の感情を推定する動物感情推定方法であって、
    　前記動物の心音を含む音声信号を取得する取得ステップと、
    　前記取得された音声信号を心拍信号に変換する変換ステップと、
    　前記心拍信号に基づいて前記動物の感情を推定する推定ステップと、
    　前記推定された感情を示す情報を出力する出力ステップとを含む動物感情推定方法。
  11. 　前記推定部は、前記心拍信号に基づいて、単位時間当たりの心拍数を特定し、特定した心拍数に基づいて前記ＬＥＤを発光させる色を決定することを特徴とする請求項５に記載の動物感情推定装置。
  12. 　前記動物感情推定装置は、単位時間当たりの心拍数の範囲に対して、前記ＬＥＤを発光させる基本色を対応付けて記憶する記憶部を備え、
    　前記推定部は、前記心拍信号に基づいて、特定した単位時間当たりの心拍数に対応する基本色を特定して前記ＬＥＤを発光させる色を決定することを特徴とする請求項１１に記載の動物感情推定装置。
  13. 　前記出力部は、前記ＬＥＤライトを複数備え、
    　前記推定部は、前記複数のＬＥＤのうち、前記基本色で発光させる基本色ＬＥＤを特定し、前記基本色ＬＥＤ以外の前記複数のＬＥＤは、前記心拍信号に基づいて特定される心拍数の範囲に隣接する心拍数の範囲であって、前記心拍信号に基づいて特定される心拍数に近い方の範囲に対応付けられた色で発光させることを特徴とする請求項１２に記載の動物感情推定装置。
  14. 　前記推定部は、前記心拍信号に基づいて推定された動物の幸福度合を推定し、推定した幸福度合に基づいて前記ＬＥＤを発光させる際の色むらを特定することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の動物感情推定装置。
  15. 　前記推定部は、前記心拍信号に基づいて推定された動物の集中度合いを推定し、推定した集中度合いに基づいて前記ＬＥＤを明滅させる最高輝度と最低輝度とを特定することを特徴とする請求項１１～１３のいずれか１項に記載の動物感情推定装置。
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