JPH10301919A - データ処理装置 - Google Patents
データ処理装置Info
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- JPH10301919A JPH10301919A JP10701397A JP10701397A JPH10301919A JP H10301919 A JPH10301919 A JP H10301919A JP 10701397 A JP10701397 A JP 10701397A JP 10701397 A JP10701397 A JP 10701397A JP H10301919 A JPH10301919 A JP H10301919A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】周期性を有するデータの平滑化をその周期性を
キャンセルすることにより実行するデータ処理装置にお
いて、演算時間を短縮する。 【解決手段】平滑化すべき周期性を有するデータ列の極
大値及び極小値を抽出して縮小化されたデータ列とし、
この縮小化されたデータ列における連続する複数の値か
ら移動平均値を求める。
キャンセルすることにより実行するデータ処理装置にお
いて、演算時間を短縮する。 【解決手段】平滑化すべき周期性を有するデータ列の極
大値及び極小値を抽出して縮小化されたデータ列とし、
この縮小化されたデータ列における連続する複数の値か
ら移動平均値を求める。
Description
【発明の属する技術分野】本発明はデータ処理装置に関
し、特に周期性を有するデータを平滑化するためのデー
タ処理装置に関するものである。
し、特に周期性を有するデータを平滑化するためのデー
タ処理装置に関するものである。
【０００１】
【従来の技術】構造物を衝撃加振すると、２乗振動速度
の時刻暦波形が発生する。図６はこの時刻暦波形を示し
たもので、この時刻暦波形を振動解析する手法の一つで
あるＳＥＡ法では解析対象となる構造物の損失率（ダン
ピング＝振動の減衰率）を求める必要がある。
の時刻暦波形が発生する。図６はこの時刻暦波形を示し
たもので、この時刻暦波形を振動解析する手法の一つで
あるＳＥＡ法では解析対象となる構造物の損失率（ダン
ピング＝振動の減衰率）を求める必要がある。
【０００２】図６において、損失率を求める一般的な方
法としては、横軸の時間に対して縦軸の２乗振動速度を
対数表示したときのグラフの傾きを示す回帰直線Ｒを求
め、この回帰直線Ｒの傾きから損失率を求める方法が知
られている。
法としては、横軸の時間に対して縦軸の２乗振動速度を
対数表示したときのグラフの傾きを示す回帰直線Ｒを求
め、この回帰直線Ｒの傾きから損失率を求める方法が知
られている。
【０００３】具体的には、上記のＳＥＡ法では、得られ
た時刻暦データが６０ｄＢだけ減少する時間（Ｔ60）を
求め、その値（Ｔ60）から、２．２０／（Ｔ60・ωc）
で減衰率（損失率）を求めることになる。なお、ωcは
使用するデータの周波数を示している。
た時刻暦データが６０ｄＢだけ減少する時間（Ｔ60）を
求め、その値（Ｔ60）から、２．２０／（Ｔ60・ωc）
で減衰率（損失率）を求めることになる。なお、ωcは
使用するデータの周波数を示している。
【０００４】しかしながら、図６に示すような振動する
時刻暦波形の場合、データが大小を繰り返しながら次第
に減衰して行くのが普通であり、この生データの状態か
らでは時間（Ｔ60）を求めることが難しく、従って直接
回帰直線Ｒの傾きを求めることは困難である。
時刻暦波形の場合、データが大小を繰り返しながら次第
に減衰して行くのが普通であり、この生データの状態か
らでは時間（Ｔ60）を求めることが難しく、従って直接
回帰直線Ｒの傾きを求めることは困難である。
【０００５】このような場合、従来においては最小２乗
法を用いてデータ系列の回帰直線Ｒを求め、その回帰直
線Ｒから傾きを求めるようにしている。
法を用いてデータ系列の回帰直線Ｒを求め、その回帰直
線Ｒから傾きを求めるようにしている。
【０００６】この場合、実際のデータでは６０ｄＢだけ
減衰する前にデータがノイズに埋もれてしまうため、上
記の回帰直線Ｒの傾きから減衰時間Ｔ60を推定すること
になる。
減衰する前にデータがノイズに埋もれてしまうため、上
記の回帰直線Ｒの傾きから減衰時間Ｔ60を推定すること
になる。
【０００７】最小２乗法を用いる場合、推定する回帰直
線ｙ＝ａｘ＋ｂと、実際のデータ（ｘ1,ｙ1）との残差
２乗和Σ（ｙ1−ａｘ1−ｂ）2 を最小にするような定数
ａ，ｂを求める必要がある。
線ｙ＝ａｘ＋ｂと、実際のデータ（ｘ1,ｙ1）との残差
２乗和Σ（ｙ1−ａｘ1−ｂ）2 を最小にするような定数
ａ，ｂを求める必要がある。
【０００８】しかしながら、このような計算においては
アルゴリズムが複雑となり簡単に回帰直線Ｒの傾きを求
めることが難しい。
アルゴリズムが複雑となり簡単に回帰直線Ｒの傾きを求
めることが難しい。
【０００９】このように回帰直線の傾きを求めることが
容易でないことから、特開昭６４─１９０９号公報に示
すように、最小２乗法の代わりに平均値（及びその標準
偏差）を用いることにより、周期性を有する振動データ
の範囲を含むように平滑化を行っている。
容易でないことから、特開昭６４─１９０９号公報に示
すように、最小２乗法の代わりに平均値（及びその標準
偏差）を用いることにより、周期性を有する振動データ
の範囲を含むように平滑化を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように上記の特開
昭６４−１９０９号公報においては平均幅を周期成分に
合わせて設定することにより周期性をキャンセルするも
のであり、このために平均値による平滑化を行う際に１
周期に相当する幅で平滑化を行っており、この幅を決定
するために適応型デジタルフィルタを用いていた。
昭６４−１９０９号公報においては平均幅を周期成分に
合わせて設定することにより周期性をキャンセルするも
のであり、このために平均値による平滑化を行う際に１
周期に相当する幅で平滑化を行っており、この幅を決定
するために適応型デジタルフィルタを用いていた。
【００１１】このため、１周期分のデータを用いて平均
演算を行う必要があり、演算に時間がかかるという問題
があった。
演算を行う必要があり、演算に時間がかかるという問題
があった。
【００１２】従って本発明は、周期性を有するデータの
平滑化をその周期性をキャンセルすることにより実行す
るデータ処理装置において、演算時間を短縮することを
目的とする。
平滑化をその周期性をキャンセルすることにより実行す
るデータ処理装置において、演算時間を短縮することを
目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るデータ処理装置は、周期性を有するデ
ータを入力する入力装置と、演算プログラムを格納した
メモリと、該演算プログラムに基づき該データの極大値
及び極小値を抽出し該極大値及び極小値の連続する複数
の値から移動平均値を求める演算装置と、該演算装置で
求められた移動平均値を出力する出力装置と、を備えた
ことを特徴としている。
め、本発明に係るデータ処理装置は、周期性を有するデ
ータを入力する入力装置と、演算プログラムを格納した
メモリと、該演算プログラムに基づき該データの極大値
及び極小値を抽出し該極大値及び極小値の連続する複数
の値から移動平均値を求める演算装置と、該演算装置で
求められた移動平均値を出力する出力装置と、を備えた
ことを特徴としている。
【００１４】また、該演算装置は、入力データの周期を
含むデータ個数について移動平均値を求めることがで
き、また、該極大値及び極小値の連続する３つの値から
移動平均値を求めることができる。
含むデータ個数について移動平均値を求めることがで
き、また、該極大値及び極小値の連続する３つの値から
移動平均値を求めることができる。
【００１５】以下に、本発明の原理を図１及び図２を用
いて説明する。本発明では、まず、図１に示すように平
滑化すべきデータ列ｄ1,ｄ2,ｄ3,・・・,ｄ14の極大値
及び極小値のみを抽出する。
いて説明する。本発明では、まず、図１に示すように平
滑化すべきデータ列ｄ1,ｄ2,ｄ3,・・・,ｄ14の極大値
及び極小値のみを抽出する。
【００１６】そして、図２に示すように、縮小化され
た、すなわち間引きされた新たなデータ列ｄ1 ' ,ｄ2 ' ,ｄ
3 ' ,...を作り出す。
た、すなわち間引きされた新たなデータ列ｄ1 ' ,ｄ2 ' ,ｄ
3 ' ,...を作り出す。
【００１７】この時、図１と図２との関係から、ｄ1 '＝
ｄ1,ｄ2 '＝ｄ4,ｄ3 '＝ｄ7,ｄ4 '＝ｄ 10,ｄ5 '＝ｄ14,・・
・となる。
ｄ1,ｄ2 '＝ｄ4,ｄ3 '＝ｄ7,ｄ4 '＝ｄ 10,ｄ5 '＝ｄ14,・・
・となる。
【００１８】このように縮小化されたデータ列におい
て、連続する複数のデータを用いて移動平均値を求め
る。周期性を排除できる最小のデータ個数である３つの
データを用いる場合の移動平均値は、図２の例では、次
式のようにして求める。 ｄm1＝（ｄ1 '＋ｄ2 '＋ｄ3 '）／３ ・・・式(1) ｄm2＝（ｄ2 '＋ｄ3 '＋ｄ4 '）／３ ・・・式(2) ｄm3＝（ｄ3 '＋ｄ4 '＋ｄ5 '）／３ ・・・式(3) ・・・・・・・
て、連続する複数のデータを用いて移動平均値を求め
る。周期性を排除できる最小のデータ個数である３つの
データを用いる場合の移動平均値は、図２の例では、次
式のようにして求める。 ｄm1＝（ｄ1 '＋ｄ2 '＋ｄ3 '）／３ ・・・式(1) ｄm2＝（ｄ2 '＋ｄ3 '＋ｄ4 '）／３ ・・・式(2) ｄm3＝（ｄ3 '＋ｄ4 '＋ｄ5 '）／３ ・・・式(3) ・・・・・・・
【００１９】この移動平均演算は、単に加算平均を連続
して求めて行くだけであるので、最小２乗法等に比べれ
ば演算が非常に簡単になる。
して求めて行くだけであるので、最小２乗法等に比べれ
ば演算が非常に簡単になる。
【００２０】なお、移動平均値を求めるために幾つのデ
ータ列が必要であるかは、平滑化したデータに周期性が
残らないようにするため、入力データの周期をカバーす
るだけのデータ個数（図６に示した周期性範囲のデー
タ）を選んで加算平均する必要がある。
ータ列が必要であるかは、平滑化したデータに周期性が
残らないようにするため、入力データの周期をカバーす
るだけのデータ個数（図６に示した周期性範囲のデー
タ）を選んで加算平均する必要がある。
【００２１】このように、入力データの周期的な変化に
関わらず移動平均値を求めることにより周期性を簡易な
方法で、すなわち、短い演算時間でキャンセルし、以て
より良い平滑化を実現することが可能となる。
関わらず移動平均値を求めることにより周期性を簡易な
方法で、すなわち、短い演算時間でキャンセルし、以て
より良い平滑化を実現することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図３は本発明に係るデータ処理装
置の実施例を示したもので、図中、１は周期性データを
入力する入力装置を示し、２は演算プログラムを格納し
たメモリを示している。これらの入力装置１及びメモリ
２は演算装置３に接続されており、演算装置３での演算
結果としての移動平均値データは出力装置４に出力され
るようになっている。
置の実施例を示したもので、図中、１は周期性データを
入力する入力装置を示し、２は演算プログラムを格納し
たメモリを示している。これらの入力装置１及びメモリ
２は演算装置３に接続されており、演算装置３での演算
結果としての移動平均値データは出力装置４に出力され
るようになっている。
【００２３】図４は図３に示したメモリ２に格納され、
演算装置３で実行される演算プログラムにおける縮小化
プログラムのフローチャートを示したものであり、以下
にこの縮小化の実施例について説明する。
演算装置３で実行される演算プログラムにおける縮小化
プログラムのフローチャートを示したものであり、以下
にこの縮小化の実施例について説明する。
【００２４】まず、入力装置１から演算装置３に入力さ
れる周期性のデータ系列がdata(1),data(2），data
(3)...であるとし、縮小化されたデータ系列をそれぞれ
conv(1),conv(2),conv(3)...とする。また、最初のステ
ップＳ１において、ｉ＝１，ｎ＝１とする。
れる周期性のデータ系列がdata(1),data(2），data
(3)...であるとし、縮小化されたデータ系列をそれぞれ
conv(1),conv(2),conv(3)...とする。また、最初のステ
ップＳ１において、ｉ＝１，ｎ＝１とする。
【００２５】そして、データ系列data(n)とdata(n+1)と
の乗算値の極性が下記の式に示すように変化すれば、そ
の時のdata(n+1)が極値であると判断しデータを抜き出
すためのステップＳ２を実行する。
の乗算値の極性が下記の式に示すように変化すれば、そ
の時のdata(n+1)が極値であると判断しデータを抜き出
すためのステップＳ２を実行する。
【００２６】 (data(2)-data(1))×(data(3)-data(2))＞０ ・・・式(4) (data(3)-data(2))×(data(4)-data(3))＞０ ・・・式(5) (data(4)-data(3))×(data(5)-data(4))＜０ ・・・式(6) ・・・・・・・
【００２７】すなわち、上記の式(4) 及び(5) において
は乗算値が正となるが、式(6) の乗算値は負となり極性
が変化していることを示しているので、この時のdata
(4)を極値（極大値又は極小値）として抜き出し、縮小
化されたデータ系列conv(i)=data(n+1)とし、ｉを
“１”だけインクリメントし（ステップＳ２）、ｎをや
はり“１”だけインクリメントした後（ステップＳ
４）、ｉが所定の終値であるか否かを判定し（ステップ
Ｓ５）、ｉが終値になっていればデータの縮小化を終了
する。
は乗算値が正となるが、式(6) の乗算値は負となり極性
が変化していることを示しているので、この時のdata
(4)を極値（極大値又は極小値）として抜き出し、縮小
化されたデータ系列conv(i)=data(n+1)とし、ｉを
“１”だけインクリメントし（ステップＳ２）、ｎをや
はり“１”だけインクリメントした後（ステップＳ
４）、ｉが所定の終値であるか否かを判定し（ステップ
Ｓ５）、ｉが終値になっていればデータの縮小化を終了
する。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るデータ
処理装置によれば、平滑化すべき周期性を有するデータ
列の極大値及び極小値を抽出して縮小化されたデータ列
とし、この縮小化されたデータ列における連続する複数
の値から移動平均値を求めるように構成したので、適応
型デジタルフィルタなどを用いることなく簡単な演算で
周期性を排除したデータの平滑化を実現することが可能
となる。
処理装置によれば、平滑化すべき周期性を有するデータ
列の極大値及び極小値を抽出して縮小化されたデータ列
とし、この縮小化されたデータ列における連続する複数
の値から移動平均値を求めるように構成したので、適応
型デジタルフィルタなどを用いることなく簡単な演算で
周期性を排除したデータの平滑化を実現することが可能
となる。
【００２９】この効果を図５を参照して説明する。図５
には、実際に平滑化すべき周期性を有する生データＡ
と、この生データＢの前後３点を使って移動平均を取っ
て生成したデータＢと、データＡから縮小化されたデー
タの３点を使って移動平均を取って生成したデータＣと
が示されている。
には、実際に平滑化すべき周期性を有する生データＡ
と、この生データＢの前後３点を使って移動平均を取っ
て生成したデータＢと、データＡから縮小化されたデー
タの３点を使って移動平均を取って生成したデータＣと
が示されている。
【００３０】そして、データＡはデータＢにより周期性
が取り除かれた波形に変換され、このデータＢはさらに
データＣにより一層周期性が取り除かれた波形になって
いることが分かる。
が取り除かれた波形に変換され、このデータＢはさらに
データＣにより一層周期性が取り除かれた波形になって
いることが分かる。
【００３１】最終的に本発明によって生成されるデータ
Ｃが生データＡの傾きを最も良く示しており、このデー
タＣは図６に示した回帰直線Ｒに相当するものであるこ
とが分かる。
Ｃが生データＡの傾きを最も良く示しており、このデー
タＣは図６に示した回帰直線Ｒに相当するものであるこ
とが分かる。
【図１】本発明に係るデータ処理装置の原理図（１）で
ある。
ある。
【図２】本発明に係るデータ処理装置の原理図（２）で
ある。
ある。
【図３】本発明に係るデータ処理装置の実施例を示した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明に係るデータ処理装置で実行されるデー
タの縮小化の実施例を示したプログラムのフローチャー
ト図である。
タの縮小化の実施例を示したプログラムのフローチャー
ト図である。
【図５】本発明により実際に生データに対する平滑化を
行ったときのデータを示した波形図である。
行ったときのデータを示した波形図である。
【図６】構造物を衝撃加振した時の一般的な時刻暦デー
タと回帰直線を示した波形図である。
タと回帰直線を示した波形図である。
１ 入力装置 ２ メモリ ３ 演算装置 ４ 出力装置 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】周期性を有するデータを入力する入力装置
と、演算プログラムを格納したメモリと、該演算プログ
ラムに基づき該データの極大値及び極小値を抽出し該極
大値及び極小値の連続する複数の値から移動平均値を求
める演算装置と、該演算装置で求められた移動平均値を
出力する出力装置と、を備えたことを特徴とするデータ
処理装置。 - 【請求項２】請求項１において、 該演算装置が、入力データの周期を含むデータ個数につ
いて移動平均値を求めることを特徴としたデータ処理装
置。 - 【請求項３】請求項１又は２において、 該演算装置が、該極大値及び極小値の連続する３つの値
から移動平均値を求めることを特徴としたデータ処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10701397A JP3785736B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | データ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10701397A JP3785736B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | データ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10301919A true JPH10301919A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3785736B2 JP3785736B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=14448299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10701397A Expired - Fee Related JP3785736B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | データ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3785736B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019077546A (ja) * | 2017-10-26 | 2019-05-23 | フジテック株式会社 | エレベータ |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP10701397A patent/JP3785736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019077546A (ja) * | 2017-10-26 | 2019-05-23 | フジテック株式会社 | エレベータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3785736B2 (ja) | 2006-06-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date: 20050704 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050712 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050818 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
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