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公開番号2025014489
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023117082
出願日2023-07-18
発明の名称生体情報取得装置、及び生体情報取得方法
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類A61B 5/11 20060101AFI20250123BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】生体情報の取得精度を向上することができる生体情報取得装置、及び生体情報取得方法を実現する。
【解決手段】生体情報取得対象の複数の部位の変位を検知する非接触型の観測センサ(第1観測センサ2_1、第2観測センサ2_2)と、少なくとも生体情報取得対象が存在する環境の振動を検知する参照センサ3と、参照センサ3により取得される参照信号から時間周波数マスクを生成し、当該時間周波数マスクに基づき、観測センサ(第1観測センサ2_1、第2観測センサ2_2)により取得される観測信号から振動成分を分離した分離信号を生成する信号処理部6と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
生体情報取得対象の複数の部位の変位を検知する非接触型の観測センサと、
少なくとも前記生体情報取得対象が存在する環境の振動を検知する参照センサと、
前記参照センサにより取得される参照信号から時間周波数マスクを生成し、当該時間周波数マスクに基づき、前記観測センサにより取得される観測信号から振動成分を分離した分離信号を生成する信号処理部と、
を備える、
生体情報取得装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の生体情報取得装置であって、
前記信号処理部は、
時間周波数マスキングに基づくブラインド信号源分離の信号源モデルとして、前記時間周波数マスクを適用する、
生体情報取得装置。
【請求項３】
請求項２に記載の生体情報取得装置であって、
前記信号処理部は、
前記観測センサにより取得された時間領域の観測信号、及び、前記参照センサにより取得された時間領域の参照信号を時間周波数領域の信号に変換し、
時間周波数領域の参照信号から前記時間周波数マスクを生成し、
時間周波数領域の観測信号から振動成分を分離して前記分離信号を生成する、
生体情報取得装置。
【請求項４】
請求項３に記載の生体情報取得装置であって、
前記信号処理部は、
時間周波数領域の参照信号の各要素に対して絶対値処理及び規格化処理を実行して振動成分マスクを生成し、
前記振動成分マスクの各要素の反転処理を実行して変位成分マスクを生成し、
前記時間周波数マスクとして、前記変位成分マスク及び前記振動成分マスクの各要素で構成される関数を生成する、
生体情報取得装置。
【請求項５】
請求項３に記載の生体情報取得装置であって、
前記信号処理部は、時間周波数領域の参照信号の周波数特性補正処理を実行する、
生体情報取得装置。
【請求項６】
請求項３に記載の生体情報取得装置であって、
前記信号処理部は、時間周波数領域の参照信号の各要素に対し、所定の閾値処理を実行する、
生体情報取得装置。
【請求項７】
請求項３に記載の生体情報取得装置であって、
前記信号処理部は、規格化処理後の時間周波数領域の参照信号の各要素に対し、所定の累乗処理を実行する、
生体情報取得装置。
【請求項８】
請求項３に記載の生体情報取得装置であって、
前記信号処理部は、前記観測センサにより取得された時間領域の観測信号、及び、前記参照センサにより取得された時間領域の参照信号に対し、所定のフィルタリング処理を実行する、
生体情報取得装置。
【請求項９】
請求項３に記載の生体情報取得装置であって、
前記信号処理部は、
時間周波数領域の分離信号を時間領域の信号に変換し、
時間領域の分離信号から、前記生体情報取得対象の生体情報を取得する、
生体情報取得装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載の生体情報取得装置であって、
前記観測センサは、
前記生体情報取得対象の第１部位の変位を検知する第１観測センサと、
前記生体情報取得対象の前記第１部位とは異なる第２部位の変位を検知する第２観測センサと、
を含む、
生体情報取得装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報取得装置、及び生体情報取得方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば電波センサ等の非接触型生体センサを用いて、車両の運転座席、助手席、及び後部座席の乗員検知を行うと共に、運転座席等においては、乗員検知だけでなく、生体情報も取得する乗員状態検知システムが開示されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の乗員状態検知システムでは、車両内に取り付けられた電波センサが電波を送信し、その反射波を受信して、反射物からの距離を検出する。乗員状態検知システムは、経時的に検出した反射物からの距離から距離変動を算出することで、検知した距離が変動しているかどうかを確認する。その結果、距離変動がないもしくは距離変動が一定検知の値以下であれば、車両内に人（乗員）がいないと判断する。また、距離が変動している、もしくは、距離変動が一定値以上であれば、車両内に人が存在すると判断する。しかしながら、電波センサの振動、又は人などの物体の振動が生じると、電波センサが出力する電波センサ信号には、振動に起因する振動成分が含まれてしまう。振動成分が電波センサ信号に含まれると、信号処理システムの検出精度が低下する可能性がある。
【０００３】
例えば、電波センサ信号から振動成分を減衰させて、物体の状態の検出精度を向上させることができる信号処理システム、及びセンサシステムが開示されている（例えば、特許文献２）。特許文献２の信号処理システムでは、第１受信部と、第２受信部と、信号処理部と、を備える。第１受信部は、物体で反射された電波を受信する電波センサから電波センサ信号を受け取る。第２受信部は、振動センサから電波センサ及び物体の少なくとも一方の振動に応じた振動センサ信号を受け取る。信号処理部は、電波センサ信号及び振動センサ信号に基づいて、物体の状態に関する情報を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－２０２９２１号公報
特開２０２１－７１３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
音響分野を対象とした信号処理技術である時間周波数マスキングをセンシング分野に適用し、観測信号から不要な振動成分を分離して生体情報を取得することが考えられる。時間周波数マスキングは、目的とする信号成分と不要な振動成分とを高精度に分離できるが、非線形処理特有の人工的な歪みが生じ、生体情報の取得精度が低下する場合がある。
【０００６】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、生体情報の取得精度を向上することができる生体情報取得装置、及び生体情報取得方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一側面の生体情報取得装置は、生体情報取得対象の複数の部位の変位を検知する非接触型の観測センサと、少なくとも前記生体情報取得対象が存在する環境の振動を検知する参照センサと、前記参照センサにより取得される参照信号から時間周波数マスクを生成し、当該時間周波数マスクに基づき、前記観測センサにより取得される観測信号から振動成分を分離した分離信号を生成する信号処理部と、を備える。
【０００８】
この構成では、時間周波数マスキングに基づくブラインド信号源分離の信号源モデルとして時間周波数マスクを適用することにより、線形の（歪みの少ない）信号源分離が可能となる。これにより、生体情報の取得精度を向上することができる。
【０００９】
本開示の一側面の生体情報取得方法は、生体情報取得対象の複数の部位の変位を検知して、観測信号を取得する観測信号取得ステップと、少なくとも前記生体情報取得対象が存在する環境の振動を検知して、参照信号を取得する参照信号取得ステップと、前記参照信号から時間周波数マスクを生成する時間周波数マスク生成ステップと、前記時間周波数マスクに基づき、前記観測信号から振動成分を分離した分離信号を生成する振動成分分離ステップと、を有する。
【００１０】
この構成では、時間周波数マスキングに基づくブラインド信号源分離の信号源モデルとして時間周波数マスクを適用することにより、線形の（歪みの少ない）信号源分離が可能となる。これにより、生体情報の取得精度を向上することができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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