JP2008310723A - 時系列データ処理システム及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが簡易に多様な処理を時系列データに施すことができるようにする。
【解決手段】入力信号編集ウインドウ１２に表示された各々一次元時系列信号である入力信号のうちから選択された入力信号を、処理メニューウインドウ１３で選択されたメニューに従って、信号処理/解析した結果を示す一次元時系列信号である演算結果信号の波形を表示した信号処理/解析結果表示ウインドウ１４の読込ボタン１４１が操作されたならば（ｂ）、表示している演算結果信号を入力信号として読み込み、入力信号編集ウインドウ１２に信号の識別子を表示する（ｃ）。一方、入力信号波形表示ウインドウ１１は、読み込んだ各入力信号の信号波形の表示に用いられる。
【選択図】図５

Description

本発明は、時系列データを処理する技術に関するものである。

音響や振動などの時系列信号を表す時系列データを処理する技術としては、時系列データに対して各種解析を行って解析結果を表示する技術や、時系列データに対してフィルタ処理などの各種信号処理を行って信号処理後の時系列データが表す信号波形を表示する技術が知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２）。
特開平08-338755号公報 特開平10-030938公報

さて、時系列データの信号処理や解析に汎用的に用いられる時系列データ処理システムは、時系列データに対して、多種多様な信号処理や解析が行えることが好ましいが、時系列データ処理システムに組み込める信号処理機能や解析機能には限界がある。
そして、このために、ユーザは、多様な処理を時系列データに対して簡易に行うことができなかった。
そこで、本発明は、多様な処理を時系列データに、ユーザがより簡易に施すことのできる時系列データ処理システムを提供することを課題とする。

前記課題達成のために、時系列信号を表す時系列データを処理する時系列データ処理システムを、記憶装置に記憶された複数の時系列データのうちから、ユーザから指定された１以上の時系列データを各々処理対象データとして読み込む時系列データ読込手段と、読み込まれた前記処理対象データが表す時系列信号の信号波形を表示する処理対象データ波形表示手段と、読み込まれた処理対象データのうちからユーザによって選択された処理対象データに、ユーザから指定された信号処理/解析を施し、信号処理/解析を施した結果得られた時系列データを処理結果データとして生成すると共に、当該処理結果データが表す時系列信号の信号波形を表示する信号処理/解析手段と、ユーザの処理結果データ読込要求に応じて、前記信号処理/解析手段が信号波形を表示している時系列信号を表す前記処理結果データを前記処理対象データとして読み込む、処理結果データ読込手段とを含めて構成したものである。

このような時系列データ処理システムによれば、ユーザは、時系列データ処理システムにおいて信号処理や解析の対象となる時系列データである処理対象データに所望の処理を施した結果を、当該処理の結果得られる処理結果データの表す時系列信号の信号波形の表示より確認しつつ、直ちに、当該処理結果データを、処理結果データ読込要求を発行するだけの簡易な操作で処理対象データとして読み込むことができる。

したがって、ユーザは、所望の信号処理や解析を組み合わせた処理を、簡易に処理対象データに、処理結果データを処理対象データとして読込ながら逐次的に施すことができるので、多様な処理を時系列データに容易に施すことができるようになる。
なお、このような時系列データ処理システムでは、前記時系列データ読込手段は、前記時系列データを所定のデータフォーマットのデータに変換した上で前記処理対象データとして読み込み、前記信号処理/解析手段において、前記処理対象データと同じデータフォーマットで生成するようにしてもよい。このようにすることにより、処理対象データと処理結果データを統一的に取り扱うことができると共に、処理結果データをデータフォーマットを変更することなく、そのまま処理対象データとして速やかに読み込むことができるようになる。

なお、以上の時系列データ処理システムは、コンピュータ上に当該コンピュータのコンピュータプログラムの実行によって具現化されるものであってよい。

以上のように、本発明によれば、多様な処理を時系列データに、ユーザがより簡易に施すことができるようになる。

以下、本発明の実施形態に係る時系列データ処理システムについて説明する。
時系列データ処理システムは、ハードウエア的には、CPUや、主記憶や、外部記憶装置や、キーボードやマウスなどの入力装置や、LCDなどの表示装置等の、汎用電子計算機としての一般的な構成を備えたコンピュータであり、CPUが外部記憶装置に予め格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、プロセス等として、その機能が具現化される。

図１に、このようにして具現化される時系列データ処理システムの機能構成を示す。
図示するように、機能的には、時系列データ処理システムは、表示装置１、入力装置２、記憶装置３、時系列データ処理部４を備えている。
ここで、時系列データ処理部４は、時系列データ処理システムが稼働するコンピュータのオペレーティングシステム上で稼働するアプリケーションプロセスである。
そして、地時系列データ処理部は、データファイル読込部４１、描画処理部４２、制御部４３、信号処理/解析部４４、データファイル書出部４５、表示装置１と入力装置２とを用いたユーザとの間のＧＵＩを処理するＧＵＩ処理部４６とを備えている。
次に、記憶装置３には、ｎ（ｎは自然数）チャネルの一次元時系列データを格納したオリジナルデータファイルと、時系列データ処理部４において信号処理や解析の対象とする入力信号を表す一次元時系列データを格納した入力信号ファイルと、演算結果信号ファイルと、入力信号ファイルや演算結果信号ファイルを管理するインデックスファイルと、入力信号や演算結果を表すデータを格納したエクスポートデータファイルが格納される。

ここで、演算結果信号ファイルには、時系列データ処理部４で入力信号に対して行った信号処理や解析の結果得られるｎ（ｎは自然数）チャネルの一次元時系列信号を形成する各チャネルの一次元時系列信号の各々（１チャネルの一次元時系列信号）である演算結果信号、または、時系列データ処理部４で入力信号に対して行った信号処理や解析の結果得られる非時系列信号である演算結果信号を表すデータが格納される。

ここで、図２に、インデックスファイルの構成例を示す。
インデックスファイルは、入力信号のグループや、演算結果信号のグループ毎に設けられる。
そして、各インデックスファイルには、グループの名称を表す信号グループ名、入力信号のグループであるのか演算結果信号のグループであるのかを表す信号グループ種別の他、グループ内の信号であって時系列信号である信号の管理情報を表す時系列信号データと、グループ内の信号であって非時系列信号である信号の管理情報を表す非時系列信号データとを格納することができる。

ただし、入力信号は全て１次元時系列データによって表される時系列信号であるので、入力信号の信号グループのインデックスファイルには、非時系列信号データは含まれない。
そして、時系列信号データには、信号グループに含まれる時系列信号である信号の数を表す信号数、信号情報リストが格納され、信号情報リストには、信号グループ内の時系列信号である信号毎に対応して設けた信号情報が登録される。そして、各信号情報には、対応する信号の信号名と、対応する信号の信号属性と、対応する信号の一次元時系列データが格納されたファイル（入力信号ファイル、または、一次元時系列信号である演算結果信号のデータを格納した演算結果信号ファイル）のロケーションを表すファイルパスが格納される。また、信号属性としては、対応する信号の一次元時系列データの、時間軸でない方の軸の単位やスケールを表す信号次元情報や、サンプル周波数や、信号の最大/最小値や、信号の開始/終了時刻や、サンプル数などが登録される。なお、入力信号の一次元系列データを格納した入力信号ファイルと、一次元時系列信号である演算結果信号の一次元系列データを格納した演算結果信号ファイルとは、同じファイルフォーマットで作成されており、同じ形式で表現された一次元時系列データを格納している。

次に、演算結果信号の信号グループのインデックスファイルには、非時系列信号データが含まれる場合があり、非時系列信号データには、時系列信号データと同様に、信号グループに含まれる非時系列信号である信号の数を表す信号数、信号情報リストが格納され、信号情報リストには、信号グループ内の非時系列信号である信号毎に対応して設けた信号情報が登録される。そして、各信号情報には、対応する信号の信号名と、対応する信号の各種属性を表す信号属性と、対応する信号のデータが格納されたファイル（一次元時系列信号でない演算結果信号のデータを格納した演算結果信号ファイル）のロケーションを表すファイルパスが格納される。

さて、図１に戻り、このような構成において、制御部４３は、各部の以下のような動作を制御する。
すなわち、制御部４３は、時系列データ処理システムが起動されると、ＧＵＩ制御部に、図３に示す時系列データ処理画面を表示装置１に表示させる。
図示するように、時系列データ処理画面は、入力信号波形表示ウインドウ１１、入力信号編集ウインドウ１２、各種処理メニューを表した処理メニューウインドウ１３、信号処理/解析結果表示ウインドウ１４より構成される。
そして、制御部４３は、処理メニューウインドウ１３のインポートメニューがユーザによって選択されたならば、オリジナルデータファイルの選択をユーザから受け付け、選択されたオリジナルデータファイルのインポート要求を、データファイル読込部４１に発行する。データファイル読込部４１は、インポート要求で指定されたオリジナルデータファイルに格納されている各チャネルの一次元時系列データを抽出して、抽出した各一次元時系列データを各々一つの入力信号ファイルとして記憶装置３に格納すると共に、このようにして一つのオリジナルデータファイルから作成された入力信号ファイルのグループを、一つの信号グループの入力信号ファイルのグループとして束ねるインデックスファイルを、必要に応じて、インデックスファイル作成に必要な情報の入力をユーザから受けながら作成する。

また、制御部４３は、記憶装置３に記憶された、信号グループ種別が入力信号のグループを表しているインデックスファイルを参照し、入力信号の各信号グループの信号グループ名の一覧を、入力信号編集ウインドウ１２のグループリストエリア１２１に表示する。また、グループリストエリア１２１で信号グループの選択を受け付け、選択された信号グループに属する入力信号の信号名の一覧を、選択された信号グループのインデックスファイルの各信号情報を参照して信号リストエリア１２２に表示する。

そして、信号リストエリア１２２を用いた入力信号のユーザの選択を受け付け、選択を受け付けた入力信号を選択状態に設定する。
また、ユーザ操作に応じて、選択状態にある入力信号の表示トラックの割り当てを描画処理部４２に要求する。
描画処理部４２は、表示トラックの割り当てを要求されると、選択状態にある入力信号に、ユーザ操作に応じて入力信号波形表示ウインドウ１１上の表示トラック１１１を割り当てる。なお、一つの表示トラック１１１には複数の入力信号を割り当てることも可能である。また、描画処理部４２は、各表示トラック１１１に当該表示トラック１１１に割り当てた入力信号の、ユーザから選択された表示時間帯の信号波形を表示する。また、描画処理部４２は、ルーラ１１２上のスライダ１１３で指定された時間帯１１５を選択時間帯として設定する他、全体波形表示エリア１１４に、選択状態にある入力信号の全時間帯の信号波形や、全時間帯中における表示時間帯や選択時間帯の範囲の表示を行う。

また、制御部４３は、処理メニューウインドウ１３の信号処理や信号解析用のメニューがユーザによって選択されたならば、選択状態にある入力信号の選択されたメニューに応じた信号処理や信号解析の実行を信号処理/解析部４４に要求する。
要求を受けた信号処理/解析部４４は、要求された信号処理や信号解析を選択状態にある入力信号の選択時間帯の部分に対して実行し、信号処理や解析の結果得られた１または複数の演算結果信号のデータを各々演算結果信号ファイルとして記憶装置３に格納すると共に、格納した各演算結果信号ファイルを、演算結果信号の一つの信号グループの演算結果信号ファイルとして束ねるインデックスファイルを記憶装置３上に作成し、各演算結果信号ファイルの信号情報等を登録する。また、新たな信号処理/解析結果表示ウインドウ１４を設定し、設定した信号処理/解析結果表示ウインドウ１４内に、所定の演算結果信号を表示する。また、ユーザ操作に応じて表示する演算結果信号の切り替えなども行う。

また、制御部４３は、処理メニューウインドウ１３のエクスポートメニューがユーザによって選択されたならば、ユーザによって選択された入力信号や演算結果信号や信号グループのエクスポート要求をデータファイル書出部４５に発行する。データファイル書出部４５は、エクスポート要求で指定された信号や信号グループのデータを、ユーザ指定のファイルフォーマットでエクスポートデータファイルとして記憶装置３に書き出す。

また、制御部４３は、以上のような入力信号編集ウインドウ１２のユーザ操作に応じて、新規信号グループの作成や入力信号の消去や入力信号の所属グループの変更などの、信号グループの編集を行い、編集結果を当該信号グループのインデックスファイルに反映する。

さて、本実施形態では、このような時系列データ処理システムは、ユーザ操作に応じて、信号処理/解析結果表示ウインドウ１４に表示された一次元時列信号である演算結果信号を入力信号として読み込むこともできる。
以下、この演算結果信号を入力信号として読み込む動作について説明する。
図４ａに、信号処理/解析部４４が、演算結果信号の入力信号としての組込のために行う読込処理の手順を示す。ここで、この読込処理は、信号処理/解析結果表示ウインドウ１４上で、ユーザから演算結果信号の読込が指示された場合に実行される。
図示するように、この処理では、信号処理/解析部４４は、信号処理/解析結果表示ウインドウ１４に表示している一次元時列信号である演算結果信号、または、信号処理/解析結果表示ウインドウ１４に表示している演算結果信号のうちからユーザによって選択された一次元時列信号である演算結果信号を読込対象信号とし、読込対象信号である演算結果信号が属する信号グループのインデックスファイルに格納されている、読込対象信号である演算結果信号の信号情報を抽出する（ステップ４０２）。

そして、抽出した信号情報を対象信号情報とする信号読込要求を制御部４３に発行し（ステップ４０４）、処理を終了する。
一方、制御部４３は、信号読込要求を受けると図４ｂに示す信号読込処理を実行する。
図示するようにこの信号読込処理において制御部４３は、対象信号情報に含まれるファイルパスが示す演算結果信号ファイルをコピーして新たな入力信号ファイルを作成する（ステップ４５２）。
そして、新たなインデックスファイルを記憶装置３上に作成し、作成した入力信号ファイルの情報を登録する。ここで、インデックスファイルの、作成した入力信号ファイルの信号情報としては、新規な信号名と、対象信号情報の信号属性とを登録すると共に、作成した入力信号ファイルのファイルパスを信号ファイルパスとして登録する（ステップ４５４）。

そして、処理を終了する。
ここで以上のような信号処理/解析部４４の読込処理と制御部４３の信号読込処理によって行われる演算結果信号の入力信号としての読み込み動作の例を図５に示す。
時系列データ処理画面が図３に示した状態にあるときに、ユーザが、入力信号SIG002とSIG003を選択した上で、処理メニューウインドウ１３の信号処理用のメニューの一つである移動平均メニューを選択すると、信号処理/解析部４４によって、入力信号SIG002とSIG003の選択時間帯部分に時間軸方向の移動平均処理を施した二つの移動平均信号が各々演算結果信号として生成され、その波形が図５ａに示すように、新たに設定された信号処理/解析結果表示ウインドウ１４に表示される。そして、ユーザが、図示するようにSIG003の移動平均信号を選択した上で、図５ｂに示すように、信号処理/解析結果表示ウインドウ１４に設けた読込ボタン１４１が操作すると、SIG003の移動平均信号が入力信号SIG005とされ、この入力信号SIG005が属する入力信号の信号グループDATAG#4が作成される。

そして、図５ｃに示すように、入力信号編集ウインドウ１２に、作成した信号グループDATAG#4が追加される。また、この後に、ユーザによって、この信号グループDATAG#4の入力信号SIG005への表示トラック１１１の割り当てが行われると、図示するように入力信号SIG005の波形が入力信号波形表示ウインドウ１１の表示トラック１１１に表示される。

次に、図６に演算結果信号を入力信号として読み込む動作の他の例を示す。
時系列データ処理画面が図３に示した状態にあるときに、ユーザが入力信号をSIG001を選択した上で、処理メニューウインドウ１３の信号解析用のメニューの一つであるパワースペクトルを選択すると、信号処理/解析部４４によって、入力信号SIG001の各周波数帯域の選択時間帯内のパワーの時間変化を表す時系列信号が各々演算結果信号として生成される。また、このような各周波数帯域のパワーの時系列信号に基づいて求めた入力信号SIG001の選択時間帯の各周波数帯域のパワーの分布を示すパワースペクトル信号も演算結果信号として生成される。そして、信号処理/解析部４４によって、図６ａに示すように、新たに設定された信号処理/解析結果表示ウインドウ１４に、演算結果信号の一つとして生成されたパワースペクトル信号が表示される。

そして、この信号処理/解析結果表示ウインドウ１４上で、図示するように、ユーザが1kHz帯を選択し、信号処理/解析結果表示ウインドウ１４に設けた個別表示ボタン１４２を操作すると、図６ｂに示すように、演算結果信号として生成されている1kHz帯のパワーの時系列信号の波形表示に、信号処理/解析結果表示ウインドウ１４の表示が切り替わる。また、信号処理/解析結果表示ウインドウ１４には、読込ボタン１４１が表示される。

そして、この状態において、ユーザが、設けた読込ボタン１４１が操作すると、1kHz帯のパワーの時系列信号が入力信号SIG005とされ、この入力信号SIG005が属する入力信号の信号グループDATAG#4が作成される。
そして、図６ｃに示すように、入力信号編集ウインドウ１２に、作成した信号グループDATAG#4が追加される。また、この後に、ユーザによって、この信号グループDATAG#4の入力信号SIG005への表示トラック１１１の割り当てが行われると、図示するように入力信号SIG005の波形が入力信号波形表示ウインドウ１１の表示トラック１１１に表示される。

以上、本発明の実施形態について説明した。
以上のように、本実施形態に係る時系列データ処理システムによれば、ユーザは、入力信号に信号処理/解析を施した結果であるところの演算結果信号を表示した信号処理/解析結果表示ウインドウ１４に設けられている読込ボタン１４１を操作するだけで、当該演算結果信号を入力信号として読み込んで、他の入力信号同様に波形を表示したり、信号処理/解析を施すことができるようになる。

よって、ユーザは、所望の信号処理や解析を組み合わせた処理を、入力信号に対して、上述のように演算結果信号を入力信号として読み込ませながら逐次的に施すことができるので、多様な処理を入力信号を表す一次元時系列データに対して容易に施すことができるようになる。

また、本実施形態では、同じフォーマットで、入力信号の一次元時系列データを格納した入力信号ファイルと、演算結果信号の一次元時系列データを格納した演算結果信号ファイルを作成すると共に、同じフォーマットのインデックスファイルでこれらファイルの情報を管理しているので、簡易かつすみやかに演算結果信号を入力信号として読み込むことができる。

本発明の実施形態に係る時系列処理システムの機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る時系列処理システムが処理する時系列データの管理構造を示す図である。 本発明の実施形態に係る時系列処理システムが表示する時系列データ処理画面を示す図である。 本発明の実施形態に係る読込処理と信号読込処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る時系列処理システムの処理例を示す図である。 本発明の実施形態に係る時系列処理システムの処理例を示す図である。

符号の説明

１…表示装置、２…入力装置、３…記憶装置、４…時系列データ処理部、１１…入力信号波形表示ウインドウ、１２…入力信号編集ウインドウ、１３…処理メニューウインドウ、１４…解析結果表示ウインドウ、４１…データファイル読込部、４２…描画処理部、４３…制御部、４４…解析部、４５…データファイル書出部、４６…ＧＵＩ処理部、１１１…表示トラック、１１２…ルーラ、１１３…スライダ、１１４…全体波形表示エリア、１２１…グループリストエリア、１２２…信号リストエリア、１４１…読込ボタン。

Claims (4)

1. 時系列信号を表す時系列データを処理する時系列データ処理システムであって、
   記憶装置に記憶された複数の時系列データのうちから、ユーザから指定された１以上の時系列データを各々処理対象データとして読み込む時系列データ読込手段と、
   読み込まれた前記処理対象データが表す時系列信号の信号波形を表示する処理対象データ波形表示手段と、
   読み込まれた処理対象データのうちからユーザによって選択された処理対象データに、ユーザから指定された信号処理/解析を施し、信号処理/解析を施した結果得られた時系列データを処理結果データとして生成すると共に、当該処理結果データが表す時系列信号の信号波形を表示する信号処理/解析手段と、
   ユーザの処理結果データ読込要求に応じて、前記信号処理/解析手段が信号波形を表示している時系列信号を表す前記処理結果データを前記処理対象データとして読み込む、処理結果データ読込手段とを有することを特徴とする時系列データ処理システム。
2. 請求項１記載の時系列データ処理システムであって、
   前記時系列データ読込手段は、前記時系列データを所定のデータフォーマットのデータに変換した上で前記処理対象データとして読み込み、
   前記信号処理/解析手段は、前記処理対象データと同じデータフォーマットで、前記処理結果データを生成することを特徴とする時系列データ処理システム。
3. コンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
   前記コンピュータを、
   記憶装置に記憶された複数の時系列データのうちから、ユーザから指定された１以上の時系列データを各々処理対象データとして読み込む時系列データ読込手段と、
   読み込まれた前記処理対象データが表す時系列信号の信号波形を表示する処理対象データ波形表示手段と、
   読み込まれた処理対象データのうちからユーザによって選択された処理対象データに、ユーザから指定された信号処理/解析を施し、信号処理/解析を施した結果得られた時系列データを処理結果データとして生成すると共に、当該処理結果データが表す時系列信号の信号波形を表示する信号処理/解析手段と、
   ユーザの処理結果データ読込要求に応じて、前記信号処理/解析手段が信号波形を表示している時系列信号を表す前記処理結果データを前記処理対象データとして読み込む、処理結果データ読込手段として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
4. 請求項３記載のコンピュータプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。