JP2018084557A - Waveform recording apparatus - Google Patents

Waveform recording apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2018084557A
JP2018084557A JP2016229390A JP2016229390A JP2018084557A JP 2018084557 A JP2018084557 A JP 2018084557A JP 2016229390 A JP2016229390 A JP 2016229390A JP 2016229390 A JP2016229390 A JP 2016229390A JP 2018084557 A JP2018084557 A JP 2018084557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveform
measurement
measurement data
histogram
basic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016229390A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6846180B2 (en
Inventor
隆弘 清水
Takahiro Shimizu
隆弘 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hioki EE Corp
Original Assignee
Hioki EE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hioki EE Corp filed Critical Hioki EE Corp
Priority to JP2016229390A priority Critical patent/JP6846180B2/en
Publication of JP2018084557A publication Critical patent/JP2018084557A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6846180B2 publication Critical patent/JP6846180B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Recording Measured Values (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable performing similarity determination of a waveform by matching levels of both measurement waveforms, when the measurement waveform are compared with each other by means of a histogram.SOLUTION: A waveform recording apparatus comprises: an input unit 2 that performs A/D conversion of an analogue measured signal to catch as measurement data; a storage unit 5; a display unit 6 that displays a measurement waveform; a control unit 4 that processes the measurement data in a predetermined way; and an operation unit 3. The control unit 4 creates a histogram from the measurement data, in which the A/D conversion of them is performed, for each measurement waveform input from the input unit 2 to store in the storage unit 5, when a basic waveform being reference is selected from among measurement waveforms stored in the storage unit 5 during searching the waveform by the operation unit 3, obtains similarity by comparing the histogram of the basic waveform with the histogram of other measurement waveform, performs predetermined waveform search on the basis of the similarity, and when the result is displayed on the display unit 6, adds an off-set value (±α) set by the operation unit 3 to either of the measurement data of the basic waveform or the measurement data of the other measurement waveform.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、波形記録装置に関し、さらに詳しく言えば、測定波形データのヒストグラム対比による波形検索機能を有する波形記録装置に関するものである。   The present invention relates to a waveform recording apparatus, and more particularly to a waveform recording apparatus having a waveform search function based on histogram comparison of measured waveform data.

波形記録装置は、その基本的な構成として、入力部、記憶部、表示部、制御部および操作部を備え、入力部より被測定対象物から測定されたアナログ信号をA/D変換してデジタルの波形データ(測定データ)として取り込み、操作部にて設定された測定項目について、制御部にて所定の処理を行い、その波形データを逐次表示部に表示しながら、所定の時間軸長ごとに1波形ファイル(1波形データ群)として記憶部に格納する。   The waveform recording device includes an input unit, a storage unit, a display unit, a control unit, and an operation unit as its basic configuration, and digitally converts an analog signal measured from an object to be measured from the input unit by A / D conversion. For each measurement item set in the operation unit, the control unit performs a predetermined process on the measurement item, and displays the waveform data on the display unit sequentially, for each predetermined time axis length. One waveform file (one waveform data group) is stored in the storage unit.

これによれば、波形ファイル名もしくは番号を指定して、記憶部から所望とする波形データを読み出して表示部に表示することができる。しかしながら、記憶部に格納される波形ファイル数が多くなると、その中から、所望とする波形(類似波形、非類似波形、異常波形等)を読み出すことは容易でない。   According to this, it is possible to specify a waveform file name or number, read out desired waveform data from the storage unit, and display it on the display unit. However, when the number of waveform files stored in the storage unit increases, it is not easy to read a desired waveform (similar waveform, dissimilar waveform, abnormal waveform, etc.) from among them.

そこで、特許文献1に記載された発明では、時間方向(横軸方向)と測定値方向(縦軸方向)に検索ゾーン(異常領域)を設定し、この検索ゾーン内にデータがあるかどうかで、例えば異常波形を検索するようにしている。   Therefore, in the invention described in Patent Document 1, search zones (abnormal areas) are set in the time direction (horizontal axis direction) and the measurement value direction (vertical axis direction), and whether there is data in this search zone. For example, an abnormal waveform is searched.

しかしながら、このような検索を実施するには、あらかじめ検索ゾーンを設定するのに手間がかかるばかりでなく、波形ファィル内に保存されている波形をある程度認識していないと検索精度の高い検索ゾーンを設定することができない、という問題がある。   However, in order to perform such a search, not only is it time-consuming to set a search zone in advance, but if the waveform stored in the waveform file is not recognized to some extent, a search zone with high search accuracy can be obtained. There is a problem that it cannot be set.

また、特許文献2に記載された発明では、複数の波形ファィルの同じ位置(サンプリング位置)に属する波形データの平均値Xと、標準偏差σとを求め、各位置ごとにそれぞれX±K・σ(Kはユーザーによって設定される任意の係数)なる電圧範囲を設定し、この電圧範囲内における波形データの有無によって、同質もしくは異質の波形データを抽出(検索)するようにしている。   In the invention described in Patent Document 2, an average value X and standard deviation σ of waveform data belonging to the same position (sampling position) of a plurality of waveform files are obtained, and X ± K · σ is obtained for each position. A voltage range (K is an arbitrary coefficient set by the user) is set, and homogeneous or heterogeneous waveform data is extracted (searched) depending on the presence or absence of waveform data within this voltage range.

しかしながら、特許文献2に記載された発明にしても、各波形ファィルの位置を順次ずらし、その各位置で平均値Xと、標準偏差σとを算出してX±K・σなる電圧範囲を設定するようにしているため、その演算に負担がかかる、という問題がある。   However, even in the invention described in Patent Document 2, the position of each waveform file is sequentially shifted, the average value X and the standard deviation σ are calculated at each position, and a voltage range of X ± K · σ is set. Therefore, there is a problem that the calculation is burdened.

そこで、本出願人は、特許文献3として、検索ゾーンや検索式等を含む検索条件を事前に設定することなく、測定波形同士を対比することにより、波形の異常箇所等を検索できるようにした波形記録装置を提案している。   Therefore, the present applicant has made it possible to search for an abnormal portion of a waveform by comparing measured waveforms without setting a search condition including a search zone and a search formula in advance as Patent Document 3. A waveform recording device is proposed.

すなわち、特許文献3に記載された発明によれば、一定の指定周期で測定波形を時系列順に複数の波形データ群に区分し、その各波形データ群ごとに、測定データ(A/D変換値)からヒストグラムを作成して記憶部に保存し、波形検索時に、操作部より基準となる基本波形(元波形)の波形データ群が選択されると、その基本波形のA/D変換値によるヒストグラムと、他の波形データ群のA/D変換値によるヒストグラムとを対比して類似度(スコア)を求めるようにしたことにより、事前に検索ゾーンや検索式等を設定することなく、その類似度に基づいて、異常波形や波形変化の大きい箇所等を素早く見つけることができる。   That is, according to the invention described in Patent Document 3, a measurement waveform is divided into a plurality of waveform data groups in a time-sequential order at a constant designated period, and measurement data (A / D conversion value) is obtained for each waveform data group. ) Is created and stored in the storage unit. When a waveform data group of a basic waveform (original waveform) serving as a reference is selected from the operation unit during waveform search, a histogram based on the A / D conversion value of the basic waveform is selected. And a histogram based on A / D conversion values of other waveform data groups to obtain a similarity (score), so that the similarity can be obtained without setting a search zone or a search expression in advance. Based on the above, it is possible to quickly find an abnormal waveform, a portion with a large waveform change, and the like.

特開2000−292449号公報JP 2000-292449 A 特開2007−057303号公報JP 2007-0573303 A 特開2016−080830号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-080830

しかしながら、見た目は似たような波形であるがレベルが異なる場合、特にレベルが異なる直流の場合、類似度(スコア)が低スコアとなり、他の似つかない波形よりも類似度が悪くなり、装置に対する信頼性が損なわれかねない。   However, if the waveform looks similar but the levels are different, especially in the case of direct currents with different levels, the similarity (score) will be lower, and the similarity will be worse than other dissimilar waveforms. Reliability can be compromised.

したがって、本発明の課題は、ヒストグラムによって測定波形同士を対比するにあたって、両測定波形のレベルを合わせて波形の類似判定が行えるようにした波形記録装置を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a waveform recording apparatus that can determine the similarity of waveforms by matching the levels of both measured waveforms when comparing measured waveforms with a histogram.

上記課題を解決するため、本発明は、被測定対象物から測定されるアナログの被測定信号をA/D変換してデジタルの測定データとして取り込む入力部と、上記測定データを記憶する記憶部と、上記測定データによる測定波形を画面上に表示する表示部と、上記測定データを所定に処理するとともに、上記記憶部に対する上記測定データの書き込み、読み出しを制御する制御部と、上記制御部に対して波形検索指示を含む所定の指示を与える操作部とを備えている波形記録装置において、
上記制御部は、上記入力部より入力される各測定波形につき、それらのA/D変換された測定データからヒストグラムを作成して上記記憶部に保存し、上記波形検索時に、上記操作部より上記記憶部に記憶されている測定波形の中から基準となる基本波形が選択されると、その基本波形のヒストグラムと、他の測定波形のヒストグラムとを対比して類似度を求め、上記類似度に基づいて所定の波形検索を行い、その結果を上記表示部に表示するにあたって、上記基本波形の測定データもしくは上記他の測定波形の測定データのいずれかに上記操作部により設定されたオフセット値(±α)を加算することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an input unit for A / D-converting an analog signal to be measured measured from an object to be measured and taking it as digital measurement data, and a storage unit for storing the measurement data. A display unit for displaying a measurement waveform based on the measurement data on a screen, a control unit for processing the measurement data in a predetermined manner, and controlling writing and reading of the measurement data to and from the storage unit, and the control unit And a waveform recording apparatus comprising an operation unit for giving a predetermined instruction including a waveform search instruction,
For each measurement waveform input from the input unit, the control unit creates a histogram from the A / D converted measurement data and stores the histogram in the storage unit. When a basic waveform as a reference is selected from the measurement waveforms stored in the storage unit, a similarity is obtained by comparing the histogram of the basic waveform with the histograms of other measurement waveforms. When a predetermined waveform search is performed based on the result and the result is displayed on the display unit, the offset value (±) set by the operation unit to either the measurement data of the basic waveform or the measurement data of the other measurement waveform is displayed. It is characterized by adding α).

本発明の好ましい態様によると、上記制御部は、上記基本波形と上記他の測定波形との対比による上記類似度の値が実質的に「0」であるときに、上記基本波形の測定データもしくは上記他の測定波形の測定データのいずれかに上記オフセット値(±α)を加算して上記類似度を再度算出する。   According to a preferred aspect of the present invention, when the value of the similarity based on the comparison between the basic waveform and the other measurement waveform is substantially “0”, the control unit The similarity is calculated again by adding the offset value (± α) to any of the measurement data of the other measurement waveforms.

上記基本波形は直流波形であり、その測定データに上記オフセット値(±α)が加算されることが好ましい。   The basic waveform is a direct current waveform, and the offset value (± α) is preferably added to the measurement data.

本発明において、上記類似度は、ヒストグラム交差法に基づき、Hを基本波形の測定データによるヒストグラム値,Hを他の測定波形の測定データによるヒストグラム値,iを階調数の変数として成り立つ次式(1)

Figure 2018084557

を正規化することにより求められる。 In the present invention, the similarity is based on the histogram intersection method, and H 1 is a histogram value based on measurement data of a basic waveform, H 2 is a histogram value based on measurement data of another measurement waveform, and i is a variable of the number of gradations. The following formula (1)
Figure 2018084557

Is obtained by normalizing.

本発明によれば、基本波形のヒストグラムと、他の測定波形のヒストグラムとを対比して類似度を求め、その類似度に基づいて所定の波形検索、好ましくはヒストグラム交差法による波形検索を行い、その結果を上記表示部に表示するにあたって、基本波形の測定データもしくは他の測定波形の測定データのいずれかに操作部により設定されたオフセット値(±α)を加算するようにしたことにより、レベルは異なるが目視では似ている波形を類似度高と判定することができる。したがって、人の目の感覚に近い検索結果が得られるため、装置に対する信頼性が高められる。   According to the present invention, the histogram of the basic waveform and the histogram of another measurement waveform are compared to determine the similarity, and a predetermined waveform search based on the similarity is performed, preferably a waveform search by the histogram crossing method is performed. When the result is displayed on the display unit, the offset value (± α) set by the operation unit is added to either the measurement data of the basic waveform or the measurement data of another measurement waveform. Waveforms that are different but visually similar can be determined as high similarity. Therefore, a search result close to that of the human eye can be obtained, and the reliability of the device can be improved.

本発明の実施形態に係る波形記録装置の構成を概略的に示すブロック図。1 is a block diagram schematically showing the configuration of a waveform recording apparatus according to an embodiment of the present invention. (a)測定波形の一部分を示す波形図、(b)そのA/D変換値によるヒストグラムを示すグラフ。(A) A waveform diagram showing a part of a measured waveform, (b) a graph showing a histogram based on the A / D conversion value. (a)本実施形態での第1基本波形(直流)を示す波形図、(b)上記第1基本波形およびオフセットが加算された第2,第3基本波形の電圧レベルを表した表。(A) A waveform diagram showing a first basic waveform (direct current) in the present embodiment, (b) a table showing voltage levels of second and third basic waveforms to which the first basic waveform and offset are added. (a)上記基本波形と対比される第1ないし第3測定波形を示す波形図、(b)上記各測定波形の各電圧レベルを表した表。(A) A waveform diagram showing first to third measurement waveforms compared with the basic waveform, and (b) a table representing each voltage level of each measurement waveform. (a)上記第1基本波形のヒストグラムを示すグラフ、(b)上記第2基本波形のヒストグラムを示すグラフ、(c)上記第3基本波形のヒストグラムを示すグラフ、(d)上記各基本波形の頻度数を表した表。(A) a graph showing a histogram of the first basic waveform; (b) a graph showing a histogram of the second basic waveform; (c) a graph showing a histogram of the third basic waveform; A table showing the frequency numbers. (a)上記第1測定波形のヒストグラムを示すグラフ、(b)上記第2測定波形のヒストグラムを示すグラフ、(c)上記第3測定波形のヒストグラムを示すグラフ、(d)上記各測定波形の頻度数を示す表。(A) a graph showing the histogram of the first measurement waveform; (b) a graph showing the histogram of the second measurement waveform; (c) a graph showing the histogram of the third measurement waveform; A table showing the frequency numbers.

次に、図1ないし図6を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6, but the present invention is not limited thereto.

図1に示すように、本実施形態に係る波形記録装置1は、基本的な構成として、入力部2と、操作部3と、制御部4と、記憶部5と、表示部6とを備えている。   As shown in FIG. 1, the waveform recording apparatus 1 according to the present embodiment includes an input unit 2, an operation unit 3, a control unit 4, a storage unit 5, and a display unit 6 as a basic configuration. ing.

入力部2は、A/D変換器を有し、図示しない被測定対象物からの被測定信号(アナログの電気信号)をデジタルの測定データ(波形データ)に変換して後段の制御部4に送出する。   The input unit 2 includes an A / D converter, converts a signal to be measured (analog electrical signal) from a measurement target (not shown) into digital measurement data (waveform data), and sends it to the control unit 4 at the subsequent stage. Send it out.

本実施形態において、入力部2は、複数の入力チャンネルCH1〜CHnを有し、それら各入力チャンネルから入力される被測定信号を、図示しないマルチプレクサにより順次選択し、上記A/D変換器を介してデジタルの測定データとして出力する多チャンネル入力部であるが、入力チャンネルが1つの単チャンネル入力部であってもよい。   In this embodiment, the input unit 2 has a plurality of input channels CH1 to CHn, sequentially selects signals under measurement input from these input channels by a multiplexer (not shown), and passes through the A / D converter. However, the input channel may be a single channel input unit.

制御部4には、CPU(中央演算処理ユニット)もしくはマイクロコンピュータ等が用いられてよく、制御部4は、入力部2からの測定データを記憶部5に格納し、また、記憶部5から測定データを読み出して表示部6に送る。   A CPU (Central Processing Unit) or a microcomputer may be used for the control unit 4. The control unit 4 stores measurement data from the input unit 2 in the storage unit 5, and measures from the storage unit 5. Data is read out and sent to the display unit 6.

本実施形態において、制御部4は、操作部3からの指示に基づいて、測定データを所定に処理して、インピーダンス,電力、実効値等を求める演算機能や判定機能の他に、測定データの圧縮機能、トリガ機能等を備えている。   In the present embodiment, the control unit 4 performs predetermined processing on the measurement data based on an instruction from the operation unit 3 to obtain the impedance, power, effective value, and the like as well as the calculation function and the determination function. A compression function, a trigger function, etc. are provided.

記憶部5は、制御部4の動作プログラム等が格納されるROM(リードオンリーメモリ)5aと、測定データを逐次記憶するストレージメモリ5bと、所定のインターフェイスを介して接続されるHDD,USBメモリ,SDカード等の外部メモリ5cとを備え、操作部3からの指示により、ストレージメモリ5b内の測定データが外部メモリ5cに保存される。   The storage unit 5 includes a ROM (Read Only Memory) 5a that stores an operation program of the control unit 4, a storage memory 5b that sequentially stores measurement data, an HDD, a USB memory, and the like connected via a predetermined interface. An external memory 5c such as an SD card is provided, and measurement data in the storage memory 5b is stored in the external memory 5c according to an instruction from the operation unit 3.

操作部3は、キーボードもしくはタッチパネル等からなり、制御部4に対して、各種の演算項目の指示やトリガ条件等の設定のほかに、後述する波形検索の指示を与える。   The operation unit 3 includes a keyboard, a touch panel, or the like. The operation unit 3 gives the control unit 4 instructions for waveform search to be described later in addition to instructions for various calculation items and settings for trigger conditions.

表示部6は、液晶表示パネル等からなる画面を備えている。画面はモノクロ表示、カラー表示のいずれであってもよいが、カラー表示であれば、各入力チャンネルの測定波形を色分けして表示することができる。   The display unit 6 includes a screen made up of a liquid crystal display panel or the like. The screen may be either a monochrome display or a color display, but if it is a color display, the measurement waveform of each input channel can be displayed in different colors.

本発明において、波形記録装置1は、波形検索機能を備えている。そのため、制御部4は、まず測定データのA/D変換値によりヒストグラム(度数分布図)を作成する。   In the present invention, the waveform recording apparatus 1 has a waveform search function. Therefore, the control unit 4 first creates a histogram (frequency distribution diagram) based on the A / D conversion values of the measurement data.

表示部6の画面に、図2(a)に示すように、正弦波の測定波形W1が表示されている場合を例にして説明すると、ヒストグラムを作成するにあたって、操作部3により、測定波形W1のヒストグラムを作成する範囲として、1周期もしくはその整数倍の周期が指定される。   The case where a sine wave measurement waveform W1 is displayed on the screen of the display unit 6 as shown in FIG. 2A will be described as an example. When the histogram is created, the operation unit 3 performs measurement waveform W1. As a range in which the histogram is created, one cycle or a cycle that is an integer multiple thereof is designated.

入力部2のA/D変換器で、アナログの被測定信号が16ビットの測定データに変換されるとした場合、測定データ1ポイントのA/D変換値は、0〜65535のうちの一つの値を取る。   When the analog signal under measurement is converted into 16-bit measurement data by the A / D converter of the input unit 2, the A / D conversion value of one point of the measurement data is one of 0 to 65535. Take the value.

このままでは、測定データの範囲(階調数)が広すぎることから、制御部4は、16ビットの測定データを256で除算して、図2(b)に示すように、測定波形W1について、横軸を256階調,縦軸をA/D変換値のデータ数(頻度数)とするヒストグラムを作成する。   Since the range (number of gradations) of the measurement data is too wide as it is, the control unit 4 divides the 16-bit measurement data by 256, and as shown in FIG. A histogram is created in which the horizontal axis is 256 gradations and the vertical axis is the number of data of A / D conversion values (frequency number).

なお、測定データが8ビットであれば、上記のような除算を行うことなく、その生データのままヒストグラムが作成されるが、横軸の階調数は任意に選択されてよい。例えば、階調数を128とする場合、測定データが16ビットであれば512で除算し、8ビットであれば2で除算することになる。   If the measurement data is 8 bits, a histogram is created with the raw data without performing the above division, but the number of gradations on the horizontal axis may be arbitrarily selected. For example, when the number of gradations is 128, if the measurement data is 16 bits, it is divided by 512, and if it is 8 bits, it is divided by 2.

制御部4は、このようにして各測定波形(アナログの被測定信号をA/D変換した測定データによる波形)についてヒストグラムを作成し、その各々を記憶部5のストレージメモリ5bおよび/または外部メモリ5cに記憶する。   In this way, the control unit 4 creates a histogram for each measurement waveform (a waveform based on measurement data obtained by A / D converting an analog signal to be measured), and stores the histogram in the storage memory 5b of the storage unit 5 and / or the external memory. Store in 5c.

波形検索時において、操作部3より、その検索基準になる元波形となる測定波形が指定されると、制御部4は、検索基準として指定された元波形のヒストグラムと、他の測定波形(「被検索波形」ということがある。)のヒストグラムとを読み出し、次式(1A)により類似度を算出する。   At the time of waveform search, when a measurement waveform that is an original waveform serving as a search reference is designated by the operation unit 3, the control unit 4 includes a histogram of the original waveform designated as the search reference and another measurement waveform (“ The histogram of “searched waveform” may be read out), and the similarity is calculated by the following equation (1A).

Figure 2018084557
Figure 2018084557

本実施形態では、ヒストグラム交差法が適用され、上記式(1)中、Hは元波形のヒストグラム値,Hは対比される被検索波形のヒストグラム値,iは階調数の変数で、この例においてi=1〜256(0〜255)である。min(H,H)は両者の各階級を比較して小さい方の値を取得する演算式を意味しており、ヒストグラム値とは、一つの階調におけるデータ数である。 In the present embodiment, the histogram crossing method is applied. In the above formula (1), H 1 is the histogram value of the original waveform, H 2 is the histogram value of the waveform to be searched, i is the variable of the number of gradations, In this example, i = 1 to 256 (0 to 255). min (H 1 , H 2 ) means an arithmetic expression for obtaining a smaller value by comparing the respective classes, and the histogram value is the number of data in one gradation.

なお、上記式(1A)より求められた類似度を、次式(2)によって正規化することにより、1.000以下の数値が得られ、その値が「1」に近いほど類似度が高く元波形に似た波形、「0」に近づくに連れて類似度が低く元波形とは異なる波形(異常波形、変化率が大きい箇所の波形)と判定することができる。   The similarity obtained from the above equation (1A) is normalized by the following equation (2) to obtain a numerical value of 1.000 or less. The closer the value is to “1”, the higher the similarity is. It can be determined that the waveform is similar to the original waveform, and the waveform is similar to the original waveform with a lower degree of similarity as it approaches “0” (an abnormal waveform, a waveform with a high rate of change).

Figure 2018084557
Figure 2018084557

ヒストグラム交差法については、例えば、「M.J. Swain and D.H. Ballard : Color Indexing, International Journal of Computer Vision. vol. 7. no. 1. pp.11-32. 1991.」,「岡本一志らの共著に係る(t-normに基づいたヒストグラム交差法の提案と画像検索への応用):日本感性工学会論文誌,Vol.10 No.1 pp. 11-21(2010)」等を参照。   For the histogram intersection method, see, for example, “MJ Swain and DH Ballard: Color Indexing, International Journal of Computer Vision. Vol. 7. no. 1. pp.11-32. 1991.”, “Okamoto Kazushi et al. (Proposal of histogram intersection method based on t-norm and its application to image retrieval): See Japan Society for Kansei Engineering, Vol.10 No.1 pp. 11-21 (2010).

次に、図3(a)に示す35Vの直流を基本波形(第1基本波形)とし、被検索波形として図4(a)に示す第1ないし第3の測定波形1〜3を例にして、ヒストグラム交差法による類似度に基づく波形検索例について説明する。   Next, the direct current of 35 V shown in FIG. 3A is used as a basic waveform (first basic waveform), and the first to third measured waveforms 1 to 3 shown in FIG. A waveform search example based on the similarity by the histogram crossing method will be described.

この例において、基本波形には、図3(a)に示す直流35Vの第1基本波形のほかに、図3(b)の表に示されているように、第1基本波形に直流40Vのオフセット電圧を加算した直流75Vの第2基本波形と、第1基本波形に直流60Vのオフセット電圧を加算した直流95Vの第3基本波形とが用意されている。   In this example, in addition to the first basic waveform of DC 35V shown in FIG. 3A, the basic waveform includes a first basic waveform of 40V DC as shown in the table of FIG. 3B. A second basic waveform of DC 75V obtained by adding an offset voltage and a third basic waveform of 95V DC obtained by adding an offset voltage of 60V DC to the first basic waveform are prepared.

なお、基本波形は操作部3より指定されるが、実機においては、制御部4では、この指定された基本波形に対して、例えば±20V,±40V,…のように、所定の区間単位でオフセット電圧を加算して多くの基本波形を作成する。   Note that the basic waveform is specified by the operation unit 3, but in the actual machine, the control unit 4 performs, for example, ± 20V, ± 40V,. Many basic waveforms are created by adding the offset voltage.

これに対して、基本波形と対比される第1の測定波形1は振幅0〜100V,周期1mSの正弦波、第2の測定波形2は76Vの直流波形、第3の測定波形3は実験的に作成した波形で、図4(b)の表に示されているように、0〜0.25mSにかけて電圧が徐々に上昇して0.25mSでピークの98.125Vとなり、それ以後は、電圧が漸次低下し1mSで70Vとなる山型波形である。   In contrast, the first measurement waveform 1 compared with the basic waveform is a sine wave having an amplitude of 0 to 100 V and a period of 1 mS, the second measurement waveform 2 is a DC waveform of 76 V, and the third measurement waveform 3 is experimental. As shown in the table of FIG. 4B, the voltage gradually increases from 0 to 0.25 mS and reaches a peak of 98.125 V at 0.25 mS. Is a mountain-shaped waveform that gradually decreases to 70 V at 1 mS.

基本波形(第1〜第3基本波形)および測定波形1〜3ともに、説明の便宜上、時間軸長1mSでのデータサンプリング数を簡易的に20としているが、データサンプリング数は操作部3により任意に設定され、実際では、より多くのサンプリング数が設定される。なお、図3,図4によると、サンプリングされたデータが21個になっているが、この例において、時間軸0のデータは不採用としている。   In both the basic waveform (first to third basic waveforms) and the measured waveforms 1 to 3, for convenience of explanation, the number of data sampling at the time axis length of 1 mS is simply set to 20, but the number of data sampling is arbitrarily determined by the operation unit 3. In practice, a larger number of samplings is set. 3 and 4, there are 21 sampled data, but in this example, data on time axis 0 is not adopted.

制御部4は、図3(b)と図4(b)の各表に示されている測定データにより、基本波形(第1〜第3基本波形)および測定波形1〜3についてヒストグラムを作成する。   The control unit 4 creates histograms for the basic waveforms (first to third basic waveforms) and the measured waveforms 1 to 3 based on the measurement data shown in the tables of FIGS. 3B and 4B. .

この例では、図3(a)と図4(a)のグラフの縦軸(レベル軸)の目盛間隔20Vを1データ区間(1階調)としてヒストグラムを作成しており、20サンプルの測定データがどのデータ区間に振り分けられるかによって頻度がきまる。なお、このヒストグラムを作成するうえでの目盛間隔は、例えば5V間隔,10V間隔、等任意に設定されてよい。   In this example, a histogram is created with a scale interval 20V on the vertical axis (level axis) of the graphs of FIGS. 3A and 4A as one data section (one gradation), and 20 samples of measurement data are created. The frequency depends on which data section is assigned. The scale interval for creating this histogram may be arbitrarily set, for example, 5V interval, 10V interval, etc.

第1ないし第3基本波形の各測定データは、図5(d)のように振り分けられる。これにより、第1基本波形(直流35V)については、図5(a)に示すヒストグラムが作成され、第2基本波形(直流75V)については、図5(b)に示すヒストグラムが作成され、第3基本波形(直流95V)については、図5(c)に示すヒストグラムが作成される。   Each measurement data of the first to third basic waveforms is distributed as shown in FIG. As a result, the histogram shown in FIG. 5A is created for the first basic waveform (DC 35V), and the histogram shown in FIG. 5B is created for the second basic waveform (DC 75V). For the three basic waveforms (DC 95V), a histogram shown in FIG. 5C is created.

また、測定波形1〜3の各測定データは、図6(d)のように振り分けられる。したがって、測定波形1については、図6(a)に示すヒストグラムが作成され、測定波形2については、図6(b)に示すヒストグラムが作成され、測定波形3については、図6(c)に示すヒストグラムが作成される。   Moreover, each measurement data of the measurement waveforms 1 to 3 is distributed as shown in FIG. Therefore, the histogram shown in FIG. 6A is created for the measurement waveform 1, the histogram shown in FIG. 6B is created for the measurement waveform 2, and the histogram shown in FIG. 6C is created for the measurement waveform 3. A histogram is created.

次に、制御部4は、基本波形を基準にして測定波形がどのくらい類似しているかの類似度(スコア)を計算する。   Next, the control unit 4 calculates the degree of similarity (score) of how similar the measured waveforms are based on the basic waveform.

まず、図5(a)のオフセットがかけられていない第1基本波形と、図6(a)の測定波形1、図6(b)の測定波形2および図6(c)の測定波形3の各スコアを計算する。計算の対象となる測定データ数(頻度数)は、各ヒストグラムの40Vのデータ区間に含まれている測定データ数である。   First, the first basic waveform to which no offset is applied in FIG. 5A, the measurement waveform 1 in FIG. 6A, the measurement waveform 2 in FIG. 6B, and the measurement waveform 3 in FIG. 6C. Calculate each score. The number of measurement data (frequency number) to be calculated is the number of measurement data included in the 40 V data section of each histogram.

第1基本波形の40Vデータ区間に含まれている測定データ数は20で、これに対して、測定波形1の同データ区間に含まれている測定データ数は4であるからスコアは0.2(=4/20)、測定波形2の同データ区間に含まれている測定データ数は0であるからスコアは0(=0/20)、測定波形3の同データ区間に含まれている測定データ数は1であるからスコアは0.05(=1/20)である。   The number of measurement data included in the 40V data section of the first basic waveform is 20, whereas the number of measurement data included in the same data section of the measurement waveform 1 is 4, so the score is 0.2. (= 4/20), the number of measurement data included in the same data section of the measurement waveform 2 is 0, so the score is 0 (= 0/20), and the measurement included in the same data section of the measurement waveform 3 Since the number of data is 1, the score is 0.05 (= 1/20).

スコアが低い順(波形が似ていない順)に左から並べると、
測定波形2の「0」、測定波形3の「0.05」、測定波形1の「0.2」
の順となる。見た目による観測では、測定波形2は直流であるから、他の測定波形1,3よりも第1基本波形に似ているが、ヒストグラムの対比では最も似ていない非類似と判定されることになる。
If you arrange them from the left in order from the lowest score
Measurement waveform 2 “0”, measurement waveform 3 “0.05”, measurement waveform 1 “0.2”
It becomes the order of. In the observation by appearance, since the measurement waveform 2 is a direct current, it is more similar to the first basic waveform than the other measurement waveforms 1 and 3, but it is determined that the dissimilarity is not the most similar in contrast with the histogram. .

そこで、制御部4は、次にオフセット電圧が加算されている第2基本波形(直流75V)と測定波形1,2,3との各スコアを計算し、また、第3基本波形(直流95V)と、測定波形1,2,3との各スコアを計算する。   Therefore, the control unit 4 calculates the scores of the second basic waveform (DC 75V) to which the offset voltage is added next and the measured waveforms 1, 2, and 3, and the third basic waveform (DC 95V). Then, each score of the measured waveforms 1, 2, 3 is calculated.

第2基本波形との対比には、80Vデータ区間に含まれている測定データ数が対象とされる。第2基本波形の同データ区間に含まれている測定データ数は20で、これに対して、測定波形1の同データ区間に含まれている測定データ数は4であるからスコアは0.2(=4/20)、測定波形2の同データ区間に含まれている測定データ数は20であるからスコアは1(=20/20)、測定波形3の同データ区間に含まれている測定データ数は7であるからスコアは0.35(=7/20)である。   For comparison with the second basic waveform, the number of measurement data included in the 80V data section is targeted. The number of measurement data included in the same data section of the second basic waveform is 20, whereas the number of measurement data included in the same data section of the measurement waveform 1 is 4, so the score is 0.2. (= 4/20), the number of measurement data included in the same data section of the measurement waveform 2 is 20, so the score is 1 (= 20/20), and the measurement included in the same data section of the measurement waveform 3 Since the number of data is 7, the score is 0.35 (= 7/20).

第3基本波形との対比には、100Vデータ区間に含まれている測定データ数が対象とされる。第3基本波形の同データ区間に含まれている測定データ数は20で、これに対して、測定波形1の同データ区間に含まれている測定データ数は5であるからスコアは0.25(=5/20)、測定波形2の同データ区間に含まれている測定データ数は0であるからスコアは0(=0/20)、測定波形3の同データ区間に含まれている測定データ数は11であるからスコアは0.55(=7/20)である。   For comparison with the third basic waveform, the number of measurement data included in the 100 V data section is targeted. The number of measurement data included in the same data section of the third basic waveform is 20, whereas the number of measurement data included in the same data section of the measurement waveform 1 is 5, so the score is 0.25. (= 5/20), since the number of measurement data included in the same data section of the measurement waveform 2 is 0, the score is 0 (= 0/20), and the measurement included in the same data section of the measurement waveform 3 Since the number of data is 11, the score is 0.55 (= 7/20).

第2基本波形および第3基本波形に対する測定波形1〜3のスコアが低い順(波形が似ていない順)に左から並べると、
測定波形1の「0.25」、測定波形3の「0.55」、測定波形2の「1」
の順となり、測定波形2が最もスコアがよく基本波形に似ていると判定される。
When the scores of the measurement waveforms 1 to 3 with respect to the second basic waveform and the third basic waveform are arranged from the left in ascending order (the order in which the waveforms are not similar),
Measurement waveform 1 “0.25”, measurement waveform 3 “0.55”, measurement waveform 2 “1”
It is determined that the measured waveform 2 has the highest score and is similar to the basic waveform.

上記のように、ヒストグラム交差法によると、基本波形と測定波形は波形自体は似ているものの、その両波形にレベル差がある場合には異なる波形と判断されるが、オフセットをかけることにより、レベルは異なるが目視では似ている波形を類似度高と判定することができる。したがって、人の目の感覚に近い検索結果が得られるため、装置に対する信頼性が高められる。   As described above, according to the histogram intersection method, the basic waveform and the measured waveform are similar to each other, but if both waveforms have a level difference, it is determined that they are different, but by applying an offset, Waveforms that are different in level but are visually similar can be determined as having high similarity. Therefore, a search result close to that of the human eye can be obtained, and the reliability of the device can be improved.

上記実施形態では、基本波形に直流波形を選択しているが、基本波形として交流波形や脈流波形が選択されてもよい。また、オフセットは基本波形ではなく、被検索波形側の測定波形にかけてもよい。すなわち、測定波形のレベルをオフセット値の±α分シフトさせてもよく、このような態様も本発明に含まれる。   In the above embodiment, a DC waveform is selected as the basic waveform, but an AC waveform or a pulsating waveform may be selected as the basic waveform. Further, the offset may be applied to the measured waveform on the searched waveform side instead of the basic waveform. That is, the level of the measurement waveform may be shifted by ± α of the offset value, and such an aspect is also included in the present invention.

1 波形記録装置
2 入力部
3 操作部
4 制御部
5 記憶部
6 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waveform recording device 2 Input part 3 Operation part 4 Control part 5 Memory | storage part 6 Display part

Claims (4)

被測定対象物から測定されるアナログの被測定信号をA/D変換してデジタルの測定データとして取り込む入力部と、上記測定データを記憶する記憶部と、上記測定データによる測定波形を画面上に表示する表示部と、上記測定データを所定に処理するとともに、上記記憶部に対する上記測定データの書き込み、読み出しを制御する制御部と、上記制御部に対して波形検索指示を含む所定の指示を与える操作部とを備えている波形記録装置において、
上記制御部は、上記入力部より入力される各測定波形につき、それらのA/D変換された測定データからヒストグラムを作成して上記記憶部に保存し、
上記波形検索時に、上記操作部より上記記憶部に記憶されている測定波形の中から基準となる基本波形が選択されると、その基本波形のヒストグラムと、他の測定波形のヒストグラムとを対比して類似度を求め、上記類似度に基づいて所定の波形検索を行い、その結果を上記表示部に表示するにあたって、
上記基本波形の測定データもしくは上記他の測定波形の測定データのいずれかに上記操作部により設定されたオフセット値(±α)を加算することを特徴とする波形記録装置。
An analog input signal measured from an object to be measured is A / D converted and captured as digital measurement data, a storage unit for storing the measurement data, and a measurement waveform based on the measurement data on the screen A display unit for displaying, processing the measurement data in a predetermined manner, a control unit for controlling writing and reading of the measurement data to and from the storage unit, and giving a predetermined instruction including a waveform search instruction to the control unit In a waveform recording apparatus comprising an operation unit,
For each measurement waveform input from the input unit, the control unit creates a histogram from the A / D converted measurement data and stores it in the storage unit,
When the reference waveform is selected from the measurement waveforms stored in the storage unit by the operation unit during the waveform search, the histogram of the basic waveform is compared with the histograms of other measurement waveforms. To obtain a similarity, perform a predetermined waveform search based on the similarity, and display the result on the display unit,
A waveform recording apparatus, wherein an offset value (± α) set by the operation unit is added to either the measurement data of the basic waveform or the measurement data of the other measurement waveform.
上記制御部は、上記基本波形と上記他の測定波形との対比による上記類似度の値が実質的に「0」であるときに、上記基本波形の測定データもしくは上記他の測定波形の測定データのいずれかに上記オフセット値(±α)を加算して上記類似度を再度算出することを特徴とする請求項1に記載の波形記録装置。   When the similarity value obtained by comparing the basic waveform with the other measurement waveform is substantially “0”, the control unit measures the basic waveform measurement data or the other measurement waveform measurement data. The waveform recording apparatus according to claim 1, wherein the similarity is calculated again by adding the offset value (± α) to any one of the above. 上記基本波形は直流波形であり、その測定データに上記オフセット値(±α)が加算されることを特徴とする請求項1または2に記載の波形記録装置。   The waveform recording apparatus according to claim 1, wherein the basic waveform is a direct current waveform, and the offset value (± α) is added to the measurement data. 上記類似度は、ヒストグラム交差法に基づき、Hを基本波形の測定データによるヒストグラム値,Hを他の測定波形の測定データによるヒストグラム値,iを階調数の変数として成り立つ次式(1)
Figure 2018084557

を正規化することにより求められることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の波形記録装置。
The similarity is based on the histogram intersection method, and H 1 is a histogram value based on measurement data of a basic waveform, H 2 is a histogram value based on measurement data of another measurement waveform, and i is a variable of the number of gradations (1) )
Figure 2018084557

The waveform recording apparatus according to claim 1, wherein the waveform recording apparatus is obtained by normalizing.
JP2016229390A 2016-11-25 2016-11-25 Waveform recorder Active JP6846180B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016229390A JP6846180B2 (en) 2016-11-25 2016-11-25 Waveform recorder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016229390A JP6846180B2 (en) 2016-11-25 2016-11-25 Waveform recorder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018084557A true JP2018084557A (en) 2018-05-31
JP6846180B2 JP6846180B2 (en) 2021-03-24

Family

ID=62237638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016229390A Active JP6846180B2 (en) 2016-11-25 2016-11-25 Waveform recorder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6846180B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210070420A (en) * 2019-12-04 2021-06-15 현대모비스 주식회사 Signal processing apparatus and method for resolver sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005098908A (en) * 2003-09-26 2005-04-14 Yokogawa Electric Corp Offset adjustment circuit
JP2009133698A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Yokogawa Electric Corp Zero point correction circuit
JP2012242125A (en) * 2011-05-16 2012-12-10 Yokogawa Electric Corp Waveform measuring instrument
JP2016050830A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 日置電機株式会社 Waveform recording apparatus
US20160341766A1 (en) * 2015-05-18 2016-11-24 Fluke Precision Measurement Limited Method and apparatus for classifying a signal waveform under test

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005098908A (en) * 2003-09-26 2005-04-14 Yokogawa Electric Corp Offset adjustment circuit
JP2009133698A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Yokogawa Electric Corp Zero point correction circuit
JP2012242125A (en) * 2011-05-16 2012-12-10 Yokogawa Electric Corp Waveform measuring instrument
JP2016050830A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 日置電機株式会社 Waveform recording apparatus
US20160341766A1 (en) * 2015-05-18 2016-11-24 Fluke Precision Measurement Limited Method and apparatus for classifying a signal waveform under test

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210070420A (en) * 2019-12-04 2021-06-15 현대모비스 주식회사 Signal processing apparatus and method for resolver sensor
KR102264984B1 (en) * 2019-12-04 2021-06-16 현대모비스 주식회사 Signal processing apparatus and method for resolver sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP6846180B2 (en) 2021-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6353747B2 (en) Waveform recorder
JP5755407B2 (en) ECG signal analysis tool
KR101724939B1 (en) System and method for predicting intention of user using brain wave
JP2012239661A (en) Heart rate/respiration rate detection apparatus, method and program
US10061466B2 (en) Method for automatically adjusting the magnification and offset of a display to view a selected feature
JP2000275098A (en) Waveform signal analyzer
JP2018153612A (en) Information processing apparatus, information processing method, program, and biological signal measurement system
JP2018084557A (en) Waveform recording apparatus
JP2018175152A (en) Heart rate detection method and heart rate detection device
JP2010057615A (en) Apparatus, method and program for analyzing waveform
JP5190754B2 (en) Waveform measuring device
JP6671918B2 (en) Electrocardiogram waveform display device, electrocardiogram waveform display method, program, and storage medium
JP2016050829A (en) Wave-form recording apparatus
EP3429460B1 (en) Myocardial excitation determining apparatus and method
CN110545713A (en) Physiological information waveform processing method, program, computer-readable storage medium, and physiological information waveform processing device
US20190159694A1 (en) Apparatus and method for processing physiological information, and computer readable medium
WO2017145226A1 (en) Mental activity state assessment assisting apparatus, mental activity state assessment assisting system, and mental activity state assessment assisting method
US20210109130A1 (en) Method and apparatus for controlling a measurement device
JP2020052024A (en) Waveform recording device
JP2017151308A (en) Information processor and information processing method
US20210161474A1 (en) Determination apparatus, biomagnetism measuring apparatus, and determination method
CN108254604B (en) Waveform display method and device
WO2007105420A1 (en) Physiological parameter determining device and program
US11268985B2 (en) Measurement apparatus and measurement method
RU2727295C1 (en) Waveform analysis method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191029

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200819

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200826

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201019

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210301

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6846180

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250