JP3671415B2 - 画像と波形の同時記憶装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像と入力信号の波形を同時に記憶すると共に、両者を時間的に対応させて表示手段に表示する機能を備えた画像と波形の同時記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
波形記憶装置の重要な用途は、アナログ入力信号の波形を記憶すると共にこれを表示することである。ところが、近年では、アナログ入力信号の波形を記憶すると同時に、被測定物の画像データを記憶し、これらを同時に表示する必要性が発生している。例えば、金属片を加熱する場合、金属片の温度データと共に、温度変化に伴う金属片の表面色の変化を画像データとして保存したいといった要求がある。また、例えば、自動車に搭載される変速装置の振動測定を行う場合、振動センサから入力されるアナログ入力信号と共に、変速装置の振動状況を画像データとして保存したいといった要求もある。
【0003】
従来は、このような測定を行う場合、図3に示すように、被測定物101にセンサ102を取り付け、このセンサ102から入力されるアナログ入力信号を波形記憶装置103を用いてサンプリングしデジタル波形データに変換して、記憶装置103に記憶すると同時に、被測定物101を、例えばCCD(Charge Coupled Device)を用いたテレビカメラ104(以下、CCDカメラと言う。)で撮影し、これから入力される画像入力信号を、例えばパーソナルコンピュータ105を用いてデジタル画像データに変換し、これを圧縮した後、パーソナルコンピュータ105に内臓するハードディスク等の記憶手段106に記憶していた。
【0004】
測定者は、測定が終了すると波形記憶装置103及びパーソナルコンピュータ105を操作して、必要なデジタル波形データを波形記憶装置103に表示すると共に、ここで表示されたデジタル波形データに対応するデジタル画像データをパーソナルコンピュータ105の記憶手段106から検索し画面に表示してデータの解析を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記に説明した従来の測定方法では、アナログ入力信号を処理する波形記憶装置の他に、画像入力信号を処理する機能を備えたパーソナルコンピュータ等の大掛かりな画像処理装置が必要であるという問題点があった。また、このような画像処理装置を用いた場合、画像は動画信号として扱われるため、画像を保存するために膨大な容量の記憶手段が必要であるという問題点もある。
【0006】
更に、測定中及び記憶されたデータを解析する際、異なる2種類の装置を操作することは、煩雑な操作を伴なうため測定者にとって大きな負担となり、誤測定の発生要因となりやすいという問題点もある。
【0007】
本発明は、上記問題を解決するもので、アナログ入力信号の波形データと被測定物の画像データを時間的に関連を持たせて記憶及び表示することが可能な画像と波形の同時記憶装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために請求項1に記載の発明では、
第1のトリガ信号の発生及び前記第1のトリガ信号が発生してから所定の期間内における第2のトリガ信号の発生を検出するトリガ検出回路と、
前記第1のトリガ信号及び第2のトリガ信号の発生時刻を記憶する時刻記憶回路と、
前記第1のトリガ信号の発生によってアナログ入力信号をサンプリングしデジタル波形データに変換して、第1のデータ記憶手段に記憶する波形信号記憶手段と、
前記第2のトリガ信号の発生によって画像入力信号を静止画像のデジタル画像データに変換し、第2のデータ記憶手段に記憶する画像記憶手段と、
前記デジタル波形データのサンプリング時刻と前記デジタル画像データの記憶された時刻を時間的に対応させて表示手段に同時表示する同期表示回路と
を備えたことを特徴とするものである。
【0009】
このことにより、1台の装置でアナログ信号波形と被測定物の画像を同時に収集すると同時に表示することが可能となる。
【0010】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記デジタル波形データのサンプリング時刻を演算によって求めることが可能となる。
【0011】
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記デジタル波形データのサンプリング時刻を第1の記憶手段に記憶されたサンプリング時刻から直接求めることが可能となる。
【0012】
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、被測定物の画像を第2のトリガ信号が発生した時点の静止画の集合体として記憶することが可能となる。
【0013】
請求項5に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記波形信号記憶手段は、複数の入力チャンネルに対応することが可能となる。
【0014】
請求項6に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記画像記憶手段は、汎用的なJPEG(Joint Photographic Expert Group)方式を用いて前記デジタル画像データを圧縮することが可能となる。
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図1は本発明に係る画像と波形の同時記憶装置の構成図である。
【0015】
図1において、画像入力信号1は、画像信号処理回路2に入力され、この出力は第2の記憶手段3に入力される。また、アナログ入力信号10は、入力増幅器11に入力され、この出力はA/D変換器12に入力され、この出力は第1の記憶手段13に入力される。
【0016】
第1のトリガ信号14及び第2のトリガ信号4は、トリガ検出回路20に入力され、この出力は、画像キャプチャ制御回路5と波形アクイジション制御回路15及び時刻記憶回路21に入力される。
【0017】
画像キャプチャ制御回路5の制御出力は画像信号処理回路2及び第2の記憶手段3の制御入力に入力され、波形アクイジション制御回路15の制御出力はA/D変換器12及び第1の記憶手段13の制御入力に入力される。
【0018】
また、第1の記憶手段13と第2の記憶手段3及び時刻記憶回路21の出力は同期表示回路30に入力され、この同期表示回路30の出力は表示器31に入力される。
【0019】
このような構成の画像と波形の同時記憶装置では、測定されるアナログ入力信号10は、入力増幅器11で増幅され、A/D変換器12で予め定められたサンプリング周期Tsでサンプリングされデジタル変換された後、第1の記憶手段13に記憶される。(以下、このような動作をデータアクイジション動作と言う。)このデータアクイジション動作は、第1のトリガ信号14の発生をトリガ検出回路20が検出し、この第1のトリガ信号14の発生が波形アクイジション制御回路15に通知されることによって、波形アクイジション制御回路15がA/D変換器12及び第1の記憶手段13を制御することによって行われる。
【0020】
ここで行われるデータアクイジション動作は、第1のトリガ信号14の発生によって、予め設定されたサンプリング個数nのデジタル波形データを記憶する。
【0021】
一方、例えばCCDカメラ(図示せず。)によって入力される画像入力信号1は、画像信号処理回路2によってデジタル画像データとして例えば、JPEG方式を用いて圧縮された後、第2の記憶手段3に記憶される。以下、このような動作を画像キャプチャ動作と言う。)この画像キャプチャ動作は、第2のトリガ信号4の発生をトリガ検出回路20が検出し、この第2のトリガ信号4の発生が画像キャプチャ制御回路5に通知されることによって、画像キャプチャ制御回路5が画像信号処理回路2及び第2の記憶手段3を制御することによって行われる。
【0022】
ここで行われる画像キャプチャ動作は、上記アナログ入力信号10のデータアクイジション動作を行っている間に、複数回の第2のトリガ信号4の発生を受付けることが可能であり、それぞれの第2のトリガ信号4が発生した時点の静止画像をデジタル画像データとして複数枚記憶する。
【0023】
また、第1のトリガ信号14及び第2のトリガ信号4の発生時刻は、時刻記憶回路によって記憶されている。
【0024】
同期表示回路30は、第1の記憶手段13に記憶されたデジタル波形データを表示器31に表示するとき、各デジタル波形データのサンプリング時刻と、第2のトリガ信号4の発生時刻とを比較し、両者が一致するデジタル画像データを第2の記憶手段3から順次選択して読み出し、圧縮されたデジタル画像データを解凍した後、表示器31にデジタル波形データとデジタル画像データを同時に表示する。
【0025】
従って、例えば、アナログ入力信号10のデータアクイジション動作を実施している間に、3回の第2のトリガ信号4が発生し、3枚のデジタル画像データが記憶された場合、表示画面31には、アナログ入力信号10の波形を表示する間に、3枚のデジタル画像データが、時系列的に順次表示される。この動作を、図2を用いて詳しく説明する。
【0026】
図2は、第1のトリガ信号14と第2のトリガ信号4及び、データアクイジション動作と画像キャプチャ動作の関係を示すタイムチャートである。同図において、第1のトリガ信号14が発生した時刻T11で、アナログ入力信号10のデータアクイジションが開始され、予め設定された個数nのデジタル波形データDが第1の記憶手段13に記憶される。これに要する期間をT0とする。
【0027】
ここで、期間T0の間に第2のトリガ信号4が時刻T21の時点で発生した場合、前述の画像キャプチャ動作により、時刻T21の時点のデジタル画像データG1が第2の記憶手段3に記憶される。同様に、第2のトリガ信号4が時刻T22の時点で発生した場合、時刻T22の時点のデジタル画像データG2が第2の記憶手段3に記憶され、第2のトリガ信号4が時刻T23の時点で発生した場合、時刻T23の時点のデジタル画像データG3が第2の記憶手段3に記憶される。この時、時刻記憶回路21は、各トリガ信号の発生時刻T11及びT21〜T23を記憶している。
【0028】
同期表示回路30は、第1の記憶手段13に記憶されたデジタル波形データを表示器31に表示するとき、まず、各デジタル波形データのサンプリング時刻T31〜Tnを、第1のトリガ信号14が発生した時刻T11に各デジタル波形データのデータ番号1〜nとサンプリング時間Tsを乗算した値を加算することによって求める。
【0029】
次に同期表示回路30は、データ番号1のデジタル波形データから順に表示器31に信号波形を描画すると同時に、各デジタル波形データのサンプリング時刻T31〜Tnをデジタル波形データを記憶した時刻T21〜T23と順次比較し、両者が一致した時刻に対応する静止画像G1〜G3を順次表示する。
【0030】
つまり、図2の例では同期表示回路30は、データ番号1のデジタル波形データから順に表示器31に信号波形を描画し、データ番号3のデジタル波形データを表示器31に描画する時、同時にデジタル画像データG1を表示器31に表示する。その後、同様にデータ番号6のデジタル波形データを表示器31に描画する時、同時にデジタル画像データG2を表示し、データ番号9のデジタル波形データを描画する時、同時にデジタル画像データG3を表示器31に表示する。
【0031】
本発明の画像と波形の同時記憶装置は、このような動作によって、アナログ入力信号の波形データと被測定物の画像データを時間的に関連を持たせて記憶及び表示することが可能である。
【0032】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0033】
従って、本発明の画像と波形の同時記憶装置は、第1の記憶手段に各デジタル波形データと共に各データのサンプリング時刻を記憶し、これを用いてアナログ入力信号の波形データと被測定物の画像データを時間的に関連を持たせることも可能である。
【0034】
また、実施例では、アナログ入力信号が1チャンネルの場合について説明したが、本発明の画像と波形の同時記憶装置は、複数の入力チャンネルに対応することも可能である。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項1に記載の発明では、1台の装置でアナログ信号波形と被測定物の画像を同時に収集することが可能となる。また、記憶手段に記憶されたアナログ信号波形のデータと被測定物の画像データは時間的な関係が補償されて表示されるため、測定者が複数の画像データを検索することなく、アナログ信号波形のデータ表示と共に複数の画像データが時系列的に順次自動表示される。従って、データ収集作業及びデータ解析作業における測定者の装置操作に関わる負荷を著しく軽減することが可能となる。
【0036】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載された発明において、デジタル波形データのサンプリング時刻を演算によって求めることが可能となるため、各デジタル波形データのサンプリング時刻を記憶する必要が無いため第1の記憶手段の容量を軽減することが可能となる。
【0037】
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載された発明において、前記デジタル波形データのサンプリング時刻を第1の記憶手段に記憶されたサンプリング時刻から直接求めることが可能となるため、同期表示回路の演算負荷を軽減することが可能となる。
【0038】
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載された発明において、被測定物の画像を静止画として記憶するため第2の記憶手段の容量を軽減することが可能となる。
【0039】
請求項5に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記波形信号記憶手段は、複数の入力チャンネルに対応することが可能となる。
【0040】
請求項6に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記画像記憶手段は、汎用的なJPEG方式を用いて前記デジタル画像データを圧縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る画像と波形の同時記憶装置の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明に係る画像と波形の同時記憶装置の動作を説明するタイムチャートである。
【図3】従来の記憶装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 画像入力信号
2 画像信号処理回路
3 第2の記憶手段
4 第2のトリガ信号
5 画像キャプチャ制御回路
10 アナログ入力信号
11 入力増幅器
12 A/D変換器
13 第1の記憶手段
14 第1のトリガ信号
15 波形アクイジション制御回路
20 トリガ検出回路
21 時刻記憶回路
30 同期表示回路
31 表示器
Claims (6)
- 第1のトリガ信号の発生及び前記第1のトリガ信号が発生してから所定の期間内における第2のトリガ信号の発生を検出するトリガ検出回路と、
前記第1のトリガ信号及び第2のトリガ信号の発生時刻を記憶する時刻記憶回路と、
前記第1のトリガ信号の発生によってアナログ入力信号をサンプリングしデジタル波形データに変換して、第1のデータ記憶手段に記憶する波形信号記憶手段と、
前記第2のトリガ信号の発生によって画像入力信号を静止画像のデジタル画像データに変換し、第2のデータ記憶手段に記憶する画像記憶手段と、
前記デジタル波形データのサンプリング時刻と前記デジタル画像データの記憶された時刻を時間的に対応させて表示手段に同時表示する同期表示回路と
を備えたことを特徴とする画像と波形の同時記憶装置。 - 前記同期表示回路は、前記デジタル波形データのサンプリング時刻を、前記第1のトリガ信号の発生時刻にデジタル波形データのデータ番号とサンプリング時間を乗算した値を加算して求めるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の画像と波形の同時記憶装置。
- 前記波形信号記憶手段は、前記デジタル波形データと共にサンプリング時刻を記憶するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の画像と波形の同時記憶装置。
- 前記デジタル画像データは、1つ以上の静止画として前記第2のデータ記憶手段に記憶されるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の画像と波形の同時記憶装置。
- 前記波形信号記憶手段は、複数の入力チャンネルを備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像と波形の同時記憶装置。
- 前記画像記憶手段は、JPEG方式を用いて前記デジタル画像データを圧縮するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の画像と波形の同時記憶装置。
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