JP2000055938A - 波形表示方法及び波形表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプリアス特性を有するスペクトラムデータ
の形状を、その特徴を損なうこと無く表示する波形表示
装置を提供する。 【解決手段】 入力信号の解析処理された波形を表示す
る波形表示装置において、アナログ入力信号をデジタル
データに変換するデータ入力手段20と、デジタルデータ
を解析処理する解析手段21と、解析されたデータを格納
する波形メモリ22と、格納されたデータのデータ長を縮
小処理して表示データを生成するデータ縮小手段23と、
表示データを格納する表示メモリ24と、表示手段25、26
とを設け、データ縮小手段が、デジタル時系列データか
ら分割間隔ごとに最大値と最大値位置と平均値とを求
め、各分割間隔の最大値と平均値とを最大値位置に応じ
て配列する。解析されたデータの全体形状が分かり、ス
プリアス形状も分かる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波形データを縮小
して表示する波形表示方法と波形表示装置に関し、特
に、波形解析された波形を、その特徴を損なうことなく
縮小表示できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】波形の表示は、電子楽器など、多くの機
器で一般的に行なわれており、こうした機器で入力波形
を縮小して表示する場合には、波形メモリに格納された
入力波形のデータから表示用の縮小した波形データを生
成して表示メモリに格納し、これを表示装置に表示して
いる。この入力波形のデータを縮小処理する方法とし
て、従来から幾つかの方法が知られている。

【０００３】図６（ａ）には、その第１の方法により波
形を表示する波形表示装置のブロック図を示している
（例えば、類似した構成を持つ装置が特開平６−１４９
２５８に開示されている）。

【０００４】この装置は、入力信号をデジタル化する波
形入力手段61と、入力信号の波形データを格納する波形
メモリ62と、この波形データの間引き処理を行なう制御
部63と、制御部63で処理された波形データを格納する表
示メモリ64と、表示メモリ64に格納された波形データを
表示装置66に表示する表示手段65とを備えている。

【０００５】この装置では、波形の縮小表示を行なう場
合に、図６（ｂ）に示すように、制御部63が、波形メモ
リ62内のデータを分割間隔ごとに読み飛ばしながら抽出
し、こうして抽出されたデータが表示される。

【０００６】また、図７（ａ）には、従来の第２の方法
により波形を表示する波形表示装置のブロック図を示し
ている（例えば、類似した構成を持つ装置が特開平３−
２９６６６４に開示されている）。

【０００７】この装置は、波形メモリ62に格納された波
形データの分割間隔内の最大値及び最小値と、その出現
順序とを抽出する制御部71を備えており、この装置で
は、波形の縮小表示を行なう場合に、図７（ｂ）に示す
ように、波形データの各分割間隔内の最大値及び最小値
を、その出現順に表示する。この表示方法では、波形の
最大レベルと最小レベルとを確実に表示することがで
き、特に包絡線波形の形状を損なうことなく表示するこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、波形解析装置
において、図８（ａ）に示すような入力信号のデジタル
時系列データにＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算を行な
ったスペクトラムデータを表示する場合について考えて
みる。

【０００９】この場合、従来の第１の方法を採る波形表
示装置では、図８（ｂ）に示すように、スペクトラム波
形データの特徴的なデータ（例えばスプリアスの最高
値）が間引かれてしまう場合があり、スペクトラムデー
タ形状が損なわれるという欠点がある。

【００１０】また、従来の第２の方法を採る波形表示装
置では、スペクトラムデータの最高値と最低値とは確実
に表示されるが、縮小率が大きくなるに従って、図８
（ｃ）に示すように、分割間隔毎の最高値と最低値との
幅が広くなり、ユーザーがスペクトラムの全体像を見い
出すのに紛らわしいという問題が生じる。

【００１１】さらに、スペクトラムデータの特徴を損な
わない表示方法として、分割単位内の平均値を抽出して
その平均値を表示するという方法が考えられる。この場
合は、表示可能な周波数分解能単位の平均電力値が表示
されているので、図８（ｄ）に示すように、スペクトラ
ムの全体像を容易に見い出すことが出来るが、スプリア
スが存在していた場合に、スプリアスのピークレベルが
平均されて低く表示されてしまうという欠点がある。

【００１２】また、近年の波形解析装置においては、多
種の解析機能を有し、解析機能によって表示したい波形
の特徴が異なる場合がある。これには単一のデータ縮小
方法では各々の波形の特徴を表示できない。

【００１３】本発明は、こうした問題点を解決するもの
であり、スプリアス特性を有するスペクトラムデータの
形状を、その特徴を損なうこと無く表示する波形表示方
法を提供し、また、その方法を実施する波形表示装置を
提供し、さらに、多種の波形データの特徴を損なうこと
無く表示できる波形表示装置を提供することを目的とし
ている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の波形表
示方法では、入力波形のデジタル時系列データから分割
間隔ごとに最大値と最大値位置と平均値とを求め、各分
割間隔の最大値と平均値とを、最大値位置に応じて配列
することにより表示データを生成している。

【００１５】この方法では、各分割間隔の平均値が波形
の全体形状を表現し、最高値がスプリアスの形状などを
表現するので、スプリアス特性を含むスペクトラムデー
タを、その特徴を損なうことなく表示することができ
る。

【００１６】また、本発明の波形表示装置では、入力デ
ジタルデータを解析処理する解析手段と、解析されたデ
ータの縮小処理を行なうデータ縮小手段とを設け、デー
タ縮小手段が、デジタル時系列データから分割間隔ごと
に最大値と最大値位置と平均値とを求め、各分割間隔の
最大値と平均値とを、最大値位置に応じて配列する方法
により表示データを生成している。

【００１７】この装置では、解析されたデータの全体形
状が分かり、また、スプリアス形状なども分かるよう
に、解析データの波形を表示することができる。

【００１８】また、本発明の波形表示装置では、この解
析手段が、複数の解析方法の中から選択された方法を実
施し、また、データ縮小手段が、複数の縮小方法の中か
ら選択された方法を実施するようにしている。

【００１９】この装置では、データ縮小処理方法を解析
処理の種類に応じて選択することにより、多種のデータ
の特徴を損なうことなく表示することが可能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、入力波形のデジタルデータのデータ長を縮小処理し
て表示データを生成し、この表示データによる波形を表
示する波形表示方法において、入力波形のデジタル時系
列データから分割間隔ごとに最大値と最大値位置と平均
値とを求め、各分割間隔の最大値と平均値とを、最大値
位置に応じて配列して表示データとするようにしたもの
であり、各分割間隔の平均値が波形の全体形状を表現
し、最高値がスプリアスの形状を表現するので、縮小処
理を行なっても解析された波形の特徴を損ねることなく
表示することができる。

【００２１】請求項２に記載の発明は、入力信号の解析
処理された波形を表示する波形表示装置において、アナ
ログ入力信号をデジタルデータに変換するデータ入力手
段と、変換されたデジタルデータを解析処理する解析手
段と、解析されたデジタルデータを格納する波形メモリ
と、波形メモリに格納されたデータのデータ長を縮小処
理して表示データを生成するデータ縮小手段と、表示デ
ータを格納する表示メモリと、表示メモリ内のデータを
表示する表示手段とを設け、データ縮小手段が、波形メ
モリから読み出したデジタル時系列データから分割間隔
ごとに最大値と最大値位置と平均値とを求め、各分割間
隔の最大値と平均値とを、最大値位置に応じて配列する
方法により表示データを生成するようにしたものであ
り、解析されたデータの全体形状が分かり、また、スプ
リアス形状も分かるように、解析データの波形を表示す
ることができる。

【００２２】請求項３に記載の発明は、解析手段におい
て、複数の方法でデジタルデータを解析処理することを
可能にし、また、データ縮小手段において、前記方法以
外の方法で縮小処理することを可能にし、解析手段での
解析処理方法及びデータ縮小手段での縮小処理方法を選
択可能にしたものであり、解析処理方法に適した縮小処
理方法を選択することによって、各種の解析方法で解析
された波形を、その特徴を損なうことなく表示すること
ができる。

【００２３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００２４】（第１の実施形態）第１の実施形態の波形
表示装置は、図１に示すように、アナログ入力信号をデ
ジタルデータに変換するデータ入力手段20と、デジタル
データにスペクトル解析を行ない、スペクトラムデータ
を出力する解析処理手段21と、このスペクトラムデータ
を格納する波形メモリ22と、波形メモリ22内のデータを
読み込み、各分割間隔ごとの最大値と最大値位置と平均
値とを抽出してデータ縮小処理を行なうデータ縮小手段
23と、縮小処理が行なわれたデータを格納する表示メモ
リ24と、表示メモリ24内のデータを表示装置26に表示す
る表示手段25とを備えている。

【００２５】また、データ縮小手段23は、縮小率に応じ
て分割間隔を制御する分割間隔制御手段233と、波形メ
モリ22から読み出したデータの各分割間隔ごとの最大値
を抽出する最大値抽出手段230と、その最大値位置を抽
出する最大値位置抽出手段231と、波形メモリ22から読
み出したデータの各分割間隔ごとの平均値を算出する平
均値抽出手段232と、各分割間隔のデータとして、最大
値位置に応じて（最大値、平均値）または（平均値、最
大値）の２値を設定する設定手段234とを具備してい
る。

【００２６】この波形表示装置では、Ａ／Ｄ変換器を含
むデータ入力手段20が、アナログ入力信号を取り込んで
デジタル信号に変換する。データ入力手段20から入力さ
れたデジタルデータは、解析処理部21でＦＦＴ解析等の
処理を受け、スペクトラムデータとして波形メモリ22に
格納される。

【００２７】次に、データ縮小手段23は、波形メモリ22
のデータを表示メモリ24のデータ長に縮小し、表示メモ
リ24に格納する。この縮小方法については、後に詳細に
説明する。

【００２８】表示手段25は、表示メモリ24に格納された
表示データを読み出し、表示装置26に表示する。

【００２９】この縮小手段23では、例えば、スペクトラ
ムデータの中心周波数付近を表示したい場合には、中心
周波数位置付近の特定の範囲を、また、スペクトラムの
全体を表示したい場合には、スペクトラムデータ全体を
含む範囲を縮小することによって、任意の位置の表示を
任意の縮小率で表示することができる。

【００３０】この縮小手段23による縮小方法を、概略的
に図３に示している。縮小手段23の分割間隔制御手段23
3は、縮小率に応じて分割間隔Ｌを設定し、設定手段234
は、最大値抽出手段230、最大値位置抽出手段231及び平
均値抽出手段232を使って各分割間隔での最大値、最大
値位置及び平均値を求める。そして、最大値位置が分割
間隔内の前半にある場合には、その分割間隔の表示デー
タを、最大値、平均値の順序で設定し、最大値位置が分
割間隔内の後半にある場合には、その分割間隔の表示デ
ータを、平均値、最大値の順序で設定し、設定した値を
表示メモリ24に格納する。

【００３１】この縮小手段23における縮小方法の処理フ
ローを図２に示している。

【００３２】ステップ１：まず、各変数の初期設定を行
なう。 ステップ２：次に、分割間隔（Ｌ）のデータ数を算出す
る。波形メモリ22の表示するデータ数（Ｎ）をデータ数
（Ｍ）に縮小して表示メモリ24に格納するのであり、ま
た、１分割間隔からは２つの特徴点（最大値と平均値）
を抽出するのであるから、Ｌ＝２＊Ｎ／Ｍとなる。

【００３３】しかし、Ｎ／Ｍが割り切れない場合でも対
処できるように、ここではステップ12に示す算出方法を
行なっている。この方法では、例えば波形メモリの縮小
するデータ数（Ｎ）＝４０、表示メモリのデータ数
（Ｍ）＝６の場合、図４のように、１回目の分割間隔
（Ｌ）が１３、２回目の分割間隔（Ｌ）が１３、３回目
の分割間隔（Ｌ）が１４となり、このＬの組み合わせが
順次繰り返される。

【００３４】ステップ３：次に、最大値、平均値、最大
値位置及びループカウンタ（ｊ）の初期設定を行なった
後、 ステップ４：ループカウンタ（ｊ）と波形メモリアドレ
ス（ｉ）とをカウントアップし、 ステップ５：波形メモリアドレス（ｉ）のデータ値が最
大値より大きいかどうかをチェックし、 ステップ６：大きい場合には、最大値と最大値位置とを
更新する。

【００３５】ステップ７：また、波形メモリアドレス
（ｉ）のデータ値の累計を算出する。 ステップ８：ループカウンタ（ｊ）の値がＬに達してい
ない場合には、ステップ４に戻り、ステップ４〜ステッ
プ７の動作をＬ−１回繰り返す。ループカウンタ（ｊ）
の値がＬに達すると、 ステップ９：データ値累計をＬで除して分割間隔の平均
値を算出し、 ステップ10：表示メモリ24に、最大値と平均値とを、最
大値位置に基づいて決めた順序で格納する。

【００３６】この表示メモリへの格納処理の手順は、 ステップ13：まず、最大値位置が分割間隔内の前方か後
方かを判断し、 ステップ14：最大値位置が前方の場合は、最大値→平均
値の順で、 ステップ15：最大値位置が後方の場合は、平均値→最大
値の順で表示メモリ24に格納する。

【００３７】ステップ11：こうした手順を、ループカウ
ンタ（ｊ）の値が、波形メモリ22の表示すべきデータ数
（Ｎ）に達するまで繰り返す。

【００３８】このように、ステップ２〜ステップ10の処
理を、縮小するデータの数（Ｎ）の分だけ行なうことに
より、波形メモリ22の縮小開始位置（ｎ）から縮小デー
タ数（Ｎ）分のデータを、表示メモリ24の表示メモリ長
（Ｍ）に縮小することが出来る。

【００３９】図８（ｅ）には、図８（ａ）のデータを、
この実施形態の方法で縮小した場合の表示波形を示して
いる。

【００４０】この縮小方法では、平均値の抽出によりス
ペクトラム全体の形状を表現することができ、また、最
大値の抽出によりスプリアスの形状を表現することがで
きるので、縮小処理を行なってもスペクトラムデータの
特徴を損なうことなく表示することが可能である。

【００４１】（第２の実施形態）第２の実施形態の波形
表示装置は、数種類の解析結果の波形を、それに適した
方法で表示することができる。

【００４２】この装置は、図５に示すように、アナログ
入力信号をデジタルデータに変換するデータ入力手段10
と、解析処理選択手段11によって選択された解析方法で
解析処理を行なう解析処理手段12と、解析されたデジタ
ルデータを格納する波形メモリ13と、データ縮小選択手
段14によって選択された方法でデータ縮小処理を行なう
データ縮小手段15と、縮小処理が行なわれたデータを格
納する表示メモリ16と、表示メモリ16内のデータを表示
装置18に表示する表示手段17とを備えている。

【００４３】また、解析処理手段12は、複数の解析処理
手段１、‥解析処理手段ｍを具備し、データ縮小手段15
は、複数のデータ縮小手段１、‥データ縮小手段ｎを具
備している。

【００４４】この波形表示装置では、解析処理選択手段
11が、ユーザー等から指示された解析方法を解析処理手
段12に指示する。

【００４５】解析処理手段12は、解析処理選択手段11か
ら指示された解析処理を、データ入力手段19から取り込
まれたデジタルデータに対して行ない、波形メモリ13に
格納する。

【００４６】次に、データ縮小選択手段14は、解析処理
手段12で行なわれた解析処理に対応したデータ縮小方法
をデータ縮小手段15に指示する。

【００４７】データ縮小手段15は、データ縮小選択手段
14から指示された縮小方法で波形メモリ13のデータを表
示メモリ16のデータ長に縮小し、表示メモリ16に格納す
る。表示手段17は、表示メモリ16に格納された表示デー
タを読み出し、表示装置18に表示する。

【００４８】ここで、解析処理とデータ縮小処理との組
合せは、例えば、第１の実施形態のように入力信号のス
ペクトラム特性の解析を指示された場合であれば、解析
処理手段12によってＦＦＴ処理を行ない、データ縮小手
段15によって第１の実施形態の縮小方法を行なう。この
組合せによる表示装置は、スペクトラム特性やスプリア
スの特徴が損なわれることなく表示できる。

【００４９】また、入力信号の包絡線特性の解析を指示
された場合であれば、解析処理手段12によって包絡線検
波処理を行ない、データ縮小手段15によって従来の第２
の縮小方法を行なう。この組合せによる表示装置は、包
絡線波形の最大レベル／最小レベルの特徴が損なわれる
ことなく表示できる。

【００５０】このように、この装置では、解析処理の種
類に応じたデータ縮小処理を選択できるため、多種類の
データに対して、それぞれの特徴を損ねずに波形を表示
することが可能になる。

【００５１】なお、この実施形態では、１つの解析処理
に対して１つのデータ縮小手段を用いているが、複数の
データ縮小手段をユーザが任意に選択出来るように構成
し、１つの入力信号に対して、例えば平均値、最大値、
最小値等の複数の特徴を表した波形表示を可能とするこ
とも出来る。

【００５２】また、装置に新しい解析機能が追加され新
しいデータ種類に対応した表示処理が必要となった場合
でも、データ縮小処理を追加するだけで表示の対応が可
能である。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の波形表示方法は、スプリアス特性を含むスペクトラム
データを、その特徴を損なうことなく表示することがで
きる。また、本発明の波形表示装置は、解析処理された
データの波形を、全体形状が分かり、また、スプリアス
形状も分かるように、表示することができる。

【００５４】また、複数の縮小処理が可能な装置では、
解析方法に適した縮小処理方法を選択することによっ
て、各種の解析された波形を、その特徴を損なうことな
く表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における波形表示装置
の構成を示すブロック図、

【図２】本発明の第１の実施形態における波形表示装置
の動作を示すフローチャート、

【図３】本発明の第１の実施形態における波形表示装置
の動作を説明する説明図、

【図４】本発明の第１の実施形態の波形表示方法におい
て、分割間隔の一例を示す図、

【図５】本発明の第２の実施形態における波形表示装置
の構成を示すブロック図、

【図６】従来の第１の縮小処理方法を採る波形表示装置
の構成（ａ）と動作結果（ｂ）とを示す図、

【図７】従来の第２の縮小処理方法を採る波形表示装置
の構成（ａ）と動作結果（ｂ）とを示す図、

【図８】（ａ）ＦＦＴ演算後のスペクトラムデータのプ
ロット図、（ｂ）図８（ａ）のデータを従来の第１の縮
小処理方法を採る波形表示装置で表示した波形図、
（ｃ）図８（ａ）のデータを従来の第２の縮小処理方法
を採る波形表示装置で表示した波形図、（ｄ）図８
（ａ）のデータを分割間隔内の平均値をもとに表示した
場合の波形図、（ｅ） 図８（ａ）のデータを第１の実
施形態の方法で表示した場合の波形図である。

【符合の説明】

10、20 データ入力手段 11 解析処理選択手段 12、21 解析処理手段 13、22、62 波形メモリ 14 データ縮小選択手段 15、23 データ縮小手段 16、24、64 表示メモリ 17、25、65 表示手段 18、26、66 表示装置 61 波形入力手段 63、71 制御部 121、122、12m 解析処理手段１〜ｍ 151、152、15n データ縮小手段１〜ｎ 230 最大値抽出手段 231 最大値位置抽出手段 232 平均値抽出手段 233 分割間隔制御手段 234 設定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力波形のデジタルデータのデータ長を
   縮小処理して表示データを生成し、この表示データによ
   る波形を表示する波形表示方法において、 入力波形のデジタル時系列データから分割間隔毎に最大
   値と最大値位置と平均値とを求め、各分割間隔の最大値
   と平均値とを、最大値位置に応じて配列して表示データ
   とすることを特徴とする波形表示方法。
2. 【請求項２】 入力信号の解析処理された波形を表示す
   る波形表示装置において、 アナログ入力信号をデジタルデータに変換するデータ入
   力手段と、 変換されたデジタルデータを解析処理する解析手段と、 解析されたデジタルデータを格納する波形メモリと、 波形メモリに格納されたデータのデータ長を縮小処理し
   て表示データを生成するデータ縮小手段と、 表示データを格納する表示メモリと、 表示メモリ内のデータを表示する表示手段とを備え、デ
   ータ縮小手段が、波形メモリから読み出したデジタル時
   系列データから分割間隔ごとに最大値と最大値位置と平
   均値とを求め、各分割間隔の最大値と平均値とを、最大
   値位置に応じて配列する方法により表示データを生成す
   ることを特徴とする波形表示装置。
3. 【請求項３】 前記解析手段が、複数の方法でデジタル
   データを解析処理することが可能であり、また、前記デ
   ータ縮小手段が、前記方法以外の方法で縮小処理するこ
   とが可能であり、前記解析手段での解析処理方法及び前
   記データ縮小手段での縮小処理方法が選択可能であるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の波形表示装置。