專利名稱：腦電波測量裝置、電噪聲的推定方法、以及執(zhí)行電噪聲的推定方法的計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在腦電波測定中，降低基于音響信號的影響的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，由于設(shè)備的小型輕量化，立體頭戴式耳機(jī)(headphone)音樂播放器(player)或頭戴式顯示器(Head Mounted Display,以下記述為“HM”。)等可穿戴(wearable)設(shè)備正在普及。通常，作為用于操作設(shè)備的接口，可利用“按壓按鈕”、“移動光標(biāo)來決定”、“一邊觀察畫面、一邊移動鼠標(biāo)”等，使用輸入設(shè)備的物理輸入操作。然而，若當(dāng)想要操作如HM那樣的具有小型主體并且以免提為特征的設(shè)備時(shí)需要如上述的物理輸入操作，則因會損失免提·的特征而并非有效。而且，在操作如助聽器那樣非常小的設(shè)備時(shí)，操作按鈕或撥盤(dialgauge)變得非常小，不適合頻繁的操作。因此，若是用戶利用僅通過思考就能夠簡單操作的腦電波的接口，則由于不進(jìn)行物理操作就能完成，因此非常方便。而且，若能夠利用用戶的腦電波等來觀測該用戶的狀態(tài)(例如感情)，并配合所觀測到的其狀態(tài)來自動控制設(shè)備的模式等，則會更加方便。在此，所謂“腦電波”，是指通過例如設(shè)置在人的頭部的基準(zhǔn)極的電位與測量對象極的電位差來測量的、腦神經(jīng)細(xì)胞的電活動(腦活動)。公知腦電波表示腦活動。近年來，利用腦電波的技術(shù)的開發(fā)正在進(jìn)行。專利文獻(xiàn)1，公開利用腦電波的接口。在專利文獻(xiàn)I中，公開有使用被稱為腦電波的事件關(guān)聯(lián)電位的特征信號，來判別用戶正考慮想選擇的選擇支的技術(shù)。此外，在專利文獻(xiàn)2中，公開有通過腦電波進(jìn)行感情狀態(tài)的判別與數(shù)值化的技術(shù)。當(dāng)前，能夠根據(jù)國際10-20法的場所表述來安裝電極來測量腦電波。例如，測量對象極被安裝在頭頂部。在專利文獻(xiàn)I中，在國際10-20法中的Pz、Cz的位置進(jìn)行了腦電波測量。此外，在專利文獻(xiàn)2中，在Pz周緣的以后頭部為中心的位置進(jìn)行了腦電波測量。而且，在專利文獻(xiàn)2中所利用的頻帶為8 13Hz的腦電波的α波，公知是以比較大的振幅來記錄的。然而，可穿戴設(shè)備(例如HMD、音樂播放器以及助聽器。以下相同)要在與身體接觸的部分以外的頭頂部或后頭部安裝用于腦電波測量的電極，在裝卸時(shí)，用戶會有負(fù)擔(dān)(花功夫)，此外，還會伴隨有由于始終安裝在頭皮上而帶來不舒服感等。因此，需要能夠?qū)⒂糜谀X電波測量的電極限制在現(xiàn)有的可穿戴設(shè)備中通常需要的形狀所占有的范圍內(nèi)來安裝可穿戴設(shè)備，并同時(shí)結(jié)束電極的設(shè)置，從而減輕用戶的負(fù)擔(dān)。圖I表示設(shè)置了基于專利文獻(xiàn)3的腦電波測量用電極1000的頭戴式耳機(jī)1001的示例。在專利文獻(xiàn)3中，提出了在頭戴式耳機(jī)1001支撐帶部附有腦電波測量用電極1000，且在安裝頭戴式耳機(jī)1001的同時(shí)，使腦電波測量用的電極呈與頭皮接觸形狀。在頭皮上觀測的腦電波的電位為10μ V 100μ V左右，非常微弱。因此，腦電波易于受到周緣的設(shè)備產(chǎn)生的電噪聲的影響。如專利文獻(xiàn)3，若在聲音信號發(fā)生裝置(電音響變換器)的附近配置電極，則來自電音響變換器的電噪聲會被疊加于所觀測的腦電波。此外，專利文獻(xiàn)4，公開有使用預(yù)先推定的噪聲譜的形狀，來去除腦電波4 30Hz頻帶的噪聲。然而，至此都假設(shè)可聽范圍的頻帶不會成為噪聲源。其理由是因?yàn)樗玫哪X電波的頻帶，被認(rèn)為與可聽范圍不重疊。從影像音響設(shè)備輸出的音響信號的頻帶，是人可聽范圍的頻帶即20Hz至20000Hz的全部或一部分。于是，輸出音響信號的電音響變換器成為原因的電噪聲的頻帶，超過音響信號的頻率的下限(約20Hz)。另一方面，所利用的腦電波的頻帶，例如，包括IOHz以下的事件關(guān)聯(lián)電位、4Hz 8Hz的Θ波、8Hz 13Hz的Θ波。即，音響信號的頻帶與腦電波的頻帶彼此不同。而且，針對腦電波所包含的13Hz以上的β波，在測定時(shí)，多使用截止頻率為IOOHz左右的低通濾波器。因此，認(rèn)為多數(shù)由可聽范圍的音響信號引起的電噪聲，在腦電波測量中不會構(gòu)成大問題?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP特開2005-34620號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 JP特開平7-204168號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 JP特開2001-187034號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 JP特開平9-131331號公報(bào)
發(fā)明概要發(fā)明所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明者通過進(jìn)行試驗(yàn)，首次發(fā)現(xiàn)由于與腦電波測量的電極接近的電音響變換器的影響，音響信號中所包含的低頻電噪聲會與腦電波疊加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于，獲得沒有電噪聲音響的腦電波，提供給腦電波接口或基于腦電波的用戶監(jiān)測器。解決技術(shù)問題的手段本發(fā)明的某實(shí)施方式的腦電波測量裝置，具有腦電波測量部，其使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波；電音響變換器，其在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極附近，且對所述使用者提示音響信號；振幅包絡(luò)提取部，其提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)；頻率分析部，其進(jìn)行由所述振幅包絡(luò)提取部提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析；以及噪聲推定部，其使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換規(guī)則和所提取出的所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果來推定混入到所述至少一個(gè)電極中的電噪聲。所述變換規(guī)則，規(guī)定了頻率與變換系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，所述噪聲推定部，利用所述振幅包絡(luò)的瞬時(shí)頻率以及所述變換規(guī)則來求出與所述瞬時(shí)頻率對應(yīng)的變換系數(shù)，通過將所求出的變換系數(shù)乘以所述振幅包絡(luò)，來推定所述電噪聲。所述噪聲推定部，利用隨著頻率變高、變換系數(shù)變得更小的變換規(guī)則來推定所述電噪聲。所述噪聲推定部，使用頻率在20Hz至30Hz之間收斂為O的變換規(guī)則來推定所述電噪聲。所述腦電波測量裝置還具有去除部，其從所述腦電波中去除所推定的所述電噪聲。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的腦電波測量裝置，具有腦電波測量部，其使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波；電音響變換器，其在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極的附近，且對所述使用者提示音響信號；振幅包絡(luò)提取部，其提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)；頻率分析部，其進(jìn)行由所述振幅包絡(luò)提取部提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析；以及噪聲推定部，其使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換函數(shù)，根據(jù)所提取出的所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果來求出對噪聲推定值的變換系數(shù)，并根據(jù)所述變換系數(shù)來推定因所述振幅包絡(luò)的影響而電混入到所述至少一個(gè)電極的輸入信號中的噪聲。所述腦電波測量裝置還具有去除部，其從所述腦電波中去除所推定的所述電噪 聲。根據(jù)基于本發(fā)明的某實(shí)施方式的腦電波測量裝置，具有腦電波測量部，其使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波；以及電音響變換器，其在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極的附近，且對所述使用者提示音響信號，所述腦電波測量裝置按照預(yù)先準(zhǔn)備的判別基準(zhǔn)，并根據(jù)所測量的所述腦電波來判別所述使用者的意圖，該腦電波測量裝置還具有振幅包絡(luò)提取部，其提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)；頻率分析部，其進(jìn)行由所述振幅包絡(luò)提取部提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析；噪聲推定部，其使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換函數(shù)，根據(jù)所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果來求出對噪聲推定值的變換系數(shù)，并根據(jù)所述變換系數(shù)，來推定因所述振幅包絡(luò)的影響而電混入到所述電極的輸入信號中的噪聲；以及判別基準(zhǔn)設(shè)定部，其根據(jù)所推定的所述噪聲使所述判別基準(zhǔn)變化。本發(fā)明的腦電波測量裝置，具有腦電波測量部，其使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波；以及電音響變換器，其在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極的附近，且對所述使用者提示音響信號，所述腦電波測量裝置按照預(yù)先準(zhǔn)備的判別基準(zhǔn)，并根據(jù)所測量的所述腦電波來判別所述使用者的意圖，該腦電波測量裝置還具有振幅包絡(luò)提取部，其提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)；頻率分析部，其進(jìn)行由所述振幅包絡(luò)提取部提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析；噪聲推定部，其使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換函數(shù)，根據(jù)所提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果來求出對噪聲推定值的變換系數(shù)，并根據(jù)所述變換系數(shù)，來推定因所述振幅包絡(luò)的影響而電混入到所述電極的輸入信號中的噪聲；以及判別基準(zhǔn)設(shè)定部，其根據(jù)所推定的所述噪聲使所述判別基準(zhǔn)變化。所述變換函數(shù)，是賦予隨著頻率增高而所述變換系數(shù)衰減、并且所輸出的所述音響信號中所包含的分量的頻率在20Hz至30Hz之間收斂為O的變換系數(shù)的函數(shù)。所述變換函數(shù)構(gòu)成為將變換系數(shù)與預(yù)先設(shè)定的多個(gè)頻帶分別建立對應(yīng)關(guān)系。所述振幅包絡(luò)提取部，利用微波變換，對所述音響信號進(jìn)行時(shí)間頻率分解，以提取所述音響信號的振幅包絡(luò)。所述振幅包絡(luò)提取部，利用傅里葉變換，對所述音響信號進(jìn)行時(shí)間頻率分解，以提取所述音響信號的振幅包絡(luò)。所述振幅包絡(luò)提取部，提取通過對所述音響信號進(jìn)行時(shí)間頻率分解而得到的分量之中的在20Hz至30Hz之間被預(yù)先確定的上限頻率以下的頻率的分量，作為所述音響信號的振幅包絡(luò)。所述振幅包絡(luò)提取部，通過在包括預(yù)先確定的腦電波的頻率的頻帶、并且針對預(yù)先確定的時(shí)間段進(jìn)行微波變換，根據(jù)所述音響信號來求出時(shí)間頻率區(qū)域的頻率分量，并且對所求出的所述時(shí)間頻率區(qū)域的頻率分量進(jìn)行微波逆變換，由此，提取并輸出所述音響信號的振幅包絡(luò)。所述噪聲推定部，利用所述變換函數(shù)，求出與所述音響信號中 所包含的頻率分量對應(yīng)的變換系數(shù)。所述腦電波測量裝置還具有存儲部，其存儲所述變換函數(shù)。所述判別基準(zhǔn)，是用于根據(jù)所測量的所述腦電波與多個(gè)種類的基準(zhǔn)腦電波數(shù)據(jù)之間的相似度來判別所述使用者的意圖的基準(zhǔn)，且通過所述相似度的閾值或多個(gè)閾值的組合而構(gòu)成。所述至少一個(gè)電極以及所述電音響變換器，呈一體地構(gòu)成。本發(fā)明的電噪聲的推定方法，包括使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波的步驟；在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，使用被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極附近的電音響變換器，對所述使用者提示音響信號的步驟；提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)作為低頻分量的步驟；進(jìn)行所述振幅包絡(luò)的頻率分析的步驟；以及使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換規(guī)則和所提取出的所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果，來推定混入到所述至少一個(gè)電極中的電噪聲的步驟?；诒景l(fā)明的計(jì)算機(jī)程序，通過被安裝在腦電波測量裝置中的計(jì)算機(jī)來執(zhí)行，所述計(jì)算機(jī)程序使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行接收使用多個(gè)電極所測量的使用者的腦電波的數(shù)據(jù)的步驟；所述使用者在安裝了所述腦電波測量部時(shí)，使用被配置在所述多個(gè)電極之中至少一個(gè)電極附近的電音響變換器，對所述使用者提示音響信號的步驟；提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)作為低頻分量的步驟；進(jìn)行所述振幅包絡(luò)的頻率分析的步驟；以及使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換規(guī)則和所提取出的所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果，來推定混入到所述至少一個(gè)電極中的電噪聲的步驟。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的腦電波測量裝置，能夠不受與腦電波測量的電極接近或接觸的電音響變換器引起的低頻電噪聲的影響地使腦電波測量裝置工作。


圖I是表示基于專利文獻(xiàn)3的附有腦電波電極的頭戴式耳機(jī)的示例的圖。圖2 (a)是表示在頭皮上的電極上方Icm的位置處保持骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)且輸出5Hz足夠大的正弦波的音響信號時(shí)所記錄的腦電波的電位波形的曲線(腦電波波形)的圖，(b)是表示(a)的波形的頻率譜的圖，(C)是表示在使腦電波計(jì)電極遠(yuǎn)離骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)且使電極與骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)的距離足夠分離開時(shí)，以與(a)相同的電極所記錄的腦電波的頻率譜的圖。
圖3(a)是表示錄音聲音的波形的圖，(b)是表示在5Hz的正弦波處使粉紅噪聲(pink noise)的振幅變動的信號的時(shí)間波形及其振幅的包絡(luò)線的圖。圖4(a)是表示從接近的電音響變換器輸出在5Hz處使粉紅噪聲的振幅變動的信號(圖3(b))時(shí)，用電極所記錄的腦電波的電位波形的曲線(腦電波波形)的圖。圖4(b)是表示圖4(a)的波形的頻率譜的圖。圖4(c)是表示輸出在9Hz處使粉紅噪聲的振幅變動的信號時(shí)所記錄的電位頻率譜的圖。圖4(d)是輸出在17Hz處使粉色噪聲的振幅變動的信號時(shí)所記錄的電位的頻率譜。圖4(e)是表示使腦電波計(jì)電極遠(yuǎn)離骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)且使電極與骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)的距離足夠分離開時(shí)的用與圖4(a)相同的電極所記錄的腦電波的頻率譜的圖。圖5是示意性表示考慮到如助聽器那樣電音響變換器位于耳洞附近時(shí)的電噪聲影響的范圍I的圖。圖6是表示眼鏡形狀的頭戴式顯示器HMD6的結(jié)構(gòu)的圖。 圖7是表示耳掛型的助聽器的安裝使用例的圖。圖8是表示本申請的發(fā)明的概要的圖。圖9是實(shí)施方式一的腦電波測量裝置51的結(jié)構(gòu)圖。圖10是表示振幅包絡(luò)線提取部140的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖11是表示噪聲推定部150的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖12是表示噪聲減法部180的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖13是表示腦電波判定部190的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖14是表示腦電波處理裝置51的處理步驟的流程圖。圖15是表示圖14所示的步驟S5001的振幅包絡(luò)線的提取方法的詳細(xì)流程圖。圖16是表示變換函數(shù)的一個(gè)示例的圖。圖17是用于說明振幅包絡(luò)線的提取方法的各種波形圖。圖18表示圖14所示的步驟S5003的振幅包絡(luò)線的提取方法的詳細(xì)流程圖。圖19(a)是示意性表示包含疊加有低頻噪聲所的α波的腦電波的時(shí)間波形的圖，圖19(b)是表示在圖19(a)中腦電波所疊加的低頻噪聲的波形的圖，圖19(c)表示根據(jù)圖19(a)及(b)的波形得到的波形的圖。圖20是實(shí)施方式二的腦電波測量裝置52的結(jié)構(gòu)圖。圖21表示振幅包絡(luò)線提取部240的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖22表示腦電波特征提取部270的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖23表示判別部290的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖24表示實(shí)施方式二的腦電波處理測量裝置52的處理步驟的流程圖。圖25(a) (d)是表示使用腦電波接口來選擇菜單時(shí)的菜單列表的畫面顯示例的圖。圖26表示圖24的步驟S1000的詳細(xì)流程圖。圖27是實(shí)施方式二的第一變形例的腦電波測量裝置57的結(jié)構(gòu)圖。圖28是實(shí)施方式二的第二變形例的腦電波測量裝置53的結(jié)構(gòu)圖。圖29表示頻帶分量分析部340的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖30表示噪聲推定部350的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。
圖31表示腦電波測量裝置53中的圖24的步驟S1000的處理步驟的流程圖。圖32是表示信號噪聲變換系數(shù)表352的一個(gè)示例的圖。圖33是實(shí)施方式三的腦電波測量裝置54的結(jié)構(gòu)圖。圖34是表示判別基準(zhǔn)設(shè)定部480的細(xì)節(jié)的圖。圖35是表示判別部490的細(xì)節(jié)的圖。圖36是表示實(shí)施方式三的腦電波測量裝置54的處理步驟的流程圖。 圖37是表示腦電波測量裝置54的步驟S3000的處理步驟的流程圖。圖38是示意性表示通過輸出波形的頻帶分量來設(shè)定了判別基準(zhǔn)時(shí)的一個(gè)示例的圖。圖39是表示判別基準(zhǔn)變更表482的一個(gè)示例的圖。圖40是實(shí)施方式三的變形例的腦電波測量裝置55的結(jié)構(gòu)圖。圖41是表示判別基準(zhǔn)設(shè)定部580的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖42是表示判別部590的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖43是表示實(shí)施方式三的變形例的腦電波測量裝置54的處理步驟的流程圖。圖44是表示腦電波測量裝置55的步驟S4000的處理步驟的流程圖。圖45是通過線性判別基準(zhǔn)設(shè)定部581所參照的判別基準(zhǔn)變更表582的一個(gè)示例。圖46是實(shí)施方式四的腦電波測量裝置56的結(jié)構(gòu)圖。圖47是表示腦電波判定部690的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖48是表示實(shí)施方式四的腦電波測量裝置56的處理步驟的流程圖。圖49是表示噪聲的振幅與判定基準(zhǔn)的對照表的一個(gè)示例的圖。
具體實(shí)施例方式本申請發(fā)明人，發(fā)現(xiàn)了 因與測量腦電波的電極接近的電音響變換器的影響，低頻的電噪聲會疊加于腦電波的現(xiàn)象。在以下，首先，詳細(xì)說明確認(rèn)該現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)。之后，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖2 (a)是表示在頭皮上的電極上方Icm的位置處保持骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)且輸出5Hz這樣足夠大的正弦波的音響信號時(shí)所記錄的腦電波的電位波形的圖形(腦電波波形)。腦電波波形通過安裝在左側(cè)頭部的腦電波計(jì)電極來記錄。縱軸表示腦電波的電位，橫軸表示時(shí)間。電位的單位是微伏特，時(shí)間的單位是毫秒。而且，將頻率設(shè)為5Hz的理由，是為了低于被設(shè)為8Hz 13Hz的α波。圖2 (a)中，在以兩側(cè)箭頭所示的一秒?yún)^(qū)間，出現(xiàn)五次以倒三角的標(biāo)記表示的電位的峰值。峰值是等間隔的，可知在一秒有五次周期性的電位的變動。根據(jù)該腦電波波形，可知在腦電波中疊加有5Hz的信號。圖2(b)表示圖2(a)的波形的頻率譜。縱軸表示相對的能量，橫軸表示頻率。頻率的單位是赫茲(Hz)。在頻率譜中，除了圖2(a)中所見的5Hz以外，還包含IOHz、15Hz、20Hz等5的倍數(shù)的頻率的分量。若根據(jù)本申請發(fā)明人的測量結(jié)果，則在與接近骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)的電極不同的、在右側(cè)頭部安裝的電極處記錄的腦電波電位也觀測到這些分量。即，認(rèn)為噪聲在頭部整體擴(kuò)散。圖2(c)是表示在使腦電波計(jì)電極遠(yuǎn)離骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)且使電極與骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)的距離足夠離開時(shí)，以與圖2(a)相同的電極所記錄的腦電波的頻率譜的圖。除了看到60Hz的交流噪聲以外，未觀測到圖2(b)中所看到的5的倍數(shù)的噪聲分量，在IOHz以下的低頻域看到腦電波的分量。在通過可穿戴設(shè)備的電音響變換器來聽取音樂或聲音時(shí)，很少輸出如得到圖2的腦電波時(shí)那么大的低頻信號。低于可聽范圍的下限頻率的低頻信號，多數(shù)的情況下表現(xiàn)為頻率更高的可聽范圍內(nèi)的音響信號的振幅變動。音樂的旋律或聲音的母音與子音的反復(fù)的樣式等即為如此。圖3(a)表示成年男子發(fā)聲為“超市正‘排隊(duì)’特賣”時(shí)的所錄聲音的波形。聲音之中，母音是通過喉、口腔以及鼻腔使聲帶的振動共鳴的聲音。母音發(fā)聲時(shí)，從口腔放出的能量即音壓大，若顯示為波形，則是振幅大。另一方面，子音通過喉或舌、齒、唇這些構(gòu)音器官，將伴隨由縮窄呼吸流動、或暫時(shí) 停止呼吸的流動所引起的亂流的噪聲為主分量。亂流的噪聲的能量小于聲帶振動能量。言語聲音是通過子音與母音的組合來發(fā)聲的，如圖3 (a)，形成周期性的振幅的變動的信號。雖然可穿戴設(shè)備的電音響變換器輸出的音響信號的多數(shù)是可聽范圍內(nèi)的音響信號，但該音響信號的振幅，以低于可聽范圍的低頻進(jìn)行變動。因此，本申請發(fā)明人，為了確認(rèn)作為音響信號的振幅變動所包含的低頻分量產(chǎn)生電噪聲的可能性而進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。為了確認(rèn)僅振幅變動的影響，不是使用實(shí)際的聲音，而是使用了加入低頻振幅變動的粉色噪聲。粉色噪聲是具有能譜密度與頻率呈反比例的特征的噪聲，且具有頻率越高、能量越衰減的頻率特性。由于樂器音或聲音具有隨著頻率變高、能量會衰減的頻率特性，因此，粉色噪聲在簡單地模擬音樂、聲音或環(huán)境噪聲的頻率特性時(shí)被使用。圖3(b)是表示在5Hz的正弦波處使粉紅噪聲的振幅變動的信號的時(shí)間波形及其振幅的包絡(luò)線的圖。實(shí)線是時(shí)間波形，虛線是包絡(luò)線。包絡(luò)線(envelope)通過沿著時(shí)間軸連結(jié)波形的振幅值(極大值)而得到。如圖3(b)的虛線所示，5Hz的正弦波作為表示音響信號的振幅變動的模樣的包絡(luò)線而顯現(xiàn)為時(shí)間波形。本申請發(fā)明人使用圖3(b)所示的音響信號，來進(jìn)行了低頻的電噪聲是否被疊加于腦電波測量的電極上的實(shí)驗(yàn)。本申請發(fā)明人，在頭皮上的電極上方Icm的位置處保持骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)，并輸出了如圖3(b)的音響信號。該實(shí)驗(yàn)與圖2中表示出結(jié)果的使用了低頻(5Hz)的正弦波的實(shí)驗(yàn)相同。音響信號，設(shè)為作為聲音無法聽取的程度的量級的信號。由此，防止了腦電波與信號的振幅變動同步地進(jìn)行變動。圖4(a)是表不從接近的電音響變換器輸出在5Hz處使粉紅噪聲的振幅變動的信號(圖3(b))時(shí)，用電極所記錄的腦電波的電位波形的圖表(腦電波波形)的圖。與圖2(a)相同，縱軸表示腦電波的電位，橫軸表示時(shí)間。電位的單位是微伏特，時(shí)間的單位是毫秒。圖4(b)表示圖4(a)的波形的頻率譜。此外，圖4(e)是表示使腦電波計(jì)電極遠(yuǎn)離骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)且使電極與骨導(dǎo)頭戴式耳機(jī)的距離足夠分離開時(shí)的用與圖4(a)相同的電極所記錄的腦電波的頻率譜的圖。與圖2(b)、(C)相同，圖4(b)以及(e)的縱軸表示相對的能量，橫軸表示頻率。頻率的單位是赫茲(Hz)。在圖4(a)的波形中，雖然5Hz的分量無法判別，但在圖4(b)的頻率譜中，在5Hz處看到有微小的峰值。另一方面，該峰值在圖4(e)中未被看到。因此，圖4(b)的5Hz附近的峰值可認(rèn)為是疊加了與振幅包絡(luò)線同步的噪聲。在該實(shí)驗(yàn)中，為了避免腦電波與音響信號的振幅包絡(luò)線同步地進(jìn)行變動，使用了低于可聽范圍的低電平的音響信號。然而，盡管如此，在腦電波測量的電極上已混入了電噪聲。圖4(c)是表示輸出在9Hz處使粉色噪聲的振幅變動的信號時(shí)所記錄的電位頻率譜的圖。此外，圖4(d)是輸出在17Hz處使粉色噪聲的振幅變動的信號時(shí)所記錄的電位的頻率譜。在圖4(c)中在9Hz附近，在圖4(d)中在17Hz附近，確認(rèn)到微小的峰值。這些峰值，在圖4(e)中未被看到。而且，在9Hz處變動了振幅時(shí)，在17Hz處變動了振幅時(shí)，也與圖4(a)相同，從波形無法判別低頻信號。因此，在圖4中省略這些波形圖。
圖5是示意性表示認(rèn)為如助聽器那樣在電音響變換器位于耳洞附近時(shí)的電噪聲影響的范圍I的圖。認(rèn)為在圖5的斜線部所示的范圍1，混入基于電音響變換器的電噪聲。范圍I是例如電音響變換器的周緣數(shù)cm。在使用可聽取的量級的音響信號時(shí)，還會混入更大的電噪聲，并且在更廣泛的范圍混入電噪聲。例如，即使在音響信號低于可聽域時(shí)，直至以電音響變換器為中心的2cm左右也對音響信號出現(xiàn)噪聲影響。當(dāng)音響信號高于可聽域時(shí)，例如，輸出能夠以使聽力正常者不覺吵鬧的程度聽取的音響信號時(shí)，直至以電音響變換器為中心的5cm左右對音響信號出現(xiàn)噪聲的影響。通過該實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)到至此，在腦電波測量中，輸出可聽范圍的音響信號時(shí)的電音響變換器成為在腦電波所利用的頻帶的噪聲源。如上所述，至此，電音響變換器作為噪聲源未被視為問題。 用戶用HMD或音樂播放器進(jìn)行視聽的內(nèi)容或通過助聽器聽取的日常的生活音多數(shù)具有振幅變動。成為聽取的中心的會話等的聲音，如圖4(b)的示例所示，具有按照每個(gè)音韻的音壓變化。在日語的示例中，電視的新聞節(jié)目中的播音員的發(fā)聲是以每秒7拍(拍是日語中的音韻的單位)左右的速度變化。即，基于音韻的音壓變化為7Hz前后。這意味著在從頭戴式耳機(jī)等輸出的聲音中混入有7Hz前后的低頻噪聲。可穿戴式設(shè)備安裝在用戶的頭部或耳邊。例如，HMD以風(fēng)鏡或眼鏡的形狀為基本地被安裝在頭部。若以眼鏡形狀的HMD為例，則該HMD接觸的用戶的身體的部位，例如在圖6所示的HM 6中，限于鼻墊部6a接觸的鼻根部、框架的梁部6b接觸的側(cè)頭部和前單元部6c接觸的耳的周緣6d。對于音樂播放器，如安裝于耳洞的形狀或夾著耳殼(auricle)的夾子型等的頭戴式耳機(jī)那樣，與設(shè)備接觸的身體的部位局限于耳周緣。耳洞型的助聽器7被安裝于耳洞。圖7表示耳掛型的助聽器7。耳掛型的助聽器7如圖7，掛于耳殼來安裝使用。耳洞型、耳掛型的設(shè)備僅在耳及其周緣位置7a處與身體進(jìn)行接觸。因此，在這樣的接觸位置處配置電極。因此，若在這樣的設(shè)備中容納腦電波測量的電極，則會以與耳洞或耳殼所配置的頭戴式耳機(jī)等電音響變換器7b接近的方式配置腦電波測量的電極。根據(jù)圖7可見，設(shè)置電極的位置7a與作為噪聲源的電音響變換器7b的距離7c短至?xí)艿皆肼暤挠绊懙某潭取Ｔ陬^皮上所觀測的腦電波的電位是10μ V 100 μ V左右，若位于周緣的電子設(shè)備發(fā)生的交流噪聲、或基于用戶的動作的肌電或基于瞬間的眼電等的噪聲被疊加于腦電波，則正確的腦電波測量會變得困難。因此，要求從腦電波去除噪聲。因此，在多數(shù)販賣的腦電波計(jì)中，采用例如針對交流電源頻率的觸點(diǎn)濾波器。此外，通過利用了作為腦電波有用的頻帶與噪聲的頻帶之差的濾波處理，或例如，如JP特開2001-61800號公報(bào)，通過微波(wavelet)變換等的信號處理將頻率與腦電波不同的信號進(jìn)行分離來進(jìn)行噪聲去除。如上所述，若在電音響變換器的附近配置電極，則會在腦電波中疊加來自電音響變換器的與腦電波的頻帶一致的低頻帶的噪聲。腦電波通過提取基準(zhǔn)極與測量極的電位差的差動放大來記錄。因此，當(dāng)基準(zhǔn)極以及測量極上疊加了相同噪聲時(shí)，換言之，當(dāng)基準(zhǔn)極和測量極位于距離作為噪聲源的電音響變換器相同距離時(shí)，通過差動放大，噪聲被相互抵銷并被去除。然而，根據(jù)距離噪聲源的距離不同，噪聲的大小也不同。因此，如圖7所示的助聽器，兩個(gè)電極位于距離電音響變換器不同的距離時(shí)，由于噪聲未相互抵銷，因此無法完全去 除。
本申請的發(fā)明者，提取所輸出的音響信號的振幅包絡(luò)，來分析該振幅包絡(luò)的頻率，從而根據(jù)低頻信號的振幅包絡(luò)來推定混入到腦電波測量的電極中的電噪聲。然后，通過根據(jù)所推定的噪聲針對從腦電波測量的電極導(dǎo)出的電位進(jìn)行噪聲對策處理，從而即使是在音響信號的輸出過程中也成功得到未受到由音響信號引起的噪聲影響的腦電波。圖8表示本申請發(fā)明的概要。圖8的輪廓線801是從左面看到使用者800的頭部輪廓以及左耳。對使用者800的耳，經(jīng)由耳麥802提示音響信號，以虛線所示的音響信號的振幅包絡(luò)803，作為低頻噪聲而經(jīng)由使用者800的頭部的組織混入安裝在頭部的電極804。另一方面，表示腦的活動805的電信號到達(dá)電極804。電極804獲取混雜有來自腦的活動805的電信號和由音響信號的振幅包絡(luò)803引起的低頻噪聲的電位806。該電位經(jīng)過電位提取部807發(fā)送給噪聲對策處理部808。針對從耳麥802輸出的音響信號，振幅包絡(luò)提取部809提取音響信號的振幅包絡(luò)803，輸出給頻率分析部810。噪聲推定部811根據(jù)頻率分析部810的頻率分析結(jié)果來推定振幅包絡(luò)803作為噪聲混入時(shí)的電位，并輸出給噪聲對策處理部808。噪聲對策處理部808從混雜了來自從電位提取部807輸出的腦的活動805的電信號和混入的振幅包絡(luò)803的波形中，減去根據(jù)從噪聲推定部811輸出的音響信號的振幅包絡(luò)所推定的噪聲，來進(jìn)行噪聲對策處理。由此，能夠測量沒有噪聲的真正的腦電波812。此外，本申請的發(fā)明人，分析所輸出的音響信號，提取音響信號中所包含的低頻信號，并根據(jù)該低頻信號來設(shè)定了考慮到對腦電波測量的電極的影響的腦電波的判別基準(zhǔn)。通過該方法，即使是在音響信號的輸出過程中，也能夠得到未受到來自音響信號的噪聲影響的腦電波。將通過上述處理得到的腦電波應(yīng)用到如下的可穿戴設(shè)備中，這種可穿戴設(shè)備是具備基于利用腦電波的接口的設(shè)備操作、或通過腦電波來觀測用戶的狀態(tài)的功能的設(shè)備之中的具有音響信號的輸出部并且可穿戴的設(shè)備。其結(jié)果是，能夠提供基于未受來自音響信號的噪聲影響的腦電波的腦電波接口，或者，提供基于腦電波的用戶的監(jiān)測處理。以下，參照附圖來說明本發(fā)明的腦電波測量裝置的實(shí)施方式。在各實(shí)施方式中所說明的腦電波測量裝置，具有將電信號變換為聲音的機(jī)構(gòu)(聲音輸出單兀)。聲音輸出單兀的一個(gè)示例是電音響變換器。(實(shí)施方式一)
圖9是本實(shí)施方式的腦電波測量裝置51的結(jié)構(gòu)圖。圖10 圖13分別表示本實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)的一部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。而且，用戶100為了便于說明而未進(jìn)行圖示。腦電波測量裝置51的結(jié)構(gòu)要素中也未包括。在本實(shí)施方式中，表示通過腦電波來監(jiān)測用戶狀態(tài)，根據(jù)腦電波的變化來自動地控制設(shè)備的示例。更具體而言，是通過腦電波的α波的出現(xiàn)頻度進(jìn)行音響輸出的音量操作的示例。能夠應(yīng)用于如圖6所示的HM或如圖7所示的助聽器。腦電波測量裝置51具有輸入部101 ;音響輸出控制部110 ;波形生成部120 ;電音響變換器130 ;振幅包絡(luò)提取部140 ;頻率分析部147 ;噪聲推定部150 ;電極部160 ;電位提取部170 ;噪聲減法部180 ;和腦電波判定部190。輸入部101是用戶100操作音響輸出的開關(guān)等。
音響輸出控制部110，控制所輸出的音響信號。波形生成部120，生成根據(jù)音響輸出控制部110的控制信號而輸出的音響信號的波形。電音響變換器130將由波形生成部120生成的波形信號變換為音響信號來提示用戶100。電音響變換器130,例如能夠利用放大器以及揚(yáng)聲器來構(gòu)成。振幅包絡(luò)提取部140分析由波形生成部120生成的波形信號，提取振幅包絡(luò)。頻率分析部147求出由振幅包絡(luò)提取部140提取的振幅包絡(luò)的頻率。噪聲推定部150根據(jù)在頻率分析部147求出的振幅包絡(luò)的頻率，來推定因在振幅包絡(luò)提取部140提取的低頻分量產(chǎn)生的電噪聲。電極部160包括在用戶100的單側(cè)或兩側(cè)的耳周緣部所安裝的至少兩個(gè)以上的電極，更具體而言，包括作為基準(zhǔn)極以及測量極而分別發(fā)揮功能的電極。電極部160是在電極與皮膚接觸的金屬、或者在與皮膚接觸的金屬中加入阻抗轉(zhuǎn)換電路而構(gòu)成。電極部160的各電極，獲取所設(shè)置的位置的電位。如后所述，電位提取部170，計(jì)算基準(zhǔn)極以及測量極的電位差。該電位差被作為腦電波來處理。在此，希望注意由于在電音響變換器130的附近配置電極部160，所以會在所得到的腦電波的電位上疊加有因電音響變換器130的影響而產(chǎn)生的噪聲。而且，所謂“附近”，是指低頻帶的噪聲可有意地，換言之，以無法忽視的程度疊加于腦電波的范圍。例如，在圖5的斜線部所示的圓的中心配置了音響變換器時(shí)的斜線區(qū)域內(nèi)為“附近”。在圖9中，雖然分別設(shè)置了電極部160與電音響變換器130，但也可以一體地形成它們。此時(shí)，電極部160所包含的所有電極可以與電音響變換器130呈一體地形成，也可以一部分電極(至少一個(gè)電極)與電音響變換器130呈一體地形成。這樣的結(jié)構(gòu)，也可以在以下說明的各實(shí)施方式中采用。電位提取部170測量電極部160的電極之中兩個(gè)電極間的電位之差，以提取電位變化。電位提取部170，具有例如CPU以及存儲器、AD變換器和放大器。噪聲減法部180，針對在電位提取部170提取出的電位變化進(jìn)行減少在噪聲推定部150所推定的電噪聲的影響的噪聲對策處理。而且，噪聲減法部180，通過進(jìn)行減法來降低電噪聲的影響。然而，減法是處理的一個(gè)示例。若能夠降低或者去除噪聲，則也可以利用減法處理以外的運(yùn)算。進(jìn)行包括減法的各種運(yùn)算的結(jié)構(gòu)要素，能夠稱為噪聲去除部。噪聲減法部180是噪聲去除部的一個(gè)示例。
腦電波判定部190根據(jù)在噪聲減法部180進(jìn)行處理的結(jié)果，利用腦電波所包含的特征分量，來判定該腦電波反映了用戶100的何種意圖。音響輸出控制部110、波形生成部120、振幅包絡(luò)提取部140、頻率分析部147、噪聲推定部150、噪聲減法部180以及腦電波判定部190，通過CPU以及存儲器來實(shí)現(xiàn)。該CPU以及存儲器也可以作為電位提取部170的一部分來發(fā)揮功能。在圖9中，表示出以虛線包圍由CPU以及存儲器實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。CPU通過執(zhí)行存儲器所存儲的計(jì)算機(jī)程序，在某時(shí)刻作為上述一個(gè)結(jié)構(gòu)要素來發(fā)揮功能，而且在某時(shí)刻，從表面上看，如以同時(shí)多個(gè)結(jié)構(gòu)要素發(fā)揮功能的方式進(jìn)行動作。而且，CPU與存儲器可以不是各一個(gè)。例如，也可以設(shè)置構(gòu)成振幅包絡(luò)提取部140、頻率分析部147、噪聲推定部150、噪聲減法部180、腦電波判定部190以及電位提取部170的一部分的腦電波測量用的CPU以及存儲器，并且設(shè)置包括音響輸出控制部110以及波形生成部120的內(nèi)容輸出控制用的CPU以及存儲器，來獨(dú)立動作。以下，說明上述各結(jié)構(gòu)要素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，圖10 圖13雖然表示出由CPU以 及存儲器實(shí)現(xiàn)的各結(jié)構(gòu)要素內(nèi)部的功能塊，但各功能塊只要不特別說明，則也通過CPU以及/或存儲器來實(shí)現(xiàn)。各功能塊的具體動作，參照后面的圖14、圖18等進(jìn)行說明。圖10表示振幅包絡(luò)提取部140的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。振幅包絡(luò)提取部140具有波形截取部141 ;全波整流處理部142 ;峰值檢測部143 ;低通濾波器144 ;由存儲器實(shí)現(xiàn)的截取時(shí)間位置存儲部145。圖11表示噪聲推定部150的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。噪聲推定部150具有由存儲器實(shí)現(xiàn)的信號噪聲變換函數(shù)存儲部151以及噪聲推定處理部152。圖12表示噪聲減法部180的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。噪聲減法部180具有電位波形截取部181和噪聲分量減法部182。圖13表示腦電波判定部190的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。腦電波判定部190具有α波提取部191 ； α波時(shí)間長度計(jì)算部192 ;判定部193 ;在先狀態(tài)存儲部194 ;和腦電波截取部195。圖14表示腦電波測量裝置51的處理步驟的流程圖。以下，按順序說明處理步驟。在步驟SlOl中，電位提取部170，求出在多個(gè)電極部160之中，預(yù)先確定的基準(zhǔn)電極與其它各測量極的電位差。基準(zhǔn)電極，例如，可以在一個(gè)的桅桿上配置。在步驟S102中，波形生成部120判斷音響輸出控制部110是否指示音響輸出。在本實(shí)施方式中，音響輸出的指示與圖14的處理的執(zhí)行獨(dú)立出來。當(dāng)指示音響輸出時(shí)，從執(zhí)行步驟SlOl前開始，波形生成部120根據(jù)該指示來生成并輸出波形信號。在步驟S102中，指示音響輸出時(shí)(步驟S102“是”)，處理進(jìn)入步驟S5001，未指示音響輸出時(shí)(步驟S102 “否”)，處理進(jìn)入步驟Slll。在本實(shí)施方式中，當(dāng)輸出音響信號時(shí)，在步驟SlOl求出的電位差看作混入來自輸出波形的低頻的電噪聲。因此，腦電波測量裝置51作為用于去除噪聲的處理，進(jìn)行步驟S5001、步驟 S5002、步驟 S108、步驟 S5003。在步驟S5001中，振幅包絡(luò)提取部140，提取在波形生成部120生成的輸出音響信號的振幅包絡(luò)作為低頻分量。針對振幅包絡(luò)的提取方法，參照圖15在后進(jìn)行詳述。在步驟S5002中，頻率分析部147進(jìn)行由步驟S5001提取的振幅包絡(luò)的包絡(luò)線的頻率分析。包絡(luò)線即低頻分量(或低頻域分量)的瞬時(shí)頻率，例如，按照將低頻域分量進(jìn)行希爾伯特變換，并按照每個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算瞬時(shí)角速度，根據(jù)采樣周期將角速度變換為頻率這樣的步驟而求出。在步驟S108中，噪聲推定處理部152，確定在步驟S5002求出的與包絡(luò)線的瞬時(shí)頻率對應(yīng)的系數(shù)。此外，噪聲推定處理部152利用信號噪聲變換函數(shù)存儲部151所存儲的變換函數(shù)。圖16表示變換函數(shù)的一個(gè)示例。變換函數(shù)是對所輸出的音響信號的低頻分量的頻率與變換系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的函數(shù)。更具體而言，變換函數(shù)按照隨著頻率變高而使變換系數(shù)變小(衰減)的方式規(guī)定頻率與變換系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。而且，變換函數(shù)被規(guī)定為賦予使頻率從20Hz至30Hz之間收斂為O的變換系數(shù)。信號噪聲變換函數(shù)存儲部151既可以保持變換函數(shù)作為函數(shù)式，也可以保持離散地記述了圖16所示的頻率與變換系數(shù)的關(guān)系的表。而且，可以將頻率分割為規(guī)定頻帶，以各頻帶單位分配變換系數(shù)。然而，各頻帶的變換系數(shù)的大小，設(shè)為具有以圖16所示的關(guān)系為基準(zhǔn)的關(guān)系。在本申請說明書中，將上述變換函數(shù)、表、各頻帶單位與變換系數(shù)的關(guān)系總稱為“變換規(guī)則”。變換規(guī)則是用于使頻率與變換系數(shù)
對應(yīng)的規(guī)則，記述形式是任意的。變換函數(shù)從20Hz至30Hz之間收斂為0，是根據(jù)電音響變換器的輸出信號的頻率與腦電波用電極所記錄的電位的頻率分量的實(shí)驗(yàn)確認(rèn)出的。20Hz設(shè)為可聽范圍的下限頻率。該變換函數(shù)表示出可聽范圍或接近它的較高的頻率分量雖然不產(chǎn)生噪聲，但低于20Hz的頻率分量易于成為對腦電波用電極的噪聲。而且，這些易于成為噪聲的低頻已與為了獲知用戶狀態(tài)而使用的α波等的腦電波、或者為了獲知認(rèn)識或判斷的狀態(tài)而使用的事件關(guān)聯(lián)電位的頻率重合。因此，通過利用如圖16那樣的變換函數(shù)來正確地推定能夠根據(jù)頻率而變化的由電音響變換器的輸出信號引起的噪聲，并去除它，能夠從埋在噪聲中的腦電波中，僅提取并測量無噪聲的正確的腦電波。這意味著通過利用腦電波來能夠更正確地進(jìn)行設(shè)備的操作。然后，噪聲推定處理部152，通過將所決定的系數(shù)乘以包絡(luò)線(低頻分量)的各值，推定因輸出波形產(chǎn)生的低頻電噪聲作為時(shí)間波形。在步驟S5003中，噪聲減法部180從腦電波中去除在步驟S108中由噪聲推定處理部152推定的噪聲波形。針對去除的方法，參照圖18在后進(jìn)行詳述。在圖14的步驟Slll中，腦電波判定部190判定腦電波中的α波的出現(xiàn)頻度是否減少。該處理所利用的腦電波如下來決定。即，在當(dāng)前的處理在步驟S102中被判定為“否”，且執(zhí)行分支后的結(jié)果時(shí)，腦電波判定部190利用在步驟SlOl中獲取到的電位差當(dāng)作腦電波。另一方面，在步驟S5003的處理后進(jìn)行當(dāng)前的處理時(shí)，腦電波判定部190利用通過步驟S5003去除了噪聲波形后的腦電波。然后，評價(jià)該腦電波中的α波的出現(xiàn)頻度。α波的出現(xiàn)頻度的評價(jià)方法，例如，如以下那樣。腦電波截取部195截取被預(yù)先確定的時(shí)間長度的腦電波波形。α波提取部191提取腦電波截取部195截取的腦電波中所記錄的α波(約8Hz 13Hz)。α波時(shí)間長度計(jì)算部192求出在所截取的波形中所觀測到的α波的總時(shí)間長度，判定部193與在先狀態(tài)存儲部194中所存儲的過去的α波的總時(shí)間長度進(jìn)行比較。判定中使用的時(shí)間長度，例如設(shè)為2秒。然而，判定中使用的時(shí)間長度是為了比較α波的出現(xiàn)頻度而足夠的長度，只要比在步驟S103中截取的輸出波形的波形的時(shí)間長度短，任何值均可。
α波的提取，具體而言，例如按如下的步驟進(jìn)行。首先，α波提取部191求出截取的腦電波全體的均方根(RMS)。另外，α波提取部191將截取的腦電波分割為各200ms的區(qū)域，按照每個(gè)區(qū)域求出RMS。然后，α波提取部191在各區(qū)域的RMS之中，確定與截取的腦電波全體的RMS相比超過10%以上的RMS，并提取與該RMS對應(yīng)的區(qū)域。α波提取部191,例如通過均值平滑化(median smoothing)等方法對所提取出的區(qū)域內(nèi)的波形進(jìn)行平滑化之后，計(jì)數(shù)零交叉點(diǎn)，求出頻率。該頻率從8Hz至13Hz時(shí)，提取相應(yīng)的區(qū)域200ms作為包含α波的區(qū)間。而且，上述α波的提取方法僅是一個(gè)示例，也可以用除此以外的方法進(jìn)行。在步驟S112中，音響輸出控制部110調(diào)整所輸出的音響信號的音量。在步驟Slll中α波的出現(xiàn)頻度減少時(shí)，即步驟Slll中為“是”時(shí)，音響輸出控制部110降低音響輸出的音量(步驟S112)。在步驟Slll中α波的出現(xiàn)頻度未減少時(shí)，即步驟Slll為“否”時(shí)，音響輸出控制部110不進(jìn)行針對音響輸出的變更。
而且，在本實(shí)施方式中，雖然根據(jù)α波的出現(xiàn)頻度進(jìn)行音響輸出的音量操作，但除此以外的操作，例如也可以作為進(jìn)行開關(guān)的切斷、模式的切換等的控制的操作。特別地，在助聽器的情況下，也可以通過腦電波來進(jìn)行利用腦電波而自動地切換集中于會話的模式或?qū)㈦s音忽視的模式等的操作。而且，圖14所示的處理中，因輸出音響信號，而能使用戶的腦電波(例如，事件關(guān)聯(lián)電位)的振幅或出現(xiàn)定時(shí)等變動。然而，即使產(chǎn)生這樣的腦電波變動，上述的處理也不受影響。圖14的處理，是以從電音響變換器去除直接疊加在電極的噪聲為目的，這是由于噪聲與輸出音響信號實(shí)際上同時(shí)發(fā)生。接著，參照圖15的流程圖以及圖17的示意圖來說明圖14所示的步驟S5001的振幅包絡(luò)的提取方法的細(xì)節(jié)。在圖15的步驟S103中，振幅包絡(luò)提取部140內(nèi)的波形截取部141，根據(jù)在步驟S102中通過波形生成部120生成的波形信號，截取被預(yù)先確定的固定時(shí)間長度的波形信號。波形截取部141，在時(shí)間位置存儲部145中存儲截取以秒單位記述了從截取的時(shí)刻(時(shí)間位置)例如從成為基點(diǎn)的時(shí)刻至開始時(shí)刻的時(shí)間長度的截取時(shí)間信息等。截取時(shí)間長度，例如設(shè)為2秒。該時(shí)間長度，需要大于或等于腦電波判定時(shí)的電位波形截取時(shí)間長度。截取時(shí)間信息，除此以外的記述形式，例如，也可以是按照從成為基點(diǎn)的時(shí)間起、3秒后、5秒后的方式記述截取開始時(shí)刻與截取結(jié)束時(shí)刻的形式。圖17(a)表示在步驟S103中截取的音響信號的時(shí)間波形的示例。橫軸表示經(jīng)過時(shí)間，單位是毫秒。圖17(a)表示延及至500毫秒的波形?？v軸是各采樣點(diǎn)的瞬時(shí)值，即瞬時(shí)的能量的相對值。音響信號本來是空氣密度的粗密波，相對值具有負(fù)值。在圖17中，雖然圖示了 500毫秒，但處理也可以在截取的波形的整個(gè)期間上進(jìn)行。在圖15的步驟S104中，全波整流處理部142求出在波形截取部141截取的波形的各采樣點(diǎn)處的瞬時(shí)值的絕對值。由此進(jìn)行全波整流。圖17(b)表示進(jìn)行全波整流后的波形。該處理，針對圖17(a)所示的音響信號的瞬時(shí)值作為相對值而具有負(fù)值的部分，成為向正的一側(cè)折返的處理。全波整流是如下的處理，即針對能量O的狀態(tài)，同樣地處理粗密波的向“粗”的振幅與向“密”的振幅。在步驟S105中，峰值檢測部143檢測被全波整流后的波形的峰值。具體而言，峰值檢測部143在步驟S104中被絕對值化后的波形的值的時(shí)間序列的波形數(shù)據(jù)串中，求出與相鄰的數(shù)據(jù)點(diǎn)之差的數(shù)據(jù)串。然后，檢測出在該數(shù)據(jù)串中符號反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)位置處的全波整流處理波形的數(shù)據(jù)串上的值作為峰值位置。圖17(c)是圖17(b)所示的全波整流處理的結(jié)果，即將音響信號波形進(jìn)行絕對值化后的值的時(shí)間序列。圓內(nèi)放大表示了波形的一部分。在表示相鄰的數(shù)據(jù)點(diǎn)間之差的數(shù)據(jù)串中，符號反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)位置，是例如圓中的X標(biāo)記所示的點(diǎn)。峰值檢測部143檢測出與這些點(diǎn)對應(yīng)的全波整流處理波形的數(shù)據(jù)串上的值，即圖17(b)上的值。圖17(d)表示提取結(jié)
果O在圖15的步驟S106中，峰值檢測部143生成圖17(d)所示的、提取了峰值位置的數(shù)據(jù)與其時(shí)間位置的數(shù)據(jù)串，并通過以等間隔的時(shí)間間隔對該數(shù)據(jù)串進(jìn)行采樣來生成波形數(shù)據(jù)的包絡(luò)線信號。圖17(e)放大表示圖17(d)的波形的一部分。圖中的虛線是在圖17(d)所示的步·驟S105中提取的值，白圈是被采樣后的值。圖17(a)至(c)中，采樣頻率為44. 1kHz，相對于此，在圖17(e)中，采樣的采樣頻率為1kHz。在圖15的步驟S107中，峰值檢測部143向低通濾波器144輸出在步驟S106中生成的包絡(luò)線信號。低通濾波器144設(shè)為例如截止頻率30Hz的FIR(Finite ImpulseResponse)濾波器。能夠通過低通濾波器144來進(jìn)行包絡(luò)線信號的平滑化。將從低通濾波器144輸出的數(shù)據(jù)序列作為包絡(luò)線信號(振幅包絡(luò))。包絡(luò)線信號被作為輸出波形所包含的低頻分量而輸出。在圖17(e)中，通過使以白圈所示的數(shù)據(jù)序列通過低通濾波器，從而得到如虛線所示的數(shù)據(jù)。相對于圖17(d)整體，成為如圖17(f)的實(shí)線那樣。圖17(f)表示在圖17(d)所示的步驟S104中生成的全波整流處理結(jié)果的數(shù)據(jù)序列、和在步驟S107中通過低通濾波器的數(shù)據(jù)序列(即包絡(luò)線)。各時(shí)刻處的數(shù)據(jù)序列表示全波整流處理結(jié)果，該值以左縱軸(時(shí)刻O處所設(shè)置的縱軸)所帶的刻度來表示。另一方面，(f)的實(shí)線是該數(shù)據(jù)序列的包絡(luò)線，該值以右縱軸(時(shí)刻500ms處所設(shè)置的縱軸)所帶的刻度來表示。包絡(luò)線的值是相對值。接著，根據(jù)圖18的流程圖來說明圖14所示的步驟S5003的噪聲去除的細(xì)節(jié)。在步驟S109中，電位波形截取部181 (圖12)，從在步驟SlOl中獲取到的電位波形中，截取與計(jì)算出來自輸出波形的噪聲的時(shí)間區(qū)間對應(yīng)的時(shí)刻的電位波形。在步驟SlOl中獲取到的電位，包括來自輸出波形的噪聲，即在步驟S108推定的電噪聲。0131電位波形截取部181，從在電位提取部170中獲取到的基準(zhǔn)電極以外的各電極的電位波形中，根據(jù)噪聲推定部150所存儲的輸出波形的截取時(shí)間位置的信息，截取與輸出波形在時(shí)間上對應(yīng)的電位波形。在步驟SllO中，噪聲分量減法部182從在步驟S109中截取的電位波形中減去在步驟S108中推定的由輸出波形所產(chǎn)生的低頻電噪聲，輸出去除了噪聲的電位作為腦電波。圖19(a)示意性包含表示疊加有低頻噪聲的α波的腦電波的時(shí)間波形。圖19(b)表示在圖19(a)中腦電波中所疊加的低頻噪聲的波形。如圖19(a)所示，從疊加有噪聲的波形中無法明確判別α波，對α的區(qū)間進(jìn)行的判斷會比實(shí)際過大或過小。通過從步驟S5001至步驟S108的步驟來推定圖19(b)所示的噪聲，若根據(jù)圖19(a)的波形進(jìn)行減法，則能夠得到圖19(c)所示的波形。在圖19(c)的波形中，看到IOHz的呈紡錘形的特征性的α波，能夠正確地判定α波的區(qū)間。在混入了由音響輸出引起的低頻帶的電噪聲的狀態(tài)下，無法分離作為指標(biāo)而使用的特征腦電波分量即α波與噪聲。若如此，則盡管實(shí)際上α波不存在，在步驟Slll中也將噪聲作為α波進(jìn)行檢測，因而無法正確地捕獲α波的出現(xiàn)頻度的變化。因此，本實(shí)施方式的示例，無法正確進(jìn)行音量的調(diào)節(jié)。然而，如以上那樣進(jìn)行動作的腦電波測量裝置51，分析從與電極接近的電音響變換器輸出的波形信號，推定出電極所記錄的電位中混入的低頻電噪聲并進(jìn)行去除。由此，即使在電極與電音響變換器接近、音響信號直接繞入電極的情況下，也能夠測量不受音響輸出影響的腦電波，來監(jiān)測感情或睡眠等用戶的狀態(tài)。根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，在可穿戴設(shè)備的范圍內(nèi)，即使將電極與電音響變換器接近地裝配，也能夠進(jìn)行基于腦電波的用戶狀態(tài)的監(jiān)測。由于不需要在可穿戴設(shè)備以外安裝 電極，因此，能夠削減用戶的設(shè)備安裝負(fù)擔(dān)。而且，在本實(shí)施方式中，雖然作為用戶狀態(tài)的監(jiān)測而使用了 α波的出現(xiàn)頻度，但這只是一個(gè)示例。也可以使用α波與β波的能量比率等，也可以使用基于其它腦電波分量的指標(biāo)。(實(shí)施方式二)圖20是本實(shí)施方式的腦電波測量裝置52的結(jié)構(gòu)圖。此外，圖21 圖23表示本實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)的一部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。對于圖20、圖21、圖22和圖23，對與實(shí)施方式I相同的部分賦予相同記號，省略說明。在本實(shí)施方式中，表示通過使用事件關(guān)聯(lián)電位的腦電波接口獲取用戶的意圖來控制設(shè)備的示例。作為獲取事件關(guān)聯(lián)電位時(shí)的腦電波截取用觸發(fā)，而在本實(shí)施方式中假設(shè)如圖6所示的HMD,且使用了顯示器上的選擇支的高亮化(highlight)定時(shí)。腦電波測量裝置52具有輸出控制部210 ;波形生成部120 ;電音響變換器130 ;振幅包絡(luò)提取部240 ;頻率分析部147 ;噪聲推定部150 ;圖像信號生成部220 ;顯示器230 ;電極部160 ;電位提取部170 ;電位波形截取部260 ;噪聲減法部180 ;腦電波特征提取部270 ；和判別部290。輸出控制部210控制設(shè)備的輸出。波形生成部120生成根據(jù)輸出控制部210的控制信號輸出的音響信號的波形。電音響變換器130將在波形生成部120生成的波形信號變換為音響信號且向用戶提示。振幅包絡(luò)提取部240分析在波形生成部120生成的波形信號來提取低頻分量。頻率分析部147分析在振幅包絡(luò)提取部240提取出的振幅包絡(luò)的頻率。噪聲推定部150根據(jù)在頻率分析部147分析的頻率來推定由在振幅包絡(luò)提取部240提取出的低頻分量產(chǎn)生的電噪聲。圖像信號生成部220生成圖像信號，并根據(jù)輸出控制部210的控制信號來輸出圖像信號。圖像信號生成部220，發(fā)送在電位波形截取部260截取的時(shí)間位置信息。截取時(shí)間位置信息，例如在使選擇支被高亮化的瞬間被發(fā)送。這表示選擇支的高亮度化定時(shí)。該截取時(shí)間位置信息，在獲取事件關(guān)聯(lián)電位時(shí)的腦電波截取時(shí)被利用。顯示器230顯示圖像。顯示器230例如是液晶顯示器。電極部160，被安裝在用戶100的單側(cè)或兩側(cè)的耳周緣部。電位提取部170提取電位數(shù)據(jù)。該電位數(shù)據(jù)也稱為電位波形信號。電位波形截取部260，根據(jù)從圖像信號生成部220輸出的截取時(shí)間位置信息，從由電位提取部170提取出的電位數(shù)據(jù)中截取電位波形。噪聲減法部180針對由電位波形截取部260截取的電位波形，進(jìn)行減少由噪聲推定部150推定的來自輸出波形的電噪聲的影響的噪聲對策處理。
腦電波特征提取部270，從在噪聲減法部180進(jìn)行了處理的腦電波中，提取判別中使用的腦電波的特征量。判別部290根據(jù)由腦電波特征提取部270提取出的特征量，進(jìn)行用戶的意圖的判別。在這些結(jié)構(gòu)要素中，波形生成部120、振幅包絡(luò)提取部240、頻率分析部147、噪聲推定部150、噪聲減法部180、輸出控制部210、圖像信號生成部210、電位波形截取部250、腦電波特征提取部270、判別部290以及電位提取部170的一部分通過CPU與存儲器來實(shí)現(xiàn)。圖21表示振幅包絡(luò)提取部240的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。振幅包絡(luò)提取部240具有波形截取部241 ;微波變換部242 ;低頻分量提取部243 ;和微波逆變換部244。圖22表示腦電波特征提取部270的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。腦電波特征提取部270具有腦電波截取部195 ;微波變換部271 ;和特征分量提取部272。腦電波特征提取部270提取腦電波波形中所包含的分量。所提取出的分量數(shù)據(jù)，被利用于如下的處理，即用于判定是否包含判別部290中的事件關(guān)聯(lián)電位的P300分量的處理。其中，本實(shí)施方式中的“事件關(guān)聯(lián)電位的P300分量”是指例如，以菜單的項(xiàng)目被高亮化的時(shí)刻為起點(diǎn)，潛伏時(shí)約300ms后的腦電波分量中出現(xiàn)的特征性的陽性分量。腦電波截取部195，截取測量需要的時(shí)間范圍的電位波形。具體而言，例如，截取高亮化定時(shí)的-100毫秒 600毫秒的區(qū)間。微波變換部271通過微波變換，對所截取的連續(xù)的腦電波波形進(jìn)行時(shí)間頻率分解。特征分量提取部272從被時(shí)間頻率分解的數(shù)據(jù)中，提取需要的時(shí)間段以及頻帶作為特征分量，并發(fā)送給判別部290。例如，以菜單的項(xiàng)目被高亮化的時(shí)刻為起點(diǎn)的200ms 400ms (300 ± 100ms)的時(shí)間段。圖23表示判別部290的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。判別部290具有特征量比較部291和判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292。判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292，例如構(gòu)筑在存儲器上。在判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292中，預(yù)先存儲有通過將包含上述典型的P300分量的腦電波波形進(jìn)行微波變換而得到的特征分量的數(shù)據(jù)、和通過將不含P300分量的腦電波波形進(jìn)行微波變換而得到的特征分量的數(shù)據(jù)。分別將它們稱為“基準(zhǔn)數(shù)據(jù)”。特征量比較部291，對從特征分量提取部272接收到的特征分量、和判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292中所存儲的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，來計(jì)算相似度。然后，根據(jù)計(jì)算出的該相似度，來判別接收到的特征分量是與含有P300的特征分量的數(shù)據(jù)接近，還是與不含有P300的特征分量的數(shù)據(jù)接近。圖24是表示本實(shí)施方式的腦電波測量裝置52的處理步驟的流程圖。以下，參照圖24來說明腦電波測量裝置52的動作。在步驟SlOl中，電位提取部170求出電極部160的電極中預(yù)先確定的一個(gè)基準(zhǔn)電極與各個(gè)測量極的電位差?；鶞?zhǔn)電極例如設(shè)為一個(gè)桅桿。在步驟S201中，電位波形截取部260，判斷輸出控制部210是否指示了成為事件關(guān)聯(lián)電位測量的觸發(fā)的信息提示。成為觸發(fā)的信息提示，具體而言，例如，向圖像生成部220指示生成使顯示器上作為圖像而顯示的菜單列表的一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行高亮化來促使用戶關(guān)注的圖像。圖25(a) (d)是使用腦電波接口來選擇菜單時(shí)的菜單列表的畫面顯示例。菜單列表例如如圖25(a)至(d)所示，在可選擇的菜單(在圖25的示例中，列舉“棒球”、“天氣 預(yù)報(bào)”、“動畫片”、“新聞”的畫面)的顯示中，僅使一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行高亮化。(a)至⑷按照順序表示使“棒球”、“天氣預(yù)報(bào)”、“動畫片”、“新聞”的各項(xiàng)目被高亮化的示例。例如在(a)中，聞売化顯不“棒球”，其它二項(xiàng)未被聞売化顯不。圖像信號生成部220根據(jù)圖像的生成指示來生成圖像信息，而且像電位波形截取部260和振幅包絡(luò)提取部240輸出觸發(fā)定時(shí)(在本實(shí)施方式的具體例中選擇支的高亮化定時(shí))。在步驟S202中，電位波形截取部260將在步驟S201中設(shè)定的高亮化定時(shí)作為基準(zhǔn)，從電位提取部170所提取出的電位波形中截取測量所需要的時(shí)間范圍的電位波形。例如，電位波形截取部260例如只要不截取高亮化定時(shí)的-100毫秒 600毫秒的區(qū)間即可。在步驟S102中判斷是否是來自音響輸出控制部110的音響輸出指示。在步驟S102中有音響輸出指示時(shí)，即在步驟S102中為“是”時(shí)，處理進(jìn)入步驟SlOOO0在步驟S1000中，看作在步驟SlOl獲取到且在步驟S202截取的電位差中混入了來自輸出波形的低頻電噪聲，并進(jìn)行噪聲去除處理。另一方面，在步驟S102中沒有音響輸出指示時(shí)，即在步驟S102中為“否”時(shí)，處理進(jìn)入步驟S203。在步驟S203中，將在步驟SlOl中獲取到且在步驟S202截取的電位波形看作腦電波(事件關(guān)聯(lián)電位)，并進(jìn)行噪聲去除處理。圖26表示步驟S1000的細(xì)節(jié)。步驟S1000為了去除本實(shí)施方式的流程圖的來自輸出波形的電噪聲而執(zhí)行。步驟S1000按照從圖26所示的S1001至S1006所示的步驟進(jìn)行。在步驟S1001中，波形截取部241以從圖像信號生成部220輸出的高亮化定時(shí)為基準(zhǔn)，從在波形生成部120生成的波形信號中截取與腦電波的測量時(shí)間范圍對應(yīng)的波形信號。具體而言，截取與在步驟S202截取的電位波形的時(shí)間范圍一致的時(shí)間所輸出的波形、或包括在一致的時(shí)間所輸出的波形的時(shí)間范圍的輸出波形信號。在步驟S1002中，微波變換部242將在步驟S1001截取的波形進(jìn)行微波變換，并分解為每個(gè)頻率分量的頻帶。在步驟S1003中，低頻分量提取部243提取30Hz以下的分量。此時(shí)所提取出的分量，是在時(shí)間頻率區(qū)域所表現(xiàn)的低頻分量。該低頻分量包括振幅包絡(luò)的分量。在步驟S1004中，微波逆變換部244進(jìn)行在步驟S1003提取出的低頻分量的微波逆變換，并生成提取出的低頻分量的時(shí)間波形。通過該處理，能夠提取由波形生成部120生成的輸出信號的振幅包絡(luò)作為時(shí)間波形。而且，微波逆變換是微波變換的逆處理，是將被時(shí)間頻率分解后的數(shù)據(jù)恢復(fù)回時(shí)間區(qū)域的波形的數(shù)據(jù)的處理。由于該處理眾所周知，因此省略詳細(xì)說明。在步驟S5002中，頻率分析部147進(jìn)行在步驟S5001提取的振幅包絡(luò)的包絡(luò)線的頻率分析。包絡(luò)線即低頻分量(或低頻域分量)的瞬時(shí)頻率，例如，按照以下步驟求出將低頻域分量進(jìn)行希爾伯特變換，按照每個(gè)采樣點(diǎn)來計(jì)算瞬時(shí)角速度，并根據(jù)采樣周期將角速度變換為頻率?；蛘?，使用在步驟S1002中進(jìn)行的微波變換的微波系數(shù)，在步驟S1003所提取出的低頻分量之中，按照每個(gè)采樣點(diǎn)將能量最大的頻率作為振幅包絡(luò)的頻率。在步驟S1005中，根據(jù)在步驟S1004生成的波形，噪聲推定部150與實(shí)施方式一的步驟S108同樣，推定由輸出波形所產(chǎn)生的低頻的電噪聲作為時(shí)間波形。噪聲推定處理部152根據(jù)信號噪聲變換函數(shù)存儲部中所存儲的變換函數(shù)，來決定與低頻分量的時(shí)間波形的瞬時(shí)頻率對應(yīng)的系數(shù)。然后，將該系數(shù)乘以低頻分量的時(shí)間波形的各值，來推定由輸出波形所產(chǎn)生的低頻的電噪聲作為時(shí)間波形。 在步驟S1006中，噪聲分量減法部182，從在步驟S202所截取的電位波形中，減去在步驟S1005推定的由輸出波形所產(chǎn)生的低頻電噪聲，將去除了噪聲的電位作為腦電波而輸出。在步驟S203中，微波變換部271對在步驟S202截取的事件關(guān)聯(lián)電位、或者在步驟S202截取且在步驟S1000中實(shí)施了噪聲去除處理的事件關(guān)聯(lián)電位進(jìn)行微波變換。由此，對事件關(guān)聯(lián)電位進(jìn)行時(shí)間頻率分解。通過將腦電波在時(shí)間與頻率的特征量中進(jìn)行細(xì)化，能夠選出并提取出選擇時(shí)的腦電波的特征信號的發(fā)生時(shí)間段或頻帶。在步驟S204中，特征分量提取部272根據(jù)步驟S203的微波變換的結(jié)果，僅截取與腦電波特征信號相關(guān)的區(qū)域。具體而言，例如，截取頻率5Hz以下的區(qū)域。由此，能夠提取事件關(guān)聯(lián)電位的主要分量即P300的頻帶，并且主要去除在5Hz以上的頻帶所記錄的眼電或筋電。特征分量提取部272，截取從高亮化后200ms至400ms區(qū)間的信息作為腦電波特征分量。即在本實(shí)施方式的示例中，提取頻率5Hz以下的200ms至400ms的區(qū)域所包含的數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)。這是因?yàn)镻300是從觸發(fā)開始經(jīng)過約300ms后所觀測到的電位變化。在步驟S205中，特征分量提取部272，將在步驟S204提取出的數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)作為腦電波特征分量而組合成一個(gè)數(shù)據(jù)，作為腦電波特征量。在步驟S206中，判別部290的特征量比較部291，求出在步驟S205生成的特征量與判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292所積累的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的相似度，判斷所測量的事件關(guān)聯(lián)電位是與選擇聞売化項(xiàng)目的意圖對應(yīng)，還是與不選擇聞売化項(xiàng)目的意圖對應(yīng)。判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292所積累的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，是被預(yù)先準(zhǔn)備的腦電波特征量。本申請發(fā)明人如以下那樣得到基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。首先，預(yù)先針對多人的用戶，讓他們在事前明確要選擇多個(gè)項(xiàng)目中的哪個(gè)項(xiàng)目(選擇支)。在此基礎(chǔ)上，在與實(shí)際利用腦電波接口時(shí)同樣的電極位置處，實(shí)施腦電波接口實(shí)驗(yàn)。然后，按順序使多個(gè)項(xiàng)目高亮化，在頭腦中進(jìn)行選擇，測量此時(shí)的腦電波(事件關(guān)聯(lián)電位)。與從上述步驟S203至S205同樣地對所記錄的事件關(guān)聯(lián)電位數(shù)據(jù)進(jìn)行微波變換，通過提取在頻率5Hz以下從200ms至400ms的腦電波特征區(qū)域的采樣點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，得到腦電波特征量。將該腦電波特征量分類為想選擇的項(xiàng)目與不想選擇(未選擇)項(xiàng)目，且與腦電波特征量建立對應(yīng)而得到的數(shù)據(jù)是基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292對如此得到的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行保持。而且，可以將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)如上所述地基于不確定的多人的腦電波來生成。此外，對于利用腦電波接口的用戶100，也可以與上述相同地預(yù)先實(shí)施學(xué)習(xí)作業(yè)，生成利用了用戶100的腦電波的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。特征量比較部291進(jìn)行表示在步驟S205生成的腦電波特征量與想選擇的項(xiàng)目被高亮化時(shí)的波形有何種程度相似的相似度的計(jì)算。具體而言，特征量比較部291，將判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292所積累的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)分類為想選擇時(shí)的波形(正解波形)和不想選擇時(shí)的波形 (非正解波形)這兩個(gè)組。然后，特征量比較部291，通過計(jì)算所測量的腦電波特征量與正解波形組、非正解波形組的腦電波特征量之間的距離，計(jì)算與正解波形組的相似度。在本實(shí)施方式中，作為相似度的計(jì)算方法，利用線性判別方法，將在步驟S205得到的特征量屬于正解波形組或非正解波形組的事后概率作為相似度。而且，上述相似度的計(jì)算方法是一個(gè)示例。作為其它計(jì)算方法，也可以使用支持向量機(jī)(support vector machine)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(neural net)等方法。在這些方法中，根據(jù)劃分正解波形組、非正解波形組的邊界線，計(jì)算出所測量的腦電波特征量有何種程度接近(距離邊界線的距離)正解波形組。由此，也可以計(jì)算出腦電波特征量與正解波形組的相似度。在步驟S207中，特征量比較部291比較在步驟S206求出的與正解波形組的相似度和與非正解組的相似度。特征量比較部291，當(dāng)與正解波組的相似度大于與非正解波形組的相似度，并且與正解波形組的相似度是在預(yù)先確定的閾值以上、與非正解組的相似度是在預(yù)先確定的閾值以下時(shí)，判斷為表示選擇所測量的事件關(guān)聯(lián)電位被高亮化顯示的項(xiàng)目的意圖。預(yù)先確定的閾值，例如，針對與正解波形組的相似度在O. 7以上，針對與非正解波形組的相似度在O. 3以下。而且，在本實(shí)施方式中，按照每高亮化一次進(jìn)行了選擇意圖的判定。然而，也可以在進(jìn)行全選擇支的高亮化，并獲取到對各選擇支的高亮化的事件關(guān)聯(lián)電位之后，將與正解波形組的相似度最高的選擇支判斷為用戶想要的選擇支。例如，在進(jìn)行了從圖25(a)至(d)的4個(gè)顯示和伴隨于此的事件關(guān)聯(lián)電位的獲取之后，比較與各選擇支的事件關(guān)聯(lián)電位的相似度，而采用與正解波形組的像素度最高的選擇支。各選擇支的高亮化可以進(jìn)行多次，此時(shí)，也可以是按照每個(gè)選擇支生成加法平均波形來求出與正解波形組的相似度的方法。此夕卜，針對各選擇支的多次高亮化，也可以按照每次高亮化來求出與正解波形組的相似度，并使用經(jīng)多次高亮化后的平均或中間值等的代表值來進(jìn)行與選擇支間的正解波形組的相似度比較。在步驟S207中，判定相似度與正解波形組的相似度是否大于與非正解波形組的相似度，并且與正解波形組的相似度是否在預(yù)先確定的閾值以上、與非正解波形組的相似度是否在預(yù)先確定的閾值以下。當(dāng)滿足兩個(gè)條件時(shí)，即在步驟S207中為“是”時(shí)，輸出控制部210，作為在步驟S208中選擇了被高亮化的項(xiàng)目而執(zhí)行該項(xiàng)目。具體而言，例如，停止再現(xiàn)中的樂曲的輸出，開始在菜單類表中被高亮化提示的樂曲的再現(xiàn)。另一方面，在步驟S207中，當(dāng)未滿足上述任一個(gè)條件時(shí)，即，在步驟S207中為“否”時(shí)，結(jié)束動作。如上所述，腦電波測量裝置52，分析從與電極接近的電音響變換器輸出的波形信號，來推定混入在電極所記錄的電位的低頻電噪聲并進(jìn)行去除。由此，即使在電音響變換器接近于電極時(shí)，也能夠不受音響輸出影響地測量腦電波，以用作腦電波接口。其結(jié)果是，在可穿戴設(shè)備的范圍內(nèi)即使將電極與電音響變換器相接近配置，也能夠利用腦電波接口，由于不需要在可穿戴設(shè)備以外安裝電極，因此能夠削減用戶的設(shè)備安裝負(fù)擔(dān)。此外，圖像信號生成部220，雖然設(shè)為在使選擇支高亮化的時(shí)刻輸出截取時(shí)間位置信息，但這僅是一個(gè)示例。圖像信號生成部220，也可以在被高亮化之后，輸出表示該高亮化時(shí)刻的信息作為截取時(shí)間位置信息。此時(shí)，振幅包絡(luò)提取部240或電位波形截取部260也可以分別根據(jù)輸出波形信號以及電位波形信號來判斷截取需要波形的時(shí)間段。此外，在步驟S203中，說明了振幅包絡(luò)提取部240進(jìn)行微波轉(zhuǎn)換。然而，振幅包絡(luò)提取部240也可以進(jìn)行傅里葉變換。此時(shí)，圖21的微波變換部242以及微波逆變換部244， 可以分別換稱為進(jìn)行傅里葉變換的傅里葉變換部以及進(jìn)行傅里葉逆變換的傅里葉逆變換部。(實(shí)施方式二的第一變形例)在實(shí)施方式二中，作為用于腦電波測量的輸出，使用了基于顯示器230的圖像輸出。然而，也可以是對觸覺的力覺提示、對鼻子的基于味道物質(zhì)的噴霧的嗅覺提示、對舌頭的基于味物質(zhì)提不的味覺提不等的對視覺以外的感覺的/[目號提不。例如，能夠不是將顯示器230、而是將音響信號的輸出用于觸發(fā)。此時(shí)，例如，在利用圖2所示的耳機(jī)的音樂播放器中，能夠如依次切換提示樂曲那樣，能夠?qū)非目爝M(jìn)(zapping)中的樂曲的切換定時(shí)。參照圖27，對這樣的實(shí)施例的腦電波測量裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖27是本實(shí)施方式的第一變形例的腦電波測量裝置57的結(jié)構(gòu)圖。腦電波測量裝置57利用與實(shí)施方式一同樣的電音響變換器130來提不多首樂曲,將切換樂曲的定時(shí)作為觸發(fā)來截取腦電波，獲取事件關(guān)聯(lián)電位。腦電波測量裝置57由于僅通過樂曲來決定截取腦電波的定時(shí)，因此，可以不具有實(shí)施方式二的腦電波測量裝置52(圖20)所設(shè)置的顯示器230。在腦電波測量裝置57的結(jié)構(gòu)要素中，例如對與腦電波測量裝置52(圖20)具有相同功能的結(jié)構(gòu)要素，賦予相同參照符號。并且省略共同的結(jié)構(gòu)要素的說明。而且，以虛線包圍的結(jié)構(gòu)要素，能夠通過CPU以及/或者存儲器來實(shí)現(xiàn)。本變形例的腦電波測量裝置57的處理，總體上執(zhí)行圖24以及圖26所示的處理。不同點(diǎn)在于，只是與采用切換樂曲的定時(shí)作為觸發(fā)相關(guān)聯(lián)的處理。以下，對其中一個(gè)示例進(jìn)行說明。如圖27所示，波形生成部121生成輸出波形，并且向電位波形截取部260與振幅包絡(luò)提取部240輸出樂曲的切換定時(shí)。該處理與前面說明的實(shí)施方式二中的圖像信號生成部220輸出高亮化定時(shí)的處理(圖24的步驟S201)對應(yīng)。在步驟S202中，電位波形截取部260以波形生成部121輸出的樂曲切換定時(shí)作為基準(zhǔn)，從由電位提取部170提取出的電位波形中截取測量所需要的時(shí)間范圍的電位波形。此外，波形截取部241，獲取波形生成部121輸出的樂曲切換定時(shí)，以代替從圖像信號生成部220輸出的高亮化定時(shí)。
在步驟S1001，波形截取部241將樂曲切換定時(shí)作為基準(zhǔn)，從由波形生成部120生成的波形信號中截取與在步驟S202截取的電位波形的時(shí)間范圍一致的時(shí)間所輸出的波形。或者，波形截取部241，截取包括在一致時(shí)間所輸出的波形的時(shí)間范圍的輸出波形信號。根據(jù)該處理，在如音樂播放器那樣沒有顯示器的可穿戴設(shè)備中，也能夠構(gòu)成與實(shí)施方式二同樣的腦電波接口。而且，在本實(shí)施方式中，腦電波特征提取部270在步驟S203中使用了基于微波的時(shí)間頻率分解。然而，除此以外的方法，例如，也可以采用如下方法，即使用采用傅里葉變換的時(shí)間頻率分解的方法、或使用基于腦電波分量的峰值提取的潛伏時(shí)間與振幅的方法。(實(shí)施方式二的第二變形例)接著，對上述本實(shí)施方式的腦電波測量裝置的第二變形例進(jìn)行說明。在本變形例中，雖然采用利用了顯示器的視覺刺激作為觸發(fā)，但進(jìn)行與實(shí)施方式二的處理不同的處理。
圖28是本實(shí)施方式的第二變形例的腦電波測量裝置53的結(jié)構(gòu)圖。 與前面的實(shí)施方式二相同，在本變形例中，也對通過使用了事件關(guān)聯(lián)電位的腦電波接口來獲取用戶的意圖以控制設(shè)備進(jìn)行說明。在本示例中，作為獲取事件關(guān)聯(lián)電位時(shí)的腦電波截取用觸發(fā)，在本實(shí)施方式中假設(shè)如圖6所示的HMD，且使用了顯示器上的選擇支的高亮化定時(shí)。在本示例的腦電波測量裝置53中，代替實(shí)施方式二的腦電波測量裝置52中所設(shè)置的振幅包絡(luò)提取部240，而設(shè)置了頻帶分量分析部340。此外，代替噪聲推定部150而設(shè)置了噪聲推定部350。除此以外是相同的結(jié)構(gòu)。以虛線包圍的結(jié)構(gòu)要素通過CPU以及/或存儲器來實(shí)現(xiàn)為相同點(diǎn)。頻帶分量分析部340以及噪聲推定部350通過CPU與存儲器來實(shí)現(xiàn)。這與實(shí)施方式二中的振幅包絡(luò)提取部240和噪聲推定部150相同。腦電波測量裝置53具有輸出控制部210 ;波形生成部120 ;電音響變換器130 ;頻帶分量分析部340 ;噪聲推定部350 ;圖像信號生成部220 ;顯示器230 ;電極部160 ;電位提取部170 ;電位波形截取部260 ;噪聲減法部180 ;腦電波特征提取部270 ;和判別部290。頻帶分量分析部340，分析由波形生成部120所生成的波形信號，并分解成每個(gè)頻帶的分量。圖29表示頻帶分量分析部340的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。頻帶分量分析部340具有波形截取部241、微波變換部242、以及頻帶分量分割部343。圖28的噪聲推定部350通過針對由頻帶分量分析部340生成的每個(gè)頻帶的分量，按照每個(gè)頻帶來計(jì)算電噪聲的分量之后，結(jié)合每個(gè)頻帶的分量而生成波形，從而推定電噪聲。圖30表示噪聲推定部350的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。噪聲推定部350具有頻帶分量計(jì)算部351 ;信號噪聲變換系數(shù)表352 ;和微波逆變換部353。噪聲推定部350中所包含的信號噪聲變換系數(shù)表352通過存儲器來實(shí)現(xiàn)。兼顧頻帶分量分析部340以及噪聲推定部350的各結(jié)構(gòu)要素的說明，以下，參照圖31來說明腦電波測量裝置53的處理。而且，關(guān)于圖28 圖30，對與實(shí)施方式二相同的部分賦予相同的記號，并省略說明。本變形例的腦電波測量裝置52的動作，除了步驟S1000與圖24相同。在本變形例中，也利用選擇支的高亮化定時(shí)作為觸發(fā)信息的一個(gè)示例。而且針對步驟S1000，除了將圖26的步驟S1003至步驟S1005的動作替換為步驟S2003至步驟S2006的動作以外，與實(shí)施方式二的處理步驟相同。因此，針對其它動作適當(dāng)省略說明。圖31表示本變形例的腦電波測量裝置53中的步驟S1000中的處理步驟的流程圖。在本變形例中，步驟SlOOO的處理，為了去除來自輸出波形的電噪聲而被執(zhí)行。在步驟S2003中，頻帶分量分割部343按照每個(gè)頻帶來分割在步驟S1002所分解的每個(gè)頻率的分量。具體而言，例如，作為一個(gè)示例，如圖32所示,分割為OHz 2Hz、2Hz 4Hz、4Hz 8Hz、8Hz 16Hz、16Hz 32Hz、32Hz 以上的 6 個(gè)頻帶。在步驟S2004中，如圖30所示，頻帶分量計(jì)算部351參照信號噪聲變換系數(shù)表352，來決定與在步驟S2003生成的輸出波形的每個(gè)頻帶的分量的能量對應(yīng)的變換系數(shù)。圖 32表示信號噪聲變換系數(shù)表352的一個(gè)示例。根據(jù)圖32可知，設(shè)定了與頻帶以及能量(單位dB)對應(yīng)的系數(shù)。而且，頻帶分量計(jì)算部351，將所決定的變換系數(shù)乘以輸出波形的每個(gè)頻帶的分量的數(shù)據(jù)，求出電噪聲的每個(gè)頻帶的分量。輸出波形的頻帶分量的能量，具體而言，例如，作為相對于將輸入邊界值設(shè)為90dB的基準(zhǔn)值的比，而設(shè)為進(jìn)行分貝顯示的值。信號噪聲變換系數(shù)表雖然以實(shí)施方式一的圖16所示例的信號噪聲變換函數(shù)為基礎(chǔ)而制成，但針對從信號到噪聲的變換比率，由于要附加電極與電音響變換器的距離等的信號的頻帶分量以外的主要因素，因此應(yīng)通過實(shí)測來決定。在步驟S2005中，微波逆變換部353，結(jié)合由步驟S2004求出的每個(gè)頻帶的分量來進(jìn)行微波逆變換，生成推定的電噪聲的時(shí)間波形。通過以上的處理，在最后的步驟S1006中，噪聲分量減法部182通過從在步驟S202截取的電位波形中減去在步驟S2005推定的來自輸出波形產(chǎn)生的電噪聲，從而輸出去除了噪聲的電位作為腦電波。接著的步驟S203 S208(圖24)的處理，原則上與實(shí)施方式二大致相同。不同之處在于，步驟S204的處理有一部分不同。在步驟S204中，特征分量提取部272根據(jù)步驟S203的微波變換的結(jié)果，僅截取與腦電波特征信號相關(guān)的區(qū)域。具體而言，特征分量提取部272，例如，為了提取P300分量的特征，而提取從頻率5Hz以下的200ms至400ms的區(qū)域中所包含的數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)。在之后的步驟S205以后，與實(shí)施方式二的說明相同。如上所述，根據(jù)實(shí)施方式二的變形例的腦電波測量裝置53，得到與實(shí)施方式二的腦電波測量裝置52相同的效果。(實(shí)施方式三)圖33是本實(shí)施方式三的腦電波測量裝置54的結(jié)構(gòu)圖。若與實(shí)施方式二的波形例的腦電波測量裝置53相比較，在本實(shí)施方式的腦電波測量裝置54中，去除了實(shí)施方式二的變形例中的噪聲推定部350。此外，代替噪聲減法部180而設(shè)置了判別基準(zhǔn)設(shè)定部480，代替判別部390而設(shè)置了判別部490。除此以外，本實(shí)施方式的腦電波測量裝置54的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方式二的波形例的腦電波測量裝置53的結(jié)構(gòu)相同。以虛線包圍的結(jié)構(gòu)要素能夠通過CPU以及/或者存儲器來實(shí)現(xiàn)，這一點(diǎn)也相同。
與前面的本實(shí)施方式相同，在本實(shí)施方式中，表示通過使用了事件關(guān)聯(lián)電位的腦電波接口獲取用戶的意圖來控制設(shè)備的示例。判別基準(zhǔn)設(shè)定部480以及判別部490，通過CPU以及存儲器來實(shí)現(xiàn)。這與實(shí)施方式二的變形例的腦電波測量裝置53的噪聲減法部180以及判別部390相同。在本實(shí)施方式三中，與實(shí)施方式二相同，表示通過使用了事件關(guān)聯(lián)電位的腦電波接口獲取用戶的意圖來控制設(shè)備的示例。作為在獲取事件關(guān)聯(lián)電位時(shí)的腦電波截取用觸發(fā)，在本實(shí)施方式中，假設(shè)如圖6所示的HMD，且使用了顯示器上的選擇支的高亮化定時(shí)。腦電波測量裝置54具有輸出控制部210 ;波形生成部120 ;電音響變換器130 ;頻帶分量分析部340 ;判別基準(zhǔn)設(shè)定部480 ；圖像信號生成部220 ;顯示器230 ；電極部160 ；電位提取部170 ;電位波形截取部260 ;腦電波特征提取部270和判別部490。判別基準(zhǔn)設(shè)定部480，針對由頻帶分量分析部340生成的每個(gè)頻帶的分量，設(shè)定腦 電波判定時(shí)的判定基準(zhǔn)。判別部490，按照由判別基準(zhǔn)設(shè)定部480設(shè)定的判別基準(zhǔn)，根據(jù)由腦電波特征提取部270提取出的腦電波特征量來判別用戶的意圖。圖34表示判別基準(zhǔn)設(shè)定部480的細(xì)節(jié)。判別基準(zhǔn)設(shè)定部480具有按頻帶判別基準(zhǔn)設(shè)定部481與判別基準(zhǔn)變更表482。圖35表示判別部490的細(xì)節(jié)。判別部490具有特征量比較部491和判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292。而且，判別基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫292通過存儲器來實(shí)現(xiàn)。兼顧判別基準(zhǔn)設(shè)定部480以及判別部490的各結(jié)構(gòu)要素的說明，參照以下圖36來說明腦電波測量裝置54的處理。而且，對于圖33 圖35，對與實(shí)施方式二的變形例相同部分賦予相同的記號，省略說明。圖36是表示本實(shí)施方式的腦電波測量裝置54的處理步驟的流程圖。除了步驟S1000被置換為步驟S3000，步驟S207被替換為步驟S307以外，與實(shí)施方式二相同，因此，針對除此以外的動作適當(dāng)省略說明。在步驟S102中有音響輸出指示時(shí)，在步驟S3000中進(jìn)行基于輸出波形的判別基準(zhǔn)的設(shè)定。在步驟S102中無音響輸出指示時(shí)，看作對輸出波形的腦電波無影響，而不進(jìn)行判別基準(zhǔn)的設(shè)定。圖37是表示腦電波測量裝置54中的步驟S3000的處理步驟的流程圖。通過該處理，設(shè)定判別基準(zhǔn)。首先，步驟S1001以及S1002，與實(shí)施方式二的說明相同。另一方面，在步驟S2003中，頻帶分量分割部343按照每個(gè)頻帶來分割在步驟S1002所分解的每個(gè)頻率的分量。具體而言，例如，分割為OHz 2Hz、2Hz 4Hz、4Hz 8Hz、8Hz 16Hz、16Hz 32Hz、32Hz以上的6個(gè)頻帶。如聲音或音樂這樣的音響信號的頻率分量，即使是相同說話者內(nèi)或同一樂曲內(nèi)，也時(shí)時(shí)刻刻在變化，因此，來自輸出波形的電噪聲也時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生變化。圖38是示意性表示通過輸出波形的頻帶分量設(shè)定了判別基準(zhǔn)時(shí)的一個(gè)示例。圖38中的每個(gè)頻帶的網(wǎng)格部分示意性表示輸出波形的低頻區(qū)域中的頻帶分量的時(shí)間變化。在圖38中，每個(gè)頻帶的能量，例如，設(shè)為相對于將輸入邊界值設(shè)為90dB的基準(zhǔn)值的比的分貝顯示。能量例如被分類為四個(gè)之中的任一個(gè)。具體而言，能量的分類的一個(gè)示例為小于IOdBUOdB以上且小于20dB、20dB以上且小于30dB、30dB以上4個(gè)。而且，該分類個(gè)數(shù)與后
述的判別基準(zhǔn)變更表482的關(guān)系將在后述。每個(gè)頻帶的能量分別在時(shí)間軸上變化。例如，在圖38中，在2Hz以下從O至400ms的時(shí)間內(nèi)能量變大，400ms以后，能量稍降低。與此相反，在16Hz至32Hz從O至450ms附近，雖然能量并不那么大，但從450ms附近開始以后，能量變大。在伴隨這樣的變化，來自輸出波形的電噪聲時(shí)時(shí)刻刻變化過程中，為了正確地判斷獲取到的腦電波，需要根據(jù)噪聲的狀況使判別基準(zhǔn)變化。在步驟S3004中，按頻帶判別基準(zhǔn)設(shè)定部481參照判別基準(zhǔn)變更表482。具體而言，按頻帶判別基準(zhǔn)設(shè)定部481，針對與輸出波形按照每個(gè)頻率頻帶發(fā)生時(shí)間變動的狀況對應(yīng)而確定的判別基準(zhǔn)，來參照包含作為腦電波接口而使用的腦電波分量的時(shí)間頻率范圍在內(nèi)的時(shí)間頻率范圍的判別基準(zhǔn)。例如，如圖38所示，在本實(shí)施方式中，在腦電波分量P300的時(shí)間頻率范圍從200ms值500ms中，參照包含4Hz以下的范圍的時(shí)間頻率范圍。 圖39表示判別基準(zhǔn)變更表482的一個(gè)示例。按頻帶判別基準(zhǔn)設(shè)定部481，利用該判別基準(zhǔn)變更表482，來設(shè)定與輸出波形的每個(gè)頻帶的分量的能量對應(yīng)的判別基準(zhǔn)。如圖39所示，將能量分割為例如小于IOdBUOdB以上且小于20dB、20dB以上且小于30dB、30dB以上4個(gè)之中的任I個(gè)，按照每個(gè)頻帶來設(shè)定與正解波形組的相似度的下限、和與非正解波形組的相似度的上限。在實(shí)施方式二的步驟S207中，相似度的判定閾值是固定的。然而，在本實(shí)施方式中，判定閾值是與正解波形組的相似度和與非正解波形組的相似度的組合，且按照每個(gè)輸出波形的頻帶來設(shè)定組合。上述圖39所公開的判定閾值的表，表示與正解波形組的相似度的下限和與非正解波形組的相似度的上限。而且，判斷閾值是與按照每個(gè)頻帶時(shí)時(shí)刻刻變化的輸出波形的每個(gè)頻帶的能量對應(yīng)地被自動設(shè)定的。例如,相對于圖38所示的每個(gè)頻帶的能量的時(shí)間變化,在2Hz以下的頻帶的從O至400ms區(qū)間中具有30dB以上的能量。因此，參照圖39，將滿足“與正解波形組的相似度為O. 8以上、與非正解波形組的相似度為O. I以下”的條件的事件關(guān)聯(lián)電位看作反映了用戶的選擇的意思。針對各頻帶同樣地根據(jù)每個(gè)時(shí)間區(qū)間的能量來設(shè)定判別基準(zhǔn)。由于根據(jù)要判別的事件關(guān)聯(lián)電位，判別中利用的頻帶與時(shí)間會不同，因此，能夠通過準(zhǔn)備各頻帶的每個(gè)時(shí)間的判別基準(zhǔn)，來與各種事件關(guān)聯(lián)電位進(jìn)行對應(yīng)。而且，在本實(shí)施方式三中，針對輸出波形的頻帶分量，如上述那樣地分割能量與頻率，并參照判別基準(zhǔn)變更表482中所存儲的預(yù)定的判別基準(zhǔn)值來設(shè)定了判別基準(zhǔn)值。然而，也可以通過作為函數(shù)而預(yù)先保持了頻率與能量的關(guān)系，并利用函數(shù)來設(shè)定判別基準(zhǔn)值等、設(shè)定與輸出波形的頻帶分量對應(yīng)的判別基準(zhǔn)等的其他方法來設(shè)定判別基準(zhǔn)值。接著的步驟S203 S206 (圖24)的處理，原則上與實(shí)施方式二或其變形例大致相同。其不同之處在于，步驟S204的處理有一部分不同。在步驟S204中，特征分量提取部272根據(jù)步驟S203的微波變換的結(jié)果，僅截取與腦電波特征信號相關(guān)的區(qū)域。具體而言，例如為了提取P300分量的特征，而提取頻率4Hz以下的從200ms至400ms區(qū)域所包含的數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)。此后的步驟S205以后，與實(shí)施方式二的說明相同。
在步驟S307中，特征量比較部491對在步驟S206求出的與正解波形組的相似度和與非正解波形組的相似度進(jìn)行比較。特征量比較部491，當(dāng)與正解波形組的相似度大于與非正解波形組的相似度，并且與正解波形組的相似度是在步驟S3004決定的值以上、與非正解波形組的相似度是在步驟S3004確定的值以下時(shí)，判斷為表示對在步驟S208高亮化顯示了所測量的事件關(guān)聯(lián)電位的項(xiàng)目進(jìn)行選擇的意圖。預(yù)定的值，例如設(shè)為針對與正解波形組的相似度為O. 7以上，針對與非正解波形組的相似度在O. 3以下。當(dāng)滿足上述條件時(shí)(步驟S307 “是”)，輸出控制部210，作為對在步驟S208被高亮化的項(xiàng)目進(jìn)行選擇，而執(zhí)行該項(xiàng)目。具體而言，輸出控制部210，例如，停止再現(xiàn)中的樂曲的輸出，而開始菜單列表中被高亮化提示的樂曲的再現(xiàn)。另一方面，在步驟S307中，當(dāng)未滿足上述任一條件時(shí)，即在步驟S307中為“否”時(shí)，停止動作。0258而且，在本實(shí)施方式三中，針對步驟S3000中32Hz以下的所有時(shí)間頻率范圍進(jìn)行了判別基準(zhǔn)的設(shè)定。然而，與判別中使用的腦電波分量對應(yīng)的時(shí)間頻率范圍，在本實(shí)施方式中與P300對應(yīng)的從200ms至500ms中，也可以僅針對4Hz以下的范圍設(shè)定判別基準(zhǔn)。在如以上動作的腦電波測量裝置54中，分析從與電極接近的電音響變換器輸出的波形信號，來設(shè)定考慮到對電極所記錄的電位的影響的判別基準(zhǔn)。由此，即使電極接近 電音響變換器時(shí)，也能夠測量不受音響輸出影響的腦電波作為腦電波接口來利用。其結(jié)果是，在可穿戴設(shè)備的范圍內(nèi)即使將電極與電音響變換器相接近地裝配，也能夠利用腦電波接口，而不需要在可穿戴設(shè)備以外安裝電極，因此，能夠削減用戶的設(shè)備安裝負(fù)擔(dān)。(實(shí)施方式三的變形例)接著，對上述本實(shí)施方式的腦電波測量裝置的變形例進(jìn)行說明。圖40是本實(shí)施方式的變形例的腦電波測量裝置55的結(jié)構(gòu)圖。在本變形例中，也與實(shí)施方式三相同，表示通過使用了事件關(guān)聯(lián)電位的腦電波接口獲取用戶的意圖來控制設(shè)備的示例。在本示例中，作為獲取事件關(guān)聯(lián)電位時(shí)的腦電波截取用觸發(fā)，在本實(shí)施方式中假設(shè)如圖6所示的HMD，且使用了顯示器上的選擇支的高亮化定時(shí)。在本示例的腦電波測量裝置55中，去除了實(shí)施方式三的腦電波特征提取部470。此外，代替頻帶分量分析部340而設(shè)置了振幅包絡(luò)提取部540、頻率分析部147和噪聲振幅計(jì)算部510，替代判別基準(zhǔn)設(shè)定部480而設(shè)置了判別基準(zhǔn)設(shè)定部580，替代判別部490而設(shè)置了判別部590。除此以外是相同的結(jié)構(gòu)。振幅包絡(luò)提取部540、噪聲振幅計(jì)算部510、判別基準(zhǔn)設(shè)定部480以及判別部590通過CPU和存儲器來實(shí)現(xiàn)。這與實(shí)施方式三的頻帶分析部340、判別基準(zhǔn)設(shè)定部480以及判別部490相同。腦電波測量裝置55具有輸出控制部210 ;波形生成部120 ;電音響變換器130 ;振幅包絡(luò)提取部540 ;頻率分析部147 ;噪聲振幅推定部510 ;判別基準(zhǔn)設(shè)定部580 ;圖像信號生成部220 ;顯示器230 ；電極部160 ；電位提取部170 ；電位波形截取部260 ;和判別部590。與至此的實(shí)施方式相同，以虛線包圍的結(jié)構(gòu)要素，能夠通過CPU以及/或存儲器來實(shí)現(xiàn)。振幅包絡(luò)提取部540構(gòu)成為從實(shí)施方式一的振幅包絡(luò)提取部140去除了波形截取141以及截取時(shí)間位置存儲部145。振幅包絡(luò)提取部540分析由波形生成部120生成的波形信號并提取振幅包絡(luò)。頻率分析部147求出由振幅包絡(luò)提取部140提取出的振幅包絡(luò)的頻率。噪聲振幅推定部510根據(jù)由頻率分析部147求出的振幅包絡(luò)的頻率，基于由振幅包絡(luò)提取部540提取出的輸出音響信號所包含的低頻分量波形，來計(jì)算由電極部160所測量的電位中混入的噪聲波形的振幅。判別基準(zhǔn)設(shè)定部580，根據(jù)由噪聲振幅推定部510計(jì)算出的噪聲波形的振幅的大小，設(shè)定腦電波判定時(shí)的判定基準(zhǔn)。圖41表示判別基準(zhǔn)設(shè)定部580的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。判別基準(zhǔn)設(shè)定部580具有線性判別基準(zhǔn)設(shè)定部581和判別基準(zhǔn)變更表582。 判別部590按照由判別基準(zhǔn)設(shè)定部580設(shè)定的判別基準(zhǔn)，根據(jù)由電位波形截取部260截取的腦電波波形來判別用戶的意圖。圖42表示判別部590的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。判別部590通過具有波形比較部591和判別式參數(shù)592而構(gòu)成。而且，判別式參數(shù)592由存儲器來實(shí)現(xiàn)。兼顧判別基準(zhǔn)設(shè)定部580以及判別部590的各結(jié)構(gòu)要素的說明，參照以下圖43來說明腦電波測量裝置53的處理。而且，對于圖40 圖42，對與實(shí)施方式三相同的部分賦予相同的記號，省略說明。圖43是表示本實(shí)施方式的變形例的腦電波測量裝置54的處理步驟的流程圖。除了圖36的步驟S3000被置換為步驟S4000，步驟S203至步驟S206被替換為步驟S501，步驟S207被替換為步驟S502以外，與實(shí)施方式三相同，因此，針對除此以外的動作適當(dāng)省略說明。在步驟S102中有音響輸出指示時(shí)，判別基準(zhǔn)設(shè)定部580進(jìn)行基于步驟S4000輸出波形的判別基準(zhǔn)的設(shè)定。針對判別基準(zhǔn)的設(shè)定的細(xì)節(jié)將后述。在步驟S102中無音響輸出指示時(shí)，看作對輸出波形的腦電波無影響，而不進(jìn)行判別基準(zhǔn)的設(shè)定。在步驟S501中，波形比較部591分別求出在步驟S202截取的事件關(guān)聯(lián)電位的波形與正解波形組、非正解波形組的相似度。在本示例中，預(yù)先求出相似度，波形比較部591將波形數(shù)據(jù)適用到判別式參數(shù)592中所存儲的線性判別式中。由此求出判別分?jǐn)?shù)，計(jì)算相似度。然而，也可以采用該計(jì)算方法以外的其他計(jì)算方法，可以采用保持預(yù)先記錄的波形數(shù)據(jù)，求出作為個(gè)別波形間之差的總和的距離等方法。線性判別式，例如，如下求出。首先，波形比較部591針對預(yù)先測量的多個(gè)正解波形和非正解波形的事件關(guān)聯(lián)電位，以觸發(fā)為基點(diǎn)，將從O毫秒至600毫秒的范圍分割為20毫秒的區(qū)間。然后，波形比較部591將是正解波形、還是非正解波形設(shè)為從屬變量，將20毫秒的各區(qū)間的電位的平均設(shè)為獨(dú)立變量，進(jìn)行判別分析。由此，能夠求出線性判別式。通過判別分析求出的判別式，被用于將對各獨(dú)立變量的判別的貢獻(xiàn)度設(shè)為權(quán)重，將各數(shù)據(jù)的獨(dú)立變量乘以權(quán)重后相加來求出合計(jì)值。通過對一個(gè)數(shù)據(jù)適用判別式，能夠計(jì)算對象數(shù)據(jù)相對于以從屬變量來對在制成判別式時(shí)使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類的情況下的每個(gè)從屬變量的數(shù)據(jù)組的相似度。
在步驟S502中，波形比較部591對在步驟54000設(shè)定的判別基準(zhǔn)適用在步驟5501計(jì)算的相似度。然后，判斷所測量的事件關(guān)聯(lián)電位是與選擇高亮化項(xiàng)目的意圖對應(yīng)，還是與不選擇高亮化項(xiàng)目的意圖對應(yīng)，還是不能判別。當(dāng)步驟S502的判定結(jié)果判斷為所測量的事件關(guān)聯(lián)電位與選擇高亮化項(xiàng)目的意圖對應(yīng)時(shí)，處理進(jìn)入步驟S208。另一方面，當(dāng)判斷為所測量的事件關(guān)聯(lián)電位不與選擇高亮項(xiàng)目的意圖對應(yīng)或不能判別時(shí)，結(jié)束動作。在步驟S208中，作為選擇了被高亮化的項(xiàng)目，輸出控制部210執(zhí)行該項(xiàng)目。接著，對前面的步驟S4000的處理進(jìn)行說明。圖44是表示腦電波測量裝置55中的步驟S4000的處理步驟的流程圖。通過該處理，設(shè)定判別基準(zhǔn)。圖44所示的步驟S104 S107,與圖15所示的處理相同。這些處理通過振幅包絡(luò) 提取部540來執(zhí)行，并提取輸出信號的低頻分量。在步驟S5002中，頻率分析部147進(jìn)行在步驟S5001提取的振幅包絡(luò)的包絡(luò)線的頻率分析。步驟S104 S107以及S5002的詳細(xì)說明由于與實(shí)施方式一關(guān)聯(lián)且進(jìn)行了說明，因此在以下省略其說明。在步驟S106中，在步驟S4001中噪聲振幅推定部510按照在步驟S5002求出的振幅包絡(luò)的頻率，根據(jù)在步驟S107生成的低頻域分量來推定在由電極部160測量的腦電波中疊加的噪聲的振幅。噪聲振幅推定部510，按照如圖16所示的變換函數(shù)，決定與在步驟S5002求出的振幅包絡(luò)的瞬時(shí)頻率對應(yīng)的系數(shù)，將該系數(shù)乘以低頻分量的各值，來推定由輸出波形所產(chǎn)生的低頻電噪聲作為時(shí)間波形。在步驟S4002中，噪聲振幅推定部510按照預(yù)先確定的每個(gè)時(shí)間寬度(例如I秒)來劃分在步驟S4001推定的噪聲波形，求出區(qū)間內(nèi)的最大值與最小值。然后，將它們的差分設(shè)為該區(qū)間的噪聲振幅。噪聲振幅推定部510將輸出了圖像信號生成部220的高亮化定時(shí)作為基準(zhǔn)，根據(jù)從輸出波形信號推定的每個(gè)區(qū)間的噪聲振幅，求出在與步驟S202截取的電位波形的時(shí)間范圍一致的時(shí)間所輸出的波形的噪聲振幅。在步驟S4003中，線性判別基準(zhǔn)設(shè)定部581參照判別基準(zhǔn)變更表582，按照在步驟S4002推定的腦電波測量區(qū)間的噪聲振幅來設(shè)定判別基準(zhǔn)。判別基準(zhǔn)在使用線性判別的方法來判別腦電波波形(在本示例中，事件關(guān)聯(lián)電位)時(shí)被利用。例如，判別基準(zhǔn)被設(shè)定為在隨著噪聲變大且腦電波變得不鮮明，而與正解波形的相似度稍偏低時(shí)，也判斷為正解波形，作為正解波形所不包含的非正解，要提高細(xì)微的相似度的上限，以補(bǔ)充正解波形的丟失。另一方面，當(dāng)噪聲過大不能判別時(shí)，不進(jìn)行判別。圖45是由線性判別基準(zhǔn)設(shè)定部581來參照的判別基準(zhǔn)變更表582的一個(gè)示例。當(dāng)所推定的噪聲的振幅小于I微伏時(shí)，選擇通常的判別基準(zhǔn)，即與正解波形的相似度在80%以上、且與非正解波形的相似度在20%以下的判別基準(zhǔn)。當(dāng)所推定的噪聲的振幅為I微伏以上且小于3微伏時(shí)，選擇與正解波形的相似度在70%以上、且與非正解波形的相似度在20%以下的判別基準(zhǔn)。當(dāng)所推定的噪聲的振幅為3微伏以上、且小于7微伏時(shí)，選擇與正解波形的相似度在70%以上、且與非正解波形的相似度在40%以下的判別基準(zhǔn)。然后，當(dāng)所推定的噪聲的振幅為7微伏以上時(shí)，不設(shè)定基準(zhǔn)，不執(zhí)行判別。而且，在本示例中，如圖41所示，將判別基準(zhǔn)針對噪聲振幅分開設(shè)定為4個(gè)階段。然而，該設(shè)定方法是一個(gè)示例，其它方法例如也可以設(shè)置與4個(gè)階段不同的階段來設(shè)定判別基準(zhǔn)。此外，也可以不是表，而作為相似度判定函數(shù)來保持。在如以上那樣動作的腦電波測量裝置55中，分析從與電極接近的電音響變換器輸出的波形信號，設(shè)定考慮到對在電極所記錄的電位的影響的判別基準(zhǔn)。由此，即使在電極與電音響變換器接近時(shí)，也能夠測量不受音響輸出影響的腦電波而作為腦電波接口來進(jìn)行利用。其結(jié)果是，即使在可穿戴設(shè)備的范圍內(nèi)將電極與電音響變換器相接近地裝配，也能夠利用腦電波接口，且不需要在可穿戴設(shè)備以外安裝電極，因此能夠削減用戶的安裝負(fù)擔(dān)。(實(shí)施方式四)圖46是本實(shí)施方式的腦電波測量裝置56的結(jié)構(gòu)圖。若與實(shí)施方式一的腦電波測量裝置51相比，則本實(shí)施方式的腦電波測量裝置56，去除了實(shí)施方式 一的腦電波測量裝置51中的噪聲減法部180。此外，代替噪聲推定部而設(shè)置了噪聲振幅推定部510，代替腦電波判定部190而設(shè)置了腦電波判定部690。除此以外，本實(shí)施方式的腦電波測量裝置56的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方式一的腦電波測量裝置51的結(jié)構(gòu)相同。而且，以虛線包圍的結(jié)構(gòu)要素，能夠通過CPU以及/或存儲器來實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式一相同，表示通過腦電波來監(jiān)測用戶狀態(tài)，并根據(jù)腦電波的變化來自動地控制設(shè)備的示例。更具體而言，是通過腦電波的α波的出現(xiàn)頻度來進(jìn)行音響輸出的音量操作的示例。能夠應(yīng)用于如圖6所示的HMD或圖7所示的助聽器。首先，與音響輸出控制部110、波形生成部120、振幅包絡(luò)提取部140、頻率分析部147同樣，噪聲振幅推定部510以及腦電波判定部690通過CPU與存儲器來實(shí)現(xiàn)。腦電波測量裝置56具有輸入單元101 ;音響輸出控制部110 ;波形生成部120 ;電音響變換器130 ;振幅包絡(luò)提取部140 ;頻率分析部147 ;噪聲振幅推定部510 ;電極部160 ；電位提取部170 ;和腦電波判定部690。噪聲振幅推定部510，按照由頻率分析部147求出的振幅包絡(luò)的頻率，來推定由振幅包絡(luò)提取部140提取出的低頻分量，即由振幅包絡(luò)產(chǎn)生的電噪聲的振幅。腦電波判定部690，根據(jù)由噪聲振幅推定部510推定的噪聲的振幅來設(shè)定判定基準(zhǔn)，并判定由電位提取部170提取出的電位變化的波形中所包含的α波的出現(xiàn)頻度。圖47表示腦電波判定部690的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。腦電波判定部690具有腦電波截取部195 ； α波提取部191 ； α波時(shí)間長度計(jì)算部192 ;判定部693 ;在先狀態(tài)存儲部694 ;和判定基準(zhǔn)變更表695。對于圖46以及圖47,對與實(shí)施方式一相同的部分賦予相同的記號，并省略說明。圖48是表示本實(shí)施方式的腦電波測量裝置56的處理步驟的流程圖。除了圖14的步驟S5003被替換為步驟S6000和S6001，步驟Slll被替換為步驟S6000，并附加了步驟S4002以外，與實(shí)施方式一相同，因此，針對這些以外的動作，適當(dāng)省略說明。當(dāng)在步驟S102中指示了音響輸出時(shí)(步驟S102 “是”)，處理進(jìn)入步驟S5001，當(dāng)未指示音響輸出時(shí)(步驟S102 “否”)，處理進(jìn)入步驟S6002。在步驟S5001中，作為低頻分量而提取振幅包絡(luò)，在步驟S5002中分析振幅包絡(luò)的瞬時(shí)頻率。通過步驟S108來決定與包絡(luò)線、即低頻域分量的瞬時(shí)頻率對應(yīng)的系數(shù)。然后，在步驟S4002中，如實(shí)施方式三的變形例所說明的那樣，推定在腦電波區(qū)間的噪聲振幅。在步驟S6000中，腦電波截取部195截取預(yù)定的時(shí)間長度的腦電波波形，α波提取部191提取在腦電波截取部195截取的腦電波中所記錄的α波。α波時(shí)間長度計(jì)算部192求出在所截取的波形中觀察到的α波的總時(shí)間長度。在步驟S6001中，判定部193與在步驟S4002所推定的噪聲的振幅相對應(yīng)，根據(jù)噪聲的振幅與判定基準(zhǔn)的對照表，設(shè)定α波的增減判定的基準(zhǔn)。在步驟S102中為“否”時(shí)，進(jìn)入步驟S6002。圖49表示噪聲的振幅與判定基準(zhǔn)的對照表的一個(gè)示例。與圖49相關(guān)的處理將在后述。在步驟S6002中，腦電波判定部190，將在步驟S6001計(jì)算出的α波的總時(shí)間長度與在先狀態(tài)存儲部694中所保存的過去的α波的總時(shí)間長度進(jìn)行比較。然后，判定α波的出現(xiàn)頻度是否減少。當(dāng)在步驟S102中無音響輸出指示時(shí)，即在步驟S102中為“否”時(shí)，作為在步驟SlOl獲取到的電位差中未混入噪聲來處理波形。即采用α波的減少的判定基準(zhǔn)被預(yù)先確定的、無噪聲時(shí)的基準(zhǔn)。
在步驟S112中，是與在實(shí)施方式一中說明的音量的調(diào)整處理同樣的處理。當(dāng)在步驟S6002中α波的出現(xiàn)頻度減少時(shí)，即步驟S6002為“是”時(shí)，音響輸出控制部110降低音響輸出的音量(步驟S112)。當(dāng)在步驟S6002中α波的出現(xiàn)頻度未減少時(shí)，即S6002為“否”時(shí)，音響輸出控制部110不進(jìn)行針對音響輸出的變更。在此詳細(xì)說明步驟S6001的α波增減判定基準(zhǔn)的設(shè)定方法。判定部193，對在步驟S4002中由噪聲振幅推定部510推定的噪聲的振幅的值、與在先狀態(tài)存儲部694中所存儲的過去的噪聲進(jìn)行比較。判定部193根據(jù)當(dāng)前的噪聲的振幅與過去的噪聲的振幅之差來參照判定基準(zhǔn)變更表695，例如，獲取圖49所示的基準(zhǔn)的變更率。例如，設(shè)為當(dāng)前的噪聲的振幅為3微伏，在先狀態(tài)存儲部694中所存儲的過去的噪聲的振幅為I微伏。也就是說，當(dāng)前與過去相比，增加了 2微伏。若根據(jù)該信息來參照圖49的對照表,則噪聲振幅為5微伏以下(圖49的“ 5 μ V”)，相當(dāng)于從I微伏至3微伏的
噪聲振幅增加量。α波的增減的判斷，相對于預(yù)先確定的無噪聲時(shí)的判斷基準(zhǔn)，使用于判斷為與過去相比當(dāng)前的α波的總時(shí)間長度更長的時(shí)間長度之差進(jìn)一步增大20%。此外，使用于判斷為與過去相比當(dāng)前的α波的總時(shí)間長度更短的時(shí)間長度之差進(jìn)一步增大10%。例如，在無噪聲時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定的情況下，若判斷為增加時(shí)的總時(shí)間長度之差為100毫秒，判斷為減少時(shí)的該時(shí)間長度之差為50毫秒，則當(dāng)前的噪聲的振幅為3微伏，在先狀態(tài)存儲部694中所存儲的過去的噪聲的振幅為I微伏的情況下，120毫秒總時(shí)間長度較長的情況下判斷為α波的頻度增加，55毫秒總時(shí)間長度較短的情況下，判斷為α波的頻度減少。而且，在此，雖然根據(jù)α波的出現(xiàn)頻度進(jìn)行了音響輸出的音量操作，但除此以外的操作，例如，也可以進(jìn)行開關(guān)的切斷、模式的切換等的控制。特別是助聽器的情況，也可以設(shè)為利用腦電波來進(jìn)行通過腦電波自動地切換集中于會話的模式、雜音略聽的模式等的操作。在如以上那樣動作的腦電波測量裝置56中，分析從與電極接近的電音響變換器輸出的波形信號，推定在電極所記錄的電位中混入的低頻電噪聲的振幅，使判定基準(zhǔn)相應(yīng)地變化。由此，即使在電極接近電音響變換器時(shí)，也能夠在抑制音響輸出的影響的狀態(tài)下，通過腦電波測量來監(jiān)測感情或睡眠等用戶的狀態(tài)。若根據(jù)以往的考慮方法，在混入了來自音響輸出的低頻帶的電噪聲的狀態(tài)下，無法分離作為指標(biāo)而使用的特征性的腦電波分量即α波、與噪聲，實(shí)際上無法利用α波。即使如此，在步驟Slll中，也會將噪聲作為α波來進(jìn)行檢測，無法正確捕獲α波的出現(xiàn)頻度的變化。因此，本實(shí)施方式的示例，無法正確進(jìn)行音量的調(diào)節(jié)。另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，通過進(jìn)行考慮到噪聲影響的腦電波判定，即使在可穿戴設(shè)備的范圍內(nèi)將電極與電音響變換器相接近地安裝，也能夠監(jiān)測基于腦電波的用戶狀態(tài)。由于不需要在可穿戴設(shè)備以外安裝電極，因此能夠削減用戶的設(shè)備安裝負(fù)擔(dān)。而且，在本實(shí)施方式中，作為用戶狀態(tài)的監(jiān)測器，雖然使用了 α波的出現(xiàn)頻度，但也可以使用α波與β波的能量比率等基于其它腦電波分量的指標(biāo)。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的腦電波測量裝置，對于電音響變換器與腦電波測量用的電極相接近的情況，能夠廣泛利用。如HMD、音樂播放器、助聽器具有音響輸出單元，只要在與耳周緣的皮膚的接觸范圍內(nèi)能夠測量腦電波，則能夠應(yīng)用于各種裝置中。例如，監(jiān)測用戶狀態(tài)的腦電波監(jiān)測器裝置的構(gòu)筑，或者，在構(gòu)筑由利用腦電波來進(jìn)行設(shè)備的操作等的腦電波接口系統(tǒng)時(shí)有用。此外，可穿戴的信息設(shè)備或手機(jī)等的通信設(shè)備等的用途中也能夠應(yīng)用。標(biāo)記說明51、52、53、54、55、56、57_ 腦電波測量裝置，101-輸入部，110-音響輸出控制部，
120-波形生成部，130-電音響變換器，140、240、540_振幅包絡(luò)線提取部，141、241_波形截取部，142-全波整流處理部，143-峰值檢測部，144-低通濾波器，147-頻率分析部，150、350_噪聲推定部，151-信號噪聲變換函數(shù)存儲部，152-噪聲推定處理部，160-電極部，170-電位提取部，180-噪聲減法部，181、260_電位波形截取部，182-噪聲分量減法部，190、690-腦電波判定部，191-α波提取部，
192-α波時(shí)間長度計(jì)算部，193、693-判定部，194、694_在先狀態(tài)存儲部，195-腦電波截取部，210-輸出控制部，220-圖像信號生成部，230-顯示器，270、470-腦電波特征提取部， 290、490、590-判別部，242、271_微波變換部，243-低頻分量提取部，244-微波逆變換部，272-特征分量提取部，291、491_特征量比較部，292-判別基準(zhǔn) DB，340-頻帶分量分析部，343-頻帶分量分割部，351-頻帶分量計(jì)算部，352-信號噪聲變換系數(shù)表，353-微波逆變換部，480、580_判別基準(zhǔn)設(shè)定部，481-按頻帶判別基準(zhǔn)設(shè)定部，482、582、695_判別基準(zhǔn)變更表，510-噪聲振幅推定部，581-線性判別基準(zhǔn)設(shè)定部，591-波形比較部，592-判別式參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種腦電波測量裝置，具有 腦電波測量部，其使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波； 電音響變換器，其在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極附近，且對所述使用者提示音響信號； 振幅包絡(luò)提取部，其提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)； 頻率分析部，其進(jìn)行由所述振幅包絡(luò)提取部提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析；以及噪聲推定部，其使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換規(guī)則和所提取出的所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果來推定混入到所述至少一個(gè)電極中的電噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述變換規(guī)則，規(guī)定了頻率與變換系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系， 所述噪聲推定部，利用所述振幅包絡(luò)的瞬時(shí)頻率以及所述變換規(guī)則來求出與所述瞬時(shí)頻率對應(yīng)的變換系數(shù)，通過將所求出的變換系數(shù)乘以所述振幅包絡(luò)，來推定所述電噪聲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述噪聲推定部，利用隨著頻率變高、變換系數(shù)變得更小的變換規(guī)則來推定所述電噪聲。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述噪聲推定部，使用頻率在20Hz至30Hz之間收斂為O的變換規(guī)則來推定所述電噪聲。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 還具有去除部，其從所述腦電波中去除所推定的所述電噪聲。
6.一種腦電波測量裝置，具有 腦電波測量部，其使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波； 電音響變換器，其在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極的附近，且對所述使用者提示音響信號； 振幅包絡(luò)提取部，其提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)； 頻率分析部，其進(jìn)行由所述振幅包絡(luò)提取部提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析；以及噪聲推定部，其使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換函數(shù)，根據(jù)所提取出的所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果來求出對噪聲推定值的變換系數(shù)，并根據(jù)所述變換系數(shù)來推定因所述振幅包絡(luò)的影響而電混入到所述至少一個(gè)電極的輸入信號中的噪聲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 還具有去除部，其從所述腦電波中去除所推定的所述電噪聲。
8.一種腦電波測量裝置，具有 腦電波測量部，其使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波；以及電音響變換器，其在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極的附近，且對所述使用者提示音響信號， 所述腦電波測量裝置按照預(yù)先準(zhǔn)備的判別基準(zhǔn)，并根據(jù)所測量的所述腦電波來判別所述使用者的意圖，該腦電波測量裝置還具有 振幅包絡(luò)提取部，其提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)； 頻率分析部，其進(jìn)行由所述振幅包絡(luò)提取部提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析；噪聲推定部，其使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換函數(shù)，根據(jù)所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果來求出對噪聲推定值的變換系數(shù)，并根據(jù)所述變換系數(shù)，來推定因所述振幅包絡(luò)的影響而電混入到所述電極的輸入信號中的噪聲；以及 判別基準(zhǔn)設(shè)定部，其根據(jù)所推定的所述噪聲使所述判別基準(zhǔn)變化。
9.一種腦電波測量裝置，具有 腦電波測量部，其使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波；以及電音響變換器，其在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極的附近，且對所述使用者提示音響信號， 所述腦電波測量裝置按照預(yù)先準(zhǔn)備的判別基準(zhǔn)，并根據(jù)所測量的所述腦電波來判別所述使用者的意圖，該腦電波測量裝置還具有 振幅包絡(luò)提取部，其提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)； 頻率分析部，其進(jìn)行由所述振幅包絡(luò)提取部提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析； 噪聲推定部，其使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換函數(shù)，根據(jù)所提取出的所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果來求出對噪聲推定值的變換系數(shù)，并根據(jù)所述變換系數(shù)，來推定因所述振幅包絡(luò)的影響而電混入到所述電極的輸入信號中的噪聲；以及 判別基準(zhǔn)設(shè)定部，其根據(jù)所推定的所述噪聲使所述判別基準(zhǔn)變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、6、8以及9中任一項(xiàng)所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述變換函數(shù)是賦予如下變換系數(shù)的函數(shù)，所述變換系數(shù)隨著頻率增高而所述變換系數(shù)衰減、并且所輸出的所述音響信號中所包含的分量的頻率在20Hz至30Hz之間收斂為O。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述變換函數(shù)構(gòu)成為將變換系數(shù)與預(yù)先設(shè)定的多個(gè)頻帶分別建立對應(yīng)關(guān)系。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或9所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述振幅包絡(luò)提取部，利用微波變換，對所述音響信號進(jìn)行時(shí)間頻率分解，以提取所述音響信號的振幅包絡(luò)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6或9所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述振幅包絡(luò)提取部，利用傅里葉變換，對所述音響信號進(jìn)行時(shí)間頻率分解，以提取所述音響信號的振幅包絡(luò)。
14.根據(jù)權(quán)利要求6或9所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述振幅包絡(luò)提取部，提取通過對所述音響信號進(jìn)行時(shí)間頻率分解而得到的分量之中的在20Hz至30Hz之間被預(yù)先確定的上限頻率以下的頻率的分量，作為所述音響信號的振幅包絡(luò)。
15.根據(jù)權(quán)利要求6或9所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述振幅包絡(luò)提取部，通過在包括預(yù)先確定的腦電波的頻率的頻帶、并且針對預(yù)先確定的時(shí)間段進(jìn)行微波變換，根據(jù)所述音響信號來求出時(shí)間頻率區(qū)域的頻率分量，并且對所求出的所述時(shí)間頻率區(qū)域的頻率分量進(jìn)行微波逆變換，由此，提取并輸出所述音響信號的振幅包絡(luò)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述噪聲推定部，利用所述變換函數(shù)，求出與所述音響信號中所包含的頻率分量對應(yīng)的變換系數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 還具有存儲部，其存儲所述變換函數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求3或9所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述判別基準(zhǔn)，是用于根據(jù)所測量的所述腦電波與多個(gè)種類的基準(zhǔn)腦電波數(shù)據(jù)之間的相似度來判別所述使用者的意圖的基準(zhǔn)，且通過所述相似度的閾值或多個(gè)閾值的組合而構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1、6、8以及9的任一項(xiàng)所述的腦電波測量裝置，其特征在于， 所述至少一個(gè)電極以及所述電音響變換器，呈一體地構(gòu)成。
20.—種電噪聲的推定方法,包括 使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波的步驟； 在所述使用者安裝了所述腦電波測量部時(shí)，使用被配置在所述多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極附近的電音響變換器，對所述使用者提示音響信號的步驟； 提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)作為低頻分量的步驟； 進(jìn)行所述振幅包絡(luò)的頻率分析的步驟；以及 使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換規(guī)則和所提取出的所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果，來推定混入到所述至少一個(gè)電極中的電噪聲的步驟。
21.一種計(jì)算機(jī)程序，通過被安裝在腦電波測量裝置中的計(jì)算機(jī)來執(zhí)行， 所述計(jì)算機(jī)程序使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行 接收使用多個(gè)電極所測量的使用者的腦電波的數(shù)據(jù)的步驟； 所述使用者在安裝了所述腦電波測量部時(shí)，使用被配置在所述多個(gè)電極之中至少一個(gè)電極附近的電音響變換器，對所述使用者提示音響信號的步驟； 提取從所述電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)作為低頻分量的步驟； 進(jìn)行所述振幅包絡(luò)的頻率分析的步驟；以及 使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換規(guī)則和所提取出的所述振幅包絡(luò)的頻率分析結(jié)果，來推定混入到所述至少一個(gè)電極中的電噪聲的步驟。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種腦電波測量裝置。在能夠音響輸出的可穿戴設(shè)備的腦電波測量以及腦電波接口或者在腦電波監(jiān)測器中，進(jìn)行推定來自輸出音響信號的噪聲，且從由電極獲取到的電位中進(jìn)行去除等的對策，由此，不受噪聲的影響地利用腦電波。腦電波測量裝置具有使用多個(gè)電極來測量使用者的腦電波的腦電波測量部；在使用者安裝了腦電波測量部時(shí)，被配置在多個(gè)電極之中的至少一個(gè)電極附近，且對使用者提示音響信號的電音響變換器；提取從電音響變換器所提示的音響信號的振幅包絡(luò)的振幅包絡(luò)提取部；進(jìn)行由所述振幅包絡(luò)提取部提取出的振幅包絡(luò)的頻率分析的頻率分析部；以及使用預(yù)先準(zhǔn)備的變換規(guī)則和所提取出的振幅包絡(luò)來推定混入到至少一個(gè)電極中的電噪聲的噪聲推定部。
文檔編號A61B5/0408GK102821681SQ20118001690
公開日2012年12月12日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者加藤弓子, 足立信夫, 寺田佳久, 森川幸治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社