JP2730910B2 - Waveform analysis method using ambiguous automata - Google Patents

Waveform analysis method using ambiguous automata

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JP2730910B2 JP63154049A JP15404988A JP2730910B2 JP 2730910 B2 JP2730910 B2 JP 2730910B2 JP 63154049 A JP63154049 A JP 63154049A JP 15404988 A JP15404988 A JP 15404988A JP 2730910 B2 JP2730910 B2 JP 2730910B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、被解析波形を解析するに際し、所謂あいま
いオートマトンを用いて、被解析波形に予め定めた基準
波形パターンの特徴が存在しているか否かにより、被解
析波形を解析する方法に関するものである。
The present invention relates to a method of analyzing a waveform to be analyzed, using a so-called ambiguous automaton, to determine whether or not a characteristic of a predetermined reference waveform pattern exists in the waveform to be analyzed. To analyze a waveform to be analyzed.

従来の技術およびその課題 循環器の疾患を診断するために解析される心電波形お
よび脈波形、音声認識のために解析される音声波形、遠
距離通信のときに識別される信号波形などのように、被
解析波形中に予め定められた基準波形パターンが存在す
るか否かに基づいて解析をするものとして、所謂パター
ンマッチング手法がある。このようなパターンマッチン
グ手法の一種に、DP(ダイナミックプログラミング)マ
ッチングが知られている。このようなDPマッチングは、
たとえば音声認識の分野において広く用いられる技術で
あって、基準波形パターンと被解析波形とを時間軸上で
相対移動させつつ両者のマッチングを検出するものであ
り、被解析波形の時間軸上での伸縮を吸収することがで
きる特徴がある。しかし、このDPマッチングによれば、
被解析波形に誤差が含まれると、マッチングが困難とな
り、また、得られた結果に対する理由付け或いは因果関
係を明確に説明できる要素に欠けるという不都合があっ
た。
2. Description of the Related Art Conventional techniques and problems such as electrocardiographic and pulse waveforms analyzed for diagnosing cardiovascular diseases, voice waveforms analyzed for voice recognition, and signal waveforms identified during telecommunications. There is a so-called pattern matching method for performing analysis based on whether or not a predetermined reference waveform pattern exists in a waveform to be analyzed. DP (dynamic programming) matching is known as one type of such a pattern matching method. Such DP matching is
For example, a technique widely used in the field of voice recognition, which detects a matching between a reference waveform pattern and an analyzed waveform while relatively moving the analyzed waveform on the time axis. There is a feature that can absorb expansion and contraction. However, according to this DP matching,
If an error is included in the analyzed waveform, matching becomes difficult, and there is a disadvantage that the reason for the obtained result or an element that can clearly explain the causal relationship is lacking.

また、パターンマッチング手法の他の一種に、ヒドン
マルコフ過程が知られている。この方法は、被解析波形
を確率モデルで表現することにより波形を解析しようと
するものであるので、状態に意味を持たせることがで
き、得られた結果に対してある程度の理由付けをするこ
とができるが、状態をブラックボックスとして与えるた
めに理由がある程度曖昧となることが避けられない。
As another type of pattern matching method, a hidden Markov process is known. This method attempts to analyze the waveform by expressing the analyzed waveform with a stochastic model, so it can give meaning to the state and give some reason to the obtained result. However, it is inevitable that the reason is somewhat ambiguous to give the state as a black box.

すなわち、上記DPマッチングやヒドンマルコフ過程を
波形解析に用いた場合には、得られた結果に対する信頼
性が確実に得られない場合があるのである。
That is, when the DP matching or the Hidden Markov process is used for waveform analysis, reliability of the obtained result may not be reliably obtained.

本発明者等は、以上の事情を背景として種々研究を重
ねた結果、被解析波形にファジー処理を施すことによ
り、誤差を含むが或る程度の確かさを保証したあいまい
なファジーデータとし、このあいまいなファジーデータ
を、基準波形パターンの特徴を検出するために予め定め
られた有限数の状態を備え且つ或る状態から他の状態へ
遷移する条件範囲がファジーデータ表現により定められ
た有限オートマトンに入力させ、ファジーデータの入力
終了点における状態の確信度に基づいて被解析波形の特
徴の存否を判定すると、データ処理が簡単となり且つ信
頼性の高い波形解析結果が容易に得られることを見出し
た。本発明は、斯る知見に基づいて為されたものであ
る。
The present inventors have conducted various studies on the background of the above circumstances, and as a result, by applying fuzzy processing to the analyzed waveform, to obtain vague fuzzy data including errors but guaranteeing a certain degree of certainty. The ambiguous fuzzy data is converted into a finite automaton having a predetermined finite number of states for detecting the characteristics of the reference waveform pattern and a condition range for transition from one state to another state defined by the fuzzy data expression. When inputting and determining the presence or absence of the feature of the analyzed waveform based on the certainty of the state at the input end point of the fuzzy data, it has been found that the data processing is simplified and a highly reliable waveform analysis result is easily obtained. . The present invention has been made based on such findings.

課題を解決するための手段 すなわち、本発明の要旨とするところは、被解析波形
の一部分若しくは全部を、予め定められた基準波形パタ
ーンの特徴が存在しているか否かに基づいて解析する方
法であって、(a)前記被解析波形を、所定の小区間毎
に、予め定められた複数段階の傾斜度に分類することに
より、ファジーデータを作成するファジー化工程と、
(b)前記基準波形パターンの特徴を検出するために予
め定められた複数種類の状態を備え且つ或る状態から他
の状態への遷移条件の範囲が前記複数段階の傾斜度に基
づいて定められているあいまいオートマトンを用いて、
前記ファジーデータを順次処理する処理工程と、(c)
その処理工程による処理により、前記ファジーデータの
入力終了時点における前記あいまいオートマトンの状態
の確信度に基づいて、前記被解析波形内に前記基準波形
パターンの特徴が存在しているか否かを判定する判定工
程とを、含むことにある。
Means for Solving the Problems That is, the gist of the present invention is a method of analyzing a part or all of a waveform to be analyzed based on whether or not a feature of a predetermined reference waveform pattern exists. (A) a fuzzy converting step of generating fuzzy data by classifying the analyzed waveform into predetermined plural degrees of gradient for each predetermined small section;
(B) a plurality of predetermined states for detecting the characteristics of the reference waveform pattern, and a range of transition conditions from one state to another state is determined based on the gradients at the plurality of stages; Using an ambiguous automaton
A processing step of sequentially processing the fuzzy data;
The processing in the processing step determines whether or not the feature of the reference waveform pattern exists in the analyzed waveform based on the certainty of the state of the fuzzy automaton at the end of the input of the fuzzy data. And a process.

作用 このようにすれば、ファジー化工程において、誤差を
含む被解析波形が、所定の小区間毎に、予め定められた
複数段階の傾斜度に分類されることにより、ある程度の
確かさが保証されたあいまいなファジーデータに変換さ
れた後、処理工程において、そのファジーデータが、基
準波形パターンの特徴を検出するために予め定められた
複数種類の状態を備え且つ或る状態から他の状態への遷
移条件の範囲が前記複数段階の傾斜度に基づいて定めら
れているあいまいオートマトンを用いて処理され、そし
て、判定工程において、前記ファジーデータの入力終了
時点におけるあいまいオートマトンの状態の確信度に基
づいて前記被解析波形内に基準波形パターンの特徴が存
在しているか否かが判定される。
Operation In this way, in the fuzzification process, the analyzed waveform including the error is classified into a plurality of predetermined gradients for each predetermined small section, so that a certain degree of certainty is guaranteed. After being converted to ambiguous fuzzy data, in a processing step, the fuzzy data has a plurality of predetermined states for detecting the characteristics of the reference waveform pattern and changes from one state to another state. The range of the transition condition is processed using the vague automaton defined based on the gradients of the plurality of stages, and in the determination step, based on the certainty of the state of the vague automaton at the end of the input of the fuzzy data. It is determined whether or not the feature of the reference waveform pattern exists in the analyzed waveform.

発明の効果 上記のように、本発明によれば、被解析波形が、所定
の小区間毎に、予め定めれらた複数段階の傾斜度にある
程度の確かさを保証したあいまいなファジーデータに変
換された後、複数の状態および状態間の遷移条件が明確
なあいまいオートマトンを用いて解析されるので、デー
タ処理が比較的簡単となり且つ信頼性の高い波形解析結
果が得られるのである。
Effect of the Invention As described above, according to the present invention, the analyzed waveform is converted into ambiguous fuzzy data in which a certain degree of certainty is assured at a plurality of predetermined gradients for each predetermined small section. After that, the plurality of states and the transition conditions between the states are analyzed using the definite vague automaton, so that the data processing becomes relatively simple and a highly reliable waveform analysis result is obtained.

実施例 以下、本発明の一適用例を図面に基づいて詳細に説明
する。
Embodiment Hereinafter, an application example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図において、脈波センサ10は、たとえば橈骨動
脈、足背動脈、頚動脈などの生態の動脈上に装着される
とともに、脈波が効率よく検出されるような最適な圧力
で動脈で押圧され、その動脈から発生する脈波を表す脈
波信号SMを出力するものである。この脈波信号SMの大き
さは、動脈内の血圧値に対応している。脈波信号SMは、
A/D変換器12を通してCPU14に逐次入力される。CPU14
は、ROM16、RAM18とともにマイクロコンピュータを構成
し、RAM18の記憶機能を利用しつつROM16に予め記憶され
たプログラムに従って入力信号を処理し、インタフェー
ス20を介して表示装置22へ表示信号を出力する。本装置
の場合には、上記プログラムに従って脈波信号SMから生
理的年齢を判定する。
In FIG. 1, a pulse wave sensor 10 is mounted on an ecological artery such as a radial artery, a dorsal artery, and a carotid artery, and is pressed by an artery at an optimal pressure for efficiently detecting a pulse wave. And a pulse wave signal SM representing a pulse wave generated from the artery. The magnitude of the pulse wave signal SM corresponds to the blood pressure value in the artery. The pulse wave signal SM is
The data is sequentially input to the CPU 14 through the A / D converter 12. CPU14
Configures a microcomputer together with the ROM 16 and the RAM 18, processes input signals in accordance with a program stored in the ROM 16 in advance while using the storage function of the RAM 18, and outputs a display signal to the display device 22 via the interface 20. In the case of this device, the physiological age is determined from the pulse wave signal SM according to the above program.

以下、第2図のフローチャートに従って作動を説明す
る。
The operation will be described below with reference to the flowchart of FIG.

先ず、ステップS1およびS2が実行されることにより、
RAM18内に記憶された脈波信号SMのうち、たとえば1周
期に相当する脈波信号SMが読み出されて、たとえば25ms
間隔の区間毎の平均値が求められる。この平均値を示す
一連の平均データbptにより表された脈波は第3図に示
すものであり、A/D変換器12のサンプリング周期(1ms)
に対応したポイントにて第4図に示される上記脈波信号
SMの波形(被解析波形)に比較して殆ど異なるところが
ない。上記ステップS2のデータ圧縮処理は、少ないデー
タで大量の波形を扱うことができるようにして、波形診
断処理に消費される時間や、ROM16或いはRAM18内におい
て占められる記憶領域を少なくする。上記の場合には25
ms間隔の区間毎の平均値が求められるので、1/25に軽減
される。
First, by performing steps S1 and S2,
Among the pulse wave signals SM stored in the RAM 18, a pulse wave signal SM corresponding to, for example, one cycle is read out, for example, for 25 ms.
The average value of each interval is calculated. Pulse wave represented by a series of average data bp t indicating the average value are those shown in FIG. 3, the sampling period of the A / D converter 12 (1 ms)
The pulse wave signal shown in FIG. 4 at the point corresponding to
There is almost no difference compared to the SM waveform (analyzed waveform). The data compression processing in step S2 enables a large amount of waveforms to be handled with a small amount of data, thereby reducing the time consumed for the waveform diagnosis processing and the storage area occupied in the ROM 16 or the RAM 18. 25 in the above case
Since the average value is obtained for each section at ms intervals, the average value is reduced to 1/25.

ステップS3においては、ステップS1において求められ
た一連の平均データbptから、次式(1)に従って一連
の差分データbpdtが求められ、この差分データbpdtによ
り被解析脈波を表すようにする。ここで、bptはt番目
の平均データであり、bpdtはt番目の差分データであ
る。また、Δは、平均データbptが算出された区間の時
間間隔を示している。上記差分データbpdtにより被解析
脈波が表される理由は、変化の度合、すなわち傾きにて
示した方が、脈波の傾向をより的確に表すことができる
ためである。
In step S3, a series of average data bp t determined at step S1, a series of difference data bpd t is determined according to the following equation (1), to represent the object to be analyzed pulse wave by the difference data bpd t . Here, bp t is the t-th average data, bpd t is the t-th of the difference data. Also, delta indicates the time interval of the section average data bp t is calculated. Reason for the analyzed pulse wave is represented by the difference data bpd t is the degree of change, that is, better shown in inclination, it can represent a trend of the pulse wave more accurately.

bpdt=(bpt−bpt-1)/Δ ・・・(1) ステップS4においては一連の差分データbpdtを複数段
階の傾きの度合(傾斜度)に分類付けすることにより、
ファジーデータを作成する。すなわち、差分データbpdt
は、測定器の誤差、測定時の誤差、測定対象からの誤差
などが混入しているので、絶対的に正しいものではない
が、ある程度のあいまいさを含んだ正しいデータとして
取り扱うことができるため、本実施例では、被解析波形
の傾斜度を小区間毎に示す差分データbpdtの値を、たと
えば第1表に示すように急激な増加、相当の増加、増
加、変化なし、減少、相当な減少、急激な減少という7
段階に対応したファジー値に変換するのである。
By attaching classifying the degree of inclination of the series of multiple stages differential data bpd t (gradient) in bpd t = (bp t -bp t -1) / Δ ··· (1) Step S4,
Create fuzzy data. That is, the difference data bpd t
Is not absolutely correct because it contains errors of measuring instruments, errors at the time of measurement, errors from the measurement target, etc., but it can be handled as correct data containing some ambiguity, in this embodiment, the value of the differential data bpd t indicating the slope of the analyzed waveform for each small section, for example a rapid increase as shown in table 1, considerable increase, increase, no change, decreased, considerable Decrease, sharp decrease 7
It is converted into a fuzzy value corresponding to the stage.

脈波信号SMにより入力された被解析波形は、上記のよ
うにファジーデータによって表されることにより、日常
用いる言葉に近い表現によって表される。たとえば、第
5図に示す幼児期の脈波は、急激な増加が続いた後で、
変化のない部分がほんの少しあり、その後、相当な減少
をした後で相当な増加を少し行い、その後このような変
化をもう一度繰り返した後で、相当に減少し続けるとい
うように表され得る。なお、脈波信号SMには誤差が含ま
れているため、上記のファジー値は、単にその変化の程
度に属する確率が高いことを示しているに過ぎない。た
とえば、増加といった場合には、増加状態である確率が
最も高いが、相当の増加とか変化なしという確率もあ
る。この確率をメンバーシップ値(=確信度)と称し、
ファジー値とメンバーシップ値との関係を表したものを
メンバーシップ関数(=ファジー関数)と称する。第6
図は、ファジー値が「0」についてのメンバーシップ関
数を例示するものであり、他のファジー値も同様のメン
バーシップ関数により示される確信度を備えている。
The analyzed waveform input by the pulse wave signal SM is represented by the fuzzy data as described above, so that it is represented by an expression close to a word commonly used. For example, the pulse wave of the childhood shown in FIG.
It may be expressed that there is only a small portion of no change, then a significant decrease followed by a significant increase, and then after such a change again, continues to decrease significantly. Since the pulse wave signal SM contains an error, the above-mentioned fuzzy value simply indicates that the probability of belonging to the degree of the change is high. For example, in the case of an increase, the probability of an increase state is the highest, but there is also a probability of a considerable increase or no change. This probability is called the membership value (= confidence),
A relationship between the fuzzy value and the membership value is called a membership function (= fuzzy function). Sixth
The figure exemplifies a membership function for a fuzzy value of “0”, and other fuzzy values have certainty factors indicated by similar membership functions.

ステップS5においては、予め記憶された自動判定アル
ゴリズムであるあいまいオートマトンにファジーデータ
が順次入力される。このあいまいオートマトンは、前記
ファジーデータ化された被解析脈波と基準波形パターン
との直接比較が煩雑であるところから、基準波形パター
ンの特徴の一部若しくは全部を的確に表現するために案
出されたものであり、基準波形パターンの特徴を示すた
めの有限の状態を備えているので有限オートマトンとも
称される。このあいまいオートマトンの各状態は、脈波
即ち基準脈波パターンの或る特徴を示している。第7
図、第8図、第9図は、予めROM16に記憶されたあいま
いオートマトンの一例であって、脈波の最大ピーク(最
高血圧)後の山の数を調べるためのオートマトン1、脈
波の最大ピーク数の平坦部の数を調べるためのオートマ
トン2、脈波の最大ピーク後に下がり続ける中に1つの
平坦な部分と1つの平坦または上がる部分が順に存在し
ていることを調べるためのオートマトン3を示してい
る。
In step S5, fuzzy data is sequentially input to an ambiguous automaton which is an automatic judgment algorithm stored in advance. This ambiguous automaton is devised in order to accurately represent a part or all of the features of the reference waveform pattern, since the direct comparison between the analyzed pulse wave converted into the fuzzy data and the reference waveform pattern is complicated. Since it has a finite state for indicating the characteristics of the reference waveform pattern, it is also called a finite state automaton. Each state of this ambiguous automaton indicates a certain characteristic of the pulse wave or reference pulse wave pattern. Seventh
FIG. 8, FIG. 8 and FIG. 9 are examples of the vague automaton stored in the ROM 16 in advance. The automaton 1 for examining the number of mountains after the maximum peak (systolic blood pressure) of the pulse wave, the maximum of the pulse wave An automaton 2 for examining the number of flat portions of the peak number, and an automaton 3 for examining that one flat portion and one flat or rising portion exist in order while continuing to fall after the maximum peak of the pulse wave. Is shown.

ここで、上記あいまいオートマトンの各状態Siは、フ
ァジーデータの入力に対応してあいまいに定まるもので
ある。すなわち、各状態Siは、その状態に存在している
程度を表す確信度を有しているものとし、あるファジー
データの入力が与えられたとき、どの状態へ遷移するか
の遷移条件の範囲が予め定められている。確信度が零で
ない状態は、活性化されているといい、ファジーデータ
の入力を受け付けることができるものとする。また、入
力aにより或る状態Siから他の状態Si+1に遷移するに際
しては、遷移条件範囲に示されたファジー値の確信度を
ファジー関数と入力aの確信度を示すファジー関数との
うち、小さい方の値の最大値を決定(MIN−MAX演算)
し、その最大値を状態Si+1の確信度とする。さらに、複
数の状態から同一の状態へ遷移する場合には、遷移先の
状態の確信度は、遷移する確信度のうちの最大のものが
採用される。
Here, each state S i of the fuzzy automata are those determined to obscure in response to the input of the fuzzy data. That is, each state S i has a certainty factor indicating the degree of existence in that state, and when a certain fuzzy data input is given, the range of the transition condition to which state transitions is made. Is predetermined. A state where the certainty factor is not zero is said to be activated, and the input of fuzzy data can be accepted. When transitioning from one state S i to another state S i + 1 by the input a, the fuzzy function indicating the certainty of the fuzzy value indicated in the transition condition range and the fuzzy function indicating the certainty of the input a Of the smaller value is determined (MIN-MAX operation)
Then, the maximum value is set as the certainty factor of the state S i + 1 . Further, when a transition is made from a plurality of states to the same state, the maximum certainty of the transition certainty is adopted as the certainty of the transition destination state.

たとえば、第7図のオートマトン1において、所期状
態では状態S0だけが確信度1とされて活性化されてい
る。このとき、ファジー値「−1」が入力されたとする
と、ファジー値「−1」が状態S0の維持状態に含まれる
ことから状態S0が確信度1.0に維持されるとともに、フ
ァジー値「−1」が状態S0から状態S1への遷移条件範囲
−3乃至−1内に含まれるから状態S2への遷移が行わ
れ、状態S1の確信度が1.0とされる。しかし、ファジー
値「0」が入力されたとすると、ファジー値「0」が状
態S0の維持条件に含まれることから状態S0が確信度1.0
に維持されるとともに、ファジー値「0」が状態S0から
状態S1への遷移条件範囲−3乃至−1内に含まれないに
も拘わらず、状態S1への遷移が行われ、状態S1の確信度
が0.5とされる。すなわち、ファジー値「0」自体があ
いまいであってその確信度が第6図のファジー関数F0
示す如くであり、上記遷移条件範囲自体もあいまいであ
ってその確信度が第10図のファジー関数F−1〜−3
示す如くであるから、第11図に示すように、MIN−MAX演
算の結果が0.5となり、状態S1の確信度が0.5となるので
ある。
For example, in the automaton 1 of FIG. 7, only the state S0 is activated with the certainty factor 1 in the expected state. At this time, if the fuzzy value “−1” is input, the state S0 is maintained at the certainty factor 1.0 because the fuzzy value “−1” is included in the maintenance state of the state S0, and the fuzzy value “−1” Is included in the transition condition range -3 to -1 from the state S0 to the state S1, the transition to the state S2 is performed, and the certainty factor of the state S1 is set to 1.0. However, when the fuzzy value “0” is input, the state S0 is included in the condition for maintaining the state S0, so that the state S0 has a certainty factor of 1.0.
And the transition to the state S1 is performed even though the fuzzy value “0” is not included in the transition condition range -3 to −1 from the state S0 to the state S1. The degree is assumed to be 0.5. That is, the fuzzy value “0” itself is ambiguous and its certainty is as shown by the fuzzy function F 0 in FIG. 6, and the transition condition range itself is also ambiguous and its certainty is As shown in the functions F -1 to F -3 , as shown in FIG. 11, the result of the MIN-MAX operation is 0.5, and the certainty factor of the state S1 is 0.5.

このようにして、1脈波分のファジー値が順次オート
マトンに入力されると、各オートマトンにおける特定の
状態の確信度は、それに到達するパターンマッチングの
なかで最も似ていると思われるものに対する適合度を与
えていると考えることができるのである。すなわち、オ
ートマトン1の状態S5の確信度が1.0である場合には、
入力されたファジーデータに対応した脈波おいて最大ピ
ーク後に山が2つ存在することを示している。また、オ
ートマトン2の状態S5の確信度が1である場合には、入
力されたファジーデータに対応した脈波形状において最
大ピーク後に平坦部が2つ存在することを示している。
また、オートマトン3の状態S5の確信度が1.0である場
合には、入力されたファジーデータに対応した脈波形状
において最大ピーク後に1つの平坦な部分と1つの平坦
または上がる部分とが順に存在することを示している。
In this way, when the fuzzy values for one pulse wave are sequentially input to the automaton, the certainty degree of the specific state in each automaton is matched to the pattern matching that seems to be the most similar among the pattern matchings that reach it. You can think of it as giving a degree. That is, when the certainty factor of the state S5 of the automaton 1 is 1.0,
This indicates that two peaks exist after the maximum peak in the pulse wave corresponding to the input fuzzy data. When the certainty factor of the state S5 of the automaton 2 is 1, it indicates that two flat portions exist after the maximum peak in the pulse wave shape corresponding to the input fuzzy data.
When the certainty factor of the state S5 of the automaton 3 is 1.0, one flat portion and one flat or rising portion are present in order after the maximum peak in the pulse wave shape corresponding to the input fuzzy data. It is shown that.

ステップS6においては、上記あいまいオートマトンに
ファジーデータが入力された結果が、予め求められたル
ールに従って評価され、どのような特徴が脈波に存在し
ているかが決定されるとともに、ステップS7においてそ
の評価結果が表示器22上に出力される。上記ルールは、
たとえば、以下の(a)および(b)に示すものであ
る。
In step S6, the result of inputting the fuzzy data to the fuzzy automaton is evaluated according to a previously determined rule, and what characteristics are present in the pulse wave is determined.In step S7, the evaluation is performed. The result is output on the display 22. The above rule is
For example, those shown in the following (a) and (b).

(a)オートマトン1の状態S5の信頼度が1.0で、オー
トマトン2と3の状態S5の信頼度が1.0でないならば、
脈波のパターンは幼児期のものである。
(A) If the reliability of state S5 of automaton 1 is 1.0 and the reliability of state S5 of automata 2 and 3 is not 1.0,
The pulse wave pattern is that of a child.

(b)オートマトン1と3の状態S5の信頼度が1.0で、
オートマトン2の信頼度が1.0でないならば、脈波のパ
ターンは青年期ものである。
(B) The reliability of state S5 of automata 1 and 3 is 1.0,
If the reliability of automaton 2 is not 1.0, the pulse wave pattern is adolescent.

すなわち、上記ルールに対応した判断式が予めROM16
に記憶されており、この判断式が上記ステップS6におい
て実行されるとともに、ステップS7において、実際の脈
波の生理的年齢が表示されるのである。第1図の表示器
22はこの状態を示している。
That is, the judgment formula corresponding to the above rule is
This determination formula is executed in step S6, and the actual physiological age of the pulse wave is displayed in step S7. Indicator of Fig. 1
Reference numeral 22 indicates this state.

因に、第12図は、上記オートマトン1、2、3および
ルール(a)(b)と、脈波の最高ピーク周辺がどれだ
け平坦になっているかを判断する図示しないオートマト
ンおよびルールとを用いて行った実験結果を示してい
る。
FIG. 12 uses the automata 1, 2, 3 and the rules (a) and (b) and the automaton and the rule (not shown) for determining how flat the vicinity of the highest peak of the pulse wave is. The results of the experiments performed are shown.

以上、本発明の一適用例を説明したが、本発明はその
他の態様においても適用される。
As described above, one application example of the present invention has been described, but the present invention is also applied to other aspects.

たとえば、前述の適用例において、25ms毎に平均デー
タを算出することによりデータ圧縮が行われているが、
多少の演算時間および必要記憶容量の大きさを許容でき
れば、必ずしもデータ圧縮を実行するステップS2が設け
られなくてもよいのである。
For example, in the above application example, data compression is performed by calculating average data every 25 ms,
Step S2 for executing data compression may not necessarily be provided as long as some operation time and required storage capacity can be tolerated.

また、前述の適用例の(1)式において、平均データ
の差分(bpt−bpt-1)が時間間隔Δにより除算されるこ
とにより差分データbpdtが算出されているが、既知の周
期Δにて平均データbptが算出されていることから平均
データの差分(bpt−bpt-1)自身が傾きを表しているの
で、必ずしも時間間隔Δにより除算されなくてもよい。
Further, in (1) of the aforementioned application example, although the difference data bpd t by the difference between the average data (bp t -bp t-1) is divided by the time interval Δ is calculated, it is known period since the average data bp t is the mean data from the fact that the calculated difference (bp t -bp t-1) itself at delta represents a slope, it may not be divided necessarily by the time interval delta.

また、前述の適用例では、脈波信号SMが25ms毎の小区
間毎に平均されていたが、必ずしも24ms毎でなくてもよ
いし、また、脈波の特徴を抽出するために重要な区間を
他の区間よりも細かい区間にて平均してもよいのであ
る。
In addition, in the above-described application example, the pulse wave signal SM is averaged for each small section every 25 ms. However, the pulse wave signal SM may not be necessarily every 24 ms, and an important section for extracting the characteristics of the pulse wave. May be averaged in a section finer than the other sections.

また、前述の適用例では、脈波信号SMが一旦RAM18に
記憶された後、一脈波に相当する部分が読み出されてデ
ータ圧縮されていたが、A/D変換器12を通して脈波信号S
Mを入力させつつ、リアルタイムで平均値を求め、この
平均値をRAM18に記憶させてもよいのである。
Further, in the above-described application example, after the pulse wave signal SM is temporarily stored in the RAM 18, a portion corresponding to one pulse wave is read out and compressed, but the pulse wave signal SM is transmitted through the A / D converter 12. S
An average value may be obtained in real time while M is being input, and the average value may be stored in the RAM 18.

また、前述の適用例では、脈波信号SMの一脈波に相当
する部分が解析されていたが、特徴の現れる場所が特定
される場合には、その部分だけ解析するようにしてもよ
い。
Further, in the above-described application example, a portion corresponding to one pulse wave of the pulse wave signal SM is analyzed. However, when a location where a feature appears is specified, only that portion may be analyzed.

また、前述の適用例では、生理的年齢を求めるために
複数のあいまいオートマトンが用いられていたが、波形
の特徴によっては1つのオートマトンが用いられ得る。
Further, in the above-described application example, a plurality of vague automata are used to obtain the physiological age, but one automaton may be used depending on the characteristics of the waveform.

また、前述の適用例において、ファジー関数として二
等辺三角形状の関数が用いられていたが、正規分布のよ
うな曲線が用いられてもよいのである。
Further, in the application example described above, a function having an isosceles triangle shape is used as the fuzzy function, but a curve such as a normal distribution may be used.

また、前述の適用例では、第1図に示すように、脈波
センサ10からの脈波信号SMが波形解析装置に直接入力さ
れていたが、脈波センサ10からの脈波信号SMをデータレ
コーダなどの記憶装置に一旦記録し、脈波センサ10と別
の場所に配置された本体にその記憶装置から脈波信号SM
を入力させて波形解析させてもよいのである。
Further, in the above-described application example, as shown in FIG. 1, the pulse wave signal SM from the pulse wave sensor 10 was directly input to the waveform analyzer. The pulse wave signal SM is recorded once in a storage device such as a recorder, and is stored in a main body arranged in a place different from the pulse wave sensor 10 from the storage device.
May be input and the waveform may be analyzed.

また、前述の適用例では、生体から採取される脈波の
解析について説明されていたが、診断のための心電波形
の解析、音声認識のための音声波形の解析など、他の波
形の解析に用いられてもよいことはいうまでもない。こ
の場合には、それぞれの基準パターンの特徴を抽出する
ためのオートマトンおよびルールが用意される。
In the above-described application example, the analysis of the pulse wave collected from the living body has been described. However, the analysis of other waveforms such as the analysis of an electrocardiographic waveform for diagnosis and the analysis of a voice waveform for voice recognition has been described. It goes without saying that it may be used for In this case, automata and rules for extracting the features of each reference pattern are prepared.

なお、上述したのはあくまでも本発明の一適用例であ
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲で種々変更が加
えられ得るものである。
The above is merely an application example of the present invention, and the present invention can be variously modified without departing from the spirit thereof.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明が適用される脈波解析装置の一例を示
すブロック線図である。第2図は、第1図の装置の作動
を示すフローチャートである。第3図は、平均データに
より表された脈波を示す図である。第4図は、脈波信号
により表された脈波を示す図である。第5図は、幼児期
の脈波形状の例を示す図である。第6図は、ファジー値
が「0」におけるファジー関数の例を示す図である。第
7図、第8図、および第9図は、第1図の装置において
用いられるあいまいオートマトンの例をそれぞれ示す図
である。第10図は、第7図のオートマトン1における状
態S0からS1へ遷移する遷移条件を示すファジー値のファ
ジー関数を示す図である。第11図は、第7図のオートマ
トン1にファジー値「0」が入力されたとき、状態S0か
らS1へ遷移するに際して決定される確信度を示す図であ
る。第12図は、第1図の装置において実行された脈波解
析の実験結果を示す図表である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an example of a pulse wave analyzer to which the present invention is applied. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a pulse wave represented by the average data. FIG. 4 is a diagram showing a pulse wave represented by a pulse wave signal. FIG. 5 is a diagram showing an example of a pulse wave shape in a childhood. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a fuzzy function when the fuzzy value is “0”. 7, 8, and 9 are diagrams showing examples of the vague automaton used in the apparatus of FIG. 1, respectively. FIG. 10 is a view showing a fuzzy function of a fuzzy value indicating a transition condition for transition from the state S0 to the state S1 in the automaton 1 in FIG. FIG. 11 is a diagram showing a certainty factor determined when a transition is made from state S0 to S1 when a fuzzy value “0” is input to automaton 1 in FIG. FIG. 12 is a chart showing experimental results of pulse wave analysis performed in the apparatus of FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G10L 3/00 551 A61B 5/02 310Z 9/18 301 5/04 312C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location G10L 3/00 551 A61B 5/02 310Z 9/18 301 5/04 312C

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被解析波形の一部分若しくは全部を、予め
定められた基準波形パターンの特徴が存在するか否かに
基づいて解析する方法であって、 前記被解析波形を、所定の小区間毎に、予め定められた
複数段階の傾斜度に分類することにより、ファジーデー
タを作成するファジー化工程と、 前記基準波形パターンの特徴を検出するために予め定め
られた複数種類の状態を備え且つ或る状態から他の状態
への遷移条件の範囲が前記複数段階の傾斜度に基づいて
定められているあいまいオートマトンに、前記ファジー
データを入力させて該ファジーデータを順次処理する処
理工程と、 該処理工程による処理により、前記ファジーデータの入
力終了時点における前記あいまいオートマトンの状態の
確信度に基づいて、前記被解析波形内に前記基準波形パ
ターンの特徴が存在しているか否かを判定する判定工程
と、 を含むことを特徴とするあいまいオートマトンを用いた
波形解析方法。
1. A method for analyzing a part or all of a waveform to be analyzed based on whether or not a characteristic of a predetermined reference waveform pattern exists, wherein the waveform to be analyzed is determined for each predetermined small section. A fuzzification process of creating fuzzy data by classifying the data into a plurality of predetermined gradients; and a plurality of predetermined states for detecting a feature of the reference waveform pattern; and A step of inputting the fuzzy data to an ambiguous automaton in which a range of a transition condition from one state to another state is determined based on the gradients of the plurality of stages, and sequentially processing the fuzzy data; By the process according to the process, based on the certainty of the state of the fuzzy automaton at the end of the input of the fuzzy data, the reference in the analyzed waveform Waveform analysis method using the fuzzy automaton, characterized in that it comprises a and a determination step of determining whether exists wherein the shape pattern.
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