專(zhuān)利名稱(chēng)：調(diào)息狀態(tài)的分析方法及運(yùn)用該分析方法的互動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種呼吸分析方法，且特別是涉及調(diào)息狀態(tài)的分析方法及運(yùn) 用此分析方法的互動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
呼吸是生命活動(dòng)基本的呈現(xiàn)，在中國(guó)傳統(tǒng)中有所謂「氣」的概念，而r氣J 往往是通過(guò)調(diào)息來(lái)導(dǎo)引，因而與呼吸有密不可分的關(guān)系。近幾年由西方科學(xué) 的研究顯示可通過(guò)呼吸來(lái)調(diào)節(jié)自主神經(jīng)的平纟軒，并可利用生物反饋的方式來(lái) 調(diào)節(jié)個(gè)人的精神狀態(tài)。這樣的概念已經(jīng)使得呼吸不僅僅是達(dá)到氧氣交換的基 本生物本能，也可以就由呼吸來(lái)調(diào)節(jié)生理狀態(tài)。
呼吸的活動(dòng)會(huì)反應(yīng)在許多生理方面的變化，最直接是胸腔的起伏等等。 而此部分的測(cè)量，最常搭配心電圖的電極，利用呼吸過(guò)程中電極間的阻抗變 化來(lái)監(jiān)測(cè)呼吸的波形。請(qǐng)參照?qǐng)D1,主要是說(shuō)明美國(guó)5, 682， 898關(guān)于「呼吸 率的測(cè)量裝置(Respiration Rate Measuring Apparatus)」的專(zhuān)利。此呼吸 率的測(cè)量裝置100包括一個(gè)脈波感測(cè)器(Pulse Wave Sensor) 10測(cè)量^f吏用者 的月永波，并將測(cè)量到的數(shù)據(jù)傳送到呼吸率測(cè)量電^各(Respiration-rate Measure Circuit) 14。而得到的測(cè)量結(jié)果則傳送到輸出裝置16。而又例如美 國(guó)5, 143, 078關(guān)于r呼吸率監(jiān)控裝置(Respiration Rate Monitor)」的專(zhuān)利， 主要是提到如何將貼在病人身上的感測(cè)器有效地排除心跳聲音(Heart Sounds)或是周?chē)脑肼?Ambient Noise)。
上述傳統(tǒng)的呼吸率的測(cè)量裝置，都可以有效的測(cè)量受測(cè)者的脈動(dòng)。另外， 傳統(tǒng)的技術(shù)也提出利用張力轉(zhuǎn)換器記錄胸腔起伏狀況的測(cè)量裝置。然而，這 些傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，都必須在身體上放置感測(cè)器，并且直接與人體接觸，久 了自然會(huì)有皮膚不適的現(xiàn)象，又由于都為有線的設(shè)備，在很多應(yīng)用上有其不 便之處。
另夕卜， 一般在呼吸的測(cè)量上，都著重在為每分鐘呼吸的次數(shù)，即呼吸率。 例如醫(yī)院中最常使用的生理監(jiān)視器，即是利用阻抗法記錄呼吸的波形后，分析每分鐘呼吸的次數(shù)，并加上一些其它的警示條件，例如過(guò)快或15秒內(nèi)無(wú) 呼吸，藉以反應(yīng)患者在入睡或昏迷時(shí)的無(wú)意識(shí)自主呼吸，此為自主神經(jīng)功能 異常所導(dǎo)致與一般人異同的呼吸，達(dá)到生理監(jiān)控的目的。如果要把呼吸的變化應(yīng)用在醫(yī)療之外的情境，則出發(fā)點(diǎn)就有根本上的差 異，最主要的部分是加入了個(gè)人意識(shí)的控制，或是稱(chēng)之為調(diào)息狀態(tài)。在基本 的呼吸生理活動(dòng)之外，加入了有意識(shí)地控制呼吸的行為，其包含暫停呼吸、 呼吸的深淺與呼吸的快慢不同等等。但一般的生理監(jiān)視器在于監(jiān)控被觀測(cè)者 不正常呼吸的狀況，對(duì)于正常的呼吸范圍，則是略過(guò)不記的。因而，目前并 沒(méi)有任何關(guān)于調(diào)息呼吸狀態(tài)明確的分析方法。而使用檢測(cè)呼吸的變化運(yùn)用在 醫(yī)療之外的應(yīng)用方式則更少。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種調(diào)息狀態(tài)分析方法，利用測(cè)量一受測(cè)者的呼吸，可以即 時(shí)得知受測(cè)者的調(diào)息狀態(tài)，并加以應(yīng)用。本發(fā)明提供一種組合式調(diào)息狀態(tài)的分析方法，利用測(cè)量?jī)晌皇軠y(cè)者的呼 吸，可以綜合所得受測(cè)者的調(diào)息狀態(tài)，并加以應(yīng)用。本發(fā)明 一實(shí)施范例提供一種調(diào)息狀態(tài)的分析方法，此分析方法包括先用 感測(cè)器記錄受測(cè)者呼吸一段初始時(shí)間，得到初始呼吸信號(hào)，而后分析初始呼 吸信號(hào)，得到分析參數(shù)及判斷參數(shù)。接著，用感測(cè)器測(cè)量受測(cè)者的呼吸，得 到呼吸信號(hào)，并且分析呼吸信號(hào)及分析參數(shù)，得到呼吸速度及呼吸振幅。根 據(jù)呼吸速度、呼吸振幅及判斷參數(shù)可即時(shí)得到調(diào)息狀態(tài)，據(jù)以作為互動(dòng)操作 的依據(jù)。本發(fā)明 一實(shí)施范例提供一種運(yùn)用調(diào)息狀態(tài)分析的互動(dòng)系統(tǒng)，包括調(diào)息狀 態(tài)分析模塊與控制機(jī)制。此調(diào)息狀態(tài)分析模塊使用測(cè)量受測(cè)者的呼吸，得到 呼吸信號(hào)，并根據(jù)取得的分析參數(shù)對(duì)所述呼吸信號(hào)進(jìn)行分析，得到呼吸速度 及呼吸振幅。并且根據(jù)上述呼吸速度、呼吸振幅及預(yù)先設(shè)定的判斷參數(shù)，從 多個(gè)調(diào)息狀態(tài)中選擇對(duì)應(yīng)的其中一個(gè)。而控制機(jī)制接收此調(diào)息狀態(tài)，并據(jù)以 作為控制機(jī)制的控制信號(hào)，以進(jìn)行互動(dòng)系統(tǒng)的互動(dòng)操作。上述的互動(dòng)系統(tǒng)中，在一實(shí)施范例中，還包括藝術(shù)作品重現(xiàn)模塊，連接 到控制機(jī)制，并根據(jù)所接收的調(diào)息狀態(tài)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的控制信號(hào)，控制藝術(shù)品重 現(xiàn)模塊產(chǎn)生對(duì)應(yīng)此調(diào)息狀態(tài)的動(dòng)作。在一實(shí)施范例中，此藝術(shù)作品重現(xiàn)模塊為書(shū)法重現(xiàn)模塊，根據(jù)所述的控 制信號(hào)，書(shū)法重現(xiàn)^^莫塊產(chǎn)生書(shū)法的筆畫(huà)粗細(xì)、墨色深淺與筆畫(huà)含墨量大小的 效果。上述的互動(dòng)系統(tǒng)中，在一實(shí)施范例中，還包括麻將操作模塊，連接到此 控制機(jī)制，并根據(jù)所接收的受測(cè)者的調(diào)息狀態(tài)所對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的控制信號(hào)，控制 麻將操作模塊產(chǎn)生對(duì)應(yīng)調(diào)息狀態(tài)的動(dòng)作。本發(fā)明實(shí)施例提供一種運(yùn)用調(diào)息狀態(tài)分析的互動(dòng)系統(tǒng)，包括調(diào)息狀態(tài)分 析模塊與控制機(jī)制。此調(diào)息狀態(tài)分析模塊使用測(cè)量一對(duì)受測(cè)者的呼吸，分別得到兩個(gè)呼吸信號(hào)，并根據(jù)取得的兩個(gè)分析參數(shù)分別對(duì)所述呼吸信號(hào)進(jìn)行分 析，得到兩個(gè)呼吸速度及兩個(gè)呼吸振幅，并且根據(jù)這些呼吸速度、呼吸振幅 及預(yù)先設(shè)定的兩個(gè)判斷參數(shù)，從多個(gè)調(diào)息狀態(tài)中選擇對(duì)應(yīng)的其中兩個(gè)調(diào)息狀 態(tài)。此控制機(jī)制用以接收所述調(diào)息狀態(tài)，并加以組合后據(jù)以作為控制機(jī)制的 控制信號(hào)，以進(jìn)行互動(dòng)系統(tǒng)的互動(dòng)操作。為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉若干實(shí)施范例， 并結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為傳統(tǒng)呼吸率的測(cè)量裝置方塊示意圖。圖2A-2C為一種呼吸信號(hào)與測(cè)量呼吸信號(hào)的深淺與呼吸速度，其結(jié)果 示意圖。圖3A 3C為另一種呼吸信號(hào)與測(cè)量呼吸信號(hào)的深淺與呼吸速度，其結(jié) 果示意圖。圖4A-4B為兩種呼吸信號(hào)與本實(shí)施例所采用的超寬頻感測(cè)器(UWB)測(cè)量呼吸信號(hào)的深淺與呼吸速度，其結(jié)果示意圖。圖5A為根據(jù)本發(fā)明的組合式調(diào)息狀態(tài)的分析方法的流程圖實(shí)施例。圖5B為根據(jù)本發(fā)明的調(diào)息狀態(tài)分析圖實(shí)施例。圖6為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于書(shū)法重現(xiàn)的示意圖實(shí)施例。圖7為說(shuō)明本發(fā)明的組合式調(diào)息狀態(tài)的分析方法的流程圖實(shí)施例。附圖符號(hào)說(shuō)明100:呼吸率的測(cè)量裝置10:脈波感測(cè)器 14:呼吸率測(cè)量電路 16:輸出裝置S501-S508:調(diào)息狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的各步驟 PO到P9:調(diào)息狀態(tài)S710-S746:調(diào)息狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的各步驟具體實(shí)施方式
如果要把呼吸的變化應(yīng)用在醫(yī)療之外的情境，則出發(fā)點(diǎn)就有根本上的差 異，最主要的部分是加入了個(gè)人意識(shí)的控制，.或是稱(chēng)之為調(diào)息狀態(tài)。在基本 的呼吸生理活動(dòng)之外，加入了有意識(shí)地控制呼吸的行為，其包含暫停呼吸、 呼吸的深淺與呼吸的快慢不同等等。本發(fā)明提供一種將調(diào)息狀態(tài)運(yùn)算法則運(yùn)用到互動(dòng)系統(tǒng)中，可利用非接觸 式也可利用接觸式的感測(cè)器測(cè)量受測(cè)者的呼吸，即時(shí)得知受測(cè)者的調(diào)息狀 態(tài)，并根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，運(yùn)用到互動(dòng)系統(tǒng)中作為控制的依據(jù)。上述非接觸式的感測(cè)器在一實(shí)施例中可以是超寬頻感測(cè)器(UWB),而 此超寬頻感測(cè)器技術(shù)如申請(qǐng)人所提出名稱(chēng)為「非接觸式心肺活動(dòng)監(jiān)視裝置及 其信號(hào)的擷取方法」申請(qǐng)?zhí)枮?5146608的中華民國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)文件內(nèi)容中， 在此參照相關(guān)的數(shù)據(jù)，不再冗述。而上述的互動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)用范圍非常廣泛，以下將針對(duì)平面藝術(shù)作品的互 動(dòng)顯示方式，做一范例的說(shuō)明，但不以此為限制。藝術(shù)作品已經(jīng)深深值入了每個(gè)人的生活，例如臺(tái)北101的建筑藝術(shù)、捷 運(yùn)畫(huà)廊、工研院的任意門(mén)乃至于網(wǎng)頁(yè)的設(shè)計(jì)、電視廣告、流行音樂(lè)甚至于小 學(xué)生的涂鴉、國(guó)中生的書(shū)法毛筆字等等，在在都是藝術(shù)的范疇。而目前高度 發(fā)展的高科技技術(shù)，似乎與藝術(shù)作品絲毫沒(méi)有任何關(guān)連。但是，若是將這兩 者結(jié)合在一起，又會(huì)激起什么樣的火花呢？每年秋天在奧地利林茲(Linz) 所舉辦的電子藝術(shù)節(jié)(ARSElectronica)便是工程人員跨足藝術(shù)界的搖籃， 每年有上千件由世界各地具有專(zhuān)業(yè)電子、工程等高科技技術(shù)背景的藝術(shù)愛(ài)好 者，將科技與藝術(shù)結(jié)合，讓藝術(shù)不僅僅只融入于生活，還通過(guò)不停發(fā)展的科 技，讓聞名遐邇的藝術(shù)家們，天馬行空的幻想、童話夢(mèng)境般的愿望都可以轉(zhuǎn) 而實(shí)現(xiàn)在21世紀(jì)的現(xiàn)在。然而，欣賞藝術(shù)與藝術(shù)創(chuàng)作，又是另一個(gè)截然不同的領(lǐng)域了。想要使一 般市井小民、普羅大眾都可以通過(guò)發(fā)達(dá)的高科技來(lái)實(shí)現(xiàn)藝術(shù)的創(chuàng)作與發(fā)想， 利用「科技」達(dá)到「人」與「藝術(shù)」互動(dòng)的作品，似乎相當(dāng)困難。本此初衷， 本申請(qǐng)的發(fā)明人提出這樣的架構(gòu)，讓最容易表現(xiàn)互動(dòng)的科技與藝術(shù)相結(jié)合。以人為本，利用每個(gè)人都離不開(kāi)的元素『呼吸』，將此兩種不同的領(lǐng)域r科 技J與r藝術(shù)J加以結(jié)合，讓每個(gè)人在欣賞藝術(shù)的同時(shí)，能夠參與其創(chuàng)作的 過(guò)程，讓人深深受到藝術(shù)作品的感動(dòng)。以下將以每個(gè)人的『呼吸』與中華文化傳統(tǒng)的「書(shū)法」加以結(jié)合，以實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明所提出將調(diào)息狀態(tài)運(yùn)算法則運(yùn)用到互動(dòng)系統(tǒng)中的目標(biāo)?！汉粑唬藶槿祟?lèi)每分每秒不可缺少的日常運(yùn)動(dòng)，也是每個(gè)人天生具 備的本能，以呼吸作為創(chuàng)作的題材，不僅可以達(dá)到人人皆有，人人皆會(huì)的基 本主張，并且也可以通過(guò)呼吸中「氣」的概念，搭配中華文化特有的「書(shū)法J 藝術(shù)，將五千年的中華文化與現(xiàn)今相結(jié)合，通過(guò)國(guó)際舞臺(tái)，讓世界各地的人， 都可以經(jīng)由本創(chuàng)意作品，更為熟稔中華文化。r氣」的觀念，大至宇宙小如齊子，中國(guó)文化、藝術(shù)都存在于這樣的思 維體系中，例如中國(guó)的中醫(yī)、氣功、拳法、書(shū)法、山水畫(huà)…等，人體的呼吸， 宇宙萬(wàn)物的存在，都由「氣」化育而生，由「陰」、「陽(yáng)」兩極的相生相息 而生?！戈?yáng)」自強(qiáng)不息，行進(jìn)的力量?！戈帯?，厚德載物，承載的力量。 以陰陽(yáng)的觀念設(shè)計(jì)觀賞者的體驗(yàn)互動(dòng)，例如由一人利用呼吸決定書(shū)法書(shū)寫(xiě)的 行進(jìn)(陽(yáng))，另一人就是決定書(shū)寫(xiě)的墨色濃淡(陰)，來(lái)共同完成整個(gè)書(shū)法 名帖的「再現(xiàn)」，這樣的再現(xiàn)，不只是文物的還魂，與現(xiàn)代人的相遇，更是 r我」-現(xiàn)代的觀者，用自己生命的律動(dòng)與藝術(shù)家的生命律動(dòng)的私密對(duì)話與 體驗(yàn)。此作品希望承載了 「知識(shí)、文化的密度J與「藝術(shù)的涵養(yǎng)」，運(yùn)用科學(xué) 儀器，將固有文物再現(xiàn)其珍藏的不只是藝術(shù)的型式，更是創(chuàng)作者的精氣神。 加上心理學(xué)、醫(yī)學(xué)的角度重新演繹，如同臺(tái)灣故宮博物館(National Palace Museum)時(shí)尚新主張「 Old is New (歷久彌新)」的》見(jiàn)念，讓現(xiàn)4戈人都能經(jīng) 由此發(fā)明，跨越時(shí)空與國(guó)籍貼近書(shū)法家與名作。中國(guó)人的藝術(shù)觀常說(shuō)「人如其文」、「人如其畫(huà)」，作品，也就是作者 人格、人品的具體表現(xiàn)，每個(gè)書(shū)法家的作品，背后都有其人格特質(zhì)、各自的 性情，書(shū)法的線條，外國(guó)人喻為r線條的雄辯」，視覺(jué)上是很單純的，所以r行氣」在藝術(shù)形式的呈現(xiàn)上、體驗(yàn)上，采用簡(jiǎn)單而強(qiáng)烈的書(shū)法線條，是相 得益彰的。每個(gè)作品的「行氣」，即運(yùn)用了中國(guó)文化中大小宇宙(天、人) 的相對(duì)觀念，借著利用科學(xué)儀器的輔助呈現(xiàn)視覺(jué)影像。本發(fā)明所提出的將調(diào)息狀態(tài)運(yùn)算法則運(yùn)用到互動(dòng)系統(tǒng)中，將藝術(shù)作品拉 開(kāi)了兩個(gè)層次，包括通過(guò)感測(cè)器的檢測(cè)，把個(gè)人內(nèi)在的虛的世界反映到實(shí)的 世界中，通過(guò)書(shū)法成為能為視覺(jué)所見(jiàn)的藝術(shù)形式。其次，通過(guò)非接觸式的感 測(cè)器的檢測(cè)呼吸(氣)以及書(shū)法行徑方式的變化，建立觀賞者與書(shū)法家或是 過(guò)去流傳的名帖間的私密的、獨(dú)特的生命連結(jié)與體驗(yàn)。此種讓參與此創(chuàng)意作品的互動(dòng)者，不只是用科技的物眼來(lái)觀照自己的小 宇宙，還能借著書(shū)法律動(dòng)的體驗(yàn)，淺嘗中國(guó)人「人如其文」、「人如其畫(huà)J 的況p未。上述感測(cè)器若是非接觸式的感測(cè)器，在一實(shí)施方式中可以是超寬頻感測(cè)器(UWB),在此不再冗述。而這樣的互動(dòng)系統(tǒng)，預(yù)期可以達(dá)到的功效包括通過(guò)前瞻科技與藝術(shù)作品 極致文化的結(jié)合表現(xiàn)，創(chuàng)作杰出的科技藝術(shù)作品。另外，通過(guò)科技與藝術(shù)的 創(chuàng)意，創(chuàng)造文物與現(xiàn)代人的新對(duì)話關(guān)系，提供觀眾高互動(dòng)性、全感官式的高 記憶度觀看經(jīng)驗(yàn)。另外，通過(guò)科技力的r物眼」，使得古文化的典藏與再現(xiàn)， 展現(xiàn)新的感動(dòng)與內(nèi)涵。以及通過(guò)科技實(shí)現(xiàn)人人可以創(chuàng)作、人人都能體驗(yàn)的新 世代藝術(shù)口號(hào)。本發(fā)明所提出的運(yùn)用調(diào)息狀態(tài)運(yùn)算法則的互動(dòng)系統(tǒng)，加入了個(gè)人意識(shí)的 控制。也就是說(shuō)在基本的呼吸生理活動(dòng)之外，加入了有意識(shí)地控制呼吸的行 為，并且期待可以由外在的測(cè)量顯示出來(lái)，如此才能與其它的應(yīng)用結(jié)合在一 起。上述可以檢測(cè)有意識(shí)的控制呼吸，可分為多種不同的類(lèi)別，包含暫停呼 吸、呼吸的深淺與呼吸的快慢等等。而這些類(lèi)別與傳統(tǒng)所提出一般的生理監(jiān) 視器的訴求完全不同。 一般的生理監(jiān)視器在于監(jiān)控被觀測(cè)者不正常呼吸的狀 況，對(duì)于正常的呼吸范圍，則是略過(guò)不記的，反觀應(yīng)用本發(fā)明的調(diào)息狀態(tài)運(yùn) 算法則，不僅可以計(jì)算出每分鐘呼吸率，還可以利用其可以感測(cè)心臟跳動(dòng)此 高分辨率的特性，分析人體在呼吸時(shí)，胸腔的變化，通過(guò)計(jì)算出不同于呼吸 率的呼吸參數(shù)，再結(jié)合后續(xù)軟件的輸出。在一實(shí)施例中，可利用超寬頻感測(cè)器(UWB)測(cè)量胸腔的變化，計(jì)算出因胸腔變化所得到的波形，再進(jìn)而分析出針對(duì)本創(chuàng)意作品所需要的振幅(呼 吸深淺)、速度(呼吸波瞬時(shí)斜率)、頻率(每分鐘呼吸次數(shù))，再配合選用的藝術(shù)表達(dá)形式『書(shū)法』，進(jìn)而達(dá)到利用呼吸完成與人的互動(dòng)的藝術(shù)創(chuàng)作。而關(guān)于呼吸的深淺方面，雖然每個(gè)人的呼吸狀況差異，可以直接定義成 一個(gè)呼吸周期的高點(diǎn)與低點(diǎn)的差距，不過(guò)在實(shí)際運(yùn)用時(shí)會(huì)因?yàn)槊總€(gè)人呼吸率 不盡相同，發(fā)生數(shù)據(jù)更新無(wú)法達(dá)到即時(shí)有效的現(xiàn)象。另外則是， 一般而言，成人呼吸約每分鐘15次，表示一個(gè)周期為4秒，要取得呼吸信號(hào)的波峰波 谷會(huì)有兩秒的誤差。因此，在呼吸深淺的計(jì)算上是采用一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)的范 圍，也就是一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)最大與最小值的差，至于此"一段時(shí)間"的定義 根據(jù)不同的應(yīng)用而決定，例如3秒或1秒內(nèi)的信號(hào)范圍都適用，甚至也可以 同時(shí)采用達(dá)到更多樣的變化。依據(jù)前面所述，當(dāng)人在有意識(shí)的控制呼吸時(shí)，會(huì)期望由這些動(dòng)作反應(yīng)在 于測(cè)量到的信號(hào)，并進(jìn)而可做對(duì)應(yīng)的互動(dòng)。因此在一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)的范圍的 定義下，較深的呼吸可以馬上反應(yīng)，較淺的呼吸會(huì)依設(shè)定的時(shí)間長(zhǎng)短而有延 遲的現(xiàn)象，不過(guò)已經(jīng)比采用呼吸周期的高點(diǎn)與低點(diǎn)的差改善許多。在呼吸的速度方面， 一般的認(rèn)知有兩個(gè)方面的觀點(diǎn)， 一種是呼吸頻率， 一種則是呼吸過(guò)程中呼吸動(dòng)作的瞬間反應(yīng)即為呼吸斜率。呼吸頻率就是一般 所記錄的每分鐘呼吸次數(shù)，而呼吸過(guò)程中呼吸動(dòng)作的瞬間反應(yīng)則可以輕易的 從呼吸波形的斜率展示出來(lái)。因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須包含這兩部分，故本實(shí)施 例實(shí)際使用呼吸速度為呼吸頻率加上呼吸斜率。為了反應(yīng)有意識(shí)的控制呼吸速度，也就是說(shuō)快速呼吸與緩慢呼吸要能被 檢測(cè)出來(lái)。在有意識(shí)地快速呼吸時(shí)，斜率的變化不大，但頻率會(huì)變快，而呼 吸緩慢時(shí)，斜率會(huì)馬上反應(yīng)，但頻率則會(huì)有好幾秒的延遲，因此基本輸出為 斜率，而當(dāng)頻率大于每分鐘15次時(shí)表示有意識(shí)地快速呼吸，則必需將頻率 乘上一權(quán)重后加上斜率輸出；反之，當(dāng)暫停呼吸時(shí)，呼吸波的頻率降至零， 且由于沒(méi)有呼吸的動(dòng)作，胸腔變化斜率也趨近為零，故當(dāng)暫停呼吸時(shí)，也可 快速且準(zhǔn)確的呈現(xiàn)。請(qǐng)參照?qǐng)D2A-2C，當(dāng)呼吸信號(hào)如圖2A所示時(shí)，此實(shí)施例所采用的超寬 頻感測(cè)器(冊(cè)B)測(cè)量呼吸信號(hào)的深淺與呼吸速度，其結(jié)果分別為圖2B與圖 2C。圖2B中，計(jì)算出的呼吸深淺時(shí)，可以清楚的看出當(dāng)使用例如3秒的信以有效的將不同改變的呼吸狀態(tài)區(qū)分出來(lái)(深呼吸與閉氣)。當(dāng)UWB感測(cè)到胸腔變化所反應(yīng)的輸入波形為圖2A時(shí)，所計(jì)算出的呼吸頻率 為圖2C,如圖示的每分鐘呼吸次數(shù)，可以看出由呼吸慢速切換至快速呼吸。 另外，請(qǐng)參照?qǐng)D3A-3C，若是呼吸信號(hào)如圖3A所示時(shí)，此實(shí)施例所采 用的超寬頻感測(cè)器(冊(cè)B)測(cè)量呼吸信號(hào)的深淺與呼吸速度，其結(jié)果分別為圖 3B與圖3C。圖3B中，計(jì)算出的呼吸深淺時(shí)，可以清楚的看出當(dāng)使用例如3 秒的信號(hào)范圍時(shí)，可以有效的將不同改變的呼吸狀態(tài)區(qū)分出來(lái)(深呼吸與閉 氣)。而當(dāng)UWB感測(cè)到胸腔變化所反應(yīng)的輸入波形為圖3A時(shí)，所計(jì)算出的 呼吸頻率為圖3C,如圖示的每分鐘呼吸次數(shù)，可以看出由呼吸快速切換至慢 速呼吸》上述單純使用呼吸頻率的計(jì)算會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不即時(shí)，應(yīng)用在此實(shí)施例時(shí)， 會(huì)導(dǎo)致互動(dòng)的效果大幅降低。然而，若是改用胸腔變化波形的斜率加上呼吸 頻率來(lái)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)變后，可以大幅提升即時(shí)性達(dá)到互動(dòng)的效果。圖4A與圖 4B便是在本實(shí)施例中，當(dāng)UWB測(cè)量到胸腔變化波形為圖2A與圖3A時(shí)，所得 到的呼吸速度的輸出，例如圖4A顯示呼吸由慢速切換至快速，而圖4B則顯 示呼吸由快速切換至慢速，X軸所顯示的是時(shí)間(秒)，而Y軸顯示的是呼吸 深度(mV)。不但即時(shí)反映了被觀測(cè)者的呼吸變化也提供了一種新的計(jì)算法 則。此實(shí)施例中，利用超寬頻感測(cè)器(冊(cè)B)測(cè)量胸腔的變化，計(jì)算出因胸 腔變化所得到的波形，再進(jìn)而分析出針對(duì)本實(shí)施例所需要的振幅(呼吸深 淺)、速度(呼吸波瞬時(shí)斜率)、頻率(每分鐘呼吸次數(shù))，再配合選用的 藝術(shù)表達(dá)形式『書(shū)法』，進(jìn)而達(dá)到利用呼吸完成與人的互動(dòng)的藝術(shù)創(chuàng)作的實(shí) 施例，而詳細(xì)流程圖則如圖5所示。在正式測(cè)量受測(cè)者的調(diào)息狀態(tài)之前，先記錄此受測(cè)者的呼吸一段時(shí)間， 例如25-35秒，在此以30秒為例，得到初始呼吸信號(hào)，分析這個(gè)初始呼吸 信號(hào)可以得到初始呼吸振幅AO、初始呼吸頻率FO及初始呼吸斜率SO。分析 這些數(shù)據(jù)可以得到分析參數(shù)及判斷參數(shù)供之后的測(cè)量使用。分析參數(shù)包括自然呼吸頻率Fn及加權(quán)系數(shù)k。將自然呼吸頻率Fn為初 始呼吸頻率FO的平均值，加權(quán)系數(shù)k通常為2。判斷參數(shù)包括呼吸振幅上界Ai、呼吸振幅下界Aj、呼吸速度上界Vi及 呼吸速度下界Vj。其中，呼吸振幅上界Ai及呼吸振幅下界Aj分別為初始呼吸振幅AO由大至小的例如前四分之一及后四分之一的平均值。呼吸速度上界Vi及呼吸速度下界Vj分別為初始呼吸速度VO由大至小的例如前四分之 一及后四分之一 的平均值。承上述，其中，初始呼吸速度VO的計(jì)算方式為得到受測(cè)者的分析參數(shù)及判斷參數(shù)后，開(kāi)始測(cè)量受試的呼吸狀態(tài)。請(qǐng)參照?qǐng)D5A,其為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的調(diào)息狀態(tài)的分析方法的流 程圖，其分析方法的說(shuō)明如下。首先，在步驟S501中，利用感則器測(cè)量受 測(cè)者的呼吸，得到其呼吸信號(hào)，然后利用濾波器過(guò)濾不必要噪聲(步驟S502), 接著，分析此呼吸信號(hào)可以得到呼吸斜率、呼吸振幅及呼吸頻率(步驟S503)。，接著判斷此呼吸頻率是否大于自然呼吸頻率Fn(步驟S5G4)，若呼吸頻 率比較大則進(jìn)入步驟S505,令呼吸速度V-S+kF。若否則進(jìn)入步驟S506,此 時(shí)呼吸速度V-S。接下來(lái)，利用上述判斷參數(shù)即時(shí)得知受測(cè)者的呼吸為何種 調(diào)息狀態(tài)(步驟S507)。圖5B為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)息狀態(tài)分析圖，利用所量到的呼吸振幅 A及所計(jì)算出來(lái)的呼吸速度V，依上述判斷參數(shù)可分為例如九類(lèi)的調(diào)息狀態(tài) P0到P8。例如說(shuō)，當(dāng)呼吸速度V小于呼吸速度下界Vj且呼吸振幅A大于呼 吸振幅上界Ai可對(duì)應(yīng)到調(diào)息狀態(tài)P8。另外，還包括為當(dāng)受測(cè)者暫停呼吸時(shí) 的第九類(lèi)調(diào)息狀態(tài)P9。最后，依應(yīng)用的類(lèi)別做出相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)(步驟S108)。請(qǐng)參照?qǐng)D6,其為 根據(jù)本實(shí)施例應(yīng)用于書(shū)法的重現(xiàn)示意圖。以圖5所說(shuō)明的不同的調(diào)息狀態(tài)所 對(duì)應(yīng)的書(shū)法的筆畫(huà)粗細(xì)、墨色深淺與筆畫(huà)含墨量大小的效果，例如，調(diào)息狀 態(tài)PO即代表下筆所寫(xiě)出來(lái)的字具有漲暈開(kāi)且墨色淺的特色；調(diào)息狀態(tài)P2即 代表干刷且墨色深的特色；調(diào)息狀態(tài)P8即代表書(shū)法漲墨暈開(kāi)且墨色深的特 色；調(diào)息狀態(tài)P9即代表書(shū)法漲墨暈開(kāi)且墨色淺的特色。此外，調(diào)息狀態(tài)P4將上迷的說(shuō)明以流程圖示呈現(xiàn)，則請(qǐng)參照?qǐng)D7所示。首先，利用超寬頻感測(cè)器(冊(cè)B)測(cè)量胸腔的變化(步驟S710)，得到呼 吸信號(hào)。而此呼吸信號(hào)則經(jīng)過(guò)濾波處理(步驟S712)后，將結(jié)果傳送給不同的 計(jì)算模塊，包括計(jì)算設(shè)定時(shí)間內(nèi)范圍信號(hào)的振幅A(步驟S714)、計(jì)算波形瞬間的斜率S (步驟S716)、以及計(jì)算呼吸的頻率F(步驟S718)。根據(jù)前述，運(yùn)用在此實(shí)施例中，若是僅計(jì)算呼吸頻率，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不即 時(shí)，而且會(huì)導(dǎo)致互動(dòng)的效果大幅降低。然而，若是改用胸腔變化波形的斜率 加上呼吸頻率來(lái)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)變后，可以大幅提升即時(shí)性達(dá)到互動(dòng)的效果。因 此，先判斷呼吸的頻率F是否大于每分鐘15次(步驟S724)，若是，則呼吸 速度設(shè)定為S+2F(步驟S730),若不是，則呼吸速度等于S,也就是波形的瞬 間斜率(步驟S722)。另外判斷是否暫停呼吸(步驟S720),若是，則呼吸振 幅A-(HS,也就是都是零(步驟S726),并認(rèn)定目前的調(diào)息狀態(tài)為書(shū)法漲墨暈 開(kāi)且墨色淺，且進(jìn)行此表現(xiàn)方式(步驟S738)。但若并非暫停呼吸，則呼吸振 幅i殳定為A。接著，判斷呼吸振幅A是否大于上界(步驟S732),若是，則認(rèn)定目前 的調(diào)息狀態(tài)為書(shū)法漲墨暈開(kāi)且墨色深，且進(jìn)行此表現(xiàn)方式(步驟S740)。若呼 吸振幅A不大于上界，則將此信息傳出。另外，當(dāng)呼吸速度確定后，不論是 S或是S+2F,都判斷呼吸速度是否大于上界，若是，則認(rèn)定此調(diào)息狀態(tài)為書(shū) 法干刷且墨色淺，且進(jìn)行此表現(xiàn)方式(步驟S746)。若是呼吸速度不大于上界，那么則同時(shí)判斷呼吸振幅A與呼吸速度是否 都小于下界，若呼吸振幅A小于下界，那么認(rèn)定目前的調(diào)息狀態(tài)為書(shū)法漲墨 暈開(kāi)且墨色深，且進(jìn)行此表現(xiàn)方式(步驟S740)。若呼吸速度小于下界，那么 認(rèn)定目前的調(diào)息狀態(tài)為書(shū)法干刷且墨色淺，且進(jìn)行此表現(xiàn)方式(步驟S746)。 若呼吸振幅A不于下界，或是呼吸速度不小于下界，那么認(rèn)定調(diào)息狀態(tài)為書(shū) 法書(shū)寫(xiě)速度與墨色濃淡根據(jù)數(shù)值做比例式的調(diào)變(步驟S742)。上述的上界或是下界，在選擇實(shí)施例中，可以以平均值的前四分之一或 后四分之一作為上下界限，但不以此為限。另外，上述呼吸的頻率是否大于 每分鐘15次的數(shù)字，是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算而得的數(shù)值，但并非以此為限，可適 用的范圍可以調(diào)整。而這些控制方式，都是采用主動(dòng)式控制機(jī)制，可隨受測(cè) 人的性別、年齡或是各種不同的特性加以調(diào)整。上述的調(diào)息狀態(tài)，可根據(jù)不同的設(shè)計(jì)而調(diào)整，類(lèi)別的數(shù)量并不受限。另 夕卜，上述的調(diào)息狀態(tài)檢測(cè)方法，可采用組合方式，利用測(cè)量?jī)墒軠y(cè)者的呼吸， 可以綜合所得受測(cè)者的調(diào)息狀態(tài)，并加以應(yīng)用，若以上述實(shí)施例中所選用的 藝術(shù)表達(dá)形式『書(shū)法』來(lái)說(shuō)明，其所需要的振幅(呼吸深淺)、速度(呼吸 波瞬時(shí)斜率)與頻率(每分鐘呼吸次數(shù))，可以產(chǎn)生兩種控制信號(hào)，例如其中一人針對(duì)書(shū)法漲墨暈開(kāi)程度或調(diào)整，另外一人針對(duì)墨色的深淺或是書(shū)寫(xiě)速 度調(diào)整等等，不同的變化將可加深兩人互動(dòng)的效果。上述的調(diào)息狀態(tài)檢測(cè)，在另外一種實(shí)施例中，可用于交互式的麻將游戲 或其它娛樂(lè)活動(dòng)的控制。例如在未聽(tīng)牌前，游戲規(guī)則配合調(diào)息狀態(tài)檢測(cè)如下所述1、 可以換牌若拿到的牌不滿(mǎn)意時(shí)，可以大口的呼吸，當(dāng)呼吸的振幅 超過(guò)設(shè)定的閾值，便可重新摸牌。2、 可以搶吃牌當(dāng)玩家欲吃牌時(shí)，遭對(duì)手碰牌?？梢砸勒战M合技的概 念(如閉氣5秒再快速呼吸5秒)進(jìn)行搶吃牌，而不會(huì)遭對(duì)手采用"碰"的選 擇。3、 可以令對(duì)手暫停一次或馬上輪玩家摸牌在游戲過(guò)程當(dāng)中，隨機(jī)出 現(xiàn)呼吸的小考題，如要玩家挑戰(zhàn)5秒內(nèi)快速呼吸10次等，若成功達(dá)成，便 可以執(zhí)行特定指令，如對(duì)手暫停一次或馬上輪玩家摸牌，以增快聽(tīng)牌速度。4、 回轉(zhuǎn)玩麻將時(shí)常常會(huì)發(fā)現(xiàn)下家的牌比較好吃，又按于麻將規(guī)則無(wú) 法進(jìn)行任何選擇，本游戲可以引進(jìn)回轉(zhuǎn)的概念，通過(guò)特定的呼吸方式來(lái)互動(dòng)， 達(dá)成目標(biāo)(如十秒完成一次呼吸)。而在聽(tīng)牌之后，由于聽(tīng)牌后的等待常常是玩家最沒(méi)興趣的地方，故可以 針對(duì)此多作一些廣告或變化，例如1、 可以看牌當(dāng)聽(tīng)牌時(shí)，玩家可以挑戰(zhàn)閉氣1分鐘后，接下來(lái)的時(shí)間 便可以觀看對(duì)手所持有的牌，以免放槍。例如閉氣l分半，則有30秒的時(shí) 間可以看對(duì)手持有的牌。2、 可以集氣加分聽(tīng)牌后，當(dāng)對(duì)手在打牌時(shí)，玩家也不一定要閑著， 可以進(jìn)行集氣加分大考驗(yàn)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，不停的呼吸，呼吸次數(shù)越多， 集的氣越多，當(dāng)胡牌或自摸時(shí)有多重的積分。3、 天助自助來(lái)自摸聽(tīng)牌后，可以隨機(jī)出現(xiàn)挑戰(zhàn)題(天助)，當(dāng)完成 呼吸的考驗(yàn)后，如忽快忽慢的呼吸，或是類(lèi)似太鼓達(dá)人搬，提示何時(shí)要深呼 吸、何時(shí)要閉氣，若都順利完成，便會(huì)摸到自摸牌。本發(fā)明并不限制應(yīng)用于此，設(shè)計(jì)者可視實(shí)際需要，采用其它不同種類(lèi)的 應(yīng)用，例如運(yùn)用在測(cè)謊器上。只要將調(diào)息狀態(tài)運(yùn)算法則運(yùn)用到互動(dòng)系統(tǒng)中， 利用非接觸式的感測(cè)器測(cè)量受測(cè)者的呼吸，即時(shí)得知受測(cè)者的調(diào)息狀態(tài)，并 根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，運(yùn)用到互動(dòng)系統(tǒng)中作為控制的依據(jù)。雖然本發(fā)明已以實(shí)施范例披露如上，但其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，當(dāng)可作若千的更改與修 飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)息狀態(tài)分析方法，包括；感測(cè)方式感測(cè)受測(cè)者呼吸，并持續(xù)一段初始時(shí)間，得到初始呼吸信號(hào)分析該初始呼吸信號(hào)，得到分析參數(shù)及判斷參數(shù)；測(cè)量該受測(cè)者的呼吸，得到呼吸信號(hào)；根據(jù)該分析參數(shù)對(duì)該呼吸信號(hào)進(jìn)行分析，得到呼吸速度及呼吸振幅；以及根據(jù)該呼吸速度、該呼吸振幅及該判斷參數(shù)得到對(duì)應(yīng)的調(diào)息狀態(tài)，并據(jù)以作為控制機(jī)制的控制信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中測(cè)量該受測(cè)者的呼吸得 到該呼吸信號(hào)的方式為非接觸式感測(cè)方式。
3. 如權(quán)利要求2所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中該非接觸式感測(cè)方式采 用超寬頻感測(cè)器測(cè)量。
4. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中該初始時(shí)間為一段預(yù)定 時(shí)間。
5. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中該段預(yù)定時(shí)間的大小為 25到35秒之間。。
6. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中該初始呼吸信號(hào)包括初 始呼吸頻率、初始呼吸振幅及初始呼吸斜率。
7. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中該分析參數(shù)包括加權(quán)系 數(shù)及自然呼吸頻率，其中，該自然呼吸頻率為該初始呼吸頻率的平均值。
8. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中該判斷參數(shù)包括呼吸振 幅上界、呼吸振幅下界、呼吸速度上界及呼吸速度下界，其中該上界大于該 下界。
9. 如權(quán)利要求8所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中該呼吸振幅上界及該呼 吸振幅下界分別為該初始呼吸振幅在一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)由大至小的前四分之 一及后四分之一的平均值，該呼吸速度上界及該呼吸速度下界分別為一初始 呼吸速度在該段預(yù)定時(shí)間內(nèi)由大至小的前四分之一及后四分之一的平均值。
10. 如權(quán)利要求9所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中，該初始呼吸速度的 計(jì)算方法為p0 + , ,F0 2F" 其中，SO為該初始呼吸殺+率，F(xiàn)O為該初始呼吸頻率。
11. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中取得該呼吸速度是根 據(jù)該呼吸信號(hào)所計(jì)算得到的呼吸頻率與波形瞬間斜率而決定。
12. 如權(quán)利要求11所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中該呼吸速度的計(jì)算方法為其中，V為該呼吸速度，S為該波形瞬間斜率，F(xiàn)為該呼吸頻率，k為 力口權(quán)系數(shù)，F(xiàn)n為自然呼吸頻率。
13. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，得到該調(diào)息狀態(tài)的步驟包括檢查該呼吸速度及該呼吸振幅是否在預(yù)定范圍內(nèi)；以及 若該呼吸速度及呼吸振幅在預(yù)定范圍內(nèi)，該受測(cè)者處于該調(diào)息狀態(tài)。
14. 如權(quán)利要求n所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，該預(yù)定范圍為利用該判斷 參數(shù)所得。
15. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)息狀態(tài)分析方法，其中該控制機(jī)制應(yīng)用在藝術(shù)作品重現(xiàn)。
16. —種運(yùn)用調(diào)息狀態(tài)分析的互動(dòng)系統(tǒng)，包括調(diào)息狀態(tài)分析模塊，用以測(cè)量受測(cè)者的呼吸，得到呼吸信號(hào)，并根據(jù)取 得的分析參數(shù)對(duì)該呼吸信號(hào)進(jìn)行分析，得到呼吸速度及呼吸振幅，并且根據(jù) 該呼吸速度、該呼吸振幅及預(yù)先設(shè)定的判斷參數(shù)，從多個(gè)調(diào)息狀態(tài)中選擇對(duì)應(yīng)的其中一個(gè)；以及控制機(jī)制，用以接收該調(diào)息狀態(tài)，并據(jù)以作為該控制機(jī)制的控制信號(hào)， 以進(jìn)行該互動(dòng)系統(tǒng)的互動(dòng)操作。
17. 如權(quán)利要求16所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該分析參數(shù)與該判斷參數(shù)是先 行感測(cè)受測(cè)者呼吸并持續(xù)一段初始時(shí)間，得到初始呼吸信號(hào)，而分析該初始 呼吸信號(hào)，得到該分析參數(shù)及該判斷參數(shù)。
18. 如權(quán)利要求17所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該初始呼吸信號(hào)包括初始呼吸 頻率、初始呼吸振幅及初始呼吸斜率。
19. 如權(quán)利要求16所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中測(cè)量受測(cè)者的呼吸而得到該呼吸信號(hào)為采用非接觸式感測(cè)方式進(jìn)行測(cè)量。
20. 如權(quán)利要求19所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該非接觸式感測(cè)方式采用超寬 頻感測(cè)器進(jìn)行。
21. 如權(quán)利要求16所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該分析參^t包括加權(quán)系數(shù)及自 然呼吸頻率，其中，該自然呼吸頻率為該初始呼吸頻率的平均值。
22. 如權(quán)利要求16所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該判斷參數(shù)包括呼吸振幅上界、 呼吸振幅下界、呼吸速度上界及呼吸速度下界，其中該上界大于該下界。
23. 如權(quán)利要求22所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該呼吸振幅上界及該呼吸振幅 下界分別為該初始呼吸振幅在一"R預(yù)定時(shí)間內(nèi)由大至小的前四分之一及后 四分之一的平均值，該呼吸速度上界及該呼吸速度下界分別為一初始呼吸速 度在該預(yù)定時(shí)間內(nèi)由大至小的前四分之一及后四分之一的平均值。
24. 如權(quán)利要求23所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中，該初始呼吸速度的計(jì)算方法為f ， < F"p0 +綱，F(xiàn)0 2F" 其中，SO為該初始呼吸斜率，F(xiàn)0為該初始呼吸頻率。
25. 如權(quán)利要求16所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中取得該呼吸速度根據(jù)該呼吸信 號(hào)所計(jì)算得到的呼吸頻率與波形瞬間斜率而決定。
26. 如權(quán)利要求25所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該呼吸速度的計(jì)算方法為其中，V為該呼吸速度，S為該波形瞬間斜率，F(xiàn)為該呼吸頻率，k為 加^L系數(shù)，F(xiàn)n為自然呼吸頻率。
27. 如權(quán)利要求26所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中還包括藝術(shù)作品重現(xiàn)模塊，連 接到該控制機(jī)制，并根據(jù)所接收的該調(diào)息狀態(tài)產(chǎn)生的該控制信號(hào)，控制該藝 術(shù)品重現(xiàn)模塊產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該調(diào)息狀態(tài)的動(dòng)作。
28. 如權(quán)利要求27所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該藝術(shù)作品重現(xiàn)模塊為書(shū)法重 現(xiàn)模塊，根據(jù)該控制信號(hào)，該書(shū)法重現(xiàn)模塊產(chǎn)生書(shū)法的筆畫(huà)粗細(xì)、墨色深淺 與筆畫(huà)含墨量大小的效果。
29. 如權(quán)利要求26所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中還包括麻將操作模塊，連接到該控制機(jī)制，并根據(jù)所接收的該調(diào)息狀態(tài)產(chǎn)生的該控制信號(hào)，控制該麻將操 作模塊產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該調(diào)息狀態(tài)的動(dòng)作。
30. —種運(yùn)用調(diào)息狀態(tài)分析的互動(dòng)系統(tǒng)，包括調(diào)息狀態(tài)分析模塊，用以測(cè)量一對(duì)受測(cè)者的呼吸，分別得到兩個(gè)呼吸信 號(hào)，并根據(jù)取得的兩個(gè)分析參數(shù)分別對(duì)所述呼吸信號(hào)進(jìn)行分析，得到兩個(gè)呼 吸速度及兩個(gè)呼吸振幅，并且根據(jù)所述呼吸速度、所述呼吸振幅及預(yù)先設(shè)定 的兩個(gè)判斷參數(shù)，從多個(gè)調(diào)息狀態(tài)中選擇對(duì)應(yīng)的其中兩個(gè)所述調(diào)息狀態(tài)；以 及控制機(jī)制，用以接收所述調(diào)息狀態(tài)，并加以組合后據(jù)以作為該控制機(jī)制 的控制信號(hào)，以進(jìn)行該互動(dòng)系統(tǒng)的互動(dòng)操作。
31. 如權(quán)利要求30所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該分析參數(shù)與該判斷參數(shù)以該 感測(cè)方式，分別先行感測(cè)所述兩個(gè)受測(cè)者呼吸并持續(xù)一段初始時(shí)間，得到兩 個(gè)初始呼吸信號(hào)，而分析所述初始呼吸信號(hào)，得到所述分析參數(shù)及所述判斷 參數(shù)。
32. 如權(quán)利要求31所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該初始呼吸信號(hào)包括初始呼吸 頻率、初始呼吸振幅及初始呼吸斜率。
33. 如權(quán)利要求31所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該分析參數(shù)包括加權(quán)系數(shù)及自 然呼吸頻率，其中，該自然呼吸頻率為該初始呼吸在一預(yù)定時(shí)間內(nèi)頻率的平 均值。
34. 如權(quán)利要求30所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中測(cè)量該對(duì)受測(cè)者的呼吸而得到 該呼吸信號(hào)為采用非接觸式感測(cè)方式進(jìn)行測(cè)量。
35. 如權(quán)利要求34所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該非接觸式感測(cè)方式采用超寬 頻感測(cè)器進(jìn)行。
36. 如權(quán)利要求30所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該判斷參數(shù)包括呼吸振幅上 界、呼吸振幅下界、呼吸速度上界及呼吸速度下界，其中該上界大于該下界。
37. 如權(quán)利要求36所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該呼吸振幅上界及該呼吸振幅 下界分別為該初始呼吸^振幅在一^:預(yù)定時(shí)間內(nèi)由大至小的前四分之一及后 四分之一的平均值。該呼吸速度上界及該呼吸速度下界分別為一初始呼吸速 度在該段預(yù)定時(shí)間內(nèi)由大至小的前四分之一及后四分之一的平均值。
38. 如權(quán)利要求37所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中，該初始呼吸速度的計(jì)算方法為<formula>formula see original document page 6</formula>其中，SO為該初始呼吸斜率，F(xiàn)O為該初始呼吸頻率。
39. 如權(quán)利要求30所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中取得該呼吸速度根據(jù)該呼吸信 號(hào)所計(jì)算得到的呼吸頻率與波形瞬間斜率而決定。
40. 如權(quán)利要求39所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該呼吸速度的計(jì)算方法為 <formula>formula see original document page 6</formula>其中，V為該呼吸速度，S為該呼吸斜率，F(xiàn)為該呼吸頻率，k為加權(quán) 系數(shù)，F(xiàn)n為自然呼吸頻率。
41. 如權(quán)利要求30所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中還包括藝術(shù)作品重現(xiàn)模塊，連 接到該控制機(jī)制，并根據(jù)所接收的所述兩位受測(cè)者的所述調(diào)息狀態(tài)組合后產(chǎn) 生的該控制信號(hào)，控制該藝術(shù)品重現(xiàn)模塊產(chǎn)生對(duì)應(yīng)所述調(diào)息狀態(tài)的動(dòng)作。
42. 如權(quán)利要求41所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中該藝術(shù)作品重現(xiàn)模塊為書(shū)法重 現(xiàn)模塊，根據(jù)該控制信號(hào)，該書(shū)法重現(xiàn)模塊產(chǎn)生書(shū)法的筆畫(huà)粗細(xì)、墨色深淺 與筆畫(huà)含墨量大小的效果。
43. 如權(quán)利要求30所述的互動(dòng)系統(tǒng)，其中還包括麻將操作模塊，連接到 該控制機(jī)制，并根據(jù)所接收的所述兩位受測(cè)者或其中一位的所述調(diào)息狀態(tài)組 合后產(chǎn)生的該控制信號(hào)，控制該麻將操作模塊產(chǎn)生對(duì)應(yīng)該調(diào)息狀態(tài)的動(dòng)作。
全文摘要
在此提出一種調(diào)息(respiration)狀態(tài)的分析方法及運(yùn)用該分析方法的互動(dòng)系統(tǒng)。此分析方法包括先用感測(cè)器記錄受測(cè)者呼吸一段初始時(shí)間，得到初始呼吸信號(hào)。接著分析初始呼吸信號(hào)，得到分析參數(shù)及判斷參數(shù)，并用感測(cè)器動(dòng)態(tài)測(cè)量受測(cè)者的呼吸，得到呼吸信號(hào)，并根據(jù)呼吸信號(hào)及分析參數(shù)，得到呼吸速度及呼吸振幅。而后根據(jù)呼吸速度、呼吸振幅及判斷參數(shù)可即時(shí)得到調(diào)息狀態(tài)，據(jù)以作為互動(dòng)操作的依據(jù)。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101564299SQ200810095479
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者吳淑敏, 張匡儀, 林倉(cāng)亙, 胡仕人, 陶德和 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院