JP6735178B2 - Muscular activity audible device, muscular activity audible method and program - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、筋活動可聴化装置、筋活動可聴化方法およびプログラムに関する。 The embodiment of the present invention relates to a muscle activity deafening device, a muscle activity deafening method, and a program.
筋肉の活動を伴う動作、例えばパターゴルフにおいては、カップにゴルフボールを少ないスコアで入れることが重要である。 In motions involving muscle activity, such as putter golf, it is important to put the golf ball in the cup with a low score.
カップにゴルフボールを少ないスコアで入れるためには、例えばグリーン上でのパットにおいてゴルフボールがまっすぐ転がること、つまりゴルフボールを打ち出した位置からカップの間の直線を基準とした、ゴルフボールの射出角度を大きくしないことが重要である。 In order to put the golf ball in the cup with a small score, for example, the golf ball rolls straight in a putt on the green, that is, the injection angle of the golf ball based on the straight line from the position where the golf ball is launched to the cup. It is important not to increase.
ゴルフボールの射出角度が大きくなる原因はプレイヤーである人間の動きであり、この人間の動きの原因は筋肉の活動である。したがって、上記の射出角度が大きくなる場合、この主な原因は筋肉の活動である。 The cause of the increase in the shot angle of the golf ball is the movement of the human being who is the player, and the cause of this human movement is the muscle activity. Therefore, when the above ejection angle becomes large, the main cause of this is muscle activity.
例えば特許文献１に開示されるように、複数の筋電位に由来する複数の値の統計値または相対値から得られる情報を表す音響信号を出力することで、ボールの射出角度とは関係なしに筋肉の活動を可聴化する技術が存在する。 For example, as disclosed in Patent Document 1, by outputting an acoustic signal representing information obtained from statistical values or relative values of a plurality of values derived from a plurality of myoelectric potentials, regardless of the ball ejection angle. There are techniques for making muscle activity audible.
しかし、筋肉量は個人ごとで異なるため、ボールの射出角度を大きくさせている筋肉も個人ごとで異なる。このため、上記の技術では、ボールの射出角度を大きくさせている筋肉を適切に特定することはできない。 However, since the muscle mass varies from individual to individual, the muscle that makes the ball's ejection angle larger also varies from individual to individual. For this reason, with the above technique, it is not possible to properly identify the muscles that increase the ball ejection angle.
本発明の目的は、所定の運動動作に関わる筋肉を適切に特定できる筋活動可聴化装置、筋活動可聴化方法およびプログラムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a muscular activity audible device, a muscular activity audible method and a program capable of appropriately identifying a muscle involved in a predetermined exercise motion.
上記目的を達成するために、この発明の実施形態における筋活動可聴化装置の態様は、測定の対象となる同一人物の複数箇所の筋肉の活動を示す筋電位の時間特性を前記複数箇所のそれぞれについて検出する検出手段と、前記筋肉の活動としての、移動対象物を移動させるための運動動作の複数回数の試行により移動した前記移動対象物の移動開始から停止までの画像を前記複数回数の試行のそれぞれについて撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像結果に基づいて、前記移動対象物の移動を示す値であって、前記試行の良し悪しを示す値を前記複数回数の試行のそれぞれについて計測する計測手段と、前記検出手段による検出結果で示される、前記試行による前記移動対象物が移動したタイミングの前後における前記筋電位の時間特性を積分することにより、前記筋電位の振幅を示す特徴量を前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算する計算手段と、前記計測手段により計測した値と前記計算手段により計算した特徴量との相関を前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算し、前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のうち、相関の度合いが所定の条件を満たす、前記同一人物の前記筋肉の箇所を特定する特定手段とを有し、前記撮像手段は、前記試行により移動した前記移動対象物の移動停止位置、前記試行による前記移動対象物の移動開始位置、および前記移動対象物の移動先としての目標位置を前記複数回数の試行のそれぞれについて撮像し、前記計測手段は、前記撮像手段による撮像結果に基づいて、前記移動開始位置から前記目標位置の間に対する、前記移動開始位置から前記移動停止位置の間がなす角度を、前記試行の良し悪しを示す値として、前記複数回数の試行のそれぞれについて計測する、装置を提供する。 In order to achieve the above-mentioned object, an aspect of the muscle activity audible device in the embodiment of the present invention is that the time characteristic of the myoelectric potential indicating the activity of the muscle of a plurality of places of the same person to be measured is measured at each of the plurality of places. And a detection means for detecting the movement of the moving object as a result of a plurality of trials of a motion operation for moving the moving object as the muscle activity. A value indicating the movement of the moving object, which is a value indicating the quality of the trial, is measured for each of the plurality of trials, based on the imaging means for capturing each of the And a characteristic amount indicating the amplitude of the myoelectric potential by integrating the time characteristic of the myoelectric potential before and after the timing at which the moving object is moved by the trial, which is indicated by the detection result by the detecting means. Calculating means for calculating each of the plurality of muscles of the same person, and the correlation between the value measured by the measuring means and the feature amount calculated by the calculating means for each of the plurality of muscles of the same person calculated for the of the muscles of the plurality of positions of the same person, possess satisfying degree of correlation is given, and a specifying means for specifying the location of the muscles of the same person, the imaging means, the A moving stop position of the moving object moved by trial, a moving start position of the moving object by the trial, and a target position as a moving destination of the moving object are imaged for each of the plurality of trials, The measuring means, based on the image pickup result by the image pickup means, defines an angle between the movement start position and the movement stop position with respect to the movement start position and the target position, which is a value indicating the quality of the trial. As the above, an apparatus for measuring each of the plurality of trials is provided.
本発明の実施形態における筋活動可聴化方法の態様は、筋活動可聴化装置に適用される方法であって、測定の対象となる同一人物の複数箇所の筋肉の活動を示す筋電位の時間特性を前記複数箇所のそれぞれについて検出し、前記筋肉の活動としての、移動対象物を移動させるための運動動作の複数回数の試行により移動した前記移動対象物の移動開始から停止までの画像を前記複数回数の試行のそれぞれについて撮像し、撮像結果に基づいて、前記移動対象物の移動を示す値であって、前記試行の良し悪しを示す値を前記複数回数の試行のそれぞれについて計測し、前記検出の結果で示される、前記試行による前記移動対象物が移動したタイミングの前後における前記筋電位の時間特性を積分することにより、前記筋電位の振幅を示す特徴量を前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算し、前記計測した値と前記計算した特徴量との相関を前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算し、前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のうち、相関の度合いが所定の条件を満たす、前記同一人物の前記筋肉の箇所を特定し、前記撮像することは、前記試行により移動した前記移動対象物の移動停止位置、前記試行による前記移動対象物の移動開始位置、および前記移動対象物の移動先としての目標位置を前記複数回数の試行のそれぞれについて撮像することを含み、前記計測することは、前記撮像結果に基づいて、前記移動開始位置から前記目標位置の間に対する、前記移動開始位置から前記移動停止位置の間がなす角度を、前記試行の良し悪しを示す値として、前記複数回数の試行のそれぞれについて計測することを含む、方法を提供する。 A mode of the method for making a muscle activity audible in the embodiment of the present invention is a method applied to a device for making a muscle activity audible, and is a time characteristic of a myoelectric potential indicating the activity of a plurality of muscles of the same person as a measurement target. Is detected for each of the plurality of locations, and the images from the movement start to the stop of the moving object moved by a plurality of trials of a motion operation for moving the moving object as the activity of the muscle. An image is taken for each of the number of trials, and a value indicating the movement of the moving object, which is a value indicating the quality of the trial, is measured for each of the plurality of trials based on the imaging result, and the detection is performed. As shown by the result, by integrating the time characteristic of the myoelectric potential before and after the timing when the moving object by the trial has moved, the characteristic amount indicating the amplitude of the myoelectric potential of the plurality of locations of the same person Calculated for each muscle, calculate the correlation between the measured value and the calculated feature amount for each of the plurality of muscles of the same person, among the muscles of the plurality of points of the same person, The position of the muscle of the same person, whose degree satisfies a predetermined condition, is identified and imaged, the moving stop position of the moving object moved by the trial, the movement start of the moving object by the trial. Positioning, and imaging the target position as the destination of the moving object for each of the plurality of trials, the measuring, based on the imaging result, from the movement start position to the target position. The method includes measuring an angle between the movement start position and the movement stop position with respect to each of the plurality of trials as a value indicating the quality of the trials .
本発明の実施形態における筋活動可聴化処理プログラムの態様は、第１の態様における筋活動可聴化装置の一部分として動作するコンピュータに用いられるプログラムであって、前記コンピュータを、前記検出手段、前記撮像手段、前記計測手段、前記計算手段、および前記特定手段として機能させるためのプログラムを提供する。 An aspect of the muscle activity audible processing program according to the embodiment of the present invention is a program used for a computer that operates as a part of the muscle activity audible conversion apparatus according to the first aspect, the computer including the detecting unit and the imaging unit. A program for operating as a device, the measuring device, the calculating device, and the identifying device is provided.
本発明によれば、所定の運動動作に関わる筋肉を適切に特定することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to appropriately identify muscles involved in a predetermined exercise motion.
以下、この発明に係わる実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態における筋活動可聴化装置の適用例を示す図である。図２は、本発明の実施形態における筋活動可聴化装置に適用する筋電センサの使用例を示す図である。
図１に示すように、本発明の実施形態における筋活動可聴化装置は、筋電センサを装着した参加者による球技における運動動作、ここではゴルフのパッティングの筋活動に適用することができる。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing an application example of a muscle activity audible device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a usage example of a myoelectric sensor applied to the muscle activity audible device according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the muscle activity audible device according to the embodiment of the present invention can be applied to a motor activity in a ball game by a participant wearing an myoelectric sensor, here, a muscle activity of putting golf.
図１に示した例では、人工芝の上方に配置されたカメラ１０は、このカメラ１０下方における人工芝の表面に配置される、ゴルフのグリーン上のカップの代わりとしてのマーカ１１を撮影する。 In the example shown in FIG. 1, the camera 10 arranged above the artificial grass images the marker 11 as a substitute for the cup on the golf green, which is arranged on the surface of the artificial grass below the camera 10.
また、パッティングの参加者１２は、足元にあるゴルフボール１３を、パター１４を用い、マーカ１１をボールの射出目標として打ち出すパッティングを行なう。ここでは参加者による運動動作として、パッティングを例として説明するが、これに限らず、筋活動により、移動対象物を離れた位置に移動させる運動動作であれば、例えば弓道における矢を打ち出す動作であってもよいし、やり投げなどの投てきの動作であってもよい。 Also, the putting participant 12 puts the golf ball 13 at his/her feet by using the putter 14 to hit the marker 11 as a ball ejection target. Here, as an exercise action by the participant, putting will be described as an example, but the exercise action is not limited to this, and if the exercise action is to move the moving object to a distant position by muscle activity, for example, an action of shooting an arrow in an archery path. It may be present or may be a throwing motion such as a javelin throw.
そして、この参加者１２は、パッティングにおける筋活動可聴化のために、例えば図２に示すように、自身の上腕二頭筋に、この上腕二頭筋の筋電データを得るための第１筋電センサ１５ａを装着することができる。また、参加者１２は、自身の大腿二頭筋に、この大腿二頭筋の筋電データを得るための第２筋電センサ１５ｂを装着することができる。 Then, for the purpose of making the muscle activity audible in putting, for example, as shown in FIG. 2, the participant 12 uses his or her biceps to obtain the first muscle for obtaining myoelectric data of the biceps. that Ki out mounting the photoelectric sensor 15a. Further, the participant 12 can attach the second myoelectric sensor 15b to his/her biceps femoris for obtaining the myoelectric data of the biceps femoris.
本実施形態では、運動動作の試行の良し悪しを示す値としての、パッティングにおけるゴルフボール１３の射出角度が大きい場合、つまりパッティングの動作が悪い場合に、この原因となる筋肉を特定することができる。この射出角度とは、ゴルフボールを打ち出した位置（移動開始位置）からマーカ１１（目標位置）の間の直線に対する、上記の移動開始位置から、打ち出したゴルフボール１３の停止位置の間の直線の角度である。
図１に示した例では、参加者１２の上腕二頭筋や大腿二頭筋に筋電センサを装着する例を示したが、これに限らず、パッティングによるゴルフボール１３の射出角度が大きくなる原因となる筋活動を行う筋肉であれば、例えば、背中の僧帽筋でもよいし、全身のうちの他の筋肉であってもよい。
In the present embodiment, when the ejection angle of the golf ball 13 in putting, which is a value indicating the quality of the trial of the exercise operation, is large, that is, when the putting operation is bad, the muscle that causes this can be identified. .. This ejection angle is the straight line between the above-mentioned movement start position and the stopped position of the hit golf ball 13 with respect to the straight line between the position at which the golf ball is launched (movement start position) and the marker 11 (target position). It is an angle.
In the example shown in FIG. 1, an example in which the myoelectric sensor is attached to the biceps or biceps of the participant 12 is shown, but the present invention is not limited to this, and the ejection angle of the golf ball 13 by putting becomes large. For example, the trapezius muscle of the back may be used, or another muscle of the whole body may be used as long as it is the muscle that causes the muscle activity.
図３は、本発明の実施形態における筋活動可聴化装置の機能構成例を示すブロック図である。
上記の参加者１２は、この参加者１２による筋が作用する身体部位の運動力学的状態を表す加速度を検出する加速度センサ１７を、例えば上記の上腕二頭筋大腿二頭筋に装着する。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration example of the muscle activity audible device according to the embodiment of the present invention.
Additional participants 12, an acceleration sensor 17 for detecting an acceleration representing the kinematic state of the body part streaks by the participant 12 is applied, for example, you mounted on the biceps biceps femoris.
筋電センサ１５ａや１５ｂによる検出結果である筋電データは、振幅解析部１６に出力される。振幅解析部１６は、各筋電センサから入力した筋電データに対してノイズ除去を行い、筋電データの波形の筋電位の中央値に相当する位置を時間軸に重なるように移動させ、この波形で示される絶対値を検出し、この絶対値のＲＭＳ（実効値）を求めて標準偏差を１にすることで、振幅解析結果、つまり筋電データの時間特性を得る。振幅解析については、例えば「Muscle synergy patterns as physiological markers of motor cortical damage (PNAS 2012)」にも開示される。 Myoelectric data, which is the detection result of the myoelectric sensors 15a and 15b, is output to the amplitude analysis unit 16. The amplitude analysis unit 16 removes noise from the myoelectric data input from each myoelectric sensor, moves the position corresponding to the median value of the myoelectric potential of the waveform of the myoelectric data so as to overlap with the time axis, and The absolute value indicated by the waveform is detected, the RMS (effective value) of this absolute value is obtained, and the standard deviation is set to 1, thereby obtaining the amplitude analysis result, that is, the time characteristic of the myoelectric data. The amplitude analysis is also disclosed in, for example, “Muscle synergy patterns as physiological markers of motor cortical damage (PNAS 2012)”.
また、加速度センサ１７による検出結果は、インパクト検出部１８に出力される。インパクト検出部１８は、検出結果としての波形における、回転成分のフィルタリングなどを行なうことで、パッティングにおけるインパクトの時刻Ｔｉｍｐａｃｔを検出することでインパクト検出結果を得る。 Further, the detection result of the acceleration sensor 17 is output to the impact detection unit 18. The impact detection unit 18 obtains the impact detection result by detecting the impact time T impact in putting by performing filtering of the rotation component in the waveform as the detection result.
図３に示すように、本発明の実施形態における筋活動可聴化装置２０は、計測部２１、積分部２２、蓄積部２３、筋肉番号決定部２４を備える。 As shown in FIG. 3, the muscle activity audible device 20 according to the embodiment of the present invention includes a measurement unit 21, an integration unit 22, a storage unit 23, and a muscle number determination unit 24.
計測部２１は、カメラ１０による撮影画像から、ゴルフボール１３の射出角度の特徴量（単に射出角度と呼ぶこともある）θを抽出するために、具体的には、計測部２１は、第１に、カメラ１０による撮影画像から、ゴルフボール１３の移動開始位置と停止位置と目標位置とを検出する。これらの位置を検出するために、カメラ１０は、ゴルフボール１３の軌道の動画で撮影しているとする。 Specifically, the measuring unit 21 extracts the feature amount (also referred to simply as the emitting angle) θ of the emitting angle of the golf ball 13 from the image captured by the camera 10. First, the movement start position, the stop position, and the target position of the golf ball 13 are detected from the image captured by the camera 10. In order to detect these positions, it is assumed that the camera 10 is shooting a moving image of the trajectory of the golf ball 13.
計測部２１は、この撮影した動画に対するハフ（Hough）変換により、ゴルフボール１３の軌道の円を検出することで、ゴルフボール１３の位置を時系列で検出する。
この検出した、ゴルフボール１３の位置の一定時間の差分が閾値を下回った際に、計測部２１は、ゴルフボール１３が停止したとみなし、この時点での検出位置をボール１３の停止位置とする。
The measuring unit 21 detects the position of the golf ball 13 in time series by detecting the circle of the trajectory of the golf ball 13 by the Hough transform for the captured moving image.
When the detected difference in the position of the golf ball 13 for a certain period of time falls below a threshold value, the measuring unit 21 considers that the golf ball 13 has stopped, and sets the detected position at this time as the stop position of the ball 13. ..
図４は、本発明の実施形態における筋活動可聴化装置に適用する筋電センサを装着した際のボール射出位置、目標位置、停止位置、および射出角度について説明する図である。ゴルフボール１３の射出開始位置、停止位置、目標位置の三点でなる座標値に基づいて、計測部２１は、余弦定理によりゴルフボール１３の射出角度θを計測する。 FIG. 4 is a diagram illustrating a ball ejection position, a target position, a stop position, and an ejection angle when the myoelectric sensor applied to the muscle activity audible device according to the embodiment of the present invention is mounted. The measurement unit 21 measures the injection angle θ of the golf ball 13 by the cosine theorem based on the coordinate values of the three points of the injection start position, the stop position, and the target position of the golf ball 13.
積分部２２は、振幅解析部１６による振幅解析結果およびインパクト検出部１８による検出結果を入力する。積分部２２は、振幅解析結果の波形を、Ｔｉｍｐａｃｔ−０．５秒の時刻からＴｉｍｐａｃｔ＋０．５秒の時刻の間で積分し、この積分した結果を筋電位の振幅を示す特徴量ｅｉ，ｊとする。ｉは筋電センサの数（１〜ｍ）であり、ｊはパッティングの試行の回数（１〜ｎ）である。筋電センサの数は少なくとも２つ必要である。また、筋肉の活動としての、移動対象物を移動させる運動動作の試行の回数は少なくとも２回必要であり、好ましくは数十回とする。 The integration unit 22 inputs the amplitude analysis result by the amplitude analysis unit 16 and the detection result by the impact detection unit 18. The integrator 22 integrates the waveform of the amplitude analysis result from the time of T impact −0.5 second to the time of T impact +0.5 second, and the integrated result is a feature amount e indicating the amplitude of the myoelectric potential. i and j . i is the number of myoelectric sensors (1 to m), and j is the number of trials of putting (1 to n). At least two myoelectric sensors are required. In addition, the number of trials of the motion operation for moving the moving object as the activity of the muscle needs to be at least twice, and preferably several tens.
蓄積部２３は、例えば不揮発性メモリなどの記憶装置を有し、計測部２１による射出角度の計算結果および積分部２２による積分結果に基づいて、射出角度・筋活動対応テーブルＴ１を作成し、これを内部メモリに記憶する。 The storage unit 23 has a storage device such as a non-volatile memory, and creates an injection angle/muscle activity correspondence table T1 based on the calculation result of the injection angle by the measurement unit 21 and the integration result by the integration unit 22. Is stored in the internal memory.
次に、カメラ１０により撮影した画像の画素値、筋電センサの振幅解析結果を入力として、ゴルフボール１３の射出角度θと、この射出角度θが大きくなったときに、この射出角度θとの相関の度合いが所定の条件を満たす、筋活動の筋電データを検出した筋電センサを特定するための手順について説明する。
（１）
射出角度・筋活動対応テーブルＴ１を作成するため、以下の（１−１）〜（１−３）をｎ（試行の数）回繰り返す（添え字はｊ）。
Next, the pixel value of the image captured by the camera 10 and the amplitude analysis result of the myoelectric sensor are input, and the ejection angle θ of the golf ball 13 and the ejection angle θ when the ejection angle θ becomes large. A procedure for identifying a myoelectric sensor that detects myoelectric data of muscle activity, the degree of correlation of which satisfies a predetermined condition, will be described.
(1)
In order to create the ejection angle/muscle activity correspondence table T1, the following (1-1) to (1-3) are repeated n (the number of trials) times (subscript j).
（１−１）
計測部２１は、試行の回数（１〜ｎ回）に対応するｊを設定し（初期値は１）、このｊ回目の試行における射出角度の特徴量θｊを計測し、この計測の結果を蓄積部２３へ出力する。
(1-1)
The measurement unit 21 sets j corresponding to the number of trials (1 to n times) (initial value is 1), measures the injection angle feature amount θ j in the j-th trial, and displays the result of this measurement. Output to the storage unit 23.
（１−２）
積分部２２は、振幅解析の対象の筋電センサの識別番号に対応するｉを設定する（初期値は１）。この識別番号は、ｍ個の筋電センサのそれぞれについて通し番号として付与された番号である。ｉの設定は、振幅解析の対象の筋電センサを１つ設定することを意味し、この対象は、後述するように１個目、２個目、…、ｍ個目の筋電センサの順で変更される。
(1-2)
The integrator 22 sets i corresponding to the identification number of the myoelectric sensor that is the target of amplitude analysis (initial value is 1). The identification number is a serial number assigned to each of the m myoelectric sensors. The setting of i means that one myoelectric sensor to be subjected to amplitude analysis is set, and this target is, as described later, the order of the first, second,..., Mth myoelectric sensors. Will be changed.
積分部２２は、この設定したｉに対応する筋電センサによる検出結果に基づいて出力された振幅解析結果の波形を、Ｔｉｍｐａｃｔ−０．５秒の時刻からＴｉｍｐａｃｔ＋０．５秒の時刻までの間で積分し、この積分した結果を筋電位の振幅を示す特徴量ｅｉ，ｊとして求める。この特徴量ｅｉ，ｊのｊは上記の（１−１）で設定される。 The integrator 22 outputs the waveform of the amplitude analysis result output based on the detection result by the myoelectric sensor corresponding to the set i from the time of T impact −0.5 seconds to the time of T impact +0.5 seconds. And the result of this integration is obtained as a feature quantity e i,j indicating the amplitude of the myoelectric potential. The j of the feature quantity e i,j is set in the above (1-1).
積分部２２は、上記設定したｉを１増やして更新する計算（ｉ＝ｉ＋１）、つまり振幅解析の対象の筋電センサを変更して、この筋電センサについての筋電位の振幅を示す特徴量ｅｉ，ｊを求める。
最終的には、積分部２２は、筋電位の振幅を示す特徴量ｅｉ，ｊのｉを１づつ増やしながら、この特徴量ｅｉ，ｊをｍ（筋電センサの総数）回だけ繰り返し求める。つまり、ｊ回目のパッティングの試行について各筋電センサに関わる筋電位の振幅を示す特徴量ｅ１，ｊ，ｅ２，ｊ，…，ｅｍ，ｊを求め、この求めた結果である、筋電位の振幅を示す特徴量の集合｛ｅ１，ｊ, ｅ２，ｊ, … , ｅｍ，ｊ｝を蓄積部２３へ出力する。
The integrator 22 performs a calculation (i=i+1) in which the set i is incremented by 1 and updated, that is, the myoelectric sensor to be subjected to amplitude analysis is changed, and the feature amount indicating the amplitude of the myoelectric potential for this myoelectric sensor. Find e i,j .
Finally, the integration unit 22 repeatedly obtains the feature quantity e i,j indicating the amplitude of the myoelectric potential by incrementing the value i by 1 , and repeating the feature quantity e i,j m times (the total number of myoelectric sensors). .. In other words, the amount of e 1, j, e 2, j, characterized indicating the amplitude of the myoelectric potential with respect to each type of myoelectric sensors for trial j th putting ..., e m, seek j, it is the result of the calculated muscle A set of feature quantities {e 1,j , e 2,j ,..., Em ,j } indicating the amplitude of the potential is output to the storage unit 23.
（１−３）
蓄積部２３は、（１−１）で計測部２１により求めた射出角度の特徴量θｊと、（１−２）で積分部２２により求めた、筋電位の振幅を示す特徴量の集合｛ｅ１，ｊ, ｅ２，ｊ, … , ｅｍ，ｊ｝とを、射出角度・筋活動対応テーブルＴ１の所定の行へ反映する。
(1-3)
The accumulation unit 23 collects the feature amount θ j of the ejection angle obtained by the measuring unit 21 in (1-1) and the feature amount indicating the amplitude of the myoelectric potential obtained by the integrating unit 22 in (1-2) { e 1,j , e 2,j ,..., Em ,j } are reflected in a predetermined row of the ejection angle/muscle activity correspondence table T1.
そして、計測部２１は、（１−１）で定めたｊを１増やして更新する計算（ｊ＝ｊ＋１）を行ない、このｊについて上記の（１−１）を再度行ない、この設定したｊに基づいて、上記の（１−２）、（１−３）が再度行なわれる。
最終的には、筋電位の振幅を示す特徴量ｅｉ，ｊのｊを１づつ増やしながら、ｎ（試行の回数の総数）回だけ（１−１）〜（１−３）が繰り返し行われる。
Then, the measuring unit 21 performs a calculation (j=j+1) in which j determined in (1-1) is incremented by 1 and updated, and the above (1-1) is performed again for this j, and the set j is set. Based on this, the above-mentioned (1-2) and (1-3) are performed again.
Finally, (1-1) to (1-3) are repeated n (total number of trials) times while increasing j of the feature value e i,j indicating the amplitude of myoelectric potential by 1. ..
図５は、本発明の実施形態における筋活動可聴化装置に適用する射出角度・筋活動対応テーブルの一例を表形式で示す図である。
上記の（１−１）〜（１−３）により、図５に示したような射出角度・筋活動対応テーブルＴ１が作成される。この射出角度・筋活動対応テーブルＴ１に格納される射出角度の特徴量の数は試行回数（ｎ）同じ数であり、このテーブルＴ１に格納される筋電位の振幅を示す特徴量の数は、筋電センサの数（ｍ）に試行回数（ｎ）を掛けた数となる。
FIG. 5 is a diagram showing, in a tabular form, an example of an ejection angle/muscle activity correspondence table applied to the muscle activity audible device according to the embodiment of the present invention.
By the above (1-1) to (1-3), the ejection angle/muscle activity correspondence table T1 as shown in FIG. 5 is created. The number of characteristic values of the ejection angle stored in the ejection angle/muscle activity correspondence table T1 is the same number of trials (n), and the number of characteristic values indicating the amplitude of the myoelectric potential stored in the table T1 is It is the number obtained by multiplying the number of myoelectric sensors (m) by the number of trials (n).
（２）
次に、筋電センサによる検出結果にもとづく、筋電位の振幅を示す特徴量ｅと、射出角度の特徴量θとの相関を求めるため、筋肉番号決定部２４は、以下の（２−１）〜（２−３）をｍ（センサの数）回繰り返す（添え字はｉ（センサの数の変数））。
(2)
Next, in order to obtain the correlation between the feature amount e indicating the amplitude of the myoelectric potential and the feature amount θ of the ejection angle based on the detection result by the myoelectric sensor, the muscle number determination unit 24 uses the following (2-1). ~ (2-3) is repeated m (the number of sensors) times (the subscript is i (a variable of the number of sensors)).
（２−１）
筋肉番号決定部２４は、射出角度・筋活動対応テーブルＴ１から各試行における射出角度θの列を抽出し、射出角度の集合｛θ１，…，θｎ｝とする。
(2-1)
The muscle number determination unit 24 extracts a column of the ejection angle θ in each trial from the ejection angle/muscle activity correspondence table T1 and sets it as a set of ejection angles {θ 1 ,..., θ n }.
（２−２）
筋肉番号決定部２４は、相関を求める対象の筋電センサに対応するｉを設定し（初期値は１）、この設定したｉに対応する筋電センサについての筋電位の振幅を示す特徴量ｅｉ，ｊの列を射出角度・筋活動対応テーブルＴ１から抽出し、この抽出結果を筋電位の振幅を示す特徴量の集合｛ｅｉ，１，ｅｉ，２，…，ｅｉ，ｎ｝とする。
(2-2)
The muscle number determination unit 24 sets i corresponding to the myoelectric sensor for which the correlation is to be obtained (the initial value is 1), and the feature amount e indicating the myoelectric potential amplitude for the myoelectric sensor corresponding to the set i is set. A column of i, j is extracted from the ejection angle/muscle activity correspondence table T1, and the extraction result is a set of feature quantities indicating the amplitude of myoelectric potential {e i,1 , e i,2 ,..., E i,n }. And
（２−３）
筋肉番号決定部２４は、（２−１）で求めた各試行における射出角度の集合｛θ１，…，θｎ｝と、（２−２）で求めた特徴量のうち、（２−１）で設定したｉに関わる筋電位の振幅を示す特徴量の集合｛ｅｉ，１，ｅｉ，２，…，ｅｉ，ｎ｝との相関Ｒｉを求める。筋肉番号決定部２４は、以下の式（１）にしたがって、ｍ回（センサの数）だけ繰り返し計算して、相関の集合｛Ｒ１，…，Ｒｍ｝を求める。
(2-3)
The muscle number determination unit 24 selects (2-1) from the set of ejection angles {θ 1 ,..., θ n } in each trial obtained in (2-1) and the feature amount obtained in (2-2). ), the correlation R i with the set of feature quantities {e i,1 , e i,2 ,..., E i,n } indicating the amplitude of the myoelectric potential related to i is obtained. The muscle number determination unit 24 repeatedly calculates m times (the number of sensors) according to the following equation (1) to obtain a set of correlations {R 1 ,..., R m }.
本実施形態では、パッティングにおけるインパクト時の射出角度が大きいことは、運動動作であるパッティングの試行が悪いことを示す。そして、本実施形態では、上記のように運動動作の試行が悪いときに筋電位の振幅の値が大きい、つまり大きい射出角度に対して上記の相関（ここでは正の相関）の度合いが高い筋電データを検出する筋電センサの識別番号を特定し、この識別番号に対応する筋電センサによる筋電データの検出元の筋肉を特定する。 In the present embodiment, a large ejection angle at the time of impact in putting indicates that trial of putting, which is a motion operation, is bad. Further, in the present embodiment, as described above, when the trial of the motion operation is bad, the value of the amplitude of the myoelectric potential is large, that is, the muscle having a high degree of the above correlation (here, the positive correlation) with respect to the large ejection angle. The identification number of the myoelectric sensor that detects the electromyographic data is specified, and the muscle from which the myoelectric data is detected by the myoelectric sensor corresponding to this identification number is specified.
相関の求め方は、この式（１）に限られるものではなく、例えば、上記のように運動動作の試行が悪いときに値が大きくなる、移動対象物の移動に関わる特徴量（例えば上記の射出速度）に対して、筋電データの振幅を示す特徴量（筋肉の活動量）が正の相関を示し、または、運動動作の試行が悪い時に値が小さくなる、移動対象物の移動に関わる特徴量（例えば移動速度）に対して、筋電データの振幅を示す特徴量が負の相関を示すものであれば、特に限られない。 The method of obtaining the correlation is not limited to this equation (1). For example, as described above, when the trial of the motion operation is bad, the value becomes large. The feature amount (muscle activity amount) indicating the amplitude of myoelectric data has a positive correlation with the injection speed, or the value decreases when the trial of the motion operation is bad, and is related to the movement of the moving object. There is no particular limitation as long as the feature amount indicating the amplitude of the myoelectric data has a negative correlation with the feature amount (for example, moving speed).
（３）
上記の相関の度合いが高い筋電センサの識別番号を決定するために、筋肉番号決定部２４は、相関の集合｛Ｒ１，…，Ｒｍ｝を相関の値の降順にソートする。
(3)
In order to determine the identification number of the myoelectric sensor having a high degree of correlation, the muscle number determination unit 24 sorts the correlation set {R 1 ,..., R m } in descending order of the correlation value.
（４）
筋肉番号決定部２４は、（３）でソートしたうち、上位ｘ個の相関の値に関わる筋電センサの識別番号を出力する。このｘの値は入力部１９からの入力により得ることができる。また、上位ｘ個の相関の値に関わる筋電センサの識別番号を出力する代わりに、相関の度合いが一定以上である筋電センサの識別番号を出力してもよい。
(4)
The muscle number determination unit 24 outputs the identification number of the myoelectric sensor related to the value of the top x correlations sorted in (3). The value of x can be obtained by input from the input unit 19. Further, instead of outputting the identification numbers of the myoelectric sensors related to the top x correlation values, the identification numbers of the myoelectric sensors having a certain degree of correlation or more may be output.
以上のように、本発明の実施形態における筋活動可聴化装置は、試行の良し悪しを示す値を複数回数の試行のそれぞれについて計測し、試行による移動対象物が移動したタイミングの前後における筋電位の時間特性をもとに、筋電位の振幅を示す特徴量を複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算し、試行の良し悪しを示す値と筋電位の振幅を示す特徴量との相関を複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算し、複数箇所の筋肉のうち、相関の度合いが所定の条件を満たす筋肉の箇所を特定する。これにより、移動対象物を離れた位置に移動させる運動動作の試行が悪いときに、この運動動作に関係する筋動作が大きい筋肉の箇所を個人ごとに特定することができる。 As described above, the muscular activity audible device in the embodiment of the present invention measures the value indicating the quality of the trial for each of a plurality of trials, and the myoelectric potential before and after the timing when the moving target object is moved by the trial. Based on the time characteristic of, the feature amount indicating the amplitude of the myoelectric potential is calculated for each of the muscles at multiple locations, and the correlation between the value indicating the goodness of the trial and the feature amount indicating the amplitude of the myoelectric potential is calculated at multiple locations. The calculation is performed for each of the muscles, and the portion of the muscles at which the degree of correlation satisfies a predetermined condition is specified among the muscles at the plurality of locations. This makes it possible to specify, for each individual, a muscle portion having a large muscle motion related to this motion motion when the trial of the motion motion for moving the moving object to a distant position is poor.
また、このように、悪い試行に関係する筋肉を特定した後は、これ以外の箇所の筋肉に装着する筋電センサを取り外してもよくなるので、筋電位を測定する箇所を減らすこともできる。 Further, after identifying the muscles involved in the bad trials in this way, the myoelectric sensors attached to the muscles at other locations may be removed, so that the locations where the myoelectric potential is measured can be reduced.
（変形例について）
上記の例では、計測部２１により、試行によるゴルフボール１３の射出角度を計測し、この角度が大きい時の試行と相関の度合いが高い筋肉の箇所を特定する例について説明したが、これに限らず、運動動作の試行の良し悪しを示す値であれば、例えば、カメラ１０により撮影した動画に基づいて、計測部２１により、試行によるゴルフボール１３の射出速度を運動動作の試行の良し悪しを示す値として計測し、この速度が遅い時の試行と相関の度合いが高い筋肉の箇所を特定するようにしてもよい。
(About modification)
In the above example, the measurement unit 21 measures the injection angle of the golf ball 13 by trial and specifies the muscle portion having a high degree of correlation with the trial when this angle is large, but the present invention is not limited to this. However, if the value indicates the quality of the trial of the exercise operation, for example, based on the moving image taken by the camera 10, the measuring unit 21 determines the ejection speed of the golf ball 13 by the trial, the quality of the trial of the exercise operation. It is also possible to measure as the indicated value and specify a muscle portion having a high degree of correlation with the trial when the speed is slow.
この場合、上記の射出角度の特徴量は、射出速度の特徴量に置き換え、上記の射出角度・筋活動対応テーブルを射出速度・筋活動対応テーブルとし、このテーブルに、試行ごとについて射出速度の特徴量を格納した上で、この特徴量の集合と、筋電センサの振幅を示す特徴量の計算結果の集合との相関を計算することができる。 In this case, the above injection angle feature quantity is replaced with the injection speed feature quantity, and the above injection angle/muscle activity correspondence table is used as the injection speed/muscle activity correspondence table. After storing the amount, it is possible to calculate the correlation between this set of feature amounts and the set of calculation results of the feature amount indicating the amplitude of the myoelectric sensor.
この変形例では、パッティングにおけるインパクト時の射出速度が遅いこと（負の相関）は、運動動作の試行が悪いことを示す。そして、上記のように運動動作の試行が悪いときに対して、筋電位の振幅の値が大きい、つまり上記の相関の度合いが高い筋電センサの番号を特定し、この番号に対応する筋電センサによる筋電データの検出元の筋肉を特定することができる。 In this modified example, a slow injection speed at the time of impact in putting (negative correlation) indicates that the trial of the motion operation is bad. Then, the number of the myoelectric sensor having a large value of the amplitude of the myoelectric potential, that is, the degree of the above correlation is identified when the trial of the exercise operation is bad as described above, and the myoelectric sensor corresponding to this number is identified. The muscle from which the sensor detects the myoelectric data can be specified.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements within a range not departing from the gist of the invention in an implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, the constituent elements of different embodiments may be combined appropriately.
また、各実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。 In addition, the method described in each embodiment is, as a program (software means) that can be executed by a computer (computer), for example, a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, It can also be stored in a recording medium such as a DVD, MO, etc.), a semiconductor memory (ROM, RAM, flash memory, etc.), or transmitted by a communication medium for distribution. It should be noted that the programs stored on the medium side also include setting programs for configuring software means (including not only execution programs but also tables and data structures) to be executed by the computer in the computer. The computer that realizes the present device reads the program recorded in the recording medium, constructs software means by the setting program in some cases, and executes the above-mentioned processing by controlling the operation by this software means. The recording medium in the present specification is not limited to distribution, but includes a storage medium such as a magnetic disk or a semiconductor memory provided inside a computer or in a device connected via a network.
１０…カメラ、１１…マーカ、１２…参加者、１３…ゴルフボール、１４…パター、１５ａ…第１筋電センサ、１５ｂ…第２筋電センサ、１６…振幅解析部、１７…加速度センサ、１８…インパクト検出部、２０…筋活動可聴化装置、２１…計測部、２２…積分部、２３…蓄積部、２４…筋肉番号決定部。 10... Camera, 11... Marker, 12... Participant, 13... Golf ball, 14... Putter, 15a... 1st myoelectric sensor, 15b... 2nd myoelectric sensor, 16... Amplitude analysis part, 17... Acceleration sensor, 18 ... impact detection unit, 20... muscle activity audible device, 21... measurement unit, 22... integration unit, 23... accumulation unit, 24... muscle number determination unit.
Claims (3)
前記筋肉の活動としての、移動対象物を移動させるための運動動作の複数回数の試行により移動した前記移動対象物の移動開始から停止までの画像を前記複数回数の試行のそれぞれについて撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像結果に基づいて、前記移動対象物の移動を示す値であって、前記試行の良し悪しを示す値を前記複数回数の試行のそれぞれについて計測する計測手段と、
前記検出手段による検出結果で示される、前記試行による前記移動対象物が移動したタイミングの前後における前記筋電位の時間特性を積分することにより、前記筋電位の振幅を示す特徴量を前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算する計算手段と、
前記計測手段により計測した値と前記計算手段により計算した特徴量との相関を前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算し、前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のうち、相関の度合いが所定の条件を満たす、前記同一人物の前記筋肉の箇所を特定する特定手段とを備え、
前記撮像手段は、
前記試行により移動した前記移動対象物の移動停止位置、前記試行による前記移動対象物の移動開始位置、および前記移動対象物の移動先としての目標位置を前記複数回数の試行のそれぞれについて撮像し、
前記計測手段は、
前記撮像手段による撮像結果に基づいて、前記移動開始位置から前記目標位置の間に対する、前記移動開始位置から前記移動停止位置の間がなす角度を、前記試行の良し悪しを示す値として、前記複数回数の試行のそれぞれについて計測する、
筋活動可聴化装置。 Detecting means for detecting the time characteristic of the myoelectric potential indicating the activity of the muscles of the same person to be measured at a plurality of points, and
An image capturing unit that captures an image of the moving object moved from the start to the stop of the moving object, which is moved by a plurality of trials of a motion operation for moving the moving object, as the activity of the muscle, for each of the plurality of trials. When,
Based on the image pickup result by the image pickup unit, a value indicating the movement of the moving object, a measuring unit that measures a value indicating the quality of the trial for each of the plurality of trials,
By integrating the time characteristics of the myoelectric potential before and after the timing at which the moving object is moved by the trial, which is indicated by the detection result by the detection means, the feature amount indicating the amplitude of the myoelectric potential of the same person is obtained. Calculation means for calculating each of the plurality of muscles,
The correlation between the value measured by the measuring unit and the feature amount calculated by the calculating unit is calculated for each of the plurality of muscles of the same person, and the degree of correlation among the muscles of the plurality of places of the same person. Satisfying a predetermined condition, comprising a specifying means for specifying the muscle part of the same person ,
The imaging means is
A moving stop position of the moving object moved by the trial, a moving start position of the moving object by the trial, and a target position as a moving destination of the moving object are imaged for each of the plurality of trials,
The measuring means,
Based on the image pickup result by the image pickup means, an angle formed by the movement start position and the movement stop position with respect to the movement start position and the target position is defined as a value indicating the quality of the trial. Measure each of the number of trials,
Muscular activity audible device.
測定の対象となる同一人物の複数箇所の筋肉の活動を示す筋電位の時間特性を前記複数箇所のそれぞれについて検出し、
前記筋肉の活動としての、移動対象物を移動させるための運動動作の複数回数の試行により移動した前記移動対象物の移動開始から停止までの画像を前記複数回数の試行のそれぞれについて撮像し、
撮像結果に基づいて、前記移動対象物の移動を示す値であって、前記試行の良し悪しを示す値を前記複数回数の試行のそれぞれについて計測し、
前記検出の結果で示される、前記試行による前記移動対象物が移動したタイミングの前後における前記筋電位の時間特性を積分することにより、前記筋電位の振幅を示す特徴量を前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算し、
前記計測した値と前記計算した特徴量との相関を前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のそれぞれについて計算し、前記同一人物の前記複数箇所の筋肉のうち、相関の度合いが所定の条件を満たす、前記同一人物の前記筋肉の箇所を特定し、
前記撮像することは、
前記試行により移動した前記移動対象物の移動停止位置、前記試行による前記移動対象物の移動開始位置、および前記移動対象物の移動先としての目標位置を前記複数回数の試行のそれぞれについて撮像することを含み、
前記計測することは、
前記撮像結果に基づいて、前記移動開始位置から前記目標位置の間に対する、前記移動開始位置から前記移動停止位置の間がなす角度を、前記試行の良し悪しを示す値として、前記複数回数の試行のそれぞれについて計測することを含む、
筋活動可聴化方法。 A method applied to a muscle activity audible device comprising:
Detecting the time characteristic of the myoelectric potential indicating the activity of the muscles of the same person to be measured at each of the plurality of locations,
As an activity of the muscle, an image from a movement start to a stop of the moving object moved by a plurality of trials of a motion operation for moving the moving object is imaged for each of the plurality of trials,
Based on the imaging result, a value indicating the movement of the moving object, a value indicating the quality of the trial is measured for each of the plurality of trials,
By integrating the time characteristics of the myoelectric potential before and after the timing at which the moving object is moved by the trial, which is indicated by the result of the detection, the characteristic amount indicating the amplitude of the myoelectric potential is calculated by the plurality of the same person. Calculate for each muscle of the place,
The correlation between the measured value and the calculated feature amount is calculated for each of the plurality of muscles of the same person, and the degree of correlation among the plurality of muscles of the same person satisfies a predetermined condition. , Specify the muscle part of the same person ,
The imaging is
Imaging the movement stop position of the moving object moved by the trial, the movement start position of the moving object by the trial, and the target position as the movement destination of the moving object for each of the plurality of trials. Including
The measuring is
Based on the imaging result, the angle between the movement start position and the movement stop position with respect to the distance between the movement start position and the target position is set as a value indicating the quality of the trial, and the plurality of trials are performed. Including measuring each of,
How to make muscle activity audible.
前記コンピュータを、
前記検出手段、前記撮像手段、前記計測手段、前記計算手段、および前記特定手段
として機能させるための筋活動可聴化処理プログラム。 A program used for a computer that operates as a part of the muscle activity audible device according to claim 1,
The computer,
A muscular activity audible processing program for functioning as the detection means, the imaging means, the measurement means, the calculation means, and the identification means.
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