本發(fā)明涉及逐次姿勢識(shí)別裝置及植物性神經(jīng)功能信息取得裝置、方法和程序。
背景技術(shù):
近年來,能夠佩戴于人的身體的信息處理終端所謂的穿戴式設(shè)備(以下,穿戴式設(shè)備)被廣泛地利用。穿戴式設(shè)備基于用戶能夠日常性地佩戴于身上而進(jìn)行攜帶這一點(diǎn),也可以利用于持續(xù)且長期地監(jiān)視用戶的健康狀態(tài)、生活習(xí)慣。并且,大規(guī)模地收集通過穿戴式設(shè)備而収集的與用戶的健康狀態(tài)、生活習(xí)慣相關(guān)的信息的技術(shù)也被普遍化。作為利用穿戴式設(shè)備而収集的用戶的健康狀態(tài)、生活習(xí)慣的信息,例如具有用戶的睡眠、運(yùn)動(dòng)、勞動(dòng)、通勤到學(xué)校、進(jìn)餐等的時(shí)間。
并且,伴隨著社會(huì)的高齡化,對(duì)正在增長的高血壓癥、糖尿病等慢性疾病的對(duì)策、對(duì)心臟發(fā)作、腦血管意外(中風(fēng))的迅速的應(yīng)對(duì)則成為社會(huì)性課題。這些疾病與運(yùn)動(dòng)、飲食等生活習(xí)慣密切相關(guān),因此通過根據(jù)個(gè)人的生活習(xí)慣而進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕】倒芾?,能夠預(yù)防疾病并抑制疾病的增長。
為了掌握個(gè)人的生活習(xí)慣、行動(dòng)樣式等,可利用行動(dòng)估計(jì)技術(shù)。例如,通過非專利文獻(xiàn)1所記載的行動(dòng)估計(jì)技術(shù),將單一的3軸加速度傳感器佩戴于被驗(yàn)者而取得加速度數(shù)據(jù)。并且,根據(jù)所獲得的加速度數(shù)據(jù)而估計(jì)被驗(yàn)者的運(yùn)動(dòng)的種類。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)1赤崛顯光、岸本圭史、小栗宏次“利用單一的3軸加速度傳感器的行動(dòng)估計(jì)”,電子信息通信學(xué)會(huì)技術(shù)研究報(bào)告,mbe,m和生物控制論,一般社団法人電子信息通信學(xué)會(huì),2005年12月2日,105卷,456號(hào),第49-52頁(赤堀顕光、岸本圭史、小栗宏次、「単一3軸加速度センサを用いた行動(dòng)估計(jì)」、電子情報(bào)通信學(xué)會(huì)技術(shù)研究報(bào)告、mbe、meとバイオサイバネティックス、一般社団法人電子情報(bào)通信學(xué)會(huì)、2005年12月2日、105巻、456號(hào)、p.49-52)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
但是,在通過以往技術(shù)而進(jìn)行被驗(yàn)者的行動(dòng)估計(jì)的情況下,難以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)毓烙?jì)姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例如,在將加速度傳感器佩戴于臂的情況下,身體部的運(yùn)動(dòng)和臂部的運(yùn)動(dòng)未必一定相同,無法準(zhǔn)確地檢測被驗(yàn)者的姿勢。并且,僅通過利用加速度傳感器而進(jìn)行被驗(yàn)者的行動(dòng)估計(jì)的方法,無法直接達(dá)到被驗(yàn)者的健康管理、疾病預(yù)防。
所公開的實(shí)施方式是鑒于上述的問題而研發(fā)的,其目的在于提供一種通過檢測被驗(yàn)者的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而能夠進(jìn)行健康管理、疾病預(yù)防的技術(shù)。
用于解決課題的手段
所公開的逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序從設(shè)于穿戴式設(shè)備的加速度信息測量部及生物信號(hào)信息測量部分別接收佩戴穿戴式設(shè)備的被驗(yàn)者的動(dòng)作的加速度信息及被驗(yàn)者的生物信號(hào)信息。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序從加速度信息及生物信號(hào)信息提取與第1規(guī)定期間對(duì)應(yīng)的第1特征量及與第2規(guī)定期間對(duì)應(yīng)的第2特征量。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序通過基于第1特征量的機(jī)器學(xué)習(xí)而制作用于識(shí)別被驗(yàn)者正在運(yùn)動(dòng)還是靜止的運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型。逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序通過基于第1特征量的機(jī)器學(xué)習(xí)而制作用于識(shí)別多個(gè)運(yùn)動(dòng)樣式的運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型。逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序通過基于第1特征量的機(jī)器學(xué)習(xí)而制作用于識(shí)別多個(gè)靜止樣式的靜止識(shí)別模型。逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序根據(jù)運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型和第2特征量而確定在第2規(guī)定期間被驗(yàn)者正在運(yùn)動(dòng)還是靜止。逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序根據(jù)運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型和第2特征量而確定第2規(guī)定期間中的被驗(yàn)者的1個(gè)運(yùn)動(dòng)樣式。逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序根據(jù)靜止識(shí)別模型和第2特征量而確定第2規(guī)定期間中的被驗(yàn)者的1個(gè)靜止樣式。逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序?qū)⑼ㄟ^第1確定部、第2確定部及第3確定部而確定的確定結(jié)果進(jìn)行組合,從而對(duì)第2規(guī)定期間中的被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)進(jìn)行識(shí)別。逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序生成將識(shí)別部所識(shí)別的姿勢及運(yùn)動(dòng)和第2規(guī)定期間的被驗(yàn)者的生物信號(hào)信息對(duì)應(yīng)而成的對(duì)應(yīng)信息。
并且,所公開的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置、方法及程序從設(shè)于穿戴式設(shè)備的加速度信息測量部及生物信號(hào)信息測量部分別接收佩戴穿戴式設(shè)備的被驗(yàn)者的動(dòng)作的加速度信息及被驗(yàn)者的生物信號(hào)信息。植物性神經(jīng)功能信息取得裝置、方法及程序通過對(duì)第1規(guī)定期間中的加速度信息及生物信號(hào)信息執(zhí)行逐次機(jī)器學(xué)習(xí),從而對(duì)第2規(guī)定期間中的被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)進(jìn)行識(shí)別。植物性神經(jīng)功能信息取得裝置、方法及程序提取與所識(shí)別的相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的組合對(duì)應(yīng)的生物信號(hào)信息。植物性神經(jīng)功能信息取得裝置、方法及程序由所提取的與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的組合對(duì)應(yīng)的生物信號(hào)信息計(jì)算植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的參數(shù)。
發(fā)明效果
所公開的逐次姿勢識(shí)別裝置、逐次姿勢識(shí)別方法、逐次姿勢識(shí)別程序、植物性神經(jīng)功能信息取得裝置、植物性神經(jīng)功能信息取得方法及植物性神經(jīng)功能信息取得程序通過檢測被驗(yàn)者的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài),能夠進(jìn)行健康管理、疾病預(yù)防。
附圖說明
圖1是表示第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。
圖2是表示第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別處理的流程的一例的流程圖。
圖3是表示被驗(yàn)者在步行中通過加速度傳感器而檢測的3軸加速度及合成加速度的測量值的一例的曲線圖。
圖4是表示在旋轉(zhuǎn)傳感器的情況下的加速度與合成加速度的一例的曲線圖。
圖5是表示在通過第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置而進(jìn)行的逐次姿勢識(shí)別處理之中的學(xué)習(xí)處理的流程的一例的概略圖。
圖6是表示通過第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置而進(jìn)行的逐次姿勢識(shí)別處理之中的識(shí)別處理(姿勢確定處理)的流程的一例的概略圖。
圖7是概略性地表示被驗(yàn)者的姿勢變化與植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的對(duì)應(yīng)情況的表。
圖8是用于對(duì)第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別處理中的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的手法的一例進(jìn)行說明的圖。
圖9是用于對(duì)在不同的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中,在生物信號(hào)信息中發(fā)生了相同的變化的情況進(jìn)行說明的圖。
圖10是表示第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。
圖11是表示第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理的流程的一例的流程圖。
圖12是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中的生物信號(hào)信息(心跳數(shù)據(jù))的分類(分組)進(jìn)行說明的圖。
圖13是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中的數(shù)據(jù)連接處理進(jìn)行說明的圖。
圖14是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中的數(shù)據(jù)連接處理進(jìn)行說明的另一圖。
圖15是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中的數(shù)據(jù)連接處理中使用閾值的處理進(jìn)行說明的圖。
圖16是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得方法中的數(shù)據(jù)連接處理中使用貝葉斯的定理的處理進(jìn)行說明的圖。
圖17是用于對(duì)通過被驗(yàn)者的姿勢變化而血壓下降后的心跳的過渡的反應(yīng)進(jìn)行說明的圖。
圖18是用于對(duì)在第2實(shí)施方式中,將對(duì)于通過被驗(yàn)者的姿勢變化而血壓下降后的心跳的過渡的反應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步相加的手法進(jìn)行說明的圖。
圖19是用于對(duì)通過被驗(yàn)者的身體活動(dòng)(運(yùn)動(dòng))而血壓上升后的心跳的過渡的反應(yīng)進(jìn)行說明的圖。
圖20是用于對(duì)在第2實(shí)施方式中,將對(duì)于通過被驗(yàn)者的身體活動(dòng)(運(yùn)動(dòng))而血壓上升后的心跳的過渡的反應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步相加的手法進(jìn)行說明的圖。
圖21是表示利用計(jì)算機(jī)而具體實(shí)施通過所公開的技術(shù)的逐次姿勢識(shí)別程序及植物性神經(jīng)功能信息取得程序而進(jìn)行的信息處理的情況的圖。
具體實(shí)施方式
下面,根據(jù)附圖,對(duì)所公開的逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序和植物性神經(jīng)功能信息取得裝置、方法及程序的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外,本發(fā)明不限于該實(shí)施方式。并且,可將各個(gè)實(shí)施方式適當(dāng)組合。
首先,在對(duì)各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明之前,對(duì)姿勢識(shí)別的意義、課題及與姿勢識(shí)別對(duì)應(yīng)的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的意義和課題進(jìn)行說明。
(姿勢識(shí)別的意義和課題)
面對(duì)超高齡化社會(huì),為了能夠使個(gè)人維持健康并預(yù)防疾病來過著自立的生活,進(jìn)行著調(diào)查與研究。其中,想必關(guān)于個(gè)人的生活習(xí)慣與疾病的因果關(guān)系的嚴(yán)謹(jǐn)且長期的調(diào)查,特別是,與身體活動(dòng)、姿勢及運(yùn)動(dòng)相關(guān)的信息的調(diào)查尤為重要。
至今為止的生活習(xí)慣的調(diào)查是通過被驗(yàn)者本身對(duì)調(diào)查表等問題記入答復(fù)的形式、利用活動(dòng)儀表的測量等而實(shí)施的。但是,在自己報(bào)告式調(diào)查中,答復(fù)內(nèi)容、其精度不固定。并且,即便是相同的種類的生活動(dòng)作、運(yùn)動(dòng),根據(jù)此時(shí)的個(gè)人的姿勢、行動(dòng)樣式的不同,實(shí)際上施加到身體的負(fù)荷、循環(huán)動(dòng)態(tài)中存在個(gè)人差異。
因此,需要一種能夠準(zhǔn)確地掌握日常生活中的被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)的技術(shù)。
進(jìn)一步,對(duì)身體施加的負(fù)荷是根據(jù)個(gè)人的年齡、性別、心肺功能、疾病的有無等也被影響。因此,通過測量與姿勢及運(yùn)動(dòng)修正的信息及心率等的生物信號(hào),從而能夠更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)施加到身體的負(fù)荷。
(植物性神經(jīng)功能的評(píng)價(jià)的意義和課題)
下面,關(guān)于高齡化社會(huì)中特別需要急速應(yīng)對(duì)的心臟循環(huán)系統(tǒng)疾病,至今為止指出了心臟循環(huán)系統(tǒng)的植物性神經(jīng)功能與心臟病患者的死亡率的關(guān)聯(lián)性。并且,植物性神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)制、調(diào)節(jié)功能的下降等的功能障礙與心臟循環(huán)系統(tǒng)疾病的發(fā)病相關(guān)。因此,心臟循環(huán)系統(tǒng)的疾病的預(yù)防及抑制中植物性神經(jīng)功能的監(jiān)視、評(píng)價(jià)是非常重要的。
在當(dāng)前醫(yī)院等中實(shí)施的植物性神經(jīng)檢查,例如在直立傾斜試驗(yàn)中,將被驗(yàn)者以仰臥位固定在檢查臺(tái)上之后,被動(dòng)式地改變檢查臺(tái)的傾斜角度而測量血壓、心率等,從而檢查植物性神經(jīng)功能。固定被驗(yàn)者而進(jìn)行檢查是因?yàn)樯眢w的姿勢會(huì)影響植物性神經(jīng)功能。但是,至今還未研發(fā)出在被驗(yàn)者的日常生活中,在檢測姿勢變化的同時(shí)檢查植物性神經(jīng)功能的技術(shù)。
并且,作為測量心跳變動(dòng)而評(píng)價(jià)植物性神經(jīng)功能的手法,具有個(gè)別地提取心率加速的部分(增加階段)和心率減速的部分(減速階段),將各階段選擇性地定量化的手法。特別地,僅將減速階段定量化的指標(biāo)作為表示副交感神經(jīng)活動(dòng)的指標(biāo)而成為心肌梗塞之后患者的死亡危險(xiǎn)的預(yù)測因子。
但是,在至今為止的減速階段提取手法中,將整個(gè)減速階段定量化成一樣。即,不管是在不發(fā)生姿勢變化的情況下所產(chǎn)生的呼吸性心律失常,還是通過姿勢變化而產(chǎn)生的植物性神經(jīng)反射,同樣都被定量化成減速階段。就是說,在被定量化的數(shù)據(jù)中混合存在原因、品質(zhì)不同的數(shù)據(jù),不能達(dá)到精確的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)。
(第1實(shí)施方式)
鑒于以上內(nèi)容,對(duì)第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置、方法及程序和植物性神經(jīng)功能信息取得裝置、方法及程序進(jìn)行說明。
在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別處理中,由被驗(yàn)者測量加速度信息及生物信號(hào)信息,利用兩者而進(jìn)行逐次機(jī)器學(xué)習(xí),從而制作用于識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢的識(shí)別模型。進(jìn)一步,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別處理中,利用所制作的識(shí)別模型而將被驗(yàn)者的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類成“運(yùn)動(dòng)、靜止”這2個(gè)樣式,并識(shí)別是何種“運(yùn)動(dòng)”、何種“靜止”。并且,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別處理中,通過使用逐次機(jī)器學(xué)習(xí),從而與學(xué)習(xí)處理并行地執(zhí)行識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別處理。進(jìn)一步,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別處理中,通過將所識(shí)別的姿勢及運(yùn)動(dòng)和由被驗(yàn)者測量的生物信號(hào)信息對(duì)應(yīng),從而生成表示被驗(yàn)者的健康狀態(tài)的信息。
這樣,在第1實(shí)施方式中,在加速度信息中加上生物信號(hào)信息而識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)姿勢及運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確的識(shí)別。并且,在第1實(shí)施方式中,除了將被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)分類成“運(yùn)動(dòng)、靜止”這2個(gè)樣式之外,還分類成多個(gè)“運(yùn)動(dòng)”樣式、多個(gè)“靜止”樣式,并且并列執(zhí)行基于多個(gè)識(shí)別模型的姿勢及運(yùn)動(dòng)確定而對(duì)確定結(jié)果進(jìn)行。因此,根據(jù)第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別處理,能夠在短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行基于細(xì)致的分類的姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別。進(jìn)一步,通過利用逐次機(jī)器學(xué)習(xí),從而與為了學(xué)習(xí)而預(yù)先準(zhǔn)備數(shù)據(jù)來一下子進(jìn)行學(xué)習(xí)的處理不同地,能夠逐次地執(zhí)行學(xué)習(xí)而更新學(xué)習(xí)結(jié)果。因此,在被驗(yàn)者的健康狀態(tài)、姿勢等發(fā)生基本的變化而改變了數(shù)據(jù)的基線的情況下,也能夠持續(xù)地進(jìn)行學(xué)習(xí)而執(zhí)行姿勢識(shí)別處理。進(jìn)一步,通過將生物信號(hào)信息和姿勢識(shí)別的結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng),例如,能夠生成將心率的變動(dòng)和姿勢變動(dòng)對(duì)應(yīng)而成的信息,能夠?qū)崿F(xiàn)更準(zhǔn)確的被驗(yàn)者的健康狀態(tài)評(píng)價(jià)。
(第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一例)
圖1是表示第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。圖1所示的逐次姿勢識(shí)別系統(tǒng)1具備穿戴式設(shè)備10和逐次姿勢識(shí)別裝置20。穿戴式設(shè)備10和逐次姿勢識(shí)別裝置20介由網(wǎng)絡(luò)可通信地連接。
關(guān)于連接穿戴式設(shè)備10和逐次姿勢識(shí)別裝置20的網(wǎng)絡(luò)的種類不作特別限定,既可以是有線網(wǎng)絡(luò),也可以是無線網(wǎng)絡(luò)。但是,為了不妨礙佩戴穿戴式設(shè)備10的被驗(yàn)者的行動(dòng),作為無線網(wǎng)絡(luò),例如優(yōu)選利用以藍(lán)牙(bluetooth)(注冊(cè)商標(biāo))連接的智能手機(jī)等或wi-fi等。
(穿戴式設(shè)備10的結(jié)構(gòu)的一例)
穿戴式設(shè)備10是由被驗(yàn)者可佩戴來攜帯的電子設(shè)備。穿戴式設(shè)備10優(yōu)選為至少一部分配置在被驗(yàn)者的軀干附近的形狀,以對(duì)被驗(yàn)者的軀干的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測量。具體地,穿戴式設(shè)備10只要是在被驗(yàn)者佩戴穿戴式設(shè)備10時(shí)通過穿戴式設(shè)備10所具備的傳感器等測量部而能夠檢測被驗(yàn)者的軀干的運(yùn)動(dòng)的形狀即可。
在圖1的例子中,穿戴式設(shè)備10為被驗(yàn)者可穿脫的襯衫形狀。但是,穿戴式設(shè)備10的形狀不限于襯衫,例如可以是腰帶形狀等,只要是能夠佩戴于被驗(yàn)者的軀干,則可以是任意的形狀。并且,作為穿戴式設(shè)備10,可構(gòu)成為使用具備處理器、存儲(chǔ)器的穿戴式計(jì)算機(jī),將所測量的信息適當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)于穿戴式設(shè)備10內(nèi)。
穿戴式設(shè)備10具備加速度信息測量部101、生物信號(hào)信息測量部102、收發(fā)部103、輸入部104。
加速度信息測量部101是檢測并測量被驗(yàn)者的身體的運(yùn)動(dòng)的檢測設(shè)備。加速度信息測量部101測量被驗(yàn)者的身體的加速度信息。例如,加速度信息測量部101由配置于被驗(yàn)者的軀干附近的加速度傳感器例如3軸加速度傳感器而構(gòu)成。加速度信息測量部101測量沿著前后軸、左右軸、上下軸的3軸的被驗(yàn)者的身體的運(yùn)動(dòng)的加速度。下面,在稱為前后、左右、上下時(shí),以在被驗(yàn)者佩戴穿戴式設(shè)備10而站立的情況下被驗(yàn)者的身體所朝向的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)。
加速度信息測量部101以在被驗(yàn)者佩戴穿戴式設(shè)備10時(shí)配置于被驗(yàn)者的軀干附近的方式配置于穿戴式設(shè)備10。特別地,加速度信息測量部101優(yōu)選被配置為,在被驗(yàn)者佩戴穿戴式設(shè)備10時(shí)該加速度信息測量部101位于被驗(yàn)者的胸部。通過這樣配置加速度信息測量部101,能夠取得準(zhǔn)確地反映了被驗(yàn)者的軀干的運(yùn)動(dòng)的加速度信息。
生物信號(hào)信息測量部102測量能夠從被驗(yàn)者的身體取得的生物信號(hào)信息。生物信號(hào)信息測量部102例如為測量心電位的檢測設(shè)備。生物信號(hào)信息測量部102例如測量被驗(yàn)者的心電位和與心跳相關(guān)的信息。具體地,生物信號(hào)信息測量部102以固定間隔測量通過單感應(yīng)而獲得的心電位。并且,生物信號(hào)信息測量部102例如測量心跳間隔即rr間隔(rrinterval)。此外,作為生物信號(hào)而測量光電脈沖波等的脈沖波、生物電阻等的體內(nèi)阻抗、生物微振動(dòng)、生物圧力變動(dòng),血壓計(jì)等袖口壓力等動(dòng)脈壓等。此外,也可利用生物電位、肌電、腦波、誘發(fā)電位等。
收發(fā)部103將加速度信息測量部101及生物信號(hào)信息測量部102測量的加速度信息及生物信號(hào)信息發(fā)送到穿戴式設(shè)備10的外部。并且,收發(fā)部103接收從穿戴式設(shè)備10的外部發(fā)送的信號(hào)。當(dāng)加速度信息測量部101及生物信號(hào)信息測量部102每次取得信息時(shí),收發(fā)部103向外部發(fā)送該信息。例如,收發(fā)部103通過無線通信功能而發(fā)送信息。具體地,收發(fā)部103將加速度信息及生物信號(hào)信息發(fā)送到逐次姿勢識(shí)別裝置20。
輸入部104受理由被驗(yàn)者等向穿戴式設(shè)備10輸入的信息。例如,輸入部104受理被驗(yàn)者等所輸入的標(biāo)簽(后述)。受理的標(biāo)簽被發(fā)送到收發(fā)部103,并被發(fā)送到逐次姿勢識(shí)別裝置20。逐次姿勢識(shí)別裝置20根據(jù)預(yù)設(shè)的處理過程,使標(biāo)簽和之后接收的加速度信息及生物信號(hào)信息對(duì)應(yīng)。另外,關(guān)于標(biāo)簽的具體情況,將后述。并且,標(biāo)簽可以從逐次姿勢識(shí)別裝置20所具備的輸入部211(后述)輸入,而不是從輸入部104輸入。并且,穿戴式設(shè)備10可以是不具備輸入部104的結(jié)構(gòu)。并且,輸入部104還用于供被驗(yàn)者等選擇后述的學(xué)習(xí)模式或識(shí)別模式。
(逐次姿勢識(shí)別裝置20的結(jié)構(gòu)的一例)
逐次姿勢識(shí)別裝置20具備收發(fā)部201、特征量提取部202、第1制作部203、第2制作部204、第3制作部205、第1確定部206、第2確定部207、第3確定部208、識(shí)別部209、生成部210及輸入部211。
收發(fā)部201接收從穿戴式設(shè)備10的收發(fā)部103發(fā)送的加速度信息及生物信號(hào)信息。收發(fā)部201接收由收發(fā)部103逐次發(fā)送的加速度信息及生物信號(hào)信息而發(fā)送到特征量提取部202。
特征量提取部202從加速度信息及生物信號(hào)信息提取用于進(jìn)行姿勢識(shí)別的特征量。提取的特征量被發(fā)送到第1制作部203、第2制作部204、第3制作部205,利用于取得被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)的基線信息的學(xué)習(xí)處理中。提取的特征量又被發(fā)送到第1確定部206、第2確定部207、第3確定部208,利用于識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別處理中。關(guān)于特征量提取部202所執(zhí)行的特征量提取處理的具體情況將后述。另外,特征量提取部202可以不構(gòu)成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)部,而可以將特征量提取部202的處理分別合并到第1制作部203、第2制作部204、第3制作部205、第1確定部206、第2確定部207及第3確定部208中。
第1制作部203、第2制作部204、第3制作部205執(zhí)行利用特征量而進(jìn)行逐次機(jī)器學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)處理。第1制作部203制作用于識(shí)別被驗(yàn)者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)的運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型。第2制作部204制作在被驗(yàn)者處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的情況下用于識(shí)別該運(yùn)動(dòng)的種類的運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型。第3制作部205制作在被驗(yàn)者處于靜止?fàn)顟B(tài)的情況下用于識(shí)別該靜止的種類的靜止識(shí)別模型。通過學(xué)習(xí)處理而制作的運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型、運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型及靜止識(shí)別模型成為被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)的基線信息。學(xué)習(xí)處理是制作相關(guān)的識(shí)別模型的處理,即取得基線信息的處理。關(guān)于學(xué)習(xí)處理的具體情況,將后述。
第1確定部206、第2確定部207、第3確定部208分別利用由第1制作部203、第2制作部204、第3制作部205制作的識(shí)別模型和由特征量提取部202提取的特征量而確定被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)。
第1確定部206利用第1制作部203制作的運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型而確定被驗(yàn)者是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還是處于靜止?fàn)顟B(tài)。第2確定部207利用第2制作部204制作的運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型而確定運(yùn)動(dòng)的種類,確定在被驗(yàn)者處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的情況下進(jìn)行哪種運(yùn)動(dòng)。第3確定部208利用第3制作部205制作的靜止識(shí)別模型而確定靜止的種類,確定在被驗(yàn)者處于靜止?fàn)顟B(tài)的情況下屬于哪種靜止。關(guān)于通過第1確定部206、第2確定部207及第3確定部208進(jìn)行姿勢確定處理的具體情況,將后述。
識(shí)別部209組合由第1確定部206、第2確定部207及第3確定部208進(jìn)行的姿勢確定處理的結(jié)果而識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)。識(shí)別部209進(jìn)行識(shí)別處理的結(jié)果,獲得被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別結(jié)果。例如,獲得被驗(yàn)者正在“運(yùn)動(dòng)”或正在“步行”等識(shí)別結(jié)果。關(guān)于識(shí)別處理的具體情況,將后述。
生成部210生成將識(shí)別部209的識(shí)別結(jié)果和從穿戴式設(shè)備10接收的生物信號(hào)信息按照時(shí)間序列對(duì)應(yīng)而成的信息。生成部210生成將基于在規(guī)定的期間中取得的加速度信息及生物信號(hào)信息而識(shí)別的被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)和在相同的期間中取得的生物信號(hào)信息對(duì)應(yīng)而成的對(duì)應(yīng)信息。例如,生成部210將從時(shí)刻t1到t5的期間的被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)和從時(shí)刻t1到t5的期間的該被驗(yàn)者的心率對(duì)應(yīng)而生成對(duì)應(yīng)信息。關(guān)于生成部210所生成的信息的具體情況,將后述。
輸入部211受理來自逐次姿勢識(shí)別裝置20的外部的信息輸入。輸入部211例如可以是鍵盤、觸摸板等輸入設(shè)備。輸入部211與穿戴式設(shè)備10的輸入部104相同地,用于供被驗(yàn)者等輸入后述的標(biāo)簽。并且,輸入部211用于供被驗(yàn)者等選擇學(xué)習(xí)模式或識(shí)別模式。
(逐次姿勢識(shí)別處理的概括性的流程的一例)
圖2是表示第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別處理的流程的一例的流程圖。當(dāng)開始處理時(shí),逐次姿勢識(shí)別裝置20受理模式的選擇(步驟s201)。具體地,受理學(xué)習(xí)模式或識(shí)別模式的選擇。在此,學(xué)習(xí)模式是指,逐次姿勢識(shí)別裝置20執(zhí)行學(xué)習(xí)處理的動(dòng)作形態(tài)。并且,識(shí)別模式是指,逐次姿勢識(shí)別裝置20執(zhí)行識(shí)別處理(包括姿勢確定處理)的動(dòng)作形態(tài)。另外,圖2中為了方便說明,圖示成選擇學(xué)習(xí)模式或識(shí)別模式的任一模式的結(jié)構(gòu),但是也可以進(jìn)一步設(shè)置并行地進(jìn)行學(xué)習(xí)處理和識(shí)別處理的模式而執(zhí)行。
接著,逐次姿勢識(shí)別裝置20判定是否選擇學(xué)習(xí)模式(步驟s202)。在選擇了學(xué)習(xí)模式的情況下(步驟s202,是),逐次姿勢識(shí)別裝置20接收由被驗(yàn)者等輸入的標(biāo)簽。標(biāo)簽是指,確定被驗(yàn)者的“姿勢”及“運(yùn)動(dòng)”的信息。例如,關(guān)于標(biāo)簽,作為“姿勢”而包括“站位”“坐位”“臥位”的信息,作為“運(yùn)動(dòng)”而包括“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”或“靜止?fàn)顟B(tài)”的信息。并且,作為“運(yùn)動(dòng)”,也可制作“步行”“跳躍”“踏步”“散步”等標(biāo)簽。在此,“步行”是指單純的日常的步行,“散步”是指積極地作為運(yùn)動(dòng)而行走的情況。逐次姿勢識(shí)別裝置20作為身體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),對(duì)于近似的運(yùn)動(dòng)判定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,從而識(shí)別日常的“步行”和作為運(yùn)動(dòng)的“散步”。這樣,逐次姿勢識(shí)別裝置20對(duì)于即便是近似的運(yùn)動(dòng)但強(qiáng)度不同的各個(gè)運(yùn)動(dòng)賦予不同的標(biāo)簽而進(jìn)行識(shí)別。在學(xué)習(xí)處理時(shí),將學(xué)習(xí)的信息為何種“姿勢、運(yùn)動(dòng)”的信息的情況存儲(chǔ)于逐次姿勢識(shí)別裝置20,因此將特征量和包括“姿勢、運(yùn)動(dòng)”的兩個(gè)信息的標(biāo)簽對(duì)應(yīng)地進(jìn)行處理。
并且,逐次姿勢識(shí)別裝置20從由穿戴式裝置10接收的加速度信息及生物信號(hào)信息提取特征量。所接收的標(biāo)簽和提取的特征量被輸入到第1制作部203、第2制作部204、第3制作部205(步驟s203)。各個(gè)制作部203、204、205判定標(biāo)簽是否表示“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”(步驟s204)。在判定為標(biāo)簽表示“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的情況下(步驟s204,是),第1制作部203進(jìn)行基于特征量的機(jī)器學(xué)習(xí),制作或更新運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型(步驟s205)。并且,第2制作部204進(jìn)行基于特征量的機(jī)器學(xué)習(xí),制作或更新運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型(步驟s205)。在判定為標(biāo)簽表示“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的情況下(步驟s204,是),第3制作部205不執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)。
在判定為標(biāo)簽表示“靜止?fàn)顟B(tài)”的情況下(步驟s204,否),第1制作部203進(jìn)行基于特征量的機(jī)器學(xué)習(xí),制作或更新運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型(步驟s206)。并且,第2制作部204不執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)。第3制作部205進(jìn)行基于特征量的機(jī)器學(xué)習(xí),制作或更新靜止識(shí)別模型(步驟s206)。通過學(xué)習(xí)模式的處理由此結(jié)束。
另一方面,假設(shè)在步驟s202中判定為未選擇學(xué)習(xí)模式即選擇了識(shí)別模式(步驟s202,否)。在該情況下,逐次姿勢識(shí)別裝置20從由穿戴式設(shè)備10接收的加速度信息及生物信號(hào)信息提取特征量(步驟s207)。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置20將特征量發(fā)送到第1確定部206、第2確定部207及第3確定部208。第1確定部206根據(jù)特征量和已經(jīng)被制作的運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型,確定被驗(yàn)者處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還是靜止?fàn)顟B(tài)(步驟s208)。第2確定部207根據(jù)特征量和已經(jīng)被制作的運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型,確定是哪種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(步驟s209)。第3確定部208根據(jù)特征量和已經(jīng)被制作的靜止識(shí)別模型而確定是哪種靜止?fàn)顟B(tài)(步驟s210)。
第1確定部206、第2確定部207、第3確定部208的確定結(jié)果被發(fā)送到識(shí)別部209,識(shí)別部209根據(jù)確定結(jié)果而識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢、運(yùn)動(dòng)(步驟s211)。例如,識(shí)別部209識(shí)別在其時(shí)間點(diǎn)的被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)為“站位、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置20生成將識(shí)別結(jié)果和與識(shí)別結(jié)果對(duì)應(yīng)的生物信號(hào)信息按照時(shí)間序列對(duì)應(yīng)而成的信息(步驟s212)。由此,結(jié)束識(shí)別處理。
接著,對(duì)逐次姿勢識(shí)別處理中包含的特征量提取處理、學(xué)習(xí)處理及識(shí)別處理(包括姿勢確定處理)的各個(gè)處理進(jìn)一步進(jìn)行說明。
(特征量提取處理的一例)
在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置20中,特征量提取部202從穿戴式設(shè)備10接收在規(guī)定的期間測量的加速度信息及生物信號(hào)信息,將該規(guī)定的期間分成相互重疊的多個(gè)不同的長度的期間。并且,特征量提取部202對(duì)各個(gè)期間計(jì)算特征量。在學(xué)習(xí)處理及姿勢確定處理中使用這些多個(gè)特征量。另外,在第1制作部203中使用的特征量及其提取周期(下面的t1~t4)與在第1確定部206中使用的特征量及其提取周期相同。并且,在第2制作部204中使用的特征量及其提取周期與在第2制作部204中使用的特征量及其提取周期相同。并且,在第3制作部205中使用的特征量及其提取周期與在第3確定部208中使用的特征量及其提取周期相同。但是,第1制作部203所使用的特征量及其提取周期和第2制作部204所使用的特征量及其提取周期和第3制作部205所使用的特征量及其提取周期彼此不同。
(第1特征量)
作為第1特征量,特征量提取部202計(jì)算在t1秒期間內(nèi)各軸的加速度信息的時(shí)間序列集合中的基本統(tǒng)計(jì)量。例如,計(jì)算最大值、最小值、平均值及方差值中的至少一個(gè)。例如,設(shè)為t1=0.4秒,假設(shè)在0.4秒期間內(nèi)對(duì)各軸測量10個(gè)加速度信息。在該情況下,特征量提取部202將對(duì)各軸的10個(gè)信息的基本統(tǒng)計(jì)量作為各軸的特征量而提取。
(第2特征量)
作為第2特征量,特征量提取部202計(jì)算在t2秒期間(其中,t1<t2)內(nèi)各軸的加速度信息的時(shí)間序列集合中的基本統(tǒng)計(jì)量。例如,計(jì)算最大值、最小值、平均值及方差值中的至少一個(gè)。例如,t2=2秒。
(第3特征量)
作為第3特征量,特征量提取部202計(jì)算在t3秒期間(其中,t2<t3)內(nèi)各軸的振動(dòng)頻率、全部振動(dòng)頻率的平均值及方差值或從生物信號(hào)信息提取的心跳間隔的平均值及方差值中的至少一個(gè)。振動(dòng)頻率是指,與被驗(yàn)者的身體的振動(dòng)次數(shù)對(duì)應(yīng)的特征量。關(guān)于振動(dòng)頻率的檢測手法,下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
(第4的特征量)
作為第4的特征量,特征量提取部202計(jì)算在t4秒期間(其中,t3<t4)內(nèi)各軸的振動(dòng)頻率、全部振動(dòng)頻率的基本統(tǒng)計(jì)量或從生物信號(hào)信息提取的心跳間隔的基本統(tǒng)計(jì)量中的至少一個(gè)。作為基本統(tǒng)計(jì)量,例如可例舉最大值、最小值、平均值及方差值。
另外,由心跳間隔計(jì)算的特征量不限于心跳間隔的平均值、方差值。例如,可將心率的基本統(tǒng)計(jì)量作為特征量而進(jìn)行計(jì)算。并且,作為第1、第2、第3及第4的特征量,也可以不使用上述特征量中的全部特征量,根據(jù)所識(shí)別的姿勢及運(yùn)動(dòng),僅使用一部分的特征量。
(振動(dòng)頻率的檢測手法)
接著,對(duì)振動(dòng)頻率的檢測手法進(jìn)行說明。在此,“振動(dòng)頻率”是指,如果以身體的上下方向而言是歩數(shù)、跳躍次數(shù)等與身體的振動(dòng)次數(shù)具備相同的意思的次數(shù)。將振動(dòng)頻率作為用于進(jìn)行姿勢識(shí)別的特征量進(jìn)行使用,從而能夠制作考慮了被驗(yàn)者的身體的傾斜度的程度、振動(dòng)即振動(dòng)的識(shí)別模型而實(shí)現(xiàn)詳細(xì)的姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別。
在將振動(dòng)頻率作為特征量而使用的情況下,加速度信息測量部101測量佩戴穿戴式設(shè)備10的被驗(yàn)者的身體的振動(dòng),因此至少具備3軸加速度傳感器等加速度傳感器。例如,在使用3軸加速度傳感器的情況下,能夠測量在x軸、y軸、z軸的3軸(參照?qǐng)D3)中加速度傳感器所受到的加速度。
圖3是用于對(duì)逐次姿勢識(shí)別處理中使用的特征量中的振動(dòng)頻率的檢測手法進(jìn)行說明的圖。當(dāng)被驗(yàn)者改變姿勢或進(jìn)行運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致加速度傳感器傾斜時(shí),加速度傳感器所檢測的重力加速度發(fā)生變化。由此,能夠檢測加速度傳感器的傾斜度即被驗(yàn)者的身體的傾斜度。并且,由加速度傳感器檢測的x軸、y軸、z軸各軸中的加速度的合成加速度發(fā)生變化,從而能夠檢測加速度傳感器即被驗(yàn)者的身體的振動(dòng)的程度。例如,圖3是表示被驗(yàn)者在步行中通過加速度傳感器而檢測的3軸加速度及合成加速度的測量值的一例的曲線圖。
使用這樣通過加速度傳感器而獲得的測量值而檢測振動(dòng)頻率。下面,對(duì)檢測振動(dòng)頻率的手法的一例進(jìn)行說明。
首先,根據(jù)以下的式(1)而計(jì)算合成加速度ar。
【數(shù)學(xué)式1】
根據(jù)在式(1)中定義的合成加速度ar,能夠?qū)⑾鄬?duì)各個(gè)軸方向的振動(dòng)檢測為相同,在發(fā)生傳感器的旋轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)的情況下,合成加速度幾乎不發(fā)生變化。圖4是表示旋轉(zhuǎn)傳感器的情況下的加速度和合成加速度的一例的曲線圖。在圖4的例子中,發(fā)生了z軸方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),但合成加速度幾乎追隨z軸的測量值。
接著,在合成加速度ar小于規(guī)定的下限閾值θbtm時(shí),記錄此時(shí)的合成加速度abtm。并且,在記錄小于下限閾值θbtm的合成加速度abtm之后在規(guī)定的上限時(shí)間tw內(nèi),當(dāng)合成加速度ar大于規(guī)定的上限閾值θtop時(shí),記錄此時(shí)的合成加速度atop。通過該處理,檢測在短時(shí)間內(nèi)合成加速度的值變大的期間。
接著,判定所記錄的abtm和atop之差是否大于規(guī)定的振動(dòng)檢測閾值θamp。在差大于振動(dòng)檢測閾值θamp的情況下,計(jì)數(shù)為振動(dòng)頻率1。并且,重設(shè)abtm和atop。并且,在規(guī)定的上限期間tw內(nèi)未計(jì)數(shù)出振動(dòng)頻率的情況下,也重設(shè)abtm及atop。
通過以上的處理,在長時(shí)間向一定方向施加較大的加速度的情況下不作為振動(dòng)頻率而進(jìn)行計(jì)數(shù),而是準(zhǔn)確地檢測出加速度的方向急劇變化的身體的振動(dòng)。
另外,作為振動(dòng)頻率的檢測手法,(1)旋轉(zhuǎn)、長期的變化不被檢測為振動(dòng),(2)如果加速度不改變一定的量,則不被檢測為振動(dòng),(3)在任何軸方向上也通過相同的算法進(jìn)行檢測,(4)如果由所取得的加速度、角速度信息等可進(jìn)行檢測,則無需特別限定,可使用任意的手法。這樣,關(guān)于振動(dòng)頻率,不根據(jù)合成加速度確定的動(dòng)作,在前后方向、左右方向的任何方向上也能夠無區(qū)別地進(jìn)行計(jì)算。第1實(shí)施方式的特征量提取部202將t3劃分為分成多個(gè)的小框架,根據(jù)各個(gè)小框架內(nèi)的振動(dòng)頻率而計(jì)算方差值、平均值。
并且,“各軸的振動(dòng)頻率”是指,在檢測到振動(dòng)頻率時(shí)僅數(shù)出最影響其振動(dòng)的軸而獲得的數(shù)。例如,在構(gòu)成通過上述的手法而數(shù)出振動(dòng)頻率時(shí)的合成加速度的成分中檢測測量出最大的加速度的軸。并且,將該軸中的振動(dòng)頻率計(jì)數(shù)為1。例如,在從z軸檢測到在計(jì)數(shù)出振動(dòng)頻率1時(shí)的各軸的加速度中的最大的加速度的情況下,將z軸的振動(dòng)頻率計(jì)數(shù)為1。z軸的振動(dòng)例如是在被驗(yàn)者步行時(shí)的振動(dòng)、在被驗(yàn)者跳躍的情況等時(shí)檢測的。因此,能夠根據(jù)z軸的振動(dòng)頻率而檢測“步行”等的運(yùn)動(dòng)。
另外,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置20采用機(jī)器學(xué)習(xí)模型,因此自動(dòng)進(jìn)行對(duì)各特征量的加權(quán)。
(學(xué)習(xí)處理的流程的一例)
圖5是表示通過第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置20而進(jìn)行的逐次姿勢識(shí)別處理中的學(xué)習(xí)處理的流程的一例的概略圖。利用圖5,對(duì)具體的學(xué)習(xí)處理的例子進(jìn)行說明。
在逐次姿勢識(shí)別裝置20中最初執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)時(shí)及追加地執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)時(shí),用戶選擇學(xué)習(xí)模式等而向逐次姿勢識(shí)別裝置20指示開始執(zhí)行學(xué)習(xí)處理(步驟s300)。并且,用戶進(jìn)行姿勢的登記。即,用戶輸入標(biāo)簽。就是說,用戶向逐次姿勢識(shí)別裝置20輸入識(shí)別機(jī)器學(xué)習(xí)的動(dòng)作的信息(“姿勢a的名字”)、該動(dòng)作的“姿勢”、表示該動(dòng)作相應(yīng)于“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”和“靜止?fàn)顟B(tài)”的哪一個(gè)狀態(tài)的信息(“姿勢a的登記準(zhǔn)備”,步驟s301)。例如,在圖5的例子中,作為“姿勢a的名字”,輸入“坐下”。坐下的狀態(tài)是“靜止?fàn)顟B(tài)”,因此與表示“停止”這一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的信息一并進(jìn)行輸入。在圖5的例子中,由此識(shí)別“坐下”這一姿勢。進(jìn)一步,識(shí)別細(xì)致的狀態(tài)的情況下,調(diào)整標(biāo)簽所示的姿勢及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分類而進(jìn)行對(duì)應(yīng)。例如,可以與“坐下”這一名字對(duì)應(yīng)地,輸入“姿勢:坐位”“運(yùn)動(dòng)狀態(tài):靜止”這一信息。并且,可以與“跳躍”這一名字對(duì)應(yīng)地設(shè)置“姿勢:站位”“運(yùn)動(dòng)狀態(tài):上下跳動(dòng)”等。關(guān)于輸入,既可以從穿戴式設(shè)備10的輸入部104輸入,也可以從輸入部211輸入。關(guān)于標(biāo)簽,關(guān)于進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)的各個(gè)動(dòng)作而輸入,使逐次姿勢識(shí)別裝置20取得并存儲(chǔ)(步驟s302)。
在輸入標(biāo)簽之后,用戶向逐次姿勢識(shí)別裝置20指示開始進(jìn)行與所輸入的標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的動(dòng)作的機(jī)器學(xué)習(xí)(“姿勢a開始”,步驟s303)。并且,用戶開始與所輸入的標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。通過用戶的指示輸入,在逐次姿勢識(shí)別裝置20中起動(dòng)學(xué)習(xí)模式(步驟s304)。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置20的特征量提取部202執(zhí)行特征量提取處理(步驟s305)。關(guān)于上述的各個(gè)特征量,按照每個(gè)預(yù)設(shè)期間(t1~t4)重復(fù)進(jìn)行特征量提取處理。
當(dāng)提取特征量時(shí),向第1制作部203、第2制作部204、第3制作部205發(fā)送特征量。并且,第1制作部203根據(jù)所輸入的標(biāo)簽(例如“坐下:停止”),作為由標(biāo)簽指定的“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”或“靜止?fàn)顟B(tài)”的數(shù)據(jù)(例如,如果標(biāo)簽為“坐下:停止”,則為“靜止?fàn)顟B(tài)”),進(jìn)行所輸入的特征量的機(jī)器學(xué)習(xí)(步驟s306)。在圖5的例子中,每隔提取特征量的時(shí)間t1秒而執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)。另外,以比t1秒短的提取周期提取的特征量被滑動(dòng)輸入。關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)的執(zhí)行周期,與加速度信息測量部101及生物信號(hào)信息測量部102的測量周期對(duì)應(yīng)地設(shè)定即可。
與第2制作部204相同地,根據(jù)所輸入的標(biāo)簽(例如,“坐下:停止”)而執(zhí)行處理。在圖5的例子中,所輸入的標(biāo)簽為“坐下:停止”即“靜止?fàn)顟B(tài)”,因此制作動(dòng)作狀態(tài)的識(shí)別模型的結(jié)構(gòu)要素即第2制作部204不進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)而等待(步驟s307)。
與第3制作部205相同地,根據(jù)所輸入的標(biāo)簽(例如,“坐下:停止”)執(zhí)行處理。在圖5的例子中,所輸入的標(biāo)簽為“坐下:停止”即“靜止?fàn)顟B(tài)”,因此第3制作部205作為“靜止?fàn)顟B(tài)”的一個(gè)種類,進(jìn)行所輸入的特征量的機(jī)器學(xué)習(xí)(步驟s308)。
當(dāng)在用戶側(cè)完成了由標(biāo)簽指定的動(dòng)作時(shí),向逐次姿勢識(shí)別裝置20指示該動(dòng)作的機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)束(“姿勢a結(jié)束”,步驟s309)。根據(jù)用戶的指示,逐次姿勢識(shí)別裝置20停止學(xué)習(xí)模式(步驟s310)。并且,用戶開始進(jìn)行下一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)的姿勢b的登記的準(zhǔn)備(步驟s311)。以上是在逐次姿勢識(shí)別處理中的學(xué)習(xí)處理的一例的流程。
在學(xué)習(xí)處理中使用的標(biāo)簽是表示作為識(shí)別的對(duì)象的動(dòng)作的姿勢及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)簽,例如包括“步行”“跳躍”“坐下”“站立”“俯臥”“仰臥”等和表示其為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還是靜止?fàn)顟B(tài)的標(biāo)簽。
(識(shí)別處理的流程的一例)
圖6是表示通過第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置20而進(jìn)行的逐次姿勢識(shí)別處理中的識(shí)別處理(包括姿勢確定處理)的流程的一例的概略圖。接著,參照?qǐng)D6,對(duì)姿勢確定處理及識(shí)別處理的具體的一例進(jìn)行說明。另外,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置20即便正在執(zhí)行圖6所示的姿勢確定處理及識(shí)別處理,也能夠并行地執(zhí)行圖5的學(xué)習(xí)處理,并適當(dāng)更新識(shí)別模型。
在進(jìn)行識(shí)別處理時(shí),用戶首先向逐次姿勢識(shí)別裝置20輸入開始識(shí)別處理的要旨的指示(步驟s401)。例如,用戶執(zhí)行選擇識(shí)別模式的要旨的輸入。根據(jù)用戶的輸入,逐次姿勢識(shí)別裝置20起動(dòng)識(shí)別模式(步驟s402)。在起動(dòng)識(shí)別模式時(shí),將特征量提取部202提取的特征量輸入到第1確定部206、第2確定部207及第3確定部208。并且,用戶與學(xué)習(xí)模式時(shí)不同地,不進(jìn)行標(biāo)簽的指定輸入而直接開始任意的動(dòng)作(“姿勢a開始”,步驟s403)。例如,用戶開始進(jìn)行“坐下”這一動(dòng)作。用戶所佩戴的穿戴式設(shè)備10測量用戶的加速度信息和生物信號(hào)信息而發(fā)送到逐次姿勢識(shí)別裝置20。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置20根據(jù)所接收的加速度信息和生物信號(hào)信息而提取特征量(步驟s404)。如上述,關(guān)于各個(gè)特征量,在每隔預(yù)定的期間而執(zhí)行特征量提取處理。提取的特征量被輸入到第1確定部206、第2確定部207及第3確定部208。
第1確定部206根據(jù)所輸入的特征量和通過第1制作部203而已制作完成的運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型而確定當(dāng)前的特征量對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)的哪一個(gè)狀態(tài)。在圖6的例子中,第1確定部206確定與所輸入的特征量對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為“靜止?fàn)顟B(tài)”(即“停止”)(步驟s405)。
第2確定部207根據(jù)所輸入的特征量和通過第2制作部204而制作完成的運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型而確定當(dāng)前的特征量相應(yīng)于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的“步行”(步驟s406)。
第3確定部208根據(jù)所輸入的特征量和通過第3制作部205而制作完成的靜止識(shí)別模型而確定當(dāng)前的特征量相應(yīng)于靜止?fàn)顟B(tài)中的“坐下”(步驟s407)。在圖6的例子中,每隔t1秒重復(fù)執(zhí)行姿勢確定處理。
當(dāng)完成通過第1確定部206、第2確定部207及第3確定部208而進(jìn)行的姿勢確定處理時(shí),將各個(gè)確定結(jié)果發(fā)送到識(shí)別部209。并且,識(shí)別部209將三個(gè)確定結(jié)果進(jìn)行組合而輸出最終的識(shí)別結(jié)果。具體地,識(shí)別部209首先參照通過第1確定部206而取得的確定結(jié)果(第1階段,步驟s408)。并且,通過第1確定部206而取得的確定結(jié)果為“停止”即“靜止?fàn)顟B(tài)”,因此采用通過靜止識(shí)別模型而執(zhí)行確定的第3確定部208的確定結(jié)果即“坐下”(第2階段,步驟s408),用戶識(shí)別為“停止:坐下”。
這樣,在識(shí)別處理中,識(shí)別部209作為第1階段而在確認(rèn)特征量相應(yīng)于“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”和“靜止?fàn)顟B(tài)”中的哪一個(gè)狀態(tài)(第1確定部206的確定結(jié)果)之后,根據(jù)第1階段的結(jié)果,作為第2階段而選擇“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”或“靜止?fàn)顟B(tài)”的確定結(jié)果。
用戶在移動(dòng)到別的動(dòng)作時(shí)不特別地進(jìn)行對(duì)逐次姿勢識(shí)別裝置20的輸入,移動(dòng)到不同的動(dòng)作(“姿勢a結(jié)束,姿勢b開始”,步驟s409)。根據(jù)用戶的動(dòng)作變化,發(fā)送到逐次姿勢識(shí)別裝置20的加速度信息及生物信號(hào)信息發(fā)生變動(dòng),特征量發(fā)生變動(dòng)。由此,逐次姿勢識(shí)別裝置20在每隔t1而執(zhí)行的識(shí)別處理(包括姿勢確定處理)的結(jié)果中反映姿勢變動(dòng)。
(植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的一例)
這樣,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置20識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。進(jìn)一步,逐次姿勢識(shí)別裝置20的生成部210將所識(shí)別的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和生物信號(hào)信息的變動(dòng)對(duì)應(yīng),從而生成利用于被驗(yàn)者的健康狀態(tài)的判斷的信息。接著,作為生成部210生成的信息的一例,對(duì)將姿勢變動(dòng)和植物性神經(jīng)功能對(duì)應(yīng)而成的信息進(jìn)行說明。
圖7是概略性地表示被驗(yàn)者的姿勢變化和植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的對(duì)應(yīng)情況的表。在圖7的例子中,作為植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的指標(biāo)而利用心率。作為用于由心跳變動(dòng)評(píng)價(jià)植物性神經(jīng)功能的指標(biāo),一般利用與呼吸變動(dòng)對(duì)應(yīng)的高頻變動(dòng)成分(h成分)和與血壓變動(dòng)對(duì)應(yīng)的低周波變動(dòng)成分(lf成分)。在圖7的例子中,也利用心率、hf成分、lf成分而評(píng)價(jià)了植物性神經(jīng)的狀態(tài)。
例如,假設(shè)被驗(yàn)者在從“站位”向“坐位”轉(zhuǎn)變姿勢時(shí)心率減少。在該情況下,想必植物性神經(jīng)的副交感神經(jīng)活動(dòng)被激活。并且,假設(shè)被驗(yàn)者在從“站位”向“坐位”轉(zhuǎn)變姿勢時(shí)心率增加。在該情況下,想必由靜脈環(huán)流量的增加而導(dǎo)致植物性神經(jīng)的交感神經(jīng)活動(dòng)過渡地被激活。并且,在被驗(yàn)者從“坐位”向“臥位”轉(zhuǎn)變的情況下,在沒有姿勢變化而處于靜止?fàn)顟B(tài)的情況下也相同。
另外,假設(shè)被驗(yàn)者在從“坐位”向“站位”轉(zhuǎn)變姿勢時(shí)心率減少。在該情況下,想必處于伴隨著靜脈環(huán)流量的減少等的循環(huán)動(dòng)態(tài)的變動(dòng)的過渡的副交感神經(jīng)活動(dòng)的亢進(jìn)狀態(tài)。并且,假設(shè)被驗(yàn)者在從“站位”向“坐位”轉(zhuǎn)變姿勢時(shí)心率增加。在該情況下,想必處于伴隨著靜脈環(huán)流量的增加等的循環(huán)動(dòng)態(tài)的變動(dòng)的過渡的交感神經(jīng)活動(dòng)的亢進(jìn)狀態(tài)。并且,在被驗(yàn)者從“臥位”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白弧钡那闆r下、從“臥位”向“站位”轉(zhuǎn)變姿勢的情況下也是相同的。
另外,在被驗(yàn)者未轉(zhuǎn)變姿勢的期間或以靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)未發(fā)生變化的期間心率沒有發(fā)生變動(dòng)的情況下,可基于hf成分、lf/hf比進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如,可基于hf成分而評(píng)價(jià)副交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)狀態(tài)。并且,可根據(jù)lf/hf比而評(píng)價(jià)交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)狀態(tài)。進(jìn)一步,根據(jù)心率的下降階段,識(shí)別副交感神經(jīng)活動(dòng)成分(根據(jù)呼吸性心律失常的心率的抑制等)。
相同地,在沒有姿勢、狀態(tài)的變化的期間,可由lf/hf比、lf成分的增加、hf成分的抑制來評(píng)價(jià)交感神經(jīng)活動(dòng)。并且,根據(jù)心率的上升階段,識(shí)別交感神經(jīng)活動(dòng)。另外,圖7的例子概略性地表示姿勢轉(zhuǎn)變與植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的關(guān)系。
并且,根據(jù)圖7所示的評(píng)價(jià),生成部210生成將姿勢變化和植物性神經(jīng)的響應(yīng)量對(duì)應(yīng)地評(píng)價(jià)植物性神經(jīng)的信息。例如,圖8是用于說明植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的手法的一例的圖。在圖8所示的例子中,首先,第1確定部206根據(jù)特征量而確定被驗(yàn)者處于“運(yùn)動(dòng)、靜止”的哪一個(gè)狀態(tài)(“姿勢估計(jì):僅第1階段”)。接著,根據(jù)第1階段中的結(jié)果,確定第2確定部207或第3確定部208處于何種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)(“姿勢估計(jì):第2階段”)。由此,識(shí)別各個(gè)時(shí)間點(diǎn)中的“姿勢、運(yùn)動(dòng)”的狀態(tài)。接著,生成部210根據(jù)識(shí)別結(jié)果而確定發(fā)生姿勢變化的時(shí)間點(diǎn)(“姿勢變化檢測”)。并且,生成部210由與所確定的時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生物信號(hào)信息例如心率的信息(“植物性神經(jīng)響應(yīng)量”),進(jìn)行植物性神經(jīng)功能的評(píng)價(jià)(“植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)”)。
另外,在圖7所示的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)中,將心跳變動(dòng)(hrv:heartratevariability)的頻率成分的hf成分及l(fā)f成分作為在植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)中使用的特征量。但是,不限于此,可在植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)中使用其他的特征量。例如,可將心跳間隔的變動(dòng)量等作為特征量。
(第1實(shí)施方式的效果)
這樣,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置具備加速度信息測量部,該加速度信息測量部設(shè)于穿戴式設(shè)備,對(duì)佩戴穿戴式設(shè)備的被驗(yàn)者的動(dòng)作的加速度信息進(jìn)行測量。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置具備生物信號(hào)信息測量部,該生物信號(hào)信息測量部設(shè)于穿戴式設(shè)備,對(duì)被驗(yàn)者的生物信號(hào)信息進(jìn)行測量。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置具備特征量提取部,該特征量提取部從加速度信息及生物信號(hào)信息提取對(duì)應(yīng)于第1規(guī)定期間的第1特征量及對(duì)應(yīng)于第2規(guī)定期間的第2特征量。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置具備第1制作部,該第1制作部通過基于第1特征量的機(jī)器學(xué)習(xí)而制作用于識(shí)別被驗(yàn)者正在運(yùn)動(dòng)還是靜止的運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型。逐次姿勢識(shí)別裝置具備第2制作部,該第2制作部通過基于第1特征量的機(jī)器學(xué)習(xí)而制作用于識(shí)別多個(gè)運(yùn)動(dòng)樣式的運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置具備第3制作部,該第3制作部通過基于第1特征量的機(jī)器學(xué)習(xí)而制作用于識(shí)別多個(gè)靜止樣式的靜止識(shí)別模型。逐次姿勢識(shí)別裝置具備第1確定部,該第1確定部根據(jù)運(yùn)動(dòng)及靜止識(shí)別模型和第2特征量而確定在第2規(guī)定期間被驗(yàn)者正在運(yùn)動(dòng)還是靜止。逐次姿勢識(shí)別裝置具備第2確定部,該第2確定部根據(jù)運(yùn)動(dòng)識(shí)別模型和第2特征量,確定第2規(guī)定期間中的被驗(yàn)者的1個(gè)運(yùn)動(dòng)樣式。逐次姿勢識(shí)別裝置具備第3確定部,該第3確定部根據(jù)靜止識(shí)別模型和第2特征量,確定第2規(guī)定期間中的被驗(yàn)者的1個(gè)靜止樣式。逐次姿勢識(shí)別裝置具備識(shí)別部,該識(shí)別部通過將第1確定部、第2確定部及第3確定部的確定結(jié)果進(jìn)行組合,從而對(duì)第2規(guī)定期間中的被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)進(jìn)行識(shí)別。逐次姿勢識(shí)別裝置具備生成部,該生成部生成將識(shí)別部所識(shí)別的姿勢及運(yùn)動(dòng)和第2規(guī)定期間的被驗(yàn)者的生物信號(hào)信息對(duì)應(yīng)而成的對(duì)應(yīng)信息。
因此,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置對(duì)依次從穿戴式設(shè)備發(fā)送的加速度信息和生物信號(hào)信息進(jìn)行逐次機(jī)器學(xué)習(xí),從而迅速地識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)。并且,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置生成將所識(shí)別的姿勢及運(yùn)動(dòng)和生物信號(hào)信息對(duì)應(yīng)而成的對(duì)應(yīng)信息,因此能夠進(jìn)行健康管理、疾病預(yù)防。
并且,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置分為識(shí)別“運(yùn)動(dòng)及靜止”的第1階段和識(shí)別出是何種運(yùn)動(dòng)、是何種靜止的第2階段而執(zhí)行逐次姿勢識(shí)別處理。在生物信號(hào)信息及加速度信息中,反差大的識(shí)別對(duì)象和反差小的識(shí)別對(duì)象被混合存在。例如,“站立”“坐下”等的反差小,“步行”“坐下”等的反差大。但是,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別處理中,作為識(shí)別的上位層而設(shè)置“運(yùn)動(dòng)及靜止”這一區(qū)分而構(gòu)建學(xué)習(xí)模型,在2個(gè)階段中識(shí)別姿勢。因此,在反差小的標(biāo)簽(姿勢,運(yùn)動(dòng))之間的識(shí)別中,反差大的標(biāo)簽的識(shí)別不會(huì)帶來影響。并且,通過進(jìn)行2個(gè)階段的識(shí)別,即便增減標(biāo)簽,對(duì)其他階段的識(shí)別不產(chǎn)生影響,標(biāo)簽的增減變得容易。
并且,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置將所識(shí)別的姿勢及運(yùn)動(dòng)和生物信號(hào)信息對(duì)應(yīng)而生成對(duì)應(yīng)信息。因此,根據(jù)第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置,在日常生活中能夠持續(xù)地檢測被驗(yàn)者的姿勢、運(yùn)動(dòng)的變化,并檢測生物信號(hào)信息,將伴隨不同的姿勢變化而生成的心率上升階段和心率下降階段分開而進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如,根據(jù)第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置,通過識(shí)別姿勢及運(yùn)動(dòng),從而能夠?qū)⑵鸫?、起立等姿勢變化和就座、臥床等姿勢變化區(qū)別開。因此,能夠?qū)殡S起床、起立等的姿勢變化的介由植物性神經(jīng)反射而反映交感神經(jīng)功能的心率上升階段和通過就座、臥床等姿勢變化而反映迷走神經(jīng)功能的心率下降階段分開而進(jìn)行評(píng)價(jià)。
并且,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置能夠制作吸收了個(gè)人的體型、姿勢的習(xí)慣等的用戶依賴性高的識(shí)別模型,能夠提高識(shí)別處理的精度。
在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置中,第1制作部、第2制作部、第3制作部受理逐次生成的特征量的輸入而進(jìn)行逐次學(xué)習(xí)。即,即便用戶在對(duì)某個(gè)姿勢開始進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)之后中斷并結(jié)束該姿勢的機(jī)器學(xué)習(xí),也能夠根據(jù)逐次姿勢識(shí)別裝置至此為止所學(xué)習(xí)的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而執(zhí)行姿勢判斷。并且,逐次姿勢識(shí)別裝置利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型,因此自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)特征量的加權(quán)。因此,在通過被驗(yàn)者而對(duì)相同的標(biāo)簽的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所輸入的特征量中存在偏差,逐次姿勢識(shí)別裝置也能夠容易地構(gòu)建與個(gè)人匹配的識(shí)別模型。并且,進(jìn)行逐次學(xué)習(xí)而逐次地更新識(shí)別模型,因此用戶可在自由的時(shí)機(jī)中斷或再次開始學(xué)習(xí)。
并且,與采用利用閾值、決策樹的規(guī)則庫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、svm(supportvectormachine:支持向量機(jī))的學(xué)習(xí)規(guī)則等中的姿勢估計(jì)手法不同地,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置逐次利用重新獲得的數(shù)據(jù)而提高學(xué)習(xí)精度,提高識(shí)別結(jié)果的精度。并且,無需獲得全部的學(xué)習(xí)中所需的數(shù)據(jù)之后開始學(xué)習(xí),而是即便取得少量的數(shù)據(jù),也能夠開始進(jìn)行學(xué)習(xí)。
并且,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置在加速度信息的基礎(chǔ)上利用從生物信號(hào)信息獲得的特征量而識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng),因此能夠提高識(shí)別結(jié)果的精度。
并且,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置中,特征量提取部從第1規(guī)定期間提取相互重疊的多個(gè)不同的長度的期間,并對(duì)所提取的各個(gè)期間提取第1特征量。就是說,對(duì)不同的長度的期間分別提取特征量而利用于機(jī)器學(xué)習(xí),因此能夠?qū)崿F(xiàn)精度高的姿勢識(shí)別。
并且,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置中,特征量提取部根據(jù)相互重疊的多個(gè)不同的長度的期間中的第1期間中的加速度信息的時(shí)間序列集合中的最大值、最小值、平均值及方差值中的至少一個(gè)和相互重疊的多個(gè)不同的長度的期間中的第2期間中的心跳間隔的最大值、最小值、平均值及方差值中的至少一個(gè)而提取第1特征量及第2特征量。
這樣,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置不僅從加速度信息,而且還從生物信號(hào)信息提取特征量而用于識(shí)別姿勢及運(yùn)動(dòng)。因此,與僅使用加速度信息的情況不同地,能夠提高姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別的精度。并且,通過使用生物信號(hào)信息,從而能夠增加可識(shí)別的姿勢及運(yùn)動(dòng)的種類。
并且,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置中,特征量提取部還根據(jù)在第2期間中測量的沿著加速度的各軸而產(chǎn)生的振動(dòng)次數(shù)、振動(dòng)次數(shù)的平均值及方差值中的至少一個(gè)而提取第1特征量及第2特征量。這樣,對(duì)加速度的各個(gè)軸而具體地提取特征量,從而能夠提高姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別精度。
并且,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置中,第2期間比第1期間長。就是說,改變利用生物信號(hào)信息的特征量的提取周期和利用加速度信息的特征量的提取周期而設(shè)定為適合姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別的長度。因此,能夠提高姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別的精度。
并且,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置中,將通過第1制作部、第2制作部及第3制作部而進(jìn)行的處理與通過第1確定部、第2確定部及第3確定部而進(jìn)行的處理并行而執(zhí)行。因此,能夠?qū)W(xué)習(xí)處理和識(shí)別處理并行而執(zhí)行,有利于提高處理的速度。并且,也有利于迅速地檢測出被檢體的異常。
并且,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置中,所確定的靜止樣式至少為站位、坐位及臥位。因此,能夠?qū)㈧o止樣式即站位、坐位及臥位等和運(yùn)動(dòng)、靜止的2個(gè)樣式的確定匹配地確定被檢體的身體的運(yùn)動(dòng)方向,能夠與生物信號(hào)信息對(duì)應(yīng)地進(jìn)行被檢體的健康管理、疾病預(yù)防。
并且,在第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置中,所確定的運(yùn)動(dòng)樣式至少為步行、跳躍及踏步。因此,能夠?qū)㈧o止樣式即站位、坐位及臥位等和運(yùn)動(dòng)、靜止的2個(gè)樣式的確定匹配地確定被檢體的身體的運(yùn)動(dòng)方向,能夠與生物信號(hào)信息對(duì)應(yīng)地進(jìn)行被檢體的健康管理、疾病預(yù)防。并且,能夠?qū)⑦\(yùn)動(dòng)的種類具體地分類而識(shí)別,例如能夠區(qū)分僅在單純的日常生活中走路的步行和作為積極的運(yùn)動(dòng)的散步。
并且,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置能夠?qū)⑷粘I钪械谋或?yàn)者的姿勢、運(yùn)動(dòng)的變化和生物信號(hào)信息的變化對(duì)應(yīng)而生成信息。特別地,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置能夠使心跳變動(dòng)等的生物信號(hào)和姿勢、動(dòng)作的變動(dòng)對(duì)應(yīng)。因此,例如,提取不伴隨姿勢和動(dòng)作的變化的情況下的心跳變動(dòng)而進(jìn)行分析。在不伴隨姿勢和動(dòng)作的變化的情況下,心跳變動(dòng)的主要原因是呼吸性心律失常等的植物性的植物性神經(jīng)波動(dòng)。因此,獨(dú)立地提取不伴隨姿勢和動(dòng)作的變化的情況下的心跳變動(dòng),將心跳上升階段和下降階段分開而進(jìn)行分析,從而能夠進(jìn)行限于呼吸性心律失常的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)。
并且,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置能夠利用逐次機(jī)器學(xué)習(xí)而并行地執(zhí)行學(xué)習(xí)處理和識(shí)別處理。因此,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置能夠大致實(shí)時(shí)地在至少數(shù)秒程度的延遲時(shí)間內(nèi)進(jìn)行檢測同一“姿勢,運(yùn)動(dòng)”條件下的心跳變動(dòng)等的生物信號(hào)的異常值。
并且,第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置通過比較使用逐次機(jī)器學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)和重新獲得的數(shù)據(jù),從而能夠在早期檢測異常。例如,逐次姿勢識(shí)別裝置通過檢測昏厥、急劇的血壓變化等的發(fā)作預(yù)兆或在發(fā)作的早期檢測出異常,從而避免跌倒或迅速地進(jìn)行服用藥物等有效的處理。
(第2實(shí)施方式)
接著,作為第2實(shí)施方式,對(duì)作為生物信號(hào)信息,為了植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)而測量及監(jiān)視心跳并與所識(shí)別的姿勢等對(duì)應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行說明。另外,在第2實(shí)施方式中,逐次姿勢識(shí)別處理與第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置20同樣地執(zhí)行,因此在以下的說明中,對(duì)逐次姿勢識(shí)別處理的詳細(xì)情況省略說明。
(將心跳變動(dòng)分析和姿勢對(duì)應(yīng)的意義)
首先,作為前提,對(duì)心跳分析中的課題進(jìn)行說明。
心跳分析(心跳變動(dòng)分析:hrv分析)作為植物性神經(jīng)功能測量法而廣泛被利用。在心跳分析中,通常使用100以上的多個(gè)數(shù)據(jù)而進(jìn)行分析。但是,安靜時(shí)心率、心跳變動(dòng)的個(gè)人差異比較大,在使用多個(gè)數(shù)據(jù)而進(jìn)行分析的情況下,如果不是顯著的植物性神經(jīng)障礙,則難以檢測出。作為對(duì)心率及心跳變動(dòng)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的波動(dòng)成分,具有通過呼吸性心律失常導(dǎo)致的高頻(hf)、對(duì)血壓變動(dòng)的邁耶波(mayer波)的心跳的反映等。關(guān)于這樣的波動(dòng)成分,舍棄個(gè)人差異而一律地通過閾值等而進(jìn)行正規(guī)化是困難的。
但是,如果為了反映個(gè)人差異而從一個(gè)人的被驗(yàn)者取得大量的心跳數(shù)據(jù)之后進(jìn)行分析,則對(duì)突然的發(fā)作、異常無法進(jìn)行應(yīng)對(duì),不夠現(xiàn)實(shí)。因此,需要確立一種使用從一個(gè)人的被驗(yàn)者獲得的少數(shù)數(shù)據(jù)而迅速進(jìn)行反映個(gè)人差異的分析的技術(shù)。
并且,心率(平均心率等)及心跳變動(dòng)量根據(jù)姿勢、身體活動(dòng)的有無等的條件的變化而變動(dòng)。因此,優(yōu)選為,能夠?qū)⑿奶靶奶儎?dòng)量的變動(dòng)和姿勢及運(yùn)動(dòng)等的條件對(duì)應(yīng)而按照各個(gè)條件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
作為一例,在心跳中發(fā)生各種過渡的反應(yīng)。例如,當(dāng)動(dòng)脈血壓臨時(shí)下降時(shí),發(fā)生大動(dòng)脈弓、頸動(dòng)脈洞的壓力感受器反射。在該情況下,在發(fā)生短暫的心率上升(初期響應(yīng))之后,心率平穩(wěn)地減少(后期響應(yīng)),然后心率變得穩(wěn)定。相反地,有時(shí)經(jīng)過心率的減少和與此相繼的緩慢的心率的增加,心率進(jìn)入周期性的心跳變動(dòng)。相關(guān)的過渡的反應(yīng)的原因?yàn)楦鞣N各樣。例如,因姿勢變化、運(yùn)動(dòng)、精神的影響等各種原因,產(chǎn)生心跳的過渡的反應(yīng)。并且,過渡的反應(yīng)的強(qiáng)度、響應(yīng)時(shí)間是根據(jù)原因而不同的。
并且,例如,圖9是用于對(duì)在不同的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中,在生物信號(hào)信息發(fā)生相同的變化的情況進(jìn)行說明的圖。如圖9所示,由不伴隨姿勢變化的站位時(shí)的緊張引起的心跳變動(dòng)的減少和由伴隨動(dòng)作變化的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷引起的心跳變動(dòng)的減少均作為相同的減速階段而表示。
但是,在以往,通常使用將心跳變動(dòng)的數(shù)據(jù)一概平均化或相加的手法。因此,對(duì)于根據(jù)不同的原因而產(chǎn)生的過渡的反應(yīng)等的心跳變動(dòng),難以根據(jù)各個(gè)原因區(qū)別而提取各自的特征。并且,也難以考慮由相同的原因引起的心跳變動(dòng)中產(chǎn)生的生物特有的波動(dòng)、觀測噪音而進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。
(第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理)
根據(jù)上述內(nèi)容,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中,通過逐次姿勢識(shí)別處理而識(shí)別姿勢及運(yùn)動(dòng)之后,將與姿勢及運(yùn)動(dòng)的各個(gè)條件對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)分類而分組。并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中,對(duì)與分組的各個(gè)條件對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)彼此施加去除噪音等的處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行連接。并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中,根據(jù)與分組而連接的各個(gè)條件對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù),計(jì)算各個(gè)條件中的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的參數(shù)。并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中,對(duì)逐次取得的生物信號(hào)信息(心跳數(shù)據(jù))執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí),從而取得成為用于評(píng)價(jià)被驗(yàn)者的植物性神經(jīng)功能的狀態(tài)的基線的信息。并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中,基于成為基線的信息而分析重新逐次獲得的生物信號(hào)信息,從而迅速地檢測被驗(yàn)者的異常。
(第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一例)
圖10是表示第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。在圖10中,穿戴式設(shè)備10及逐次姿勢識(shí)別裝置20a的結(jié)構(gòu)及功能與第1實(shí)施方式的穿戴式設(shè)備10及逐次姿勢識(shí)別裝置20的結(jié)構(gòu)及功能相同。但是,圖10所示的逐次姿勢識(shí)別裝置20a不具備圖1所示的逐次姿勢識(shí)別裝置20的生成部210。
如圖10所示,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得系統(tǒng)2具備穿戴式設(shè)備10、植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30。穿戴式設(shè)備10和植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30通過網(wǎng)絡(luò)而可通信地連接。
植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30具備逐次姿勢識(shí)別裝置20a。在圖10中,將逐次姿勢識(shí)別裝置20a作為植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30的一部分而進(jìn)行了圖示,但也可以將逐次姿勢識(shí)別裝置20a和植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30作為獨(dú)立的裝置而構(gòu)成。在該情況下,將逐次姿勢識(shí)別裝置20a和植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30通過網(wǎng)絡(luò)而可通信地連接即可。關(guān)于連接的形態(tài),不作特別限定。
穿戴式設(shè)備10將加速度信息和生物信號(hào)信息發(fā)送到植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30。穿戴式設(shè)備10的結(jié)構(gòu)及功能與第1實(shí)施方式的穿戴式設(shè)備10相同,因此省略詳細(xì)的說明。
并且,植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30具備的逐次姿勢識(shí)別裝置20a從所接收的加速度信息和生物信號(hào)信息識(shí)別佩戴穿戴式設(shè)備10的被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)。姿勢及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別手法在第1實(shí)施方式的說明中進(jìn)行了詳細(xì)的說明,因此在此省略說明。但是,只要能夠幾乎實(shí)時(shí)地識(shí)別被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng),則可采用使用其他的手法而取得的姿勢及運(yùn)動(dòng)的信息。
植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30在從穿戴式設(shè)備10發(fā)送的生物信號(hào)信息中提取心跳數(shù)據(jù)而進(jìn)行分析。植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30在心跳數(shù)據(jù)中提取對(duì)應(yīng)被驗(yàn)者進(jìn)行相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的時(shí)期的心跳數(shù)據(jù)。心跳數(shù)據(jù)例如為心率等的信息。心跳數(shù)據(jù)是指,根據(jù)該數(shù)據(jù)而能夠計(jì)算平均心率、心跳間隔、心跳間隔平均、心跳間隔標(biāo)準(zhǔn)偏差、心跳間隔變動(dòng)系數(shù)、hf成分、lf成分等植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的指標(biāo)的信息。
并且,植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30將所提取的心跳數(shù)據(jù)彼此連接。此時(shí),植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30也可調(diào)整心跳數(shù)據(jù)中的噪音等。由此,植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30取得成為被驗(yàn)者進(jìn)行相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)時(shí)的心跳的狀態(tài)的基線的信息。并且,植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30由成為基線的信息計(jì)算成為植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的指標(biāo)的參數(shù)。所計(jì)算的參數(shù)可使用于基于相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)時(shí)的心跳數(shù)據(jù)的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)。
并且,植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30對(duì)心跳數(shù)據(jù)進(jìn)行逐次機(jī)器學(xué)習(xí),與從穿戴式設(shè)備10重新接收的心跳數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。由此,植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30迅速地檢測重新接收的心跳數(shù)據(jù)的異常。
并且,植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30將對(duì)應(yīng)于發(fā)生相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的連續(xù)的變化的時(shí)期的心跳數(shù)據(jù)同步相加,對(duì)發(fā)生確定的變化時(shí)的心跳的狀態(tài)進(jìn)行分析。例如,植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30可選擇性地收集與被驗(yàn)者在行走中(站位、運(yùn)動(dòng)狀態(tài))暫時(shí)停止而靜坐(坐位、靜止?fàn)顟B(tài))并重新開始行走(站位、運(yùn)動(dòng)狀態(tài))等一系列的姿勢變化對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù),并同步相加而進(jìn)行分析。
(第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30的結(jié)構(gòu)的一例)
參照?qǐng)D10,對(duì)植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30的結(jié)構(gòu)的一例進(jìn)行說明。植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30具備逐次姿勢識(shí)別裝置20a。并且,植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30具備分類提取部301、數(shù)據(jù)連接處理部302、學(xué)習(xí)部303、異常判定部304、同步加法部305、植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)部306及存儲(chǔ)部307。
分類提取部301將從穿戴式設(shè)備10發(fā)送的生物信號(hào)信息即心跳數(shù)據(jù)和從逐次姿勢識(shí)別裝置20a發(fā)送的識(shí)別結(jié)果對(duì)應(yīng)而提取在被驗(yàn)者處于相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的心跳數(shù)據(jù)。在此,分類提取部301從以時(shí)間序列取得的生物信號(hào)信息提取與規(guī)定的姿勢及運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的部分。因此,在所提取的心跳數(shù)據(jù)相互之間發(fā)生不連續(xù)。并且,存在在分類提取部301所提取的心跳數(shù)據(jù)中包括異常值、噪音的情況。因此,為了調(diào)整心跳數(shù)據(jù)的不連續(xù)、噪音,將所提取的心跳數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)連接處理部302。另外,關(guān)于通過分類提取部301而進(jìn)行的處理的具體情況,將后述。
數(shù)據(jù)連接處理部302取得分類提取部301所提取的心跳數(shù)據(jù)和與該心跳數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的姿勢及運(yùn)動(dòng)的信息。并且,數(shù)據(jù)連接處理部302將與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)相互連接。此時(shí),數(shù)據(jù)連接處理部302執(zhí)行用于調(diào)整所連接的心跳數(shù)據(jù)的值不連續(xù)的不連續(xù)部分、心跳數(shù)據(jù)中的噪音的數(shù)據(jù)連接處理。關(guān)于數(shù)據(jù)連接處理的具體情況,將后述。通過數(shù)據(jù)連接處理,與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的多個(gè)心跳數(shù)據(jù)相互連接。數(shù)據(jù)連接處理后的心跳數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)連接處理部302被發(fā)送到學(xué)習(xí)部303。并且,數(shù)據(jù)連接處理后的心跳數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)連接處理部302發(fā)送至存儲(chǔ)部307而得到存儲(chǔ)。每當(dāng)生成新的心跳數(shù)據(jù)時(shí),存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部307的數(shù)據(jù)被更新。數(shù)據(jù)連接處理部302由數(shù)據(jù)連接處理后的心跳數(shù)據(jù)逐次計(jì)算各條件中的心跳間隔的平均值、方差值、重心等統(tǒng)計(jì)值而存儲(chǔ)并更新。所計(jì)算的值被用作植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的參數(shù)。
學(xué)習(xí)部303執(zhí)行從數(shù)據(jù)連接處理部302發(fā)送的心跳數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)為在線學(xué)習(xí)等的逐次機(jī)器學(xué)習(xí)。
異常判定部304利用機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)果而檢測重新取得的心跳數(shù)據(jù)的異常。
同步加法部305提取與一系列的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化對(duì)應(yīng)的多個(gè)心跳數(shù)據(jù),使規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)同步而將多個(gè)心跳數(shù)據(jù)同步相加。并且,同步加法部305根據(jù)同步相加后的心跳數(shù)據(jù)而計(jì)算作為植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的參數(shù)的數(shù)值。
植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)部306生成用于通知從與數(shù)據(jù)連接處理后的各個(gè)條件對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)獲得的心跳間隔的平均值、方差值、重心等統(tǒng)計(jì)值的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息。并且,植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)部306生成用于通知由同步加法部305計(jì)算的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的參數(shù)的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息。并且,植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)部306生成在異常判定部304檢測出異常的情況下用于通知異常的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息。并且,植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)部306與第1實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別裝置20所具備的生成部210相同地,生成將姿勢及運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和生物信號(hào)信息按照時(shí)間序列而對(duì)應(yīng)而成的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息。
存儲(chǔ)部307存儲(chǔ)植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30的處理中使用的信息、處理的結(jié)果所生成的信息。存儲(chǔ)部307例如存儲(chǔ)從穿戴式設(shè)備10接收的加速度信息及生物信號(hào)信息。并且,存儲(chǔ)部307將由分類提取部301提取的、與各個(gè)條件對(duì)應(yīng)的多個(gè)心跳數(shù)據(jù)的分段和表示測量該心跳數(shù)據(jù)的日期時(shí)間的時(shí)間戳一并進(jìn)行存儲(chǔ)。并且,存儲(chǔ)部307將通過數(shù)據(jù)連接處理部302而進(jìn)行數(shù)據(jù)連接處理的心跳數(shù)據(jù)和所計(jì)算的參數(shù)一起與各個(gè)條件對(duì)應(yīng)地進(jìn)行存儲(chǔ)。并且,存儲(chǔ)部307將由同步加法部305同步相加的心跳數(shù)據(jù)和所計(jì)算的參數(shù)一起與各個(gè)條件對(duì)應(yīng)地進(jìn)行存儲(chǔ)。此外,存儲(chǔ)部307可以將植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)部306所生成的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息適當(dāng)存儲(chǔ)。
(第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理的流程的一例)
圖11是表示第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理的流程的一例的流程圖。如圖11所示,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置30首先通過逐次姿勢識(shí)別裝置20a而執(zhí)行逐次姿勢識(shí)別處理(步驟s601)。接著,分類提取部301與姿勢識(shí)別處理的結(jié)果所取得的姿勢及運(yùn)動(dòng)的信息對(duì)應(yīng)地,分類提取相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)時(shí)的心跳數(shù)據(jù)(步驟s602)。并且,針對(duì)所提取的心跳數(shù)據(jù)的不連續(xù)、噪音,數(shù)據(jù)連接處理部302執(zhí)行數(shù)據(jù)連接處理(步驟s603)。學(xué)習(xí)部303進(jìn)行數(shù)據(jù)連接處理后的心跳數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)(步驟s604)。并且,異常判定部304根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果,執(zhí)行重新獲得的心跳數(shù)據(jù)的異常檢測(步驟s605)。同步加法部305使與相同的姿勢及動(dòng)作的連續(xù)的變化對(duì)應(yīng)的多個(gè)心跳數(shù)據(jù)與規(guī)定時(shí)間點(diǎn)同步而相加,計(jì)算植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的參數(shù)(步驟s606)。植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)部306例如生成用于通知由異常判定部304檢測的異常的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息等各種植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息(步驟s607)。由此,結(jié)束植物性神經(jīng)功能信息取得處理的一例。
在圖11所示的例子中,將異常判定部304的判定結(jié)果作為植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息而生成。但是,不限于此,植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)部306也可以將通過同步加法部305而生成的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的參數(shù)等作為植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息而輸出。關(guān)于將哪一信息作為植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息而生成并輸出,根據(jù)用戶的指示輸入而選擇即可。
并且,在圖11中,對(duì)從步驟s603依次執(zhí)行步驟s606的處理的情況進(jìn)行了說明。但是,在實(shí)際的裝置中,也可以構(gòu)成為僅在發(fā)生了用戶的指示輸入時(shí)執(zhí)行任意的處理。例如,將步驟s606的同步相加僅在由用戶進(jìn)行了指示輸入時(shí)執(zhí)行。并且,將成為同步相加處理的對(duì)象的姿勢、動(dòng)作的連續(xù)的變化預(yù)先存儲(chǔ)在裝置,在每次檢測對(duì)應(yīng)的連續(xù)的變化時(shí)執(zhí)行同步相加處理而更新存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部307的信息。
(分類提取處理)
接著,對(duì)分類提取部301所執(zhí)行的分類提取處理進(jìn)行說明。圖12是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中的生物信號(hào)信息(心跳數(shù)據(jù))的分類(分組)進(jìn)行說明的圖。圖12中(1)表示被驗(yàn)者在就寢中(即,“姿勢、運(yùn)動(dòng)”為“臥位、靜止”)時(shí)的心跳間隔的分布。圖12中(2)表示被驗(yàn)者在站立的狀態(tài)下保持不動(dòng)時(shí)(即,“姿勢、運(yùn)動(dòng)”為“站位、靜止”)的心跳間隔的分布。并且,圖12中(3)表示被驗(yàn)者在站立而運(yùn)動(dòng)時(shí)(即,“姿勢、運(yùn)動(dòng)”為“站位、運(yùn)動(dòng)”)的心跳間隔的分布。另外,在圖12中,虛線表示各個(gè)時(shí)間點(diǎn)中所測量的心跳間隔的測量值,實(shí)線表示所測量的心跳間隔的值的分布。
如圖12的(2),(3)所示,被驗(yàn)者處于相同的“姿勢”“運(yùn)動(dòng)”的狀態(tài)時(shí),心跳間隔的分布近似。在圖12的(2)中,隨著時(shí)間的經(jīng)過而發(fā)生的心跳間隔的變動(dòng)在右邊的曲線圖和左邊的曲線圖中不同,但數(shù)據(jù)的分布近似。在圖12的(3)中也是相同。
分類提取部301提取處于相同的“姿勢”“運(yùn)動(dòng)”的狀態(tài)時(shí)的心跳數(shù)據(jù)。因此,分類提取部301對(duì)于被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng),從逐次姿勢識(shí)別裝置20a至少提取“站位”“坐位”“臥位”的3種“姿勢”的信息和“靜止”“運(yùn)動(dòng)”的2種“運(yùn)動(dòng)”的信息。并且,分類提取部301在各個(gè)姿勢處于穩(wěn)定保持狀態(tài)(即,未發(fā)生姿勢的轉(zhuǎn)變)的期間、在發(fā)生姿勢的轉(zhuǎn)變的情況下,確定其轉(zhuǎn)變的種類、穩(wěn)定保持狀態(tài)的開始時(shí)間等。并且,分類提取部301與所確定的內(nèi)容對(duì)應(yīng)地,對(duì)姿勢及運(yùn)動(dòng)的時(shí)間序列的轉(zhuǎn)變進(jìn)行分類。
例如,以圖12為例,分類提取部301將與“站位、靜止”對(duì)應(yīng)的心跳間隔的數(shù)據(jù)和“站位、靜止”這樣的分類對(duì)應(yīng)地進(jìn)行累積。同樣地,分類提取部301將與“站位、運(yùn)動(dòng)”對(duì)應(yīng)的心跳間隔的數(shù)據(jù)和“站位、運(yùn)動(dòng)”這樣的分類對(duì)應(yīng)地進(jìn)行累積。另外,在心跳間隔的數(shù)據(jù)中賦予時(shí)間戳而進(jìn)行存儲(chǔ),以可知該數(shù)據(jù)表示何時(shí)的被驗(yàn)者的狀態(tài)。
另外,如第1實(shí)施方式中所說明,在逐次姿勢識(shí)別處理中,逐次執(zhí)行姿勢和運(yùn)動(dòng)的識(shí)別。并且,可迅速地執(zhí)行關(guān)于姿勢是否處于穩(wěn)定保持狀態(tài)的判定。例如,判定在被驗(yàn)者在成為其姿勢之后在數(shù)秒以內(nèi)是否成為穩(wěn)定保持狀態(tài)。并且,在被驗(yàn)者的姿勢發(fā)生變化的情況下,逐次姿勢識(shí)別裝置20a根據(jù)加速度信息的拐點(diǎn)而檢測變化,因此實(shí)際上能夠從姿勢開始變化之后在數(shù)秒以內(nèi)這樣的短時(shí)間內(nèi)識(shí)別姿勢開始變化的時(shí)間。因此,各個(gè)姿勢是否在穩(wěn)定保持狀態(tài),所識(shí)別的“運(yùn)動(dòng)”“靜止”等分類、姿勢的轉(zhuǎn)變的開始時(shí)間等從實(shí)際的事件發(fā)生開始在數(shù)秒的短時(shí)間內(nèi)被確定,心跳數(shù)據(jù)被分類而積累。
分類提取部301持續(xù)地執(zhí)行如上述的分類提取處理,從而將所存儲(chǔ)的心跳數(shù)據(jù)隨時(shí)積累并更新。分類提取部301所提取的心跳數(shù)據(jù)逐次存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部307。
(數(shù)據(jù)連接處理)
接著,對(duì)數(shù)據(jù)連接處理部302所執(zhí)行的數(shù)據(jù)連接處理進(jìn)行說明。圖13是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中的數(shù)據(jù)連接處理進(jìn)行說明的圖。
(數(shù)據(jù)的非連續(xù))
圖13中,將在從時(shí)刻t-16到時(shí)刻t為止的期間在穿戴式設(shè)備10中測量的生物信號(hào)信息即心跳間隔數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)連接處理的對(duì)象。另外,將時(shí)刻t中所獲得的心跳間隔數(shù)據(jù)表示為yt。在此,逐次姿勢識(shí)別裝置20a對(duì)從時(shí)刻t-16到時(shí)刻t為止的期間的被驗(yàn)者的姿勢和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行識(shí)別,其結(jié)果假設(shè)在從時(shí)刻t-14到時(shí)刻t-13的期間發(fā)生從姿勢s1(例如,臥位)到姿勢s2(例如,站位)的轉(zhuǎn)變。并且,在從時(shí)刻t-6到時(shí)刻t-5的期間發(fā)生從姿勢s2到姿勢s1的轉(zhuǎn)變。
進(jìn)一步,假設(shè)在時(shí)刻t-16的時(shí)間點(diǎn)被驗(yàn)者處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)p(“靜止”),在時(shí)刻t-15及時(shí)刻t-7中發(fā)生了從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)p(“靜止”)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)a(“運(yùn)動(dòng)”)的轉(zhuǎn)變。并且,假設(shè)在時(shí)刻t-12及時(shí)刻t-3中發(fā)生從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)a(“運(yùn)動(dòng)”)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)p(“靜止”)的轉(zhuǎn)變。
在該情況下,當(dāng)與姿勢及運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)地將心跳數(shù)據(jù)分類時(shí),與“臥位、運(yùn)動(dòng)”(s1,a)對(duì)應(yīng)的期間為從時(shí)刻t-15到時(shí)刻t-14及從時(shí)刻t-5到時(shí)刻t-3。因此,提取從時(shí)刻t-15到時(shí)刻t-14為止的心跳間隔連續(xù)數(shù)據(jù)yt-15、yt-14和從時(shí)刻t-5到時(shí)刻t-3為止的心跳間隔連續(xù)數(shù)據(jù)yt-5、yt-4、yt-3。在要連接該兩個(gè)心跳間隔連續(xù)數(shù)據(jù)時(shí),在兩者之間發(fā)生非連續(xù)。
(數(shù)據(jù)的缺損)
并且,可發(fā)生在相同的條件下取得的心跳間隔數(shù)據(jù)中發(fā)生缺損的情況。圖14是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中的數(shù)據(jù)連接處理進(jìn)行說明的其他的圖。圖14表示在相同條件即被驗(yàn)者在“站位、靜止”的條件下取得的心跳間隔數(shù)據(jù)中存在缺損的情況。例如,可存在在由植物性神經(jīng)的過渡的反應(yīng)引起的不穩(wěn)定區(qū)間繼續(xù)發(fā)生數(shù)據(jù)的缺損的情況。如果在數(shù)據(jù)發(fā)生諸多缺損,則數(shù)據(jù)數(shù)不足而無法進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)、識(shí)別。
因此,在第2實(shí)施方式中,補(bǔ)償數(shù)據(jù)的非連續(xù)部分、缺損,整體上作為時(shí)間序列連續(xù)數(shù)據(jù)而使用。例如,圖15是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理中的數(shù)據(jù)連接處理中使用閾值的處理進(jìn)行說明的圖。圖16是用于對(duì)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得方法中的數(shù)據(jù)連接處理中使用貝葉斯的定理的處理進(jìn)行說明的圖。
在圖15所示的處理中,在分類提取部301與“站位、靜止”這一分類對(duì)應(yīng)地提取的2個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)合部分發(fā)生數(shù)據(jù)的缺損,并發(fā)生值的偏差。在圖15所示的手法中,對(duì)“站位、靜止”時(shí)的心跳間隔數(shù)據(jù)預(yù)先設(shè)定閾值。在圖15中,由粗線的框來表示所設(shè)定的閾值的范圍。并且,在超過所設(shè)定的閾值的值出當(dāng)前結(jié)合部位的情況下,關(guān)于超過閾值的值的部分,不結(jié)合而消除。
超過所設(shè)定的閾值而脫離的值通過由測量時(shí)的噪音的混入、額外收縮等的心律失常、過渡的反應(yīng)引起的不穩(wěn)定區(qū)間而產(chǎn)生。就是說,超過所設(shè)定的閾值的值為異常值或噪音的可能性大。因此,將相關(guān)的值從用于植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)消除。因?yàn)樵趯⑾嚓P(guān)的值包括在直接用于植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)的情況下,無法取得適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)參數(shù)。
另外,在上述中,在數(shù)據(jù)連接處理中使用了閾值,但除了如上述地使用固定的閾值的方法之外,還可使用其他的統(tǒng)計(jì)性手法。例如,可利用近鄰算法(nearestneighbor)、假設(shè)分布的方法、重復(fù)進(jìn)行檢查的方法、使用1類識(shí)別器的方法等。
在圖16所示的例子中,在分類提取部301提取的2個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)合部分中發(fā)生值的偏差,但所觀測的值是所設(shè)定的閾值的范圍內(nèi)的值。在該情況下,適用貝葉斯的定理而估計(jì)正確的值。就是說,從之前為止所積累的數(shù)據(jù)求出事先分配和事先概率。并且,根據(jù)重新結(jié)合的數(shù)據(jù)而求出后期分配。并且,通過所估計(jì)的值而修正觀測值而將2個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)合。
另外,在圖16的例子中,使用了貝葉斯的定理,但估計(jì)值計(jì)算的具體的手法不限于此,可使用貝葉斯更新、卡爾曼濾波、離子濾波等利用貝葉斯的定理的各種手法。此外,可使用通過各種估計(jì)而進(jìn)行的波形補(bǔ)充。并且,可使用多重替代法、樣條插值法等。
并且,在此對(duì)數(shù)據(jù)的結(jié)合部分執(zhí)行了使用貝葉斯的定理而估計(jì)正常值的處理,但也可以對(duì)包括在同一分類的所有時(shí)間序列數(shù)據(jù)連續(xù)地執(zhí)行估計(jì)處理。并且,也可以對(duì)逐次取得而追加的心跳間隔數(shù)據(jù)和姿勢識(shí)別結(jié)果執(zhí)行正確的值的估計(jì)處理的基礎(chǔ)上,追加所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或更新數(shù)據(jù)。
(學(xué)習(xí)處理/異常判定處理)
通過分類提取部301及數(shù)據(jù)連接處理部302的處理而與各個(gè)條件對(duì)應(yīng)地積累心跳數(shù)據(jù)。因此,取得作為基線的心跳數(shù)據(jù)并積累,并且學(xué)習(xí)部303進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)。并且,異常判定部304根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果而進(jìn)行與重新取得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比而檢測異常。例如,作為學(xué)習(xí)部303使用高速度的機(jī)器學(xué)習(xí)器(線性及非線性分類器)。例如,采用使用線性函數(shù)、非線性函數(shù)的識(shí)別機(jī)。并且,也可以使用附近探索、聚類等手法。由此,取得心跳間隔數(shù)據(jù)的同時(shí)或從取得開始在短時(shí)間內(nèi)可實(shí)現(xiàn)迅速的異常檢測。關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí),可利用在第1實(shí)施方式中使用的在線學(xué)習(xí)這樣的逐次機(jī)器學(xué)習(xí)。由此,無需準(zhǔn)備大量的數(shù)據(jù),在一定的學(xué)習(xí)期間之后,可實(shí)現(xiàn)對(duì)相同的姿勢、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的異常判定。
(同步相加處理)
同步加法部305與數(shù)據(jù)連接處理部302、學(xué)習(xí)部303、異常判定部304的處理獨(dú)立地執(zhí)行同步相加處理。例如,同步加法部305根據(jù)逐次姿勢識(shí)別裝置20a識(shí)別的“姿勢、運(yùn)動(dòng)”的分類而制作姿勢及運(yùn)動(dòng)的連續(xù)的變化的匯總。并且,同步加法部305由身體的角度變化計(jì)算姿勢變更的開始時(shí)間,將伴隨姿勢轉(zhuǎn)變的心跳變動(dòng)按照每個(gè)分類同步相加。例如,同步加法部305僅提取多個(gè)與被驗(yàn)者在睡覺時(shí)翻身的結(jié)果在心跳間隔發(fā)生變動(dòng)的情況對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),將相當(dāng)于翻身的時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)設(shè)定為同步的起點(diǎn)。并且,同步加法部305將多個(gè)數(shù)據(jù)同步相加,計(jì)算成為發(fā)生相同的姿勢變化時(shí)的植物性神經(jīng)評(píng)價(jià)的指標(biāo)的參數(shù)。
例如,圖17是用于對(duì)由被驗(yàn)者的姿勢變化而引起血壓下降后的心跳的過渡的反應(yīng)進(jìn)行說明的圖。如圖17所示,在被驗(yàn)者在就寢過程中翻身并保持其狀態(tài)而繼續(xù)睡覺的情況下,“姿勢、運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)從“臥位、靜止”轉(zhuǎn)變成“臥位、運(yùn)動(dòng)”,之后再次轉(zhuǎn)變?yōu)椤芭P位、靜止”。如圖17所示,在該情下況由被驗(yàn)者測量的心跳數(shù)據(jù)(心跳間隔)從穩(wěn)定的狀態(tài)經(jīng)過急劇的下降和增加而進(jìn)行變化。通過將在相同的條件下測量的心跳數(shù)據(jù)相加,從而能夠獲得作為相同的姿勢變化的情況下的基線的心跳數(shù)據(jù)。
圖18是用于對(duì)在第2實(shí)施方式中將對(duì)于由被驗(yàn)者的姿勢變化引起的血壓下降后的心跳的過渡的反應(yīng)的數(shù)據(jù)同步相加的手法進(jìn)行說明的圖。首先,根據(jù)逐次姿勢識(shí)別裝置所識(shí)別的姿勢、運(yùn)動(dòng)的分類,提取在姿勢變化、姿勢變化的開始時(shí)、在姿勢變化的前后被識(shí)別為身體未進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的區(qū)間的心跳數(shù)據(jù)。并且,以動(dòng)作即姿勢變化時(shí)間點(diǎn)為起點(diǎn),將發(fā)生相同的姿勢變化時(shí)的心跳數(shù)據(jù)同步相加。即,將與多次的姿勢變化對(duì)應(yīng)的各個(gè)心跳間隔的變動(dòng)數(shù)據(jù)同步相加。并且,作為植物性神經(jīng)評(píng)價(jià)的參數(shù),計(jì)算動(dòng)作前后的平均心跳間隔之差、初期響應(yīng)時(shí)的心跳間隔的最大傾斜度、后期響應(yīng)時(shí)的心跳間隔的最大傾斜度等。
在圖17及圖18的例子中,對(duì)通過姿勢變化而在生物信號(hào)信息中發(fā)生變化的例子進(jìn)行說明。在圖19及圖20的例子中,對(duì)通過運(yùn)動(dòng)而在生物信號(hào)信息中發(fā)生變化的例子進(jìn)行說明。圖19是用于對(duì)通過被驗(yàn)者的身體活動(dòng)(運(yùn)動(dòng))而引起血壓上升后的心跳的過渡的反應(yīng)進(jìn)行說明的圖。
在圖19所示的例子中,被驗(yàn)者從“靜止”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑\(yùn)動(dòng)”狀態(tài),然后轉(zhuǎn)變?yōu)椤办o止”狀態(tài)。并且,被驗(yàn)者通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變的期間而保持同一姿勢。圖19所示的例子相當(dāng)于例如從“站位、靜止”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢疚?、運(yùn)動(dòng)”例如行進(jìn)狀態(tài),再恢復(fù)成“站位、靜止”的狀態(tài)的情況。在該情況下,與圖17的例子相同地,通過運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致血壓上升,在心跳間隔發(fā)生過渡反應(yīng)。
圖20是用于對(duì)在第2實(shí)施方式中將對(duì)于通過被驗(yàn)者的身體活動(dòng)(運(yùn)動(dòng))而血壓上升后的心跳的過渡反應(yīng)的數(shù)據(jù)同步相加的手法進(jìn)行說明的圖。在圖20的情況下,與圖18的情況相同地,提取多個(gè)與相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變對(duì)應(yīng)的心跳變動(dòng)數(shù)據(jù)而同步相加。即,提取對(duì)應(yīng)于姿勢未發(fā)生變化,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以“靜止”“運(yùn)動(dòng)”“靜止”的順序轉(zhuǎn)變的期間的心跳變動(dòng)。并且,確定“運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)的期間的開始時(shí)間點(diǎn)和結(jié)束時(shí)間點(diǎn)。并且,以“運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)的開始時(shí)間點(diǎn)為起點(diǎn)而將多個(gè)心跳變動(dòng)數(shù)據(jù)同步相加。并且,以“運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)為起點(diǎn)而將多個(gè)心跳變動(dòng)數(shù)據(jù)同步相加。根據(jù)這樣取得的數(shù)據(jù),取得通過運(yùn)動(dòng)的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的參數(shù),進(jìn)行植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)。
在此,將開始時(shí)間點(diǎn)和結(jié)束時(shí)間點(diǎn)分別作為起點(diǎn)進(jìn)行同步相加,是因?yàn)橛捎凇斑\(yùn)動(dòng)”狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間不固定,為了使上升階段和下降階段同步而執(zhí)行相加。
作為該情況下的植物性神經(jīng)功能的參數(shù),在以開始時(shí)間點(diǎn)為起點(diǎn)的情況下,可利用上升階段的最大傾斜度、上升后的平均心率、動(dòng)作前和動(dòng)作中的平均心率之差或動(dòng)作之前和動(dòng)作過程中的平均心跳間隔之差。并且,以結(jié)束時(shí)間點(diǎn)為起點(diǎn)的情況下,可利用下降階段的最大傾斜度、下降后的平均心率、動(dòng)作過程中和動(dòng)作結(jié)束后的平均心率之差或動(dòng)作過程中和動(dòng)作結(jié)束后的平均心跳間隔之差。
(第2實(shí)施方式的效果)
這樣,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)裝置具備加速度信息測量部,該加速度信息測量部設(shè)于穿戴式設(shè)備,對(duì)佩戴穿戴式設(shè)備的被驗(yàn)者的動(dòng)作的加速度信息進(jìn)行測量。并且,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)裝置具備生物信號(hào)信息測量部,該生物信號(hào)信息測量部設(shè)于穿戴式設(shè)備,對(duì)被驗(yàn)者的生物信號(hào)信息進(jìn)行測量。并且,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)裝置具備識(shí)別部,該識(shí)別部通過對(duì)第1規(guī)定期間中的加速度信息及生物信號(hào)信息執(zhí)行逐次機(jī)器學(xué)習(xí),從而對(duì)第2規(guī)定期間中的被驗(yàn)者的姿勢及運(yùn)動(dòng)進(jìn)行識(shí)別。并且,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)裝置具備提取部,該提取部提取識(shí)別部所識(shí)別的與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的組合對(duì)應(yīng)的生物信號(hào)信息。并且,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)裝置具備計(jì)算部,該計(jì)算部由提取部所提取的與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的組合對(duì)應(yīng)的生物信號(hào)信息計(jì)算植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)的參數(shù)。
這樣,根據(jù)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理,能夠在將與姿勢及運(yùn)動(dòng)的條件對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)分類的基礎(chǔ)上提取參數(shù)。因此,能夠?qū)⒂刹煌脑虍a(chǎn)生的心跳變動(dòng)區(qū)別而分析。
并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置中,生物信號(hào)信息測量部作為生物信號(hào)信息而測量被驗(yàn)者的心跳數(shù)據(jù),提取部提取與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的組合對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù),計(jì)算部將提取部提取的心跳數(shù)據(jù)的平均值、方差值及重心中的至少一個(gè)作為參數(shù)而進(jìn)行計(jì)算。
因此,能夠?qū)⒅参镄陨窠?jīng)功能的評(píng)價(jià)中通常利用的心跳的信息和姿勢及運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)對(duì)應(yīng)而進(jìn)行分析,并設(shè)定評(píng)價(jià)參數(shù)。因此,根據(jù)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理,能夠根據(jù)反映從各個(gè)被驗(yàn)者取得的個(gè)人的習(xí)慣、生理的特征的數(shù)據(jù)而評(píng)價(jià)植物性神經(jīng)功能。
并且,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置進(jìn)一步包括連接部,該連接部將提取部所提取的與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的組合對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)連接而作為一個(gè)匯總的數(shù)據(jù),在所連接的心跳數(shù)據(jù)的連接部分的值的偏差小于規(guī)定的閾值的情況下,連接部統(tǒng)計(jì)性地計(jì)算修正偏差的估計(jì)值,將通過該估計(jì)值而修正后的心跳數(shù)據(jù)進(jìn)行連接。
并且,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置進(jìn)一步具備連接部,該連接部將提取部所提取的與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的組合對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)連接而作為一個(gè)匯總的數(shù)據(jù),在連接的心跳數(shù)據(jù)的連接部分的值的偏差為規(guī)定的閾值以上的情況下,連接部刪除超過該規(guī)定的閾值的值而連接心跳數(shù)據(jù)。
因此,根據(jù)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理,即便由被驗(yàn)者取得的心跳數(shù)據(jù)少的情況下,也能夠?qū)⒃谙嗤臈l件下取得的心跳數(shù)據(jù)彼此連接而進(jìn)行分析。因此,能夠使用少數(shù)的數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的分析。
并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置中,生物信號(hào)信息測量部作為生物信號(hào)信息而測量被驗(yàn)者的心跳數(shù)據(jù),提取部提取對(duì)應(yīng)與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的連續(xù)的變化對(duì)應(yīng)的期間的多個(gè)心跳數(shù)據(jù),計(jì)算部在提取部所提取的多個(gè)心跳數(shù)據(jù)中,使姿勢或運(yùn)動(dòng)的變化的開始時(shí)間點(diǎn)或結(jié)束時(shí)間點(diǎn)同步而將多個(gè)心跳數(shù)據(jù)同步相加,由同步相加的數(shù)據(jù)計(jì)算參數(shù)。因此,根據(jù)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理,能夠?qū)Π殡S姿勢及運(yùn)動(dòng)的變化的心跳的變動(dòng)進(jìn)行分析。并且,能夠?qū)⑴c確定的姿勢和運(yùn)動(dòng)的組合、轉(zhuǎn)變對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)分開而進(jìn)行分析。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)與被驗(yàn)者的狀態(tài)匹配的精確的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)。
并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置中,提取部提取對(duì)應(yīng)于如下期間的多個(gè)心跳數(shù)據(jù):該期間作為與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的連續(xù)的變化對(duì)應(yīng)的期間,是被驗(yàn)者改變姿勢的期間,在該期間中在改變姿勢的時(shí)間點(diǎn)的前后,被驗(yàn)者的身體處于靜止,計(jì)算部將改變姿勢的時(shí)間點(diǎn)的前后的平均心跳間隔之差、初期響應(yīng)中的心跳間隔的最大傾斜度及后期響應(yīng)中的心跳間隔的最大傾斜度中的至少一個(gè)作為參數(shù)而進(jìn)行計(jì)算。因此,根據(jù)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理,能夠?qū)Π殡S姿勢及運(yùn)動(dòng)的變化的心跳的變動(dòng)進(jìn)行分析。并且,能夠?qū)⑴c確定的姿勢和運(yùn)動(dòng)的組合、轉(zhuǎn)變對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)分開而進(jìn)行分析。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)與被驗(yàn)者的狀態(tài)匹配的精確的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)。
并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置中,提取部提取對(duì)應(yīng)于如下期間的多個(gè)心跳數(shù)據(jù):該期間作為與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的連續(xù)的變化對(duì)應(yīng)的期間,是被驗(yàn)者從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)之后重新返回到靜止?fàn)顟B(tài)的期間,在該期間中被驗(yàn)者的姿勢未發(fā)生變化,計(jì)算部使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的開始時(shí)間點(diǎn)同步而將多個(gè)心跳數(shù)據(jù)同步相加,將心跳的上升階段的最大傾斜度、上升后的平均心率及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)開始前和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的平均心率或平均心跳間隔之差中的至少一個(gè)作為參數(shù)而進(jìn)行計(jì)算。因此,根據(jù)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理,能夠?qū)Π殡S姿勢及運(yùn)動(dòng)的變化的心跳的變動(dòng)進(jìn)行分析。并且,能夠?qū)⑴c確定的姿勢和運(yùn)動(dòng)的組合、轉(zhuǎn)變對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)分開而進(jìn)行分析。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)與被驗(yàn)者的狀態(tài)匹配的精確的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)。
并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置中,提取部提取對(duì)應(yīng)于如下期間的多個(gè)心跳數(shù)據(jù):該期間作為與相同的姿勢及運(yùn)動(dòng)的連續(xù)的變化對(duì)應(yīng)的期間,是被驗(yàn)者從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)之后重新恢復(fù)成靜止?fàn)顟B(tài)的期間,在該期間中被驗(yàn)者的姿勢未發(fā)生變化,計(jì)算部使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)同步而將多個(gè)心跳數(shù)據(jù)同步相加,將心跳的下降階段的最大傾斜度、下降后的平均心率及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)束后的平均心率或平均心跳間隔之差中的至少一個(gè)作為參數(shù)而進(jìn)行計(jì)算。因此,根據(jù)第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得處理,能夠?qū)Π殡S姿勢及運(yùn)動(dòng)的變化的心跳的變動(dòng)進(jìn)行分析。并且,能夠?qū)⑴c確定的姿勢和運(yùn)動(dòng)的組合、轉(zhuǎn)變對(duì)應(yīng)的心跳數(shù)據(jù)分開而進(jìn)行分析。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)與被驗(yàn)者的狀態(tài)匹配的精確的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)。
并且,第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)信息取得裝置還包括:學(xué)習(xí)部,其基于識(shí)別部所識(shí)別的姿勢及運(yùn)動(dòng)和生物信號(hào)信息的對(duì)應(yīng)而進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí);異常檢測部,其基于學(xué)習(xí)部的機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)果,由通過加速度信息測量部及生物信號(hào)信息測量部而測量的加速度信息及生物信號(hào)信息檢測出被檢體的異常。
因此,在取得數(shù)據(jù)的同時(shí)或在短時(shí)間內(nèi),通過與積累數(shù)據(jù)的對(duì)比而迅速地(逐次或在數(shù)秒的延遲內(nèi))檢測出異常。并且,經(jīng)過一定的學(xué)習(xí)時(shí)間,則特別對(duì)以相同的姿勢處于靜止?fàn)顟B(tài)的情況實(shí)現(xiàn)精度高的異常判定。
并且,在第2實(shí)施方式的植物性神經(jīng)功能信息取得裝置中,第1規(guī)定期間和第2規(guī)定期間的至少一部分相互重疊。即,能夠并行執(zhí)行學(xué)習(xí)處理和識(shí)別處理,能夠并行地實(shí)現(xiàn)持續(xù)的被驗(yàn)者的監(jiān)視和機(jī)器學(xué)習(xí)。
(程序)
圖21是表示利用計(jì)算機(jī)而具體地實(shí)現(xiàn)通過所公開的技術(shù)的逐次姿勢識(shí)別程序及植物性神經(jīng)功能信息取得程序而進(jìn)行的信息處理的圖。如圖21所例示,計(jì)算機(jī)1000例如具備存儲(chǔ)器1010、cpu(centralprocessingunit:中央處理器)1020、硬盤驅(qū)動(dòng)器1080、網(wǎng)絡(luò)接口1070。計(jì)算機(jī)1000的各部通過總線1100而連接。
如圖21所例示,存儲(chǔ)器1010包括rom(readonlymemory:只讀存儲(chǔ)器)1011及ram(randomaccessmemory:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)1012。rom1011例如存儲(chǔ)bios(basicinputoutputsystem:基本輸入輸出系統(tǒng))等引導(dǎo)程序。
在此,如圖21所例示,硬盤驅(qū)動(dòng)器1080例如存儲(chǔ)os1081、應(yīng)用程序1082、程序模塊1083、程序數(shù)據(jù)1084。即,所公開的實(shí)施方式的逐次姿勢識(shí)別程序及植物性神經(jīng)功能信息取得程序作為記載有通過計(jì)算機(jī)而執(zhí)行的指令的程序模塊1083例如存儲(chǔ)于硬盤驅(qū)動(dòng)器1080。例如,記載有執(zhí)行與制御部100的各部相同的信息處理的各個(gè)過程的程序模塊1083存儲(chǔ)于硬盤驅(qū)動(dòng)器1080。
并且,如存儲(chǔ)部307中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)這樣,在通過逐次姿勢識(shí)別程序及植物性神經(jīng)功能信息取得程序而進(jìn)行的信息處理中使用的數(shù)據(jù)作為程序數(shù)據(jù)1084而例如存儲(chǔ)于硬盤驅(qū)動(dòng)器1080。并且,cpu1020根據(jù)需要而將存儲(chǔ)于硬盤驅(qū)動(dòng)器1080的程序模塊1083、程序數(shù)據(jù)1084讀出到ram1012,執(zhí)行各種過程。
另外,逐次姿勢識(shí)別程序及植物性神經(jīng)功能信息取得程序的程序模塊1083、程序數(shù)據(jù)1084不限于存儲(chǔ)于硬盤驅(qū)動(dòng)器1080的情況。例如,程序模塊1083、程序數(shù)據(jù)1084也可存儲(chǔ)于可拆裝的存儲(chǔ)介質(zhì)。在該情況下,cpu1020介由盤驅(qū)動(dòng)器等可拆裝的存儲(chǔ)介質(zhì)而讀出數(shù)據(jù)。并且,同樣地,逐次姿勢識(shí)別程序及植物性神經(jīng)功能信息取得程序的程序模塊1083、程序數(shù)據(jù)1084可存儲(chǔ)于介由網(wǎng)絡(luò)(lan(localareanetwork:局域網(wǎng)),wan(wideareanetwork:廣域網(wǎng))等)而連接的其他的計(jì)算機(jī)。在該情況下,cpu1020介由網(wǎng)絡(luò)接口1070而訪問其他的計(jì)算機(jī),從而讀出各種數(shù)據(jù)。
[其他]
另外,本實(shí)施方式中說明的逐次姿勢識(shí)別程序及植物性神經(jīng)功能信息取得程序可介由互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)而配置。并且,文件監(jiān)視周期計(jì)算程序記錄于硬盤、軟盤(fd)、cd-rom、mo、dvd等由計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì),并通過計(jì)算機(jī)而從記錄介質(zhì)讀出而執(zhí)行。
另外,在本實(shí)施方式中說明的各處理中,對(duì)于以自動(dòng)進(jìn)行的方式說明的全部或一部分處理,可以手動(dòng)的方式進(jìn)行,或者,對(duì)于以手動(dòng)進(jìn)行的方式說明的全部或一部分處理,可以公知的方法自動(dòng)地進(jìn)行。此外,關(guān)于在上述文中、附圖中所示的包括處理過程、控制過程、具體的名稱、各種的數(shù)據(jù)、參數(shù)的信息,除了特別記載的情況之外,可任意地進(jìn)行變更。
上述的實(shí)施方式、其變形包括在本申請(qǐng)所公開的技術(shù),并且包括在權(quán)利要求書中記載的發(fā)明和其均等的范圍內(nèi)。
符號(hào)的說明
1逐次姿勢識(shí)別系統(tǒng)
10穿戴式設(shè)備
101加速度信息測量部
102生物信號(hào)信息測量部
103收發(fā)部
2植物性神經(jīng)功能信息取得系統(tǒng)
20逐次姿勢識(shí)別裝置
201收發(fā)部
202特征量提取部
203第1制作部
204第2制作部
205第3制作部
206第1確定部
207第2確定部
208第3確定部
209識(shí)別部
210生成部
211輸入部
30植物性神經(jīng)功能信息取得裝置
301分類提取部
302數(shù)據(jù)連接處理部
303學(xué)習(xí)部
304異常判定部
305同步加法部
306植物性神經(jīng)功能評(píng)價(jià)部
307存儲(chǔ)部