JPH0464059A - 分析データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分析データ処理装置に係り、特にフーリエ変換
を用いてデータ処理を行う分析データ処理装置に関する
。

〔従来の技術〕

近年、食料品等か充填される容器として高分子材料であ
る樹脂製容器か多用されている。この種の容器は品質の
面から高い信頼性か要求されており、このため上記容器
の材料となる高分子材料の特性試験か一般に行われてい
る。この特性試験の一つとしてクロマトグラフィを用い
た特性試験か行われている。

このクロマトグラフィを用いた特性試験では、クロマト
グラフィにより得られた入力データを分析データ処理装
置を用いてデータ処理することにより試料の分離、分析
を行う。この分析データ処理装置はコンピュータにより
構成されている。また上記の入力データにはノイズ成分
か含まれているため、このノイズ成分を除去するために
入力データをフーリエ変換により分解して、ノイズ成分
を除去し、続いてノイズ成分が除去されたデータを逆フ
ーリエ変換することにより再合成し、有効なデータを生
成する事か行われている。

従来の分析データ処理装置で行われていたデー夕処理の
方法について以下説明する。尚、クロマトグラフィによ
り分析データ処理装置に第５図に示される波形のデータ
（以下、原データという）か入力されたとし、また原デ
ータにおけるサンプリング数（Ｎ０）か例えば１７１８
個であったとして、以下説明する。

分析データ処理装置は、原データが入力されるとノイズ
成分を除去するため、この原データに対してフーリエ変
換を実施する。フーリエ変換を実施するためには周知の
ようにサンプリング数が２°個（ｎは整数。尚、この２
°個て示されるサンプリング数を既定サンプリング数と
いう）存在することか必要である。しかるに、上記のよ
うに原データのサンプリング数Ｎ０は１７１８個であり
、１０２４（・２”）＜　Ｎｏ＜２０４８（＝２”）と
なっている。

そこで従来ては、このようにサンプリング数が所定の数
（２″個）となっていない原データに対してフーリエ変
換行う際、サンプリング数としてＮｏより大きな既定サ
ンプリング数（本例の場合は２０４ｇ）を用い、この既
定サンプリング数に対し原データのデータ数の足りない
部分（図中、矢印Ａ示す部分。以下、補正領域という）
は、データの値がゼロであったとしてデータ処理を行う
構成とされていた。これにより、原データに対してフー
リエ変換を行う事かできる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに従来の分析データ処理装置では、原データのサ
ンプリング数が見掛は上、既定サンプリング数となるた
め、原データに対してフーリエ変換を行う事かできるも
のの、補正領域かセロとなり、その境界か不連続となっ
てしまう。従って、この補正領域部分はクロマトグラフ
ィの結果か反映されないデータか並んだ領域となり、よ
ってこの領域はデータ処理においては誤差領域となり、
生成される試料の特性結果の精度が低下してしまうとい
う課題かあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、特性試
験の精度向上を図りうる分析データ処理装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明では、クロマトグラ
フィにより得られた原データをフーリエ変換により分解
し、データ処理を行う構成とされた分析データ処理装置
において、上記原データを示すデータ関数を求める連続
化処理を含む関数演算手段と、 上記原データのサンプリング数（Ｎ０）が既定サンプリ
ング数（２”　）と異なるとき、上記データ関数を補間
法を用いて近似し、上記データのデータ個数を上記サン
プリング数（Ｎ０）より多い既定サンプリング数（２”
〉Ｎ０）に揃える補間手段とを設けたことを特徴とする
ものである。

〔作用〕

上記構成とされた分析データ処理装置では、原データの
サンプリング数（Ｎ０）か既定サンプリング数（２“）
と異なっていても、補間手段によりデータ個数は上記サ
ンプリング数（Ｎ０）より多い既定サンプリング数（２
ｎ＞Ｎ０）に揃えられる。

よって、原データのデータ個数は既定サンプリング数（
２°）となると同時に、更に連続化処理によってデータ
を滑らかに補正することかできるので、フーリエ変換に
て原データの分解を正しく行うことかできる。

また、既定サンプリング数に揃えられた各データ値はデ
ータ関数を補間法を用いて近似された値であるため、夫
々か原データを反映している。

よって、分析データ処理装置で生成される試料の特性結
果の精度を向上させることかできる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面と共に説明する。

第３図は、本発明の一実施例である分析データ処理装置
１の外観図である。同図において、２はコンピュータで
あり後述するプログラムにより、データの演算処理を行
う。また、３はデイスプレィ装置、４はプリンタであり
、夫々コンピュータ３で処理された結果を外部に出力す
るための装置である。更に、５はクロマトグラフィ分析
装置であり、被測定試料はこのクロマトグラフィ分析装
置で分析処理が行われ、求められたデータ（以下、この
データを原データという）はコンピュータに供給される
。

また、コンピュータ２のハードウェア構成を第４図（主
要部分のみ示す）に示す。同図において、コンピュータ
２は中央処理装置（ＣＰＵ）６、後述する処理プログラ
ムを格納したリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）７、作
業領域として使用されるランダム・アクセス・メモリ（
ＲＡＭ）８、入出力を行うためのインターフェイス処理
を行う入力ポート９及び出力ボート１０、そしてこれら
の回路を接続するバス１１等から構成されている。

クロマトグラフィ分析装置５は入力ポート９に接続され
ており、デイスプレィ装置３及びプリンタ４は出カポ−
）１０に接続されている。

上記構成とされた分析データ処理装置１は、ＲＯＭ７に
格納されたデータ処理プログラムにより、クロマトグラ
フィ分析装置５から供給される原データを処理し、原デ
ータに重畳しているノイズ成分を除去する。

以下、分析データ処理装置１が行うデータ処理動作につ
いて第１図及び第２図を用いて説明する。

尚、クロマトグラフィ分析装置５から供給された原デー
タは第１図（Ａ）に示されるものであり、そのサンプリ
ング数（Ｎ０）がＮ。＝１７１８個であったとする。ま
た、この原データのサンプリング時間はｔ、であったと
する。

第２図のステップｌ　（以下、Ｓｌのように示す）で示
すように、クロマトグラフィ分析装置５から原データを
取り込むと、続いてコンピュータ２内のＣＰＵ６はこの
原データのサンプリング数Ｎ、を求める（Ｓ２）。本例
の場合は、上記のように原データのサンプリング数は１
７１８個であり、Ｓ２においてこのＮ。＝１７１８か算
出される。

続＜３３では、原データに基づき原データを示すデータ
関数を算出する。この際、データ関数算出の基となるの
は上記１７１８個の原データてあり、この原データはΔ
ｔ　＝　ｔ　ｌ／１７１８て示される単位時間毎にサン
プリンリグされたデータの集合体である。

８４〜Ｓｌｌで示される処理は、Ｓ３で求められたデー
タ関数を補間する処理てあり、これは本発明の特徴とな
る処理である。ここで、８４〜Ｓ１１で行われる補間処
理の原理について先ず説明する。

第１図（Ａ）で示したように、クロマトグラフィ分析装
置５からコンピュータ２に供給された原データは、フー
リエ変換を行い得る既定サンプリング数（２″個）と異
なるサンプリング数Ｎ０となっている。よって、このま
まのサンプリング数Ｎ。を用いてフーリエ変換を行うこ
とはできない。そこで、従来では既定サンプリング数に
足りない数だけゼロデータを原データに付は加えて、サ
ンプリング数を強制的に既定サンプリング数に揃えてフ
ーリエ変換を行なっていた。このため、演算結果に大き
な誤差が生じていた。

これに対し本発明では、第１図（Ｂ）に示すように、原
データに他のデータを付は加えること無く、Ｓ３で求め
られたデータ関数を用いて、このデータ関数から既定サ
ンプリング数のデータを得るよう構成したことを特徴と
する。このため、先ず原データのサンプリング数Ｎ。＝
１７１．８より大きな値の既定サンプリング数を求め（
本例の場合は、２　”　＝２０４８がこれに該当する）
、この既定サンプリング数だけデータ数を得られる補間
サンプリング間隔時間△ｔ′を求める。この補間サンプ
リング間隔時間Δｔ′は、Δｔ″”　ｔ　ｌ／２０４８
て求められる。よって、Ｓ３で求められたデータ関数の
補間サンプリング間隔時間Δｔ′毎のデータを算出する
ことにより、既定サンプリング数たけデータ数を得るこ
とかできる。よって、このデータに対してフーリエ変換
を行なうことかできる。かつ、この補間法で求められる
各データ群は、原データを反映した値であるため、これ
により算出される処理結果の精度を向上することかでき
る。

続いて、８４〜Ｓｌｌて示される各ステップ処理につい
て説明する。Ｓ４では、先ず乗数ｎの初期化を行ってお
り、ｎ＝１とされる。続いてＳ５において、２″が計算
されその値をｍとする。そして、Ｓ５で算出されたｍの
値か８２で求められたサンプリング数Ｎ０より大きいか
どうかをＳ６にて判断する。そして、ｍの値かサンプリ
ング数Ｎ０と等しいか或いはそれ以上となるまで８５〜
＄７の処理は繰り返される。

Ｓ６で肯定判断がなされると、処理はＳ８に進み、補間
サンプリング間隔時間Δｔ′かＣＰＵ６において演算さ
れる。この補間サンプリング間隔時間Δｔ゛は前記した
ようにΔｔ’＝ｔ、／２″＝ｊ　＋／ｍで求められる。

Ｓ８で補間サンプリング間隔時間△ｔ′が算出されると
、Ｓ３で求められたデータ関数のΔｔ′毎の値を求め、
これを原データに代わる新たなデータ（以下、算出デー
タという）とする（Ｓ９）。

以上の処理により求められた算出データは、既定サンプ
リング数を有しているため、フーリエ変換を行うことか
でき、かつ各データ値は全て原データ、即ちクロマトグ
ラフィ分析装置５で分析された分析結果データを反映し
た値となっている。

よって、以下述べる波形折返し処理、フーリエ変換処理
、ノイズ成分除去処理、逆フーリエ変換処理を経て得ら
れる最終データの精度を向上することかできる。

続＜ＳＩＯでは、波形折返し処理がおこなわれる。この
波形折返し処理は原データを連続周期関数にするために
行われる処理てあり、具体的には第１図（Ｃ）に示され
るように、第１図（Ｂ）で示したデータ波形を対象的に
折返す処理である。

そしてフーリエ変換処理は、この折返し処理を行った全
体波形を一周期として実施する。この際、解析処理は原
データの最後か、折り返した仮想データの最初につなが
った無限連続であるデータと解釈して行う。この処理を
行うことにより、仮想データ数は２　”ｘ　２　＝　２
１２＝４０９６個と多くなる。

これにより情報量を増すことなくデータ数を増やすこと
ができる。よって、従来のような不連続データによるノ
イズを相対的に無くすことかでき、最終データの精度を
向上させることができる。このＳｌＯの処理が終了する
と、Ｓ９で求められた算出データに基づき、Ｓｌｌにお
いて第１図（Ｃ）に示されるデータ波形の関数（以下、
算出データ関数という）を求める。

上記のように算出データ関数か求められると、Ｓ１２に
おいて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）か実施され、算出デ
ータ関数は複数の正規関数に分解される。続いて、Ｓ１
３においてこの正規関数の内ノイズ成分が除去され、続
いてＳ１４において逆フーリエ変換か行われ、最終デー
タか生成される。このようにして求められた最終データ
は、デイスプレィ装置３に表示される（Ｓ　ｌ　５）と
共に必要に応じてプリンタ４からプリントアウトされる
。Ｓ１５で表示或いはプリントアウトされる最終データ
は、８２〜Ｓ９の処理によりデータ関数を補間し、更に
Ｓ１０における波形折返し処理により高データ数に基づ
き求められたデータであるためその精度は高く、試料の
特性を的確に反映したデータとなり、特性試験の精度を
向上させることかできる。

尚、上記した実施例では、フーリエ変換処理として高速
フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いたが、これに代えて離散
的フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いることもできる。

また、Ｓ１０で実施される波形折返し処理は、上記実施
例では第１図（Ｂ）に示される波形を半周期とし、これ
を１回折り返して１周期としたか、波形折返し処理はこ
れに限るものではなく、例えば第１図（Ｃ）に示される
波形を半周期とし、これを更に折り返した波形を生成し
、これを１周期として最終データを求める構成としても
よい。この構成とする事により、データ数は更に多くな
り、最終データの精度を向上させることかてきる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明によれば、原データのデータ個数を
既定サンプリング数とすることかできるため、フーリエ
変換にて原データの分解を行うことかでき、また既定サ
ンプリング数に揃えられた各データ値はデータ関数を補
間法を用いて近似された値であるため、夫々か原データ
を反映しており、よって最終的に求められる最終データ
の精度は向上し、試料の特性試験の精度向上を図ること
ができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である分析データ処理装置が
行うデータ処理の手順を説明するための図、第２図は本
発明の一実施例である分析データ処理装置のデータ処理
動作を示すフローチャート、第３図は本発明の一実施例
である分析データ処理装置の外観図、第４図はコンピュ
ータのハードウェア構成を示す図、第５図は従来のデー
タ処理の一例を説明するための図である。 ｌ・・・分析データ処理装置、２・・・コンピュータ、
３・・・デイスプレィ装置、５・・・クロマドグチフィ
分析装置。 特許出願人　　　　　桑　原　康　及 第 図 第１図 （Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クロマトグラフィにより得られた原データをフーリエ変
   換により分解し、データ処理を行う構成とされた分析デ
   ータ処理装置において、 該原データを示すデータ関数を求める連続化処理を含む
   関数演算手段と、 該原データのサンプリング数（Ｎ＿０）が既定サンプリ
   ング数（２１）と異なるとき、該データ関数を補間法を
   用いて近似し、該データのデータ個数を上記サンプリン
   グ数（Ｎ＿０）より多い既定サンプリング数（２＾ｎ＞
   Ｎ＿０）に揃える補間手段と、を設けたことを特徴とす
   る分析データ処理装置。