(57)【要約】ユーザの耳で利用されるに適し、レンダリング用の音声信号が提供されるスピーカと、前記スピーカに近接して配置され、前記ユーザの耳に存在する音から音響信号を取得するマイクロフォンと、生理的音響信号を提供するために前記音響信号から前記音声信号を減算するように設定された信号処理部であって、前記生理的音響信号から生理的計量を検出するように更に設定された信号処理部と、を含む装置が開示されている。方法及びコンピュータプログラムも、開示されている。
2012508605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの耳で利用されるに適し、レンダリング用の音声信号が提供されるスピーカと、
前記スピーカに近接して配置され、前記ユーザの耳に存在する音から音響信号を取得するマイクロフォンと、
生理的音響信号を提供するために前記音響信号から前記音声信号を減算するように設定された信号処理部であって、前記生理的音響信号から生理的計量を検出するように更に設定された信号処理部と、
を含む装置。
【請求項２】
前記音響信号、減算された前記音声信号、又は前記生理的音響信号をフィルターするように設定されたフィルターを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記生理的計量に基づいてアプリケーションの機能を制御するように設定されたアプリケーションを更に含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記アプリケーションは、前記生理的計量に基づいて音楽を選択するように設定され、
前記選択された音楽は、前記供給された音声信号に含まれる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記生理的計量は、呼吸パターンを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記呼吸パターンから呼吸数を判定するように設定されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記音楽は、前記音楽の拍子数が前記呼吸数の単調関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記音楽は、前記音楽の拍子数が前記呼吸数の関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択され、
前記音楽の拍子数は、所定の拍子数に達するまで増加する、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記呼吸パターンから心拍数を推定するように設定された心拍数推定部を含む、請求項５〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記生理的計量は、心拍を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記信号処理部は、前記心拍から心拍数を判定するように設定されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記音声信号の音楽は、前記音楽の拍子数が前記心拍数の単調増加関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記音声信号の音楽は、前記音楽の拍子数が前記心拍数の関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択され、
前記音楽の拍子数は、所定の拍子数に達するまで増加する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記信号処理部は、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタリングすることで、前記心拍を取り出して、心拍信号を供給するように設定されている、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記ローパス・フィルターは、３Ｈｚ〜１０Ｈｚの間、好ましくは３Ｈｚ〜５Ｈｚの間、さらに好ましくは４Ｈｚのカットオフ周波数を有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ユーザの他の耳で提供されるに適した第２のスピーカを更に含み、
前記音響信号が、前記ユーザの他の耳で提供された音響から生じる信号成分を含み、音響が前記ユーザの頭を伝播するときに前記ユーザの静脈の血液を振動させることで、前記音響が変調して減衰されるように、また、前記心拍が前記信号成分から抽出可能であるように、前記第２のスピーカに提供された音声信号は、サブ信号を含む、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は、前記推定された心拍数と前記判定された心拍数との比較を行うように更に設定されている、請求項９及び請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
ユーザの耳で音響信号をレンダリングするためにユーザの耳で利用されるに適したスピーカに音響信号を提供するステップと、
前記ユーザの耳に存在する音から音響信号を取得するために、前記スピーカに近接して配置されたマイクロフォンによって前記音響信号を取得するステップと、
生理的音響信号を提供するために、前記音響信号から前記音声信号を減算するステップと、
前記生理的音響信号から生理的計量を検出するステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
前記音響信号、減算された前記音声信号、又は前記生理的音響信号をフィルタリングするステップを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記生理的計量は、呼吸パターンを含み、
前記方法は、前記呼吸パターンに基づいてアプリケーションの機能を制御するステップを更に含む、請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記アプリケーションの機能を制御するステップは、前記呼吸パターンに基づいて音楽を選択するステップを含み、
前記選択された音楽は、前記供給された音声信号に含まれるように規定されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記呼吸パターンから呼吸数を判定するステップを更に含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記音楽は、前記音楽の拍子数が前記呼吸数の単調関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択されている、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
呼吸パターンに基づいて音楽を選択するステップであって、前記選択された音楽は、前記供給された音声信号に含まれるように規定されているステップと、
前記呼吸パターンから呼吸数を判定するステップと、
を更に含み、
前記音楽の選択は、前記音楽の拍子数が所定の拍子数に達するまで増加するように、前記音楽の拍子数に基づく、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記呼吸パターンから心拍数を推定するステップを更に含む、請求項２０〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
心拍信号を供給するために、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタリングすることで、前記心拍を取り出すステップを更に含む、請求項１８〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記生理的計量は、心拍を含み、
前記方法は、
前記音響信号が、前記ユーザの他の耳で提供された音響から生じる信号成分を含み、音響が前記ユーザの頭を伝播するときに前記ユーザの静脈の血液を振動させることで、前記音響が変調して減衰されるように、前記ユーザの他の耳で利用されるに適した第２のスピーカに、サブ信号を含む音声信号を提供するステップと、
前記信号成分から前記心拍を判定するステップと、
を更に含む、請求項１８〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記信号成分の信号を提供するために、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタリングするステップを更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ローパス・フィルターは、３Ｈｚ〜１０Ｈｚの間、好ましくは３Ｈｚ〜５Ｈｚの間、さらに好ましくは４Ｈｚのカットオフ周波数を有する、請求項２６又は２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記方法は、前記推定された心拍数と前記判定された心拍数とを比較するステップを更に含み、
前記比較の結果は、前記アプリケーションの機能の制御に利用される、請求項２５及び請求項２６〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
処理部によって実行されるときに、請求項１８〜３０のいずれか１項に記載の方法を前記処理部に実行させるように設定された命令を含むプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生理的音響信号から生理学的計量を検出する装置、方法、及びコンピュータプログラムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
運動補助ための装置、他の運動補助のための装置のアプリケーション、又は娯楽などの他の目的用のアプリケーションが、普及している。上記の他の装置は、携帯型メディアプレーヤー、携帯電話、及び携帯型デジタル・アシスタントでありうる。前記装置に含まれる位置情報手段、加速度計、高度計等は、付加価値のために利用されうる。ゲーム、運動補助、ログ機能等のためのアプリケーションは、これらの測定量に依存しうる。
【０００３】
また、更なる測定量は、装置を強化する。従って、計量に利用可能な数量を追加することが望ましい。しかし、装置は一般的なユーザによって特殊技能無しに使用されことを目的とし、また、ユーザは、通常、扱い易い装置を評価するので、専門的な測定に使用されるセンサは、多くの場合これらの種類の装置に適さない。従って、測定のために一般的なユーザによって利用しやすい装置を提供することが更に望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、一般的なユーザがイヤホーンを使い慣れており、イヤホーンへのマイクロフォンの追加は、ユーザの耳に存在する生理的音響の測定ができる音響の取得に利用できるという理解に基づいている。生理的音響は、イヤホーンのスピーカによって提供される音響を減算することによって、抽出される。生理的音響から、心拍数又は呼吸パターン等の望ましい数、及び／又は数が、判定される。
【０００５】
第１の側面によれば、ユーザの耳で利用されるに適し、レンダリング用の音声信号が提供されるスピーカと、前記スピーカに近接して配置され、前記ユーザの耳に存在する音から音響信号を取得するマイクロフォンと、生理的音響信号を提供するために前記音響信号から前記音声信号を減算するように設定された信号処理部であって、前記生理的音響信号から生理的計量を検出するように更に設定された信号処理部と、を含む装置が提供される。
【０００６】
装置は、前記音響信号、減算された前記音声信号、又は前記生理的音響信号をフィルターするフィルターを更に含みうる。
【０００７】
装置は、前記生理的計量に基づいてアプリケーションの機能を制御するように設定されたアプリケーションを更に含みうる。前記アプリケーションは、前記生理的計量に基づいて音楽を選択するように設定され、前記選択された音楽は、前記供給された音声信号に含まれうる。前記生理的計量は、呼吸パターンを含みうる。前記信号処理部は、前記呼吸パターンから呼吸数を判定するように設定されうる。前記音楽は、前記音楽の拍子数が前記呼吸数の単調関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択されうる。前記音楽は、前記音楽の拍子数が前記呼吸数の関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択され、前記音楽の拍子数は、所定の拍子数に達するまで増加しうる。
【０００８】
前記生理的計量は、心拍を含みうる。前記信号処理部は、前記心拍から心拍数を判定するように設定されうる。前記音声信号の音楽は、前記音楽の拍子数が前記心拍数の単調増加関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択されうる。前記音声信号の音楽は、前記音楽の拍子数が前記心拍数の関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択され、前記音楽の拍子数は、所定の拍子数に達するまで増加しうる。前記信号処理部は、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタングすることで、前記心拍を取り出して、心拍信号を供給するように設定されうる。前記ローパス・フィルターは、３Ｈｚ〜１０Ｈｚの間、好ましくは３Ｈｚ〜５Ｈｚの間、さらに好ましくは４Ｈｚのカットオフ周波数を有しうる。
【０００９】
前記装置は、前記ユーザの他の耳で提供されるに適した第２のスピーカを更に含み、前記音響信号が、前記ユーザの他の耳で提供された音響から生じる信号成分を含み、音響が前記ユーザの頭を伝播するときに前記ユーザの静脈の血液を振動させることで、前記音響が変調して減衰されるように、また、前記心拍が前記信号成分から抽出可能であるように、前記第２のスピーカに提供された音声信号は、サブ信号を含みうる。前記信号処理部は、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタングすることで、前記心拍を取り出して、信号成分信号を供給するように設定されうる。前記ローパス・フィルターは、３Ｈｚ〜１０Ｈｚの間、好ましくは３Ｈｚ〜５Ｈｚの間、さらに好ましくは４Ｈｚのカットオフ周波数を有しうる。
【００１０】
前記装置は、前記呼吸パターンから心拍数を推定するように設定された心拍数推定部を含みうる。前記生理的計量は、心拍を含み、前記信号処理部は、前記心拍から心拍数を判定するように設定され、前記装置は、前記推定された心拍数と前記判定された心拍数との比較を行うように更に設定されうる。
【００１１】
前記生理的計量は、心拍及び呼吸パターンを含みうる。
【００１２】
第２の側面によれば、ユーザの耳で音響信号をレンダリングするためにユーザの耳で利用されるに適したスピーカに音響信号を提供するステップと、前記ユーザの耳に存在する音から音響信号を取得するために、前記スピーカに近接して配置されたマイクロフォンによって前記音響信号を取得するステップと、生理的音響信号を提供するために、前記音響信号から前記音声信号を減算するステップと、前記生理的音響信号から生理的計量を検出するステップと、を含む方法が提供される。
【００１３】
前記方法は、前記音響信号、減算された前記音声信号、又は前記生理的音響信号をフィルタリングするステップを更に含みうる。
【００１４】
前記生理的計量は、呼吸パターンを含み、前記方法は、前記呼吸パターンに基づいてアプリケーションの機能を制御するステップを更に含みうる。前記アプリケーションの機能を制御するステップは、前記呼吸パターンに基づいて音楽を選択するステップを含み、前記選択された音楽は、前記供給された音声信号に含まれるように規定されうる。前記方法は、前記呼吸パターンから呼吸数を判定するステップを更に含みうる。前記音楽は、前記音楽の拍子数が前記呼吸数の単調関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択されうる。
【００１５】
前記方法は、呼吸パターンに基づいて音楽を選択するステップであって、前記選択された音楽は、前記供給された音声信号に含まれるように規定されているステップと、前記呼吸パターンから呼吸数を判定するステップと、を更に含み、前記音楽の選択は、前記音楽の拍子数が所定の拍子数に達するまで増加するように、前記音楽の拍子数に基づきうる。
【００１６】
前記方法は、前記呼吸パターンから心拍数を推定するステップを更に含みうる。前記生理的計量は、心拍を含み、前記方法は、前記心拍から心拍数を判定するステップと、前記推定された心拍数と前記判定された心拍数とを比較するステップと、を更に含み、前記比較の結果は、前記アプリケーションの機能の制御に利用されうる。
【００１７】
前記方法は、心拍信号を供給するために、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタングすることで、前記心拍を取り出すステップを更に含みうる。前記ローパス・フィルターは、３Ｈｚ〜１０Ｈｚの間、好ましくは３Ｈｚ〜５Ｈｚの間、さらに好ましくは４Ｈｚのカットオフ周波数を有しうる。
【００１８】
前記生理的計量は、心拍を含み、前記方法は、前記音響信号が、前記ユーザの他の耳で提供された音響から生じる信号成分を含み、音響が前記ユーザの頭を伝播するときに前記ユーザの静脈の血液を振動させることで、前記音響が変調して減衰されるように、前記ユーザの他の耳で利用されるに適した第２のスピーカに、サブ信号を含む音声信号を提供するステップと、前記信号成分から前記心拍を判定するステップと、を更に含みうる。前記方法は、前記信号成分の信号を提供するために、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタングするステップを更に含みうる。前記ローパス・フィルターは、３Ｈｚ〜１０Ｈｚの間、好ましくは３Ｈｚ〜５Ｈｚの間、さらに好ましくは４Ｈｚのカットオフ周波数を有しうる。
【００１９】
前記生理的計量は、心拍及び呼吸パターンを含みうる。
【００２０】
第３の側面によれば、処理部によって実行されるときに、前記第２の側面に係る方法を前記処理部に実行させるように設定された命令を含むプログラムコードを有するコンピュータプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る装置を概略的に示す。
【図２】実施形態に係る方法を示すフローチャートである。
【図３】提供された音楽拍子数と、呼吸パターン又は心拍数との間の関数を示す図表である。
【図４】実施形態に係るアプリケーションを概略的に示すブロック図である。
【図５】コンピュータ可読媒体を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、実施形態に係る装置１００を概略的に示す。装置１００は、例えば、イヤホーン等のスピーカ装置１０２を含む。スピーカ装置１０２は、スピーカ１０４と、スピーカ１０４と共に配列されたマイクロフォン１０６を有する。スピーカ１０４は、音楽等の音声信号が供給される。音声信号は、好ましくは、メディアプレーヤー要素１０９から音声コンテンツを次々に取得しうる増幅器１０８によって供給される。以下で示されるように、音声信号は、心拍計量のためのサブ信号も含むことができる。マイクロフォン１０６は、心音又は呼吸音、及びもちろんスピーカ１０４によって発生された音声信号を取得するように設定され、出力信号を減算器１１０に供給する。減算器１１０は、マイクロフォン信号から、音声信号を減算する。選択的に、マイクロフォン信号は、フィルター１１１ａによってフィルターされる。追加で、又は代替で、増幅器１０８によって供給された音声信号は、減算器１１０に入力される前に、フィルター１１１ｂによってフィルターされうる。音声信号から発した信号成分が除去されるので、減算器１１０からの出力は、心音及び／又は呼吸音信号を本質的に含む。心音信号、及び／又は呼吸音信号は、生理的音響検出部１１２に供給される。ここで、注目すべきは、マイクロフォン１０６と減算器１１０の間のフィルター１１１ａ、及び／又は増幅器１０８と減算器１１０の間のフィルター１１１ｂの代わりに、又は追加して、フィルター１１１ｃが、減算器１１０と生理的音響検出部１１２の間に配置できる点である。呼吸音パターンは、例えば、鼻又は口からの呼吸を区別できる。呼吸音パターンは、代わりに又は追加で、例えば分単位の呼吸又は呼吸間の呼吸等の呼吸数、吸入と吐出しのデューティサイクルの測定となりうる。呼吸音パターンから、例えば肉体運動中のユーザの身体状況が推定できる。心拍数、及び／又は心音の大きさが判定できる場合には、心音に同様に適用される。減算器１１０、選択フィルター１１１ａ、ｂ、ｃ、及びパターン検出部１１２は、例えばアナログ領域又はデジタル領域で、要素１１０、１１１（ａ、ｂ、ｃ）、１１２の機能を実行する信号処理部１１３の一部でありうる。
【００２３】
実施形態において、アプリケーションの機能が呼吸パターン及び／又は心拍に適用されるように、呼吸パターンは、アプリケーション１１５を制御することに利用できる。
【００２４】
例えば、アプリケーションは、例えば呼吸数に依存する拍子数の音楽を選択する音楽選択アプリケーションに成り得る。このことは、呼吸が肉体的努力と関連性があり、ステップのペースとの関係も有するので、例えばランニング又はジョギング中に音楽を聞くときに良い。例えば、ランニング運動中に４−４呼吸は、４ステップの間吸入し、かつ４ステップの間吐き出しを意味する。異なる運動の部分で、異なる呼吸方法を利用でき、例えば３−３、２−２、２−１等に変更する。音楽が呼吸や上述のステップと同じペースである場合には、運動を向上できる。
【００２５】
別の例は、呼吸が鼻音か口音であるかを判定することである。これは、空気が頭部に流入する場合に、呼吸が有する異なる音特性を判定できる。鼻呼吸は低レベル運動だと見なされ、口呼吸は高レベル運動だと見なされる。それに応じて、音楽が選択される。
【００２６】
更に別の例は、呼吸が深いか浅いかを判定することである。これは、気流が頭部に生じさせる音響から判定できる。音響は、ユーザの耳で取得される。一例は、呼吸が浅い場合には、ユーザを落ち着かせて心拍数を下げて運動効率を改善することで知られている深い呼吸状態になるために、音楽の低い拍子数を選択することである。同様に、呼吸の期間が肺に適切な酸素供給するのに短すぎる場合には、下がった音楽拍子数が呼吸と運動を改善できる。
【００２７】
また、別の例は、予め設定され、又はユーザが設定したモデルに係る適切な呼吸が存在するが、運動のペースが増加できることを示す場合には、上述した呼吸パターンのいずれかの組み合わせである。従って、頻拍子数の音楽が選択される。
【００２８】
代わりに、又は、上記の例のいずれかの組み合わせで、心拍数及び／又は心拍音の強度が、運動補助に利用でき、及び選択的に音楽選択機能と組み合わせて利用できる。
【００２９】
もちろん、計量された呼吸パターン、及び／又は心拍は、任意の音楽選択を制御せずに、運動補助アプリケーションにも利用できる。同様に、計量された呼吸パターン、及び／又は心拍は、運動補助と任意の接続無しに、アプリケーションにも使用できる。
【００３０】
アプリケーションは、もちろん、他の計量値又は推定値と、例えばステップカウンター、位置データ、高度等の派生物とを組み合わせできる。設定は、予め規定でき、又はユーザが規定できる。設定は、例えばセルラー通信システム等の無線通信インターフェース上で、遠隔地からダウンロードも可能である。測定値及び推定値は、運動後の分析のログに保存もできる。図４は、運動強化アプリケーション４００のオブジェクト及び機能例を概略的に示すブロック図である。呼吸パターン、及び／又は心拍音は、アプリケーションエンジン４０２によって制御されるアプリケーション４００に入力される。アプリケーションエンジン４０２は、設定オブジェクト４０４から設定を受信できる。設定オブジェクト４０４は、例えば、年齢、体重、性別、肥満度指数、運動制限、運動種類、音楽機能等に関して、ユーザによって作成された設定、予め規定された設定、又はダウンロードされた設定を、アプリケーションエンジンに提供できる。アプリケーションエンジンは、他の機能用の１又は２以上の機能オブジェクト４０６も制御できる。アプリケーション４００は、図１を参照して示すように、メディアプレーヤー等の他の機能又はアプリケーションも制御できる。この制御の出力インターフェースは、好ましくは、アプリケーションエンジン４０２によって制御される。ここで、注目すべきは、例えば図４に示す例は、多数の機能４０６を含む点にある。他の例は、例えば図４に示す１又は２以上の機能を含む任意のアプリケーションである。アプリケーション４００は、例えば、携帯電話、メディアプレーヤー、ＧＰＳ受信機、又はパーソナル・デジタル・アシスタントの機能として実装できる。
【００３１】
アプリケーションは、肉体運動特性から独立できる。異なる呼吸パターンが、例えばメディアプレーヤー１０９によって提供された音楽を変更し、又は一時停止する等の装置１００の動作命令にデコードされる場合には、呼吸は、ユーザの意図で装置１００を制御するのに利用できる。
【００３２】
もともと、心拍は、主に心拍数に対応する周波数成分で、ユーザの頭部に弱い音を提供する。マイクロフォン１０６によって取得された心拍音信号は、増幅され、フィルタリングされ、心拍数値をもたらすように処理できる。心拍自体は、通常０．５Ｈｚ〜３Ｈｚの範囲無いであるので、フィルタリングは、ローパスフィルタリングを含むことができる。音楽コンテンツは、通常とても低い周波数であるので、狭フィルターは、心拍音信号を大いに強められる。
【００３３】
代わりに、心拍信号は、例えば音楽と共に動作できる第２のスピーカによってユーザの耳の一方にサブ信号を提供することによって、生じる。好ましくは、サブ信号は、ユーザが識別できない周波数であり、例えば、音速以下の周波数、又は超音波の周波数が、利用されるべきである。サブ信号の音響はユーザの頭部から他の耳へ伝播するので、心拍は、血液静脈の振動を介してサブ信号音響を、異なる減衰を提供等して変調する。他の耳のマイクロフォン１０６によって取得された音響は、変調されたサブ信号音響を含む。音速以下のサブ信号の場合の低域フィルター、及び超音波のサブ信号の場合の高域フィルターは、心拍を検出する間、音楽信号を抑圧するために利用できる。上記の説明と同様な信号処理によって、心拍数を判定できる。このアプローチは、ステレオイヤホーンに特に適している。
【００３４】
図２は、実施形態に係る方法を示すフローチャートであり、破線は、選択動作を示す。フローチャートは例示を目的とし、動作の順序はシーケンシャルな順序に解釈されない。代わりに、動作は、好ましくは、任意の順序で、又は並行に実行できるリアルタイムのオブジェクトとして見なされうる。音声供給ステップ２００で、音声信号の音声コンテンツをレンダリングするために、イヤホーン等のユーザの耳で利用するのに適したスピーカに、音声信号が提供される。音響取得ステップ２０２で、ユーザの耳に存在する音響は、スピーカと共に配置されたマイクロフォンによって取得される。ユーザの耳に存在する音響は、レンダリングされた音響コンテンツと、図１に示される任意の例に係る頭部の空洞の気流から生じる呼吸音響や、頭部の静脈で振動する血液からの心拍音響等の、ユーザの頭部で発生した音声と、の混合でありうる。任意の音響信号フィルタリングステップ２０３で、取得された音響信号は、フィルタリングされ、信号を強める。例えば、呼吸音響及び／又は心拍音響のための周波数領域のうちの一部の周波数を減衰する。音声信号減算ステップ２０４で、呼吸信号を抽出するために、音声信号が音響信号から減算される。生理的音響検出ステップ２０６で、図１で参照して説明したように、呼吸パターン及び／又は心拍が検出される。任意に、心拍数推定ステップ２０７で、心拍数は、検出された呼吸パターンから推定される。呼吸パターンから心拍数を推定する異なるモデルが、利用できる。呼吸パターンの１又は２以上の特性が期待心拍数にマッピングされる場合には、ユーザ及び／又は運動固有のモデルが利用できる。代わりに、心拍数は、呼吸数が速ければ心拍数も速いという仮定のもとに、推定できる。更に代わりに、心拍数は、速い気流は、例えば呼吸信号の大きさ及び／又は周波数成分に基づいて、高い心拍数にマッピングされ、浅い呼吸は、深い呼吸よりも高い心拍数にマッピングされるという仮定のもとに、推定できる。任意の心拍数推定ステップ２０７は、生理的音響検出ステップ２０６の可能な心拍判定の代替になれ、又は検出心拍数と推定心拍数の比較がアプリケーションに入力できる場合には、前記入力の補完になれる。任意の機能制御ステップ２０９で、１又は２以上のアプリケーションの機能は、推定心拍数に代えて、呼吸パターンに基づいて制御できる。
【００３５】
図３は、提供された音楽拍子数と、呼吸パターン又は心拍数との間の関数を示す図表である。呼吸パターンの場合には、判定された呼吸数、周期性、又はデューティサイクルは、この種類の関係に利用できる。実線は、呼吸パターン又は推定心拍数と、音楽拍子数との間の直線関係を示し、点鎖線は、異なる非直線関係を示す。図示された線は、関係の単調関数を示す。単調関数のアプリケーションは、心拍数から音楽拍子数を選択する場合に、特に適している。呼吸パターンに基づいて、音楽と心拍数を関連付ける数個の非直線モデルのうちの適したモデルは、選択できる。これは、更に、運動補助を強化できる。
【００３６】
本発明に係る方法は、コンピュータ及び／又はプロセッサ等の処理手段の補助での実施に適している。従って、処理手段、プロセッサ、又はコンピュータに、装置において図２に示される実施形態のいずれかに係る方法のいくつかのステップを実行させるように設定された命令を含むコンピュータプログラムが提供される。コンピュータプログラムは、好ましくは、図５に示すように、コンピュータ可読媒体５００に保存されたプログラムコードを含む。コンピュータ可読媒体５００は、処理手段、プロセッサ、又はコンピュータ５０２によって、ロード・実行されて、本発明の実施形態、好ましくは図２に示される任意の実施形態に係る方法を実行できる。図１に示すように装置に存在できるコンピュータ５０２、及びコンピュータ可読媒体５０２は、方法のいずれかの動作が段階的に実行される場合には、プログラムコードを連続して実行するように設定され、又は、必要な入力データが利用可能であるときに動作が行われる場合には、リアルタイムで実行される。処理手段、プロセッサ、又はコンピュータ５０２は、好ましくは、通常埋め込みシステムとして呼ばれるものである。従って、図５に示されたコンピュータ可読媒体５００及びコンピュータ５０２は、例示を目的として原理を理解するためのみに提供していると解釈されるべきで、構成要素の任意の直接の説明をとして解釈されるべきではない。
【図１】
2012508605.tif 000003
【図２】
2012508605.tif 000004
【図３】
2012508605.tif 000005
【図４】
2012508605.tif 000006
【図５】
2012508605.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月17日(2010.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音楽選択アプリケーションと、
前記音楽選択アプリケーションによって制御された音声コンテンツを提供するように設定されたメディアプレーヤー要素と、
ユーザの耳で利用されるに適し、レンダリング用の音声信号が提供されるスピーカと、
前記スピーカに近接して配置され、前記ユーザの耳に存在する音から音響信号を取得するマイクロフォンであって、前記スピーカとでイヤホーンを形成するマイクロフォンと、
生理的音響信号を提供するために、減算器によって前記音響信号から前記音声信号を減算するように設定された信号処理部であって、
生理的音響検出部によって前記生理的音響信号から生理的計量を検出するように更に設定された信号処理部と、
を含み、
前記生理的音響検出部が、前記音楽選択アプリケーションを制御するために前記生理的計量を前記音楽選択アプリケーションに供給する、装置。
【請求項２】
前記音響信号、減算された前記音声信号、又は前記生理的音響信号をフィルターするように設定されたフィルターを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記生理的計量は、呼吸パターンを含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、前記呼吸パターンから呼吸数を判定するように設定されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記音楽は、前記音楽の拍子数が前記呼吸数の単調関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記音楽は、前記音楽の拍子数が前記呼吸数の関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択され、
前記音楽の拍子数は、所定の拍子数に達するまで増加する、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記呼吸パターンから心拍数を推定するように設定された心拍数推定部を含む、請求項３〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記生理的計量は、心拍を含み、
前記信号処理部は、前記心拍から心拍数を判定するように設定されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記音声信号の音楽は、前記音楽の拍子数が前記心拍数の単調増加関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記音声信号の音楽は、前記音楽の拍子数が前記心拍数の関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択され、
前記音楽の拍子数は、所定の拍子数に達するまで増加する、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記信号処理部は、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタリングすることで、前記心拍を取り出して、心拍信号を供給するように設定され、
前記ローパス・フィルターは、３Ｈｚ〜１０Ｈｚの間、好ましくは３Ｈｚ〜５Ｈｚの間、さらに好ましくは４Ｈｚのカットオフ周波数を有する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ユーザの他の耳で利用されるに適した第２のスピーカを更に含み、
前記音響信号が、前記ユーザの他の耳で提供された音響から生じる信号成分を含み、音響が前記ユーザの頭を伝播するときに前記ユーザの静脈の血液を振動させることで、前記音響が変調して減衰されるように、また、前記心拍が前記信号成分から抽出可能であるように、前記第２のスピーカに提供された音声信号は、サブ信号を含む、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置は、前記推定された心拍数と前記判定された心拍数との比較を行うように更に設定されている、請求項７及び請求項８〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
音楽を選択するステップと、
前記音楽選択に基づいて音響コンテンツを供給するステップと、
ユーザの耳で音響信号をレンダリングするためにユーザの耳で利用されるに適したスピーカに、前記供給された音響コンテンツに基づく音響信号を提供するステップと、
前記ユーザの耳に存在する音から音響信号を取得するために、前記スピーカに近接して配置されたマイクロフォンによって前記音響信号を取得するステップと、
生理的音響信号を提供するために、前記音響信号から前記音声信号を減算するステップと、
前記生理的音響信号から、前記音楽選択を制御するのに使用される生理的計量を検出するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
前記音響信号、減算された前記音声信号、又は前記生理的音響信号をフィルタリングするステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記生理的計量は、呼吸パターンを含み、
音楽選択の制御は、前記呼吸パターンに基づき、
前記音楽は、前記音楽の拍子数が前記呼吸数の単調関数であるように、前記音楽の拍子数に基づいて選択される、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
呼吸パターンに基づいて音楽を選択するステップであって、前記選択された音楽は、前記供給された音声信号に含まれるように規定されているステップと、
前記呼吸パターンから呼吸数を判定するステップと、
を更に含み、
前記音楽の選択は、前記音楽の拍子数が所定の拍子数に達するまで増加するように、前記音楽の拍子数に基づく、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記呼吸パターンから心拍数を推定するステップを更に含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
心拍信号を供給するために、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタリングすることで、前記心拍を取り出すステップを更に含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記生理的計量は、心拍を含み、
前記方法は、
前記音響信号が、前記ユーザの他の耳で提供された音響から生じる信号成分を含み、音響が前記ユーザの頭を伝播するときに前記ユーザの静脈の血液を振動させることで、前記音響が変調して減衰されるように、前記ユーザの他の耳で利用されるに適した第２のスピーカに、サブ信号を含む音声信号を提供するステップと、
前記信号成分から前記心拍を判定するステップと、
を更に含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記信号成分の信号を提供するために、ローパス・フィルターで前記生理的音響信号をローパス・フィルタリングするステップを更に含み、
前記ローパス・フィルターは、３Ｈｚ〜１０Ｈｚの間、好ましくは３Ｈｚ〜５Ｈｚの間、さらに好ましくは４Ｈｚのカットオフ周波数を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法は、前記推定された心拍数と前記判定された心拍数とを比較するステップを更に含み、
前記比較の結果は、前記アプリケーションの機能の制御に利用される、請求項１８及び請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
処理部によって実行されるときに、請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の方法を前記処理部に実行させるように設定された命令を含むプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2012508605.tif 000008
2012508605.tif 000009
2012508605.tif 000010