JP2001051009A

JP2001051009A - 波形検出装置

Info

Publication number: JP2001051009A
Application number: JP11255191A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shimada; 耕一嶋田; Shogo Nakamura; 尚五中村; Akira Saso; 晃佐宗
Original assignee: DKK TOA Corp
Current assignee: DKK TOA Corp
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】送電線の碍子の絶縁劣化の検出のように突発
に発生する信号を確実に検出し、その部分の必要データ
のみを収集する。【解決手段】デジタル入力信号を間引きした後、予測
される基準波形の長さに相当する１測定フレームについ
てウェーブレット変換することを、基準波形の１サンプ
ル周期順次ずらして行い、その変換結果を周波数−時間
座標上に振幅数値を与えた数値表と、メモリ１７内の、
基準波形をウェーブレット変換した数値表に対し、ばら
つきの幅を与えたものとを比較し（２１）、両者が一致
すると、その時の入力信号に基準波形が含まれていると
判断し、その時点の所要の入力信号をメモリ２２に取込
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば送電線の碍
子の絶縁劣化にもとづく放電現象のように、その事象が
いつ発生するかわからないため、長時間に渡たり連続的
に監視する必要がある、事象（特定波形）を検出する波
形検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような何時発生するか不明の信号を
検出（監視）するため、従来においてはデータレコーダ
に、昼夜をわけずに連続して記録し、その記録波形を監
視員が肉眼で見て調べ、異常信号を探し出している。ま
たアナログオシロスコープで測定する場合には、入力信
号を、基準電圧レベルをトリガとしたり、基準繰返し周
期をトリガとして信号波形を表示面に表示しているので
昼夜をわけずに連続して肉眼による波形観測が必要であ
る。

【０００３】またデジタルオシロスコープではアナログ
オシロスコープと同様な問題点と、信号を取り込んでか
ら、次の信号を取り込むまで例えば１００ミリ秒程度の
間隔をおいて信号を取り込むので測定にデッドタイムが
存在し、データの取りこぼしを発生するものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のデータレコーダ
によるものは、記録紙の記録量が多量なものとなり、そ
の記録を調べる作業も大変なものとなっていた。また、
異常信号の発生を実時間で検出することができないとい
う問題もあった。アナログオシロスコープによるもの
は、トリガとするものが電圧レベルであったり、繰返し
周期であるため、複雑な波形信号を検出することは困難
であった。

【０００５】デジタルオシロスコープによるものは、信
号の取込みと、次の信号の取込みとの間が例えば１００
ミリ秒あり、この間に発生する信号を取り逃がすという
問題があった。この発明の目的は、検出或いは観測また
は測定したい現象に起因する特定波形の検出、観測を効
率的に実行するもので、波形が長時間に渡っていつ発生
するか不明なものでも必ず検出することができ、その時
のデータを実時間で取り込むことができ、しかも複雑な
波形でも検出することができる波形検出装置を提供し、
検出や観測の困難な現象の検出或いは観測または測定を
可能とすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、検出
したい波形を基準波形としてウェーブレット変換によっ
て数値化した表をメモリに格納しておき、入力されたデ
ジタルの入力信号を順次時間的にずらして測定フレー
ム、つまり基準波形の長さずつウェーブレット変換して
入力信号の数値表を作成し、そのウェーブレット変換結
果の数値表と、基準波形のウェーブレット変換された数
値表とを比較手段で比較し、入力されたデジタルの入力
信号を順次時間的にずらして測定フレームずつウェーブ
レット変換し、そのウェーブレット変換結果の数値表
と、ウェーブレット変換された基準波形の数値表とを比
較手段で比較し、両者が一致すると、入力信号から基準
波形と一致したものを検出したと判定し、必要に応じて
その測定フレームを含むデジタル化された入力信号を解
析用のメモリに取り込む。

【０００７】また必要に応じて解析用のメモリは目的に
応じて、周波数分析、波形分析、発生時刻分析、発生頻
度分析等にかけられ、検出した波形が検出したい現象に
起因するものかどうか解析され、監視センターへの通報
または記録がなされる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施形態を図面を
参照して説明する。入力端子１１よりの入力信号は、直
接Ａ／Ｄ変換器１３に、または入力信号のエンベロープ
にその情報が含まれる場合等、必要に応じてエンベロー
プ検波器１２でエンベロープ検波しその検波出力を、Ａ
／Ｄ変換器１３でデジタルの入力信号に変換され、ＦＩ
ＦＯメモリ１４に次々と格納される。ＦＩＦＯメモリ１
４内から１測定フレーム分の信号データが区間切り取り
部２０で取り出され、この取り出しは、時間的に順次ず
らされて行われる。この１測定フレーム分のデータは間
引き手段１５で適当なサンプル間隔ごとにサンプルデー
タが取り出される。この測定フレーム長は入力信号に基
準波形が含まれていた場合、その基準波形の全体を損傷
無く含む間隔であって、基準波形が低周波を含む場合に
は長い測定フレーム、高周波の短い周期の場合は短い測
定フレームで、基準波形を損傷無く含むように順次ずら
しながら取り出される。Ａ／Ｄ変換器１３では、検出し
ようとする波形の周波数成分が例えば１Hz〜１ＭHzであ
れば、この成分を再現できるサンプリング周波数、この
例では２ＭHzとされ、このサンプリングクロック周波数
で入力信号はＦＩＦＯに記憶されていく。一方、基準波
形で決まる測定フレームの入力信号を、測定フレーム区
間切り取り部２０により、前記の測定フレームの長さだ
け、波形検出用の測定サンプルとしてＦＩＦＯメモリ１
４から取り出される。

【０００９】この場合、検出しようとする波形の周波数
範囲が、例えば１Hz〜１ＭHzであって、基準波形の周波
数成分が例えば１ｋHz程度の１０周期程度の繰り返しの
波形であったとすると、測定フレームは１ms×１０＝１
０msの時間が必要となるが、Ａ／Ｄ変換器のサンプリン
グクロックが２ＭHzだとすると１０ms／５００ns＝２０
０００のデータが測定フレームに対して必要となり多量
の比較データとなり、高速に数値化して比較して基準波
形の存在を判断するために比較データが多いことは検出
比較の実行時間にも影響を与える。更に基準波形の周波
数が、例えば１Hzになれば２０００００００のデータの
測定フレームが必要になり実行時間、経済性、実現性が
問題になってくる。

【００１０】この問題を解決するために、基準波形を再
現できるサンプリングクロックと、入力信号をデジタル
データに変換しているＡ／Ｄ変換器１３のサンプリング
クロック２ＭHzとの間に整合をとり、比較データの量を
基準波形の数値化データに近い大きさにして、基準波形
を入力信号の中から検索することを効率的、高速に行う
ために、ＦＩＦＯメモリ１４から切り離した入力信号を
基準波形のサンプリングクロックに合わせたクロック間
引きを行う。

【００１１】この目的のために、間引き手段１５によっ
て波形の整合をとる。つまり基準波形が１ｋHzであれば
サンプリングクロックが２ｋHzになるようにＦＩＦＯメ
モリ１４からの入力信号を間引きする。間引き手段１５
によって圧縮された入力信号の各測定フレーム分は、基
準波形のサンプリングクロックで順次ウェーブレット変
換され、数値化表とされて予め数値化された基準波形の
数値表と比較されて、入力信号に含まれる基準波形を検
出する。

【００１２】一方、入力信号において検出されるべき基
準波形は、その予期される全ての基準波形がウェーブレ
ット変換され、各基準波形の数値表として基準波形メモ
リ１７に予め記憶してある。この基準波形はパソコンな
どの基準波形作成手段１８により人手により作成され
る。ここで作成された基準波形はウェーブレット変換器
２７でウェーブレット変換され数値表とされて、基準波
形メモリ１７に、例えば図２に示すように、基準波形の
１測定フレーム内における各周波数成分の時間経過にも
とづく変化状態として、基準波形の比較数値表として記
録される。この表の例は周波数バンドは２倍単位にして
ある。つまり、各周波数帯域は時間軸方向で分割され、
その分割された１つをグリッドと名付けると、グリッド
の時間軸方向の長さはその周波数帯の長さであり、各グ
リッドにその成分の振幅値が記入される。

【００１３】これら基準波形のウェーブレット変換数値
表は冗長性付与手段１９により、冗長性が付与される。
つまり、基準波形は検出する波形に冗長性を持たせるた
めに、基準波形の各サンプル値に対し冗長性付与手段１
９ａにより、それに±に適当な幅を与えて冗長性を付与
し、或いは基準波形をウェーブレット変換した数値表の
各数値に対し、冗長性付与手段１９ｂにより±に適当な
幅を与えて冗長性を付与する。この冗長性付与手段１９
ａ、１９ｂはその一方だけを用いてもよく、両方を用い
てもよい。

【００１４】このように各値について幅を持たされた基
準波形の数値表と、ウェーブレット変換器１６よりの入
力信号のウェーブレット変換された数値表との各対応す
るものが比較器２１で比較される。この比較は各測定フ
レームごとに行う。比較器２１で入力信号のウェーブレ
ット変換した数値表の各値が、基準波形のウェーブレッ
ト変換した数値表の±の幅の範囲内に対応するものが全
て入ると、これが検出され、その検出出力により、解析
メモリ２２にＦＩＦＯメモリ１４に格納された入力信
号、つまり、一致が検出されたものと相当する信号を含
む所定範囲の入力信号が格納される。

【００１５】解析用メモリ２２に取り込まれた入力信号
は、波形解析手段２３によりＦＦＴ（高速フーリエ変
換）やウェーブレット変換などにより、周波数成分や、
周波数成分と位相（時間）成分とが解析され、その解析
結果が記録・表示器２４に記録されると共に表示され
る。またその解析結果や、波形解析前のメモリ２２内の
取込み信号が送信機２５により監視センタ２６へ送られ
る。監視センタ２６では解析結果や、一致検出にもとづ
く信号に応じた対応処理をすると共に、その分析その他
を行う。また必要に応じて、目標波形に起因する、或い
は原因とする検出された測定波形をノイズ成分等を除外
し、新たな基準波形とし、これをウェーブレット変換し
てメモリ１７内の基準波形数値表として格納し、または
その基準波形数値表を更新する。

【００１６】以上の処理を更に具体的に説明する。例え
ば図３Ａに示す基準波形をウェーブレット変換した結
果、図３Ｂに示すように周波数成分ｆ１〜ｆ２のウェー
ブレットと、周波数成分ｆ２〜ｆ３のウェーブレット
と、周波数成分ｆ３〜ｆ４のウェーブレットが得られた
とする。ウェーブレット変換数値表は、例えば図３Ｃに
示すようになる。図３Ｃは図３Ｂと対応させていない。
この例では最も周波数が低い成分ｆ１〜ｆ２は１波数し
か存在しない場合で、従って測定フレーム長はｆ１〜ｆ
２の成分のウェーブレットの１周期と一致する。そし
て、そのｆ１〜ｆ２成分の振幅は５であることを示して
いる。ｆ２〜ｆ３の成分は測定フレームの後半にウェー
ブレットが１波数存在し、その振幅が１０であること、
ｆ３〜ｆ４の成分と測定フレームの中間部に１波数存在
し、その振幅が２０であること、ｆ５〜ｆ６の成分につ
いては、測定フレームの前半部で１波数分の無存在の
後、２波数連続したウェーブレットが存在し、それぞれ
各１周期部分（これをマザーウェーブレットと呼ぶ）の
振幅が２０と７０であることを示している。以下同様で
ある。このようにウェーブレット変換数値表は、各周波
数帯ごとに時間軸方向において、その周期で分割されて
グリットとされ、マザーウェーブレットが存在するグリ
ットにはその振幅値が記入されたものである。

【００１７】図１に示した処理を前記数値表と対応した
ものを用いて図４，図５を参照して説明する。入力端子
３１よりの入力信号は、Ａ／Ｄ変換器３２でデジタルの
入力信号に、入力信号帯域の最高周波数の２倍以上のサ
ンプリング周波数により変換され、クロック正規化部３
３で必要に応じて複数デジタルデータごとに加算平均し
て、基準波形を含む速度の低いデータ速度とされて、Ｆ
ＩＦＯメモリ３４に次々と格納される。つまり、クロッ
ク正規化部３３は、図１中の間引き手段１５と対応する
ものである。ＦＩＦＯメモリ３４内の１測定フレーム分
の信号は、順次ずらしながら取り出されてＦＩＦＯバッ
ファ３５に格納される。このＦＩＦＯバッファ３５の内
容は基準波形に含まれるもっとも高い周波数で決まるサ
ンプルクロックの周期ごとに更新される。つまり、前記
サンプルクロックの１周期経過すると、ＦＩＦＯバッフ
ァ３５内のデータがＤＡＴＡ（ｎ−１）〜ＤＡＴＡ（ｎ
−１１）からＤＡＴＡ（ｎ）〜ＤＡＴＡ（ｎ−１０）に
更新される。このＦＩＦＯバッファ３５の１測定フレー
ム分のデータはウェーブレット変換器３６によってウェ
ーブレット変換される。

【００１８】ウェーブレット変換された数値は、図５に
示すように入力波形ウェーブレット数値表バッファ３７
に格納される。つまり、ウェーブレット変換器３６にお
いて、例えばデータＤＡＴＡ（ｎ−１０）〜ＤＡＴＡ
（ｎ−１９）が、基準波形に含まれる周波数成分の帯域
を一定割合で分割した周波数サブバンドの帯域ｆ１〜ｆ
ｎに分離され、データＷdata（ｆ１，ｎ−１０），Ｗda
ta（ｆ２，ｎ−１０），・・・Ｗdata（ｆｎ，ｎ−１
０）に変換され、同様にデータＤＡＴＡ（ｎ−９）〜Ｄ
ＡＴＡ（ｎ−１８）が、帯域ｆ１〜ｆｎのデータＷdata
（ｆ１，ｎ−９），Ｗdata（ｆ２，ｎ−９），・・・Ｗ
data（ｆｎ，ｎ−９）に変換され、同様にしてデータＤ
ＡＴＡ（ｎ）〜ＤＡＴＡ（ｎ−１０）は帯域ｆ１〜ｆ
ｎのデータＷdata（ｆ１，ｎ），Ｗdata（ｆ２，ｎ），
・・・Ｗdata（ｆｎ，ｎ）に変換され、これらウェーブ
レット数値表（マトリクス）Ｗdata（ｆ１，ｎ）〜Ｗda
ta（ｆｎ，ｎ），・・・Ｗdata（ｆ１，ｎ−１０）〜Ｗ
data（ｆｎ，ｎ−１０）が作られる。その１データサン
プル周期前のウェーブレット数値表はＷdata（ｆ１，ｎ
−１）〜Ｗdata（ｆｎ，ｎ−１），・・・，Ｗdata（ｆ
１，ｎ−１１）〜Ｗdata（ｆｎ，ｎ−１１）である。図
においては、数値表のそれぞれ１０×ｎ個の数値の行列
として示したが、実際には図３の説明から理解されるよ
うに、低い周波数ｆ１では数値の数が少なく、高い周波
数ｆｎでは数値の数は多いものである。

【００１９】このように１データサンプル周期ごとに入
力波形ウェーブレット変換数値表が作られる。一方、入
力信号において検出されるべき信号波形は、その予期さ
れる全ての目標波形、つまり基準波形がウェーブレット
変換され、基準波形ウェーブレット数値表Ｒdata（ｆ
１，ｎ）〜Ｒdata（ｆｎ，ｎ），・・・，Ｒdata（ｆ
１，ｎ−１０）〜Ｒdata（ｆｎ，ｎ−１０）として基準
波形数値表メモリ３８に予め記憶してある。図では１つ
の基準波形数値表のみを示している。また、この場合も
図３から明らかなように、１０×ｎの数値が存在するの
ではなく、低い周波数ｆ１では数値の数が小さく、高い
周波数ｆｎでは数値の数は多く、かつ同一周波数列にお
いても、ユーザーウェーブレットが存在するグリットの
みに数値はあり、他は０となっている。

【００２０】この基準波形ウェーブレット変換数値表の
各数値に対し、冗長性付与手段４１により冗長性が付与
される。つまり、各数値に対し適当な値を加算した基準
ウェーブレット数値表Ｒdata（ｆ１，ｎ，ｕｐ）〜Ｒda
ta（ｆｎ，ｎ，ｕｐ），・・・Ｒdata（ｆ１，ｎ−１
０，ｕｐ）〜Ｒdata（ｆｎ，ｎ−１０，ｕｐ）と、各数
値に対し、適当な値を減算した基準ウェーブレット数値
表Ｒdata（ｆ１，ｎ，ｌｏｗ）〜Ｒdata（ｆｎ，ｎ，ｌ
ｏｗ），・・・Ｒdata（ｆ１，ｎ−１０，ｌｏｗ）〜Ｒ
data（ｆｎ，ｎ−１０，ｌｏｗ）とが冗長幅付き基準波
形ウェーブレット数値表メモリ４２に記憶される。各基
準波形ごとにその冗長幅付き基準波形ウェーブレット数
値表がメモリ４２に記憶される。

【００２１】冗長幅としては、冗長幅マトリクスメモリ
４３を設け、基準波形ウェーブレット数値表（マトリク
ス）の各周波数軸上と時間軸上において、基準値の上限
（ｕｐ）と基準値の下限（ｌｏｗ）とを異ならせて、基
準波形成分（マザーウェーブレット）が特に含まれてい
る部分の冗長度を高めるようなｕｐとｌｏｗの冗長幅マ
トリクスを作成し、これをメモリ４３に記憶しておき、
この冗長幅マトリクスの各要素に応じて基準波形ウェー
ブレット数値表（マトリクス）の対応要素に対して冗長
幅を付加するようにすることもできる。

【００２２】入力波形ウェーブレット数値表バッファ３
７に、入力波形ウェーブレット数値表が得られるごと
に、メモリ４２内の各基準波形に対する冗長幅付き基準
波形ウェーブレット数値表と比較手段４４で比較し、入
力波形ウェーブレット数値表の各要素が冗長幅付き基準
波形ウェーブレット数値表の対応する要素の上限値と下
限値との間に、全てまたは大部分の要素が入る基準波形
があるかの検索を行う。

【００２３】この入力波形数値表と基準波形数値表との
比較手段４４での比較は、例えば図６に示すように、入
力波形数値表がバッファ３７から比較手段４４に入力さ
れると（Ｓ１），基準波形番号Ｎを１とし（Ｓ２），Ｎ
番の基準波形数値表がメモリ４２から取り出される（Ｓ
３）。そのＮ番の基準波形数値表にはマザーウェーブレ
ットが存在しているグリットについて、周波数成分の値
ｆが低いもの、また時間軸の値ｎの小さいものについて
グリット番号Ｇｎとその座標（ｆ，ｎ）が与えられてい
るものとする。グリット番号Ｇｎ＝１とし（Ｓ４），そ
のグリット番号Ｇｎ（ｆ，ｎ）の数値（マザーウェーブ
レットの振幅）の範囲（冗長幅が与えられている）と、
入力数値表の対応座標（ｆ，ｎ）の数値と比較手段４４
で比較し、後者が前者の範囲に入っているか否かを調べ
る（Ｓ５）。

【００２４】範囲に入っている場合は、マザーグリッド
の番号Ｇｎを＋１し（Ｓ６），Ｇｎがその基準波形数値
表で最後の番号Ｇmax であるかを調べ（Ｓ７），最後で
なければステップＳ５に戻り、Ｇｎの番号のマザーウェ
ーブレットの冗長幅が与えられた振幅の範囲に、入力波
形の数値表のそのＧｎの座標（ｆ，ｎ）の数値が入力か
否かが調べられる。このようにマザーウェーブレットの
周波数の低い成分から、入力波形の数値表の対応要素と
比較し、その冗長幅が与えられた範囲に入らなければ、
Ｎを＋１し（Ｓ８），そのＮが基準波形数値表の最後の
番号Ｎmax であるかを調べ（Ｓ９），そうでなければ次
の基準波形メモリ４２から取り出され（Ｓ３），同様に
しその周波数の低いマザーウェーブレットの振幅、つま
りＧｎ＝１から、入力波形数値表の対応（ｆ，ｎ）の要
素（振幅）と比較される。マザーウェーブレットは図３
Ｃに示すように周波数が低いものほど数が少なく、周波
数が高くなるに従って数（波数）が多くなる傾向にある
から、周波数が低い成分から比較することにより、入力
波形数値表の基準波形数値表と異なる場合に、少ない比
較回数で異なっているものであることを知ることができ
る。

【００２５】ステップＳ７でＧｎ＝Ｇmax となった場合
は、その基準波形数値表の各マザーウェーブレットの冗
長幅が与えられた振幅と、入力波形数値表の対応要素の
各値とが全て一致したことになり、その入力波形はその
基準波形と一致し、入力信号からその基準波形が検出さ
れたと判定される（Ｓ１１）。ステップＳ９でＮ＝Ｎma
x であれば、その入力波形数値表は、全ての基準波形数
値表と一致せず、その入力信号は何れの基準波形とも一
致しないと判定され、次の測定フレームの入力波形数値
表がバッファ３７から比較手段４４に入力されてステッ
プＳ２に移る（Ｓ１０）。

【００２６】何れかの基準波形の冗長幅付きウェーブレ
ット数値表と実質的に一致するものが検索されると、そ
のことが波形解析メモリ４５の制御部に通知され、これ
をトリガとして波形解析メモリ４５にＡ／Ｄ変換器３２
からの入力データが所定量取り込まれる。この場合、前
記通知を受ける直前の一定量の入力データも波形解析メ
モリ４５に取り込まれるように、現時点より所定時間前
までの入力データを常に波形解析メモリ４５に取り込む
ようにし、前記通知を受けるとその常時取り込んでいる
データに連続して入力データを取り込むようにすること
もできる。

【００２７】波形解析メモリ４５に取り込んだ入力デー
タはその時系列データを時系列波形として表示する表示
手段４６，ＦＦＴなどの周波数分析を行う手段４７，周
波数成分の時間局所性分析を行う周波数・時系列分析解
析手段４８，基準波形を抽出する手段４９，波形の周期
性（ピッチ）を抽出する手段５１などへ入力する。基準
波形抽出手段４９から抽出した基準波形を測定フレーム
分の時系列データとして波形メモリ５２に一時記憶し、
この波形メモリ５２内の時系列データをウェーブレット
変換器５３で複数周波数帯域に分割して、周波数・時間
のウェーブレット数値表を作成して、基準波形変換表メ
モリ３８に記憶してもよい。入力波形メモリ５２には他
の外部の波形発生器から基準波形の時系列データを入力
してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
入力信号波形と基準波形を、ウェーブレット変換によっ
て数値化された表として比較することによって、入力信
号中の基準波形を検出しているため、つまり波形または
周波数成分の局所性を含めて検出するために波形の形状
だけでなく、周波数成分それぞれの時間的局所性も合わ
せて実時間で基準波形を検出することができ、これと対
応した基準波形を含む入力信号を取込むことができる。
この入力信号には基準波形とそれによって起因するまた
は原因となった波形も合わせて取り込むことができ、そ
の原因と結果の相関関係等の測定に効果を発揮する。

【００２９】特に前記実施例のように、基準波形に相当
する測定フレーム期間をウェーブレット変換して、すで
に作成されている基準波形の数値表と比較することで、
基準波形の有無を確実に検出することができ、しかも数
値表のクロックを間引き等の方法でスケールを基準波形
に正規化して、スムーズに比較できるよう、その検出の
速度を高速にして、実時間で検出した基準波形を含む期
間の入力信号を取込むことにより、その信号の詳細を解
析することができる。

【００３０】例えば１０００Hz，５０msに振幅１００Ｖ
p-p パルスが混入した場合、従来において、時間軸のみ
の全周波数表示では図７Ａに示すように、全周波数成分
が平均化され、パルスは埋もれてしまい検出が困難であ
った。しかし、ウェーブレット変換によれば図７Ｂに示
すように、周波数軸、時間軸、振幅軸の３次元データが
得られ、前記例では１０００Hz，５０msの所に振幅１０
０Ｖp-p パルスが番号３１として現われ、これを検出
し、表示することができる。このように信号が時間、周
波数共にスポットの場合は、柱形状に現われ、時間はス
ポットであるが周波数は拡散している場合は、周波数軸
に沿った壁状形状が現われ、周波数が同一で、時間的に
継続する場合は時間軸に沿った壁状形状が現われる。つ
まり周波数成分の時間分布を求め、周波数成分の時間に
おける局所性を波形検出の要素としている。

【００３１】このような構成であるから、前述したよう
に入力信号から切り取る測定フレームを連続して、基準
波形の取りこぼしが無いように順次ずらしながらウェー
ブレット変換した数値表を、基準波形をウェーブレット
変換した数値表と比較しているため、デジタルオシロス
コープにあるような測定の取りこぼしもなく、何時突発
的に生じるかも不明な信号をも、確実にその信号を取り
込むことができ、雑音が重畳し、かつ複数の目標波形が
畳み込まれた場合でも、これらを分離して検出すること
ができる。

【００３２】更に基準波形に冗長性を付与しているた
め、基準波形と正確に一致していなくても、基準波形信
号を検出することができ、基準波形が比較的あいまいで
あってもよく、その作成が容易であり、また基準波形を
少しずつ異なるものを多数用意する必要がなく、その代
表のものを用意すればよく、基準波形メモリ１７の記憶
容量を小さなものとすることができる。

【００３３】解析されるべき信号や、解析結果も、その
発生基準波形と対応した部分のみについて収集されるた
め、そのための記憶手段の記憶容量も小さなもので済
む。また実時間で基準波形の信号が検出されるため、そ
の検出に対応した処置、つまり予備への切替え、運転の
停止などを遅れることなく、直ちに自動的に実行させる
ことができる。

【００３４】先に述べたように送電線の碍子の絶縁劣化
の検出や、環境等の連続的な監視、設備安全性のための
寿命予測、機械動作中の異常検出、機器のエージングの
異常測定、心電計等の医療機器などの突発的に発生し、
予測が困難であり、雑音と混在する信号の把握にこの発
明の装置は適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図。

【図２】基準波形メモリ１７の記憶例を示す図。

【図３】Ａは基準波形の例を示す図、Ｂはそのウェーブ
レット変換例を示す図、Ｃはウェーブレット変換数値表
の例を示す図である。

【図４】この発明の実施例をデータを含めて表示した一
部を示す図。

【図５】図４の残りの部分を示す図。

【図６】図５中の比較手段４４における比較手順の例を
示す流れ図。

【図７】Ａは従来技術の表示例を示す図、ＢはＡと対応
したデータについてこの発明装置による表示（基準波形
検索、データ）の例を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐宗晃東京都千代田区神田錦町２−２東京電機大学内Ｆターム(参考） 2F076 BA12 BA16 BE04 BE05 2G014 AA15 AA23 AB02 2G015 AA20 CA01 CA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定フレーム長の基準波形をウェーブレ
ット変換して数値化した表を格納したメモリと、デジタル化された入力信号を上記測定フレームずつ順次
ずらしてウェーブレット変換して入力信号の数値表を作
成する手段と、その入力信号の数値表と上記基準波形の数値表とを比較
する比較手段と、を具備する波形検出装置。
【請求項２】上記入力信号のサンプルを間引きして上
記ウェーブレット変換手段へ供給する間引き手段を備え
ていることを特徴とする請求項１記載の波形検出装置。
【請求項３】上記基準波形の数値表の各数値に冗長性
を付与する冗長性付与手段を具備することを特徴とする
請求項１または２記載の波形検出装置。
【請求項４】上記基準波形のウェーブレット変換した
数値化表の時間軸長は、その最低周波数帯におけるマザ
ーウェーブレットが収容される長さであり、各周波数帯
におけるマザーウェーブレットの位置にその時間軸上の
長さで区切り、各グリッドが構成され、そのグリッドに
そのマザーウェーブレットの振幅値が収容されているこ
とを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の波形検
出装置。
【請求項５】上記比較手段は、上記基準波形の数値が
あるグリッドについてのみ、比較することを特徴とする
請求項４記載の波形検出装置。
【請求項６】上記比較手段は、上記基準波形の周波数
帯成分の最も低い帯域から行い、不一致が発生すると、
その時点での測定フレームは基準波形と一致しないと判
断する手段を有することを特徴とする請求項５記載の波
形検出装置。
【請求項７】上記比較手段でほぼ一致することが検出
されると、少なくともその測定フレームの入力信号を取
り込む手段を具備することを特徴とする請求項１乃至６
の何れかに記載の波形検出装置。