JPH11251923A - モニタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機器の動作状態信号の時系列データを記憶する
モニタ装置において、各入力データの種類に応じた差分
データ符号化とランレングス符号化を用いて記憶データ
の圧縮を行うことにある。 【解決手段】監視対象機器からの入力信号をサンプリン
グし、ディジタル化すると共に２進数符号化を行う入力
信号変換手段と、入力信号変換手段から出力される各連
続値データを数値減算によって差分データを演算する数
値減算手段と、当該差分データに対応するγ符号を差分
データ符号語として出力するγ符号化手段と、前記入力
信号変換手段から出力される各論理値データを差分デー
タ符号語として排他的論理和を出力する排他的論理和演
算手段と、各差分データ符号語を連結し中間符号語を出
力するビット列連結手段と、中間符号語を記憶する中間
符号語バッファと、中間符号語から零データを削除し、
ランレングス符号語を生成するランレングス符号化手段
とを設けて構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は機器の動作状態を監
視し、当該機器に関わる状態信号を一定周期で収集する
とともに、一定時間に渡る各状態信号の値を記憶する機
能を有し、損失のないデータ圧縮を実現するモニタ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のモニタ装置の構成図を示し
たものであり、図７において、４は従来のモニタ装置を
表わし、３はモニタ装置４が監視対象とする機器を表わ
している。同図においてモニタ装置４は一つの機器を監
視対象としているが、対象とする機器の数はシステムの
構成によって異なり、複数の場合もある。モニタ装置４
と監視対象機器３間の信号入力形態としては、電圧レベ
ルによるアナログ信号入力やディジタル信号入力及びシ
リアル伝送またはパラレル伝送によるインターフェース
等が考えられる。３１は監視対象機器３からの入力信号
を表わしており、上記の各種インターフェースの何れ
か、或いは幾つかのインターフェースの組み合わせを表
わすものとする。１０は入力信号変換手段を表わしてお
り、前記の各種インターフェースに応じて監視対象機器
３からの入力信号３１を一定周期でサンプリングすると
ともに、Ａ／Ｄ変換器によってディジタル化し、２進数
符号などに変換する機能を有するものである。

【０００３】一般に機器状態を表す信号は、信号の性質
から連続値信号と論理値信号の二種類に大別することが
できる。前者は電圧、電流などの物理量を複数ビットの
符号で表現するものであり、数値が物理量に対応づけら
れるものである。一方後者はリレー、スイッチの接点状
態、論理信号のように二つないしそれ以上の状態を何ビ
ットかの符号で表現するものであり、符号自体に数値と
しての意味がないものである。また文字符号のように記
号群に割り当てられた符号も後者に含まれるものとす
る。また、連続値信号は２進数符号にてディジタル化さ
れ、データはマイクロプロセッサの処理単位であるバイ
ト、ワード或いはロングワードなどの長さに調整されて
処理される。一方論理値信号のうち８ビットに満たない
ものは、その幾つかをバイト単位でグループ化して処理
することが多い。ここでは連続値信号を適当なビット長
の２進数符号で表現したものを連続値データと呼び、幾
つかの論理値信号をバイト単位でグループ化したものを
論理値データと呼ぶことにする。

【０００４】入力信号変換手段１０は、前記のような入
力信号のサンプリング処理と２進数符号化処理を実行す
るとともに、Ｍ個の連続値データｘ１…ｘＭおよびＮ個
の論理値データｙ１…ｙＮを出力するものである。離散
時刻ｋにおける入力信号変換手段１０の連続値データ出
力をｘｉ［ｋ］（ｉ＝１…Ｍ）で表わし、論理値データ
出力をｙｊ［ｋ］（ｊ＝１…Ｎ）で表わすことにする。
更に各データのビット列表現を上記と同一記号で表わす
とすれば、離散時刻ｋにおけるサンプリングデータのビ
ット列ｗ［ｋ］は ｗ［ｋ］＝ｘ１［ｋ］・ｘ２［ｋ］・…・ｘＭ［ｋ］・ｙ１［ｋ］・ｙ２［ｋ］ ・…・ｙＮ［ｋ］…（１） と書くことができる。上式で‘・’はビット列の連結操
作を表す。

【０００５】１２はビット列連結手段を表わしており、
上記に示すような各連続値データおよび論理値データの
ビット列を連結し、データ転送手段４４に転送する機能
を有するものである。データ転送手段４４は、ビット列
連結手段１２が出力した符号語を時系列データ記憶手段
４５に転送する。いま離散時刻ｋ＝０からｋ＝Ｋ−１の
間のＫ点のサンプリングデータをモニタ装置内に記憶す
るものとすれば、時系列データ記憶手段内部のデータ配
置は図８のようになる。５はデータ読み出し装置であ
り、モニタ装置４と伝送路１７により接続されている。
モニタ装置４の時系列データ記憶手段４５に記録された
時系列データの内容は、伝送制御手段４６により、デー
タ読み出し装置５に転送され、データ読み出し装置５に
内蔵される固定ディスクなどの記憶装置に保存されると
ともに、収集した時系列データの表示や解析処理などが
行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常モ
ニタ装置に対する入力信号は当該信号の変化を捉えるの
に十分短い周期でサンプリングされる。従って入力信号
のサンプリング周波数は当該入力信号の周波数帯域に対
して十分大きな値となっている。このとき各サンプリン
グ点前後の入力信号の変化量は、信号の絶対値に比較す
れば十分に小さくなっているものと考えられる。従来の
モニタ装置においては、上記のような入力信号の冗長性
を考慮した記録方法が取られておらず、時系列データ記
憶手段を有効に使用しているとは言い難かった。

【０００７】また図７のモニタ装置４とデータ読み出し
装置５間のデータ転送を行う際、記憶されている各信号
が殆ど変化していないようなデータであっても、そのデ
ータのサンプリング点数に比例したデータ転送時間を必
要としていた。データの圧縮方法としては、ハフマン符
号化、算術符号化などデータ系列のエントロピー符号化
に基づく手法や、ＬＺ符号化に代表される辞書に基づく
手法が広く用いられている。エントロピー符号化による
データ圧縮法は、データ系列中の各アルファベットの生
起確率（出現頻度）の計算が必要になるとともに、符号
木の表現にメモリを必要とするため、本発明に関わるモ
ニタ装置のようにデータ収集と同時にデータの圧縮を行
うような用途には適した手法とは言えない。また辞書に
基づく手法は、テキストデータの圧縮に適したものであ
り、本発明に関わる時系列データの圧縮には必ずしも適
した手法となっていない。また辞書のためのメモリを必
要とするとともに、複雑なアルゴリズムを実行しなけれ
ばならないため、モニタ装置に適用することは困難であ
る。本発明は上述した点に鑑みて創案されたもので、そ
の目的とするところは、これらの欠点を解決したモニタ
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、機器の動作状態を監視し、該機器に
関わる状態信号を一定周期で収集すると共に、一定時間
に渡る各状態信号の値を記憶する機能を有するモニタ装
置において、監視対象機器からの入力信号をサンプリン
グし、ディジタル化すると共に２進数符号化を行う入力
信号変換手段と、該入力信号変換手段から出力されるデ
ータのうち、各連続値データについて、１サンプリング
前のデータとの差分データを演算する数値減算手段と、
該数値減算手段から出力される差分データの値を入力と
し、差分データに対応するγ符号（正整数ｘを表わすの
に、ｘを２進数で表わしたときのビット数から１を引い
た数だけ０を続けたあとにｘの２進数表示を続けたも
の）を差分データ符号語として出力するγ符号化手段を
設ける。

【０００９】更に入力信号変換手段から出力されるデー
タのうち、各論理値データについて、１サンプリング前
のデータとの排他的論理和を差分データ符号語として出
力する排他的論理和演算手段と、前記γ符号化手段から
出力される各連続値データの差分データ符号語と、前記
排他的論理和演算手段から出力される各論理値データの
差分データ符号語とを連結し、中間符号語を出力するビ
ット列連結手段と、該ビット列連結手段から出力される
離散時刻における中間符号語を一時的に記憶するための
中間符号語バッファと、該中間符号語バッファに格納さ
れた中間符号語から零データに対応するビット列を削除
すると共に、連続する零データの数と連続する非零デー
タの数と該非零データに対応する符号語系列をランレン
グス符号語として出力するランレングス符号化手段と、
該ランレングス符号化手段から出力される符号語系列を
逐次記憶する時系列データ記憶手段とを具備し、各離散
時刻において入力信号を得ると同時に、該入力信号に対
応するデータの圧縮処理を逐次ランレングス符号化手段
によって実行することを特徴とするモニタ装置である。

【００１０】すなわち、入力信号の種類およびビット幅
を既知とし、入力信号の冗長性を考慮し、入力データ系
列の情報量を損なうことなくデータの圧縮を行い、時系
列データの記憶に必要なメモリ容量を低減しようとする
ものである。更に圧縮処理のためのアルゴリズムを簡単
化することによりデータ収集処理と同時にデータ圧縮を
行うことを可能とするものである。その基本的な考え方
は、各離散時刻におけるデータの差分を抽出し、各差分
データを符号化すると言うものである。そして、差分デ
ータの演算及びその符号化において、データの性質即
ち、連続値データおよび論理値データそれぞれに適した
方法を利用する。連続値データの差分演算では通常の数
値減算を用い、符号として差分データの絶対値が小さい
ほど符号長が短く、絶対値が大きい程符号が長くなるよ
うな符号を採用する。具体的には正整数のユニバーサル
符号の一つであるγ符号を負の整数に拡張した符号を用
いる。

【００１１】一方論理値データの差分データは、各ビッ
ト毎の排他的論理和を用い、得られた差分データそのも
のを符号として用いることにする。更に各差分データ符
号語の系列から、差分データの値が連続して零となる部
分および連続して零でない部分を抽出し、符号語のビッ
ト長を短くすることを行う。以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳述する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示すモ
ニタ装置の構成図であり、図中図７と同じ記号を付した
ものは同一の機能を有するものとする。図１において、
機器の動作状態を監視し、該機器に関わる状態信号を一
定周期で収集すると共に、一定時間に渡る各状態信号の
値を記憶する機能を有するモニタ装置１において、監視
対象機器３からの入力信号をサンプリングし、ディジタ
ル化すると共に２進数符号化を行う入力信号変換手段１
０と、該入力信号変換手段１０から出力されるデータの
うち、各連続値データについて、１サンプリング前のデ
ータとの差分データを演算する数値減算手段１１２１，
１１２Ｍと、該数値減算手段１１２１，１１２Ｍから出
力される差分データの値を入力とし、差分データに対応
するγ符号（正整数ｘを表わすのに、ｘを２進数で表わ
したときのビット数から１を引いた数だけ０を続けたあ
とにｘの２進数表示を続けたもの）を差分データ符号語
として出力するγ符号化手段１１３１，１１３Ｍを設け
る。

【００１３】更に入力信号変換手段１０から出力される
データのうち、各論理値データについて、１サンプリン
グ前のデータとの排他的論理和を差分データ符号語とし
て出力する排他的論理和演算手段１１５１，１１５Ｎ
と、前記γ符号化手段１１３１，１１３Ｍから出力され
る各連続値データの差分データ符号語と、前記排他的論
理和演算手段１１５１，１１５Ｎから出力される各論理
値データの差分データ符号語とを連結し、中間符号語を
出力するビット列連結手段１２と、該ビット列連結手段
１２から出力される離散時刻における中間符号語を一時
的に記憶するための中間符号語バッファ１３と、該中間
符号語バッファ１３に格納された中間符号語から零デー
タに対応するビット列を削除すると共に、連続する零デ
ータの数と連続する非零データの数と該非零データに対
応する符号語系列をランレングス符号語として出力する
ランレングス符号化手段１４と、該ランレングス符号化
手段１４から出力される符号語系列を逐次記憶する時系
列データ記憶手段１５とを具備し、各離散時刻において
入力信号を得ると同時に、該入力信号に対応するデータ
の圧縮処理を逐次ランレングス符号化手段１４によって
実行することを特徴とするモニタ装置１である。

【００１４】次にこのモニタ装置について図１を参照し
ながら、連続値データｘｉ［ｋ］（ｉ＝１…Ｍ）の符号
化並びに論理値データｙｊ［ｋ］（ｊ＝１…Ｎ）の符号
化処理を詳細に説明する。まず初めに、連続値データの
符号化処理について説明する。入力信号変換手段１０か
らはＭ個の連続値データｘ１［ｋ］…ｘＭ［ｋ］が出力
される。１１１１…１１１Ｍは各連続値データｘ１
［ｋ］…ｘＭ［ｋ］に対する遅延手段を表しており、離
散時刻ｋにおいて、１サンプリング前の値ｘｉ［ｋ−
１］を出力する。そして各連続値データｘ１［ｋ］…ｘ
Ｍ［ｋ］の差分データが加算点１１２１…１１２Ｍにお
いてそれぞれ演算される。即ち差分データをｄｘｉ
［ｋ］で表せば、 ｄｘｉ［ｋ］＝ｘｉ［ｋ］−ｘｉ［ｋ−１］ ……………（２） が得られる。

【００１５】いまｘｉ［ｋ］がＬビットの符号付き２進
数で符号化されているとする。このときｘｉ［ｋ］は、 −２の（Ｌ−１）乗≦ｘｉ［ｋ］≦２の（Ｌ−１）乗−１…（３） の範囲の値をとる。上記の差分演算により、ｄｘｉ
［ｋ］は、 −２のＬ乗＋１≦ｄｘｉ［ｋ］≦２のＬ乗−１ ……………（４） の範囲の値をとることになる。またｘｉ［ｋ］がＬビッ
トの符号なし２進数で符号化されているとすれば、ｘｉ
［ｋ］は、 ０≦ｘｉ［ｋ］≦２のＬ乗−１ ……………………………（５） の範囲の値をとり、差分データｄｘｉ［ｋ］は、 −２のＬ乗＋１≦ｄｘｉ［ｋ］≦２のＬ乗−１ ……………（６） の範囲の値をとることになる。

【００１６】上記の何れの場合においても差分データの
表現には( Ｌ＋１) ビットが必要となる。しかし、上記
の値をＬビットの符号付き２進数（負の数は２の補数）
で表現するとすれば、−２のＬ乗＋１〜−２の（Ｌ−
１）乗−１の範囲は、１〜２の（Ｌ−１）乗−１の範囲
に、また２の（Ｌ−１）乗〜２のＬ乗−１の範囲は、−
２の（Ｌ−１）乗〜−１の範囲にそれぞれ写像され、し
かも、 ｘｉ［ｋ］＝ｘｉ［ｋ−１］＋ｄｘｉ［ｋ］ ………………（７） なる演算により、ｘｉ［ｋ］の値を復元することができ
る。この場合、差分データの絶対値が大きくなるにつれ
て、符号語のビット数が増えるという前記の要求に反す
ることとなるが、復元処理において問題とはならないた
め、上記表現を用いることにする。

【００１７】数値減算手段１１２１…１１２Ｍにおいて
は、それぞれ上記のような各連続値データのビット幅に
応じた差分演算が行なわれる。１１３１〜１１３Ｍはγ
符号化手段を表しており、各差分データｄｘｉ［ｋ］を
入力とし、後述する拡張されたγ符号を出力する。拡張
されたγ符号とは正整数のユニバーサル符号のひとつで
あるγ符号を負の整数に拡張したものである。γ符号と
は、正整数ｘを表わすのに、ｘを２進数で表わしたとき
のビット数から１を引いた数だけ０を続けたあとにｘの
２進数表示を続けたものである。

【００１８】図３は正整数ｘと対応るγ符号の一覧表を
示す。正整数ｘのγ符号をＧｏ（ｘ）で表わし、拡張さ
れたγ符号をＧ１（ｘ）で表わすと、 Ｇ１（ｘ）＝Ｇｏ（２ｘ） ｘ≧０のとき ……（８） Ｇｏ（−２ｘ＋１） ｘ＜０のとき と定義することができる。これにより整数ｘの絶対値が
大きくなるにつれて符号語のビット数が大きくなるよう
な符号を生成することができる。γ符号化手段１１３１
〜１１３Ｍの出力ｕｉ［ｋ］（ｉ＝１…Ｍ）は、離散時
刻ｋにおける差分データ符号語を表しており、（８）式
の定義を用いて、 ｕｉ［ｋ］＝Ｇ１（ｄｘｉ［ｋ］）……………（９） と表すことができる。

【００１９】次に論理値データｙｊ［ｋ］（ｊ＝１…
Ｎ）の符号化について説明する。１１４１…１１４Ｎは
各論理値データｙ１［ｋ］…ｙＮ［ｋ］に対する遅延手
段を表しており、離散時刻ｋにおいて、１サンプリング
前の値ｙｊ［ｋ−１］を出力する。そして各論理値デー
タｙ１［ｋ］…ｙＮ［ｋ］の差分データが排他的論理和
演算手段１１５１…１１５Ｎにおいてそれぞれ演算され
る。即ち差分データをｄｙｊ［ｋ］とし ｄｙｊ［ｋ］＝ｙｊ［ｋ−１］∨ｙｊ［ｋ］…（１０） にて定義する。ここで‘∨’はビット毎の排他的論理和
を表す演算子を表す。（１０）式は１サンプリング前の
データとの変化ビットを抽出する演算を意味しており、
連続値データｘ１［ｋ］…ｘＭ［ｋ］における差分演算
の（２）式とは異なるものになっている。これは論理値
データの変化点においては、数値としての連続性を仮定
できないことによる。即ち論理値データの差分データを
（２）式によって求めた場合、変化ビットの位置によっ
ては差分データの絶対値が極端に大きくなり、結果とし
て符号語が長くなる可能性があるからである。更に論理
値データの各ビットの変化の仕方については仮定を設け
ないこととし、差分データ符号語としては（１０）式で
定義される差分データそのものを用いることにする。

【００２０】１２はビット列連結手段を表し、γ符号化
手段１１３１…１１３Ｍからの符号語出力ｕｉ［ｋ］
（ｉ＝１…Ｍ）と、排他的論理和演算手段１１５１…１
１５Ｎからの出力ｄｙｊ［ｋ］（ｊ＝１…Ｎ）を連結す
るとともに、中間符号語バッファ１３に転送する機能を
有する。離散時刻ｋにおけるビット列連結手段の出力を
中間符号語と呼ぶことにし、ｗ［ｋ］で表わすとすれば ｗ［ｋ］＝ｕ１［ｋ］・ｕ２［ｋ］・…・ｕＭ［ｋ］ ・ｄｙｊ［ｋ］・ｄｙｊ［ｋ］・…・ｄｙＮ［ｋ］…（１１） と書くことができる。

【００２１】中間符号語バッファ１３はビット列連結手
段１２が出力する中間符号語を一時的に保持するもので
あり、ランレングス符号化手段１４の入力となる。ラン
レングス符号化手段１４は、中間符号語バッファ１３内
の符号語ビット列から、後述する零ランおよび非零ラン
を検出し、零データを削除するとともに、零ラン長およ
び非零ラン長と当該非零ラン部分の符号語を連結し、時
系列データ記憶手段１５へ転送する機能をもつものであ
る。

【００２２】図４はランレングス符号化手段１４の動作
を説明するための図であり、図４においては、各離散時
刻における連続値データおよび論理値データの差分デー
タを離散時間方向に配置した図となっている。各連続値
データおよび論理値データにおいて時間的な変化がない
部分においては、差分データの値が零になる。ここで差
分データが連続して０となる部分のデータ数を零ラン長
と呼ぶことにし、一方差分データが連続して０でない部
分のデータ数を非零ラン長と呼ぶことにする。斜線で表
示した部分ａ１およびａ２は非零ランを表し、ａ１から
ａ２に至るまでのｂは零ランを表している。ここで言う
ラン長は、連続する０または１のビット数ではなく、連
続するデータ項目の数、即ち連続値データｘｉ［ｋ］
（ｉ＝１…Ｍ）および論理値データｙｊ［ｋ］（ｊ＝１
…Ｎ）の数を意味しており、画像データの圧縮等で言う
ラン長とは異なるものである。

【００２３】ランレングス符号化手段１４は前記のビッ
ト列連結手段の出力である符号語系列から零データを表
わすビット列を削除するとともに、零ラン長、非零ラン
長および非零データの符号語系列に変換することにより
データ圧縮を行うものである。即ち離散時刻ｋ＝０の時
点から変換を行い、ｐ番目に検出された零ラン長をＬ１
ｐ、非零ラン長をＬ２ｐ、非零ラン部分の符号語系列を
ωｐとすれば、ランレングス符号語Ｚｐは Ｚｐ＝Ｇ２（Ｌ１ｐ）・Ｇ２（Ｌ２ｐ）・ωｐ …（１２） と書くことができる。ここで符号語系列ωｐは、Ｌ２ｐ
個の差分データ符号語を連結したものとなっている。ま
たＧ２（ｘ）は、正整数ｘのγ符号をＧｏ（ｘ）で表わ
すとき Ｇ２（ｘ）＝１０ ｘ＝０のとき …（１３） １１ ｘ＝１のとき Ｇｏ（ｘ） ｘ＞１のとき にて定義される符号である。

【００２４】離散時刻ｋ＝０からｋ＝Ｋ−１に至るま
で、前記のような処理が各構成要素にてなされ、結果と
して図１に示す時系列データ記憶手段１５内にランレン
グス符号語の系列Ｚ0 ，Ｚ1 …が記憶されることとな
る。但し、離散時刻ｋ＝０の時点では、差分データの演
算を行わず、入力信号変換手段１０の各出力を連結し、
時系列データ記憶手段１５に転送する処理を行う。即
ち、 Ｚｏ＝ｘ１［ｏ］・ｘ２［ｏ］・…・ｘＭ［ｏ］ ・ｙ１［ｏ］・ｙ２［ｏ］・…・ｙＮ［ｏ］ …（１４） とする。

【００２５】次に圧縮されたデータを元の信号に復元す
る処理について図２を参照して説明する。図２は図１で
示したデータ読み出し装置２の構成を示すブロック図で
ある。図２において、先ず伝送制御手段２６は伝送路１
７を介して、モニタ装置１の時系列データ記憶手段１５
の内容を取得するとともに、当該受信データを受信デー
タ記憶手段２５に転送する。ランレングス復号化手段２
４は、受信データ記憶手段２５内に記憶されたランレン
グス符号語の系列を逐次読み出し、当該符号語の零ラン
長、非零ラン長および非零ラン部分の差分データ符号語
系列に基づいて離散時刻ｋの時点に対応する中間符号語
を復元し、中間符号語バッファ２３に転送する。即ち図
１のランレングス符号化手段１４にて削除された零デー
タに対応するビット列を挿入する処理を行う。

【００２６】２２はビット列分解手段を表しており、中
間符号語バッファ２３内に生成された離散時刻ｋの時点
の中間符号語を入力とし、連続値データｘｉ［ｋ］（ｉ
＝１…Ｍ）に対応する差分データ符号語ｕｉ［ｋ］（ｉ
＝１…Ｍ）および論理値データｙｊ［ｋ］（ｊ＝１…
Ｎ）に対応する差分データ符号語ｄｙｊ［ｋ］（ｊ＝１
…Ｎ）を出力する。ビット列分解手段２２から出力され
た差分データ符号語ｕｉ［ｋ］（ｉ＝１…Ｍ）は、γ復
号手段２１３１…２１３Ｍにより元の差分データｄｘｉ
［ｋ］（ｉ＝１…Ｍ）に復元され、数値加算手段２１２
１…２１２Ｍにおいて１サンプリング前の連続値データ
ｘｉ［ｋ］（ｉ＝１…Ｍ）と加算され、離散時刻ｋにお
ける連続値データｘｉ［ｋ］（ｉ＝１…Ｍ）が得られ
る。またビット列分解手段２２から出力された差分デー
タ符号語ｄｙｊ［ｋ］（ｊ＝１…Ｎ）は、排他的論理和
演算手段２１５１…２１５Ｎにおいて１サンプリング前
の論理値データｙｊ［ｋ］（ｊ＝１…Ｎ）との排他的論
理和が演算され、離散時刻ｋにおける論理値データｙｊ
［ｋ］（ｊ＝１…Ｎ）が得られる。復元された連続値デ
ータｘｉ［ｋ］（ｉ＝１…Ｍ）および論理値データｙｊ
［ｋ］（ｊ＝１…Ｎ）は出力信号変換手段２０により外
部装置２７に適した信号に変換され、出力される。ここ
で外部装置２７は、表示装置・印刷装置または固定ディ
スク装置などの外部記憶装置を表すものとする。

【００２７】かようなごとく構成されたモニタ装置の作
用について、図５（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明す
る。いまモニタ装置１の入力として図５（ａ）に示すよ
うなデータ系列が与えられたとする。このときのデータ
圧縮処理について説明する。各サンプリングデータは５
種類の連続値データｘ1 …ｘ5 と３種類の論理値データ
ｙ１…ｙ３から構成され、離散時刻ｋ＝０からｋ＝５ま
でのデータが与えられたとする。なお、同図において連
続値データは１０進数、論理値データは２進数にて表し
ている。このとき各離散時刻における差分データは、図
５（ｂ）に示すような値をとり、更に各差分データ符号
語は図５（ｃ）に示すようなビット列となる。同図
（ｂ）および（ｃ）において、非零ラン部分は反転表示
で示している。そして、（ｃ）において離散時刻ｋ＝１
の時点からｕ１…ｕ５，ｄｙ１…ｄｙ３の順番で非零ラ
ン部分を検出し、（１２）式に基づく変換を行うと図５
（ｄ）に示したランレングス符号語の系列が得られる。

【００２８】例えば最初に検出される非零ラン部分はｋ
＝１のｕ４であり、ここに至るまでに連続する零データ
の数は３、ここから連続する非零データの数は１となっ
ている。またこの非零データの符号語は００１００とな
るので、 ０１１ １１ ００１００ …（１５） という符号語が得られる。またｋ＝２，ｄｙ１にて検出
される非零ラン部分においては、ここに至るまでに連続
する零データの数は１、ここから連続する非零データの
数は２となっている。またこの非零データの符号語は０
０００１０００ １０００００００となるので、 １１ ０１０ ００００１０００ １０００００００…（１６） という符号語が得られる

【００２９】図６は本発明の効果を評価するために用い
たモニタ装置の入力データ波形図である。図６におい
て、各サンプリングデータは８種類の連続値データと８
種類の論理値データから構成されており、連続値データ
はすべて１バイトの符号なし２進数符号にて表現されて
いる。従って１サンプリング当りのデータサイズは１６
バイトである。サンプリング点数は１０００であるので
全データの容量は、約１６キロバイトである。本発明に
関わるデータ圧縮を実施した場合のメモリ容量は２．３
キロバイト程度となった。比較のために上記と同一のデ
ータ系列についてハフマン符号による圧縮とＬＺＷ符号
による圧縮を実施したところ、前者においては約６キロ
バイト、後者においては約２キロバイトとなった。但し
ＬＺＷ符号による圧縮では辞書のために約４キロバイト
のメモリを使用している。これにより、本発明に関わる
データ圧縮手法を用いれば、前記のような簡便なアルゴ
リズムにより、比較的高い圧縮率を実現できることが分
かる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
発明に関わるモニタ装置を用いることにより、監視対象
機器からの入力信号がもつ性質、即ち連続値データ／論
理値データの区別と各データのビット幅が分かれば、こ
れらのデータに含まれる冗長性を排除し、モニタ装置の
時系列データ記憶手段を有効に利用することが可能とな
る。また本発明に係わるデータ圧縮アルゴリズムは、デ
ータ系列の出現頻度計算や符号木の生成などの複雑な処
理を必要としないため、データの収集処理と並行してデ
ータの圧縮処理を行うことが可能である。更にモニタ装
置内で記憶された時系列データをデータ読み出し装置に
て読み出す際まのデータ転送時間を格段に短縮できるよ
うになる。よって本発明のモニタ装置は、実用上、極め
て有用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わるモニタ装置の一実施例を示す構
成図である。

【図２】データ読み出し装置の一実施例を示す構成図で
ある。

【図３】γ符号の例を示す一覧表である。

【図４】ランレングス符号化の説明図である。

【図５】データ圧縮の作用の説明図である。

【図６】評価に用いた波形ずである。

【図７】従来のモニタ装置の一例を示す構成図である。

【図８】従来の時系列データ記憶形態の説明図である。

【符号の説明】 １ モニタ装置 １０ 入力信号変換手段 １１１１，１１１Ｍ，１１４１，１１４Ｎ 遅延手段 １１２１，１１２Ｍ 数値減算手段 １１３１，１１３Ｍ γ符号化手段 １１５１，１１５Ｎ 排他的論理和演算手段 １２ ビット列連結手段 １３ 中間符号語バッファ １４ ランレングス符号化手段 １５ 時系列データ記憶手段 １６ 伝送制御手段 １７ 伝送路 ２ データ読み出し装置 ２１１１，２１１Ｍ，２１４１，２１４Ｎ 遅延手段 ２１２１，２１２Ｍ 数値加算手段 ２１３１，２１３Ｍ γ復号化手段 ２１５１，２１５Ｎ 排他的論理和演算手段 ２２ ビット列分解手段 ２３ 中間符号語バッファ ２４ ランレングス復号化手段 ２５ 受信データ記憶手段 ２６ 伝送制御手段 ２７ 外部装置 ３ 監視対象機器 ４ 従来のモニタ装置 ５ 従来のデータ読み出し装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機器の動作状態を監視し、該機器に関わ
   る状態信号を一定周期で収集すると共に、一定時間に渡
   る各状態信号の値を記憶する機能を有するモニタ装置に
   おいて、監視対象機器からの入力信号をサンプリング
   し、ディジタル化すると共に２進数符号化を行う入力信
   号変換手段と、該入力信号変換手段から出力されるデー
   タのうち、各連続値データについて、１サンプリング前
   のデータとの差分データを演算する数値減算手段と、該
   数値減算手段から出力される差分データの値を入力と
   し、差分データに対応するγ符号（正整数ｘを表わすの
   に、ｘを２進数で表わしたときのビット数から１を引い
   た数だけ０を続けたあとにｘの２進数表示を続けたも
   の）を差分データ符号語として出力するγ符号化手段
   と、前記入力信号変換手段から出力されるデータのう
   ち、各論理値データについて、１サンプリング前のデー
   タとの排他的論理和を差分データ符号語として出力する
   排他的論理和演算手段と、前記γ符号化手段から出力さ
   れる各連続値データの差分データ符号語と、前記排他的
   論理和演算手段から出力される各論理値データの差分デ
   ータ符号語とを連結し、中間符号語を出力するビット列
   連結手段と、該ビット列連結手段から出力される離散時
   刻における中間符号語を一時的に記憶するための中間符
   号語バッファと、該中間符号語バッファに格納された中
   間符号語から零データに対応するビット列を削除すると
   共に、連続する零データの数と連続する非零データの数
   と該非零データに対応する符号語系列をランレングス符
   号語として出力するランレングス符号化手段と、該ラン
   レングス符号化手段から出力される符号語系列を逐次記
   憶する時系列データ記憶手段とを具備し、各離散時刻に
   おいて入力信号を得ると同時に、該入力信号に対応する
   データの圧縮処理を逐次ランレングス符号化手段によっ
   て実行することを特徴とするモニタ装置。