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JP3468554B2 - Vibration data analysis method and device - Google Patents
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JP3468554B2 - Vibration data analysis method and device - Google Patents

Vibration data analysis method and device

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JP3468554B2
JP3468554B2 JP23846093A JP23846093A JP3468554B2 JP 3468554 B2 JP3468554 B2 JP 3468554B2 JP 23846093 A JP23846093 A JP 23846093A JP 23846093 A JP23846093 A JP 23846093A JP 3468554 B2 JP3468554 B2 JP 3468554B2
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哲也 木村
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は信号解析方法に係わり、
特に脳電気生理において得られる脳電位振動データの解
析方法に関する。
The present invention relates to a signal analysis method,
In particular, it relates to a method of analyzing brain potential oscillation data obtained in brain electrophysiology.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、生物が刺激に対して情報処理を
行う場合には、脳電位振動の振動パターンが変化する。
従って、生物の情報処理過程を解明するには脳の情報処
理過程を推論する必要があり、脳電気生理において得ら
れる脳電位振動の時系列データの解析が極めて重要とな
る。
2. Description of the Related Art Generally, when an organism processes information with respect to a stimulus, the vibration pattern of brain potential vibration changes.
Therefore, it is necessary to infer the information processing process of the brain in order to elucidate the information processing process of the organism, and the analysis of the time series data of the brain potential oscillation obtained in the brain electrophysiology becomes extremely important.

【0003】脳電位振動の振動パターンを特徴付けるパ
ラメータは振動の周期と各振動波形であるが、従来は、
生体から直接得られる振動データを用いて振動パターン
の変化の解析を行っていた。しかしながら、その振動パ
ターンの変化は微妙なものが多く、人によって判断が異
なっていた。従って、生物に与える刺激と振動パターン
の変化の関係を定量的に解析する必要がある。
The parameters that characterize the vibration pattern of brain potential vibration are the cycle of vibration and each vibration waveform.
Analysis of changes in vibration patterns was performed using vibration data obtained directly from the living body. However, the change in the vibration pattern is often subtle, and the judgment differs depending on the person. Therefore, it is necessary to quantitatively analyze the relationship between the stimulus given to the living thing and the change in the vibration pattern.

【0004】一般に、各種の信号データの解析にはいわ
ゆるフーリエ変換を中心するデータ解析方法が用いられ
ることが多い。しかしながら、脳電位振動データのよう
に周期的でなくかつ定常的でないデータについて、従来
のフーリエ変換等の定常データを対象としたデータ解析
方法を適用するのは、定量的議論をする上で無理があ
り、定性的な議論に偏りがちであった。
Generally, a data analysis method centered on so-called Fourier transform is often used for analysis of various signal data. However, it is not possible in quantitative discussion to apply the conventional data analysis method for steady data such as Fourier transform to non-periodic and non-stationary data such as brain potential oscillation data. Yes, and tended to be biased towards qualitative discussions.

【0005】そこで、このような非周期かつ非定常デー
タをも扱うことができる手法として、いわゆるウェーブ
レット変換による方法が近年注目されている。この方法
によれば、原理的には、振動の周期や振動波形の時間的
変化を定量的に扱える変換を行うことができる。
Therefore, as a method capable of handling such non-periodic and non-stationary data, a method based on so-called wavelet transform has been receiving attention in recent years. According to this method, in principle, it is possible to perform conversion that can quantitatively handle the period of vibration and temporal changes in the vibration waveform.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ウェーブレット変換による方法では、脳電位振動データ
の変化を変換結果から直接定量分析できる程度にまで十
分な変換は行うことができず、生物に与える刺激と振動
パターンの変化の関係を脳電位振動データから定量的に
解析することが困難であった。
However, in the conventional method using the wavelet transform, it is not possible to perform a sufficient conversion to the extent that the change in the brain potential oscillation data can be directly quantitatively analyzed from the conversion result, and the stimulus given to the organism is stimulated. It was difficult to quantitatively analyze the relationship between changes in the vibration pattern and brain vibration data.

【0007】この発明は、係る課題を解決するためにな
されたものであり、電位振動データの振動パターンを定
量的に解析することができる方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus capable of quantitatively analyzing a vibration pattern of potential vibration data.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る振動データの解析方法は、得られた電位振動の時系列
データをディジタル変換するA/D変換ステップと、デ
ィジタル変換された電位振動データについて、所定の数
値計算によりデータ変換を行う演算ステップと、変換さ
れたデータを出力する出力ステップと、を含み、前記演
算ステップは、少なくとも、(i) 前記A/D変換ステッ
プでディジタル変換された電位振動の時系列データを読
み込むステップと、(ii)基本ウェーブレットデータ列を
読み込むステップと、(iii) 読み込んだ基本ウェーブレ
ットデータ列を所定のルールに従って並び換えるステッ
プと、(iv)読み込んだ時系列データと並び変えた基本ウ
ェーブレットデータ列との内積を計算するステップと、
を含むことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for analyzing vibration data , comprising: an A / D conversion step for digitally converting the obtained time series data of potential vibrations ; and a digital conversion. The potential oscillation data, the calculation step of performing data conversion by a predetermined numerical calculation, and the output step of outputting the converted data, the calculation step, at least, (i) the A / D conversion step The step of reading the time series data of the potential oscillation digitally converted in step (ii), the step of reading the basic wavelet data string, (iii) the step of rearranging the read basic wavelet data string according to a predetermined rule, and (iv) A step of calculating the inner product of the read time series data and the rearranged basic wavelet data sequence,
It is characterized by including.

【0009】請求項2記載の発明に係る振動データの解
析装置は、被測定対象から電位振動の時系列データを得
るデータ取得手段と、得られた電位振動データをディジ
タル変換するA/D変換手段と、ディジタル変換された
電位振動データについて、所定の数値計算によりデータ
変換を行う演算手段と、変換されたデータを出力する出
力手段と、を備え、前記演算手段は、少なくとも、(i)
前記アナログ・ディジタル変換手段によりディジタル変
換された電位振動の時系列データを読み込む手段と、(i
i)基本ウェーブレットデータ列を読み込む手段と、(ii
i) 読み込んだ基本ウェーブレットデータ列を所定のル
ールに従って並び換える手段と、(iv)読み込んだ時系列
データと並び変えた基本ウェーブレットデータ列との内
積を計算する演算手段と、を具備することを特徴とする
ものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for analyzing vibration data, which comprises a data acquisition means for obtaining time series data of potential vibration from an object to be measured, and an A / D conversion means for digitally converting the obtained potential vibration data. A digitally converted potential oscillation data, arithmetic means for performing data conversion by predetermined numerical calculation, and output means for outputting the converted data, the arithmetic means is at least (i)
Means for reading the time series data of the potential oscillation digitally converted by the analog / digital converting means, and (i
(i) a means for reading the basic wavelet data sequence, and (ii)
i) A means for rearranging the read basic wavelet data sequence according to a predetermined rule, and (iv) an arithmetic means for calculating an inner product of the read time-series data and the rearranged basic wavelet data sequence. It is what

【0010】[0010]

【作用】この発明では、基本ウェーブレットデータ列を
所定のルールに従って並び換えたうえで、これとディジ
タル変換された電位振動の時系列データとの内積が計算
され、出力される。
According to the present invention, the basic wavelet data sequence is rearranged according to a predetermined rule, and the inner product of this sequence and the digitally converted time series data of the potential oscillation is calculated and output.

【0011】[0011]

【実施例】以下図面に基づき本発明を詳細に説明する。
本実施例では、本発明の振動データ解析方法をナメクジ
の脳電位振動データに適用するために構成された脳電位
振動解析装置を例に説明する。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
In this embodiment, an electroencephalographic vibration analysis apparatus configured to apply the vibration data analysis method of the present invention to slug brain potential oscillation data will be described as an example.

【0012】図1は、本発明の一実施例における脳電位
振動データ解析装置の全体構成を表わしたものである。
この装置は、ナメクジの脳電位の振動を測定するための
電位振動測定器11と、この電位振動測定器11から得
られたアナログの脳電位振動データをディジタル値に変
換するアナログ・ディジタル(A/D)コンバータ12
と、このA/Dコンバータ12から出力される脳電位の
時系列データf(ti)に対して所定の数値計算を行う
ことでデータ変換を行う演算部13と、この演算部13
から出力された結果を画面上に出力するCRTディスプ
レイ14と、演算部13から出力された結果をプリント
出力するためのプリンタ15と、演算部13における数
値計算に必要な演算パラメータ等を入力するためのキー
ボード16と、数値計算に必要な後述する基本ウェーブ
レットデータ列(基本ウェーブレット基底関数)の数値
データが格納されたメモリ17と、により構成されてい
る。
FIG. 1 shows the overall configuration of an electroencephalographic vibration data analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
This device is a potential oscillation measuring device 11 for measuring the oscillation of slug brain potential, and an analog digital (A / A / A) for converting analog brain potential oscillation data obtained from this potential oscillation measuring device 11 into a digital value. D) Converter 12
And an arithmetic unit 13 for performing data conversion by performing a predetermined numerical calculation on the time series data f (ti) of the brain potential output from the A / D converter 12, and the arithmetic unit 13.
For inputting a CRT display 14 that outputs the result output from the computer on a screen, a printer 15 that prints out the result output from the operation unit 13, and operation parameters necessary for numerical calculation in the operation unit 13. Keyboard 16 and a memory 17 in which numerical data of a basic wavelet data string (basic wavelet basis function), which will be described later, necessary for numerical calculation is stored.

【0013】図2は、本実施例で測定対象としたナメク
ジの脳電位振動を測定するための配置図を表したもので
あり、図1の電位振動測定器11及びその周辺構成部に
対応する。この図に示すように、接地された生理食塩水
22を入れた容器21内にナメクジの脳神経節23を置
き、隔壁28の穴を通して神経束24を別の部屋まで延
ばし、この部屋に匂い受容部である嗅上皮25を置く。
脳神経節23に差し込まれた吸引式の測定電極26は、
参照電極27とともに前置増幅器31に接続される。脳
神経節23には微弱な一定の脳電位振動が生じており、
嗅上皮25に匂い刺激が与えられると、この電位振動が
変化する。これらは前置増幅器31に入力され増幅され
る。前置増幅器31の出力はPCMレコーダ32を経て
A/Dコンバータ12でディジタル変換され、図1の演
算部13に入力される。
FIG. 2 is a layout diagram for measuring brain potential oscillations of slugs, which is the object of measurement in this embodiment, and corresponds to the potential oscillation measuring device 11 and its peripheral components in FIG. . As shown in this figure, a slug cranial ganglion 23 is placed in a container 21 containing a grounded physiological saline solution 22, and a nerve bundle 24 is extended to another room through a hole in a partition wall 28. The olfactory epithelium 25 is placed.
The suction-type measurement electrode 26 inserted into the cranial ganglion 23 is
It is connected to the preamplifier 31 together with the reference electrode 27. In the cerebral ganglion 23, a weak constant brain potential oscillation occurs,
When an odor stimulus is given to the olfactory epithelium 25, this potential oscillation changes. These are input to the preamplifier 31 and amplified. The output of the preamplifier 31 is digitally converted by the A / D converter 12 via the PCM recorder 32 and input to the arithmetic unit 13 of FIG.

【0014】以上のような構成の脳電位振動データ解析
装置の動作を説明する。まず、図3とともに、データ変
換処理全体の流れを説明する。
The operation of the brain potential vibration data analysis apparatus having the above configuration will be described. First, the flow of the entire data conversion process will be described with reference to FIG.

【0015】図3において、電位振動測定器11からナ
メクジの脳電位振動時系列データが入力されると(ステ
ップS101)、A/D変換器12はこのアナログデー
タをディジタル値に変換し(ステップS102)、演算
部13に出力する。
In FIG. 3, when slug brain potential oscillation time series data is input from the potential oscillation measuring device 11 (step S101), the A / D converter 12 converts this analog data into a digital value (step S102). ), And output to the calculation unit 13.

【0016】演算部13では、メモリ17に格納された
基本ウェーブレットデータ列を所定のルールで並べ換え
た上で、これとディジタル変換された脳電位振動時系列
データとの内積を計算することにより、脳電位振動時系
列データの変換(ここでは、この変換を擬ウェーブレッ
ト変換と呼ぶことにする)を行い(ステップS10
3)、その結果を出力する(ステップS104)。出力
されたデータは、CRTディスプレイ14あるいはプリ
ンタ15により出力表示される(ステップS105)。
そして、この変換結果から、脳電位振動の振動パターン
の変化のパラメータが定量的に抽出可能となる(ステッ
プS106)。
The computing unit 13 rearranges the basic wavelet data sequence stored in the memory 17 according to a predetermined rule, and then calculates the inner product of this sequence and the digitally converted brain potential oscillation time series data. The potential oscillation time series data is converted (here, this conversion is referred to as pseudo wavelet conversion) (step S10).
3), and outputs the result (step S104). The output data is output and displayed by the CRT display 14 or the printer 15 (step S105).
Then, from this conversion result, the parameter of the change in the vibration pattern of the brain potential vibration can be quantitatively extracted (step S106).

【0017】次に、演算部13における数値計算の内容
を図4とともにさらに詳細に説明する。
Next, the contents of the numerical calculation in the arithmetic unit 13 will be described in more detail with reference to FIG.

【0018】図4において、まず、A/Dコンバータ1
2から脳電位振動時系列データf(j)を読み込むとと
もに(ステップS201)、メモリ17から基本ウェー
ブレットデータ列g(i)を読み込む(ステップS20
2)。ここに、f(j)は、例えば図5に示すようなデ
ィジタル変換された時間対電位データであり、jはサン
プリングポイントを示す整数である。ここで、DTT=
1/(サンプリング周波数)とすると、j=〔t/DT
T〕である。従って、例えばサンプリング周波数が1K
Hzとすると、データの時刻10秒はj=10000に
対応する。
In FIG. 4, first, the A / D converter 1
2, the brain potential oscillation time series data f (j) is read (step S201), and the basic wavelet data string g (i) is read from the memory 17 (step S20).
2). Here, f (j) is, for example, digitally converted time-versus-potential data as shown in FIG. 5, and j is an integer indicating a sampling point. Where DTT =
If 1 / (sampling frequency), then j = [t / DT
T]. Therefore, for example, the sampling frequency is 1K
If Hz, the time 10 seconds of the data corresponds to j = 10000.

【0019】次に、基本ウェーブレットデータ列g
(i)を、次のルールに従って並び換える(ステップS
203)。
Next, the basic wavelet data string g
(I) is rearranged according to the following rule (step S
203).

【0020】 並び換え前 並び換え後 gI (k) −−> t(2k−1) 5.0−t(251+k)−−> t(2k) gI (250+k) −−> gR (2k−1) t(251+k) −−> gR (2k) 251+k −−> gI (2k−1) gR (2k) −−> gI (2k) ここに、gR (k)、gI (k)はそれぞれ、ウェーブ
レット変換の基底関数となる基本ウェーブレットデータ
列g(i)の実部及び虚部を示し、例えば図6に示すよ
うな形の局在関数を用いることができる。ここに、k=
整数である。なお、後述する内積計算に際しては、基本
ウェーブレットデータ列g(i)のデータポイントiを
時間tのスケールに合わせ込む必要があり、これを次の
(1)式を用いて行う。
Before rearrangement After rearrangement gI (k)-> t (2k-1) 5.0-t (251 + k)-> t (2k) gI (250 + k)-> gR (2k-1) t (251 + k)-> gR (2k) 251 + k-> gI (2k-1) gR (2k)-> gI (2k) where gR (k) and gI (k) are the wavelet transforms, respectively. The real part and the imaginary part of the basic wavelet data sequence g (i), which is a basis function, are shown, and for example, a localized function having a shape as shown in FIG. 6 can be used. Where k =
It is an integer. In the inner product calculation described later, it is necessary to match the data point i of the basic wavelet data string g (i) to the scale of time t, and this is performed using the following equation (1).

【0021】 t(i)=(i/500)−0.5 ……(1) 次に、上記ルールに従って並べ換えが行われたウェーブ
レットデータ列g(i)と脳電位振動時系列データf
(j)との内積計算を、次の(2)、(3)式に従って
iについて行う(ステップS204)。
T (i) = (i / 500) −0.5 (1) Next, the wavelet data sequence g (i) rearranged according to the above rule and the brain potential oscillation time series data f
The inner product with (j) is calculated for i according to the following equations (2) and (3) (step S204).

【0022】 TR (m,k)=ΣfJ (m,k,i)・gR (i)・〔t(m,k,i)− t(m,k,i−1)〕……(2) TI (m,k)=ΣfJ (m,k,i)・gI (i)・〔t(m,k,i)− t(m,k,i−1)〕……(3) ここに、TR (m,k)、TI (m,k)はそれぞれ、
実部gR (i)及び虚部gI (i)についての変換値で
あり、 t(m,k,i)=t(i)/s(m)+tS(k), fJ (m,k,i)=f(j), j=〔t(m,k,i)/DTT〕, である。ただし、s(m)はスケール変数、tS(k)
はシフト変数、mは整数である。
TR (m, k) = ΣfJ (m, k, i) · gR (i) · [t (m, k, i) −t (m, k, i−1)] (2) TI (m, k) = ΣfJ (m, k, i) .gI (i). [T (m, k, i) -t (m, k, i-1)] ... (3) where: TR (m, k) and TI (m, k) are
It is a conversion value for the real part gR (i) and the imaginary part gI (i), and t (m, k, i) = t (i) / s (m) + tS (k), fJ (m, k, i). ) = F (j), j = [t (m, k, i) / DTT]. However, s (m) is a scale variable and tS (k)
Is a shift variable and m is an integer.

【0023】そして、(2),(3)式から、次の
(4)式により位相成分θ(m,k)を計算し、その結
果を出力する(ステップS205)。
Then, the phase component θ (m, k) is calculated from the equations (2) and (3) by the following equation (4), and the result is output (step S205).

【0024】 θ(m,k)=(1/π)tan-1〔TI (m,k)/TR (m,k)〕 ……(4) 次に、以上の手順によりデータ変換を行った結果を図7
〜図15とともに説明する。
Θ (m, k) = (1 / π) tan-1 [TI (m, k) / TR (m, k)] (4) Next, data conversion was performed by the above procedure. Figure 7
~ It demonstrates with FIG.

【0025】図7〜図9は、ナメクジに匂い刺激を与え
ない状態で得られた脳電位振動データを変換した結果を
表したものである。ここで、図7(A)は変換前の脳電
位振動データを示し、同図(B)はこれを擬ウェーブレ
ット変換して得られたデータである。(B)において、
横軸はシフト変数tS(k)、縦軸はスケール変数s
(m)を示す。また、色の濃淡は位相成分θの高低を示
し、濃い所ほど低く、薄い所ほど高くなっていることを
示す。また、図8(A)及び(B),(C),(D)は
それぞれ、図7(B)の(1−a),(1−b),(1
−c)における断面を示す。ここに、(B)は(A)の
底部を高さ軸θ方向に拡大して表したものである。そし
て、図9は図7(B)の矢印方向から見た鳥瞰図であ
る。
7 to 9 show the results of conversion of brain potential oscillation data obtained in a state where no scent stimulation was given to slugs. Here, FIG. 7 (A) shows the brain potential oscillation data before conversion, and FIG. 7 (B) is the data obtained by quasi-wavelet conversion thereof. In (B),
The horizontal axis represents the shift variable tS (k), and the vertical axis represents the scale variable s.
(M) is shown. Further, the lightness and darkness of the color indicates the height of the phase component θ, that is, the darker the area is, the lighter the area is. Further, FIGS. 8A and 8B, 8C, and 8D are respectively (1-a), (1-b), and (1) in FIG. 7B.
-C) shows a cross section. Here, (B) is an enlarged view of the bottom of (A) in the direction of the height axis θ. And FIG. 9 is a bird's-eye view seen from the arrow direction of FIG.

【0026】図10〜図12は、ナメクジに匂い刺激を
与えた前後において得られた脳電位振動データを変換し
た結果を表したものである。ここで、図10(A)は変
換前の脳電位振動データを示し、同図(B)はこれを擬
ウェーブレット変換して得られたデータである。横軸、
縦軸、及び色の濃淡については、図7(B)と同一の内
容である。また、図11(A)及び(B),(C),
(D)はそれぞれ、図10(B)の(2−a),(2−
b),(2−c)における断面を示す。そして、図12
は図10(B)の矢印方向から見た鳥瞰図である。
FIGS. 10 to 12 show the results of conversion of the brain potential oscillation data obtained before and after the slug was given an odor stimulus. Here, FIG. 10 (A) shows the brain potential oscillation data before conversion, and FIG. 10 (B) is the data obtained by quasi-wavelet conversion thereof. Horizontal axis,
The vertical axis and the shading of the color have the same contents as in FIG. 11 (A) and (B), (C),
10D shows (2-a) and (2-) in FIG. 10B, respectively.
The cross section in (b) and (2-c) is shown. And FIG.
Is a bird's-eye view as seen from the direction of the arrow in FIG.

【0027】図13〜図15は、ナメクジに匂い刺激を
与えた後において得られた脳電位振動データを変換した
結果を表したものである。ここで、図13(A)は変換
前の脳電位振動データを示し、同図(B)はこれを擬ウ
ェーブレット変換して得られたデータである。横軸、縦
軸、及び色の濃淡については、図7(B)と同一の内容
である。また、図14(A)及び(B),(C),
(D)はそれぞれ、図13(B)の(3−a),(3−
b),(3−c)における断面を示す。そして、図15
は図13(B)の矢印方向から見た鳥瞰図である。
FIGS. 13 to 15 show the results of conversion of brain potential oscillation data obtained after scent stimulation was applied to slugs. Here, FIG. 13 (A) shows the brain potential oscillation data before conversion, and FIG. 13 (B) is the data obtained by pseudo wavelet conversion of this. The horizontal axis, the vertical axis, and the shading of the color have the same contents as in FIG. 14 (A) and (B), (C),
13D shows (3-a) and (3-) in FIG. 13B, respectively.
The cross section in (b) and (3-c) is shown. And in FIG.
Is a bird's-eye view as seen from the direction of the arrow in FIG.

【0028】図16〜図18は、従来のウェーブレット
変換による手法、すなわち基本ウェーブレットデータ列
の並べ換えを行わずにナメクジの脳電位振動を解析した
結果を表したものである。図16において、(A)はナ
メクジの脳電位振動データを示し、横軸は時間(秒)、
縦軸は電位を表している。(B)はこの脳電位振動デー
タを従来のウェ−ブレット変換により変換した結果を示
し、横軸、縦軸、及び色の濃淡については、図7(B)
と同一の内容である。また、図17(A),(B),
(C),(D)はそれぞれ、図16(B)の(a),
(b),(c),(d)における断面を示す。そして、
図17は図16(B)の矢印方向から見た鳥瞰図であ
る。
FIG. 16 to FIG. 18 show the results of the conventional wavelet transform method, that is, the analysis of the brain potential oscillations of slugs without rearrangement of the basic wavelet data sequence. In FIG. 16, (A) shows brain potential oscillation data of slugs, the horizontal axis represents time (seconds),
The vertical axis represents the potential. 7B shows the result of converting the brain potential oscillation data by the conventional wavelet conversion, and FIG. 7B shows the results of the horizontal axis, the vertical axis, and the shading of color.
It has the same contents as. 17 (A), (B),
(C) and (D) are respectively (a) and (a) of FIG. 16 (B).
The section in (b), (c), (d) is shown. And
FIG. 17 is a bird's-eye view as seen from the direction of the arrow in FIG.

【0029】以上のデータから明らかなように、従来の
ウェーブレット変換による解析では、図16(b)に示
すように、変換結果が極めて複雑な形状を示している。
従って、元の脳電位振動データに突発的な変化が生じた
としても、これを抽出することは極めて困難である。
As is clear from the above data, in the analysis by the conventional wavelet transform, the transform result shows an extremely complicated shape as shown in FIG. 16 (b).
Therefore, even if there is a sudden change in the original brain potential oscillation data, it is extremely difficult to extract this.

【0030】これに対し、本実施例による擬ウェーブレ
ット変換においては、特に図8(B),(C)と図14
(B),(C)との比較から判るように、匂い刺激によ
って生じた脳電位振動の変化を明瞭に認めることがで
き、また、各振動波形の立ち上がり及び立ち下がりの時
刻が、例えば図8のデータから一義的に把握することが
できる。
On the other hand, in the pseudo wavelet transform according to this embodiment, in particular, FIGS. 8 (B), (C) and FIG.
As can be seen from the comparison with (B) and (C), the change in brain potential oscillation caused by the odor stimulus can be clearly recognized, and the rise and fall times of each oscillation waveform are, for example, as shown in FIG. It can be uniquely understood from the data.

【0031】従来技術の項で説明したように、フーリエ
変換では定常データしか扱うことができないが、これは
基底関数であるexp(−jωT)が“非局在関数”、
すなわち無限に続く周期関数であるからである。逆に、
本発明に係る擬ウェーブレット変換あるいはウェーブレ
ット変換では、基底関数が“局在関数”、すなわちある
有限な時間の間だけg(ti )がある値を有しそれ以外
の時刻ではすべて“0”となるような関数、であるた
め、非定常データを扱うことができる。さらに、本発明
に係る擬ウェーブレット変換では、ウェーブレット変換
と異なり、基底関数のデータ列の並び換えを行うため、
この手順により、従来のウェーブレット変換では得られ
なかった変換結果を得ることができた。
As described in the section of the prior art, the Fourier transform can handle only stationary data, but the exponential function exp (-jωT) is a "delocalization function".
That is, it is an infinitely continuous periodic function. vice versa,
In the pseudo wavelet transform or wavelet transform according to the present invention, the basis function is a "localized function", that is, g (ti) has a certain value for a certain finite time and is "0" at all other times. Since it is such a function, it is possible to handle non-stationary data. Furthermore, in the pseudo wavelet transform according to the present invention, unlike the wavelet transform, since the data sequence of the basis function is rearranged,
By this procedure, we were able to obtain the transformation result which could not be obtained by the conventional wavelet transformation.

【0032】なお、本実施例では、基本ウェーブレット
データ列として図6に示した局在関数を用いたが、これ
に限定されることはない。
In this embodiment, the localization function shown in FIG. 6 is used as the basic wavelet data string, but the invention is not limited to this.

【0033】さらに、本実施例では、ナメクジの脳電位
振動データの解析に擬ウェーブレット変換を用いたが、
これに限らず、基本ウェーブレットデータ列の並べ換え
の仕方を換える等によって、他の分野の振動データにも
適用することも可能である。
Further, in this embodiment, the pseudo wavelet transform was used for the analysis of the brain potential oscillation data of slugs.
Not limited to this, it is also possible to apply it to vibration data in other fields by changing the way of rearranging the basic wavelet data sequence.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基本ウェーブレットデータ列を並び換えた上で時系列デ
ータとの内積を計算することとしたので、各振動波形の
立ち上がり及び立ち下がりの時刻を一義的に把握するこ
とができるとともに、各振動波形ごとの波形の変化が明
確となる。このため、振動波形データから振動パラメー
タの抽出を行う場合の個人差がなくなり、振動データ解
析を定量的、客観的に行うことができるという効果があ
る。
As described above, according to the present invention,
Since the inner product with time-series data is calculated after rearranging the basic wavelet data sequence, it is possible to uniquely grasp the rising and falling times of each vibration waveform and also for each vibration waveform. The change in the waveform becomes clear. Therefore, there is an effect that there is no individual difference when the vibration parameter is extracted from the vibration waveform data, and the vibration data analysis can be quantitatively and objectively performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における振動データ解析装置
の概略を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a vibration data analyzing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の電位振動測定器及びその周辺構成を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the potential vibration measuring device of FIG. 1 and its peripheral configuration.

【図3】図1の振動データ解析装置によるデータ変換の
概略を示す流れ図である。
FIG. 3 is a flowchart showing an outline of data conversion by the vibration data analysis device of FIG.

【図4】図3における数値計算の内容を示す流れ図であ
る。
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of numerical calculation in FIG.

【図5】ナメクジの脳電位振動を示す時系列データの一
例である。
FIG. 5 is an example of time series data showing brain potential oscillations of slugs.

【図6】基本ウェーブレットデータ列の一例を示す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a basic wavelet data string.

【図7】ナメクジに匂い刺激を与えない状態で得られた
脳電位振動データを本発明の擬ウェーブレット変換でデ
ータ変換した結果を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a result of data conversion of brain potential oscillation data obtained in a state in which slugs are not given an odor stimulus by pseudo wavelet transform of the present invention.

【図8】図7(B)の断面図である。8 is a cross-sectional view of FIG. 7 (B).

【図9】図7(B)の矢印方向からの鳥瞰図である。9 is a bird's-eye view from the arrow direction of FIG. 7 (B).

【図10】ナメクジに匂い刺激を与える前後の状態で得
られた脳電位振動データを本発明の擬ウェーブレット変
換でデータ変換した結果を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a result of data conversion of brain potential oscillation data obtained before and after applying an odor stimulus to slugs by a pseudo wavelet transform of the present invention.

【図11】図10(B)の断面図である。11 is a cross-sectional view of FIG. 10 (B).

【図12】図10(B)の矢印方向からの鳥瞰図であ
る。
12 is a bird's-eye view from the arrow direction of FIG.

【図13】ナメクジに匂い刺激を与えている状態で得ら
れた脳電位振動データを本発明の擬ウェーブレット変換
で変換した結果を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a result of transforming brain potential oscillation data obtained in a state in which slugs are given an odor stimulus by a pseudo wavelet transform of the present invention.

【図14】図13(B)の断面図である。14 is a cross-sectional view of FIG. 13 (B).

【図15】図13(B)の矢印方向からの鳥瞰図であ
る。
FIG. 15 is a bird's-eye view from the direction of the arrow in FIG.

【図16】従来のウェーブレット変換により脳電位振動
データをウェーブレット変換した結果を示す説明図であ
る。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a result of wavelet transform of brain potential oscillation data by conventional wavelet transform.

【図17】図16(B)の断面図である。17 is a cross-sectional view of FIG. 16 (B).

【図18】図16(B)の矢印方向からの鳥瞰図であ
る。
FIG. 18 is a bird's-eye view from the direction of the arrow in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 電位振動測定器 12 A/Dコンバータ 13 演算部 14 CRTディスプレイ 15 プリンタ 17 メモリ 26 測定電極 31 前置増幅器 11 Potential vibration measuring instrument 12 A / D converter 13 Operation part 14 CRT display 15 Printer 17 memory 26 Measuring electrodes 31 Preamplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井関 正博 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−168933(JP,A) 特開 平3−128041(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/0476 G06F 17/14 JICSTファイル(JOIS) 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masahiro Iseki Inventor Masahiro Iseki 2-18-18 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (56) Reference JP-A-2-168933 (JP, A) JP-A 3-128041 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) A61B 5/0476 G06F 17/14 JISC file (JOIS) Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】られた電位振動の時系列データをディ
ジタル変換するA/D変換ステップと、 ディジタル変換された電位振動データについて、所定の
数値計算によりデータ変換を行う演算ステップと、 変換されたデータを出力する出力ステップと、 を含み、 前記演算ステップは、少なくとも、 前記A/D変換ステップでディジタル変換された電位振
動の時系列データを読み込むステップと、 基本ウェーブレットデータ列を読み込むステップと、 読み込んだ基本ウェーブレットデータ列の並び換えを行
うステップと、 読み込んだ時系列データと並び変えた基本ウェーブレッ
トデータ列との内積を計算するステップと、 を含むことを特徴とする振動データの解析方法。
1. An A / D conversion step for digitally converting the obtained time series data of the potential vibration, and a calculation step for performing data conversion on the digitally converted potential vibration data by a predetermined numerical calculation. An output step of outputting data, wherein the calculation step includes at least a step of reading time series data of potential oscillation digitally converted in the A / D conversion step, a step of reading a basic wavelet data string, and a reading step. A method of analyzing vibration data, comprising: a step of rearranging the basic wavelet data sequence, and a step of calculating an inner product of the read time series data and the rearranged basic wavelet data sequence.
【請求項2】 被測定対象から電位振動の時系列データ
を得るデータ取得手段と、 得られた電位振動データをディジタル変換するA/D変
換手段と、 ディジタル変換された電位振動データについて、所定の
数値計算によりデータ変換を行う演算手段と、 変換されたデータを出力する出力手段と、 を備え、 前記演算手段は、少なくとも、 前記アナログ・ディジタル変換手段によりディジタル変
換された電位振動の時系列データを読み込む手段と、 基本ウェーブレットデータ列を読み込む手段と、 読み込んだ基本ウェーブレットデータ列の並び換えを行
う手段と、 読み込んだ時系列データと並び変えた基本ウェーブレッ
トデータ列との内積を計算する演算手段と、 を具備することを特徴とする振動データ解析装置。
2. Data acquisition means for obtaining time-series data of potential vibration from an object to be measured, A / D conversion means for digitally converting the obtained potential vibration data, and predetermined values for the digitally converted potential vibration data. An arithmetic means for performing data conversion by numerical calculation, and an output means for outputting the converted data are provided, wherein the arithmetic means at least outputs the time series data of the potential oscillation digitally converted by the analog / digital conversion means. A means for reading, a means for reading the basic wavelet data string, a means for rearranging the read basic wavelet data string, and an operation means for calculating the inner product of the read time series data and the rearranged basic wavelet data string, An apparatus for analyzing vibration data, comprising:
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