(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
咀嚼音を計測する咀嚼音計測部と、
上記咀嚼音計測部の出力信号の時間方向のパワー推移の概形を求める咀嚼音概形計算部と、
上記咀嚼音概形計算部で求められた上記概形に基づいて咀嚼部位を判定する咀嚼判定部とを備え、
上記咀嚼判定部は、
上記概形においてパワー閾値より大きなパワーが下限時間閾値および上限時間閾値の間の時間だけ持続する部位を咀嚼部位と判定する
咀嚼検出装置。
【請求項２】
上記咀嚼音計測部の出力信号に基づいて暗騒音レベルを推定する暗騒音レベル推定部と、
上記暗騒音レベル推定部で推定された暗騒音レベルに基づいて、上記パワー閾値を補正するパワー閾値補正部とをさらに備える
請求項１に記載の咀嚼検出装置。
【請求項３】
上記パワー閾値補正部は、
予め設定されているパワー閾値に上記暗騒音レベル推定部で推定された暗騒音レベルを加算して補正されたパワー閾値を得る
請求項２に記載の咀嚼検出装置。
【請求項４】
上記咀嚼音計測部の出力側に配置され、咀嚼音成分が多く含まれる周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタをさらに備え、
上記咀嚼音概形計算部は、上記バンドパスフィルタの出力信号の時間方向のパワー推移の概形を求める
請求項１に記載の咀嚼検出装置。
【請求項５】
環境雑音を計測する環境雑音計測部と、
上記環境雑音計測部の出力信号に基づいて、上記咀嚼音計測部の出力信号に含まれる環境雑音成分を抑圧する環境雑音抑圧部とをさらに備え、
上記咀嚼音概形計算部は、上記環境雑音抑圧部で環境雑音成分が抑圧された後の上記咀嚼音計測部の出力信号のパワー推移の概形を求める
請求項１に記載の咀嚼検出装置。
【請求項６】
上記環境雑音抑圧部は、
上記環境雑音計測部の計測地点から上記咀嚼音計測部の計測地点までの伝達関数を推定する適応フィルタを有し、
上記咀嚼音計測部の出力信号と上記環境雑音計測部の出力信号を上記適応フィルタでフィルタリングして得られた信号との減算処理を行って、上記咀嚼音計測部の出力信号に含まれる環境雑音成分を抑圧する
請求項５に記載の咀嚼検出装置。
【請求項７】
咀嚼音を計測する咀嚼音計測ステップと、
上記咀嚼音計測ステップで計測された信号の時間方向のパワー推移の概形を求める咀嚼音概形計算ステップと、
上記咀嚼音概形計算ステップで求められた上記概形に基づいて咀嚼部位を判定する咀嚼判定ステップとを有し、
上記咀嚼判定ステップでは、
上記概形においてパワー閾値より大きなパワーが下限時間閾値および上限時間閾値の間の時間だけ持続する部位を咀嚼部位と判定する
咀嚼検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、咀嚼検出装置および咀嚼検出方法に関する。特に、本技術は、マイクロホンなどで計測された咀嚼音を用いて咀嚼検出を行う咀嚼検出装置および咀嚼検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の健康志向の高まりによって、食事をとる際の噛む動作、いわゆる「咀嚼」の重要性が見直されている。咀嚼をしっかりすることによって得られる利点は、以下のようなものがある。
（１）消化を助け、内蔵への負担を軽減する。
（２）唾液の分泌を促し、虫歯の予防になる。
（３）顎が発達し、歯並びや姿勢が良くなる。
（４）満腹中枢の刺激により満腹感を得ることができ、肥満の抑制になる。
【０００３】
現在の食品はやわらかいものが多く、咀嚼回数が少なくなる傾向がある。従って、十分な咀嚼回数を得るために意識して咀嚼を行う必要があるが、なかなか難しいのが現実である。そこで、従来、咀嚼の回数を自動で検知しユーザへ提示するようなシステムが提案されている。例えば、顎関節の上に動きを検出するセンサを取り付けて咀嚼動作を検知する咀嚼検出装置が提案されている。しかし、このように特殊なセンサを使用する場合には、コストがかかるという問題がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、特殊なセンサではなく、安価かつ一般的に入手しやすいマイクロホンを使用して咀嚼動作を検出する技術が記載されている。すなわち、この技術は、マイクロホン兼用のイヤホンを使用し、このイヤホンを耳に挿入することによって、咀嚼により生じる耳穴の入口近傍の変形の音を検出し、その検出音を用いて咀嚼を判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１２３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術は、例えば、検出音と事前に記録しておいたサンプル音とを比較して、咀嚼の判定を行うものである。この場合、事前にサンプルした音により、あるいは食べている食物により誤差が生じ、高精度な咀嚼検出は困難である。
【０００７】
本技術の目的は、低コストで高精度な咀嚼検出を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の概念は、
咀嚼音を計測する咀嚼音計測部と、
上記咀嚼音計測部の出力信号の時間方向のパワー推移の概形を求める咀嚼音概形計算部と、
上記咀嚼音概形計算部で求められた上記概形に基づいて咀嚼部位を判定する咀嚼判定部とを備え、
上記咀嚼判定部は、
上記概形においてパワー閾値より大きなパワーが下限時間閾値および上限時間閾値の間の時間だけ持続する部位を咀嚼部位と判定する
咀嚼検出装置にある。
【０００９】
本技術において、マイクロホン、イヤホン型マイクロホンなどの咀嚼音計測部により、咀嚼音が計測される。そして、咀嚼音概形計算部により、咀嚼音計測部の出力信号の時間方向のパワー推移の概形が求められる。そして、咀嚼判定部により、咀嚼音概形計算部で求められた概形に基づいて咀嚼が判定される。例えば、咀嚼判定部では、概形にパワー閾値および時間閾値が適用されて、咀嚼が判定される。すなわち、概形においてパワー閾値より大きなパワーが下限時間閾値および上限時間閾値の間の時間だけ持続する部位は咀嚼部位と判定される。
【００１０】
このように本技術においては、咀嚼音計測部の出力信号の時間方向のパワー推移の概形にパワー閾値および時間閾値が適用されて咀嚼が判定されるものである。そのため、低コストで高精度な咀嚼検出を可能となる。
【００１１】
本技術において、例えば、咀嚼音計測部の出力信号に基づいて暗騒音レベルを推定する暗騒音レベル推定部と、この暗騒音レベル推定部で推定された暗騒音レベルに基づいて、パワー閾値を補正するパワー閾値補正部とをさらに備える、ようにされてもよい。この場合、例えば、パワー閾値補正部は、予め設定されているパワー閾値に暗騒音レベル推定部で推定された暗騒音レベルを加算して補正されたパワー閾値を得る、ようにされる。このように暗騒音レベルに基づいてパワー閾値が補正されることで、咀嚼音計測部の出力信号に含まれる暗騒音による咀嚼の誤検出を回避できる。
【００１２】
また、本技術において、例えば、咀嚼音計測部の出力側に配置され、咀嚼音成分が多く含まれる周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタをさらに備え、咀嚼音概形計算部は、バンドパスフィルタの出力信号の時間方向のパワー推移の概形を求める、ようにされてもよい。このようにバンドパスフィルタが備えられることで、咀嚼音計測部の出力信号に含まれる余分な成分による咀嚼の誤検出を回避できる。
【００１３】
また、本技術において、例えば、環境雑音を計測する環境雑音計測部と、この環境雑音計測部の出力信号に基づいて、咀嚼音計測部の出力信号に含まれる環境雑音成分を抑圧する環境雑音抑圧部とをさらに備え、咀嚼音概形計算部は、環境雑音抑圧部で環境雑音成分が抑圧された後の咀嚼音計測部の出力信号のパワー推移の概形を求める、ようにされてもよい。ここで、環境雑音は空調音などである。
【００１４】
この場合、例えば、環境雑音抑圧部は、環境雑音計測部の計測地点から咀嚼音計測部の計測地点までの伝達関数を推定する適応フィルタを有し、咀嚼音計測部の出力信号と環境雑音計測部の出力信号を適応フィルタでフィルタリングして得られた信号との減算処理を行って、咀嚼音計測部の出力信号に含まれる環境雑音成分を抑圧する、ようにされる。このように環境雑音抑圧部により咀嚼音計測部の出力信号に含まれる環境雑音成分が抑圧されることで、咀嚼音計測部の出力信号に含まれる環境雑音成分による咀嚼の誤検出を回避できる。
【発明の効果】
【００１５】
本技術によれば、低コストで高精度な咀嚼検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本技術の第１の実施の形態としての咀嚼検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】咀嚼音検出装置を構成する咀嚼音概形計算部の処理を説明するための図である。
【図３】咀嚼音概形計算部のフレームパワー計算部が行うフレームパワーの計算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】咀嚼音検出装置を構成するパワー閾値計算部におけるパワー閾値の補正処理を説明するための図である。
【図５】パワー閾値計算部が行うパワー閾値の補正処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】咀嚼音検出装置を構成する咀嚼判定部における咀嚼判定処理を説明するための図である。
【図７】咀嚼判定部が行う咀嚼判定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】咀嚼検出装置の咀嚼判定結果（検出パルス）を用いるシステムの構成例を示すブロック図である。
【図９】咀嚼検出装置の咀嚼判定部から出力される咀嚼判定結果としての検出パルスの一例を示す図である。
【図１０】本技術の第２の実施の形態としての咀嚼検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】環境雑音抑圧部が行う環境雑音抑圧処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．変形例
【００１８】
＜１．第１の実施の形態＞
［咀嚼検出装置の構成］
図１は、第１の実施の形態としての咀嚼検出装置１００の構成例を示している。この咀嚼検出装置１００は、咀嚼音計測部１１０と、バンドパスフィルタ１２０と、咀嚼音概形計算部１３０と、パワー閾値保持部１４０と、パワー閾値計算部１５０と、時間閾値保持部１６０と、咀嚼判定部１７０を有している。
【００１９】
咀嚼音計測部１１０は、咀嚼音を計測する。この咀嚼音計測部１１０は、例えば、マイクロホン、イヤホン型マイクロホン等により構成され、ユーザの耳、あるいは咀嚼音を充分な音量で計測できる場所に設置されるものである。咀嚼音計測部１１０の出力信号は、例えば、８ｋＨｚ程度のサンプリング周波数のデジタル信号とされる。
【００２０】
バンドパスフィルタ１２０は、咀嚼音計測部１１０の出力信号のうち咀嚼音成分ではない余分な成分を抑圧するためのフィルタであり、咀嚼音の成分が多く含まれる周波数帯域のみを通過させるようなフィルタである。このバンドパスフィルタ１２０は、例えば、顎の関節の動きにより発生する音の成分が存在する５０〜２００Ｈｚの周波数帯域と、歯と歯がぶつかる音の成分が存在する９００〜２０００Ｈｚの周波数帯域を通過させる。
【００２１】
咀嚼音概形計算部１３０は、バンドパスフィルタ１２０で余分な成分が抑圧された咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasを求める。この咀嚼音概形計算部１３０は、フレーム分割部１３１とフレームパワー計算部１３２とから構成されている。フレーム分割部１３１は、咀嚼音計測部１１０の出力信号を、所定の長さのフレーム長毎に区切る。
【００２２】
例えば、図２（ａ）は、咀嚼音計測部１１０の出力信号の一例を示し、ここでは、暗騒音（background noise）が含まれている例を示している。図２（ｂ）は、この咀嚼音計測部１１０の出力信号をフレーム長毎に区切った状態の一例を示している。なお、図２（ｂ）に示す例では、フレーム区間の重なり（オーバーラップ）がない例を示しているが、重なりがあってもよい。
【００２３】
フレームパワー計算部１３２は、フレーム毎に、フレーム内の各サンプル信号の２乗平均を計算してフレームパワーを求める。これにより、咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasが求められる。図２（ｃ）は、図２（ａ）の咀嚼音計測部１１０の出力信号に対応して求められた、時間方向のパワー推移の概形Ｐasを示している。
【００２４】
図３のフローチャートは、フレームパワー計算部１３２が行うフレームパワーの計算処理の処理手順の一例を示している。フレームパワー計算部１３２は、ステップＳＴ１において、処理を開始し、その後に、ステップＳＴ２の処理に移る。このステップＳＴ２において、フレームパワー計算部１３２は、フレームサイズ分のバッファに対象フレームの信号を格納していく。
【００２５】
次に、フレームパワー計算部１３２は、ステップＳＴ３において、バッファに対象フレームのサンプル信号が全て溜まったか否かを判断する。溜まっていないとき、フレームパワー計算部１３２は、ステップＳＴ２の処理に戻る。一方、溜まったとき、フレームパワー計算部１３２は、ステップＳＴ４の処理に移る。
【００２６】
このステップＳＴ４において、フレームパワー計算部１３２は、バッファ内のサンプル信号を全て２乗する。そして、フレームパワー計算部１３２は、ステップＳＴ５において、２乗した信号の平均を求め、対象フレームのフレームパワーとする。フレームパワー計算部１３２は、ステップＳＴ５の処理の後、ステップＳＴ２の処理に戻り、対象フレームを次のフレームとして、上述したと同様の処理を繰り返す。
【００２７】
図１に戻って、パワー閾値保持部１４０は、咀嚼判定部１７０で用いるパラメータである、予め設定されたパワー閾値Ｐthを保持する。このパワー閾値Ｐthは、咀嚼判定部１７０において咀嚼音概形計算部１３０で求められた概形から咀嚼部位を判定するために使用される。このパワー閾値Ｐthは、複数人の咀嚼音計測部１１０の出力信号に対応した概形が参照されて、咀嚼部位の判定を良好に行い得るように決定されたものである。
【００２８】
パワー閾値計算部１５０は、暗騒音レベルＬbnを推定し、この暗騒音レベルＬbnに基づいて、パワー閾値保持部１４０に保持されているパワー閾値Ｐthを補正する。このパワー閾値計算部１５０は、暗騒音レベル推定部１５１とパワー閾値補正部１５２とから構成されている。暗騒音レベル推定部１５１は、ある一定の過去の信号サンプルをため込むバッファを持つ。このバッファの長さは、咀嚼音等に影響されることなく安定して推定可能とするため比較的長くされる。暗騒音レベル推定部１５１は、上述した咀嚼音概形計算部１３０のフレームパワー計算部１３２と同様の処理により、バッファ区間のパワー平均を求め、それを暗騒音レベルＬbnとする。
【００２９】
パワー閾値補正部１４０は、暗騒音レベル推定部１５１で推定された暗騒音レベルＬbnを用いて、パワー閾値保持部１４０に保持されているパワー閾値Ｐthを補正し、補正されたパワー閾値Ｐth′を求める。パワー閾値補正部１４０は、具体的には、パワー閾値Ｐthに暗騒音レベルＬbnを加算することで、補正されたパワー閾値Ｐth′を得る。
【００３０】
図４（ａ）は、暗騒音がない場合における咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasと、パワー閾値Ｐth，Ｐth′のレベル関係の一例を示している。この場合、暗騒音がないことから、暗騒音レベルＬbn＝０となり、Ｐth＝Ｐth′となる。図４（ｂ）は、暗騒音がある場合における咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasと、パワー閾値Ｐth，Ｐth′のレベル関係の一例を示している。この場合、暗騒音があることから、暗騒音レベルＬbn≠０となり、Ｐth′＝Ｐth＋Ｌbnとなる。これにより、パワー閾値Ｐth′と概形Ｐasの関係は、暗騒音がある場合においても暗騒音がない場合と同様になる。
【００３１】
図５のフローチャートは、パワー閾値計算部１５０が行うパワー閾値Ｐthの補正処理の処理手順の一例を示している。パワー閾値計算部１５０は、ステップＳＴ１１において、処理を開始し、その後に、ステップＳＴ１２の処理に移る。このステップＳＴ１２において、パワー閾値計算部１５０は、暗騒音推定バッファにサンプル信号を格納する。この場合、例えば、新しいサンプル信号を入力する毎に、古いサンプル信号を破棄する。
【００３２】
次に、パワー閾値計算部１５０は、ステップＳＴ１３において、バッファ内のサンプル信号を全て２乗する。そして、パワー閾値計算部１５０は、ステップＳＴ１４において、２乗したサンプル信号の平均を求め、暗騒音レベルＬbnとする。次に、パワー閾値計算部１５０は、ステップＳＴ１５において、パワー閾値保持部１４０からパワー閾値Ｐthを読み込む。そして、パワー閾値計算部１５０は、ステップＳＴ１６において、パワー閾値Ｐthに暗騒音レベルＬbnを加算して、補正されたパワー閾値Ｐthを得る。パワー閾値計算部１５０は、ステップＳＴ１６の処理の後、ステップＳＴ１２に戻り、上述したと同様の処理を繰り返す。
【００３３】
なお、上述では、咀嚼音計測部１１０で咀嚼音が計測されている期間も、パワー閾値計算部暗１５０において暗騒音レベルＬbnが推定されてパワー閾値Ｐthの補正が行われるように説明した。しかし、パワー閾値計算部１５０は、咀嚼音計測部１１０で咀嚼音が計測されていない期間に上述の補正処理を行ってパワー閾値Ｐth′を取得するようにしてもよい。これにより、咀嚼音に影響されることなく暗騒音レベルＬbnの推定を行うことができ、パワー閾値Ｐthの補正処理の精度を高めることができる。この場合、パワー閾値計算部１５０の動作制御に、咀嚼判定部１７０の咀嚼判定結果を用いることが考えられる。
【００３４】
図１に戻って、時間閾値保持部１６０は、咀嚼判定部１７０で用いるパラメータである、予め設定された時間閾値を保持する。時間閾値保持部１６０は、時間閾値として、咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasにおいて咀嚼部位と判定すべき、上述のパワー閾値Ｐth′より大きなパワーが持続する上限時間閾値Ｔthhと下限時間閾値Ｔthlを保持している。
【００３５】
咀嚼判定部１７０は、咀嚼音概形計算部１３０で求められた咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasに基づいて咀嚼を判定し、咀嚼判定結果を出力する。この場合、咀嚼判定部１７０は、概形Ｐasに対して、パワー閾値計算部１５０で得られるパワー閾値Ｐth′と、時間閾値保持部１６０に保持されている上限時間閾値Ｔthhおよび下限時間閾値Ｔthlを適用し、概形Ｐasから咀嚼部位を判定する。そして、咀嚼判定部１７０は、その咀嚼部位であるとの判定タイミングで例えば検出パルスを出力する。
【００３６】
この場合、咀嚼判定部１７０は、図６に示すように、概形Ｐasにおいて、パワー閾値Ｐth′より大きなパワーが、下限時間閾値Ｔthlおよび上限時間閾値Ｔthhの間の時間だけ持続する部位を咀嚼部位と判定する。
【００３７】
図７のフローチャートは、咀嚼判定部１７０が行う咀嚼判定処理の処理手順の一例を示している。咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２１において、処理を開始し、その後に、ステップＳＴ２２の処理に移る。このステップＳＴ２２において、咀嚼判定部１７０は、咀嚼音概形計算部１３０で得られる咀嚼音概形信号、つまり咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasを構成するフレームパワー信号を読み込む。
【００３８】
次に、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２３において、ステップＳＴ２２で読み込んだ咀嚼音概形信号（フレームパワー信号）がパワー閾値Ｐth′より大きいか否かを判断する。咀嚼音概形信号がパワー閾値Ｐth′より大きくないとき、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２２に戻り、次の咀嚼音概形信号を読み込み、上述したと同様の処理を繰り返す。一方、咀嚼音概形信号がパワー閾値Ｐth′より大きいとき、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２４の処理に移る。
【００３９】
このステップＳＴ２４において、咀嚼判定部１７０は、次の咀嚼音概形信号を読み込む。そして、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２５において、読み込んだ咀嚼音概形信号の数をカウントする。すなわち、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２４で咀嚼音概形信号を読み込む毎にカウント値を１だけ増加する。このカウント値は、咀嚼音概形信号（フレームパワー信号）がパワー閾値Ｐth′より大きい状態を持続するパワー持続時間を示すものとなる。
【００４０】
次に、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２６において、ステップＳＴ２４で読み込んだ咀嚼音概形信号がパワー閾値Ｐth′より大きいか否かを判断する。咀嚼音概形信号がパワー閾値Ｐth′より大きいとき、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２４に戻り、次の咀嚼音概形信号を読み込み、上述したと同様の処理を繰り返す。一方、咀嚼音概形信号がパワー閾値Ｐth′より大きくないとき、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２７の処理に移る。
【００４１】
このステップＳＴ２７において、咀嚼判定部１７０は、パワー持続時間が、時間閾値の上限（上限時間閾値Ｔthh）と下限（下限時間閾値Ｔthl）との間に収まっているか否かを判断する。収まっていないとき、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２９において、パワー持続時間、つまりカウント値をリセットし、その後に、ステップＳＴ２２に戻り、上述したと同様の処理を繰り返す。一方、収まっているとき、咀嚼判定部１７０は、ステップＳＴ２８において、咀嚼部位と判定し、検出パルスを出力する。咀嚼判定部１７０は、このステップＳＴ２８の処理の後、ステップＳＴ２９において、パワー持続時間、つまりカウント値をリセットし、その後に、ステップＳＴ２２に戻り、上述したと同様の処理を繰り返す。
【００４２】
図１に示す咀嚼検出装置１００の動作を説明する。咀嚼音計測部１１０では、咀嚼音が計測される。この咀嚼音計測部１１０の出力信号は、バンドパスフィルタ１２０を通じて咀嚼音概形計算部１３０およびパワー閾値計算部１５０に供給される。バンドパスフィルタ１２０では、咀嚼音計測部１１０の出力信号のうち咀嚼音成分ではない余分な成分が抑圧される。
【００４３】
咀嚼音概形計算部１３０では、バンドパスフィルタ１２０で余分な成分が抑圧された咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasが求められる。すなわち、フレーム分割部１３１により、咀嚼音計測部１１０の出力信号が、所定の長さのフレーム長毎に区切られる。そして、フレームパワー計算部１３２により、フレーム毎に、フレーム内の各サンプル信号の２乗平均が計算されてフレームパワーが求められ、これにより、咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasが求められる。
【００４４】
また、パワー閾値計算部１５０では、暗騒音レベルＬbnに基づいて、パワー閾値保持部１４０に保持されているパワー閾値Ｐthが補正される。すなわち、暗騒音レベル推定部１５１では、所定長のバッファ区間のパワー平均が求められ、それが暗騒音レベルＬbnとされる。そして、パワー閾値補正部１５２では、パワー閾値保持部１４０に保持されているパワー閾値Ｐthに暗騒音レベル推定部１５１で推定された暗騒音レベルＬbnが加算され、補正されたパワー閾値Ｐth′が得られる。
【００４５】
咀嚼音概形計算部１３０で得られた咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasは、咀嚼判定部１７０に供給される。また、パワー閾値計算部１５０で計算された補正後のパワー閾値Ｐth′および時間閾値保持部１６０に保持されている上限時間閾値Ｔthh、下限時間閾値Ｔthlは、咀嚼判定部１７０に供給される。
【００４６】
咀嚼判定部１７０では、咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasに基づいて咀嚼が判定されて、咀嚼判定結果が出力される。この場合、咀嚼判定部１７０では、概形Ｐasに対して、パワー閾値Ｐth′と、上限時間閾値Ｔthhおよび下限時間閾値Ｔthlが適用される。そして、概形Ｐasにおいて、パワー閾値Ｐth′より大きなパワーが、下限時間閾値Ｔthlおよび上限時間閾値Ｔthhの間の時間だけ持続する部位が咀嚼部位と判定され、例えば検出パルスが出力される。
【００４７】
上述したように、図１に示す咀嚼検出装置１００においては、咀嚼音概形計算部１３０で咀嚼音計測部１１０の出力信号の時間方向のパワー推移の概形Ｐasが求められる。そして、咀嚼判定部１７０では、この概形Ｐasにパワー閾値Ｐth、時間閾値Ｔthh,Ｔthlが適用されて咀嚼が判定される。そのため、低コストかつ高精度に咀嚼を検出できる。
【００４８】
また、図１に示す咀嚼検出装置１００においては、パワー閾値計算部１５０で暗騒音レベルＬbnが推定される。そして、この暗騒音レベルＬbnによりパワー閾値保持部１４０に保持されているパワー閾値Ｐthが補正されて、咀嚼判定部１７０で実際に使用するパワー閾値Ｐth′が得られる。そのため、咀嚼音計測部１１０の出力信号に含まれる暗騒音による咀嚼の誤検出を回避できる。
【００４９】
また、図１に示す咀嚼検出装置１００においては、咀嚼音計測部１１０の出力側に、咀嚼音成分が多く含まれる周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ１２０が配置されている。そして、このバンドパスフィルタ１２０により咀嚼音計測部１１０の出力信号に含まれる余分な成分が抑圧される。そのため、咀嚼音計測部１１０の出力信号に含まれる余分な成分による咀嚼の誤検出を回避できる。
【００５０】
なお、図１に示す咀嚼検出装置１００の咀嚼判定結果は、咀嚼回数の自動計測、あるいは健康管理システム等に用いることができる。図８は、咀嚼検出装置１００の咀嚼判定結果（検出パルス）を用いるシステムの一例の構成を示している。この図８において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００５１】
このシステムは、咀嚼検出装置１００の他に、カウンタ２１０、咀嚼開始・終了判定部２２０および報知部２３０を備えている。カウンタ２１０は、咀嚼検出装置１００から出力される咀嚼判定結果としての検出パルスをカウントする。咀嚼開始・終了判定部２２０は、咀嚼検出装置１００から出力される咀嚼判定結果としての検出パルスに基づいて、咀嚼開始、咀嚼終了を判定する。
【００５２】
図９は、咀嚼判定部１７０から出力される咀嚼判定結果としての検出パルスの一例を示している。咀嚼判定部１７０からは、咀嚼期間が開始された後に検出パルスの出力が開始され、その後検出パルスが連続的に出力され、咀嚼期間が終了すると検出パルスの出力が停止される。そのため、咀嚼開始・終了判定部２２０は、咀嚼判定部１７０から出力される検出パルスを監視し、検出パルスの出力が開始されるとき、咀嚼開始と判断する。また、咀嚼開始・終了判定部２２０は、咀嚼開始後に、咀嚼判定部１７０から出力される検出パルスを監視し、検出パルスの出力が停止されるとき、咀嚼終了と判断する。
【００５３】
カウンタ２１０は、咀嚼開始・終了判定部２２０の判定結果に基づき、例えば、咀嚼開始のタイミングあるいは咀嚼終了のタイミングで、カウント値をリセットする。これにより、咀嚼期間においてカウンタ２１０のカウント値は、咀嚼開始からの咀嚼回数を示すものとなる。なお、カウンタ２１０のカウント値のリセットは、例えば、ユーザが、咀嚼開始時に操作して行う構成であってもよい。
【００５４】
報知部２３０は、液晶パネル等の表示器およびスピーカ、ブザーなどの発音器を備え、カウンタ２１０のカウント値が、予め設定されている、あるいはユーザ設定による所定値になるとき、ユーザに表示または発音、あるいはその双方により報知する。なお、報知部２３０は、カウンタ２１０のカウント値の変化を、その都度、表示または発音によりユーザに報知する構成であってもよい。
【００５５】
＜２．第２の実施の形態＞
［咀嚼検出装置の構成］
図１０は、第２の実施の形態としての咀嚼検出装置１００Ａの構成例を示している。この咀嚼検出装置１００Ａは、上述の図１に示す咀嚼検出装置１００に、さらに、環境雑音計測部１８０および環境雑音抑圧部１９０を付け加えた構成である。この図１０において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。この環境雑音計測部１８０は、咀嚼音計測部１１０とは離れた位置に設置され、咀嚼音が入らないように注意する必要がある。
【００５６】
環境雑音抑圧部１９０は、環境雑音計測部１８０の出力信号を用いて、咀嚼音計測部１１０の出力信号に含まれる環境雑音成分を高精度に抑圧する。ユーザが食事をとる環境は、空調音などの環境雑音が多く存在している。このように環境雑音を抑圧するのは、この環境雑音が咀嚼検出に悪影響を及ぼすからである。
【００５７】
この環境雑音抑圧部１９０は、適応フィルタ部１９１と雑音減算部１９２とから構成されている。適応フィルタ部１９１は、環境雑音計測部１８０の計測地点（環境雑音計測地点）から咀嚼音計測部１１０の計測地点（咀嚼音計測地点）までの伝達関数を推定する。ここで、咀嚼音計測地点は咀嚼音計測部１１０の設置点を意味し、環境雑音計測地点は環境雑音計測部１８０の設置点を意味する。この適応フィルタ部１９１は、一般的な、例えばＦＩＲフィルタなどで構成される。環境雑音計測部１８０の出力信号を適応フィルタ部１９１でフィルタリングすることで、咀嚼音計測地点における環境雑音成分を高精度に推定される。
【００５８】
なお、この適応フィルタ部１９１には、後述する雑音減算部１９２の出力信号がフィードバックされ、適応フィルタ部１９１のフィルタ係数は適応的に変更される。詳細説明は省略するが、適応アルゴリズムには、例えば、ＬＭＳ（Least Mean Square） 法、あるいはＲＬＳRecursive LeastSquares）法などがある．
【００５９】
雑音減算部１９２は、咀嚼音計測部１１０の出力信号と適応フィルタ部１９１で推定された咀嚼音計測地点における環境雑音成分との減算処理を行って、咀嚼音計測部１１０の出力信号に含まれる環境雑音成分を抑圧する。咀嚼検出装置１００Ａは、咀嚼音計測部１１０の出力信号をそのまま使用するのでなく、上述したように環境雑音抑圧部１９０で環境雑音成分が抑圧された後の信号を使用する。
【００６０】
図１１のフローチャートは、環境雑音抑圧部１９０が行う環境雑音抑圧処理の処理手順の一例を示している。環境雑音抑圧部１９０は、ステップＳＴ３１において、処理を開始し、その後、ステップＳＴ３２の処理に移る。このステップＳＴ３２において、環境雑音抑圧部１９０は、適応フィルタ部の係数を初期化する。
【００６１】
次に、環境雑音抑圧部１９０は、ステップＳＴ３３において、環境雑音計測部１８０の出力信号を読み込む。そして、環境雑音抑圧部１９０は、ステップＳＴ３４において、環境雑音計測部１８０の出力信号を適応フィルタに通す。
【００６２】
次に、環境雑音抑圧部１９０は、ステップＳＴ３５において、咀嚼音計測部１１０の出力信号を読み込む。そして、環境雑音抑圧部１９０は、ステップＳＴ３６において、適応フィルタの出力信号から咀嚼音計測部１１０の出力信号を減算して出力する。そして、環境雑音抑圧部１９０は、ステップＳＴ３７において、減算出力を参照して適応フィルタの係数を更新し、その後に、ステップＳＴ３３に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【００６３】
図１０に示す咀嚼検出装置１００Ａのその他は、上述の図１に示す咀嚼検出装置１００と同様に構成される。
【００６４】
図１０に示す咀嚼検出装置１００Ａの動作を説明する。咀嚼音計測部１１０では、咀嚼音が計測される。この咀嚼音計測部１１０の出力信号は、環境雑音抑圧部１９０の雑音減算部１９２に供給される。また、環境雑音計測部１８０では、空調音などの環境雑音が測定される。この環境雑音計測部１８０の出力信号は、環境雑音抑圧部１９０の適応フィルタ部１９１に供給され、咀嚼音計測地点における環境雑音成分が推定される。このように推定された環境雑音成分、つまり適応フィルタ部１９１の出力信号は、雑音減算部１９２に供給される。
【００６５】
雑音減算部１９２では、咀嚼音計測部１１０の出力信号と適応フィルタ部１９１で推定された咀嚼音計測地点における環境雑音成分との減算処理が行われ、環境雑音成分が抑圧された信号が得られる。この雑音減算部１９２の出力信号は、バンドパスフィルタ１２０を通じて咀嚼音概形計算部１３０およびパワー閾値計算部１５０に供給される。詳細説明は省略するが、以降は、図１に示す咀嚼音検出装置１００と同様である。
【００６６】
上述したように、図１０に示す咀嚼検出装置１００Ａにおいては、図１に示す咀嚼検出装置１００と同様の構成を持つので、同様の効果を得ることができる。また、図１０に示す咀嚼音検出装置１００Ａにおいては、咀嚼音計測部１１０の出力信号がそのまま使用されものではなく、環境雑音抑圧部１９０で環境雑音成分が高精度に抑圧されて使用される。そのため、咀嚼音計測部の出力信号に含まれる環境雑音成分による咀嚼の誤検出を回避できる。
【００６７】
＜３．変形例＞
なお、上述実施の形態においては、咀嚼音計測部１１０の出力側にバンドパスフィルタ１２０が挿入されているが、このバンドパスフィルタ１２０は必ずしも必要な構成ではない。また、上述実施の形態においては、パワー閾値保持部１４０に保持されているパワー閾値Ｐthをパワー閾値計算部１５０で補正し、咀嚼判定部１７０では補正後のパワー閾値Ｐth′を使用する構成となっている。しかし、暗騒音がほとんどないような環境下では、この補正は必ずしも必要ではない。また、パワー閾値保持部１４０に保持されているパワー閾値Ｐthとして、予め暗騒音レベルをも加味したものを設定しておくことで、パワー閾値計算部１５０を省略することも考えられる。
【００６８】
なお、本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）咀嚼音を計測する咀嚼音計測部と、
上記咀嚼音計測部の出力信号の時間方向のパワー推移の概形を求める咀嚼音概形計算部と、
上記咀嚼音概形計算部で求められた上記概形に基づいて咀嚼を判定する咀嚼判定部と
を備える咀嚼検出装置。
（２）上記咀嚼判定部は、
上記概形においてパワー閾値より大きなパワーが下限時間閾値および上限時間閾値の間の時間だけ持続する部位を咀嚼部位と判定する
前記（１）に記載の咀嚼検出装置。
（３）上記咀嚼音計測部の出力信号に基づいて暗騒音レベルを推定する暗騒音レベル推定部と、
上記暗騒音レベル推定部で推定された暗騒音レベルに基づいて、上記パワー閾値を補正するパワー閾値補正部とをさらに備える
前記（２）に記載の咀嚼検出装置。
（４）上記パワー閾値補正部は、
予め設定されているパワー閾値に上記暗騒音レベル推定部で推定された暗騒音レベルを加算して補正されたパワー閾値を得る
前記（３）に記載の咀嚼検出装置。
（５）上記咀嚼音計測部の出力側に配置され、咀嚼音成分が多く含まれる周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタをさらに備え、
上記咀嚼音概形計算部は、上記バンドパスフィルタの出力信号の時間方向のパワー推移の概形を求める
前記（１）から（４）のいずれかに記載の咀嚼検出装置。
（６）環境雑音を計測する環境雑音計測部と、
上記環境雑音計測部の出力信号に基づいて、上記咀嚼音計測部の出力信号に含まれる環境雑音成分を抑圧する環境雑音抑圧部とをさらに備え、
上記咀嚼音概形計算部は、上記環境雑音抑圧部で環境雑音成分が抑圧された後の上記咀嚼音計測部の出力信号のパワー推移の概形を求める
前記（１）〜（５）のいずれかに記載の咀嚼検出装置。
（７）上記環境雑音抑圧部は、
上記環境雑音計測部の計測地点から上記咀嚼音計測部の計測地点までの伝達関数を推定する適応フィルタを有し、
上記咀嚼音計測部の出力信号と上記環境雑音計測部の出力信号を上記適応フィルタでフィルタリングして得られた信号との減算処理を行って、上記咀嚼音計測部の出力信号に含まれる環境雑音成分を抑圧する
前記（６）に記載の咀嚼検出装置。
【符号の説明】
【００６９】
１００，１００Ａ・・・咀嚼検出装置
１１０・・・咀嚼音計測部
１２０・・・バンドパスフィルタ
１３０・・・咀嚼音概形計算部
１３１・・・フレーム分割部
１３２・・・フレームパワー計算部
１４０・・・パワー閾値保持部
１５０・・・パワー閾値計算部
１５１・・・暗騒音レベル推定部
１５２・・・パワー閾値補正部
１６０・・・時間閾値保持部
１７０・・・咀嚼判定部
１８０・・・環境雑音計測部
１９０・・・環境雑音抑圧部
１９１・・・適応フィルタ
１９２・・・雑音減算部
２１０・・・カウンタ
２２０・・・咀嚼開始・終了判定部
２３０・・・報知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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