JP6285566B2 - 信号処理装置、信号処理方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

信号処理装置、信号処理方法およびコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明は、信号処理装置、信号処理方法およびコンピュータプログラムに関し、特に、センサからの出力信号に基づいて推定値を求める信号処理装置、信号処理方法およびコンピュータプログラムに関する。
例えば、半導体を用いたガスセンサ、湿度センサおよび温度センサの中には、測定を開始してから、出力信号の値（例えば電圧値）が収束するまでに比較的長い時間を要するものがある。すなわち、センサからの出力信号に基づいて測定対象のある属性を求める場合、出力信号の値が収束するまで、その属性を求められない。
なお、本明細書において、「出力信号の値が収束する」とは、十分な時間が経過したときのある時刻の出力信号の値と、ある時刻よりも前の時刻の出力信号の値との差が、所定時間の間、所定の範囲内の値となることをいい、収束した出力信号の値を「収束値」という。また、測定開始から出力信号の値が収束するまでの時間を「応答時間」といい、応答時間が経過するまでの期間を「過渡応答期間」という。
センサからの出力信号に基づいて、測定対象のある属性をいち早く求めるためには、過渡応答期間における出力信号の値に基づいて、その属性に対応する収束値を推定すればよい。このような収束値を推定する方法は、種々検討されている。例えば、特許文献１には、放射線検出器について、過渡応答期間の初期または中期の線量率または計数率に基づいて、収束値（最終応答値）を予測する方法を開示している。
国際公開第２００６／０９０６３４号
しかしながら、センサ（各種検出器を含む）の応答特性は、立上りと立下りとで異なる場合が多い。ここで、立上りとは、センサの出力信号の値が増大する場合をいい、立下りとは、センサの出力信号の値が減少する場合をいい、立上り応答時間をＴｒ、立下り応答時間をＴｄで表すことにする。
特許文献１に記載の予測方法は、立上り応答および立下り応答のそれぞれについて同じ時定数（Ｔ）を用いており、センサの応答時間が立上り応答と立下り応答とで異なる場合、立上り応答および立下り応答の両方について、収束値を精度よく求めることが困難になる。
また、立上り応答と立下り応答とにそれぞれ独立な応答時間を用いると、それぞれの収束値を精度よく求めることができるものの、収束値が得られる時間が、立上り応答と立下り応答とで異なることになる。そうすると、それぞれの収束値を用いた次の処理に進むタイミングが、立上り応答時と立下り応答時とでは異なることになり、次の処理が複雑になるという問題がある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、立上り応答時間と立下り応答時間とが異なるセンサからの出力信号に基づく予測値を用いた処理を簡便に行うことができる、信号処理装置、信号処理方法およびコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
本発明の実施形態による信号処理装置は、センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る入力インターフェイスと、前記出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの前記第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記第２の収束値Ｖc２から前記第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、前記応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた前記出力信号の値Ｖa_T1に応じて、前記時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう前記出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する予測部とを有し、前記予測部は、前記予測値が前記第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、前記予測値が前記第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような前記予測値を生成する。
ある実施形態において、前記予測部は、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記応答時間ＴｒまたはＴｄより長い時間にわたって前記第１の収束値Ｖc１をとるとき、前記第１の収束値Ｖc１に近い予測値を生成し、前記応答時間ＴｒまたはＴｄより長い時間にわたって前記第２の収束値Ｖc２をとるとき、前記第２の収束値Ｖc２に近い予測値を生成する。
ある実施形態において、前記予測部は、前記出力信号Ｖa(T)の立上りまたは立下りのそれぞれに対応する予測部を有する。
ある実施形態において、前記予測部は、前記出力信号Ｖa(T)の立上りまたは立下りのそれぞれに対応するパラメータを格納するメモリを有する。
ある実施形態において、前記信号処理装置は、前記予測値を表示する表示装置をさらに有していてもよい。
ある実施形態において、前記予測部によって生成された前記予測値に基づいて、情報を生成する情報生成部をさらに有する。
ある実施形態において、前記信号処理装置は、前記情報を表示する表示装置をさらに有していてもよい。
ある実施形態において、前記信号処理装置は、ネットワークによって互いに接続されたクライアント端末とサーバ機器とを有し、前記クライアント端末は、少なくとも前記入力インターフェイスと通信部とを有する。
ある実施形態において、前記信号処理装置は、前記センサをさらに有していてもよい。
本発明の実施形態による信号処理方法は、センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る工程と、前記出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの前記第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記第２の収束値Ｖc２から前記第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、前記応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた前記出力信号の値Ｖa_T1に応じて、前記時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう前記出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する工程であって、前記予測値が前記第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、前記予測値が前記第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような前記予測値を生成する工程とを包含する。
本発明の実施形態によるプログラムは、センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る工程と、前記出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの前記第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記第２の収束値Ｖc２から前記第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、前記応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた前記出力信号の値Ｖa_T1に応じて、前記時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう前記出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する工程であって、前記予測値が前記第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、前記予測値が前記第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような前記予測値を生成する工程とをコンピュータに実行させる。
本発明の実施形態によると、立上り応答時間と立下り応答時間とが異なるセンサからの出力信号に基づく予測値を用いた処理を簡便に行うことができる、信号処理装置、信号処理方法およびコンピュータプログラムを提供できる。
（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態による信号処理装置または信号処理方法によって生成される予測値と、センサの出力信号との関係を説明するための図であり、（ａ）は測定対象の属性の時間変化を模式的に示す図であり、（ｂ）はセンサの出力信号の時間変化を模式的に示す図であり、（ｃ）は実施形態による信号処理装置または信号処理方法によって生成される予測値の時間変化を模式的に示す図である。 本発明の実施形態１による信号処理装置１００の構成を模式的に示す図である。 実施形態１の信号処理方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態２による信号処理装置２００の構成を模式的に示す図である。 実施形態２の信号処理方法を説明するフローチャートである。 予測回路２０として用いられる予測回路２０Ａの構成を模式的に示す図である。 予測回路２０として用いられる予測回路２０Ｂの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態３による信号処理装置１００Ａの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態４による信号処理装置２００Ａの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態５による信号処理装置２００Ｂの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態６による信号処理装置２００Ｃの構成を模式的に示す図である。
以下、図面を参照して、信号処理装置、信号処理方法およびコンピュータプログラムを説明する。
本発明の実施形態による信号処理装置は、センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る入力インターフェイスと、出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、出力信号Ｖa(T)の値が、第２の収束値Ｖc２から第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた出力信号の値Ｖa_T1に応じて、時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する予測回路（予測部）とを有し、予測回路は、予測値が第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、予測値が第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような予測値を生成する。測定対象の属性とは、例えば、湿度、温度、ガス濃度などであり、属性を表すパラメータは、それぞれ、相対湿度（ＲＨ）６０％、温度２５℃、濃度０．１ｐｐｍなどである。
本発明の実施形態による信号処理方法は、センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る工程と、出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、出力信号Ｖa(T)の値が、第２の収束値Ｖc２から第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた出力信号の値Ｖa_T1に応じて、時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する工程であって、予測値が第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、予測値が第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような予測値を生成する工程とを包含する。本発明の実施形態による信号処理方法は、例えば、上記の信号処理装置によって実行され得る。
また、本発明の実施形態によるコンピュータプログラムは、上記信号処理方法をコンピュータに実行させることができる。コンピュータは、ネットワークを介して接続された複数のコンピュータであってもよい。言い換えると、上記信号処理装置は、コンピュータであってよく、ネットワークを介して接続された複数のコンピュータ（例えば、サーバ機器およびクライアント端末を含む）であってもよい。本発明の実施形態によるプログラムは、例えば、コンピュータのメモリに実装され得る。
センサの応答特性が、例えば、１次遅れ現象として近似され得るとき、応答時間Ｔｒ、Ｔｄに代えて、各収束値の相対６３％値に到達するまでの時間（「６３％応答時間」ということがある。）Ｔｒ63、Ｔｄ63を用いることができる。ここで、収束値の相対６３％値とは、変化量の全体を１００％としたとき、変化量が６３％となる出力信号Ｖa(T)の値をいうことにする。例えば、センサの出力が第１の収束値Ｖc１から第２の収束値Ｖc２へ変化する場合、第２の収束値Ｖc２の相対６３％値は、Ｖc１＋（Ｖc２−Ｖc１）×０．６３であり、センサの出力が第２の収束値Ｖc２から第１の収束値Ｖc１へ変化する場合、第１の収束値Ｖc１の相対６３％値は、Ｖc２＋（Ｖc１−Ｖc２）×０．６３である（なお、×は、乗算を示す。以下、同じ。）。第１の収束値Ｖc１の相対６３％値を「Ｖc１63」と表し、第２の収束値Ｖc２の相対６３％値を「Ｖc２63」と表す。また、予測値が第１の収束値Ｖc１から、第２の収束値Ｖc２の相対６３％値Ｖc２63となるまでの応答時間を「ＴｒＥ63」と表し、予測値が第２の収束値Ｖc２から、第１の収束値Ｖc１の相対６３％値Ｖc１63となるまでの応答時間を「ＴｄＥ63」と表す。
このように、センサの応答特性が、例えば、１次遅れ現象として近似され得るときには、本発明の実施形態による信号処理装置が有する予測回路は、ＴｒＥ63＜Ｔｒ63、ＴｄＥ63＜Ｔｄ63、｜１−Ｔｄ63／Ｔｒ63｜＞｜１−ＴｄＥ63／ＴｒＥ63｜となるような予測値を生成するように構成されてもよい。また、上記と同様にして、６３％応答時間に代えて、９０％応答時間を用いて、ＴｒＥ90＜Ｔｒ90、ＴｄＥ90＜Ｔｄ90、｜１−Ｔｄ90／Ｔｒ90｜＞｜１−ＴｄＥ90／ＴｒＥ90｜となるような予測値を生成するように、予測回路を構成することもできる。もちろん、これらの予測回路も、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような予測値を生成することができる。
また、第１の収束値Ｖc１と第２の収束値Ｖc２とは、測定対象のある属性を表すパラメータの異なる値に対応する異なる値であり、第１の収束値Ｖc１と第２の収束値Ｖc２との大きさの関係は制限されない。すなわち、第１の収束値Ｖc１＜第２の収束値Ｖc２であってもよいし、第１の収束値Ｖc１＞第２の収束値Ｖc２であってもよい。なお、以下では、第１の収束値Ｖc１＜第２の収束値Ｖc２の場合を主に例示し、センサの測定対象のパラメータが第１の値Ｐ１から第２の値Ｐ２に変化した場合に、センサの出力信号の値が第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、第２の収束値Ｖc２になるまでの応答時間Ｔｒを立上り応答時間と呼ぶ。また、逆に、センサの測定対象のパラメータが第２の値Ｐ２から第１の値Ｐ１に変化した場合に、センサの出力信号の値が第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２から、第１の収束値Ｖc１になるまでの応答時間Ｔｄを立下り応答時間と呼ぶ。もちろん、ＴｒとＴｄは、この例に限定されるものではない。
例えば、センサが湿度センサの場合、センサが、屋外（第１の湿度：パラメータの第１の値Ｐ１）から屋内（第２の湿度：パラメータの第２の値Ｐ２）に移動し、再び、屋外（第１の湿度：パラメータの第１の値Ｐ１）へ移動する場合を考える。
この場合、センサの測定対象の属性（湿度）の値は、図１（ａ）に示す様に、Ｐ１からＰ２へと変化し、Ｐ２からＰ１へと変化する。Ｐ１からＰ２への変化およびＰ２からＰ１への変化はステップ的である。
このときのセンサの出力信号の値は、例えば、図１（ｂ）に示す様な、ステップ応答特性を示す。ここで例示するように、ステップ応答特性が、１次遅れのステップ応答特性を示すとき、応答時間に代えて６３％応答時間を用いることができる。
なお、Ｐ１に対応するセンサの出力信号Ｖa(T)の収束値はＶc１であり、Ｐ２に対応するセンサの出力信号Ｖa(T)の収束値はＶc２である（Ｖc１＜Ｖc２）。このとき、Ｐ１からＰ２への変化に対応するステップ応答の１次遅れの時定数（立上り）を「ｔｒ」とすると、Ｖa(T)＝Ｖc１＋（Ｖc２−Ｖc１）×（１−ｅ-T/tr）で表される。また、Ｐ２からＰ１への変化に対応するステップ応答の１次遅れの時定数（立下り）を「ｔｄ」とすると、Ｖa(T)＝Ｖc１＋（Ｖc２−Ｖc１）×ｅ-T/tdで表される。時定数ｔｒは、Ｔｒ63とほぼ等しく、時定数ｔｄは、Ｔｄ63とほぼ等しい。
図１（ｃ）に示す様に、本発明の実施形態による信号処理装置が有する予測回路は、応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた出力信号の値Ｖa_T1に応じて、時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する。予測回路は、予測値が第２の収束値Ｖc２に対応する値ＶcＥ２となる応答時間をＴｒＥとし、予測値が第１の収束値Ｖc１に対応する値ＶcＥ１となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような予測値ＶcＥ２、ＶcＥ１を生成する。すなわち、予測回路は、センサの応答時間の比（Ｔｄ／Ｔｒ）よりも、予測値に基づく応答時間の比（ＴｄＥ／ＴｒＥ）の方が、１に近くなるような予測値を生成する。
したがって、センサの出力信号Ｖa(T)の応答時間が、立上りと立下りとで異なっている場合（Ｔｒ≠Ｔｄ、ここでは、典型例として、Ｔｄ＞Ｔｒの場合を例示している。）において、２つの予測値（ＶcＥ２、ＶcＥ１）を生成する時間（ＴｒＥ、ＴｄＥ）は、それぞれ、センサの応答時間（Ｔｒ、Ｔｄ）よりも短く、かつ、｜ＴｄＥ−ＴｒＥ｜は、｜Ｔｄ−Ｔｒ｜よりも小さい。したがって、センサの応答時間よりも短い時間で、予測値（および、対応するパラメータ）を得ることができるとともに、その予測値（および、対応するパラメータ）が得られる時間は、測定対象の属性のパラメータの値の変化が、センサの出力信号の立上り応答を生じさせるのか、立下り応答を生じさせるのかによって生じる差が小さい。もちろん、｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜が０に近いことが好ましく、０であることが最も好ましい。なお、ここでは、Ｔｄ＞Ｔｒを例示したが、Ｔｒ＞Ｔｄの場合も同様である。以下、このような関係を満足するように予測値を生成する方法の具体例を説明する。
例えば、特開２００５−２１６２０２号公報は、時系列データの未来値を出力する手法を開示している。具体的には、第１の時系列データと、第１の時系列データよりもタイミング的に後の第２の時系列データとが関連付けられる。あるタイミングにおける時系列データが予測対象とされて、特定された学習パターンに対応する第１の時系列データに関連付けられた第２の時系列データが未来値として決定される。本発明の実施形態のように、立上りと立下りとの間で応答時間が異なる場合、立上りと、立下りとのそれぞれに対応する学習パターンを使用すれば、立上りと、立下りとのそれぞれの応答時間を短縮したデータを出力することができる。
センサの出力信号の応答特性が１次遅れのステップ応答特性であるとき、６３％応答時間を用いて、ＴｒＥ63＜Ｔｒ63、ＴｄＥ63＜Ｔｄ63、｜１−Ｔｄ63／Ｔｒ63｜＞｜１−ＴｄＥ63／ＴｒＥ63｜となるような予測値ＶcＥ２63、ＶcＥ１63を生成するように予測回路を構成してもよいし、６３％応答時間に代えて、９０％応答時間を用いて、ＴｒＥ90＜Ｔｒ90、ＴｄＥ90＜Ｔｄ90、｜１−Ｔｄ90／Ｔｒ90｜＞｜１−ＴｄＥ90／ＴｒＥ90｜となるような予測値ＶcＥ２90、ＶcＥ１90を生成するように予測回路を構成してもよい。
なお、実施形態の信号処理装置が有する予測回路は、測定対象の属性の値が時間変化しないとき、それぞれの属性を表すパラメータに対応する予測値を生成する。例えば、属性のパラメータが第１の値Ｐ１で一定であると、第１の値Ｐ１に対応する第１の予測値を生成し、属性のパラメータが第２の値Ｐ２で一定であると、第２の値Ｐ２に対応する第２の予測値を生成する。第１の予測値は上記収束値Ｖc１に近い値を有し、第２の予測値は上記収束値Ｖc２に近い値を有する。
本発明の実施形態による信号処理装置を用いると、立上り応答時間と立下り応答時間とが異なるセンサからの出力信号に基づく予測値を用いた処理を簡便に行うことができる。
なお、予測回路が時刻Ｔ１に得られた出力信号の値Ｖa_T1に応じて、時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成するための構成は、種々の構成があり得る。例えば、ある決まった演算式を用いるものでもよいし、ニューラルネットワーク、遺伝的アルゴリズム、ＰＩＤ制御等を用いてもよい。予測回路の具体例は後に説明する。
ここで、ＰＩＤ制御を用いた予測の具体例を説明する。例えば、特開２００１−４１８２４号公報は、制御パラメータＰ、ＩおよびＤを有するＰＩＤコントローラにより、センサの応答時間を短縮する方法を開示している。その制御パラメータＰ、ＩおよびＤのそれぞれは、時定数の関数として用いられる。本発明の実施形態のように、立上りと立下りとの間で応答時間が異なる場合、立上りと、立下りとのそれぞれに対応する制御パラメータを利用すれば、立上りと、立下りとのそれぞれの応答時間を短縮することができる。
以下、湿度センサからの出力信号に基づいて、湿度を示すパラメータＰを求めるために用いられる信号処理装置を例示し、本発明の実施形態による信号処理装置およびそれによって実行される信号処理方法を説明する。また、本発明の実施形態によるコンピュータプログラムは、上記信号処理方法をコンピュータに実行させることができる。なお、本発明の実施形態は、例示する実施形態に限定されない。
（実施形態１）
図２に、本発明の実施形態１による信号処理装置１００の構成を模式的に示す。なお、以下の図面において同様の機能を有する構成要素に共通の参照符号を付し、説明を省略することがある。
信号処理装置１００は、センサ８０から出力信号Ｖa(T)を受け取る入力インターフェイス１０と、出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１（第１の湿度）に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２（第２の湿度）に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、出力信号Ｖa(T)の値が、第２の収束値Ｖc２から第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた出力信号の値Ｖa_T1に応じて、時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する予測回路２０とを有する。ここで、予測回路２０は、予測値が第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、予測値が第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような予測値を生成する。信号処理装置１００は、さらに、任意に設けられる出力装置６０を有している。出力装置６０は、例えば、表示装置であり、予測回路２０から出力された予測値を表示する。なお、予測回路２０は、予測値をそのまま出力するのではなく、パラメータの値に変換して、パラメータ値を出力してもよい。例えば、センサからの出力およびその予測値が電圧値である場合、電圧値を出力するのではなく、湿度の値として出力してもよい。このような変換は、演算によって行ってもよいし、ルックアップテーブルを用いてもよい。また、このような変換は、予測回路２０内で行ってもよいし、出力装置６０内で行ってもよい。
なお、信号処理装置１００は、センサ８０と独立した装置として例示しているが、信号処理装置１００がセンサ８０を備えてもよい。以下の実施形態による信号処理装置についても同様にセンサを備えてもよい。
実施形態１の信号処理装置１００は、図３に示すフローチャートに示す信号処理方法を実行することができる。
まず、センサ８０からの出力信号Ｖa(T)を入力インターフェイス１０によって取得する（Ｓ１）。
入力インターフェイス１０は、出力信号Ｖa(T)を予測回路２０に出力する（Ｓ２）。
予測回路２０は、上述した予測値を生成する（Ｓ３）。
予測回路２０は、予測値を出力装置６０に出力し、出力装置６０は予測値を外部に出力（例えば、表示）する（Ｓ４）。このとき、予測値に代えて、予測値に対応するパラメータを出力するようにしてもよい。
次に、測定を終了するか否かを判断する（Ｓ５）。例えば、予測値が収束しているか否かを判断する。予測値が収束していないと判断した場合は、上記の工程Ｓ１に戻り、収束していると判断した場合は、測定を終了する。測定終了後は、収束値に対応する予測値を連続的に表示するようにしてもよい。あるいは、応答時間を経過した後は、予測値ではなく、出力信号Ｖa(T)の値を表示してもよい。もちろん、これらをパラメータの値に変換したものを表示してもよい。
（実施形態２）
図４に、本発明の実施形態２による信号処理装置２００の構成を模式的に示す。信号処理装置２００は、先の信号処理装置１００と異なり、情報生成回路５０をさらに有している。
信号処理装置２００は、不図示のセンサから出力信号Ｖa(T)を受け取る入力インターフェイス１０と、予測回路２０とを有する。予測回路２０は、実施形態１による信号処理装置１００が有する予測回路２０と同様に動作する。予測回路２０は、生成した予測値を情報生成回路５０に出力する。
情報生成回路５０は、入力された予測値に基づいて、情報を生成する。ここで、「情報」とは、予測値に応じて変化する情報であり、「２次情報」ということがある。例えば、予測値が湿度を特定する値である場合、情報は、快適指数や、熱中症またはインフルエンザに対する注意情報などである。湿度の値に応じて変化する情報は、湿度の値だけでなく、温度（気温）にも同時に依存するものであってもよい。センサ８０として、温度センサを用いることもできるので、温度センサの出力信号についても実施形態２の信号処理装置２００を適用してもよい。
情報生成回路５０は、生成した情報を出力装置６０に出力する。出力装置６０は、例えば、表示装置であり、情報生成回路５０から出力された情報を表示する。出力装置６０は、情報をさらに加工して表示してもよい。
実施形態２の信号処理装置２００は、図５に示すフローチャートに示す信号処理方法を実行することができる。
まず、センサ８０からの出力信号Ｖa(T)を入力インターフェイス１０によって取得する（Ｓ１１）。
入力インターフェイス１０は、出力信号Ｖa(T)を予測回路２０に出力する（Ｓ１２）。
予測回路２０は、上述した予測値を生成し、予測値を情報生成回路５０に出力する（Ｓ１３）。
情報生成回路５０は、予測値に基づいて、情報を生成し、出力装置６０に出力する（Ｓ１４）。
出力装置６０は、情報を外部に出力（例えば、表示）する（Ｓ１５）。このとき、情報をさらに加工して出力するようにしてもよい。
次に、測定を終了するか否かを判断する（Ｓ１６）。例えば、予測値が収束しているか否かを判断する。予測値が収束していないと判断した場合は、上記の工程Ｓ１１に戻り、収束していると判断した場合は、測定を終了する。測定終了後は、収束値に対応する情報を連続的に表示するようにしてもよい。
図６および図７を参照して、上述の信号処理装置１００および２００が有する予測回路２０の具体例を説明する。
図６に示す予測回路２０は、例えばプロセッサまたは半導体集積回路によって実現され得る。半導体集積回路とは、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）およびＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などである。メモリに、予測回路２０内の各構成要素の機能を発揮するコンピュータプログラムが実装されており、半導体集積回路内のプロセッサが逐次コンピュータプログラムを実行することにより、各構成要素の機能を実現するようにしてもよい。
図６に示す予測回路２０Ａは、立上り／立下り判断回路２２と、立上り予測回路２２ａおよび立下り予測回路２２ｂとを有している。立上り／立下り判断回路２２は、センサの出力信号Ｖa(T)を受け取り、出力信号Ｖa(T)の時間変化が、立上りか立下りのいずれであるかを判断し、その判断結果に応じて、出力信号Ｖa(T)を立上り予測回路２２ａまたは立下り予測回路２２ｂに出力する。立上り予測回路２２ａおよび立下り予測回路２２ｂは、それぞれの応答特性に応じて、予測値を生成する。
予測回路２０Ａは、出力信号Ｖa(T)の立上りまたは立下りに応じて、予測値を生成することができるので、立上り応答時間Ｔｒと立下り応答時間Ｔｄとが異なっても、それぞれについて独立に高い精度で予測値ＴｒＥおよびＴｄＥを生成することができる。また、予測回路２０Ａは、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような予測値ＴｒＥおよびＴｄＥを生成することができる。
図７に示す予測回路２０Ｂは、立上り／立下り判断回路２２と、メモリ２４と、立上り・立下り予測回路２２ｃとを有している。
立上り／立下り判断回路２２は、センサの出力信号Ｖa(T)を受け取り、出力信号Ｖa(T)の時間変化が、立上りか立下りのいずれであるかを判断する。メモリ２４は、例えば、応答が立上りの場合に予測に用いるパラメータと、立下りの場合に予測に用いるパラメータとを格納している。立上り／立下り判断回路２２の判断結果に応じて、メモリ２４から、それぞれの応答に応じたパラメータが立上り・立下り予測回路２２ｃに供給される。
予測回路２０Ｂも、予測回路２０Ａと同様に、出力信号Ｖa(T)の立上りまたは立下りに応じて、予測値を生成することができるので、立上り応答時間Ｔｒと立下り応答時間Ｔｄとが異なっても、それぞれについて独立に高い精度で予測値ＴｒＥおよびＴｄＥを生成することができる。また、予測回路２０Ａは、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような予測値ＴｒＥおよびＴｄＥを生成することができる。
実施形態１および２の信号処理装置１００および２００は、コンピュータプログラムによって、上述の信号処理方法を実行するように制御されたコンピュータであってもよい。コンピュータは例えばスマートフォンのような携帯端末機器であってよい。携帯端末機器は、センサを備えてもよい。また、コンピュータは、タブレット、スマートウォッチ（腕時計の方式で腕に装着でき、時計の他に演算処理や通信といった機能を持つデバイス）、ウェアラブルデバイスのような端末であってもよく、端末は、センサを備えてもよい。
以下の実施形態３〜６による信号処理装置は、ネットワークを介して接続されたサーバ機器およびクライアント端末を含む。クライアント端末は、例えば、通信回路を有するコンピュータであり、例えば、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、ウェアラブルデバイスであってもよい。さらに、クライアント端末は、センサを備えてもよい。
（実施形態３）
図８に、本発明の実施形態３による信号処理装置１００Ａの構成を模式的に示す。
信号処理装置１００Ａは、クライアント端末１００ＡＣおよびサーバ機器１００ＡＳを有する。クライアント端末１００ＡＣは、入力インターフェイス１０および出力装置６０に加え、通信回路３０をさらに有し、サーバ機器１００ＡＳとネットワーク（例えばインターネット）を介して接続され得る。サーバ機器１００ＡＳは、予測回路２０を有し、クライアント端末１００ＡＣは、通信回路３０を介して、出力信号Ｖa(T)および予測値をサーバ機器１００ＡＳの予測回路２０とやり取りする。信号処理装置１００Ａは、実施形態１の信号処理装置１００と同様に動作することができる。
（実施形態４〜６）
実施形態４〜６による信号処理装置２００Ａ〜２００Ｃは、実施形態２の信号処理装置２００と同様に動作することができる。
図９に、本発明の実施形態４による信号処理装置２００Ａの構成を模式的に示す。
信号処理装置２００Ａは、クライアント端末２００ＡＣおよびサーバ機器２００ＡＳを有する。クライアント端末２００ＡＣは、入力インターフェイス１０および出力装置６０に加え、通信回路３０をさらに有し、サーバ機器２００ＡＳとネットワーク（例えばインターネット）を介して接続され得る。サーバ機器２００ＡＳは、予測回路２０および情報生成回路５０とを有し、クライアント端末２００ＡＣは、通信回路３０を介して、出力信号Ｖa(T)および情報をサーバ機器２００ＡＳの予測回路２０および情報生成回路５０との間でやり取りする。
図１０に、本発明の実施形態５による信号処理装置２００Ｂの構成を模式的に示す。
信号処理装置２００Ｂは、クライアント端末２００ＢＣおよびサーバ機器２００ＢＳを有する。クライアント端末２００ＢＣは、入力インターフェイス１０、予測回路２０および出力装置６０に加え、通信回路３０をさらに有し、サーバ機器２００ＢＳとネットワーク（例えばインターネット）を介して接続され得る。サーバ機器２００ＢＳは、情報生成回路５０を有し、クライアント端末２００ＢＣは、通信回路３０を介して、予測値および情報をサーバ機器２００ＢＳの情報生成回路５０との間でやり取りする。
図１１に、本発明の実施形態６による信号処理装置２００Ｃの構成を模式的に示す。
信号処理装置２００Ｃは、クライアント端末２００ＣＣおよびサーバ機器２００ＣＳを有する。クライアント端末２００ＣＣは、入力インターフェイス１０、情報生成回路５０および出力装置６０に加え、通信回路３０をさらに有し、サーバ機器２００ＣＳとネットワーク（例えばインターネット）を介して接続され得る。サーバ機器２００ＣＳは、予測回路２０を有し、クライアント端末２００ＣＣは、通信回路３０を介して、出力信号Ｖa(T)および予測値をサーバ機器２００ＣＳの予測回路２０との間でやり取りする。
上記の実施形態によれば、予測回路や情報生成回路で行う演算の負荷、処理時間に応じて、クライアント端末、サーバ機器に演算を割り振ることができるため、通信のための処理時間を含めて、全体の処理時間を最適化することができる。これにより、ユーザが情報の出力を待つ時間を短縮させることができる。
なお、上記の実施形態１から６の信号処理装置とセンサ８０とをネットワークを介して接続することもできる。
上記の実施形態では、測定対象の属性が湿度の場合を例示したが、これに限らず、温度、気圧、ガス濃度などを測定対象の属性にすることもできる。測定対象の属性がこのような環境情報である場合、ユーザが屋内から屋外へ移動したり、センサーが付いたクライアント端末をカバンやポケットから取り出したりして、測定対象の属性の値が急に変化するような場合において、本発明の実施形態による信号処理装置を用いると、電源を入れてすぐに測定を行っても、測定値の変化が立上り応答、立下り応答のいずれであっても、応答時間が経過するのを待つことなく、変化後の湿度、温度、気圧などの環境情報をいち早く知ることができる。
また、本発明の実施形態による信号処理装置は、例えば、食材の匂い（すなわち、食材の周辺の空気中の化学物質の濃度）を測定対象の属性として、食材の熟度（または食べごろ）などを属性を表すパラメータとすることができる。
このとき、食材の匂いの測定値の変化が立上り応答、立下り応答のいずれであっても、ユーザは応答時間が経過するのを待つことなく、いち早く熟度または食べ頃を知ることができる。したがって、例えば、スーパーマーケットなどで本発明の実施形態による信号処理装置を用いて、食べ頃の食材を選択し、購入することができる。
また、農場や選果場においては、本発明の実施形態による信号処理装置を用いて、熟度または食べ頃を推定することによって、収穫や出荷する日時の決定や、出荷場所（近いか遠いかなど）の選定、賞味期限や品質保持期間の決定を行うことができる。
また、本発明の実施形態による信号処理装置は、オーブンレンジなどの調理機器に内蔵されていてもよい。この場合、食材から出る水蒸気などを検出するセンサの出力信号を用いて、食材の調理具合を推定することもできる。
これにより、測定値の変化が立上り応答、立下り応答のいずれであっても、応答時間が経過するまで待つことなく、過渡応答期間に食材の調理具合を知ることができるので、温め過ぎや焼き過ぎといった、調理の失敗を防ぐことができ、適切な調理時間を逃すことがなくなる。
また、本発明の実施形態による信号処理装置は、エアコンや除湿機、加湿機、空気清浄機などの空調機器に内蔵されてもよい。この場合、周囲環境の温度、湿度、臭い、汚れなどを検出するセンサの出力信号を用いて、周囲環境の状況を推定することができる。
これにより、測定値の変化が立上り応答、立下り応答のいずれであっても、応答時間が経過するまで待つことなく、過渡応答期間に、周囲環境の温度、湿度、臭い、汚れを知ることができるので、空調や空気清浄などの制御をいち早く開始することができ、その結果、ユーザに快適な環境をいち早く提供することができる。
また、測定対象の属性は、人体や動物の体温、発汗量などの生体情報であってもよい。この場合においても、測定値の変化が立上り応答、立下り応答のいずれに対しても、応答時間が経過するのを待つことなく、変化後の体温、発汗量などの生体情報をいち早く知ることができる。
本明細書は、以下の項目に記載の信号処理装置、信号処理方法およびコンピュータプログラムを開示している。
〔項目１〕
センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る入力インターフェイスと、
前記出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの前記第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記第２の収束値Ｖc２から前記第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、前記応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた前記出力信号の値Ｖa_T1に応じて、前記時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう前記出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する予測部とを有し、
前記予測部は、前記予測値が前記第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、前記予測値が前記第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような前記予測値を生成する、信号処理装置。
項目１に記載の信号処理装置によると、立上り応答時間Ｔｒと立下り応答時間Ｔｄとが異なるセンサからの出力信号に基づく予測値を用いた処理を簡便に行うことができる。
〔項目２〕
前記予測部は、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記応答時間ＴｒまたはＴｄより長い時間にわたって前記第１の収束値Ｖc１をとるとき、前記第１の収束値Ｖc１に近い予測値を生成し、前記応答時間ＴｒまたはＴｄより長い時間にわたって前記第２の収束値Ｖc２をとるとき、前記第２の収束値Ｖc２に近い予測値を生成する、項目１に記載の信号処理装置。
項目２に記載の信号処理装置によると、測定対象の属性の値が時間変化しないとき、それぞれの属性を表すパラメータに対応する予測値を生成することができる。
〔項目３〕
前記予測部は、前記出力信号Ｖa(T)の立上りまたは立下りのそれぞれに対応する予測部を有する、項目１または２に記載の信号処理装置。
項目３に記載の信号処理装置によると、立上り応答時間Ｔｒと立下り応答時間Ｔｄとが異なっても、それぞれについて独立に高い精度で予測値を生成できる。
〔項目４〕
前記予測部は、前記出力信号Ｖa(T)の立上りまたは立下りのそれぞれに対応するパラメータを格納するメモリを有する、項目１または２に記載の信号処理装置。
項目４に記載の信号処理装置によると、立上り応答時間Ｔｒと立下り応答時間Ｔｄとが異なっても、それぞれについて独立に高い精度で予測値を生成できる。
〔項目５〕
前記予測値を表示する表示装置をさらに有する、項目１から４のいずれかに記載の信号処理装置。
項目５に記載の信号処理装置によると、例えばユーザに対して予測値を表示することができる。
〔項目６〕
前記予測部によって生成された前記予測値に基づいて、情報を生成する情報生成部をさらに有する、項目１から５のいずれかに記載の信号処理装置。
項目６に記載の信号処理装置によると、予測値に基づく２次情報を生成できる。
〔項目７〕
前記情報を表示する表示装置をさらに有する、項目６に記載の信号処理装置。
項目７に記載の信号処理装置によると、例えばユーザに対して予測値に基づく２次情報を提供できる。
〔項目８〕
ネットワークによって互いに接続されたクライアント端末とサーバ機器とを有し、
前記クライアント端末は、少なくとも前記入力インターフェイスと通信部とを有する、項目１から７のいずれかに記載の信号処理装置。
項目８に記載の信号処理装置によると、信号処理装置のバリエーションを提供できる。また、予測や情報生成の演算の負荷に応じて、演算をサーバ機器とクライアント端末に振り分けることができる。
〔項目９〕
前記センサをさらに有する、項目１から８のいずれかに記載の信号処理装置。
項目９に記載の信号処理装置によると、信号処理装置のバリエーションを提供できる。また、装置にセンサを内蔵させることにより、全体の構成を小型化できる。
〔項目１０〕
センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る工程と、
前記出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの前記第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記第２の収束値Ｖc２から前記第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、前記応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた前記出力信号の値Ｖa_T1に応じて、前記時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう前記出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する工程であって、前記予測値が前記第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、前記予測値が前記第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような前記予測値を生成する工程とを包含する、信号処理方法。
項目１０に記載の信号処理方法によると、立上り応答時間Ｔｒと立下り応答時間Ｔｄとが異なるセンサからの出力信号に基づく予測値を用いた処理を簡便に行うことができる。
〔項目１１〕
センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る工程と、
前記出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの前記第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記第２の収束値Ｖc２から前記第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、前記応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた前記出力信号の値Ｖa_T1に応じて、前記時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう前記出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する工程であって、前記予測値が前記第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、前記予測値が前記第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような前記予測値を生成する工程とをコンピュータに実行させるプログラム。
項目１１に記載のプログラムによると、コンピュータを用いて、立上り応答時間Ｔｒと立下り応答時間Ｔｄとが異なるセンサからの出力信号に基づく予測値を用いた処理を簡便に行うことができる。
本発明は、センサからの出力信号に基づいて予測値を求める信号処理装置、信号処理方法およびコンピュータプログラムに用いることができる。
１０ 入力インターフェイス
２０、２０Ａ、２０Ｂ 予測回路（予測部）
２２ 立上り／立下り判断回路
２２ａ 立上り予測回路
２２ｂ 立下り予測回路
２２ｃ 立上り・立下り予測回路
２４ メモリ
３０ 通信回路
５０ 情報生成回路
６０ 出力装置
８０ センサ
１００、１００Ａ、２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ 信号処理装置
１００ＡＣ、２００ＡＣ、２００ＢＣ、２００ＣＣ クライアント端末
１００ＡＳ、２００ＡＳ、２００ＢＳ、２００ＣＳ サーバ機器

Claims (10)

  1. センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る入力インターフェイスと、
    前記出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの前記第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記第２の収束値Ｖc２から前記第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、前記応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた前記出力信号の値Ｖa_T1に応じて、前記時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう前記出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する予測部とを有し、
    前記予測部は、前記予測値が前記第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、前記予測値が前記第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような前記予測値を生成する、信号処理装置。
  2. 前記予測部は、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記応答時間ＴｒまたはＴｄより長い時間にわたって前記第１の収束値Ｖc１をとるとき、前記第１の収束値Ｖc１に近い予測値を生成し、前記応答時間ＴｒまたはＴｄより長い時間にわたって前記第２の収束値Ｖc２をとるとき、前記第２の収束値Ｖc２に近い予測値を生成する、請求項１に記載の信号処理装置。
  3. 前記予測部は、前記出力信号Ｖa(T)の立上りまたは立下りのそれぞれに対応する予測部を有する、請求項１または２に記載の信号処理装置。
  4. 前記予測部は、前記出力信号Ｖa(T)の立上りまたは立下りのそれぞれに対応するパラメータを格納するメモリを有する、請求項１または２に記載の信号処理装置。
  5. 前記予測部によって生成された前記予測値に基づいて、情報を生成する情報生成部をさらに有する、請求項１から４のいずれかに記載の信号処理装置。
  6. 前記情報を表示する表示装置をさらに有する、請求項５に記載の信号処理装置。
  7. ネットワークによって互いに接続されたクライアント端末とサーバ機器とを有し、
    前記クライアント端末は、少なくとも前記入力インターフェイスと通信部とを有する、請求項１から６のいずれかに記載の信号処理装置。
  8. 前記センサをさらに有する、請求項１から７のいずれかに記載の信号処理装置。
  9. センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る工程と、
    前記出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの前記第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記第２の収束値Ｖc２から前記第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、前記応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた前記出力信号の値Ｖa_T1に応じて、前記時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう前記出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する工程であって、前記予測値が前記第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、前記予測値が前記第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような前記予測値を生成する工程とを包含する、信号処理方法。
  10. センサから出力信号Ｖa(T)を受け取る工程と、
    前記出力信号Ｖa(T)の値が、測定対象のある属性を表すパラメータの第１の値Ｐ１に対応する第１の収束値Ｖc１から、測定対象のある属性を表すパラメータの前記第１の値Ｐ１と異なる第２の値Ｐ２に対応する第２の収束値Ｖc２となる応答時間をＴｒとし、前記出力信号Ｖa(T)の値が、前記第２の収束値Ｖc２から前記第１の収束値Ｖc１となる応答時間をＴｄとするとき、前記応答時間ＴｒまたはＴｄが経過する前の過渡応答期間においては、時刻Ｔ１に得られた前記出力信号の値Ｖa_T1に応じて、前記時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２に得られるであろう前記出力信号の値に対応する予測値Ｖb_T2を生成する工程であって、前記予測値が前記第２の収束値Ｖc２に対応する値となる応答時間をＴｒＥとし、前記予測値が前記第１の収束値Ｖc１に対応する値となる応答時間をＴｄＥとするとき、ＴｒＥ＜Ｔｒ、ＴｄＥ＜Ｔｄ、｜１−Ｔｄ／Ｔｒ｜＞｜１−ＴｄＥ／ＴｒＥ｜となるような前記予測値を生成する工程とをコンピュータに実行させるプログラム。
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