JP2012130565A - 信号処理装置、タッチパネルユニット、情報処理装置および信号処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サンプル抽出部20は、タッチパネルにおいて検出されたタッチ状態量を示す信号のサンプルデータ列を取得する。離散フーリエ変換部40は、サンプルデータ列を周波数領域に変換する。周波数スペクトル分析部50は、周波数領域に変換されたサンプルデータをもとに、周波数スペクトル分布を求める。ピーク検出部60は、周波数スペクトル分布において脈拍の周波数帯にあるピークを検出し、検出されたピークの周波数の逆数を取って脈拍を求める。
【選択図】図2
Description
人間の脈拍は一般に50−200[パルス/分]の範囲に収まるため、脈拍信号の周波数としては、0.5Hz〜2Hzである。一般に、サンプリング周波数は、計測対象の2倍以上、高精度測定の場合、5〜10倍程度のサンプリング周波数が必要となるので、仮に10倍としても、最大サンプリング周波数は2×10=20Hz以上あればよい。この値は、一般的な静電容量型タッチパネルでも比較的簡単に実現されている値であり、特に高性能であるわけではない。
ここでいう、静電容量の時系列変化は、非タッチ時とタッチ時の静電容量計測値の差の時系列変化である。
静電容量型タッチパネルによっては、適応的にタッチ感度を自動調整する適応的ゲイン制御または自動ゲイン制御を取り入れ、感度を調整して出力を一定に保つようにしたものがある。これは、環境ノイズが変動する場合に安定したタッチパネルのセンシングを実現する上で効果的であるが、その反面、本実施の形態のように脈拍測定のために静電容量の時系列変化を見る場合は、タッチ感度が変化すると、信号の振幅が感度の切り替わり前後で不連続となり、測定値が不安定となってしまう。そこで、脈拍測定時はタッチ感度を固定することが望ましい。もっとも、タッチ感度が変わることで測定値が不安定になる時間帯があってもそれが許容されるようなアプリケーションにおいては、適応的ゲイン制御があっても問題にはならない。また、頻繁に感度調整がかからないものであれば、適応的ゲイン制御を停止しなくてもよいことがある。
T=t0,(X1,Y1,A1),(X2,Y2,A2),…,(Xn,Yn,An)
T=t1,(X1,Y1,A1),(X2,Y2,A2),…,(Xn,Yn,An)
T=t2,(X1,Y1,A1),(X2,Y2,A2),…,(Xn,Yn,An)
…
A1(t)={A1(t0),A1(t1),A1(t2),…}
となり、時系列離散サンプリングデータとして得られることになる。ここで、サンプリングレートfsは、
fs=1/(t1−t0)=1/(t2−t1)=…
で求められる。一般には計測時刻にはジッタが含まれるため、サンプリングレートは、個々の時間差の平均値を使用してもよい。
T=t1,(X1,Y1,A1)
T=t2,(X2,Y2,A2)
T=t3,(X3,Y3,A3)
…
T=tn,(Xn,Yn,An)
Claims (12)
- タッチパネルにおいて検出されたタッチ状態量を示す信号のサンプルデータ列を取得するサンプル抽出部と、
前記サンプルデータ列を周波数領域に変換して周波数スペクトル分布を求める分析部と、
前記周波数スペクトル分布において脈拍の周波数帯にあるピークを検出し、検出されたピークの周波数の逆数を取って脈拍を求めるピーク検出部とを含むことを特徴とする信号処理装置。 - タッチパネルと、
前記タッチパネルにおけるタッチ点の位置とタッチ状態量を検出して信号として出力するタッチパネルコントローラとを含み、
前記タッチパネルコントローラは、
前記タッチ状態量を示す信号のサンプルデータ列を取得するサンプル抽出部と、
前記サンプルデータ列を周波数領域に変換して周波数スペクトル分布を求める分析部と、
前記周波数スペクトル分布において脈拍の周波数帯にあるピークを検出し、検出されたピークの周波数の逆数を取って脈拍を求めるピーク検出部とを含むことを特徴とするタッチパネルユニット。 - タッチパネルと前記タッチパネルにおけるタッチ点の位置とタッチ状態量を検出して信号として出力するタッチパネルコントローラとを含むタッチパネルユニットと、
タッチパネルコントローラの出力信号を信号処理する信号処理部と、
アプリケーションを実行するメインプロセッサと、
前記タッチパネルに設けられるディスプレイデバイスに表示すべきデータを制御する表示制御部とを含み、
前記信号処理部は、
タッチパネルにおいて検出された前記タッチ状態量を示す信号のサンプルデータ列を取得するサンプル抽出部と、
前記サンプルデータ列を周波数領域に変換して周波数スペクトル分布を求める分析部と、
前記周波数スペクトル分布において脈拍の周波数帯にあるピークを検出し、検出されたピークの周波数の逆数を取って脈拍を求めるピーク検出部とを含むことを特徴とする情報処理装置。 - 前記表示制御部は、前記ディスプレイデバイスの画面に、ユーザに触れさせるタッチパネル上の位置を案内するガイドを表示することを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。
- 前記表示制御部は、脈拍測定に必要な時間が経過するまで、ユーザがタッチパネルに触れ続けるように案内するガイドを表示することを特徴とする請求項3または4に記載の情報処理装置。
- 前記信号処理部は、ユーザが所定の時間、操作入力を与えるために前記タッチパネルに触れている間に検出されたタッチ状態量をもとに周波数スペクトル分析することにより、ユーザの脈拍を求めることを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。
- 前記メインプロセッサは、測定された脈拍の値にもとづいてゲームアプリケーションのパラメータを調整することを特徴とする請求項3から6のいずれかに記載の情報処理装置。
- 前記ピーク検出部により、脈拍の周波数帯にあるピークが検出されない場合、前記メインプロセッサは、生身の指でタッチされたものではないと判定することを特徴とする請求項3から7のいずれかに記載の情報処理装置。
- 前記タッチパネルユニットがマルチタッチ対応であり、前記サンプル抽出部がマルチタッチに対応して複数のサンプルデータ列を取得した場合、
前記ピーク検出部が脈拍の周波数帯にあるピークを複数検出し、複数の異なる脈拍値を得たならば、前記メインプロセッサは、複数のユーザによるマルチタッチであると判定し、
前記ピーク検出部が脈拍の周波数帯にあるピークを実質的に一つだけ検出し、一つの脈拍値を得たならば、前記メインプロセッサは、単一のユーザによるマルチタッチであると判定することを特徴とする請求項3から8のいずれかに記載の情報処理装置。 - タッチパネルにおいて検出されたタッチ状態量を示す信号のサンプルデータ列を取得するステップと、
前記サンプルデータ列を周波数領域に変換して周波数スペクトル分布を求めるステップと、
前記周波数スペクトル分布において脈拍の周波数帯にあるピークを検出し、検出されたピークの周波数の逆数を取って脈拍を求めるステップとを含むことを特徴とする信号処理方法。 - タッチパネルにおいて検出されたタッチ状態量を示す信号のサンプルデータ列を取得する機能と、
前記サンプルデータ列を周波数領域に変換して周波数スペクトル分布を求める機能と、
前記周波数スペクトル分布において脈拍の周波数帯にあるピークを検出し、検出されたピークの周波数の逆数を取って脈拍を求める機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。 - 請求項11のプログラムを格納したことを特徴とする記録媒体。
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