JP2000207540A - Thinning processing method for data and data processor - Google Patents

Thinning processing method for data and data processor

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JP2000207540A
JP2000207540A JP11009940A JP994099A JP2000207540A JP 2000207540 A JP2000207540 A JP 2000207540A JP 11009940 A JP11009940 A JP 11009940A JP 994099 A JP994099 A JP 994099A JP 2000207540 A JP2000207540 A JP 2000207540A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compress sufficient data and to enable high speed processing by thinning original data corresponding to the size of a spatial range having the degree of change greater than a prescribed value. SOLUTION: The surface of a work 2 placed on a measuring table 1 is scanned, the displacement of that surface is contactlessly detected by a displacement detector 3 and a detecting signal is supplied to a measured value sampling part 5. On the basis of the information of a scanning position from the displacement detector 3, that measured value sampling part 5 samples signals from the displacement detector 3 as measured data at fixed intervals in XY direction within a three-dimensional measuring space. These sampled measured data are temporarily stored in a storage device 6 and the stored measured data are supplied to a signal processing part 7. The signal processing part 7 applies thinning processing to the measured data and these thinned data are stored in the storage device 6 and displayed on a display part 8 at high speed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、二次元以上の空
間上に配列されるデータをその特徴を維持したまま間引
き処理するデータの間引き処理方法及びデータ処理装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data thinning method and a data processing apparatus for thinning data arranged in a two-dimensional or more space while maintaining its characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】計測器等のデータを画面に表示する場
合、一般にデータの数に対して画面の表示能力が劣って
いるために、全てのデータを厳密に表示することはでき
ない。また、得られたデータ点群から多面体を構成する
ような場合には、膨大な情報量と計算時間とを費やすこ
とになり、巨大データの取り扱いが実用上大きな問題と
なっている。これらの問題を解決するためには、データ
を何らかの方法で適当に間引いてやる必要がある。
2. Description of the Related Art When data of a measuring instrument or the like is displayed on a screen, generally, all data cannot be displayed exactly because the display capability of the screen is inferior to the number of data. Further, when a polyhedron is constructed from the obtained data point group, a huge amount of information and calculation time are consumed, and handling of huge data is a serious problem in practical use. In order to solve these problems, it is necessary to appropriately thin out data in some way.

【0003】従来、このようなデータの間引き処理とし
ては、図12(a)に示すような元データに対して、同
図(b)に示すように、データを等間隔に間引くいわゆ
る「櫛引方式」や、同図(c)に示すように、データを
幾つかのブロックに分け、ブロック内の特徴的なデータ
点(例えば最大値/最小値を与える点)をブロックの代
表データとする「圧縮方式」が知られている。
Conventionally, as such data thinning processing, as shown in FIG. 12B, a so-called “comb thinning method” is used to thin out data at regular intervals from original data as shown in FIG. And "compression", as shown in FIG. 3C, dividing data into several blocks, and using characteristic data points (for example, points giving the maximum value / minimum value) in the blocks as representative data of the blocks. The "method" is known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した間引
き処理方法のうち、「櫛引方式」では、間引く間隔の設
定が難しいという問題がある。即ち、緩やかな変動部分
を十分に間引けるように間引き間隔を設定すると、変化
の激しい部分の特徴が失われてしまい、変化の激しい部
分の特徴を残そうと間引き間隔を狭く設定すると、十分
な間引き効果が得られない。また、「圧縮方式」でも同
様に、どのようにブロックを分割するかを決定するのが
難しく、データの変動具合に応じて分割しようとすれば
するほど処理時間がかかってしまう。この他、元データ
を的確に表現することを主眼においた方法として、三次
元メッシュ構造を一定の規則で簡単化していく方法が提
案されているが、この方法も多くの計算時間を必要とす
るため多量のデータの間引き処理には不向きであるとい
う問題がある。
However, among the above-described thinning processing methods, the "comb-thinning method" has a problem that it is difficult to set the thinning interval. That is, if the thinning interval is set so as to sufficiently thin the slowly changing portion, the characteristics of the rapidly changing portion will be lost. The thinning effect cannot be obtained. Similarly, in the “compression method”, it is difficult to determine how to divide a block, and the more time it takes to divide according to the fluctuation of data, the longer the processing time will be. In addition, a method that simplifies the three-dimensional mesh structure with certain rules has been proposed as a method that focuses on accurately expressing the original data, but this method also requires a lot of calculation time. Therefore, there is a problem that it is not suitable for thinning out a large amount of data.

【0005】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たもので、元データの変動状況に応じて適応的に間引き
率が変化するインテリジェントで且つ高速の間引き処理
を実現することができるデータの間引き処理方法及びデ
ータ処理装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has been developed in view of the data which can realize an intelligent and high-speed decimation process in which a decimation rate is adaptively changed in accordance with a fluctuation state of original data. It is an object to provide a thinning processing method and a data processing device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明に係るデータの
間引き処理方法は、二次元以上の空間上に配列される元
データを間引きするデータの間引き処理方法において、
前記元データを小さな空間範囲から大きな空間範囲へと
段階的に分割し、各空間範囲に対応する周波数成分の変
化の度合いを空間範囲毎に求め、前記変化の度合いが所
定の値よりも大きな空間範囲の大きさに応じて前記元デ
ータを間引くことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a data thinning processing method for thinning out original data arranged in a two-dimensional or more space.
The original data is divided stepwise from a small spatial range to a large spatial range, and the degree of change of the frequency component corresponding to each spatial range is obtained for each spatial range, and the degree of the change is larger than a predetermined value. It is characterized in that the original data is thinned out according to the size of the range.

【0007】また、この発明に係るデータ処理装置は、
二次元以上の空間上に配置される元データに対して間引
き処理を施すデータ処理装置において、前記元データを
記憶する記憶手段と、前記記憶された元データからその
変化の度合いに応じた間隔で間引き処理を行うデータ処
理手段とを備え、前記データ処理手段が、前記元データ
を小さな空間範囲から大きな空間範囲へと段階的に分割
すると共に、各空間範囲に対応する周波数成分の変化の
度合いを空間範囲毎に求め、前記変化の度合いが所定の
値よりも大きな空間範囲の大きさに応じて前記元データ
を間引く処理を実行するものであることを特徴とする。
[0007] Further, a data processing device according to the present invention comprises:
In a data processing device that performs a thinning process on original data arranged in a two-dimensional or more space, a storage unit that stores the original data, and an interval according to a degree of change from the stored original data. Data processing means for performing a thinning process, wherein the data processing means divides the original data stepwise from a small space range to a large space range, and determines a degree of change of a frequency component corresponding to each space range. The method is characterized in that a process of thinning out the original data is performed according to the size of the spatial range in which the degree of the change is larger than a predetermined value, obtained for each spatial range.

【0008】本発明によれば、元データを小さな空間範
囲から大きな空間範囲へと段階的に分割した場合の各空
間範囲(空間的及び周波数的に独立した各空間範囲)に
対応する周波数成分の変化の度合いを空間範囲毎に求め
ているので、変化の激しい部分では、小さな空間範囲で
の変化の度合いが大きくなり、変化が緩やかな部分で
は、大きな空間範囲での変化の度合いが大きくなる。そ
して、変化の度合いが所定の値よりも大きな空間範囲の
大きさに応じて前記元データを間引く処理ようにしてい
るので、変化の激しい部分では、間引き間隔が小さくな
り、変化が緩やかな部分では、間引き間隔が大きくな
る。このため、元データの変動状況に応じて適応的に間
引き間隔が変動し、特徴部分を失わずに、十分なデータ
の圧縮が可能であり、しかも高速処理が可能である。
According to the present invention, the frequency components corresponding to each spatial range (spatially and frequency-independent spatial ranges) when the original data is divided stepwise from a small spatial range to a large spatial range. Since the degree of change is obtained for each space range, the degree of change in a small space range increases in a portion where the change is sharp, and the degree of change in a large space range increases in a portion where the change is gentle. Then, since the process of thinning out the original data is performed in accordance with the size of the spatial range in which the degree of change is larger than a predetermined value, the thinning interval becomes small in a portion where the change is sharp, and in a portion where the change is gradual, , The thinning interval increases. For this reason, the thinning-out interval is adaptively changed in accordance with the change state of the original data, and sufficient data compression can be performed without losing a characteristic portion, and high-speed processing can be performed.

【0009】なお、本発明は、より具体的には、元デー
タを小さな空間範囲から大きな空間範囲へと段階的に分
割したときの各空間範囲に空間的及び周波数的に適合す
る基底関数を用いて、元データを各空間範囲に対応した
数列に分解し、得られた分解数列の各要素のうち絶対値
が所定のスレッショルド値よりも小さい要素をゼロにし
たのち、得られた分解数列の各要素に基づいて前記元デ
ータに対応させて空間範囲の重なり具合に応じた重み付
けを行い、重みがゼロでない元データのみを抽出する処
理を実行することにより、更に高速な処理が可能にな
る。
[0009] More specifically, the present invention uses a basis function that is spatially and frequency-adapted to each spatial range when the original data is divided stepwise from a small spatial range to a large spatial range. Then, the original data is decomposed into a sequence corresponding to each spatial range, and among the elements of the obtained decomposition sequence, the elements whose absolute values are smaller than a predetermined threshold value are made zero, and then each of the obtained decomposition sequences is By performing weighting according to the degree of overlap of the space range in correspondence with the original data based on the element and executing processing for extracting only the original data having a non-zero weight, higher-speed processing can be performed.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の好ましい実施の形態について説明する。図1は、この
発明の一実施例に係るデータの間引き処理方法を適用し
た表面性状測定装置の要部構成を示すブロック図であ
る。この表面性状測定装置には、測定テーブル1上に載
置されたワーク2の表面を走査して、その表面の変位を
非接触に検出する変位検出器3が備えられている。駆動
装置4は、変位検出器3が、予め決められたワーク2の
測定範囲内を走査するように駆動制御する。変位検出器
3から出力される変位信号は、測定値サンプリング部5
に供給されている。測定値サンプリング部5は、駆動装
置4から供給される変位検出器3の走査位置の情報に基
づいて、所定の間隔、例えば三次元測定空間内でXY方
向に一定の間隔で変位検出器3からの信号を測定データ
としてサンプリングする。サンプリングされた測定デー
タは、記憶装置6に一旦記憶される。記憶された測定デ
ータは、適当なタイミングで信号処理部7に供給され
る。信号処理部7は、測定データ(元データ)の表示の
ためのデータ圧縮を行うため、元データに間引き処理を
施す。信号処理部7で間引き処理されたデータは、記憶
装置6に格納され、更に表示部8に高速表示される。操
作部9は、信号処理部7における間引き処理に必要なパ
ラメータを入力したりするのに使用する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a surface texture measuring apparatus to which a data thinning processing method according to an embodiment of the present invention is applied. The surface texture measuring device includes a displacement detector 3 that scans the surface of a work 2 placed on a measurement table 1 and detects a displacement of the surface in a non-contact manner. The drive device 4 controls the drive so that the displacement detector 3 scans within a predetermined measurement range of the work 2. The displacement signal output from the displacement detector 3 is a measured value sampling unit 5
Supplied to The measurement value sampling unit 5 receives a predetermined interval, for example, from the displacement detector 3 at regular intervals in the XY directions in the three-dimensional measurement space based on the information on the scanning position of the displacement detector 3 supplied from the driving device 4. Is sampled as measurement data. The sampled measurement data is temporarily stored in the storage device 6. The stored measurement data is supplied to the signal processing unit 7 at an appropriate timing. The signal processing unit 7 performs a thinning process on the original data in order to perform data compression for displaying the measurement data (original data). The data thinned out by the signal processing unit 7 is stored in the storage device 6 and further displayed on the display unit 8 at high speed. The operation unit 9 is used to input parameters required for the thinning process in the signal processing unit 7.

【0011】次に、このように構成された表面性状測定
装置における間引き処理の原理について説明する。緩や
かな変動部分は大きな間隔で、激しい変動部分は小さな
間隔で間引くためには、データがどの位置でどの程度の
周波数で変動しているかということを知る必要がある。
このようなローカルな変動をとらえる最も単純な方法と
しては、2つの隣接するデータ間の差をとる方法が考え
られる。この差の絶対値が大きければ、データ間でそれ
だけ大きく変動しているということになる。このとき、
差を求める2つのデータを近傍データの平均値で置き換
えると、平均を求めたデータ数に相当する変動成分を求
めることができる。このように、データのローカルな平
均とその差を順次求めていくと、どの位置にどの変動成
分が含まれるかを知ることができ、データ変動に応じて
間引き間隔を決めることができる。
Next, the principle of the thinning process in the surface texture measuring device thus configured will be described. In order to thin out slowly changing portions at large intervals and to cut out strongly changing portions at small intervals, it is necessary to know at what position and at what frequency the data fluctuates.
The simplest way to capture such local fluctuations is to take the difference between two adjacent data. If the absolute value of this difference is large, it means that there is a large variation between data. At this time,
By replacing the two data for obtaining the difference with the average value of the neighboring data, it is possible to obtain a fluctuation component corresponding to the number of data whose average has been obtained. As described above, when the local average of data and its difference are sequentially obtained, it is possible to know which position contains which fluctuation component, and it is possible to determine a thinning interval in accordance with data fluctuation.

【0012】図2に具体例を示す。図中最上段が元のデ
ータ列であり、その下に示された逆ピラミッド構造の下
側に行くに従って平均化のレベルが上がっている。二段
目以降の枠内の数値は、「平均/差」を示しており、ハ
ッチングで示された差の最も大きい枠の大きさの半分を
その位置の間引き間隔としている。以上の考え方によ
り、データの変動具合に応じた間引き間隔の決定が可能
になる。この処理は、 Har Wavelet を使用した Wavele
t 変換と同じ意味を持っており、 Wavelet 変換を利用
すればより汎用的にインテリジェントな間引き処理を記
述することができる。
FIG. 2 shows a specific example. In the figure, the top row is the original data string, and the level of averaging increases as it goes below the inverted pyramid structure shown below. Numerical values in the second and subsequent frames indicate “average / difference”, and a half of the size of the frame with the largest difference indicated by hatching is used as the thinning interval at that position. Based on the above concept, it is possible to determine the thinning interval according to the degree of data fluctuation. This process is based on Wavele using Har Wavelet.
It has the same meaning as the t-transform, and the Wavelet transform can be used to describe a more general-purpose intelligent thinning process.

【0013】Wavelet 変換では、平均がゼロであるとい
う以下の条件を満足する空間的・周波数的に局在した M
other Wavelet w(x)を考える。
In the Wavelet transform, a spatially and frequency-localized M that satisfies the following condition that the average is zero:
Consider other wavelet w (x).

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】測定データz(x)から緩やかな変動(低周波
成分)を見つけ出そうとすれば、長い距離にわたって測
定しなければならない。このようなときは、図3に示す
ように、 Mother Wavelet を空間軸上でa倍だけ膨脹さ
せて基底関数とし、逆に急激な変動(高周波成分)を見
つけ出そうとする場合には、Mother Wavelet を1/aに縮
小して基底関数とする。更に、変動の発生位置を見つけ
るために、空間軸上でbだけ平行移動して基底関数を作
る。このようにして得られる基底関数は、
In order to find a gradual change (low frequency component) from the measurement data z (x), the measurement must be performed over a long distance. In such a case, as shown in FIG. 3, the Mother Wavelet is expanded by a times on the spatial axis to obtain a basis function. Conversely, when a sudden change (high-frequency component) is to be found, the Mother Wavelet must be expanded. It is reduced to 1 / a to be a basis function. Further, in order to find the position where the fluctuation occurs, the basis function is created by translating by b on the spatial axis. The basis function obtained in this way is

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】で与えられる。この基底関数を使用した W
avelet 変換は、
Is given by W using this basis function
The avelet transform is

【0018】[0018]

【数3】 (Equation 3)

【0019】と、基底関数と元データの内積として定義
される。図4に示すように、正弦波信号を幅の異なる窓
を通して見た場合、窓が狭くなるに従って信号の周期性
が失われ、周波数分布が広がってくることは良く知られ
ている。一般にデータは、空間軸に沿って、ある位置x
を中心にΔxの領域を占める。そして、その Fourier変
換は、周波数軸に沿ってある角周波数ωを中心にΔωの
領域を占める。図4の説明で分かるように、Δxを小さ
くしようと窓を小さくすると、角周波数の拡がりΔωは
大きくなり、逆にΔωを小さくしようとするとΔxが大
きくなってしまう。このように、ΔxとΔωとの間に
は、以下に示す不確定関係が成り立つ。
And the inner product of the basis function and the original data. As shown in FIG. 4, when a sine wave signal is viewed through windows having different widths, it is well known that as the window becomes narrower, the periodicity of the signal is lost and the frequency distribution becomes wider. Generally, the data is located at some location x along the spatial axis.
Occupies a region of Δx. Then, the Fourier transform occupies a region of Δω around an angular frequency ω along the frequency axis. As can be seen from the description of FIG. 4, if the window is reduced to reduce Δx, the spread of the angular frequency Δω increases, and if Δω is reduced, Δx increases. In this way, the following uncertainty holds between Δx and Δω.

【0020】[0020]

【数4】 (Equation 4)

【0021】不確定性関係から信号には最終単位が存在
し、数3の連続 Walevelet 変換には、多くの情報が重
複していることになる。もし2点(a1,b1)と(a2,b2)とが
共に同じ最小単位に含まれる点であれば、W(a1,b1)とW
(a2,b2)は独立な量ではない。従って、互いに同じ最小
単位内に属さない点の組(a,b)についてW(a,b)を求めれ
ば良いことなる。これは、座標(a,b)を数5のように離
散化すればよい。
Due to the uncertainty relation, the signal has a final unit, and a lot of information is duplicated in the continuous Walevelet conversion of the equation (3). If two points (a 1 , b 1 ) and (a 2 , b 2 ) are included in the same minimum unit, W (a 1 , b 1 ) and W (a 1 , b 1 )
(a 2 , b 2 ) are not independent quantities. Therefore, it suffices to obtain W (a, b) for a set of points (a, b) that do not belong to the same minimum unit. This can be achieved by discretizing the coordinates (a, b) as shown in Expression 5.

【0022】[0022]

【数5】(a,b)=(2-j,2-jk) (但し、j,kは整数)[Equation 5] (a, b) = (2− j , 2− j k) (where j and k are integers)

【0023】離散化された座標に基づく離散 Wavelet
変換・逆変換は数6のように定義される。
Discrete Wavelet Based on Discretized Coordinates
Transform / inverse transform is defined as in Equation 6.

【0024】[0024]

【数6】 (Equation 6)

【0025】離散 Wavelet 変換において、In the discrete wavelet transform,

【0026】[0026]

【数7】 (Equation 7)

【0027】とすると、Then,

【0028】[0028]

【数8】 (Equation 8)

【0029】が得られる。これは、fj(x)がgj-1(x)とf
j-1(x)とに分解できることを意味している。なお、分解
過程において、gj-1(x)とfj-1(x)とは、それぞれfj(x)
の高周波成分と低周波成分とになっている。ここで、
Is obtained. This is because f j (x) is g j-1 (x) and f j (x)
j-1 (x). In the decomposition process, g j-1 (x) and f j-1 (x) are respectively f j (x)
Are high frequency components and low frequency components. here,

【0030】[0030]

【数9】 (Equation 9)

【0031】で定義されるトゥー・スケール関係を満足
するスケーリング関数φ(x)を導入する。スケーリング
関数φ(x)を導入することによって、Mother Wavelet
を、
A scaling function φ (x) that satisfies the two-scale relation defined by By introducing a scaling function φ (x), Mother Wavelet
To

【0032】[0032]

【数10】 (Equation 10)

【0033】と定義できるようになる。ここで、{qk}
は、トゥー・スケール関係から決まる数列である。関数
f1(x)をスケーリング関数φ(x)で表すと、
It can be defined as Where {q k }
Is a sequence determined by the two-scale relation. function
When f 1 (x) is represented by a scaling function φ (x),

【0034】[0034]

【数11】 [Equation 11]

【0035】となる。これらの関係から、ck (j-1),dk
(j-1)は、ck (j)を用いて求めることができ、下記数12
で表される分解アルゴリズムが得られる。
## EQU1 ## From these relationships, c k (j-1) , d k
(j-1) can be obtained using c k (j).
Is obtained.

【0036】[0036]

【数12】 (Equation 12)

【0037】ここで、ck (j-1),とdk (j-1)は、それぞれ
ローパスフィルタとハイパスフィルタの出力となってお
り、分解の過程は、図5に示すようなフィルタバンクを
形成することなる。ここで{gk}と{hk}は、共にトゥー・
スケール関係から決まる分解数列である。
Here, c k (j-1) and d k (j-1) are the outputs of the low-pass filter and the high-pass filter, respectively. Is formed. Where {g k } and {h k } are both
This is a decomposition sequence determined by the scale relation.

【0038】逆に、ck (j)をck (j-1)とdk (j-1)とから求
める過程は、再構成アルゴリズムと呼ばれ、下記数13
のように表すことができる。
Conversely, the process of obtaining c k (j) from c k (j-1) and d k (j-1) is called a reconstruction algorithm.
Can be expressed as

【0039】[0039]

【数13】 (Equation 13)

【0040】最後に、分解のスタートとなるck (0)を信
号f(x)から決める処理が残っているが、実用上、測定デ
ータ列を{ck (0)}とみなして問題ない。
Finally, there remains processing for determining c k (0), which is the start of decomposition, from the signal f (x). However, in practice, there is no problem assuming that the measured data sequence is {c k (0) }. .

【0041】Haar Wavelet は、図6に示した形をして
いる最も簡単な Mother Wavelet である。Haar Wavelet
を使用したときの分解アルゴリズムは、
The Haar Wavelet is the simplest Mother Wavelet in the form shown in FIG. Haar Wavelet
The decomposition algorithm when using is

【0042】[0042]

【数14】 [Equation 14]

【0043】で与えられ、再構成アルゴリズムは、The reconstruction algorithm is given by

【0044】[0044]

【数15】 (Equation 15)

【0045】で与えられる。Is given by

【0046】このような Wavelet 変換の分解アルゴリ
ズムを使用して測定データを分解していくことによって
得られる分解数列の各要素が占める位置・周波数空間を
示すと、図7のようになる。この図から、各分解数列は
ある特定の位置と周波数範囲の情報を持っていることが
分かる。そこで、各分解数列に対応する範囲のデータの
代表位置に、分解数列の絶対値を加算していくという重
み付けを行う。ここで、分解数列の値は、この分解数列
が属する周波数範囲でのデータ変動の振幅に相当するの
で、検出したい振幅の大きさをスレッショルド値λとし
て与え、この値以下の分解数列の値をゼロとおくと、λ
以下の振幅変動を特徴とするデータの重みがゼロにな
る。さらに、検出しないデータ変動の周波数領域に相当
する範囲の分解数列をゼロとおいて同様の処理を行う
と、間引き処理に一種のフィルタとしての働きを付加す
ることもできる。
FIG. 7 shows the position / frequency space occupied by each element of the decomposition sequence obtained by decomposing the measurement data using the decomposition algorithm of the Wavelet transform. From this figure, it can be seen that each decomposition sequence has information on a specific position and frequency range. Therefore, weighting is performed such that the absolute value of the decomposition sequence is added to the representative position of the data in the range corresponding to each decomposition sequence. Here, since the value of the decomposition sequence corresponds to the amplitude of data fluctuation in the frequency range to which the decomposition sequence belongs, the magnitude of the amplitude to be detected is given as a threshold value λ, and the value of the decomposition sequence below this value is set to zero. In other words, λ
The weight of data characterized by the following amplitude fluctuations becomes zero. Further, if the same processing is performed with the decomposition sequence in a range corresponding to the frequency range of the data fluctuation not to be detected being set to zero, the function of a kind of filter can be added to the thinning processing.

【0047】このような処理結果として得られる間引き
後のデータ列は、緩やかな変動部分は大きな間隔で、激
しい変動部分は小さな間隔で並ぶことになる。また、Wa
velet 変換の Mother Wavelet として Haar Wavelet を
選択すれば、大幅な計算量の短縮になり、非常に高速な
処理が可能になる。勿論、Mother Wavelet として他の
Wavelet を使用することもできるので、目的に応じた選
択が可能である。二次元処理も全く同様に実現できる。
In the thinned data sequence obtained as a result of such processing, a gently fluctuating portion is arranged at large intervals, and a severely fluctuating portion is arranged at small intervals. Also, Wa
Choosing Haar Wavelet as the Mother Wavelet for the velet transform will greatly reduce the amount of computation and allow for very fast processing. Of course, other Waves as Mother Wavelet
Wavelet can also be used, so you can make a selection according to your purpose. Two-dimensional processing can be realized in exactly the same way.

【0048】各分解数列に対応する範囲のデータの代表
位置への加算方式については、例えば分解数列が属する
空間範囲の先頭データを代表位置と考えると、図8に示
すように、加算していけば重みを求めることができる。
この図中、wkはk番目のデータの重みで、●印を付けた
分解数列の絶対値の和を→の方向に加算することによっ
て求めることができる。
As for the method of adding the data in the range corresponding to each decomposition sequence to the representative position, for example, assuming that the leading data of the spatial range to which the decomposition sequence belongs is the representative position, as shown in FIG. Weight can be obtained.
In this figure, w k is the weight of the k-th data, and can be obtained by adding the sum of the absolute values of the decomposition sequence indicated by ● in the direction of →.

【0049】以上説明したインテリジェント間引き処理
の手順について、図9に簡単な具体例を示す。測定デー
タは、前述した図2のデータと同様とする。測定データ
を Wavelet変換し、分解数列を求める。次に、絶対値が
スレッショルドλ以下(ここでは、λ=0.2)の分解
数列をゼロにする。なお、このとき必要に応じて指定周
波数範囲のみの処理としても良い。次に分解数列を使用
して測定データに重み付けを行う。そして、重みがゼロ
でない測定データを抽出する。以上の処理によって、結
果的に図2で示したのと同じ間引き処理がなされたこと
になる。
FIG. 9 shows a simple specific example of the procedure of the intelligent thinning process described above. The measurement data is the same as the data in FIG. 2 described above. Wavelet transform the measured data to obtain a decomposition sequence. Next, the decomposition sequence whose absolute value is equal to or smaller than the threshold λ (here, λ = 0.2) is set to zero. At this time, if necessary, the processing may be performed only in the designated frequency range. Next, the measurement data is weighted using the decomposition sequence. Then, measurement data having a weight other than zero is extracted. As a result of the above processing, the same thinning processing as shown in FIG. 2 is performed.

【0050】図10は、二次元の元データについて上述
したインテリジェントな間引き処理を施した例を示す図
である。この例の元データは、
FIG. 10 is a diagram showing an example in which the above-described intelligent thinning processing is performed on two-dimensional original data. The source data for this example is

【0051】[0051]

【数16】 (Equation 16)

【0052】であり、図中(a)は元データ(データ数
nx=512)で、同図(b)はλ=0.01としてデータ数nx
=46まで間引いた例、同図(c)はλ=0.05としてデー
タ数nx=17まで間引いた例をそれぞれ示している。この
例から明らかなように、データ数が17になるまでデータ
を間引いても元データの特徴は殆ど失われていないこと
が分かる。
In the figure, (a) shows the original data (the number of data
( x = 512), and FIG. 7B shows the number of data n x with λ = 0.01.
= Example thinned out to 46, the (c) shows an example in which thinned out until the data number n x = 17 as lambda = 0.05, respectively. As is apparent from this example, even if the data is thinned out until the number of data becomes 17, the characteristics of the original data are hardly lost.

【0053】図11は、三次元の元データについて上述
したインテリジェントな間引き処理を施した例を示す図
である。この例の元データは、
FIG. 11 is a diagram showing an example in which the above-described intelligent thinning process is performed on three-dimensional original data. The source data for this example is

【0054】[0054]

【数17】 [Equation 17]

【0055】であり、図中左上は元データ(データ数nx
×ny=512×512)で、右上はλ=0.001として間引いた
等高線図、左下は同じくメッシュ構造、右下はλ=0.00
1のデータ点であり、いずれも間引き後のデータ数は179
3であり、これは元データの0.689%に相当する。このよ
うに、上記の方法を三次元データに拡張した場合でも、
十分な効果を確認することができた。
In the figure, the upper left is the original data (the number of data n x
× ny = 512 × 512), the upper right is a contour map thinned out with λ = 0.001, the lower left is the same mesh structure, the lower right is λ = 0.00
1 data point, the number of data after thinning is 179
3, which is 0.689% of the original data. Thus, even if the above method is extended to three-dimensional data,
A sufficient effect could be confirmed.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
元データの変動状況に応じて適応的に間引き間隔が変動
し、特徴部分を失わずに、十分なデータの圧縮が可能で
あり、しかも高速処理が可能であるという効果を奏す
る。
As described above, according to the present invention,
The thinning interval is adaptively changed in accordance with the fluctuation state of the original data, so that it is possible to sufficiently compress data without losing a characteristic portion and to perform high-speed processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の一実施例に係る表面性状測定装置
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a surface texture measuring device according to one embodiment of the present invention.

【図2】 同装置における間引き処理の原理を説明する
ための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of thinning processing in the same device.

【図3】 同処理に使用される基底関数の一例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a basis function used for the same processing.

【図4】 正弦波関数の窓とスペクトルの関係を説明す
るたちめの図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between a window of a sine wave function and a spectrum.

【図5】 同間引き処理で使用される分解アルゴリズム
におけるフィルタバンクを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a filter bank in a decomposition algorithm used in the thinning processing.

【図6】 同処理で使用される基底関数の他の例を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing another example of a basis function used in the same processing.

【図7】 同処理で得られる分解数列の各要素が占める
空間的・周波数的配置を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a spatial and frequency arrangement occupied by each element of a decomposition sequence obtained by the same processing.

【図8】 同分解数列の各要素からデータの重みを求め
る方法を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of calculating data weight from each element of the decomposition sequence.

【図9】 同処理の具体例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a specific example of the processing.

【図10】 同処理を二次元データに適用した例を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example in which the same processing is applied to two-dimensional data.

【図11】 同処理を三次元データに適用した例を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example in which the same processing is applied to three-dimensional data.

【図12】 従来の間引き処理方法を説明するための図
である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional thinning processing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…測定テーブル、2…ワーク、3…変位検出器、4…
駆動装置、5…測定値サンプリング部、6…記憶装置、
7…信号処理部、8…表示部、9…操作部。
1. Measurement table, 2. Workpiece, 3. Displacement detector, 4.
Drive device, 5: measurement value sampling unit, 6: storage device,
7: signal processing unit, 8: display unit, 9: operation unit.

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Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 二次元以上の空間上に配列される元デー
タを間引きするデータの間引き処理方法において、 前記元データを小さな空間範囲から大きな空間範囲へと
段階的に分割し、 各空間範囲に対応する周波数成分の変化の度合いを空間
範囲毎に求め、 前記変化の度合いが所定の値よりも大きな空間範囲の大
きさに応じて前記元データを間引くようにしたことを特
徴とするデータの間引き処理方法。
1. A data thinning processing method for thinning out original data arranged in a two-dimensional or more space, wherein said original data is divided stepwise from a small space range to a large space range, Determining the degree of change of the corresponding frequency component for each spatial range, and thinning out the original data according to the size of the spatial range in which the degree of change is greater than a predetermined value. Processing method.
【請求項2】 二次元以上の空間上に配列される元デー
タを間引きするデータの間引き処理方法において、 前記元データを小さな空間範囲から大きな空間範囲へと
段階的に分割したときの各空間範囲に空間的及び周波数
的に適合する基底関数を用いて、前記元データを前記各
空間範囲に対応した数列に分解し、 得られた分解数列の各要素のうち絶対値が所定のスレッ
ショルド値よりも小さい要素をゼロにしたのち、 得られた分解数列の各要素に基づいて前記元データに対
応させて前記空間範囲の重なり具合に応じた重み付けを
行い、 重みがゼロでない元データのみを抽出することを特徴と
するデータの間引き処理方法。
2. A data thinning method for thinning out original data arranged in a two-dimensional or more space, wherein each of the spatial ranges when the original data is divided stepwise from a small spatial range to a large spatial range The original data is decomposed into a sequence corresponding to each of the spatial ranges using a basis function spatially and frequency-wise, and an absolute value of each element of the obtained decomposition sequence is smaller than a predetermined threshold value. After reducing the small elements to zero, weighting is performed according to the degree of overlap of the spatial range in correspondence with the original data based on each element of the obtained decomposition sequence, and only the original data having a weight other than zero is extracted. A data thinning processing method characterized by the following.
【請求項3】 二次元以上の空間上に配置される元デー
タに対して間引き処理を施すデータ処理装置において、 前記元データを記憶する記憶手段と、 前記記憶された元データからその変化の度合いに応じた
間隔で間引き処理を行うデータ処理手段とを備え、 前記データ処理手段が、前記元データを小さな空間範囲
から大きな空間範囲へと段階的に分割すると共に、各空
間範囲に対応する周波数成分の変化の度合いを空間範囲
毎に求め、前記変化の度合いが所定の値よりも大きな空
間範囲の大きさに応じて前記元データを間引く処理を実
行するものであることを特徴とするデータ処理装置。
3. A data processing apparatus for performing a thinning process on original data arranged in a two-dimensional or more space, a storage unit for storing the original data, and a degree of change from the stored original data. Data processing means for performing thinning-out processing at intervals according to the data processing means, wherein the data processing means divides the original data stepwise from a small spatial range to a large spatial range, and a frequency component corresponding to each spatial range. A data processing apparatus for obtaining a degree of change for each spatial range, and executing a process of thinning out the original data according to the size of the spatial range in which the degree of change is larger than a predetermined value. .
【請求項4】 二次元以上の空間上に配置される元デー
タに対して間引き処理を施すデータ処理装置において、 前記元データを記憶する記憶手段と、 前記記憶された元データからその変化の度合いに応じた
間隔で間引き処理を行うデータ処理手段とを備え、 前記データ処理手段が、前記元データを小さな空間範囲
から大きな空間範囲へと段階的に分割したときの各空間
範囲に空間的及び周波数的に適合する基底関数を用い
て、前記元データを前記各空間範囲に対応した数列に分
解し、得られた分解数列の各要素のうち絶対値が所定の
スレッショルド値よりも小さい要素をゼロにしたのち、
得られた分解数列の各要素に基づいて前記元データに対
応させて前記空間範囲の重なり具合に応じた重み付けを
行い、重みがゼロでない元データのみを抽出する処理を
実行するものであることを特徴とするデータ処理装置。
4. A data processing apparatus for performing a thinning process on original data arranged in a two-dimensional or more space, a storage unit for storing the original data, and a degree of change from the stored original data. Data processing means for performing decimation processing at intervals according to the data processing means, the data processing means spatially and frequency into each spatial range when the original data is divided stepwise from a small spatial range to a large spatial range The original data is decomposed into a sequence corresponding to each of the spatial ranges using a basis function that is optimally matched, and an element whose absolute value is smaller than a predetermined threshold value among elements of the obtained decomposition sequence is reduced to zero. After doing
Based on each element of the obtained decomposition sequence, weighting is performed in accordance with the degree of overlap of the spatial range in correspondence with the original data, and a process of extracting only non-zero original data is performed. Characteristic data processing device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019161813A (en) * 2018-03-12 2019-09-19 オムロン株式会社 Evaluation device and power conditioner
JP2021189420A (en) * 2020-05-29 2021-12-13 日亜化学工業株式会社 Information processing method, information processing program, information processing device and image display device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014023375A (en) * 2012-07-23 2014-02-03 Sharp Corp Control device and control method for motor
JP2019161813A (en) * 2018-03-12 2019-09-19 オムロン株式会社 Evaluation device and power conditioner
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