專利名稱：利用人體信息的發(fā)聲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是通過傳感器收集呼吸、心跳次數(shù)、血壓、腦波等人體信 息，輸出音樂、畫外音、節(jié)奏等聲音信息的利用人體信息的發(fā)聲裝置。
背景技術(shù)：
生病后再治病所需的成本，遠(yuǎn)高于生病前進(jìn)行預(yù)防的成本。維持 并增進(jìn)健康的方法雖有多種，但運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是最有效的一種。另一方 面，因?yàn)檫M(jìn)行了不當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)事故也經(jīng)常發(fā)生。為了解決 這個(gè)問題，必需對(duì)個(gè)人的體力及運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)指導(dǎo)，僅 靠運(yùn)動(dòng)中的個(gè)人感覺及知識(shí)難以解決這個(gè)問題。為此，以運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)為 專業(yè)的教練必需對(duì)運(yùn)動(dòng)員個(gè)人的體力，進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。但是，由于 成本及時(shí)間等問題，并非每個(gè)人都能得到運(yùn)動(dòng)教練的指導(dǎo)。所以今天， 越來越多的人使用電腦及運(yùn)動(dòng)支援器材，以，持并增進(jìn)健康。
參考專利文獻(xiàn)1 :專利公開JP 2 0 0 7 — 7 5 1 7 2號(hào)公報(bào)； 參考專利文獻(xiàn)2:專利公開JP 2 0 0 7 — 1 9 3 9 0 8號(hào)公報(bào)。 本發(fā)明使用戶能夠適當(dāng)?shù)厥褂蒙鲜鲞\(yùn)動(dòng)，材，應(yīng)用聲音實(shí)現(xiàn)有效
的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)。本發(fā)明提出的聲音功能裝備于i動(dòng)支援器材，可進(jìn)行有
效的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)。 .

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)問題是要提供一種為了進(jìn)行有效的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)，為了 指導(dǎo)人的動(dòng)作以便正確地測(cè)量人體信息，必需即時(shí)地測(cè)量實(shí)驗(yàn)對(duì)象的 人體信息，并對(duì)應(yīng)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)的利用人體信息的發(fā)聲裝置。
為了對(duì)人的動(dòng)作進(jìn)行指導(dǎo)，除了將耳聞目睹的信息直接反饋到身
4體之外，今天，最簡(jiǎn)單易行的方法莫過于應(yīng)用聲音進(jìn)行指導(dǎo)。但是， 這種指導(dǎo)也存在問題因?yàn)橹笇?dǎo)者經(jīng)驗(yàn)與感覺的不同，通過語言或通 過機(jī)械發(fā)聲進(jìn)行的指導(dǎo)未必適當(dāng)。
另外，依靠人的經(jīng)驗(yàn)與感覺進(jìn)行指導(dǎo)，導(dǎo)致的問題是不同的指導(dǎo) 者下達(dá)非標(biāo)準(zhǔn)的、各有不同的指令。
本發(fā)明著眼于此類問題，應(yīng)用機(jī)器控制的聲音，與人進(jìn)行的指導(dǎo) 相比，消除了不同指導(dǎo)者的差異，實(shí)現(xiàn)了基于實(shí)驗(yàn)對(duì)象人體信息的聲 音輸出。
為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種利用人體信息的發(fā) 聲裝置，將收集人體信息的傳感器與一選擇控制器連接，選擇控制器
控制選擇音樂設(shè)備數(shù)字接口 MIDI裝置制作的聲音信息、數(shù)字聲音數(shù) 據(jù)庫中的聲音，通過揚(yáng)聲器輸出聲音信息作為控制手段，誘導(dǎo)人體信 息達(dá)到預(yù)定的范圍。
所述聲音信息包括應(yīng)用了 MIDI裝置制作的聲音和將人的聲音錄 制成數(shù)字聲音的數(shù)據(jù)語音，其中，MIDI裝置發(fā)生的聲音至少有2種 音軌，分別生成音樂和節(jié)奏。
輸出的聲音至少包括音樂、節(jié)奏、語音3個(gè)種類，使用MIDI音 符輸出的聲音形成音樂和節(jié)奏，并播放錄制的數(shù)據(jù)語音。
所述選擇控制器設(shè)定有人體正常信息數(shù)值范圍，控制MIDI聲音 的輸出速度加快或放慢，使人體狀態(tài)回歸正常，并使MIDI聲音輸出 保持到達(dá)數(shù)值范圍時(shí)的輸出速度。
利用傳感器從人體取得信息，對(duì)應(yīng)不同的人體信息，選擇輸出不 同的聲音數(shù)據(jù)；聲音數(shù)據(jù)分為多個(gè)階段，分別是設(shè)定范圍的中間范 圍、設(shè)定范圍的下限范圍、設(shè)定范圍的上限范圍、低于設(shè)定范圍下限 的范圍、超過設(shè)定范圍上限的范圍。
如果在一定時(shí)間內(nèi)加快了聲音的輸出速度，但測(cè)定的人體信息仍 然沒有到達(dá)設(shè)定范圍內(nèi)，即停止聲音的輸出。本發(fā)明的優(yōu)越功效在于
1) 將本發(fā)明應(yīng)用于任何運(yùn)動(dòng)器械上，可進(jìn)行有效的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)；
2) 本發(fā)明應(yīng)用機(jī)器控制的聲音，與人進(jìn)行的指導(dǎo)相比，消除了不同 指導(dǎo)者的差異，實(shí)現(xiàn)了基于實(shí)驗(yàn)對(duì)象人體信息的聲音輸出。


圖l為發(fā)聲裝置方框圖2為發(fā)聲裝置示意圖3為聲音輸出時(shí)間的控制狀態(tài)示意圖4為音量控制狀態(tài)示意圖5為音樂與節(jié)奏輸出速度的控制狀態(tài)示意圖6為畫外音輸出信息的控制狀態(tài)示意圖7為外部聲音接入與否的方框圖8 (包括圖8A和圖8B)為節(jié)奏與音樂的控制狀態(tài)示意圖; 圖9為使用腦波測(cè)量裝置的發(fā)聲裝置的控制狀態(tài)示意圖。 圖中標(biāo)號(hào)說明
1—人體信息傳感器； 2—選擇控制器；
3^MIDI裝置
301—音軌； 302—節(jié)奏軌； 4一數(shù)字聲音數(shù)據(jù)庫； 5—揚(yáng)聲器；
6—外部聲音。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱附圖所示，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明提供了一種利用人體信息的發(fā)聲裝置，將收集人體信息的 傳感器1與一選擇控制器2連接，選擇控制器2控制選擇MIDI裝置 3制作的聲音信息、數(shù)字聲音數(shù)據(jù)庫4中的聲音，通過揚(yáng)聲器5輸出聲音信息作為控制手段，誘導(dǎo)人體信息達(dá)到預(yù)定的范圍。
所述聲音信息包括應(yīng)用了 MIDI裝置3制作的聲音和將人的聲音 錄制成數(shù)字聲音的數(shù)據(jù)語音，其中，MIDI裝置發(fā)生的聲音至少有2 種音軌，為音軌301和節(jié)奏軌302，分別生成音樂和節(jié)奏。
輸出的聲音至少包括音樂、節(jié)奏、語音3個(gè)種類，使用MIDI音 符輸出的聲音形成音樂和節(jié)奏，并播放錄制的數(shù)據(jù)語音。
所述選擇控制器2設(shè)定有人體正常信息數(shù)值范圍，控制MIDI聲 音的輸出速度加快或放慢，使人體狀態(tài)回歸正常，并使MIDI聲音輸 出保持到達(dá)數(shù)值范圍時(shí)的輸出速度。
利用傳感器1從人體取得信息，對(duì)應(yīng)不同的人體信息，選擇輸出 不同的聲音數(shù)據(jù)；聲音數(shù)據(jù)分為多個(gè)階段，分別是設(shè)定范圍的中間 范圍、設(shè)定范圍的下限范圍、設(shè)定范圍的上限范圍、低于設(shè)定范圍下 限的范圍、超過設(shè)定范圍上限的范圍。
如果在一定時(shí)間內(nèi)加快了聲音的輸出速度，但測(cè)定的人體信息仍 然沒有到達(dá)設(shè)定范圍內(nèi)，即停止聲音的輸出。
本發(fā)明提供了一種利用人體信息的發(fā)聲裝置，結(jié)合收集人體信息 的傳感器1與制作聲音信息的MIDI裝置3以及數(shù)字聲音文件數(shù)據(jù)與 傳感器信息與聲音信息；加上控制是否從揚(yáng)聲器5輸出聲音的程序。
在傳感器部分，對(duì)應(yīng)不同的測(cè)量對(duì)象，如呼吸、心跳次數(shù)、腦 波、血壓，各自選擇相應(yīng)的傳感器；用于生成聲音的音源，使用MIDI 與人的聲音錄制成數(shù)字聲音數(shù)據(jù)的音源，其中，MIDI使用主要生成 音樂與節(jié)奏的2個(gè)軌，如圖1所示。
在聲音的選擇方面，與事先預(yù)測(cè)的正常范圍的限值進(jìn)行比較，判 斷傳感器收集的信息是偏高、偏低、還是處于限值內(nèi)，并選擇輸出的 聲音，由組合了 MIDI音源的數(shù)字符號(hào)制作的MIDI音樂根據(jù)來自人體 的測(cè)量信息，決定音樂的輸出速度。
同樣的，由組合了 MIDI音源的數(shù)字符號(hào)制作的MIDI根據(jù)來自人
7體的測(cè)量信息，決定節(jié)奏的輸出速度。
輸出速度的時(shí)間軸的音軌與節(jié)奏軌相同，利用軟件輸出任意一方 或雙方的聲音信息。
如圖2所示，數(shù)字聲音數(shù)據(jù)庫4的聲音選擇結(jié)構(gòu)是對(duì)登錄到數(shù)字
聲音數(shù)據(jù)庫的多個(gè)聲音數(shù)據(jù)各自賦予不同的ID，比較聲音輸出控制
程序收集的人體信息的狀態(tài)與事先準(zhǔn)備的人體信息，根據(jù)兩者的差異 輸出目的聲音。
根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，通過傳感器1從人體取得人體信息，并將信息傳 遞給聲音選擇功能，那么，即可根據(jù)人體信息選擇并輸出聲音數(shù)據(jù)與 音樂輸出速度及節(jié)奏輸出速度。
MIDI是Musical Instrument Digital Interface的簡(jiǎn)稱，為音 樂設(shè)備數(shù)字接口，是電音合成器等電子樂器演奏信息的數(shù)據(jù)形式、通 信協(xié)議、物理接口的標(biāo)準(zhǔn)。
MIDI數(shù)據(jù)擁有小節(jié)、拍等時(shí)間概念，可以記錄音符信息，即記 錄在其音階上的何時(shí)以怎樣的強(qiáng)度按哪一個(gè)，也就是說，MIDI數(shù)據(jù) 可以稱為電子樂器的樂譜。
此外，還針對(duì)各部分的音色選擇、音量、左右的定位信息、混響、 合唱效果的程度等與樂器控制有關(guān)的各種信息進(jìn)行處理。
音樂、畫外音、節(jié)奏的組合輸出的聲音分為音樂、節(jié)奏、聲音 這3個(gè)種類，音樂與節(jié)奏是應(yīng)用MIDI音符的聲音輸出，聲音即播放
錄制的聲音。
使用相同的程序控制輸出音樂與節(jié)奏的速度，在相同的音符位置 以相同的速度輸出。輸出控制程序決定音樂與節(jié)奏的輸出速度，輸出 聲音。比較通過傳感器收集的人體信息與事先設(shè)定的限值，對(duì)應(yīng)比較 結(jié)果，選擇并輸出相應(yīng)的聲音數(shù)據(jù)。
如此，利用程序控制了MIDI音樂的輸出速度，再將MIDI音樂、
人體信息與事先設(shè)定的限值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果決定聲音的輸出，如圖3所示，通過這些組合實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。
MIDI的II聲道的音量控制從MIDI輸出的音樂與節(jié)奏這2種 聲音，根據(jù)用戶的選擇，可以兩邊同時(shí)輸出或輸出單邊的軌。另外， 節(jié)奏軌僅在進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的人體信息范圍時(shí)可以輸出。音軌與限值無 關(guān)，設(shè)定為0N/0FF，如圖4所示。
調(diào)整音樂與節(jié)奏的輸出速度比較通過傳感器收集的人體信息與 事先設(shè)定的限值，決定音樂與節(jié)奏的輸出速度。但人體信息總是存在 微妙的變化，如果直接將變化信息用于控制音樂與節(jié)奏的輸出速度， 輸出的音樂與節(jié)奏聽起來將變得不穩(wěn)定，會(huì)造成聽眾的精神壓力。為 了解決這個(gè)問題，使音樂的輸出分步變化，分步量根據(jù)測(cè)量的人體信 息的內(nèi)容而定，如圖5所示。
誘導(dǎo)功能，使測(cè)量的人體信息留在設(shè)定范圍內(nèi)使測(cè)量的人體信
息留在設(shè)定范圍內(nèi)，可以取得有效的測(cè)量結(jié)果，因此在本發(fā)明中，根 據(jù)測(cè)量數(shù)值在設(shè)定范圍內(nèi)的位置變化，相應(yīng)地變更聲音輸出內(nèi)容。當(dāng)
測(cè)量數(shù)值位于設(shè)定范圍的中間范圍時(shí)，MIDI音樂的輸出速度保持不 變，維持此時(shí)的輸出速度。
當(dāng)測(cè)量數(shù)值位于設(shè)定范圍的下限時(shí)，使MIDI音的輸出速度分步 上升，輸出提高測(cè)量數(shù)值的聲音速度，直到達(dá)到設(shè)定范圍的中間范圍。
當(dāng)測(cè)量數(shù)值位于設(shè)定范圍的上限時(shí)，分步放緩MIDI音樂的輸出 速度，輸出降低測(cè)量數(shù)值的聲音速度，直到達(dá)到設(shè)定范圍的中間范圍， 擁有聲音誘導(dǎo)功能，使測(cè)量的人體信息保持在設(shè)定范圍內(nèi)。
逐步熱身輸出需收集人體信息的人裝好傳感器，為了適當(dāng)?shù)厥?集人體信息頗費(fèi)時(shí)間。某些時(shí)候，還可能花了時(shí)間卻無法適當(dāng)?shù)氖占?人體信息。這了解決這個(gè)問題，本發(fā)明擁有誘導(dǎo)功能，可利用聲音誘 導(dǎo)，恢復(fù)適當(dāng)?shù)娜梭w狀態(tài)。
為了判斷人體狀態(tài)是否適當(dāng)，將其與事先準(zhǔn)備的數(shù)值范圍進(jìn)行比 較。為了應(yīng)用聲音恢復(fù)適當(dāng)?shù)娜梭w狀態(tài)，由于MIDI的聲音輸出可誘
9導(dǎo)低于目標(biāo)數(shù)據(jù)范圍的人體信息，因此最初應(yīng)用MIDI音樂的輸出速 度，階段性地加快輸出速度，在達(dá)到目標(biāo)數(shù)值范圍的階段內(nèi)，停止階 段性加快輸出速度的功能，并保持達(dá)到數(shù)值范圍時(shí)的輸出速度。
逐步放松輸出需收集人體信息的人裝好傳感器，適當(dāng)?shù)厥占?體信息后，如果突然中止測(cè)量，可能對(duì)用戶的身體造成負(fù)擔(dān)。為了解 決這個(gè)問題，本發(fā)明擁有聲音誘導(dǎo)功能，花費(fèi)一些時(shí)間，可以將測(cè)量 時(shí)的人體狀態(tài)誘導(dǎo)為穩(wěn)定時(shí)的身體狀態(tài)。
為了判斷人體狀態(tài)是否穩(wěn)定，比較在熱身誘導(dǎo)前收集的人體信 息，判斷其是否處在事先設(shè)定的范圍內(nèi)。
為了利用聲音恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)的身體狀態(tài)，從根據(jù)當(dāng)前的測(cè)量結(jié)果制
作的聲音輸出速度開始，階段性地降低輸出速度，降低MIDI輸出速 度，直到其達(dá)到事先設(shè)定的穩(wěn)定時(shí)的人體狀態(tài)的范圍內(nèi)，在達(dá)到目標(biāo) 數(shù)值范圍時(shí)，停止使用MIDI音樂進(jìn)行逐步放松輸出。
選擇畫外音輸出信息的方法對(duì)應(yīng)來自人體的不同信息，選擇并
輸出的聲音數(shù)據(jù)的各有不同。
聲音數(shù)據(jù)的分為5個(gè)階段，分別是設(shè)定范圍的中間范圍、設(shè)定
范圍的下限范圍、設(shè)定范圍的上限范圍、低于設(shè)定范圍下限的范圍、 超過設(shè)定范圍上限的范圍。
另外，在各范圍內(nèi)停留的時(shí)間測(cè)量結(jié)果也導(dǎo)致選擇的聲音輸出各
不相同。應(yīng)用以下的區(qū)分方法，選擇聲音輸出數(shù)據(jù)，如圖6所示 1 .設(shè)定范圍的中間范圍
2. 設(shè)定范圍的下限范圍
3. 設(shè)定范圍的上限范圍
4. 低于設(shè)定范圍下限的范圍
5. 超過設(shè)定范圍上限的范圍
6. 在各范圍內(nèi)停留的時(shí)間不同，導(dǎo)致不同的選擇標(biāo)準(zhǔn) 確保安全的功能當(dāng)來自傳感器的測(cè)量值在一定時(shí)間內(nèi)未達(dá)到目標(biāo)范圍內(nèi)時(shí)，本發(fā)明的功能可停止聲音輸出與測(cè)量操作。本發(fā)明的程 序可使來自人體的測(cè)量值在設(shè)定范圍內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，加快輸 出速度，使其進(jìn)入設(shè)定范圍內(nèi)，但是，當(dāng)聲音的輸出速度在規(guī)定時(shí)間 內(nèi)上升，測(cè)量的人體信息卻仍未到達(dá)設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，本發(fā)明判斷存在 危險(xiǎn)，將轉(zhuǎn)移程序，停止傳感器的測(cè)量與聲音的輸出。
本發(fā)明采用的設(shè)定范圍為固定值，即使可變，也將輸出其功能。 人體信息的設(shè)定范圍可隨用戶的人體條件與用戶的目的進(jìn)行更 改，但上述的音樂、畫外音、節(jié)奏的組合、音樂與節(jié)奏輸出速度的調(diào) 整、畫外音輸出信息的選擇方法不變。調(diào)整上述的音樂與節(jié)奏輸出速 度的分步量及上述畫外音輸出信息選擇方法的上限范圍數(shù)值、中間范 圍數(shù)值、下限范圍數(shù)值各不相同。
控制MIDI音樂與聲音輸出的音量在本發(fā)明的聲音輸出中，MIDI 音樂與聲音數(shù)據(jù)的輸出同時(shí)進(jìn)行。此時(shí)，存在的問題是難以聽到聲音 信息的輸出聲音。為了解決這個(gè)問題，在聲音信息的輸出過程中，降
低MIDI音樂的輸出音量，在結(jié)束聲音信息的輸出時(shí)，本發(fā)明能夠再 自動(dòng)恢復(fù)MIDI音樂的輸出音量。
應(yīng)用心跳信息時(shí)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用心跳傳感器與用戶的年齡信息、來
自用戶的問巻調(diào)查信息，決定身體信息的設(shè)定范圍。
首先，實(shí)施上述的逐步熱身輸出。應(yīng)用MIDI音樂的運(yùn)動(dòng)速度與
聲音輸出，有效地控制心跳次數(shù)，同時(shí)利用上述的誘導(dǎo)功能，使測(cè)量 的身體信息保持在設(shè)定范圍內(nèi)，使心跳次數(shù)保持在目標(biāo)設(shè)定范圍內(nèi)。 如果心跳次數(shù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持在設(shè)定范圍內(nèi)，即實(shí)施上述的逐 步放松輸出，然后結(jié)束應(yīng)用心跳信息的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)程序。
應(yīng)用呼吸信息時(shí)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用心跳傳感器、用戶的呼吸信息與來
自用戶的問巻調(diào)查信息，決定人體信息的設(shè)定范圍。
首先，實(shí)施上述的逐步熱身輸出。應(yīng)用MIDI音樂的運(yùn)動(dòng)速度與
聲音輸出，按照聲音誘導(dǎo)，有效地控制呼吸時(shí)間、呼吸深度與呼吸量，同時(shí)應(yīng)用上述的誘導(dǎo)功能，使測(cè)量的人體信息保持在設(shè)定范圍內(nèi)，使 氧氣攝入量與呼吸時(shí)間保持在目標(biāo)設(shè)定范圍內(nèi)。
如果氧氣攝入量與呼吸時(shí)間在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持在設(shè)定范圍內(nèi)，即 可實(shí)施上述的逐步放松輸出，結(jié)束應(yīng)用呼吸信息的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)程序。
應(yīng)用血壓信息時(shí)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用血壓傳感器、用戶的血壓信息與來 自用戶的問巻調(diào)査信息，決定人體信息的設(shè)定范圍。
當(dāng)精神狀態(tài)變得不穩(wěn)定，并且出現(xiàn)血壓變化時(shí)，應(yīng)用血壓信息。
首先，實(shí)施上述的逐步熱身輸出。應(yīng)用MIDI音樂的運(yùn)動(dòng)速度與 聲音輸出，按照聲音誘導(dǎo)，有效地控制呼吸時(shí)間、呼吸深度與呼吸量， 同時(shí)應(yīng)用上述的誘導(dǎo)功能，使測(cè)量的人體信息保持在設(shè)定范圍內(nèi)，使
氧氣攝入量與呼吸時(shí)間保持在目標(biāo)設(shè)定范圍內(nèi)。應(yīng)用MIDI音樂的運(yùn)
動(dòng)速度或運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與聲音輸出，使用戶按照聲音誘導(dǎo)，有效地控制呼 吸時(shí)間與呼吸深度，以血壓保持在目的范圍內(nèi)。
為了使血壓保持在目的范圍內(nèi)，應(yīng)用聲音誘導(dǎo)功能，使上述的測(cè) 量人體信息保持在設(shè)定范圍內(nèi)，使呼吸時(shí)間與呼吸深度保持在目標(biāo)設(shè) 定范圍內(nèi)。
如圖9所示，應(yīng)用腦波信息時(shí)的結(jié)構(gòu)本發(fā)明應(yīng)用腦波傳感器進(jìn)
行誘導(dǎo)，使用戶的腦波狀態(tài)保持在設(shè)定范圍內(nèi)。應(yīng)用腦波，測(cè)定4種
腦波S波、6波、(l波、P波中的一種或進(jìn)行組合測(cè)量，例如利用 聲音輸出及其速度誘導(dǎo)睡眠與實(shí)現(xiàn)精神統(tǒng)一。
首先，實(shí)施上述的逐步熱身輸出。應(yīng)用基于MIDI音樂的速度與
聲音輸出，有效地誘導(dǎo)睡眠及實(shí)現(xiàn)精神統(tǒng)一。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，應(yīng)用聲音誘導(dǎo)功能，使上述的測(cè)量人體信息
保持在設(shè)定范圍內(nèi)，使呼吸時(shí)間與呼吸深度保持在目標(biāo)設(shè)定范圍內(nèi)。 本發(fā)明為了進(jìn)一步提高安全性能，實(shí)現(xiàn)了單耳發(fā)聲。 通過單耳發(fā)聲，能夠同時(shí)聽見外部的聲音。如此一來，即使在室
外使用，不僅可以事先感知危險(xiǎn)，因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)聽到其他聲音，可以
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更有效地實(shí)現(xiàn)聲音指導(dǎo)功能。這是因?yàn)槿绻麘?yīng)用本發(fā)明的機(jī)器內(nèi)置的 聲音信息仍然不足以控制身體信息，可以有效地應(yīng)用外部的聲音進(jìn)行指導(dǎo)。
在本發(fā)明中，除了本系統(tǒng)內(nèi)置的MIDI音樂與聲音數(shù)據(jù)以外，還 可以接收來自外部的輸入聲音。
當(dāng)來自外部聲音6被輸入到本系統(tǒng)內(nèi)時(shí)，自動(dòng)斷開MIDI音軌的 聲音，并通過揚(yáng)聲器輸出來自外部的輸入音。即使接收來自外部的輸 入音，對(duì)MIDI音與聲音數(shù)據(jù)的輸出也沒有影響。外部輸入音的ON/ OFF使用用于外部輸入的機(jī)器開關(guān)，如圖7所示。
以4拍作為1單元的節(jié)奏音與音樂音構(gòu)成，如圖8A和圖8B所示。
編入MIDI內(nèi)的節(jié)奏音與音樂音的構(gòu)成以l音O. 2 5秒作為標(biāo) 準(zhǔn)，將0. 2 5秒的音按照4個(gè)順序組合，共4個(gè)音制成1單元1秒
的節(jié)奏模塊，并將其連接輸出。
擁有1拍0 . 2 5秒4拍一單元共計(jì)2秒輸出速度的音樂相當(dāng)于 1 2 0 b pm，這種聲音輸出速度可以有效地改善心肺功能，是可以 振奮精神的聲音輸出的下限速度。
應(yīng)用的音樂，可以將記錄于音軌內(nèi)的音樂分為1單元4拍。
如此，即使同時(shí)重復(fù)播放音樂與節(jié)奏，這種聲音輸出結(jié)構(gòu)，可以 防止因反復(fù)播放導(dǎo)致節(jié)奏的紊亂。
在編輯MIDI的聲音輸出速度時(shí)，通過調(diào)整4拍之間的播放間隔， 變更輸出速度。此時(shí)，無論增長還是減短4拍的輸出間隔，因?yàn)槠溟g 隔相同，采用的技法可減少輸出音樂的不諧調(diào)感。
本發(fā)明的應(yīng)用
1、在改善心肺功能的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)中，應(yīng)用心跳傳感器取得心跳信 息，輸出與該信息相符的聲音，應(yīng)用這種聲音，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)，以改 善心肺功能。
利用MIDI音樂作為運(yùn)動(dòng)的帶跳者，使心跳次數(shù)保持在設(shè)定限值
13范圍內(nèi)。MIDI的音軌結(jié)合音樂的輸出速度，調(diào)整音樂的輸出速度，
使輸出速度與測(cè)量的心跳信息對(duì)應(yīng)，并使心跳次數(shù)保持在心跳次數(shù)的 范圍內(nèi)。也就是說，將本發(fā)明應(yīng)用為運(yùn)動(dòng)的帶跑者。當(dāng)心跳次數(shù)接近
心跳范圍的上限或下限，不在心跳次數(shù)的范圍內(nèi)時(shí)，MIDI的節(jié)奏軌 應(yīng)用節(jié)奏音，為了強(qiáng)制性地使心跳次數(shù)返回目標(biāo)范圍內(nèi)，改變4拍節(jié) 奏音的輸出速度。在限值范圍外通過傳感器取得的人體信息位于限值 范圍內(nèi)時(shí)，或接近限值、超過限值、不在限值范圍內(nèi)時(shí)，將設(shè)定的各 種不同的聲音輸出給實(shí)驗(yàn)對(duì)象，為了使實(shí)驗(yàn)對(duì)象在運(yùn)動(dòng)中的心跳狀態(tài) 可以改善心肺功能，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)，以獲得有效的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。
2、 為了使精神狀態(tài)穩(wěn)定，應(yīng)用呼吸傳感器，通過聲音控制呼吸 速度與強(qiáng)度的指導(dǎo)裝置。
應(yīng)用呼吸傳感器，通過測(cè)量呼吸的時(shí)間、深度與氧氣攝入量，推 測(cè)精神的不穩(wěn)定程度。將精神的不穩(wěn)定程度與事先設(shè)定的精神的不穩(wěn) 定限值進(jìn)行比較，應(yīng)用音樂與節(jié)奏的輸出速度和聲音，使精神趨向穩(wěn) 定的呼吸方法，本功能可有效地指導(dǎo)呼吸。
3、 分娩時(shí)的呼吸指導(dǎo)裝置
本裝置在分娩時(shí)應(yīng)用有效的呼吸方法，可以緩解產(chǎn)婦精神及身體 上的痛苦，具有使分娩更加順利的效果。
應(yīng)用呼吸傳感器測(cè)量用戶的呼吸狀態(tài)。將測(cè)量的呼吸狀態(tài)，如呼 吸的時(shí)間、呼吸的深度、呼吸的強(qiáng)度與事先設(shè)定的呼吸范圍進(jìn)行比較， 對(duì)應(yīng)測(cè)量的呼吸信息的所處位置，變更輸出的MIDI音樂與節(jié)奏及聲 音信息，誘導(dǎo)呼吸，使其進(jìn)入事先設(shè)定的適當(dāng)范圍。
4、 用于治療過度呼吸的裝置
本裝置在治療過度呼吸時(shí)，應(yīng)用有效的呼吸方法，可以有效地緩 解過度呼吸引起的精神及身體上的痛苦，同時(shí)可以有效地治療過度呼 吸。
應(yīng)用呼吸傳感器，測(cè)量用戶的呼吸狀態(tài)。將測(cè)量的呼吸狀態(tài)，如事先設(shè)定的呼吸范圍進(jìn)行比
較，對(duì)應(yīng)測(cè)量的呼吸信息的所處位置，變更輸出的MIDI音樂與節(jié)奏 及聲音信息，誘導(dǎo)呼吸，使其進(jìn)入事先設(shè)定的適當(dāng)范圍。
5、 用于穩(wěn)定精神性血壓上升的裝置
應(yīng)用血壓傳感器、用戶的血壓信息及來自用戶的問巻調(diào)查信息， 決定身體信息的設(shè)定范圍，將該設(shè)定范圍與測(cè)量血壓進(jìn)行比較，應(yīng)用 有效的聲音輸出時(shí)間與聲音誘導(dǎo)功能，誘導(dǎo)用戶形成安靜時(shí)的血壓。
精神興奮并伴有劇烈的血壓上升時(shí)，特別是對(duì)患有心臟疾病的用 戶而言，劇烈的血壓上升是維持健康的大敵。為了解決這個(gè)問題，將 取自血壓傳感器的血壓信息與設(shè)定范圍進(jìn)行比較，誘導(dǎo)血壓進(jìn)入目標(biāo) 設(shè)定范圍，應(yīng)用血壓與MIDI音樂及節(jié)奏輸出速度的函數(shù)，決定對(duì)應(yīng) 的音樂及節(jié)奏輸出速度，決定輸出的聲音。
6、 應(yīng)用測(cè)量腦波信息的睡眠誘導(dǎo)裝置 使用腦波測(cè)量裝置，觀察到以下的腦波現(xiàn)象
S波小于O. 5 4Hz，在沉睡時(shí)出現(xiàn)； e波小于4 8Hz，在打盹兒的時(shí)候出現(xiàn)； a波小于8 1 3 Hz，在腦部正在休息的部位出現(xiàn)； e波小于l 3 4 0Hz，在精神活動(dòng)的部分出現(xiàn)。
根據(jù)觀察到的腦波信息，應(yīng)用MIDI音樂的輸出內(nèi)容及其播放速 度與聲音誘導(dǎo)e波與S波。音樂的輸出內(nèi)容由可以區(qū)分為1單元4拍 的音樂構(gòu)成，且擁有多個(gè)音色，對(duì)應(yīng)測(cè)量的狀態(tài)，選擇誘導(dǎo)睡眠的音
色與速度，誘導(dǎo)出現(xiàn)e波與s波，如圖9所示。
7、應(yīng)用腦波與心跳信息的禪宗的精神集中誘導(dǎo)裝置 應(yīng)用腦波測(cè)量裝置，觀察到以下現(xiàn)象 S波小于O. 5 4Hz，在沉睡時(shí)出現(xiàn)； e波小于4 8Hz，在打盹兒的時(shí)候出現(xiàn)； a波小于8 1 3Hz，在腦部正在休息的部位出現(xiàn)；
15e波小于l 3 4 0Hz，在精神活動(dòng)的部分出現(xiàn)。
根據(jù)觀察到的腦波信息，應(yīng)用MIDI音樂的輸出內(nèi)容及其播放速 度與聲音誘導(dǎo)p波。音樂的輸出內(nèi)容由可以區(qū)分為1單元4拍的音樂
構(gòu)成，且擁有多個(gè)音色，對(duì)應(yīng)測(cè)量的腦波狀態(tài)，選擇誘導(dǎo)睡眠的音色
與速度，誘導(dǎo)出現(xiàn)e波與s波。
8、 應(yīng)用位置信息傳感器的姿勢(shì)指導(dǎo)裝置
應(yīng)用位置信息傳感器，檢測(cè)安裝人體部位的位置與移動(dòng)量以及移 動(dòng)方向。對(duì)事先設(shè)定信息范圍的數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息進(jìn)行分級(jí)，比較分級(jí) 后的測(cè)量數(shù)據(jù)。應(yīng)用包括測(cè)量信息的對(duì)應(yīng)分級(jí)的音樂輸出速度、節(jié)奏 速度與聲音輸出，進(jìn)行聲音誘導(dǎo)，以控制行走姿勢(shì)、站姿及坐姿。
9、 應(yīng)用平衡傳感器的平衡指導(dǎo)裝置
應(yīng)用2個(gè)以上的重量傳感器與位置傳感器，各自檢測(cè)出施加于傳 感器之上的重力差，再應(yīng)用安裝在特定部位的位置傳感器檢測(cè)該部位 的位置與移動(dòng)量以及移動(dòng)方向。對(duì)事先設(shè)定信息范圍的數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信 息進(jìn)行分級(jí)，比較分級(jí)后的測(cè)量數(shù)據(jù)。應(yīng)用包括測(cè)量信息的對(duì)應(yīng)分級(jí) 的音樂輸出速度、節(jié)奏速度與聲音輸出，檢測(cè)身體各部位的設(shè)定位置 與差異，輸出聲音進(jìn)行差異補(bǔ)償，輸出擁有相應(yīng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與節(jié)奏的音 樂，以實(shí)現(xiàn)平衡的補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1、一種利用人體信息的發(fā)聲裝置，其特征在于將收集人體信息的傳感器與一選擇控制器連接，選擇控制器控制選擇音樂設(shè)備數(shù)字接口MIDI裝置制作的聲音信息、數(shù)字聲音數(shù)據(jù)庫中的聲音，通過揚(yáng)聲器輸出聲音信息作為控制手段，誘導(dǎo)人體信息達(dá)到預(yù)定的范圍。
2、 按權(quán)利要求1所述的利用人體信息的發(fā)聲裝置，其特征在于: 所述聲音信息包括應(yīng)用了 MIDI裝置制作的聲音和將人的聲音錄制成數(shù)字聲音的數(shù)據(jù)語音，其中，MIDI裝置發(fā)生的聲音至少有2種 音軌，分別生成音樂和節(jié)奏。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的利用人體信息的發(fā)聲裝置，其特征 在于輸出的聲音至少包括音樂、節(jié)奏、語音3個(gè)種類，使用MIDI音 符輸出的聲音形成音樂和節(jié)奏，并播放錄制的數(shù)據(jù)語音。
4、 按權(quán)利要求1或2或3所述的利用人體信息的發(fā)聲裝置，其特征在于所述選擇控制器設(shè)定有人體正常信息數(shù)值范圍，控制MIDI聲音 的輸出速度加快或放慢，使人體狀態(tài)回歸正常，并使MIDI聲音輸出 保持到達(dá)數(shù)值范圍時(shí)的輸出速度。
5、 按權(quán)利要求1或2或3或4所述的利用人體信息的發(fā)聲裝置， 其特征在于-利用傳感器從人體取得信息，對(duì)應(yīng)不同的人體信息，選擇輸出不 同的聲音數(shù)據(jù)；聲音數(shù)據(jù)分為多個(gè)階段，分別是設(shè)定范圍的中間范 圍、設(shè)定范圍的下限范圍、設(shè)定范圍的上限范圍、低于設(shè)定范圍下限 的范圍、超過設(shè)定范圍上限的范圍。
6、 按權(quán)利要求4所述的利用人體信息的發(fā)聲裝置，其特征在于: 如果在一定時(shí)間內(nèi)加快了聲音的輸出速度，但測(cè)定的人體信息仍然沒有到達(dá)設(shè)定范圍內(nèi)，即停止聲音的輸出。
全文摘要
一種利用人體信息的發(fā)聲裝置，將收集人體信息的傳感器與一選擇控制器連接，選擇控制器控制選擇MIDI裝置制作的聲音信息、數(shù)字聲音數(shù)據(jù)庫中的聲音，通過揚(yáng)聲器輸出聲音信息作為控制手段，誘導(dǎo)人體信息達(dá)到預(yù)定的范圍。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用機(jī)器控制的聲音，與人進(jìn)行的指導(dǎo)相比，消除了不同指導(dǎo)者的差異，實(shí)現(xiàn)了基于實(shí)驗(yàn)對(duì)象人體信息的聲音輸出。
文檔編號(hào)A61B5/02GK101439228SQ200810189040
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者伊丹由和 申請(qǐng)人:伊丹由和