JP2016050830A - Waveform recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波形記録装置に関し、さらに詳しく言えば、波形の異常箇所等を検索し得る波形検索機能を有する波形記録装置に関するものである。 The present invention relates to a waveform recording apparatus, and more particularly to a waveform recording apparatus having a waveform search function capable of searching for an abnormal portion of a waveform.
波形記録装置は、その基本的な構成として、入力部、記憶部、表示部、制御部および操作部を備え、入力部より被測定対象物から測定されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換してデジタルの波形データとして取り込み、操作部にて設定された測定項目について、制御部にて所定の処理を行い、その波形データを逐次表示部に表示しながら、所定の時間軸長ごとに１波形ファイル（１波形データ群）として記憶部に格納する。 The waveform recording device includes an input unit, a storage unit, a display unit, a control unit, and an operation unit as its basic configuration, and digitally converts an analog signal measured from an object to be measured from the input unit by A / D conversion. As for the measurement items set in the operation unit, the control unit performs a predetermined process, and sequentially displays the waveform data on the display unit, while one waveform file (for each predetermined time axis length) One waveform data group) is stored in the storage unit.
これによれば、波形ファイル名もしくは番号を指定して、記憶部から所望とする波形データを読み出して表示部に表示することができる。しかしながら、記憶部に格納される波形ファイル数が多くなると、その中から、所望とする波形（類似波形、非類似波形、異常波形等）を読み出すことは容易でない。 According to this, it is possible to specify a waveform file name or number, read out desired waveform data from the storage unit, and display it on the display unit. However, when the number of waveform files stored in the storage unit increases, it is not easy to read a desired waveform (similar waveform, dissimilar waveform, abnormal waveform, etc.) from among them.
そこで、特許文献１に記載された発明では、時間方向（横軸方向）と測定値方向（縦軸方向）に検索ゾーン（異常領域）を設定し、この検索ゾーン内にデータがあるかどうかで、例えば異常波形を検索するようにしている。 Therefore, in the invention described in Patent Document 1, search zones (abnormal areas) are set in the time direction (horizontal axis direction) and the measurement value direction (vertical axis direction), and whether there is data in this search zone. For example, an abnormal waveform is searched.
また、特許文献２に記載された発明では、複数の波形ファィルの同じ位置（サンプリング位置）に属する波形データの平均値Ｘと、標準偏差σとを求め、各位置ごとにそれぞれＸ±Ｋ・σ（Ｋはユーザーによって設定される任意の係数）なる電圧範囲を設定し、この電圧範囲内における波形データの有無によって、同質もしくは異質の波形データを抽出（検索）するようにしている。 In the invention described in Patent Document 2, an average value X and standard deviation σ of waveform data belonging to the same position (sampling position) of a plurality of waveform files are obtained, and X ± K · σ is obtained for each position. A voltage range (K is an arbitrary coefficient set by the user) is set, and homogeneous or heterogeneous waveform data is extracted (searched) depending on the presence or absence of waveform data within this voltage range.
しかしながら、特許文献１に記載された発明を実施するには、あらかじめ検索ゾーンを設定するのに手間がかかるばかりでなく、波形ファィル内に保存されている波形をある程度認識していないと検索精度の高い検索ゾーンを設定することができない。 However, in order to implement the invention described in Patent Document 1, not only is it time-consuming to set a search zone in advance, but if the waveform stored in the waveform file is not recognized to some extent, the search accuracy can be improved. Cannot set a high search zone.
また、特許文献２に記載された発明にしても、各波形ファィルの位置を順次ずらし、その各位置で平均値Ｘと、標準偏差σとを算出してＸ±Ｋ・σなる電圧範囲を設定するようにしているため、その演算に負担がかかる。 Even in the invention described in Patent Document 2, the position of each waveform file is sequentially shifted, the average value X and the standard deviation σ are calculated at each position, and a voltage range of X ± K · σ is set. Therefore, the calculation is burdened.
そこで、本発明の課題は、検索ゾーンや検索式等を含む検索条件を事前に設定することなく、測定波形同士を対比することにより、波形の異常箇所等を検索できるようにした波形記録装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a waveform recording apparatus that can search for an abnormal portion or the like of a waveform by comparing measured waveforms without setting a search condition including a search zone and a search formula in advance. It is to provide.
上記課題を解決するため、本発明は、被測定対象物から測定されたアナログの被測定信号をＡ／Ｄ変換してデジタルの測定データとして取り込む入力部と、上記測定データを記憶する記憶部と、上記測定データによる測定波形を画面上に表示する表示部と、上記測定データを所定に処理するとともに、上記記憶部に対する上記測定データの書き込み、読み出しを制御する制御部と、上記制御部に対して波形検索指示を含む所定の指示を与える操作部とを備えている波形記録装置において、
上記制御部は、上記操作部より指示された一定の指定周期で上記測定波形を時系列順に複数の波形データ群に区分し、上記各波形データ群ごとに、上記測定データのＡ／Ｄ変換値からヒストグラムを作成して上記記憶部に保存し、上記波形検索時に、上記操作部より基準となる元波形の波形データ群が選択されると、上記元波形のヒストグラムと、他の波形データ群のヒストグラムとを対比して類似度を求め、上記類似度に基づいて所定の波形検索を行い、その結果を上記表示部に表示することを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an input unit that performs analog-to-digital conversion on an analog signal to be measured measured from an object to be measured, and captures it as digital measurement data, and a storage unit that stores the measurement data. A display unit for displaying a measurement waveform based on the measurement data on a screen, a control unit for processing the measurement data in a predetermined manner, and controlling writing and reading of the measurement data to and from the storage unit, and the control unit And a waveform recording apparatus comprising an operation unit for giving a predetermined instruction including a waveform search instruction,
The control unit divides the measurement waveform into a plurality of waveform data groups in a time-series order at a constant designated period instructed by the operation unit, and an A / D conversion value of the measurement data for each waveform data group. A histogram is created and stored in the storage unit, and when the waveform data group of the original waveform serving as a reference is selected by the operation unit during the waveform search, the histogram of the original waveform and other waveform data groups are selected. A similarity is obtained by comparing with a histogram, a predetermined waveform search is performed based on the similarity, and the result is displayed on the display unit.
上記制御部にて上記測定データのＡ／Ｄ変換値からヒストグラムを作成するにあたって、上記１波形データ群の測定データを上記記憶部に記憶するごとに、上記測定データのＡ／Ｄ変換値からヒストグラムを作成する第１の態様と、測定終了後もしくは測定データが所定数に達した後に、上記記憶部から上記測定データを１波形データ群単位で読み出して、その測定データのＡ／Ｄ変換値からヒストグラムを作成する第２の態様とがある。 In creating a histogram from the A / D conversion value of the measurement data in the control unit, the histogram is calculated from the A / D conversion value of the measurement data each time the measurement data of the one waveform data group is stored in the storage unit. And after the measurement is completed or after the measurement data reaches a predetermined number, the measurement data is read from the storage unit in units of one waveform data group, and the A / D conversion value of the measurement data is used. There is a second mode for creating a histogram.
上記波形検索の結果として、上記制御部は、上記類似度が所定の第１閾値よりも低い上記波形データ群の測定波形を異常波形として上記表示部に表示する。 As a result of the waveform search, the control unit displays the measurement waveform of the waveform data group having the similarity lower than a predetermined first threshold as an abnormal waveform on the display unit.
また、上記波形検索の結果の別の態様として、上記制御部は、隣接する２つの上記波形データ群の類似度同士を対比し、その変化率が所定の第２閾値よりも大きい場合に、その箇所の測定波形を上記表示部に表示する。 Moreover, as another aspect of the result of the waveform search, the control unit compares similarities of two adjacent waveform data groups, and when the change rate is larger than a predetermined second threshold, The measured waveform at the location is displayed on the display unit.
本発明において、上記操作部より指示される指定周期は、１周期もしくはその整数倍の周期であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the designated cycle instructed from the operation unit is one cycle or a cycle of an integer multiple thereof.
また、上記操作部より選択される元波形が、上記測定波形内に存在する正常波形（例えば、交流電圧波形ならば、歪みやヒゲ状の突発現象等がない正弦波形）であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the original waveform selected from the operation unit is a normal waveform (for example, a sinusoidal waveform free from distortion, a whisker-like sudden phenomenon, or the like if an AC voltage waveform is present) in the measurement waveform.
一例として好ましくは、上記類似度は、ヒストグラム交差法に基づき、Ｈ１を元波形データ群のＡ／Ｄ変換値によるヒストグラム値，Ｈ２を他の波形データ群のＡ／Ｄ変換値によるヒストグラム値，ｉを階調数の変数として成り立つ次式（１）を正規化することにより求めることができる。
本発明によれば、操作部より指示された一定の指定周期で測定波形を時系列順に複数の波形データ群に区分し、その各波形データ群ごとに、測定データのＡ／Ｄ変換値からヒストグラムを作成して記憶部に保存し、波形検索時に、操作部より基準となる元波形（好ましくは、歪みやヒゲ状の突発現象等がない正常波形）の波形データ群が選択されると、元波形のＡ／Ｄ変換値によるヒストグラムと、他の波形データ群のＡ／Ｄ変換値によるヒストグラムとを対比して類似度を求めるようにしたことにより、事前に検索ゾーンや検索式等を設定することなく、その類似度に基づいて、異常波形や波形変化の大きい箇所等を素早く見つけることができる。 According to the present invention, a measurement waveform is divided into a plurality of waveform data groups in a time-series order at a constant designated period designated by the operation unit, and a histogram is obtained from the A / D conversion value of the measurement data for each waveform data group. Is saved in the storage unit, and when the waveform data search is performed, when the waveform data group of the original waveform (preferably normal waveform free from distortion or whisker-like sudden phenomenon) is selected from the operation unit during waveform search, By comparing the histogram based on the A / D conversion value of the waveform and the histogram based on the A / D conversion value of another waveform data group, the similarity is obtained, so that a search zone, a search expression, etc. are set in advance. Therefore, it is possible to quickly find an abnormal waveform or a portion with a large waveform change based on the similarity.
次に、図１ないし図８を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8, but the present invention is not limited to this.
図１に示すように、この実施形態に係る波形記録装置１は、基本的な構成として、入力部２と、操作部３と、制御部４と、記憶部５と、表示部６とを備えている。 As shown in FIG. 1, the waveform recording apparatus 1 according to this embodiment includes an input unit 2, an operation unit 3, a control unit 4, a storage unit 5, and a display unit 6 as a basic configuration. ing.
入力部２は、Ａ／Ｄ変換器を有し、図示しない被測定対象物からの被測定信号（アナログの電気信号）をデジタルの測定データ（波形データ）に変換して後段の制御部７に送出する。 The input unit 2 includes an A / D converter, converts a signal to be measured (analog electrical signal) from a measurement target (not shown) into digital measurement data (waveform data), and sends it to the control unit 7 at the subsequent stage. Send it out.
この実施形態において、入力部２は、複数の入力チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎを有し、それら各入力チャンネルから入力される被測定信号を、図示しないマルチプレクサにより順次選択し、上記Ａ／Ｄ変換器を介してデジタルの測定データとして出力する多チャンネル入力部であるが、入力チャンネルが１つの単チャンネル入力部であってもよい。 In this embodiment, the input unit 2 has a plurality of input channels CH1 to CHn, sequentially selects signals under measurement input from these input channels by a multiplexer (not shown), and passes through the A / D converter. However, the input channel may be a single channel input unit.
制御部４には、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）もしくはマイクロコンピュータ等が用いられてよく、制御部４は、入力部２からの測定データを記憶部５に格納し、また、記憶部５から測定データを読み出して表示部６に送る。 A CPU (Central Processing Unit) or a microcomputer may be used for the control unit 4. The control unit 4 stores measurement data from the input unit 2 in the storage unit 5, and measures from the storage unit 5. Data is read out and sent to the display unit 6.
この実施形態において、制御部４は、操作部３からの指示に基づいて、測定データを所定に処理して、インピーダンス，電力、実効値等を求める演算機能や判定機能の他に、測定データの圧縮機能、トリガ機能等を備えている。 In this embodiment, the control unit 4 performs predetermined processing on the measurement data based on an instruction from the operation unit 3 to obtain the impedance, power, effective value, etc. A compression function, a trigger function, etc. are provided.
記憶部５は、制御部４の動作プログラム等が格納されるＲＯＭ（リードオンリーメモリ）５ａと、測定データを逐次記憶するストレージメモリ５ｂと、所定のインターフェイスを介して接続されるＨＤＤ，ＵＳＢメモリ，ＳＤカード等の外部メモリ５ｃとを備え、操作部３からの指示により、ストレージメモリ５ｂ内の測定データが外部メモリ５ｃに保存される。 The storage unit 5 includes a ROM (Read Only Memory) 5a that stores an operation program of the control unit 4, a storage memory 5b that sequentially stores measurement data, an HDD, a USB memory, and the like connected via a predetermined interface. An external memory 5c such as an SD card is provided, and measurement data in the storage memory 5b is stored in the external memory 5c according to an instruction from the operation unit 3.
操作部３は、キーボードもしくはタッチパネル等からなり、制御部４に対して、各種の演算項目の指示やトリガ条件等の設定のほかに、後述する波形検索の指示を与える。 The operation unit 3 includes a keyboard, a touch panel, or the like. The operation unit 3 gives the control unit 4 instructions for waveform search to be described later in addition to instructions for various calculation items and settings for trigger conditions.
表示部６は、液晶表示パネル等からなる画面を備えている。画面はモノクロ表示、カラー表示のいずれであってもよいが、カラー表示であれば、各入力チャンネルの測定波形を色分けして表示することができる。 The display unit 6 includes a screen made up of a liquid crystal display panel or the like. The screen may be either a monochrome display or a color display, but if it is a color display, the measurement waveform of each input channel can be displayed in different colors.
本発明において、波形記録装置１は、波形検索機能を備えている。そのため、制御部４は、測定データのＡ／Ｄ変換値によりヒストグラム（度数分布図）を作成する。 In the present invention, the waveform recording apparatus 1 has a waveform search function. Therefore, the control unit 4 creates a histogram (frequency distribution diagram) based on the A / D conversion values of the measurement data.
表示部６の画面に、図２（ａ）に示すように、正弦波の測定波形（基準波形）Ｗ１が表示されている場合を例にして説明すると、ヒストグラムを作成するにあたって、操作部３により、測定波形Ｗ１のヒストグラムを作成する範囲が、１周期もしくはその整数倍の周期として指定される。この範囲が１波形データ群であり、以下の説明において波形データ群を波形ファィルと言うことがある。 A case where a sine wave measurement waveform (reference waveform) W1 is displayed on the screen of the display unit 6 as shown in FIG. 2A will be described as an example. The range in which the histogram of the measurement waveform W1 is created is designated as one period or a period that is an integral multiple of one period. This range is one waveform data group, and in the following description, the waveform data group may be referred to as a waveform file.
入力部２のＡ／Ｄ変換器で、アナログの被測定信号が１６ビットの測定データに変換されるとした場合、測定データ１ポイントのＡ／Ｄ変換値は、０〜６５５３５のうちの一つの値を取る。 When the analog signal under measurement is converted into 16-bit measurement data by the A / D converter of the input unit 2, the A / D conversion value of one point of the measurement data is one of 0 to 65535. Take the value.
このままでは、測定データの範囲（階調数）が広すぎることから、この実施形態において、制御部４は、１６ビットの測定データを２５６で除算して、図２（ｂ）に示すように、測定波形Ｗ１について、横軸を２５６階調，縦軸をＡ／Ｄ変換値のデータ数とするヒストグラムを作成する。 Since the range (number of gradations) of the measurement data is too wide as it is, in this embodiment, the control unit 4 divides the 16-bit measurement data by 256, and as shown in FIG. For the measurement waveform W1, a histogram is created with the horizontal axis representing 256 gradations and the vertical axis representing the number of data of A / D conversion values.
なお、測定データが８ビットであれば、上記のような除算を行うことなく、その生データのままヒストグラムが作成されるが、横軸の階調数は任意に選択されてよい。例えば、階調数を１２８とする場合、測定データが１６ビットであれば５１２で除算し、８ビットであれば２で除算することになる。 If the measurement data is 8 bits, a histogram is created with the raw data without performing the above division, but the number of gradations on the horizontal axis may be arbitrarily selected. For example, when the number of gradations is 128, if the measurement data is 16 bits, it is divided by 512, and if it is 8 bits, it is divided by 2.
図３，図４に、別の測定波形についてのヒストグラム作成例を示す。図３（ａ）に示すような歪みとヒゲ状の突発現象を有する異常波形Ｗ２の場合、図３（ｂ）に示すヒストグラムが作成される。また、図４（ａ）に示すようなほぼ一定の測定波形Ｗ３の場合、図４（ｂ）に示すヒストグラムが作成される。 3 and 4 show examples of creating histograms for other measurement waveforms. In the case of the abnormal waveform W2 having the distortion and the beard-like sudden phenomenon as shown in FIG. 3A, the histogram shown in FIG. 3B is created. In the case of a substantially constant measurement waveform W3 as shown in FIG. 4A, a histogram shown in FIG. 4B is created.
上記のように、測定波形の指定された１周期もしくはその整数倍の周期を１波形ファィルとしてＡ／Ｄ変換値によるヒストグラムが作成されるが、このヒストグラムは、図５に示すように、波形ファィル名を記載したヘッダ部および測定値とともに記憶部５の好ましくは外部メモリ５ｃに保存される。 As described above, a histogram based on the A / D conversion value is created by setting one specified cycle of the measured waveform or an integer multiple thereof as one waveform file. As shown in FIG. 5, this histogram is a waveform file. It is preferably stored in the external memory 5c of the storage unit 5 together with a header portion describing the name and the measured value.
ヒストグラムの作成例について説明すると、例えば１周期のデータサンプリングポイント数が１０００であるとして、まず、０〜９９９番目の測定データにより第１回目の１波形ファイルのヒストグラムが作成され、次に１０００〜１９９９番目の測定データにより第２回目の１波形ファイルのヒストグラムが作成され、以後同様に、１０００ポイントずつヒストグラムが作成される。仮に、測定データ数が５０００個であるとすれば、５個のヒストグラムが作成されることになる。 An example of creating a histogram will be described. For example, assuming that the number of data sampling points in one cycle is 1000, a histogram of a first waveform file is created first from the 0th to 999th measurement data, and then 1000 to 1999. A histogram of the second waveform file is created from the second measurement data, and thereafter, similarly, a histogram of 1000 points is created. If the number of measurement data is 5000, 5 histograms are created.
このようにヒストグラムを作成するにあたっては、ストレージメモリ５ｂに１波形ファイル分の測定データを記憶させるたびにヒストグラムを作成することが時間的に好ましいが、測定終了後もしくは測定データが所定数に達した後に、ストレージメモリ５ｂまたは外部メモリ５ｃから、測定データを１波形ファイル単位で読み出して、その測定データのＡ／Ｄ変換値からヒストグラムを作成するようにしてもよい。 In creating a histogram in this way, it is preferable in time to create a histogram every time measurement data for one waveform file is stored in the storage memory 5b. However, after the measurement is completed or the measurement data reaches a predetermined number. Later, the measurement data may be read from the storage memory 5b or the external memory 5c in units of one waveform file, and a histogram may be created from the A / D conversion values of the measurement data.
波形検索時において、操作部３より、その検索基準になる元波形のファイル（元波形ファイル）および検索範囲（個別範囲もしくは全範囲等）が指定されると、制御部４は、検索基準として指定された元波形のヒストグラムと、他の波形（「被検索波形」ということがある。）のヒストグラムとを読み出し、次式（１Ａ）により類似度を算出する。
この実施形態では、ヒストグラム交差法が適用され、上記式（１）中、Ｈ１は元波形データ群（波形ファイル）のヒストグラム値，Ｈ２は対比される被検索波形データ群（波形ファィル）のヒストグラム値，ｉは階調数の変数で、この例においてｉ＝１〜２５６（０〜２５５）である。ｍｉｎ（Ｈ１，Ｈ２）は論理積演算を意味しており、ヒストグラム値とは、一つの階調におけるデータ数である。 In this embodiment, the histogram crossing method is applied. In the above formula (1), H 1 is the histogram value of the original waveform data group (waveform file), and H 2 is the waveform data group to be searched (waveform file) to be compared. The histogram value i is a variable of the number of gradations, and in this example, i = 1 to 256 (0 to 255). min (H 1 , H 2 ) means a logical product operation, and the histogram value is the number of data in one gradation.
なお、上記式（１Ａ）より求められた類似度を、次式（２）によって正規化することにより、１．０００以下の数値が得られ、その値が「１」に近いほど類似度が高く元波形に似た波形、「０」に近づくに連れて類似度が低く元波形とは異なる波形（異常波形、変化率が大きい箇所の波形）と判定することができる。
ヒストグラム交差法については、例えば、「Ｍ．Ｊ． Ｓｗａｉｎ ａｎｄ Ｄ．Ｈ． Ｂａｌｌａｒｄ ： Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘｉｎｇ， Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ． ｖｏｌ． ７． ｎｏ． １． ｐｐ．１１−３２． １９９１．」，「岡本一志らの共著に係る（ｔ−ｎｏｒｍに基づいたヒストグラム交差法の提案と画像検索への応用）：日本感性工学会論文誌，Ｖｏｌ．１０ Ｎｏ．１ ｐｐ． １１−２１（２０１０）」等を参照。 Regarding the histogram intersection method, for example, “MJ Swin and DH Ballard: Color Indexing, International Journal of Computer Vision. Vol. 7. no. 1. pp. 11-32. 1991.” Related to co-authorship by Isshi et al. (Proposal of histogram intersection method based on t-norm and application to image retrieval): Journal of Kansei Engineering Society, Vol. 10 No. 1 pp. 11-21 (2010) reference.
次に、図６に示す実際に測定された測定波形Ｗを例にして、類似度による波形検索例について説明する。 Next, a waveform search example based on similarity will be described using the actually measured measurement waveform W shown in FIG. 6 as an example.
まず、操作部３より、測定波形Ｗの中から正常と見なされる基準波形（検索基準となる元波形）Ｗ１を選択し、波形長として例えばその１周期を指定すると、制御部４は、基準波形（元波形）Ｗ１について、その１周期分の測定データのＡ／Ｄ変換値からヒストグラム（図２（ｂ）参照）を作成し、波形ファィル名をＦａとして記憶部５の好ましくは外部メモリ５ｃに保存する。 First, from the operation unit 3, a reference waveform (original waveform serving as a search reference) W1 regarded as normal is selected from the measurement waveforms W, and, for example, one period is specified as the waveform length, the control unit 4 displays the reference waveform. For the original waveform W1, a histogram (see FIG. 2B) is created from the A / D conversion values of the measurement data for one period, and the waveform file name is Fa, preferably in the external memory 5c. save.
続いて、制御部４は、測定波形Ｗの残りの範囲を、基準波形（元波形）Ｗ１の１周期を単位波形長として分け、すなわち基準波形の測定ポイント数ずつに分け、その各々について、それらの測定データのＡ／Ｄ変換値からヒストグラムを作成し、波形ファィル名を付けて記憶部５の外部メモリ５ｃに保存する。 Subsequently, the control unit 4 divides the remaining range of the measurement waveform W by dividing one period of the reference waveform (original waveform) W1 as a unit waveform length, that is, by dividing the number of measurement points of the reference waveform. A histogram is created from the A / D conversion values of the measured data, and a waveform file name is assigned and stored in the external memory 5c of the storage unit 5.
このようにしてヒストグラムを作成したのち、制御部４は、基準波形（元波形）Ｗ１のヒストグラムと、他の各波形のヒストグラムとをそれぞれ対比し、上記式（１Ａ）を上記式（２）で正規化して、基準波形（元波形）Ｗ１に対する他の各波形の類似度を求め、その値を記憶部５の外部メモリ５ｃに保存する。 After creating the histogram in this way, the control unit 4 compares the histogram of the reference waveform (original waveform) W1 with the histogram of each of the other waveforms, and the above equation (1A) is expressed by the above equation (2). Normalization is performed to obtain the similarity of other waveforms with respect to the reference waveform (original waveform) W 1, and the value is stored in the external memory 5 c of the storage unit 5.
この作業終了後に、操作部３より異常波形検索（低類似度検索）として、その類似度の閾値が例えば０．４以下に設定されると、制御部４は、その指示にしたがって、基準波形（元波形）Ｗ１に対して類似度が０．４以下である波形を表示部６の画面に表示する。その検索結果を図７に示す。 When the threshold value of similarity is set to 0.4 or less, for example, as an abnormal waveform search (low similarity search) by the operation unit 3 after the end of the operation, the control unit 4 follows the instruction to generate a reference waveform ( A waveform having a similarity of 0.4 or less with respect to W1 is displayed on the screen of the display unit 6. The search result is shown in FIG.
これによると、測定波形Ｗの中から、類似度が低い波形ファイルとして、Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄ，Ｆｅ，Ｆｆの５波形ファイルが抽出され、この例では、図７の左から類似度が低い順に、Ｆｅ，Ｆｄ，Ｆｆ，Ｆｂ，Ｆｃの各波形が並べられ、このうちのＦｅの波形がもっとも類似度が低い異常波形として検索され、類似度が低い中でも、Ｆｄ，Ｆｆ，Ｆｂ，Ｆｃの順に類似度が高くなっていることが分かる。 According to this, five waveform files of Fb, Fc, Fd, Fe, and Ff are extracted from the measured waveform W as waveform files with low similarity, and in this example, from the left in FIG. , Fe, Fd, Ff, Fb, and Fc are arranged, and the waveform of Fe is searched as an abnormal waveform having the lowest similarity, and even in the case of low similarity, Fd, Ff, Fb, and Fc are in this order. It can be seen that the similarity is high.
次に、別の波形検索例として、図６に示した測定波形Ｗの中で、波形の変化率が大である箇所を検索する波形変化箇所検索について説明する。 Next, as another waveform search example, a waveform change location search for searching a location where the waveform change rate is large in the measured waveform W shown in FIG. 6 will be described.
この波形変化率は、測定波形Ｗの時間軸に沿って隣接する２つの波形ファイルの類似度同士を対比することにより求められる。 This waveform change rate is obtained by comparing the similarities between two waveform files adjacent to each other along the time axis of the measured waveform W.
この波形変化率の閾値は、一例として、変化率のベースを０．０１とし、隣接する２つの波形ファイルのうちの時間軸的に前の波形ファイルの類似度をａ，その後の波形ファイルの類似度（類似度は何れも基準波形（元波形）に対する類似度）をｂとして、
変化率＝|（ａ−ｂ）／０．０１｜
により求められる。
For example, the threshold value of the waveform change rate is 0.01 as the base of the change rate, the similarity of the previous waveform file in time axis of two adjacent waveform files is a, and the similarity of the subsequent waveform file The degree (similarity is the similarity to the reference waveform (original waveform)) is b,
Rate of change = | (a−b) /0.01 |
Is required.
一例として、類似度ａ，ｂがともに０．９であれば変化率０、類似度ａが０．９で類似度ｂが０．６（もしくは類似度ａが０．６で類似度ｂが０．９）であれば変化率３０となる。したがって、変化率の閾値を３０以上に設定すれば、隣接する２つの波形ファイルの間で、類似度の差が０．３以上である箇所を特定することができる。なお、閾値を類似度の変化幅（|ａ−ｂ｜）として設定してもよい。 As an example, if both the similarity a and b are 0.9, the rate of change is 0, the similarity a is 0.9 and the similarity b is 0.6 (or the similarity a is 0.6 and the similarity b is 0) .9), the rate of change is 30. Therefore, if the threshold value of the change rate is set to 30 or more, it is possible to specify a location where the difference in similarity is 0.3 or more between two adjacent waveform files. Note that the threshold value may be set as a similarity change width (| ab−).
このようにして行われた波形変化箇所検索の検索結果の一例を図８に示す。これによると、図６の測定波形Ｗの中で、波形ファイルＦｐ，Ｆｑ間、Ｆｒ，Ｆｓ間、Ｆｔ，Ｆｕ間およびＦｖ，Ｆｗ間の４箇所で波形が閾値を超えて大きく変化しており、この例では、表示部６の画面に、図８の左から波形変化率の大きい順に、（Ｆｔ，Ｆｕ）、（Ｆｖ，Ｆｗ）、（Ｆｐ，Ｆｑ）、（Ｆｒ，Ｆｓ）の各波形が表示されている。 An example of the search result of the waveform change location search performed in this way is shown in FIG. According to this, in the measured waveform W of FIG. 6, the waveform changes greatly exceeding the threshold at four points between the waveform files Fp and Fq, between Fr and Fs, between Ft and Fu, and between Fv and Fw. In this example, the waveforms of (Ft, Fu), (Fv, Fw), (Fp, Fq), and (Fr, Fs) are displayed on the screen of the display unit 6 in descending order of the waveform change rate from the left in FIG. Is displayed.
なお、この波形変化箇所検索は、隣接する２つの波形ファイル間の類似度の差を見ていることから、検索結果の画面には、一つの波形変化箇所について、一方の波形ファイルの波形と他方の波形ファイルの波形の２波形（すなわち基準波形（元波形）の２周期分の波形）が表示されることが好ましい。 Since this waveform change location search looks at the difference in similarity between two adjacent waveform files, the search result screen shows the waveform of one waveform file and the other for one waveform change location. It is preferable to display two waveforms of the waveform file (that is, waveforms corresponding to two cycles of the reference waveform (original waveform)).
また、上記異常波形検索および上記波形変化箇所検索において、検索結果を表示部６の画面に表示する場合、検索された各波形は、表示部６に１画面として表示されることが好ましいが、一度に表示仕切れない場合には、画面を複数に分割して表示する多画面表示もしくは操作部３の図示しない例えばリターンキーを押すごとに表示部６の画面Ｄに順次表示されるようにしてもよい。 Further, when the search result is displayed on the screen of the display unit 6 in the abnormal waveform search and the waveform change point search, it is preferable that each searched waveform is displayed on the display unit 6 as one screen. If the display is not divided, the screen may be divided into a plurality of screens or displayed on the screen D of the display unit 6 each time a not-shown return key (not shown) of the operation unit 3 is pressed. .
Ａ／Ｄ変換値のヒストグラムによる波形検索には、上記した異常波形検索、波形変化箇所検索の他に、類似度が高い波形を指定しての基準波形（元波形）に類似する類似波形検索も含まれる。 In the waveform search by the histogram of A / D conversion values, in addition to the above-described abnormal waveform search and waveform change location search, a similar waveform search similar to a reference waveform (original waveform) specifying a waveform with high similarity is also possible. included.
また、検索結果として表示する画面数（抽出画面数）については、操作部３により、例えば類似度下位ｎ画面、波形変化率大上位ｎ画面もしくは類似度上位ｎ画面（ｎは２以上の整数）のように任意に指定することができる。 For the number of screens to be displayed as the search result (number of extracted screens), for example, the lower n screen of similarity degree, the upper n screen of the highest waveform change rate, or the upper n screen of similarity degree (n is an integer of 2 or more). Can be specified arbitrarily.
なお、上記実施形態では、類似度をｍｉｎ（Ｈ１，Ｈ２）による論理積演算により求めているが、次式（３）のｍａｘ（Ｈ１，Ｈ２）による論理和演算が採用されてもよい。
また、類似度を算出する別の手法として、ファジィ演算の一種であるＡＮＤ演算やＯＲ演算を代数計算のように求める代数和、代数積の手法を採用することもできる。 Also, as another method for calculating the similarity, an algebraic sum or algebraic product method that obtains an AND operation or an OR operation, which is a kind of fuzzy operation, like an algebraic calculation can be employed.
１ 波形記録装置
２ 入力部
３ 操作部
４ 制御部
５ 記憶部
６ 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waveform recording device 2 Input part 3 Operation part 4 Control part 5 Memory | storage part 6 Display part
Claims (8)
上記制御部は、上記操作部より指示された一定の指定周期で上記測定波形を時系列順に複数の波形データ群に区分し、上記各波形データ群ごとに、上記測定データのＡ／Ｄ変換値からヒストグラムを作成して上記記憶部に保存し、
上記波形検索時に、上記操作部より基準となる元波形の波形データ群が選択されると、上記元波形のヒストグラムと、他の波形データ群のヒストグラムとを対比して類似度を求め、上記類似度に基づいて所定の波形検索を行い、その結果を上記表示部に表示することを特徴とする波形記録装置。 An input unit for A / D-converting an analog measured signal measured from an object to be measured and importing it as digital measurement data, a storage unit for storing the measurement data, and a measurement waveform based on the measurement data on the screen A display unit for displaying, processing the measurement data in a predetermined manner, a control unit for controlling writing and reading of the measurement data to and from the storage unit, and giving a predetermined instruction including a waveform search instruction to the control unit In a waveform recording apparatus comprising an operation unit,
The control unit divides the measurement waveform into a plurality of waveform data groups in a time-series order at a constant designated period instructed by the operation unit, and an A / D conversion value of the measurement data for each waveform data group. Create a histogram from
When a waveform data group of a reference original waveform is selected from the operation unit during the waveform search, the similarity is obtained by comparing the histogram of the original waveform with the histogram of another waveform data group. A waveform recording apparatus characterized by performing a predetermined waveform search based on the degree and displaying the result on the display unit.
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