JP3132544B2

JP3132544B2 - 測定データ記憶装置

Info

Publication number: JP3132544B2
Application number: JP07233960A
Authority: JP
Inventors: 紀子風間
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 2001-02-05
Anticipated expiration: 2015-09-12
Also published as: JPH0979870A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時系列データを記憶す
る記録する測定データ記憶装置に掛り、特に急激な変化
の起こる頻度が少ないデータを効率良く圧縮する改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】時系列データを圧縮してメモリ容量を節
約する技術は、例えば本出願人の提案にかかる特開平４
−２３６３２６号公報に開示されているように、時系列
データの差分を記憶するものが知られている。

【０００３】ところで、電器炉の温度制御のような用途
の測定データを記憶する用途を考えると、測定された温
度の変化は緩慢であるから、大部分のデータの差分は±
１〜２［度］程度の絶対値の小さな値になっている。他
方、レコーダであるから突然の変化に記録が正確に追従
することも、後の動作解析等で重要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の表示形
式では、突然の変化を正確に再現するために１測定デー
タ当たりのビット数が大きく、そのため緩慢な温度変化
を記憶する場合には長時間データを記録するには多くの
メモリ容量が必要になるという課題があった。本発明は
このような課題を解決したもので、突然の変化も正確に
記録すると共に、長時間の測定データを比較的小容量の
メモリで記憶する測定データ記憶装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、初回の所定ビット数（Ｎ）の測定データをその
まま記憶する手段１０と、直近の測定データと今回の測
定データの差分を演算する手段２０と、所定の微小値と
前記所定ビット数よりも短く定められた圧縮ビット列と
の変換関係を記述した圧縮辞書部３０と、この差分演算
手段で演算した今回の差分値が圧縮辞書部により定まる
微小値であるときは、当該圧縮辞書部を参照して対応す
る圧縮ビット列に変換する微小値用圧縮部４０と、この
差分演算手段で演算した今回の差分値が圧縮辞書部によ
り定まる微小値に含まれないときは、当該圧縮辞書部の
参照不要を表す符号と共に、当該差分値を当該所定ビッ
ト数のうち有効なビット数で表現する大振幅用記述部５
０と、これら微小値用圧縮部並びに大振幅用記述部で表
現された差分値を時系列で記憶する手段６０とを有する
ことを特徴としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、初回の所定ビット数（Ｎ）の測定データをその
まま記憶する手段１０と、直近の測定データと今回の測
定データの差分を演算する差分演算手段２０と、所定の
微小値と前記所定ビット数よりも短く定められた圧縮ビ
ット列との変換関係を記述した圧縮辞書部３０と、前記
差分演算手段で演算した今回の差分値が圧縮辞書部によ
り定まる微小値であるときは、今回の差分値を、当該圧
縮辞書部を参照して対応する圧縮ビット列に変換する微
小値用圧縮部４０と、前記差分演算手段で演算した今回
の差分値が圧縮辞書部により定まる微小値に含まれない
ときは、当該圧縮辞書部の参照不要を表す符号と共に、
当該差分値を当該所定ビット数のうち有効なビット数で
表現する大振幅用記述部５０と、これら微小値用圧縮部
並びに大振幅用記述部で表現された差分値を時系列で記
憶する差分値時系列記憶手段６０と、を具備することを
特徴としている。

【０００７】

【実施例】以下図面を用いて、本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。図に
おいて、初回データ絶対値記憶部１０は、初回の所定ビ
ット数（Ｎ；例えば１６ビット）の測定データをそのま
ま記憶する。差分演算部２０は、直近の測定データと今
回の測定データの差分を演算する。圧縮辞書部３０は、
所定の微小値（例えば−５〜＋５の範囲内）と所定ビッ
ト数よりも短く定められた圧縮ビット列（例えば４ビッ
ト）との変換関係を記述している。微小値用圧縮部４０
は、差分演算部２０で演算した今回の差分値が圧縮辞書
部３０に記述された微小値の範囲内であるときは、圧縮
辞書部３０を参照して対応する圧縮ビット列に変換す
る。

【０００８】大振幅用記述部５０は、差分演算部２０で
演算した今回の差分値が圧縮辞書部３０に記述された微
小値の範囲外の大きな値であるときは、この差分値を所
定ビット数のうち有効なビット数で表現すると共に、圧
縮ビット列と区別するための符号を付して圧縮辞書部３
０の参照不要を表す。例えば、有効ビット列として８ビ
ット幅と１６ビット幅の２種類を用意する。そして、符
号付きで８ビットで表されるデータについては、８ビッ
トデータ符号＋８ビットデータで表す。具体的には、正
符号の場合は００〜７Ｆ（１２７）、負符号の場合はＦ
Ｆ〜８０（−１２８）迄の範囲で、圧縮辞書部３０で定
義されるものを控除した範囲が対象となる。符号付きで
８ビットで表現できないデータについては、１６ビット
データ符号＋１６ビットデータで表す。具体的には、正
符号の場合は００８０〜７ＦＦＦ（３２７６７）、負符
号の場合はＦＦ７Ｆ〜７ＦＦＦ（−３２７６８）迄の範
囲が対象となる。差分値時系列記憶部６０は、微小値用
圧縮部４０並びに大振幅用記述部５０で表現された差分
値を時系列で記憶する。

【０００９】図２は圧縮辞書部３０の一例を示す図で、
（Ａ）は有効ビット列が８ビットと１６ビットを示す符
号、（Ｂ）は４ビットの圧縮ビット列、（Ｃ）は６ビッ
トの圧縮ビット列、（Ｄ）は５ビットの圧縮ビット列を
示している。なお、例えば｛０ｘｂ，４，０ｘｃ｝等の
表示において、“０ｘ“はＣ言語における１６表示を示
す表示であり、第一欄の”０ｘｂ”は変換前の値、第二
欄の”４”は変換後のビット数、第三欄の”０ｘｃ”は
変換後の値を表している。

【００１０】図２（Ａ）において、”０ｘｂ”は有効ビ
ット列が８ビットを示す符号、”０ｘｃ”は有効ビット
列が１６ビットを示す符号である。図２（Ｂ）では、＋
５から−５迄の１１個の数字について、４ビットの圧縮
ビット列が一対一に定められている。尚、圧縮語の４ビ
ットの符号として表中の１３個以外に次の三個がある
が、次の理由で４ビットの圧縮ビット列としては使用さ
れていない。 ”０ｘｆ”は、変換後の各データの切れ目を明らかに
して、逆変換を可能にすめため、禁止語としている。 ”０ｘ０”は、６ビットの圧縮ビットとして使用され
ているため、４ビットの圧縮ビットとして使用すると、
区別がつかなくなる。そこで、変換後の各データの切れ
目を明らかにして、逆変換を可能にすめため、４ビット
の圧縮ビット列としては禁止語としている。 ”０ｘ１”も、と同様の理由で４ビットの圧縮ビッ
ト列としては禁止語としている。

【００１１】図２（Ｃ）では、＋10から＋６迄と、−６
から−８迄の８個の数字について、６ビットの圧縮ビッ
ト列が一対一に定められている。図２（Ｄ）では、−10
と−９の２個の数字について、５ビットの圧縮ビット列
が一対一に定められている。この場合、２個だけ５ビッ
トの圧縮ビット列を用いているのは、６ビットの圧縮ビ
ット列を用いる場合に比較してデータ圧縮の効果が高い
からである。

【００１２】このように構成された装置の動作を具体的
に説明する。図３は６個の測定データに対して、差分値
と圧縮ビット列又は有効ビット列がどのように定められ
るかを説明する図である。初回の測定データ”１２３”
（００７Ｂ）に対しては、第２欄で初回値として測定値
がそのまま記憶される。この初回値は８ビットで表現可
能なので、８ビット表示用の符号”０ｘｃ”に続いて数
値”７Ｂ”がビット列形式で記憶される。第２回の測定
データ”１２５”（００７Ｄ）に対しては、第２欄で差
分値として”２”が演算され、微小値用圧縮部４０が圧
縮辞書部３０を参照して対応する“０ｘｅ“が記憶され
る。

【００１３】第３回の測定データ”１００”（００６
４）に対しては、第２欄で差分値として”−２５”（Ｆ
ＦＥ７）が演算され、大振幅用記述部５０ではこの値が
８ビットで表現可能なので、８ビット表示用の符号”０
ｘｃ”に続いて数値”Ｅ７”がビット列形式で記憶され
る。第４回の測定データ”−３０”（ＦＦＥ２）に対し
ては、第２欄で差分値として”−１３０”（ＦＦ７Ｅ）
が演算され、大振幅用記述部５０ではこの値が１６ビッ
トで表現すべき値なので、１６ビット表示用の符号”０
ｘ２”に続いて数値”ＦＦ７Ｅ”がビット列形式で記憶
される。第５回の測定データ”−３３”（ＦＦＤＦ）に
対しては、第２欄で差分値として”−３”（ＦＦＦＤ）
が演算され、微小値用圧縮部４０が圧縮辞書部３０を参
照して”ｆｄ”に対応する“０ｘ８“が記憶される。第
６回の測定データ”１７４”（００ＡＥ）に対しては、
第２欄で差分値として”＋２０７”（００ＣＦ）が演算
され、大振幅用記述部５０ではこの値が１６ビットで表
現すべき値なので、１６ビット表示用の符号”０ｘ２”
に続いて数値”００ＣＦ”がビット列形式で記憶され
る。以下、読み込まれる測定データについて逐次同様の
計算が行われる。

【００１４】図４は圧縮辞書部３０の類型を説明する図
で、上欄は１０進表示と１６進表示を一組で表示したも
のであり、（イ）〜（ニ）に微小値用圧縮部４０と大振
幅用記述部５０の分担区分を表している。（イ）は図２
の圧縮辞書部に対応するもので、微小値用圧縮部４０は
０から±10迄の範囲、大振幅用記述部５０は±11以上を
担当としている。大振幅用記述部５０の内部を詳細に述
べると、±１１から+127／−128迄については８ビット
幅の有効ビット列、+128／−129以上については１６ビ
ット幅の有効ビット列を用いている。

【００１５】（ロ）は図２の圧縮辞書部を若干変更した
もので、５ビットの圧縮ビット列を用いている−10と−
９の２個の数字についても、６ビットの圧縮ビット列を
用いたものである。変換前の数値と変換後の圧縮ビット
列には一対一の対応関係があれば足りるから、圧縮辞書
部３０の内容を４ビットと６ビットのみにして、理念的
に簡便な構造としている。（ハ）は図２の圧縮辞書部の
うち、４ビットの圧縮ビット列についてのみ圧縮辞書部
３０に残し、５ビット及び６ビットの圧縮ビット列につ
いては、大振幅用記述部５０の８ビット幅の有効ビット
列に担当させたものである。これにより、圧縮辞書部３
０の内容が簡便になるので、変換や逆変換が高速に行え
るようになるから、高速の記憶動作や読出動作に適して
いる。（ニ）は、大振幅用記述部５０の構造を単純化し
たもので、８ビット幅の有効ビット列に担当させていた
範囲も１６ビット幅の有効ビット列に担当させるもので
ある。このようにすると、測定データの記憶類型が２種
類だけになるから、高速の記憶動作や読出動作に適して
いる。

【００１６】図５は本発明の他の実施例を説明する構成
ブロック図である。図１の構造のみでは、温度測定のよ
うに緩慢な変化をする測定データを比較的頻繁に測定し
て、隣接する測定データ間の差分値が小さくなる場合に
はデータ圧縮の効果が得られる。しかし、ノイズの重畳
して頻繁な変化をする測定データや、緩慢な変化をする
測定データであっても測定間隔を極端に長くしたような
場合には、隣接する測定データ間の差分値が大きくな
り、大振幅用記述部５０では有効ビット列の幅を表示す
る符号を付していることから、却って総記憶ビット数が
増大する場合が存在する。すると、データ圧縮という初
期の目的が達成できなくなるという課題があった。

【００１７】図５では、図１の装置に通常記憶部１０
０、記憶ビット数演算部７０，８０並びに圧縮判定部９
０を付設したものである。通常記憶部１００は、入力さ
れる所定ビット数の測定データをそのまま記憶する。記
憶ビット数演算部７０は、差分値時系列記憶部６０で記
憶される総ビット数を演算するが、この際初回データ絶
対値記憶部１０に記憶されるビット数も考慮する。記憶
ビット数演算部８０は、通常記憶部１００で記憶される
総ビット数を演算する。圧縮判定部９０は、この両者の
記憶ビット数演算部７０，８０の総ビット数を比較し
て、差分値時系列記憶部６０で記憶される総ビット数が
大きくなるときは、差分値時系列記憶部６０段の記憶を
無効とする共に、通常記憶部１００の記憶を有効とす
る。これにより、記憶に必要とされる総ビット数が徒に
増大することが防止されると共に、測定データを復元す
る際にも圧縮辞書部３０を参照して復元する作業が不要
になるので、復元が簡便に行える。

【００１８】図６は図１の装置でデータ圧縮されたデー
タを復元する装置の構成ブロック図である。データ圧縮
された測定データは、初回データ絶対値記憶部部１０と
差分値時系列記憶部６０に記憶されている。また圧縮辞
書部３０にデータ圧縮の変換形式が存在しているので、
この変換形式から逆変換する変換形式が復元辞書部１２
０に記述されている。個別相対値識別部１１０は、差分
値時系列記憶部６０に記憶されたビット列を読みだし
て、各データの識別をし、このデータの値が微小値であ
るか大振幅であるかを判別する。微小値用復元部１３０
は、復元辞書部１２０を参照して、４〜６ビットの圧縮
ビット列から１６ビットの差分値を復元する。

【００１９】大振幅用復元部１４０は、有効ビット列が
８ビットか１６ビットであるかを表示する符号と８／１
６ビットデータから、１６ビットの差分値を復元する。
個別絶対値復元部１５０は、初回データ絶対値記憶部部
１０の記憶する初回値と、直近の差分値時系列記憶部６
０の逆変換された差分値から直近の測定データが求めら
れているので、これに今回の差分値時系列記憶部６０の
逆変換された差分値を加えて今回の測定データを復元す
る。この復元された測定データは、時系列データ表示部
１６０に送られ、ＣＲＴ表示等がなされる。

【００２０】尚、上記実施例においては、測定データと
して１６ビットの場合を列に説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、測定データのビット幅は８
ビット、３２ビット等の各種のビット幅が用いられる。
また、圧縮辞書部３０における圧縮ビット列としては４
〜６ビットの場合を示したが、３ビットのように要する
に測定データのビット幅に比較して短いビット幅であれ
ばよい。大振幅用記述部５０についても、８ビット／１
６ビットの併用形を示したが、測定データのビット幅を
そのまま用いたものでもよく、また１２ビット等の他の
中間的なビット幅の有効ビット列の幅を設けてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧縮辞書部３０を設けて微小値についてはデータ圧縮し
て差分値を記憶するようにしたので、温度測定のように
緩慢な変化を記録する場合の記憶容量が少なくて済むと
いう効果がある。また、微小値とは認められない大振幅
についてはその差分値を保存する形式で記憶するので、
測定データの変化波形が正確に記録されるという効果も
ある。さらに、図５の実施例のように記憶される総ビッ
ト数があまりに大きくなる場合には、通常の測定データ
をそのまま記憶する形式を保存用に用いることで、徒に
記憶されるデータのメモリが増大するのを防止できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】圧縮辞書部３０の一例を示す図である。

【図３】６個の測定データに対して、差分値と圧縮ビッ
ト列又は有効ビット列がどのように定められるかを説明
する図である。

【図４】圧縮辞書部３０の類型を説明する図である。

【図５】本発明の他の実施例を説明する構成ブロック図
である。

【図６】図１の装置でデータ圧縮されたデータを復元す
る装置の構成ブロック図である。

【符号の説明】

１０初回データ絶対値記憶部２０差分演算部３０圧縮辞書部４０微小値用圧縮部５０大振幅用記述部６０差分値時系列記憶部７０，８０記憶ビット数演算部９０圧縮判定部１００通常記憶部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】初回の所定ビット数（Ｎ）の測定データを
そのまま記憶する手段（１０）と、直近の測定データと今回の測定データの差分を演算する
差分演算手段（２０）と、所定の微小値と前記所定ビット数よりも短く定められた
圧縮ビット列との変換関係を記述した圧縮辞書部（３
０）と、前記差分演算手段で演算した今回の差分値が圧縮辞書部
により定まる微小値であるときは、今回の差分値を、当
該圧縮辞書部を参照して対応する圧縮ビット列に変換す
る微小値用圧縮部（４０）と、前記差分演算手段で演算した今回の差分値が圧縮辞書部
により定まる微小値に含まれないときは、当該圧縮辞書
部の参照不要を表す符号と共に、当該差分値を当該所定
ビット数のうち有効なビット数で表現する大振幅用記述
部（５０）と、これら微小値用圧縮部並びに大振幅用記述部で表現され
た差分値を時系列で記憶する差分値時系列記憶手段（６
０）と、を具備することを特徴とする測定データ記憶装置。
【請求項２】請求項１記載の差分値時系列記憶手段で記
憶される総ビット数を演算する手段（７０）と、入力される所定ビット数の測定データをそのまま記憶す
る通常記憶部（１００）の総ビット数を演算する手段
（８０）と、この両者の総ビット数を比較して、差分値時系列記憶手
段で記憶される総ビット数が大きくなるときは、当該差
分値時系列記憶手段の記憶を無効とすると共に、前記通
常記憶部の記憶を有効とする圧縮判定部（９０）と、を有することを特徴とする請求項１記載の測定データ記
憶装置。