專利名稱：搏動(dòng)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及搏動(dòng)檢測(cè)裝置等。
背景技術(shù)：
搏動(dòng)檢測(cè)裝置是用于檢測(cè)來源于人體心跳的搏動(dòng)的裝置，例如從來自佩戴在手腕、手掌、手指等上的脈波傳感器的信號(hào)(脈波信號(hào))中將由于人體的體動(dòng)影響而產(chǎn)生的信號(hào)成分(體動(dòng)影響信號(hào))作為噪聲而去除，來檢測(cè)來源于心跳的信號(hào)(搏動(dòng)信號(hào))。例如，在專利文獻(xiàn)I中記載了佩戴于人的手指或手腕上的類型的脈波傳感器。另夕卜，例如，在專利文獻(xiàn)2中記載了利用濾波來去除從脈波傳感器輸出的脈波信號(hào)所包含的 噪聲成分的技術(shù)。專利文獻(xiàn)2所述的技術(shù)是從多個(gè)帶通濾波器中選擇使與表示當(dāng)時(shí)脈搏的頻率接近的頻率的信號(hào)通過的帶通濾波器。專利文獻(xiàn)I日本特開2005-198829號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2007-54471號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)中，將脈波傳感器佩戴于人的手指、手掌、手腕等上。手指、手掌、手腕等是在身體中動(dòng)作特別多的部位。由此，當(dāng)在這些部位佩戴脈波傳感器時(shí)，在從脈波傳感器輸出的脈波信號(hào)中會(huì)混入很多噪聲。例如，佩戴者在使手或手周邊的部位運(yùn)動(dòng)時(shí)，與基于心跳的血流獨(dú)立地產(chǎn)生其它血流的變化，在脈波傳感器所捕捉的信號(hào)中混入噪聲。另外，例如，當(dāng)佩戴者將手碰到物體或佩戴者自身的其它身體部位時(shí)，與基于心跳的血流變動(dòng)獨(dú)立地產(chǎn)生其它血流的變化。因?yàn)槊}波傳感器捕捉該血流變化，所以在脈波傳感器輸出信號(hào)中混入噪聲。尤其，手腕型搏動(dòng)檢測(cè)裝置(佩戴于人等的手腕上的類型的搏動(dòng)檢測(cè)裝置)與手指型搏動(dòng)檢測(cè)裝置(佩戴于人等的手指上的類型的搏動(dòng)檢測(cè)裝置)相比，所獲得的脈波信號(hào)較弱，所以需要充分的噪聲對(duì)策。例如，在手腕上集中了尺骨、橈骨等的骨、肌腱和肌肉，肌腱和肌肉的形狀由于手指、手、手腕等運(yùn)動(dòng)而發(fā)生較大變化。此時(shí)，產(chǎn)生血流的變化。當(dāng)觀察動(dòng)脈及靜脈的血液流向時(shí)，動(dòng)脈與靜脈相比，基于心跳的血流變化表現(xiàn)得更鮮明，由此，在脈波信號(hào)中，心跳的節(jié)奏也表現(xiàn)得更加明確。在靜脈的血流中難以看到心跳的動(dòng)作。但是，在手腕外側(cè)的皮下組織(淺部位)中動(dòng)脈血管較少。即，在手腕上動(dòng)脈較少，另外，動(dòng)脈大多位于較深的位置。由此，當(dāng)要用脈波傳感器捕捉血流的變化時(shí)，與基于心跳的血流變化相比，基于外因的血流變化容易占主導(dǎo)地位。因此，當(dāng)手動(dòng)作或者出現(xiàn)對(duì)手周邊的沖擊時(shí)，變得不易看到基于心跳的血流變化的可能性較高。另外，專利文獻(xiàn)2所述的技術(shù)是從多個(gè)帶通濾波器中選擇使與表示當(dāng)時(shí)的脈搏的頻率接近的頻率的信號(hào)通過的帶通濾波器。但是，為了實(shí)現(xiàn)這樣的處理，例如需要在軟件上實(shí)施多個(gè)判斷處理，從而增加處理上的負(fù)擔(dān)，另外，使處理所需的時(shí)間變長(zhǎng)。上述情況還會(huì)引起搏動(dòng)檢測(cè)裝置的大型化以及功耗增大。例如，為了實(shí)現(xiàn)大致為手表尺寸的搏動(dòng)檢測(cè)裝置，重要的是，降低裝置的處理負(fù)擔(dān)及功耗，并且執(zhí)行有效的噪聲對(duì)策。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)方式，例如，可實(shí)現(xiàn)能夠降低裝置的處理負(fù)擔(dān)并且執(zhí)行有效的噪聲對(duì)策的搏動(dòng)檢測(cè)裝置。另外，例如，在將脈波傳感器佩戴到手腕外側(cè)(與手表背蓋面接觸的部位)等難以取得脈波信號(hào)的部位上的類型的搏動(dòng)檢測(cè)裝置中，能夠提高表示搏動(dòng)信號(hào)的搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的確定性能。 (I)本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的一個(gè)方式是檢測(cè)來源于被檢體搏動(dòng)的搏動(dòng)信號(hào)的搏動(dòng)檢測(cè)裝置，其包含脈波傳感器，其輸出脈波信號(hào)，該脈波信號(hào)中混合存在有所述搏動(dòng)信號(hào)與含有來源于所述被檢體體動(dòng)的體動(dòng)噪聲信號(hào)的噪聲信號(hào)；脈波信號(hào)濾波部，其是對(duì)所述脈波信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波器，該脈波信號(hào)濾波部具有使頻率響應(yīng)特性自適應(yīng)的第I自適應(yīng)濾波器以及第2自適應(yīng)濾波器、和在所述脈波傳感器持續(xù)動(dòng)作的第I期間中切換所使用的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)濾波器切換部；脈波頻率分析部，其根據(jù)從所述脈波信號(hào)濾波部輸出的濾波后信號(hào)，按照每個(gè)規(guī)定時(shí)間進(jìn)行頻率分析處理來確定表示所述搏動(dòng)信號(hào)的搏動(dòng)呈現(xiàn)譜，所述自適應(yīng)濾波器切換部在所述第I期間中的所述第I自適應(yīng)濾波器持續(xù)進(jìn)行自適應(yīng)處理的第2期間途中的第I時(shí)刻，開始所述第2自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理，在第2時(shí)刻，執(zhí)行從所述第I自適應(yīng)濾波器向所述第2自適應(yīng)濾波器的切換，該第2時(shí)刻是所述第I時(shí)刻之后的時(shí)刻，且是所述第2期間的終點(diǎn)。自適應(yīng)濾波器是可根據(jù)輸入信號(hào)使傳遞函數(shù)自適應(yīng)變化的濾波器、即使頻率響應(yīng)特性自適應(yīng)的濾波器。自適應(yīng)濾波器一般作為進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)字濾波器來安裝。為了維持濾波器的期望性能(例如，使輸入信號(hào)所包含的噪聲成分最小化的性能)，而使用規(guī)定的算法(例如，優(yōu)化算法)。在規(guī)定的算法中，反饋根據(jù)濾波后信號(hào)而獲得的信號(hào)，利用基于該算法的自適應(yīng)處理，濾波器系數(shù)自適應(yīng)變化，結(jié)果，自適應(yīng)濾波器的頻率響應(yīng)特性發(fā)生變化。在自適應(yīng)濾波器持續(xù)動(dòng)作的期間，繼續(xù)(間斷)地進(jìn)行基于算法的自適應(yīng)處理，維持自適應(yīng)濾波器的期望性能。自適應(yīng)濾波器例如能夠像自適應(yīng)譜線增強(qiáng)器那樣構(gòu)成為獲得自相關(guān)性高的輸出信號(hào)的濾波器。由此，在脈波信號(hào)中混入突發(fā)的變動(dòng)成分時(shí)，可去除該變動(dòng)成分。但是，自適應(yīng)濾波器在某種程度的時(shí)間內(nèi)持續(xù)動(dòng)作時(shí)，自適應(yīng)濾波器的性能有時(shí)低于期望的水平。這是因?yàn)樵趶拿}波傳感器輸出的脈波信號(hào)中混合存在有搏動(dòng)信號(hào)(穩(wěn)定的成分)和包含來源于被檢體體動(dòng)的體動(dòng)噪聲信號(hào)的噪聲信號(hào)(非穩(wěn)定的成分)。即，自適應(yīng)濾波器的性能跟隨搏動(dòng)信號(hào)(穩(wěn)定的成分)進(jìn)行變化，另一方面，可能還會(huì)跟隨噪聲信號(hào)。搏動(dòng)信號(hào)和噪聲成分的電平(信號(hào)振幅)隨時(shí)間經(jīng)過而變動(dòng)，另外，例如，也可能有突發(fā)的非穩(wěn)定的變動(dòng)。由此例如，在搏動(dòng)成分的電平突發(fā)性降低、同時(shí)噪聲成分的電平上升時(shí)，自適應(yīng)濾波器的性能跟隨噪聲成分進(jìn)行變化。自適應(yīng)濾波器基本上從輸入信號(hào)中選擇并輸出自相關(guān)性高的信號(hào)，所以隨時(shí)間經(jīng)過，逐漸跟隨進(jìn)行，逐漸使噪聲信號(hào)也通過。在此情況下，當(dāng)經(jīng)過某種程度的時(shí)間時(shí)，自適應(yīng)濾波器的性能大幅降低，有時(shí)難以恢復(fù)到正常的狀態(tài)。例如，將手表型的搏動(dòng)檢測(cè)裝置佩戴到被檢體的手腕上進(jìn)行使用，例如為了記錄被檢體的經(jīng)時(shí)動(dòng)作狀態(tài)變化，有時(shí)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)使用。因此，優(yōu)選的是，即使在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)使用，自適應(yīng)濾波器的性能也不會(huì)降低。因此，在本方式中，設(shè)置第I自適應(yīng)濾波器以及第2自適應(yīng)濾波器，自適應(yīng)濾波器切換部在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)，切換要使用的自適應(yīng)濾波器。如果在切換后要使用的自適應(yīng)濾波器的狀態(tài)是設(shè)置了適當(dāng)?shù)臑V波器系數(shù)的狀態(tài)，則切換后的自適應(yīng)濾波器的性能高于切換前的自適應(yīng)濾波器的性能，由此，維持適當(dāng)?shù)淖赃m應(yīng)處理。但是，僅僅切換自適應(yīng)濾波器未必能夠始終可靠地維持濾波器性能。例如，考慮切換之后的自適應(yīng)濾波器處于被初始化的狀態(tài)(濾波器系數(shù)都為零)的情況。在此情況下，在進(jìn)行了某種程度自適應(yīng)處理(濾波器系數(shù)的更新處理)之前的期間中，會(huì)產(chǎn)生所有頻帶的信號(hào)都難以通過的傾向。 此時(shí)，當(dāng)信號(hào)電平比搏動(dòng)成分信號(hào)大的體動(dòng)噪聲成分信號(hào)混入時(shí)，濾波器有可能適應(yīng)于體動(dòng)噪聲成分。即，在使濾波器系數(shù)初始化的時(shí)刻，有時(shí)對(duì)在脈波信號(hào)中最占主導(dǎo)地位的成分信號(hào)最早地進(jìn)行自適應(yīng)處理。即，例如，在剛剛切換自適應(yīng)濾波器之后(濾波器初始化的時(shí)刻)，當(dāng)外部干擾噪聲成分信號(hào)占主導(dǎo)地位時(shí)，有時(shí)難以獲得用于確定表示搏動(dòng)的搏動(dòng)呈現(xiàn)譜(表示搏動(dòng)的周期及其信號(hào)強(qiáng)度的頻譜)的適當(dāng)?shù)臑V波器處理結(jié)果。考慮到這點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，在切換自適應(yīng)濾波器之前，開始下次使用的濾波器的自適應(yīng)處理，在自適應(yīng)處理進(jìn)行到某種程度的時(shí)刻，切換自適應(yīng)濾波器。在此情況下，切換后的自適應(yīng)濾波器處于跟隨脈波信號(hào)所包含的穩(wěn)定成分(即，相關(guān)性高的搏動(dòng)信號(hào)成分)的狀態(tài)，所以在剛剛切換之后，即使產(chǎn)生非穩(wěn)定的噪聲，也難以切斷搏動(dòng)成分。S卩，通過切換為預(yù)先已進(jìn)行某種程度自適應(yīng)處理的自適應(yīng)濾波器，在進(jìn)行使用FFT(高速傅里葉變換)等的頻率分析時(shí)，錯(cuò)誤檢測(cè)搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的可能性降低。另外，在本方式中，因?yàn)槭褂米赃m應(yīng)濾波器，所以不需要使用多個(gè)帶通濾波器。另夕卜，例如，可通過以軟件的方式切換濾波器系數(shù)的集合來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)濾波器的切換，裝置處理負(fù)擔(dān)的增加較少，另外，裝置功耗的增加也不會(huì)特別構(gòu)成問題。由此，根據(jù)本方式，例如可實(shí)現(xiàn)能夠降低裝置的處理負(fù)擔(dān)并執(zhí)行有效的噪聲對(duì)策的搏動(dòng)檢測(cè)裝置(例如，能長(zhǎng)時(shí)間使用的搏動(dòng)檢測(cè)裝置)。另外，例如，在將脈波傳感器佩戴到手腕外側(cè)(與手表背蓋面接觸的部位)等難以取得脈波信號(hào)的部位的類型的搏動(dòng)檢測(cè)裝置中，可提高搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的確定性能。(2)在本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的其它方式中，所述自適應(yīng)濾波器切換部在開始所述第2自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理時(shí)，從濾波器系數(shù)已被初始化的狀態(tài)或所述濾波器系數(shù)被設(shè)定為所述第2自適應(yīng)濾波器以前持續(xù)動(dòng)作的期間內(nèi)一時(shí)刻的濾波器系數(shù)值的狀態(tài)起，開始所述自適應(yīng)處理。在本方式中可知，從濾波器系數(shù)被初始化狀態(tài)或者被設(shè)定為以前持續(xù)動(dòng)作的期間內(nèi)一時(shí)刻中的濾波器系數(shù)值的狀態(tài)起，開始自適應(yīng)濾波器切換后要使用的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理。所謂濾波器系數(shù)被初始化的狀態(tài)，例如是濾波器系數(shù)值全都為零的狀態(tài)。從濾波器被初始化的狀態(tài)起開始自適應(yīng)處理，如果經(jīng)過某種程度的時(shí)間，則自適應(yīng)濾波器成為能夠跟隨搏動(dòng)成分的狀態(tài)，在此時(shí)刻可切換自適應(yīng)濾波器。另外，以前持續(xù)動(dòng)作的期間內(nèi)一時(shí)刻中的濾波器系數(shù)值例如是切換后要使用的自適應(yīng)濾波器在以前持續(xù)動(dòng)作時(shí)獲得的理想的濾波器系數(shù)值。這樣，例如，可期待縮短預(yù)備的自適應(yīng)處理(自適應(yīng)濾波器切換前的預(yù)先自適應(yīng)處理)時(shí)間的效果。即，因?yàn)樽赃m應(yīng)濾波器的自適應(yīng)更快地進(jìn)行而達(dá)到理想狀態(tài)，所以預(yù)先自適應(yīng)處理的時(shí)間可以很短。(3)在本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的其它方式中，所述自適應(yīng)濾波器切換部具有對(duì)所述第I自適應(yīng)濾波器的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)的自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部，所述第I時(shí)刻是由所述自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部評(píng)價(jià)為所述第I自適應(yīng)濾波器的性能劣化的時(shí)刻。在使用中的自適應(yīng)濾波器的性能較高的情況下，不需要切換自適應(yīng)濾波器。即，在使用中的自適應(yīng)濾波器的性能降低征兆出現(xiàn)之后需要切換自適應(yīng)濾波器。因此，在本方式中，設(shè)置自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部來評(píng)價(jià)使用中的自適應(yīng)濾波器的性能劣化，從評(píng)價(jià)為使用中的自適應(yīng)濾波器劣化的時(shí)刻，開始下次使用的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理(預(yù)先自適應(yīng)處理)。 (4)在本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的其它方式中，所述自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部根據(jù)基于信號(hào)的頻譜算出的指標(biāo)來評(píng)價(jià)所述第I自適應(yīng)濾波器的性能，該信號(hào)是所述脈波信號(hào)濾波部濾波前的所述脈波信號(hào)以及從所述脈波信號(hào)濾波部輸出的濾波后信號(hào)中的至少一方。在本方式中可知，為了評(píng)價(jià)濾波器性能，利用根據(jù)濾波前的脈波信號(hào)與從脈波信號(hào)濾波部輸出的濾波后信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)的頻譜算出的指標(biāo)。自適應(yīng)濾波器的性能可根據(jù)頻譜的分布及主要基線的峰值等進(jìn)行判定，所以根據(jù)濾波器前信號(hào)或者濾波器后信號(hào)中的至少一方的頻率分析結(jié)果算出指標(biāo)，并根據(jù)該指標(biāo)的值來判定濾波器性能的劣化征兆。(5)在本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的其它方式中，所述指標(biāo)是將所述搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的譜值與在頻率軸上和所述搏動(dòng)呈現(xiàn)譜相鄰出現(xiàn)的左右各一個(gè)譜值的總和除以在所觀測(cè)的整個(gè)頻帶中出現(xiàn)的頻譜的總和值而得的指標(biāo)，所述自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部通過對(duì)根據(jù)所述脈波信號(hào)濾波部濾波前的所述脈波信號(hào)獲得的所述指標(biāo)的第I值與根據(jù)從所述脈波信號(hào)濾波部輸出的濾波后信號(hào)獲得的所述指標(biāo)的第2值進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)所述第I自適應(yīng)濾波器的性能。通過要提取的相關(guān)性高的信號(hào)成分(搏動(dòng)成分)的譜值相對(duì)于所觀測(cè)的頻帶中的全部譜值的總和占多少比例，可判定濾波器性能的劣化征兆。在本方式中，采用將搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的譜值與在頻率軸上和搏動(dòng)呈現(xiàn)譜相鄰出現(xiàn)的左右各一個(gè)譜值的總和除以在觀測(cè)的整個(gè)頻帶中出現(xiàn)的頻譜的總和值而得的指標(biāo)，對(duì)關(guān)于濾波器前信號(hào)的指標(biāo)值(第I值)與關(guān)于濾波器后信號(hào)的指標(biāo)值(第2值)進(jìn)行比較，由此來判定自適應(yīng)濾波器的劣化征兆。例如，如果適當(dāng)執(zhí)行了濾波處理，則從第I值減去第2值所得的值(差值)為規(guī)定的閾值以上。差值小于閾值的情況意味著濾波器后信號(hào)的頻譜狀態(tài)與濾波器前信號(hào)的頻譜狀態(tài)之差較小，在此情況下，可評(píng)價(jià)為自適應(yīng)濾波器的性能劣化。(6)在本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的其它方式中，所述第2時(shí)刻是從所述第I時(shí)刻起經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻。在本方式中，在開始下次使用的自適應(yīng)濾波器的預(yù)先自適應(yīng)處理之后，在已經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻，切換自適應(yīng)濾波器。在開始預(yù)先自適應(yīng)處理之后，如果經(jīng)過某種程度的時(shí)間，則可視為切換后要使用的自適應(yīng)濾波器已進(jìn)行某程度的自適應(yīng)、用于自適應(yīng)濾波器切換的準(zhǔn)備完成。另外，下次使用的自適應(yīng)濾波器進(jìn)行預(yù)先自適應(yīng)處理的期間是第I自適應(yīng)濾波器與第2自適應(yīng)濾波器一起動(dòng)作的期間，所以當(dāng)該期間延長(zhǎng)到超出必要程度時(shí)，無謂的功耗增大。由此，在已經(jīng)過用于準(zhǔn)備自適應(yīng)濾波器切換的規(guī)定期間的時(shí)刻，進(jìn)行自適應(yīng)濾波器的切換。(7)在本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的其它方式中，所述第2時(shí)刻是從第3時(shí)刻起經(jīng)過規(guī)定的容許時(shí)間的時(shí)刻，該第3時(shí)刻是所述第2期間開始的時(shí)刻。在本方式中，以當(dāng)前使用的自適應(yīng)濾波器持續(xù)動(dòng)作的開始時(shí)刻為基準(zhǔn)來決定切換自適應(yīng)濾波器的時(shí)刻(自適應(yīng)濾波器切換定時(shí))。
例如，可以在當(dāng)前使用的自適應(yīng)濾波器開始持續(xù)動(dòng)作之后經(jīng)過規(guī)定的容許時(shí)間時(shí)，例如與有無自適應(yīng)濾波器的劣化征兆或是否經(jīng)過預(yù)先自適應(yīng)處理所需的時(shí)間等無關(guān)地切換自適應(yīng)濾波器。在此情況下，當(dāng)使用中的自適應(yīng)濾波器的累積使用時(shí)間達(dá)到規(guī)定的容許時(shí)間時(shí)，切換自適應(yīng)濾波器，所以能夠在自適應(yīng)濾波器的性能大幅劣化以前，可靠地切換自適應(yīng)濾波器。另外，根據(jù)本方式，例如，即使由于某些理由而錯(cuò)過確認(rèn)自適應(yīng)濾波器的劣化征兆時(shí)，也能夠可靠地切換自適應(yīng)濾波器。由此，不會(huì)產(chǎn)生未切換自適應(yīng)濾波器而持續(xù)使用的時(shí)間超過容許時(shí)間并延長(zhǎng)的情況。(8)在本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的其它方式中，所述脈波信號(hào)濾波部具有延遲處理部，其使所述脈波信號(hào)延遲規(guī)定時(shí)間；濾波器系數(shù)更新部，其更新所述第I自適應(yīng)濾波器以及所述第2自適應(yīng)濾波器中至少任意一方的系數(shù)；以及減法部，所述第I自適應(yīng)濾波器以及所述第2自適應(yīng)濾波器中的至少任意一方從所述延遲處理部的輸出信號(hào)中選擇并輸出自相關(guān)性高的第I信號(hào)，所述減法部從所述脈波信號(hào)減去所述第I信號(hào)，生成自相關(guān)性比所述第I信號(hào)低的第2信號(hào)，并將所述第2信號(hào)提供給所述濾波器系數(shù)更新部，所述濾波器系數(shù)更新部更新所述第I自適應(yīng)濾波器以及所述第2自適應(yīng)濾波器中的至少任意一方的系數(shù)，以抑制所述第2信號(hào)。在本方式中，脈波信號(hào)濾波部具有延遲處理部、自適應(yīng)濾波器、濾波器系數(shù)更新部和減法部。具有這些結(jié)構(gòu)的部分有時(shí)被稱為自適應(yīng)譜線增強(qiáng)器。濾波器系數(shù)更新部更新濾波器系數(shù)，以抑制(例如最小化)從減法部輸出的第2信號(hào)(是相關(guān)性低的信號(hào)，有時(shí)被稱為誤差信號(hào))。根據(jù)本方式，能夠在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)切換自適應(yīng)濾波器。由此，即使在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)量時(shí)，也能夠?qū)⒆赃m應(yīng)濾波器的性能維持在適當(dāng)?shù)乃?。由此能夠降低搏?dòng)檢測(cè)的失敗及錯(cuò)誤檢測(cè)的產(chǎn)生。這樣，根據(jù)上述本發(fā)明方式的至少一個(gè)，例如，可通過在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)切換構(gòu)成脈波信號(hào)濾波部的自適應(yīng)濾波器，來將自適應(yīng)濾波器的性能維持在適當(dāng)?shù)乃?。另外，例如，因?yàn)橛行У乩米赃m應(yīng)濾波器，所以能夠簡(jiǎn)化濾波器結(jié)構(gòu)，另外，比較容易切換自適應(yīng)濾波器，因此，可實(shí)現(xiàn)能夠降低裝置的處理負(fù)擔(dān)并執(zhí)行有效的噪聲對(duì)策的搏動(dòng)檢測(cè)裝置。


圖I是示出本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的一例的結(jié)構(gòu)的圖。圖2(A) (C)是示出脈波傳感器和搏動(dòng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖3(A)以及圖3(B)是示出自適應(yīng)濾波器的切換處理的定時(shí)和切換濾波器的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖4是示出濾波器的切換處理的定時(shí)的具體例的時(shí)序圖。圖5是示出自適應(yīng)濾波器的切換處理的順序例的流程圖。圖6是示出自適應(yīng)濾波處理(前處理)和頻率分析處理(后處理)的順序的一例的流程圖。圖7是示出采用SN3 (S/N指標(biāo))的濾波器劣化征兆判斷的一例的圖。圖8 (A) 8 (C)是示出實(shí)際處理中的脈波信號(hào)波形和由FFT獲得的頻譜的一例的圖。圖9 (A)以及圖9⑶是示出確認(rèn)執(zhí)行自適應(yīng)濾波器切換時(shí)的例子及不執(zhí)行自適應(yīng) 濾波器切換時(shí)的例子(比較例)各自中的S/N指標(biāo)(SN3)的與時(shí)間經(jīng)過對(duì)應(yīng)的變動(dòng)而得到的結(jié)果的圖。標(biāo)號(hào)說明10脈波傳感器；11體動(dòng)傳感器(加速度傳感器、陀螺儀傳感器等)；12脈波信號(hào)存儲(chǔ)部；17自適應(yīng)濾波器切換部；100搏動(dòng)檢測(cè)裝置；200脈波信號(hào)濾波部；202a、202b第I自適應(yīng)濾波器以及第2自適應(yīng)濾波器；214自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部；215濾波器前的SN3算出部；217自適應(yīng)濾波器劣化判定部；218自適應(yīng)濾波器切換處理部；300體動(dòng)噪聲去除處理部；400脈波頻率分析部；600顯示部。
具體實(shí)施例方式以下，說明本實(shí)施方式。此外，以下說明的本實(shí)施方式不對(duì)權(quán)利要求書所述的本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)限定。另外，在本實(shí)施方式中說明的全部結(jié)構(gòu)并非是本發(fā)明的必須構(gòu)成要件。(第I實(shí)施方式)(整體結(jié)構(gòu)例)圖I是示出本發(fā)明的搏動(dòng)檢測(cè)裝置的一例的結(jié)構(gòu)圖。圖I所示的搏動(dòng)檢測(cè)裝置100是一種檢測(cè)來源于被檢體(包含人、動(dòng)物)搏動(dòng)的搏動(dòng)信號(hào)、與搏動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的心跳等生物體信息等的傳感器裝置。這里，所謂搏動(dòng)，是指在醫(yī)學(xué)上反復(fù)心臟以及內(nèi)臟一般的周期性收縮、弛緩時(shí)引起的運(yùn)動(dòng)。這里，將心臟作為周期性輸送血液的泵的動(dòng)作稱為搏動(dòng)。此外，所謂心跳數(shù)，是I分鐘的心臟搏動(dòng)數(shù)。另外，脈搏數(shù)是末梢血管中的脈動(dòng)數(shù)。在心臟送出血液時(shí)，因?yàn)樵趧?dòng)脈中產(chǎn)生脈動(dòng)，所以將累計(jì)該次數(shù)所得的數(shù)稱為脈搏數(shù)或簡(jiǎn)稱為脈搏。如果利用手臂來測(cè)量脈搏，在醫(yī)學(xué)上通常不稱為心跳數(shù)而是稱為脈搏數(shù)。另外，在以下的說明中，使用體動(dòng)這樣的用語。所謂體動(dòng)，在廣義中表示所有使身體動(dòng)作的情況(廣義的體動(dòng))。另外，可以將被檢體的穩(wěn)定(周期性)體動(dòng)稱為狹義的體動(dòng)。例如，與步行/慢跑等相伴的穩(wěn)定的、周期性的手臂(脈搏計(jì)的佩戴部位附近)動(dòng)作相當(dāng)于狹義的體動(dòng)。圖I所示的搏動(dòng)檢測(cè)裝置100具備脈波傳感器10、脈波信號(hào)存儲(chǔ)部(具有存儲(chǔ)4秒鐘的脈波信號(hào)d的數(shù)據(jù)的第I緩沖存儲(chǔ)器13以及存儲(chǔ)16秒鐘的脈波信號(hào)d的數(shù)據(jù)的第2緩沖存儲(chǔ)器15) 12、包含自適應(yīng)濾波器切換部17的脈波信號(hào)濾波部200、體動(dòng)傳感器(加速度傳感器、陀螺儀傳感器等)11、體動(dòng)噪聲去除處理部300、脈波頻率分析部400和顯示檢測(cè)結(jié)果等的顯示部(包含液晶面板等)600。脈波傳感器10例如是光電脈波傳感器以及基于其原理的脈波傳感器。脈波傳感器10輸出混合存在有搏動(dòng)信號(hào)與包含來源于被檢體(人或動(dòng)物)體動(dòng)的體動(dòng)噪聲信號(hào)的噪聲信號(hào)的脈波信號(hào)d。這里，脈波信號(hào)d例如包含搏動(dòng)成分信號(hào)(穩(wěn)定成分或周期成分)、體動(dòng)噪聲成分(穩(wěn)定或周期的成分)和外部干擾噪聲成分(沖擊噪聲等的非穩(wěn)定或非周期成分)。從脈波傳感器10輸出的脈波信號(hào)d的4秒鐘的信號(hào)被存儲(chǔ)到第I緩沖存儲(chǔ)器13中。4秒鐘的脈波信號(hào)d按照4秒周期被傳送到第2緩沖存儲(chǔ)器15。第2緩沖存儲(chǔ)器15是FIFO(先進(jìn)先出)存儲(chǔ)器，16秒鐘的脈波信號(hào)以4秒為單位進(jìn)行更新。存儲(chǔ)16秒鐘的脈 波信號(hào)是因?yàn)樵谕ㄟ^頻率分析確定搏動(dòng)成分時(shí)需要以某種程度的時(shí)間幅度觀測(cè)信號(hào)的推移并慎重地研究有無相關(guān)性等。脈波信號(hào)濾波部200是一種當(dāng)在輸入信號(hào)中包含穩(wěn)定的頻率成分和其它非穩(wěn)定的成分時(shí)能夠?qū)λ鼈冞M(jìn)行分離和輸出的自適應(yīng)濾波器。脈波信號(hào)濾波部200具備使脈波信號(hào)延遲規(guī)定時(shí)間(這里是I個(gè)采樣時(shí)間)的延遲處理部201 ;從延遲處理部201的輸出信號(hào)中選擇并輸出自相關(guān)性高的第I信號(hào)y、并且被選擇性地使用一個(gè)的第I自適應(yīng)濾波器202a以及第2自適應(yīng)濾波器202b ;更新各個(gè)自適應(yīng)濾波器202a、202b的系數(shù)的濾波器系數(shù)更新部(nLMS濾波器系數(shù)更新部)210 ;從脈波信號(hào)d減去第I信號(hào)y (具體地說是ya、yb)生成自相關(guān)性比第I信號(hào)y (ya、yb)低的第2信號(hào)e ( = d-y :ea = d-ya或者eb = d-yb)、并將第2信號(hào)e提供(反饋)給濾波器系數(shù)更新部(nLMS濾波器系數(shù)更新部)210的減法部204。此外，包含延遲處理部201、第I自適應(yīng)濾波器202a以及第2自適應(yīng)濾波器202b和濾波器系數(shù)更新部(nLMS濾波器系數(shù)更新部)210的功能塊有時(shí)被稱為自適應(yīng)譜線增強(qiáng)器。此外，所謂自適應(yīng)譜線增強(qiáng)器，例如是具有如下功能的自適應(yīng)濾波器(或者自適應(yīng)濾波部)在輸入信號(hào)中含有穩(wěn)定的頻率成分(相關(guān)性高的成分)和其它非穩(wěn)定的成分(相關(guān)性低的成分)時(shí)，分尚各個(gè)成分并進(jìn)行輸出。nLMS濾波器系數(shù)更新部210自適應(yīng)地更新自適應(yīng)濾波器的系數(shù)(這里是歸一化最小均方系數(shù)(nLMS系數(shù)))，以抑制第2信號(hào)e的值(例如，使其最小化)。針對(duì)各個(gè)自適應(yīng)濾波器202a、202b獨(dú)立地進(jìn)行濾波器系數(shù)的更新。S卩，從第I自適應(yīng)濾波器202a輸出第I信號(hào)ya，從第2自適應(yīng)濾波器202b輸出第I信號(hào)yb。減法部204通過從脈波信號(hào)d減去第I信號(hào)ya來算出第2信號(hào)ea( = d-ya)，另外，通過從脈波信號(hào)d減去第I信號(hào)yb來算出第2信號(hào)eb ( = d-yb)。第I自適應(yīng)濾波器202a的濾波器系數(shù)根據(jù)第2信號(hào)ea進(jìn)行更新。另外，第2自適應(yīng)濾波器202b的濾波器系數(shù)根據(jù)第2信號(hào)eb進(jìn)行更新。此外，為了便于說明，以下，將來自使用中的自適應(yīng)濾波器的第I信號(hào)簡(jiǎn)記y，將第2信號(hào)簡(jiǎn)記為e。另外，在圖I中，減法部204的輸入信號(hào)以及輸出信號(hào)也使用同樣的表述。另外，將第I信號(hào)y以及第2信號(hào)e( = d-y)分別與增益系數(shù)hi、h2相乘(由增益調(diào)整部206所包含的系數(shù)乘法器207a、207b執(zhí)行此處理)，然后，利用加法部208對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行相加。例如，設(shè)定為hi ^ I. 0，并設(shè)定為h2 < I. O。由此，能夠減輕沖擊的影響并且能夠提高對(duì)搏動(dòng)成分及體動(dòng)成分突然變化的跟隨性。例如，當(dāng)安靜中的脈搏為60的人開始快節(jié)奏的慢跑而脈搏迅速上升到150時(shí)，如果自適應(yīng)濾波器202的跟隨性慢于脈搏的上升，則自適應(yīng)濾波器202有可能會(huì)切斷突然上升的心跳成分的信號(hào)。能夠排除這種情況。第I自適應(yīng)濾波器202a以及第2自適應(yīng)濾波器202b (在以下的說明中有時(shí)將它們稱為各個(gè)自適應(yīng)濾波器)能夠根據(jù)輸入信號(hào)使傳遞函數(shù)自適應(yīng)地變化，即能夠使頻率響應(yīng)特性自適應(yīng)。第I自適應(yīng)濾波器202a以及第2自適應(yīng)濾波器202b —般作為進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)字濾波器安裝。為了維持自適應(yīng)濾波器的期望性能(例如，使輸入信號(hào)所包含的噪聲成分最小化的性能)，使用規(guī)定的算法(例如，優(yōu)化算法)。在規(guī)定的算法中，反饋根據(jù)濾波后的信號(hào)而獲得的信號(hào)，通過基于該算法的自適應(yīng)處理，使濾波器系數(shù)適當(dāng)?shù)刈兓?，結(jié)果，自適應(yīng)濾波器的頻率響應(yīng)特性發(fā)生變化。在脈波傳感器10持續(xù)動(dòng)作的期間(即，持續(xù)輸出所采樣的脈波信號(hào)d的期間)，中，繼續(xù)(間斷)地進(jìn)行算法的自適應(yīng)處理，維持第I自適應(yīng)濾波器202a或第2自適應(yīng)濾波器202b的期望性能。但是，當(dāng)任意的自適應(yīng)濾波器在某種程度的時(shí)間中持續(xù)動(dòng)作時(shí)，有時(shí)自適應(yīng)濾波器的性能低于期望的水平。這是因?yàn)樵趶拿}波傳感器10輸出的脈波信號(hào)d中混合存在有搏動(dòng)信號(hào)(穩(wěn)定的成分)和包含來源于被檢體體動(dòng)的體動(dòng)噪聲信號(hào)的噪聲信號(hào)(非穩(wěn)定的成分)。即，自適應(yīng)濾波器202的性能跟隨搏動(dòng)信號(hào)(穩(wěn)定的成分)進(jìn)行變化，另一方面，可能還跟隨噪聲信號(hào)。搏動(dòng)信號(hào)和噪聲成分的電平(信號(hào)振幅)隨著時(shí)間經(jīng)過而變動(dòng)，另外，例如，還可能有突發(fā)的且非穩(wěn)定的變動(dòng)。由此，例如在搏動(dòng)成分的電平突發(fā)性降低、同時(shí)噪聲成分的電平上升的情況下，自適應(yīng)濾波器202的性能跟隨噪聲成分進(jìn)行變化。自適應(yīng)濾波器202基本上從輸入信號(hào)中選擇自相關(guān)性高的信號(hào)進(jìn)行輸出，所以隨著時(shí)間經(jīng)過，逐漸跟隨于噪聲，逐漸使噪聲信號(hào)也通過。在此情況下，當(dāng)經(jīng)過某種程度的時(shí)間時(shí)，使用中的自適應(yīng)濾波器的性能大幅降低，有時(shí)難以恢復(fù)到正常的狀態(tài)。因此，在本實(shí)施方式中，自適應(yīng)濾波器切換部17在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)，執(zhí)行將第I自適應(yīng)濾波器202a以及第2自適應(yīng)濾波器202b內(nèi)的、使用中的一方的自適應(yīng)濾波器切換為另一方的自適應(yīng)濾波器的處理(自適應(yīng)濾波器切換處理)。如果在切換后使用的自適應(yīng)濾波器的狀態(tài)是已設(shè)定了適當(dāng)?shù)臑V波器系數(shù)的狀態(tài)，則切換后的自適應(yīng)濾波器的性能高于切換前的自適應(yīng)濾波器的性能，由此能夠維持適當(dāng)?shù)淖赃m應(yīng)處理。但是，僅僅切換自適應(yīng)濾波器未必能夠始終可靠地維持自適應(yīng)濾波器性能。例如，考慮剛剛切換之后的自適應(yīng)濾波器處于被初始化的狀態(tài)(濾波器系數(shù)都為零)的情況。在此情況下，在進(jìn)行某種程度的自適應(yīng)處理(濾波器系數(shù)的更新處理)之前的期間中，會(huì)產(chǎn)生所有頻帶的信號(hào)都難以通過的傾向。此時(shí)，如果混入了信號(hào)電平比搏動(dòng)成分信號(hào)大的體動(dòng)噪聲成分信號(hào)，則自適應(yīng)濾波器有可能適應(yīng)于體動(dòng)噪聲成分。即，在使濾波器系數(shù)初始化的時(shí)刻，有時(shí)對(duì)在脈波信號(hào)中最占主導(dǎo)地位的成分信號(hào)最早地進(jìn)行自適應(yīng)處理。即，例如，在剛剛切換自適應(yīng)濾波器之后(濾波器初始化的時(shí)刻)，如果外部干擾噪聲成分信號(hào)占主導(dǎo)地位，則有時(shí)難以獲得用于確定搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的適當(dāng)?shù)臑V波處理結(jié)果。考慮到這點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，在切換自適應(yīng)濾波器之前，開始接來下要使用的濾波器的自適應(yīng)處理，在自適應(yīng)處理進(jìn)行到某種程度的時(shí)刻，切換自適應(yīng)濾波器。、
S卩，自適應(yīng)濾波器切換部17在脈波傳感器10持續(xù)動(dòng)作的第I期間中的、第I自適應(yīng)濾波器202a以及第2自適應(yīng)濾波器202b中的任意一方的自適應(yīng)濾波器持續(xù)進(jìn)行自適應(yīng)處理的第2期間途中的第I時(shí)刻，開始另一方的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理。然后，在第2時(shí)刻，切換要使用的自適應(yīng)濾波器，該第2時(shí)刻是第I時(shí)刻之后的時(shí)刻，且是第2期間的終點(diǎn)。優(yōu)選的是，在開始另一方的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理的時(shí)刻(第I時(shí)刻)，該自適應(yīng)濾波器處于濾波器系數(shù)已初始化的狀態(tài)、或者被設(shè)定為以前持續(xù)動(dòng)作期間內(nèi)的一時(shí)刻中的濾波器系數(shù)值的狀態(tài)。這里，所謂濾波器系數(shù)已初始化的狀態(tài)，例如是濾波器系數(shù)值都為零的狀態(tài)。從濾波器已初始化的狀態(tài)開始自適應(yīng)處理，如果經(jīng)過某程度的時(shí)間，則自適應(yīng)濾波器成為能夠跟隨搏動(dòng)成分的狀態(tài)，可在此時(shí)刻(第2時(shí)刻)切換自適應(yīng)濾波器。另外，以前持續(xù)動(dòng)作期間內(nèi)的一時(shí)刻中的濾波器系數(shù)值例如是切換后要使用的自適應(yīng)濾波器在以前持續(xù)動(dòng)作時(shí)獲得的理想的濾波器系數(shù)值。這樣，例如可期待縮短預(yù)備的 自適應(yīng)處理(濾波器切換前的預(yù)先自適應(yīng)處理)的時(shí)間的效果。即，由于濾波器的自適應(yīng)更快地進(jìn)行而進(jìn)入理想狀態(tài)，因此預(yù)先自適應(yīng)處理的時(shí)間可以很短。即，能夠使第2時(shí)刻到來的定時(shí)提前。在后面對(duì)自適應(yīng)濾波器切換處理進(jìn)行詳細(xì)敘述。切換后的自適應(yīng)濾波器在切換時(shí)刻是在某種程度的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了動(dòng)作(即，進(jìn)行了預(yù)先自適應(yīng)處理)的狀態(tài)，是跟隨脈波信號(hào)d所包含的穩(wěn)定成分(S卩，相關(guān)性高的搏動(dòng)信號(hào)成分)的狀態(tài)。由此，在剛剛切換之后，即使產(chǎn)生非穩(wěn)定的噪聲，也難以切斷搏動(dòng)成分。S卩，通過切換為預(yù)先已進(jìn)行某種程度的自適應(yīng)處理的濾波器，由此在進(jìn)行使用FFT(高速傅里葉變換)等的頻率分析的情況下，可降低錯(cuò)誤檢測(cè)表示搏動(dòng)的搏動(dòng)呈現(xiàn)譜(表示搏動(dòng)的周期及其信號(hào)強(qiáng)度的頻譜)的可能性。如圖I所示，自適應(yīng)濾波器切換部17優(yōu)選具有執(zhí)行FFT (高速傅里葉變換)的高速傅里葉變換部212、可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置的高速傅里葉變換部213、219、自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部214、定時(shí)判定部(計(jì)時(shí)器)216和自適應(yīng)濾波器切換處理部218。定時(shí)判定部(計(jì)時(shí)器)216例如以脈搏的測(cè)量開始時(shí)刻為基準(zhǔn)來測(cè)量經(jīng)過時(shí)間，管理自適應(yīng)濾波器的切換定時(shí)。高速傅里葉變換部212對(duì)脈波信號(hào)d進(jìn)行高速傅里葉變換。此外，在設(shè)有高速傅里葉變換部213、219的情況下，高速傅里葉變換部213對(duì)從體動(dòng)傳感器11輸出的加速度信號(hào)(X方向成分)進(jìn)行高速傅里葉變換，高速傅里葉變換部219對(duì)從體動(dòng)傳感器11輸出的加速度信號(hào)(Y方向成分)進(jìn)行高速傅里葉變換。自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部214具有濾波器前的SN3算出部215、自適應(yīng)濾波器劣化判定部217和自適應(yīng)濾波器切換處理部218。在使用中的自適應(yīng)濾波器性能較高的情況下，不需要自適應(yīng)濾波器的切換。即，可以說在使用中的自適應(yīng)濾波器的性能降低的征兆出現(xiàn)之后需要自適應(yīng)濾波器的切換。因此，在本實(shí)施方式中，設(shè)置自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部214，檢測(cè)使用中的自適應(yīng)濾波器性能的劣化征兆，從檢測(cè)時(shí)刻起開始下次要使用的濾波器的自適應(yīng)處理(預(yù)先自適應(yīng)處理)。為了客觀評(píng)價(jià)自適應(yīng)濾波器的性能，需要與自適應(yīng)濾波器性能相關(guān)的某些指標(biāo)。在本實(shí)施方式中，利用S/N指標(biāo)(例如，稱為SN3的指標(biāo))，該S/N指標(biāo)是根據(jù)濾波前的脈波信號(hào)d或者從脈波信號(hào)濾波部200輸出的濾波后的信號(hào)(包含體動(dòng)噪聲去除后的信號(hào))中的至少一個(gè)信號(hào)的頻譜來算出的。濾波器的性能可根據(jù)頻譜的分布及主要基線的峰值等進(jìn)行判定，所以優(yōu)選根據(jù)濾波器前的信號(hào)或者濾波器后的信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)的頻率分析結(jié)果來算出指標(biāo)，并根據(jù)該指標(biāo)的值來判定自適應(yīng)濾波器性能的劣化征兆。這里，所謂SN3，是用于評(píng)價(jià)自適應(yīng)濾波器性能的S/N指標(biāo)，該指標(biāo)是將搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的譜值與在頻率軸上和搏動(dòng)呈現(xiàn)譜相鄰出現(xiàn)的左右各一個(gè)譜值的總和除以在所觀測(cè)的整個(gè)頻帶內(nèi)出現(xiàn)的頻譜的總和值而得到的。
S卩，SN3可通過以下的算式來表示。SN3 =(搏動(dòng)呈現(xiàn)譜與其左右的I個(gè)譜值的總和)/ (所有頻率0 4Hz中的譜值的總和)(單位％ )此外，所謂搏動(dòng)呈現(xiàn)譜，是作為一定期間的搏動(dòng)成分信號(hào)的FFT結(jié)果而獲得的頻譜中的表示搏動(dòng)的周期及其信號(hào)強(qiáng)度的頻譜。S卩，可根據(jù)要提取的相關(guān)性高的信號(hào)成分(搏動(dòng)成分)的譜值相對(duì)于所觀測(cè)的頻帶中的全部譜值的總和占多少比例來判定自適應(yīng)濾波器性能的劣化征兆，所以利用SN3作為指標(biāo)。例如，濾波器前的SN3算出部215算出針對(duì)濾波器前的脈波信號(hào)(原信號(hào))d的SN3。另外，在脈波頻率分析部400中設(shè)置有濾波器后的SN3算出部412，該濾波器后的SN3算出部412算出針對(duì)濾波器后的信號(hào)(濾波器后的脈波信號(hào))的SN3。例如，濾波器前的SN3算出部215所算出的關(guān)于濾波器前信號(hào)的指標(biāo)值(第I值)和濾波器后的SN3算出部412所算出的關(guān)于濾波后信號(hào)的指標(biāo)值(第2值)被輸入到自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部214所包含的自適應(yīng)濾波器劣化判定部217。自適應(yīng)濾波器劣化判定部217對(duì)第I值與第2值進(jìn)行比較，判定有無使用中的濾波器的性能劣化征兆。例如，如果適當(dāng)執(zhí)行了濾波處理，則從SN3的第I值減去SN3的第2值而得的值(即差值)應(yīng)該是規(guī)定的閾值以上。差值小于閾值意味著濾波器后的信號(hào)的頻譜狀態(tài)與濾波器前的信號(hào)的頻譜狀態(tài)之差較小，在此情況下，自適應(yīng)濾波器未有效地工作，由此，判定為存在濾波器性能的劣化征兆。即，在此時(shí)刻，檢測(cè)出自適應(yīng)濾波器的劣化征兆。此外，自適應(yīng)濾波器的性能評(píng)價(jià)還可以根據(jù)SN3的第I值或第2值(單獨(dú)的一個(gè))進(jìn)行評(píng)價(jià)。即，如果自適應(yīng)濾波器的性能較高，則SN3的值變大，伴隨著自適應(yīng)濾波器的性能降低，SN3的值變小。因此，例如可通過比較規(guī)定的閾值與SN3的值來檢測(cè)濾波器性能的劣化征兆。但如上所述，如果采用比較SN3的第I值與第2值的方法，能夠提高自適應(yīng)濾波器的性能劣化征兆的判定精度。另外，在圖I中，體動(dòng)傳感器11是檢測(cè)與被檢體體動(dòng)例如步行或慢跑等相伴的穩(wěn)定的周期性的手臂(脈搏計(jì)的佩戴部位附近)動(dòng)作的傳感器，例如，可包含加速度傳感器或陀螺儀傳感器。另外，體動(dòng)噪聲去除處理部300具有體動(dòng)噪聲去除用的第I自適應(yīng)濾波器302以及第2自適應(yīng)濾波器304。體動(dòng)噪聲(體動(dòng)噪聲成分)是表示脈波信號(hào)(更正確地說是加法部208的輸出信號(hào))所包含的由于人類等的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作(體動(dòng))而產(chǎn)生的血管容積變化的噪聲成分。在佩戴于手臂或手指的脈搏計(jì)的情況下，由于步行中或慢跑中的揮臂影響，在血管中與其揮臂節(jié)奏相應(yīng)地產(chǎn)生容積變化。通過人類進(jìn)行穩(wěn)定的動(dòng)作而成為具有該動(dòng)作的頻率的成分信號(hào)。由此可知體動(dòng)噪聲成分與在脈波傳感器佩戴部位附近佩戴的加速度傳感器所輸出的信號(hào)波形相關(guān)性較高。另外，脈波頻率分析部400具有輸入體動(dòng)噪聲去除后的脈波信號(hào)的高速傅里葉變換部402 ;輸入來自體動(dòng)傳感器11的加速度信號(hào)(X軸方向成分)的高速傅里葉變換部404 ;輸入來自體動(dòng)傳感器11的加速度信號(hào)(Y軸方向成分)的高速傅里葉變換部406 ;搏動(dòng)成分確定部(搏動(dòng)呈現(xiàn)譜確定部)408和脈搏數(shù)算出部410。另外，如上所述，脈波頻率分析部400根據(jù)需要還可以具有濾波器后的SN3算出部412。搏動(dòng)成分確定部(搏動(dòng)呈現(xiàn)譜確定部)408針對(duì)FFT后的16秒鐘的脈波信號(hào)按照每4秒進(jìn)行頻率分析，并根據(jù)譜值及譜的分布等來研究與以前獲得的搏動(dòng)成分之間的相關(guān)性等，確定搏動(dòng)呈現(xiàn)譜。所謂搏動(dòng)呈現(xiàn)譜，如上所述，是在作為一定期間的搏動(dòng)成分信號(hào)的 FFT結(jié)果而獲得的頻譜中表示搏動(dòng)的周期及其信號(hào)強(qiáng)度的頻譜。此外，所謂體動(dòng)呈現(xiàn)譜，是在作為一定期間的體動(dòng)噪聲成分信號(hào)的FFT結(jié)果而獲得的頻譜中表示體動(dòng)(例如，步行中的臂振)周期及其信號(hào)強(qiáng)度的頻譜。脈搏數(shù)算出部410算出脈搏數(shù)?；旧先绻l率軸上的搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的位置(頻率)固定，則脈搏數(shù)與該頻譜位置對(duì)應(yīng)，是唯一確定的。濾波器后的SN3算出部412如上所述那樣算出關(guān)于濾波后信號(hào)的SN3的值(第2值)。另外，在顯示部600上可顯示表示檢測(cè)出的脈搏數(shù)及搏動(dòng)的波形、檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、被檢體的消耗熱量、當(dāng)前的時(shí)刻等。在圖I所示的搏動(dòng)檢測(cè)裝置100中，在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)，執(zhí)行第I自適應(yīng)濾波器202a以及第2自適應(yīng)濾波器202b的切換。由此，由于自適應(yīng)濾波器202的持續(xù)使用，即使濾波器的性能降低(例如，由于噪聲成分的跟隨占主導(dǎo)地位，從而產(chǎn)生不跟隨搏動(dòng)信號(hào)的情況)，濾波器切換后的濾波器也能夠從理想的適應(yīng)狀態(tài)開始自適應(yīng)處理，結(jié)果，可高效地進(jìn)行自適應(yīng)以捕捉搏動(dòng)信號(hào)。由此，濾波器性能始終維持在追隨搏動(dòng)信號(hào)的理想狀態(tài)。在圖I的搏動(dòng)檢測(cè)裝置100中，因?yàn)槭褂米赃m應(yīng)濾波器202，所以不需要使用多個(gè)帶通濾波器，也不需要根據(jù)規(guī)定條件來判定采用哪個(gè)帶通濾波器的輸出作為輸出信號(hào)。另夕卜，可簡(jiǎn)單地執(zhí)行自適應(yīng)濾波器的切換，裝置處理負(fù)擔(dān)的增加減少，另外，裝置功耗的增加也不會(huì)特別構(gòu)成問題。由此，根據(jù)本實(shí)施方式，例如可實(shí)現(xiàn)能夠降低裝置的處理負(fù)擔(dān)并且執(zhí)行有效的噪聲對(duì)策的搏動(dòng)檢測(cè)裝置100(例如，能長(zhǎng)時(shí)間使用的搏動(dòng)檢測(cè)裝置100)。另外，例如，在將脈波傳感器10佩戴到手腕外側(cè)(與手表背蓋面接觸的部位)等難以取得脈波信號(hào)的部位類型的搏動(dòng)檢測(cè)裝置中，能夠提高搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的確定性能。(手表型脈搏計(jì)的例子)圖2(A) (C)是示出脈波傳感器和搏動(dòng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖2(A)示出脈波傳感器10的一例的剖面構(gòu)造。圖2 (A)所示的脈波傳感器10具有設(shè)置在基板3背面(下表面)的發(fā)光元件I、透明蓋(由透光性材料構(gòu)成的接觸部件)2、光反射拱頂(光反射部)4和設(shè)置在基板3正面(上表面)的受光部5。從發(fā)光元件I射出的光Rl到達(dá)被檢測(cè)部位SA(這里為手腕)中的血管(生物體信息源)0并反射。血管0的容積伴隨著搏動(dòng)進(jìn)行周期性變動(dòng)，所以反射光R1’的強(qiáng)度與搏動(dòng)對(duì)應(yīng)地進(jìn)行周期性變動(dòng)。反射光R1’在被反射拱頂4反射之后入射到受光部5。受光部5將入射光變換為電信號(hào)。圖2(B)示出脈波傳感器10中的電路結(jié)構(gòu)的一例。發(fā)光元件I的發(fā)光由控制電路161進(jìn)行控制。另外，從受光部5輸出的受光信號(hào)被放大電路162放大之后，由A/D變換電路163變換為數(shù)字信號(hào)。這樣，獲得脈波信號(hào)d。圖2(C)示出手表型脈搏計(jì)(內(nèi)置有本實(shí)施方式搏動(dòng)檢測(cè)裝置)的使用例。脈搏計(jì)具有表帶500、顯示部600和本實(shí)施方式的搏動(dòng)檢測(cè)裝置100(內(nèi)置)。在圖2(C)的例子中，將脈搏計(jì)(即搏動(dòng)檢測(cè)裝置100)佩戴到作為被檢體的人(用戶)的左手腕。(自適應(yīng)濾波器的切換處理)圖3(A)以 及圖3(B)是示出自適應(yīng)濾波器的切換處理的定時(shí)和切換濾波器的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖3(A)示出自適應(yīng)濾波器的切換處理的定時(shí)的一例。在時(shí)間軸的上側(cè)示出第I自適應(yīng)濾波器202a的動(dòng)作期間(標(biāo)注網(wǎng)格圖形的部分)。另外，在時(shí)間軸的下側(cè)示出第2自適應(yīng)濾波器202b的動(dòng)作期間(標(biāo)注斜線的部分和灰色的部分)。在時(shí)刻tl，搏動(dòng)檢測(cè)裝置100開始搏動(dòng)檢測(cè)處理(即測(cè)量處理)，其動(dòng)作持續(xù)到時(shí)刻tio。從時(shí)刻tl到時(shí)刻tio的第I期間TX是脈波傳感器10持續(xù)動(dòng)作的期間。在第I期間TX中，持續(xù)輸出混合存在有被檢體(這里為人體)的搏動(dòng)信號(hào)和包含來源于體動(dòng)的體動(dòng)噪聲信號(hào)的噪聲信號(hào)的脈波信號(hào)。在時(shí)刻tl，第I自適應(yīng)濾波器202a開始動(dòng)作。下一濾波器的切換定時(shí)在時(shí)刻t3到來。第I自適應(yīng)濾波器202a持續(xù)進(jìn)行動(dòng)作直至?xí)r刻t3。第2自適應(yīng)濾波器202b在比作為自適應(yīng)濾波器切換定時(shí)的時(shí)刻t3提前規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t2，開始自適應(yīng)處理(預(yù)先自適應(yīng)處理)。從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的第3期間TZ是第2自適應(yīng)濾波器202b進(jìn)行預(yù)先自適應(yīng)處理的期間。以下，反復(fù)同樣的動(dòng)作。此外，TY’是第2自適應(yīng)濾波器202b持續(xù)動(dòng)作的第2期間(下一個(gè)第2期間)，TZ’是第I自適應(yīng)濾波器202a進(jìn)行預(yù)先自適應(yīng)處理的第3期間(下一個(gè)第3期間)。如上所述，下次動(dòng)作的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理開始的定時(shí)(時(shí)刻t2、t4、t6、t8)可以是檢測(cè)出使用中的自適應(yīng)濾波器的劣化征兆的時(shí)刻。另外，可以在下次要使用的自適應(yīng)濾波器(在圖3中記載為次濾波器)的預(yù)先自適應(yīng)處理開始之后，在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻(時(shí)刻t3、t5、t7、t9)切換自適應(yīng)濾波器。即，在開始預(yù)先自適應(yīng)處理之后，如果經(jīng)過某種程度的時(shí)間，則可視為在切換后要使用的自適應(yīng)濾波器已進(jìn)行某種程度的適應(yīng)、用于自適應(yīng)濾波器切換的準(zhǔn)備已完成。另外，下次要使用的自適應(yīng)濾波器進(jìn)行預(yù)先自適應(yīng)處理的期間是第I自適應(yīng)濾波器202a與第2自適應(yīng)濾波器202b共同動(dòng)作的期間，所以當(dāng)該期間增大到超出必要程度時(shí)，無謂的功耗增大。由此，優(yōu)選的是，在經(jīng)過了用于準(zhǔn)備自適應(yīng)濾波器切換的規(guī)定期間的時(shí)刻，進(jìn)行自適應(yīng)濾波器的切換處理。但這僅為一例。例如還能夠以當(dāng)前使用的自適應(yīng)濾波器的持續(xù)動(dòng)作的開始時(shí)刻為基準(zhǔn)來決定切換自適應(yīng)濾波器的時(shí)刻(自適應(yīng)濾波器切換定時(shí))。例如，能夠在從當(dāng)前使用的自適應(yīng)濾波器開始持續(xù)動(dòng)作的時(shí)刻(圖3(A)中的時(shí)刻tl、t2、t4、t6、t8)起經(jīng)過規(guī)定時(shí)間(規(guī)定的容許時(shí)間)時(shí)，例如與自適應(yīng)濾波器有無劣化征兆或是否經(jīng)過預(yù)先自適應(yīng)處理所需的時(shí)間等無關(guān)地切換自適應(yīng)濾波器。在后面對(duì)這點(diǎn)進(jìn)行敘述。圖3(B)是示出切換自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu)的一例的圖。第I自適應(yīng)濾波器202a以及第2自適應(yīng)濾波器202b例如可由以下部件來實(shí)質(zhì)地構(gòu)成數(shù)字濾波器(硬件)11，其由FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)構(gòu)成；存儲(chǔ)器21，其存儲(chǔ)第I自適應(yīng)濾波器202a用的濾波器系數(shù)集合(數(shù)組變量)A30a和第2自適應(yīng)濾波器202b用的濾波器系數(shù)集合(數(shù)組變量)B30d ；以及開關(guān)SWl (由開關(guān)控制信號(hào)SEL進(jìn)行切換)，其用于切換濾波器系數(shù)集合(數(shù)組變量)A和濾波器系數(shù)集合(數(shù)組變量)B。將開關(guān)SWl切換到a端子側(cè)的狀態(tài)是第I自適應(yīng)濾波器202a動(dòng)作的狀態(tài)，將開關(guān)Sffl切換到b端子側(cè)的狀態(tài)是第2自適應(yīng)濾波器202b動(dòng)作的狀態(tài)。
在本實(shí)施方式中，因?yàn)槭褂米赃m應(yīng)濾波器，所以不需要使用多個(gè)帶通濾波器。另夕卜，例如，可通過以軟件的方式切換濾波器系數(shù)集合來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)濾波器的切換，所以裝置處理負(fù)擔(dān)的增加較少，另外，裝置功耗的增加也不會(huì)特別構(gòu)成問題。接著，說明自適應(yīng)濾波器的切換處理的定時(shí)的更具體體的例。圖4是示出自適應(yīng)濾波器的切換處理的定時(shí)的具體例的時(shí)序圖。在圖4中，時(shí)刻tlO 時(shí)刻t60的期間是脈波傳感器10持續(xù)動(dòng)作的第I期間TX，從時(shí)刻tlO到時(shí)刻t40是第I自適應(yīng)濾波器202a持續(xù)動(dòng)作的第2期間(嚴(yán)格地說，第I次的第2期間)TY，從時(shí)刻t30到時(shí)刻t40是下次要使用的第2自適應(yīng)濾波器202b進(jìn)行預(yù)先自適應(yīng)處理的第3期間(嚴(yán)格地說，第I次的第3期間)。在圖4中，例如將第I自適應(yīng)濾波器202a開始動(dòng)作的時(shí)刻(時(shí)刻tlO :第3時(shí)刻)到經(jīng)過第I時(shí)間(例如10分鐘)的時(shí)刻t20作為不需要切換第I自適應(yīng)濾波器202a的期間TA。期間TA能夠以時(shí)刻tlO為基準(zhǔn)定期地進(jìn)行設(shè)定。另外，將從時(shí)刻t20到經(jīng)過第2時(shí)間(例如5分)的時(shí)刻t50作為可切換自適應(yīng)濾波器的期間TB。時(shí)刻t50是強(qiáng)制性切換自適應(yīng)濾波器的定時(shí)(極限時(shí)刻)。該時(shí)刻t50是當(dāng)前使用的自適應(yīng)濾波器即第I自適應(yīng)濾波器202a從開始持續(xù)動(dòng)作的時(shí)刻tlO起經(jīng)過了規(guī)定容許時(shí)間的時(shí)刻。在本實(shí)施方式中，例如在該時(shí)刻t50與有無自適應(yīng)濾波器的劣化征兆或是否經(jīng)過預(yù)先自適應(yīng)處理所需的時(shí)間等無關(guān)地切換自適應(yīng)濾波器。這樣，當(dāng)使用中的自適應(yīng)濾波器(這里是第I自適應(yīng)濾波器202a)的累積使用時(shí)間達(dá)到規(guī)定容許時(shí)間時(shí)切換自適應(yīng)濾波器，所以能夠在自適應(yīng)濾波器的性能大幅劣化之前，可靠地切換自適應(yīng)濾波器。另外，例如，即使在由于某些原因而錯(cuò)過確認(rèn)自適應(yīng)濾波器的劣化征兆的情況下，也能夠可靠地切換自適應(yīng)濾波器。由此，不會(huì)發(fā)生不切換自適應(yīng)濾波器而持續(xù)使用的時(shí)間超過容許時(shí)間并延長(zhǎng)的情況。另外，從時(shí)刻tlO到時(shí)刻t50的期間TC是在不切換的情況下使用中的濾波器即第I自適應(yīng)濾波器202a可使用的最大期間。另外，時(shí)刻t20是判斷使用中的自適應(yīng)濾波器即第I自適應(yīng)濾波器202a的性能劣化征兆的最初定時(shí)。另外，時(shí)刻t30(第I時(shí)刻)是判斷為在第I自適應(yīng)濾波器202a中存在劣化征兆的最初定時(shí)。在時(shí)刻t30 (第I時(shí)刻)，開始下次使用的自適應(yīng)濾波器即第2自適應(yīng)濾波器202b的預(yù)先自適應(yīng)處理。時(shí)刻t40 (第2時(shí)刻)是從時(shí)刻t30 (第I時(shí)刻)起經(jīng)過規(guī)定時(shí)間、且下次使用的自適應(yīng)濾波器即第2自適應(yīng)濾波器202b的準(zhǔn)備完成的時(shí)刻。從時(shí)刻t30 (第I時(shí)刻)到時(shí)刻t40 (第2時(shí)刻)的第3期間TZ是持續(xù)第2自適應(yīng)濾波器202b的預(yù)先自適應(yīng)處理的期間。在時(shí)刻t40 (第2時(shí)刻)，作為第I自適應(yīng)濾波器202a持續(xù)動(dòng)作的期間的第2期間TY結(jié)束，在此時(shí)刻，實(shí)際使用的濾波器從第I自適應(yīng)濾波器202a切換為第2自適應(yīng)濾波器202b。下次使用的自適應(yīng)濾波器即第2自適應(yīng)濾波器202b在剛剛自適應(yīng)濾波器切換之后已經(jīng)成為理想狀態(tài)，所以進(jìn)行自適應(yīng)以捕捉搏動(dòng)信號(hào)。由此，在本實(shí)施方式中，可將實(shí)際 使用的自適應(yīng)濾波器的性能持續(xù)維持在理想水平。此外，例如，可利用定時(shí)判定部(計(jì)時(shí)器)216(參照?qǐng)DI)簡(jiǎn)單地管理時(shí)刻tlO 時(shí)刻t50的各個(gè)定時(shí)，容易實(shí)現(xiàn)。(關(guān)于自適應(yīng)濾波器切換處理的具體處理順序的例子)圖5是示出自適應(yīng)濾波器的切換處理的順序例的流程圖。首先，取得16秒鐘的相當(dāng)于256個(gè)樣本的信號(hào)(脈波信號(hào)數(shù)據(jù)等)(步驟ST1)。接著，判定是否是可切換自適應(yīng)濾波器的期間(步驟ST2)。不過也可以省略該步驟ST2。在判定為不是可切換自適應(yīng)濾波器的期間時(shí)(步驟ST2 :否)，使處理轉(zhuǎn)移到后述的步驟ST10。接著，在判定為是可切換自適應(yīng)濾波器的期間時(shí)(步驟ST2 :是)，判斷是否存在當(dāng)前使用的自適應(yīng)濾波器的劣化征兆(步驟ST3)。在此判斷中，如上所述，例如可采用檢測(cè)根據(jù)SN3算出的值是否是閾值以下的方法。當(dāng)檢測(cè)出自適應(yīng)濾波器的劣化征兆時(shí)(步驟ST3 :是)，判定下次使用的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理是否已經(jīng)開始(步驟ST4)，如果沒有開始(步驟ST4:否)，則開始下次使用的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理。下次使用的自適應(yīng)濾波器為已初始化的狀態(tài)或者以前的理想時(shí)刻的狀態(tài)，從該狀態(tài)起開始預(yù)先自適應(yīng)處理(步驟ST5)。此外，在步驟ST3中為“否”時(shí)和在步驟ST4中為“是”時(shí)，進(jìn)入步驟ST6。在步驟ST6中，判斷是否已達(dá)到強(qiáng)制性切換自適應(yīng)濾波器的時(shí)刻即極限時(shí)刻。例如，判斷使用中的自適應(yīng)濾波器的累積使用時(shí)間是否已達(dá)到與容許期間TC相當(dāng)?shù)臅r(shí)間。但是，可省略該步驟ST6。在步驟ST6中為“否”時(shí)，判斷下次使用的自適應(yīng)濾波器的準(zhǔn)備是否完成(步驟ST7)。例如，當(dāng)預(yù)先自適應(yīng)處理的時(shí)間達(dá)到與第3期間TZ相當(dāng)?shù)臅r(shí)間時(shí)，判斷為準(zhǔn)備完成(待機(jī)0K)。在步驟ST6、步驟SI7中為“是”時(shí)，執(zhí)行濾波器的切換處理(步驟ST8)，使定時(shí)判定部(計(jì)時(shí)器)216的時(shí)間計(jì)數(shù)復(fù)位并重新開始時(shí)間的計(jì)數(shù)(步驟ST9)。接著，進(jìn)入下一處理A。另外，在步驟ST6、步驟ST7中為“是”時(shí)，也進(jìn)入下一處理A。接著，說明自適應(yīng)濾波處理(在頻率分析前由脈波信號(hào)濾波部200執(zhí)行的前處理)和由脈波頻率分析部400進(jìn)行的頻率分析處理(后處理)的順序。圖6是示出自適應(yīng)濾波處理(前處理)和頻率分析處理(后處理)的順序一例的流程圖。在前處理中，首先利用延遲處理部201使脈波信號(hào)d延遲(步驟ST10)。接著，判定已處理的數(shù)據(jù)數(shù)是否達(dá)到所有樣本數(shù)(步驟ST11)，在沒有達(dá)到的情況下(步驟STll 是)，進(jìn)行第I自適應(yīng)濾波器202a或第2自適應(yīng)濾波器202b的處理，輸出自相關(guān)性高的信號(hào)即第I信號(hào)(穩(wěn)定的成分)y (步驟ST12)。接著，通過從脈波信號(hào)d中減去第I信號(hào)y來輸出自相關(guān)性低的信號(hào)e (步驟ST13)。此外，在步驟STll中，當(dāng)判定為已處理的數(shù)據(jù)數(shù)達(dá)到所有樣本數(shù)時(shí)(步驟STll :否)，使處理轉(zhuǎn)移到后述的步驟ST19。在步驟ST13之后，判定在采樣區(qū)間內(nèi)的脈波信號(hào)中是否檢測(cè)出過大振幅(步驟ST14)。當(dāng)檢測(cè)出過大振幅時(shí)(步驟ST14 :是)，施加了沖擊噪聲的可能性較高，所以選擇沖擊檢測(cè)模式的增益系數(shù)(例如，hi = 1.2，h2 = 0)，根據(jù)所選擇的增益系數(shù)來算出輸出值(步驟ST15)。然后，返回步驟STl I，繼續(xù)進(jìn)行處理。在步驟ST14中沒有檢測(cè)出過大振幅時(shí)(步驟ST14 :否)，判定在最后檢測(cè)到過大振幅之后是否在一定期間內(nèi)沒有檢測(cè)出過大振幅(步驟ST16)，如果沒有檢測(cè)出(步驟ST16 :是)，則執(zhí)行自適應(yīng)濾波器系數(shù)更新處理(步驟ST17)。在步驟ST16中，當(dāng)判定為在最后檢測(cè)到過大振幅之后一定期間內(nèi)檢測(cè)出過大振幅時(shí)(步驟ST16 :否)，使處理轉(zhuǎn)移到步驟ST15。在步驟ST17之后，選擇通常模式的增益系數(shù)(例如，hi = 1.0, h2 = 0.5)，根據(jù)所選擇的增益系數(shù)來算出輸出值(步驟ST18)。然后，返回步驟ST11，繼續(xù)進(jìn)行處理。 接著，說明后處理的順序。首先，取得濾波后的信號(hào)和加速度信號(hào)等(體動(dòng)信號(hào))(步驟ST19)。接著，執(zhí)行體動(dòng)噪聲去除處理部300 (參照?qǐng)DI)的體動(dòng)去除自適應(yīng)濾波處理(步驟 ST20)。接著，由脈波頻率分析部400執(zhí)行頻率分析處理(步驟ST21)。接著，由脈搏數(shù)算出部410算出脈搏數(shù)(脈搏值)(步驟ST22)。接著，在步驟ST23中，判定是否已經(jīng)過4秒鐘(脈波信號(hào)的采樣周期)，如果已經(jīng)過(步驟ST23 :是)，返回步驟ST2。在步驟ST23中判定為沒有經(jīng)過4秒鐘時(shí)(步驟ST23 否)，在步驟ST23中待機(jī)直至判定為經(jīng)過4秒鐘為止。(實(shí)際的處理例)以下，說明實(shí)際的處理例。圖7是示出采用SN3的濾波器劣化征兆判斷的一例的圖。在圖7的例子中，根據(jù)基于濾波器前脈波信號(hào)(原信號(hào))d的SN3的值(第I值)和基于濾波器后信號(hào)(濾波器后的脈波信號(hào))的SN3的值(第2值)的比較，來判定濾波器的劣化征兆。更具體地說，當(dāng)基于濾波器前脈波信號(hào)d的SN3的值(第I值)的最近I分鐘的平均值(例如簡(jiǎn)單相加平均值)與基于濾波器后脈波信號(hào)的SN3值(第2值)的最近I分鐘的值的平均值(例如簡(jiǎn)單相加平均值)之差小于某閾值時(shí)，判別為存在濾波器性能劣化的傾向。在圖7中用表形式(數(shù)據(jù)表形式)示出基于濾波器前脈波信號(hào)d的SN3值(第I值)的例子、其最近I分鐘的平均值的例子、基于濾波器后脈波信號(hào)的SN3值(第2值)的例子、其最近I分鐘的值的平均值的例子。在圖7的例子中，如數(shù)據(jù)表所示，以下的關(guān)系成立。即，0. 156718-0. 117115 ^ 0. 0396 < 0. 04 這樣的關(guān)系成立。這里，0. 156718是基于濾波器后脈波信號(hào)的SN3值(第2值)的最近I分鐘的值的平均值。0. 117115是基于濾波器前脈波信號(hào)d的SN3值(第I值)的最近I分鐘的平均值。0. 0396是各平均值的差值。0. 04(即4% )是判定閾值。
在此例中，I分鐘的SN3的平均值的差值小于4%，所以判定為自適應(yīng)濾波器的性能開始劣化。S卩，如果適當(dāng)執(zhí)行了濾波處理，則從第I值的平均值減去第2值的平均值而得的差值應(yīng)該是規(guī)定的閾值以上。差值小于閾值表示濾波器后信號(hào)的頻譜狀態(tài)與濾波器前信號(hào)的頻譜狀態(tài)之差較小，在此情況下可推定為濾波器未有效地工作，由此，可判定為存在自適應(yīng)濾波器性能的劣化征兆。這樣，能夠高精度地檢測(cè)使用中的自適應(yīng)濾波器的劣化征兆。但是，該判定例僅為一例，本發(fā)明不限于此。也可以在3分鐘內(nèi)連續(xù)執(zhí)行上述判定，當(dāng)各SN3平均值的差(差值)連續(xù)規(guī)定次數(shù)(例如3次)低于判定閾值4%時(shí)，判定為存在自適應(yīng)濾波器的劣化征兆。在此情況下，能夠進(jìn)行更高精度的判定。另外，如上所述，例如還可以不將差值而是將各SN3平均值的任一個(gè)單獨(dú)的值與閾值進(jìn)行比較來判斷自適應(yīng)濾波器的劣化征兆。 圖8(A) 圖8(C)是示出實(shí)際處理中的脈波信號(hào)波形與通過FFT獲得的頻譜的一例的圖。圖8示出16秒的脈波信號(hào)的波形(上部)和其FFT結(jié)果(下部)。另外，在此例中處理的脈波信號(hào)是在沒有進(jìn)行步行或慢跑等周期運(yùn)動(dòng)時(shí)獲得的脈波信號(hào)。在圖8(A)的上部波形中，在16秒信號(hào)的終端部分附近可觀察到認(rèn)為是外部干擾噪聲成分的信號(hào)混入(用虛線包圍所示的部分A)。在下部的FFT結(jié)果中，在脈波信號(hào)中混合存在有檢測(cè)對(duì)象成分即搏動(dòng)信號(hào)成分MPla、和干擾噪聲信號(hào)成分SPla。接著，參照?qǐng)D8(B)。圖8(B)示出利用未實(shí)施自適應(yīng)濾波器切換的自適應(yīng)濾波器對(duì)具有圖8(A)上部所示的波形的脈波信號(hào)進(jìn)行濾波而獲得的脈波信號(hào)和其FFT結(jié)果。這里，自適應(yīng)濾波器是從測(cè)量開始起持續(xù)動(dòng)作40分鐘左右的狀態(tài)(一邊自適應(yīng)地更新濾波器系數(shù)一邊進(jìn)行使用的狀態(tài))。但是，沒有實(shí)施濾波器的切換處理。由圖8(B)可知，外部干擾噪聲成分(噪聲信號(hào)成分)SPlb未能完全清除而仍然殘留。在圖8(B)的例子中，因?yàn)椴珓?dòng)呈現(xiàn)譜MPlb的譜值最大，所以可通過基于各頻譜峰值的排序處理(以峰值從大到小的順序排列多個(gè)頻譜的處理)等將信號(hào)MPlb判定為搏動(dòng)呈現(xiàn)譜。但是，在搏動(dòng)呈現(xiàn)譜MPlb較小的情況下，難以與外部干擾噪聲成分(噪聲信號(hào)成分)SPlb進(jìn)行區(qū)分，搏動(dòng)成分的檢測(cè)失敗的可能性變高。接著，參照?qǐng)D8(C)。圖8(C)示出利用自適應(yīng)濾波器202對(duì)具有圖8(A)上部所示的波形的脈波信號(hào)進(jìn)行濾波而獲得的脈波信號(hào)和其FFT結(jié)果。這里，自適應(yīng)濾波器202是從測(cè)量開始持續(xù)動(dòng)作40分鐘左右的狀態(tài)(一邊自適應(yīng)地更新濾波器系數(shù)一邊進(jìn)行使用的狀態(tài))，而且以10分鐘為間隔實(shí)施了自適應(yīng)濾波器的切換。由圖8(C)可知，通過自適應(yīng)濾波處理可充分地抑制外部干擾噪聲成分SPlc，另一方面，強(qiáng)調(diào)搏動(dòng)呈現(xiàn)譜MPlb，由此能夠可靠地確定搏動(dòng)成分。圖8 (A)所示的脈波信號(hào)(原信號(hào))中的S/N指標(biāo)(即SN3)是13. 8 %。圖8 (B)所示的脈波信號(hào)(沒有自適應(yīng)濾波器的切換)中的SN3是13.3%，與原信號(hào)相比稍微降低。與此相對(duì)，圖8 (C)所示的脈波信號(hào)(具有自適應(yīng)濾波器的切換)中的SN3是18.7%，S/N大幅改善。根據(jù)該S/N改善的事實(shí)，能夠以數(shù)值的方式來確認(rèn)切換第I自適應(yīng)濾波器202a以及第2自適應(yīng)濾波器202b所帶來的效果。(第2實(shí)施方式)圖9(A)以及圖9(B)是示出確認(rèn)執(zhí)行自適應(yīng)濾波器切換的例子與不執(zhí)行時(shí)的例子(比較例)中的各個(gè)S/N指標(biāo)(即SN3)的與經(jīng)過時(shí)間對(duì)應(yīng)的變動(dòng)的結(jié)果的圖。這里，作為被檢體的人佩戴著手表型的脈搏計(jì)(即搏動(dòng)檢測(cè)裝置100)，被檢體在步行20分鐘，利用自適應(yīng)濾波器對(duì)脈波信號(hào)進(jìn)行濾波，然后，針對(duì)濾波后的信號(hào)算出S/N指標(biāo)(SN3)，并在時(shí)間軸上繪制其算出結(jié)果。在圖9(A)以及圖9(B)中，橫軸是時(shí)間軸，縱軸是表示S/N指標(biāo)即SN3的值)的軸。圖9(A)示出從作為被檢體的用戶開始步行到經(jīng)過10分鐘之前的SN3的經(jīng)時(shí)變化。另外，圖9(B)示出從經(jīng)過15分鐘的時(shí)刻到經(jīng)過20分鐘之前的SN3的經(jīng)時(shí)變化。另外，與本實(shí)施方式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)用涂黑的四邊形表示，比較例的數(shù)據(jù)用空白的菱形表示。在從測(cè)量開始到經(jīng)過10分鐘左右的時(shí)刻(圖9(A))的期間在中，在本實(shí)施方式與比較例之間，SN3的值幾乎未出現(xiàn)差異。但是，由圖9(B)可知，在經(jīng)過15分鐘左右之前，出 現(xiàn)明顯差異。顯然在實(shí)施自適應(yīng)濾波器切換的本實(shí)施方式中，SN3的值整體上變高。由圖9(A)以及圖9(B)證明了 通過在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)切換構(gòu)成脈波信號(hào)濾波部的自適應(yīng)濾波器202，可以將實(shí)際使用的自適應(yīng)濾波器的性能始終維持在適當(dāng)?shù)乃?。由此，SP使在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)量的情況下，也能夠?qū)⒆赃m應(yīng)濾波器的性能維持在適當(dāng)?shù)乃?。由?能夠降低搏動(dòng)檢測(cè)的失敗及誤檢測(cè)的產(chǎn)生。另外，例如，因?yàn)橛行Ю昧俗赃m應(yīng)濾波器，所以可簡(jiǎn)化濾波器結(jié)構(gòu)，另外，容易進(jìn)行自適應(yīng)濾波器切換，由此，可實(shí)現(xiàn)能夠降低裝置的處理負(fù)擔(dān)并執(zhí)行有效的噪聲對(duì)策的搏動(dòng)檢測(cè)裝置。此外，雖然如上所述地詳細(xì)說明了本實(shí)施方式，但本領(lǐng)域及技術(shù)人員應(yīng)理解能夠進(jìn)行不實(shí)際脫離本發(fā)明內(nèi)容和效果的多種變形。因此，這些變形例全部包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，還能夠設(shè)置2個(gè)以上的自適應(yīng)濾波器，以時(shí)間分割的方式使用各自適應(yīng)濾波器(即，一邊適當(dāng)?shù)厍袚Q，一邊進(jìn)行使用)。另外，在說明書或附圖中，至少一次與更廣義或同義的不同用語共同記載的用語在說明書或附圖的任何位置都能夠置換為該不同用語。
權(quán)利要求
1.ー種搏動(dòng)檢測(cè)裝置，其檢測(cè)來源于被檢體搏動(dòng)的搏動(dòng)信號(hào)，其特征在干，該搏動(dòng)檢測(cè)裝置包含 脈波傳感器，其輸出脈波信號(hào)，該脈波信號(hào)中混合存在有所述搏動(dòng)信號(hào)與含有來源于所述被檢體體動(dòng)的體動(dòng)噪聲信號(hào)的噪聲信號(hào)； 脈波信號(hào)濾波部，其是對(duì)所述脈波信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波器，該脈波信號(hào)濾波部具有使頻率響應(yīng)特性自適應(yīng)的第I自適應(yīng)濾波器以及第2自適應(yīng)濾波器、和在所述脈波傳感器持續(xù)動(dòng)作的第I期間中切換所使用的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)濾波器切換部； 脈波頻率分析部，其根據(jù)從所述脈波信號(hào)濾波部輸出的濾波后信號(hào)，按照每個(gè)規(guī)定時(shí)間進(jìn)行頻率分析處理來確定表示所述搏動(dòng)信號(hào)的搏動(dòng)呈現(xiàn)譜， 所述自適應(yīng)濾波器切換部在所述第I期間中的所述第I自適應(yīng)濾波器持續(xù)進(jìn)行自適應(yīng)處理的第2期間途中的第I時(shí)刻，開始所述第2自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理，在第2時(shí)刻，執(zhí)行從所述第I自適應(yīng)濾波器向所述第2自適應(yīng)濾波器的切換，該第2時(shí)刻是所述第I時(shí)刻之后的時(shí)刻，且是所述第2期間的終點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的搏動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在干， 所述自適應(yīng)濾波器切換部在開始所述第2自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)處理時(shí)，從濾波器系數(shù)已被初始化的狀態(tài)或所述濾波器系數(shù)被設(shè)定為所述第2自適應(yīng)濾波器以前持續(xù)動(dòng)作的期間內(nèi)ー時(shí)刻的濾波器系數(shù)值的狀態(tài)起，開始所述自適應(yīng)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的搏動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在干， 所述自適應(yīng)濾波器切換部具有對(duì)所述第I自適應(yīng)濾波器的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)的自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部， 所述第I時(shí)刻是由所述自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部評(píng)價(jià)為所述第I自適應(yīng)濾波器的性能劣化的時(shí)刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的搏動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在干， 所述自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部根據(jù)基于信號(hào)的頻譜算出的指標(biāo)來評(píng)價(jià)所述第I自適應(yīng)濾波器的性能，該信號(hào)是所述脈波信號(hào)濾波部濾波前的所述脈波信號(hào)以及從所述脈波信號(hào)濾波部輸出的濾波后信號(hào)中的至少一方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的搏動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在干， 所述指標(biāo)是將所述搏動(dòng)呈現(xiàn)譜的譜值與在頻率軸上和所述搏動(dòng)呈現(xiàn)譜相鄰出現(xiàn)的左右各ー個(gè)譜值的總和除以在所觀測(cè)的整個(gè)頻帶中出現(xiàn)的頻譜的總和值而得的指標(biāo)， 所述自適應(yīng)濾波器性能評(píng)價(jià)部通過對(duì)根據(jù)所述脈波信號(hào)濾波部濾波前的所述脈波信號(hào)獲得的所述指標(biāo)的第I值與根據(jù)從所述脈波信號(hào)濾波部輸出的濾波后信號(hào)獲得的所述指標(biāo)的第2值進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)所述第I自適應(yīng)濾波器的性能。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任意ー項(xiàng)所述的搏動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在干， 所述第2時(shí)刻是從所述第I時(shí)刻起經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任意ー項(xiàng)所述的搏動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在干， 所述第2時(shí)刻是從第3時(shí)刻起經(jīng)過規(guī)定的容許時(shí)間的時(shí)刻，該第3時(shí)刻是所述第2期間開始的時(shí)刻。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任意ー項(xiàng)所述的搏動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在干， 所述脈波信號(hào)濾波部具有延遲處理部，其使所述脈波信號(hào)延遲規(guī)定時(shí)間； 濾波器系數(shù)更新部，其更新所述第I自適應(yīng)濾波器以及所述第2自適應(yīng)濾波器中至少任意一方的系數(shù)；以及減法部， 所述第I自適應(yīng)濾波器以及所述第2自適應(yīng)濾波器中的至少任意一方從所述延遲處理部的輸出信號(hào)中選擇并輸出自相關(guān)性高的第I信號(hào)， 所述減法部從所述脈波信號(hào)減去所述第I信號(hào)，生成自相關(guān)性比所述第I信號(hào)低的第2信號(hào)，并將所述第2信號(hào)提供給所述濾波器系數(shù)更新部， 所述濾波器系數(shù)更新部更新所述第I自適應(yīng)濾波器以及所述第2自適應(yīng)濾波器中的至少任意一方的系數(shù)，以抑制所述第2信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供搏動(dòng)檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)能夠降低裝置的處理負(fù)擔(dān)并執(zhí)行有效的噪聲對(duì)策。搏動(dòng)檢測(cè)裝置(100)包含脈波傳感器(10)；脈波信號(hào)濾波部(200)，其具有自適應(yīng)地對(duì)脈波信號(hào)進(jìn)行濾波且被選擇性地使用某一方的第1自適應(yīng)濾波器(202a)以及第2自適應(yīng)濾波器(202b)、和在脈波傳感器持續(xù)動(dòng)作的第1期間中切換所使用的自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)濾波器切換部(17)；以及脈波頻率分析部(400)，自適應(yīng)濾波器切換部(17)在第1期間中的第1自適應(yīng)濾波器(202a)持續(xù)進(jìn)行自適應(yīng)處理的第2期間途中的第1時(shí)刻，開始第2自適應(yīng)濾波器(202b)的自適應(yīng)處理，在第1時(shí)刻之后的時(shí)刻且作為第2期間的終點(diǎn)的第2時(shí)刻中，從第1自適應(yīng)濾波器(202a)切換為第2自適應(yīng)濾波器(202b)。
文檔編號(hào)A61B5/0245GK102648847SQ201210048459
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者高橋有亮 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社