JP7625882B2 - Signal processing method, signal processing device, and computer program - Google Patents
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Description
本開示は、信号処理方法、信号処理装置、および、コンピュータープログラムの技術に関する。 This disclosure relates to signal processing methods, signal processing devices, and computer program technologies.
従来、時系列データである信号の変化点を検出する技術が知られている(非特許文献1)。従来の技術では、PLET(Pruned Exact Linear Time)というアルゴリズムを用いて、変化点を検出している。PELTなどの変化点を検出するアルゴリズムでは、時系列データである信号の平均値の変化と分散の変化との少なくともいずれかが生じているポイントを変化点であると仮定する。そして、従来の技術では、変化点があると仮定した場合と、変化点がないと仮定した場合との尤度比較を用いて変化点を検出している。 Conventionally, there is known a technique for detecting change points in a signal, which is time-series data (Non-Patent Document 1). In conventional techniques, change points are detected using an algorithm called PLET (Pruned Exact Linear Time). In algorithms for detecting change points such as PELT, a point where at least one of the mean value and variance of a signal, which is time-series data, changes is assumed to be a change point. In conventional techniques, change points are detected by comparing the likelihood between the case where it is assumed that there is a change point and the case where it is assumed that there is no change point.
従来の技術では、正規性を有する信号に対しては精度良く変化点を検出できるが、正規性を有さない信号に対しては変化点を精度良く検出できない場合が生じ得る。よって、従来から正規性を有さない信号などの種々の信号に対して変化点を精度良く検出できる技術が望まれている。 Conventional technology can accurately detect change points for signals that have normality, but there may be cases where change points cannot be detected accurately for signals that do not have normality. Therefore, there has been a demand for technology that can accurately detect change points for various signals, including signals that do not have normality.
本開示の第1形態によれば、信号処理方法が提供される。この信号処理方法は、変化点を有する時系列データである第1種信号に対して信号処理を行うことで、前記第1種信号を前記変化点に関する情報を維持した第2種信号に変換することと、前記第1種信号と前記第2種信号との少なくとも一方を用いて前記変化点を検出することと、を備え、前記第2種信号に変換することは、前記第1種信号において2つの時点としての2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を生成することと、前記第1種信号が離散的な分布を有する場合において、前記第1種信号に正規乱数により生成されたノイズ信号を加えること、の少なくともいずれか一方を含む。 According to a first aspect of the present disclosure, a signal processing method is provided. This signal processing method includes: converting a first type signal, which is time-series data having a change point, into a second type signal that maintains information about the change point by performing signal processing on the first type signal; and detecting the change point using at least one of the first type signal and the second type signal. The conversion into the second type signal includes at least one of generating a first difference signal that is a set of differences in signal values at two first time points in the first type signal; and, when the first type signal has a discrete distribution, adding a noise signal generated by normal random numbers to the first type signal.
本開示の第2形態によれば、信号処理装置が提供される。この信号処理装置は、変化点を有する時系列データである第1種信号に対して信号処理を行うことで、前記第1種信号を前記変化点に関する情報を維持した第2種信号に変換する変換部と、前記第1種信号と前記第2種信号との少なくとも一方を用いて前記変化点を検出する検出部と、を備え、前記変換部は、前記第1種信号において2つの時点としての2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を生成することと、前記第1種信号が離散的な分布を有する場合において、前記第1種信号に正規乱数により生成したノイズ信号を加えること、の少なくともいずれか一方を実行する。 According to a second aspect of the present disclosure, a signal processing device is provided. The signal processing device includes a conversion unit that performs signal processing on a first type signal, which is time-series data having a change point, to convert the first type signal into a second type signal that maintains information about the change point, and a detection unit that detects the change point using at least one of the first type signal and the second type signal, and the conversion unit performs at least one of generating a first difference signal that is a set of differences in signal values at two first time points in the first type signal, and adding a noise signal generated by normal random numbers to the first type signal when the first type signal has a discrete distribution.
本開示の第3形態によれば、コンピューターに実行させるコンピュータープログラムが実行される。このコンピュータープログラムは、変化点を有する時系列データである第1種信号に対して信号処理を行うことで、前記第1種信号を前記変化点に関する情報を維持した第2種信号に変換する変換機能と、前記第1種信号と前記第2種信号との少なくとも一方を用いて前記変化点を検出する検出機能と、を備え、前記変換機能は、前記第1種信号において2つの時点としての2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を生成する機能と、前記第1種信号が離散的な分布を有する場合において、前記第1種信号に正規乱数により生成したノイズ信号を加える機能と、の少なくともいずれか一方の機能を含む。 According to a third aspect of the present disclosure, a computer program is executed to be executed by a computer. This computer program includes a conversion function that performs signal processing on a first type signal, which is time-series data having a change point, to convert the first type signal into a second type signal that maintains information about the change point, and a detection function that detects the change point using at least one of the first type signal and the second type signal, and the conversion function includes at least one of a function of generating a first difference signal that is a set of differences in signal values at two first time points in the first type signal, and a function of adding a noise signal generated by normal random numbers to the first type signal when the first type signal has a discrete distribution.
A.実施形態:
図1は、本実施形態の信号処理装置10を説明するための図である。図2は、第1種信号FSの一例を示す図である。図2において、横軸であるX軸は時間に対応する要素を表し、縦軸のY軸は信号値Vaを表す。なお、X軸は時間を表す指標であれば時間に限定されるものではない。例えば、X軸は、所定時間ごとにセンサーから検出値を取得する際の、各検出値を識別するデータ番号であってもよい。本実施形態では、第1種信号FSのデータ数は200である。
A. Embodiments:
FIG. 1 is a diagram for explaining a
図1に示すように、信号処理装置10は、パーソナルコンピューターなどの電子計算機によって構成される。信号処理装置10は、プロセッサー20と、記憶装置30と、表示部40と、入力部50と、通信部60とを備える。
As shown in FIG. 1, the
記憶装置30は、ROMやRAMやHDDなどによって構成されている。記憶装置30には、信号処理装置10の動作を制御する各種プログラムが記憶されている。また、記憶装置30は、入力部50や通信部60を介して信号処理装置10に入力された第1種信号FSを記憶する。図2に示すように、第1種信号FSは、変化点CPを有する時系列データである。変化点CPとは、時系列の信号中において、平均値の変化と分散の変化との少なくともいずれか一方の変化の程度が、予め定めた値以上生じている時点である。予め定めた値は、平均値の変化と分散の変化とで同じであってもよいし、異なっていてもよい。図2では、変化点CPの前後で平均値が予め定めた値以上変化している。第1種信号FSは、正規性を有していても有さなくてもよい。第1種信号FSは、例えば、外部の電圧センサーや電流センサーなどの物理量を検出するセンサーから出力される検出信号である。
The
図1に示すように、プロセッサー20は、記憶装置30に記憶された各種プログラムを実行することで、変換部22と検出部24として機能する。プロセッサー20は、1または複数のプロセッサーによって構成される。プロセッサー20が実行する機能の少なくとも一部をハードウェア回路で実現してもよい。
As shown in FIG. 1, the
変換部22は、記憶装置30に記憶された第1種信号FSに対して予め定めた信号処理を行うことで、変化点CPに関する情報を維持して第1種信号FSを第2種信号SSに変換する。具体的には、変換部22は、第1差分処理と第2差分処置と過検出抑制処理との少なくともいずれかの信号処理を実行することで第1種信号FSから第2種信号SSに変換する。
The
第1差分処理では、変換部22は、第1種信号FSにおいて2つの時点としての2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を第2種信号SSとして生成する。2つの第1時点は、時系列においてΔt1だけ離れている。つまり、第1差分処理は、時系列に並んだ第1種信号FSを微分する処理であり、第1種信号FSにおいて時刻tに対する信号値Vaをx(t)とした場合、以下の式(1)によって第2種信号SSを生成する。生成された第2種信号SSは、記憶装置30に記憶される。本実施形態において、Δt1は、第1種信号FSのプロット数である全データ数の1/10の時間間隔に相当する。
第2種信号SSの信号値=x(t+Δt1)-x(t)・・・(1)
In the first difference processing, the
Signal value of second type signal SS=x(t+Δt1)−x(t) (1)
第2差分処理では、変換部22は、特定の条件を満たした場合に、第1種信号FSについて、2つの時点としての第2時点における信号値Vaの差の集合である第2差分信号を第2種信号SSとして生成する。特定の条件についての詳細は後述する。2つの第2時点は、第1差分処理の際に用いる2つの第1時点の間隔Δt1よりも時間の間隔が小さいΔt2だけ離れている。本実施形態ではΔt2は、Δt1の半分である。つまり、第2差分処理は、時系列に並んだ第1種信号FSを微分する処理であり、第1種信号FSにおいて時刻tに対する信号値Vaをx(t)とした場合、以下の式(2)によって第2種信号SSを生成する。生成された第2種信号SSは、記憶装置30に記憶される。
第2種信号SSの信号値=x(t+Δt2)-x(t)・・・(2)
In the second differential process, when a specific condition is satisfied, the
Signal value of second type signal SS=x(t+Δt2)−x(t) (2)
過検出抑制処理では、変換部22は、第1種信号FSの信号値Vaが例えば2つや3つなどの有限個の値をとる離散的な分布を有する場合において、第1種信号FSに正規乱数により生成されたノイズ信号NSを加えることで第2種信号SSを生成する。生成された第2種信号SSは、記憶装置30に記憶される。ノイズ信号NSは、ノイズ信号NSを加える対象となる第1種信号FSに応じて、変換部22によって生成されてもよいし、予め記憶装置30に記憶されていてもよい。
In the overdetection suppression process, when the signal value Va of the first type signal FS has a discrete distribution with a finite number of values, such as two or three, the
検出部24は、第1種信号FSと第2種信号SSとの少なくとも一方を用いて変化点CPを検出する変化点検出処理を実行する。検出部24は、第1種信号FSと第2種信号SSとの少なくとも一方に対して、変化点CPを検出するアルゴリズムを適用することで変化点CPを検出する。変化点CPを検出するアルゴリズムとしては、PELTやSegment NeighbourhoodやThe optimal partitioning methodなどが挙げられる。本実施形態では、検出部24はアルゴリズムとしてPELTを用いている。
The
表示部40は、例えば液晶モニターであり、変化点CPに関する変化点情報IMを表示する。変化点情報IMは、例えば、第1種信号FS中に変化点CPの位置を示す位置情報を合成した画像と、変化点CPの位置を表す画像である。
The
入力部50は、キーボードやマウスなどの入力インターフェースであり、ユーザーからの入力情報を受け付ける。通信部60は、有線や無線によって外部機器とデータの送受信が可能な通信インターフェースである。
The
図3は、信号処理装置10が実行する変化点CPを検出するための検出処理の第1フローチャートである。図4は、検出処理の第2フローチャートである。図5は、第1種信号FSの一例を示す図である。図6は、図5の第1種信号FSに対して第1差分処理を行って生成した第2種信号SSを示す図である。図7は、図6の第2種信号SSaに対して検出された変化点CPの位置を示す図である。図5に示す第1種信号FSは、X軸上の時点100において実際の変化点CPを有し、変化点CPの前後で信号値Vaの平均値AV1,AV2が予め定めた値以上変化している。つまり、図5に示す第1種信号FSでは、PELTによって時点100に変化点CPが検出される。図5に示す第1種信号FSを第1種信号FSaとも呼び、図6および図7に示す第2種信号SSを第2種信号SSaとも呼ぶ。なお、以降において、第1種信号FSや第2種信号SSを区別して用いる場合には、末尾に異なる符号を付す。なお、図6の縦軸は、第1種信号FSの第1差分処理後の値IVaである傾きの程度を示す。
3 is a first flowchart of the detection process for detecting the change point CP executed by the
図3に示すように、ステップS10において、変換部22は、第1種信号FSaに対して信号処理である第1差分処理を行うことで、図6に示す第2種信号SSaとしての第1差分信号SSaを生成する。
As shown in FIG. 3, in step S10, the
図3に示すように、ステップS12において、検出部24は、生成された第1差分信号SSaについて変化点検出処理を実行する。検出部24は、図6に示す第1差分信号SSaに対して変化点検出処理を実行することで、2つの変化点CP1,CP2を検出する。2つの変化点CP1,CP2の位置は、X軸の時点が100よりΔt1手前の時点80と、時点100である。
As shown in FIG. 3, in step S12, the
図3に示すように、ステップS12の次にステップS14において、検出部24は、第2種信号SSaである第1差分信号SSaに対して区分け処理を実行する。区分け処理では、図7に示すように、検出部24は、変化点CP1,CP2の位置で第1差分信号SSaを区切って、第1差分信号SSaを複数の区間Itに分ける。図7に示す第1差分信号SSaでは、3つの区間Ita1,Ita2,Ita3に分けられる。
As shown in FIG. 3, in step S14 following step S12, the
図3に示すようにステップ16において、検出部24は、複数の区間Ita1,Ita2,Ita3のそれぞれにおける第2種信号SSaの傾きの有無を検出する。本実施形態では、検出部24は、複数の区間Ita1,Ita2,Ita3のそれぞれにおける第2種信号SSaの平均値AVを算出することで、算出した平均値を第2種信号SSaの各区間Ita1,Ita2,Ita3の傾きとする。図7に示す第2種信号SSaでは、傾きとしての平均値AVは、区間Ita1では値AVa1であり、区間Ita2では値AVa2であり、区間Ita3では値AVa3である。値AVa1と値AV4は「0」であり、値AVa2は「2.2」である。
As shown in FIG. 3, in step 16, the
検出部24は、ステップS16の傾き検出処理において、平均値AVに基づいて各区間Ita1~Ita3の傾きの有無を検出する。具体的には、検出部24は、平均値AVが基準範囲内である場合には傾きが無いことを検出し、平均値AVが基準範囲から外れる場合には傾きが有ることを検出する。本実施形態では、基準範囲は「0」である。すなわち、平均値が「0」である区間Ita1と区間Ita3では傾きが無いと検出され、平均値が「2.2」である区間Ita2では傾きが有ると検出される。ここで、検出部24は、図7に示すように、傾きが有る区間Ita2のX軸における幅である間隔が、第1差分信号SSaの生成に用いた2つの第1時点の間隔Δt1以下であるという特定条件を満たす場合には、特定条件を満たす区間Ita2については傾きが無い区間であるとみなす。本実施形態では、区間Ita2の間隔は、間隔Δt1よりも小さいため、区間Ita2は傾きが無い区間であるとみなされる。
In the slope detection process of step S16, the
次に、図3に示すように、ステップS22において、検出部24は、複数の区間Itのうち傾きの無い第1種区間について、原信号である第1種信号FSaを用いて変化点CPを検出する。つまり、検出部24は、第1種区間について、第1種信号FSaに対してPELTを用いて変化点CPを検出する。このように、傾きの有る区間Ita2の間隔が、2つの第1時点の間隔以下である場合、第1種信号FSaにおいては傾きが無い区間である可能性が高い。よって、特定条件を満たす区間については傾きが無い区間であるとみなして、原信号である第1種信号FSにPELTを適用することで、より精度よく変化点CPを検出できる。
Next, as shown in FIG. 3, in step S22, the
一方で、ステップS18において、変換部22は、複数の区間Itのうち傾きが有るという特定の条件を満たした第2種区間について、第2差分処理を実行して第2差分信号である第2種信号SSaを生成する。そして、ステップS20において、検出部24は、第2差分信号である第2種信号SSaを用いて変化点検出処理を実行する。つまり、検出部24は、第2種区間について、第2種信号SSに対してPELTを用いて変化点CPを検出する。なお、検出部24は、差分信号である第2種信号SSの変化点CPを検出した場合、変化点CPの位置の補正処理を行ってもよい。補正処理では、検出された変化点CPの位置に、第2差分処理に用いたΔt2に相当する補正値を加算することで、加算後の位置を変化点CPの位置とみなす処理である。本実施形態では補正値は、Δt2の間に存在するデータ数である10時点が補正値となる。つまり、ステップS20において時点90が変化点CPであると検出された場合、補正値の10を加算して時点100が変化点CPとしてみなされる。この補正処理によって、より精度良く変化点CPの位置を検出できる。なお、図5および図6に示す第2種信号SSaでは、第2種区間は存在しないため、ステップS22の処理のみが実行される。
On the other hand, in step S18, the
図4に示すように、ステップS24において、検出部24は、変化点CPの検出結果が過検出であるか否かを判定する。例えば、検出部24は、図3に示すステップS18~ステップS22によって検出された変化点CPの数が、第1種信号FSaのデータ数に対して予め定めた割合以上である場合に、過検出であると判定する。予め定めた割合は、第1種信号FSaが離散的な分布を有すると判定できる程度の値に設定されており、例えば、40%以上100%以下のいずれかの値である。
As shown in FIG. 4, in step S24, the
ステップS24において過検出でないと判定された場合には、検出部24は、ステップS30においてステップS18~ステップS22において検出した変化点CPの結果を変化点情報IMとして表示部40に出力する。
If it is determined in step S24 that there is no overdetection, the
図8は、表示部40に表示された変化点情報IMの一例を示す図である。変化点情報IMは、時系列データである第1種信号FSaに変化点CPの位置を示す第1位置情報IMaを合成した画像IM1と、変化点CPの位置を示す第2位置情報IM2とを有する。第1位置情報IMaは例えば、変化点CPの位置を示すための縦線と、変化点CPの位置を示すX軸上の数値とを含む。第2位置情報IM2は、変化点CPの位置を示すX軸上の数値を含む。
Figure 8 is a diagram showing an example of change point information IM displayed on the
一方で、図4に示すように、ステップS24において過検出であると判定された場合、すなわち、第1種信号FSが離散的な分布を有すると判定された場合には、変換部22は、ステップS26において過検出抑制処理を実行する。過検出抑制処理の具体例については、詳述する。次に、検出部24は、ステップS28において、過検出抑制処理によって生成された第2種信号SSに対して変化点検出処理を実行する。ステップS28の検出結果は、変化点情報IMとして表示部40に表示される。
On the other hand, as shown in FIG. 4, if it is determined in step S24 that there is an overdetection, that is, if it is determined that the first type signal FS has a discrete distribution, the
次に、図5に示す第1種信号FSaとは異なるタイプの第1種信号FSb~FSdを用いて図3および図4に示す検出処理のステップを説明する。 Next, the steps of the detection process shown in Figures 3 and 4 will be explained using first type signals FSb to FSd that are different types from the first type signal FSa shown in Figure 5.
図9は、第1種信号FSbを表す図である。図10は、図9の第1種信号FSbに対して第1差分処理を行って生成した第2種信号SSbを示す図である。図11は、図10の第2種信号SSaについて検出された変化点CPの位置を示す図である。図9に示す第1種信号FSbは、X軸である時間軸上の時点100において変化点CPを有し、変化点CPの前後で信号値Vaの分散が予め定めた値以上変化している。つまり、図9に示す第1種信号FSbは、PELTによって時点100に変化点CPが検出される。本実施形態では、第1種信号FSbのデータ数は200である。
Figure 9 is a diagram showing the first type signal FSb. Figure 10 is a diagram showing the second type signal SSb generated by performing the first difference processing on the first type signal FSb in Figure 9. Figure 11 is a diagram showing the position of the change point CP detected for the second type signal SSa in Figure 10. The first type signal FSb shown in Figure 9 has a change point CP at
信号処理装置10は、図5に示す第1種信号FSaと同様に、第1種信号FSbに対して図3および図4に示す検出処理を実行する。ステップS10が実行されることで、図10に示す第2種信号SSbとしての第1差分信号SSbが生成される。検出部24は、第1差分信号SSbに対してステップS12の変化点検出処理を実行することで、図11に示すように変化点CPを検出する。分散の加法性により、第1差分信号SSbの検出された変化点CPの位置は、原信号である第1種信号FSbの変化点CPの位置よりもΔt1だけ手前の時点となる。
The
次に、検出部24は、図11の第1差分信号SSbに対して変化点CPで区切る区分け処理を実行することで、第1差分信号SSbを複数の区間Itb1、Itb2に分ける。ステップS16において、検出部24は、複数の区間Itb1,Itb2のそれぞれにおける第2種信号SSbの傾きの有無を検出する。図11に示す第2種信号SSbでは、いずれの区間Itb1,Itb2においても、平均値AVb1,AVb2が「0」であるので、傾きが無いと判定される。
Next, the
よって、図3のステップS22において、検出部24は、図9に示す第1種信号FSbに対して変化点検出処理を実行する。これにより、図9に示す時点100に変化点CPが検出される。なお、第1種信号FSbでは、検出結果が過検出では無いと判定されるので、ステップS22において検出された検出結果を出力するステップS30が実行される。
Therefore, in step S22 of FIG. 3, the
図12は、第1種信号FScを表す図である。図13は、図12の第1種信号FScに対して第1差分処理を行って生成した第2種信号SScを示す図である。図14は、図13の第2種信号SScについて検出された変化点CPの位置を示す図である。図15は、図12の第1種信号FScのうちで傾きの有る区間に対して第2差分処理を実行した図である。第1種信号FScのデータ数は200である。図12に示す第1種信号FScは、PELTによって変化点CPを検出した場合、X軸である時間軸上に複数の変化点CP1,CP2,CP3,CP4,CP5が検出される。各変化点CP1~CP5の前後で平均値AV1~AV6が予め定めた値以上変化している。一方で、第1種信号FScは、変化点CP1以前では信号値Vaの平均値AVc1が「0」であり、変化点CP1以降において信号値Vaが上昇傾向に転じる。よって、本来、ユーザーが検出したい変化点CPは、変化点CP1のみである。 Figure 12 is a diagram showing the first type signal FSc. Figure 13 is a diagram showing the second type signal SSc generated by performing the first difference processing on the first type signal FSc of Figure 12. Figure 14 is a diagram showing the position of the change point CP detected in the second type signal SSc of Figure 13. Figure 15 is a diagram showing the second difference processing performed on the section with a slope in the first type signal FSc of Figure 12. The number of data of the first type signal FSc is 200. When the change point CP is detected by PELT in the first type signal FSc shown in Figure 12, multiple change points CP1, CP2, CP3, CP4, and CP5 are detected on the time axis, which is the X-axis. The average values AV1 to AV6 change by more than a predetermined value before and after each of the change points CP1 to CP5. On the other hand, in the first type signal FSc, the average value AVc1 of the signal value Va is "0" before the change point CP1, and the signal value Va starts to increase after the change point CP1. Therefore, the change point CP that the user actually wants to detect is only the change point CP1.
信号処理装置10は、図5に示す第1種信号FSaと同様に、第1種信号FScに対して図3および図4に示す検出処理を実行する。ステップS10が実行されることで、図13に示す第2種信号SScとしての第1差分信号SScが生成される。検出部24は、第1差分信号SScに対して変化点検出処理を実行することで、図14に示すように変化点CPを検出する。図14に示す変化点CPの前後では、平均値AVc1,AVc2が予め定めた値以上変化している。図14に示す変化点CPを変化点CPcとも呼ぶ。変化点CPcの位置は、原信号である第1種信号FScの変化点CP1の時点110よりもΔt1だけ手前の時点90となる。
The
次に、検出部24は、ステップS14において、図14の第1差分信号SScに対して変化点CPcで区切る区間分け処理を実行することで、第1差分信号SScを複数の区間Itc1,Itc2に分ける。検出部24は、ステップS16において、区間Itc1は平均値AVc1が「0」であるので、傾きが無いと判定し、区間Itc2は平均値AVc2が「2」であり、区間Itc2の間隔はΔt1より大きいので、傾きが有ると判定する。
Next, in step S14, the
傾きが無い区間である第1種区間Itc1である時点0から時点90までの区間においては、ステップS22において、原信号である第1種信号FScを用いて変化点CPを検出する。つまり、検出部24は、第1種区間Itc1について、PELTを用いて変化点を検出する。図12の第1種信号FScの時点0から時点90までの区間には変化点CPは検出されない。
In the section from
傾きが有る第2種区間Itc2である時点90から時点200までの区間では、ステップS18において、変換部22は、第1種信号FScに対して第2差分処理を実行することで、図15に示す第2差分信号である第2種信号SScaを生成する。そして検出部24は、ステップS20において、第2種信号SScaを用いて変化点CPを検出する。図15において検出された変化点CPを変化点CPcaとも呼ぶ。検出部24は、変化点CPcaの位置である時点100を補正処理によってΔt2に相当する「10」を加算することで、時点110を変化点CPcaの位置とみなす。なお、第1種信号FScでは、検出結果が過検出では無いと判定されるので、ステップS20やステップS22において検出された検出結果を出力するステップS30が実行される。つまり、表示部40は、プロセッサー20の指令によって、補正処理後の変化点CPcaの位置である時点110を含む変化点情報IMを表示部40に表示する。
In the section from
図16は、第1種信号FSdを表す図である。図17は、第1種信号FSdに加えるノイズ信号NSを表す図である。図18は、第1種信号FSdにノイズ信号NSを加えることで生成された第2種信号SSdを表す図である。第1種信号FSdのデータ数は300である。図16に示す第1種信号FSdは、離散的な分布を有する。また、第1種信号FSdは、時点100の前後において平均が予め定めた値以上変化し、時点200の前後において分散が予め定めた値以上変化する。第1種信号FSdに対してPELTを用いて変化点CPを検出した場合、離散的に変化する時点それぞれが複数の変化点CPとして検出される。なお、図16では、検出される変化点CPの一部のみを示している。一方で、ユーザーが検出したい変化点CPは、分散が変化している時点100と時点200とに位置する変化点CPd1,CPd2のみである。
Figure 16 is a diagram showing the first type signal FSd. Figure 17 is a diagram showing the noise signal NS added to the first type signal FSd. Figure 18 is a diagram showing the second type signal SSd generated by adding the noise signal NS to the first type signal FSd. The number of data of the first type signal FSd is 300. The first type signal FSd shown in Figure 16 has a discrete distribution. In addition, the average of the first type signal FSd changes by a predetermined value or more before and after
第1種信号FSdに対して図3および図4に示す検出処理が実行された場合、ステップS14において区分けされた全区間において、ステップS16において「傾き無し」と判定される。よって、ステップS22において、検出部24は第1種信号FSdを用いて変化点検出処理を実行する。この場合、第1種信号FSdのデータ数に対して予め定めた割合以上の変化点CPが検出されるため、図4のステップS24において「Yes」の判定が成される。これにより、変換部22は、ステップS26において過検出抑制処理を実行する。
When the detection process shown in Figures 3 and 4 is performed on the first type signal FSd, it is determined in step S16 that there is "no slope" in all sections divided in step S14. Therefore, in step S22, the
過検出抑制処理では、変換部22は、ノイズ信号NSを加える対象となる第1種信号FSdに応じてノイズ信号NSを生成する。変換部22は、例えば、第1種信号FSd全体の分散の30%以上120%以下の分散を有するノイズ信号NSを生成する。本実施形態では、変換部22は、第1種信号FSd全体の分散と同じ分散を有するノイズ信号NSを生成する。次いで、変換部22は、生成したノイズ信号NSを第1種信号FSdに加算することで、図18に示す第2種信号SSdを生成する。
In the overdetection suppression process, the
次に、検出部24は、ステップS28において、過検出抑制処理によって生成した第2種信号SSdに対して変化点検出処理を実行する。ステップS28の変化点検出処理では、変化点CPd1,CPd2が検出され、図16に示すその他の変化点CPは検出されない。ステップS28の検出結果は、変化点情報IMとして表示部40に表示される。
Next, in step S28, the
上記実施形態によれば、第1種信号FS~FSdと、第1種信号FS~FSdの差分信号や第1種信号FS~FSdにノイズ信号NSを加えた信号である第2種信号SS~SSdとの少なくとも一方を用いて変化点CPを検出している。これにより、原信号である第1種信号FS~FSdを用いて変化点CPを検出する場合よりも、ユーザーが所望とする変化点CPを精度良く検出できる。例えば、第1種信号FS~FSdが正規性を有さない信号であった場合でも、第1種信号FS~FSdを第2種信号SS~SSdに変換して第2種信号SS~SSdの変化点CPを検出することで、変化点CPを精度良くできる。具体的には、図12に示すように、変化点CP1において、信号値Vaの変化の傾向、すなわち傾きの傾向が変化する第1種信号FScにおいて、傾きの傾向が変化する時点100を含む区間Itc2については、図15に示す第2種信号SScaを用いて変化点CPを検出している。これにより、傾きの傾向が変化する変化点CPcを精度良く検出できる。また、図16に示すように、離散的な信号分布である第1種信号FSdについて、ノイズ信号NSを加えて第2種信号SSdを生成し、第2種信号SSdを用いて変化点CPを検出している。これにより、離散的な分布を有する第1種信号FSdについても精度良く変化点CPを検出できる。
According to the above embodiment, the change point CP is detected using at least one of the first type signals FS to FSd and the second type signals SS to SSd, which are the difference signals of the first type signals FS to FSd or the signals obtained by adding a noise signal NS to the first type signals FS to FSd. This makes it possible to detect the change point CP desired by the user with higher accuracy than when the change point CP is detected using the first type signals FS to FSd, which are the original signals. For example, even if the first type signals FS to FSd are not normal signals, the change point CP can be detected with higher accuracy by converting the first type signals FS to FSd into the second type signals SS to SSd and detecting the change point CP of the second type signals SS to SSd. Specifically, as shown in FIG. 12, in the first type signal FSc in which the tendency of the change in the signal value Va, i.e., the tendency of the slope, changes at the change point CP1, the change point CP is detected using the second type signal SSca shown in FIG. 15 for the section Itc2 including the
また上記実施形態によれば、図3に示すように、第1差分信号としての第2種信号SS,SSa,SSb,SSc,SSdにおいて、傾きの無い第1種区間については原信号である第1種信号FS~FSdを用いて変化点CPを検出している。一般に、第2種信号SS~SSdよりも原信号である第1種信号FS~FSdを用いて変化点CPを検出したほうが、検出精度を向上できる。よって、第1種信号FS~FSdを用いて変化点CPを精度良く検出できる場合、つまり、平均が変化している時点や分散が変化している時点の検出については、第1種信号FS~FSdを用いることで、変化点CPの検出精度を向上できる。 In addition, according to the above embodiment, as shown in FIG. 3, in the second type signals SS, SSa, SSb, SSc, and SSd serving as the first differential signals, the change point CP is detected in the first type section without a slope using the first type signals FS to FSd, which are the original signals. In general, detection accuracy can be improved by detecting the change point CP using the first type signals FS to FSd, which are the original signals, rather than the second type signals SS to SSd. Therefore, when the change point CP can be detected with high accuracy using the first type signals FS to FSd, that is, when detecting the point in time when the average or variance is changing, the detection accuracy of the change point CP can be improved by using the first type signals FS to FSd.
また上記実施形態によれば、変換部22は、図3のステップS18において、傾きの有る第2種区間Itc2について、2つの第1時点およりも間隔の小さい2つの第2時点の差分の集合である第2差分信号を生成している。そして、検出部24は、第2差分信号を第2種信号SScaとしてPELTによって変化点CPcaを検出している。よって、第1差分信号では検出できなかった変化点CPについても、間隔のより小さい2つの第2時点の差分の集合である第2差分信号では検出可能となることで、より精度良く変化点CPを検出できる。
According to the above embodiment, in step S18 of FIG. 3, the
以上のように、上記実施形態の信号処理装置10は、第1種信号FS~FSdについて、平均値が変化する時点や分散が変化する時点に加え、傾きが変化する時点や離散的な分布を有する信号値Vaの中から平均値が変化する時点や分散が変化する時点を変化点CPとして検出できる。このように、変化点CPの検出を、図3および図4に示す単一の検出処理によって実行できるので、検出処理をプログラムや回路として組み込んだ信号処理装置10の保守性を向上できる。つまり、第1種信号FS~FSdの種類に応じて異なる検出処理のプログラムや回路を信号処理装置10に組み込む場合よりも、信号処理装置10の保守性を向上できる。
As described above, the
また、製品の製造に関する製造データを第1種信号FS~FSdとして、検出部24が変化点CPを検出することで、製品の品質に影響を与える要素の変更を、変化点CPを元に推定できる。ここで、製造データは、例えば、日時などの時点が付与されたデータであり、製品の測定データや、製品の原材料の組成比や、作業者や作業日時や製造に用いた設備などの製造履歴を表すデータである。製品に影響を与える要素とは、例えば、4M(Man, Machine, Method, Material)が挙げられる。
Furthermore, by using the manufacturing data related to the manufacture of the product as first type signals FS to FSd and the
B.他の実施形態:
B-1.他の実施形態1:
上記実施形態では、図3に示すように、ステップS14,S16,S18,S22を実行していたがこれを省略してもよい。すなわち、検出部24は、傾きの有無に拘わらず第1差分信号に対して変化点検出処理を実行することで変化点CPを検出してもよい。この場合、検出部24は、変化点CPの位置の補正処理を行ってもよい。補正処理では、検出された変化点CPの位置に、第1差分処理に用いてΔt1に相当する補正値を加算することで、加算後の位置を変化点CPの位置とみなす処理である。
B. Other embodiments:
B-1. Other embodiment 1:
In the above embodiment, as shown in Fig. 3, steps S14, S16, S18, and S22 are executed, but these steps may be omitted. That is, the
C.他の形態:
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、以下に記載する各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
C. Other Forms:
The present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be realized in various configurations without departing from the spirit of the present disclosure. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each form described below can be appropriately replaced or combined in order to solve some or all of the above-mentioned problems or to achieve some or all of the above-mentioned effects. Furthermore, if a technical feature is not described as essential in this specification, it can be appropriately deleted.
(1)本開示の第1形態によれば、信号処理方法が提供される。この信号処理方法は、変化点を有する時系列データである第1種信号に対して信号処理を行うことで、前記第1種信号を前記変化点に関する情報を維持した第2種信号に変換することと、前記第1種信号と前記第2種信号との少なくとも一方を用いて前記変化点を検出することと、を備え、前記第2種信号に変換することは、前記第1種信号において2つの時点としての2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を生成することと、前記第1種信号が離散的な分布を有する場合において、前記第1種信号に正規乱数により生成されたノイズ信号を加えること、の少なくともいずれか一方を含む。この形態によれば、第2種信号は、第1種信号の差分信号である第1差分信号と、第1種信号にノイズ信号を加えた信号との少なくともいずれかである。これにより、第1種信号が正規性を有さない信号であった場合でも、第1種信号を第2種信号に変換して第2種信号の変化点を検出することで、変化点を精度良くできる。 (1) According to a first embodiment of the present disclosure, a signal processing method is provided. This signal processing method includes converting a first type signal, which is time-series data having a change point, into a second type signal that maintains information about the change point by performing signal processing on the first type signal, and detecting the change point using at least one of the first type signal and the second type signal. The conversion into the second type signal includes at least one of generating a first difference signal that is a set of differences in signal values at two first time points in the first type signal, and adding a noise signal generated by normal random numbers to the first type signal when the first type signal has a discrete distribution. According to this embodiment, the second type signal is at least one of a first difference signal that is a difference signal of the first type signal, and a signal obtained by adding a noise signal to the first type signal. As a result, even if the first type signal is a signal that does not have normality, the change point can be detected with high accuracy by converting the first type signal into a second type signal and detecting the change point of the second type signal.
(2)上記形態において、前記変化点を検出することは、前記第1差分信号を生成した場合において、前記第1差分信号を前記第2種信号として、前記第2種信号の前記変化点を検出し、前記変化点の位置で区切って前記第2種信号を複数の区間に分けることと、前記複数の区間のそれぞれにおける前記第2種信号の傾きの有無を検出することと、前記複数の区間のうち前記傾きの無い第1種区間について、前記第1種信号を用いて前記変化点を検出すること、を有していてもよい。この形態によれば、第2種信号のうちで傾きの無い第1種区間については、原信号である第1種信号を用いて変化点を検出することで、より精度良く変化点を検出できる。 (2) In the above embodiment, detecting the change point may include, when the first differential signal is generated, detecting the change point of the second type signal using the first differential signal as the second type signal, dividing the second type signal into a plurality of sections by dividing the second type signal at the positions of the change points, detecting the presence or absence of a slope of the second type signal in each of the plurality of sections, and detecting the change point using the first type signal for the first type section without the slope among the plurality of sections. According to this embodiment, for the first type section without the slope of the second type signal, the change point can be detected more accurately by detecting the change point using the first type signal, which is the original signal.
(3)上記形態において、前記第2種信号に変換することは、さらに、前記複数の区間のうち前記傾きの有る第2種区間について、2つの前記時点としての2つの第2時点における前記第1種信号の前記信号値の差の集合である第2差分信号を前記第2種信号として生成することを含み、前記変化点を検出することは、さらに、前記第2差分信号を前記第2種信号として生成した場合に、前記第2差分信号を用いて前記変化点を検出することを含み、前記2つの第2時点の間隔は、前記2つの第1時点の間隔よりも小さくてもよい。この形態によれば、間隔のより小さい差分をとった第2差分信号を用いて変化点を検出することで、より精度良く変化点を検出できる。 (3) In the above embodiment, converting to the second type signal further includes generating, as the second type signal, a second difference signal that is a set of differences between the signal values of the first type signal at two second time points as the two time points for the second type section having the inclination among the multiple sections, and detecting the change point further includes detecting the change point using the second difference signal when the second difference signal is generated as the second type signal, and the interval between the two second time points may be smaller than the interval between the two first time points. According to this embodiment, the change point can be detected more accurately by detecting the change point using the second difference signal having a smaller difference between the intervals.
(4)上記形態において、前記第2種信号の傾きの有無を検出することは、前記傾きが有る区間の間隔が、前記2つの第1時点の間隔以下であるという特定条件を満たす場合には、前記特定条件を満たす区間については前記傾きが無い区間であるとみなすことを含んでいてもよい。 (4) In the above embodiment, detecting the presence or absence of a slope of the second type signal may include regarding the section that satisfies a specific condition that the interval between the sections with the slope is equal to or less than the interval between the two first time points as a section without the slope.
(5)本開示の第2形態によれば、信号処理装置が提供される。この信号処理装置は、変化点を有する時系列データである第1種信号に対して信号処理を行うことで、前記第1種信号を前記変化点に関する情報を維持した第2種信号に変換する変換部と、前記第1種信号と前記第2種信号との少なくとも一方を用いて前記変化点を検出する検出部と、を備え、前記変換部は、前記第1種信号において2つの時点としての2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を生成することと、前記第1種信号が離散的な分布を有する場合において、前記第1種信号に正規乱数により生成したノイズ信号を加えること、の少なくともいずれか一方を実行する。この形態によれば、第2種信号は、第1種信号の差分信号である第1差分信号と、第1種信号にノイズ信号を加えた信号との少なくともいずれかである。これにより、第1種信号が正規性を有さない信号であった場合でも、第1種信号を第2種信号に変換して第2種信号の変化点を検出することで、変化点を精度良くできる。 (5) According to a second embodiment of the present disclosure, a signal processing device is provided. The signal processing device includes a conversion unit that converts a first type signal, which is time-series data having a change point, into a second type signal that maintains information about the change point by performing signal processing on the first type signal, and a detection unit that detects the change point using at least one of the first type signal and the second type signal. The conversion unit executes at least one of generating a first difference signal that is a set of differences in signal values at two first time points in the first type signal, and adding a noise signal generated by normal random numbers to the first type signal when the first type signal has a discrete distribution. According to this embodiment, the second type signal is at least one of a first difference signal that is a difference signal of the first type signal, and a signal obtained by adding a noise signal to the first type signal. As a result, even if the first type signal is a signal that does not have normality, the change point can be detected with high accuracy by converting the first type signal into a second type signal and detecting the change point of the second type signal.
(6)本開示の第3形態によれば、コンピューターに実行させるコンピュータープログラムが実行される。このコンピュータープログラムは、変化点を有する時系列データである第1種信号に対して信号処理を行うことで、前記第1種信号を前記変化点に関する情報を維持した第2種信号に変換する変換機能と、前記第1種信号と前記第2種信号との少なくとも一方を用いて前記変化点を検出する検出機能と、を備え、前記変換機能は、前記第1種信号において2つの時点としての2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を生成する機能と、前記第1種信号が離散的な分布を有する場合において、前記第1種信号に正規乱数により生成したノイズ信号を加える機能と、の少なくともいずれか一方の機能を含む。この形態によれば、第2種信号は、第1種信号の差分信号である第1差分信号と、第1種信号にノイズ信号を加えた信号との少なくともいずれかである。これにより、第1種信号が正規性を有さない信号であった場合でも、第1種信号を第2種信号に変換して第2種信号の変化点を検出することで、変化点を精度良くできる。 (6) According to a third aspect of the present disclosure, a computer program is executed to be executed by a computer. This computer program includes a conversion function for converting a first type signal, which is time-series data having a change point, into a second type signal that maintains information about the change point by performing signal processing on the first type signal, and a detection function for detecting the change point using at least one of the first type signal and the second type signal, and the conversion function includes at least one of a function for generating a first difference signal, which is a set of differences in signal values at two first time points as two time points in the first type signal, and a function for adding a noise signal generated by normal random numbers to the first type signal when the first type signal has a discrete distribution. According to this aspect, the second type signal is at least one of a first difference signal, which is a difference signal of the first type signal, and a signal obtained by adding a noise signal to the first type signal. As a result, even if the first type signal is a signal that does not have normality, the change point can be accurately detected by converting the first type signal into a second type signal and detecting the change point of the second type signal.
本開示は、上記形態の他に、コンピュータープログラムを記録する一時的でない記録媒体などの形態で実現できる。 In addition to the above embodiments, the present disclosure can be realized in the form of a non-transitory recording medium for recording a computer program.
AV1,AVb1,AVc1,AVc2…平均値、CP,CP1,CPc,CPca,CPd1…変化点、FS,FSa,FSb,FSc,FSd…第1種信号、IM…変化点情報、It,Ita1,Ita2,Ita3,Itb1,Itc1,Itc2…区間、NS…ノイズ信号、SS,SSa,SSb,SSc,SSd…第2種信号、Va…信号値、10…信号処理装置、20…プロセッサー、22…変換部、24…検出部、30…記憶装置、40…表示部、50…入力部、60…通信部、IM…変化点情報、IM1…画像、IMa…第1位置情報、IM2…第2位置情報、Ita2…区間、Ita3…区間、Itb1…区間 AV1, AVb1, AVc1, AVc2...average value, CP, CP1, CPc, CPca, CPd1...change point, FS, FSa, FSb, FSc, FSd...first type signal, IM...change point information, It, Ita1, Ita2, Ita3, Itb1, Itc1, Itc2...interval, NS...noise signal, SS, SSa, SSb, SSc, SSd...second type signal, Va...signal value, 10...signal processing device, 20...processor, 22...conversion unit, 24...detection unit, 30...storage device, 40...display unit, 50...input unit, 60...communication unit, IM...change point information, IM1...image, IMa...first position information, IM2...second position information, Ita2...interval, Ita3...interval, Itb1...interval
Claims (5)
変化点を有する時系列データである第1種信号に対して信号処理を行うことで、前記第1種信号を前記変化点に関する情報を維持した第2種信号に変換することと、
前記第1種信号と前記第2種信号との少なくとも一方を用いて前記変化点を検出することと、を備え、
前記第2種信号に変換することは、
前記第1種信号において2つの時点としての、一定の時間間隔だけ離れた2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を生成することと、
前記第1種信号が離散的な分布を有する場合において、前記第1種信号に正規乱数により生成されたノイズ信号を加えること、の少なくともいずれか一方を含み、
前記変化点を検出することは、
前記第1差分信号を生成した場合において、前記第1差分信号を前記第2種信号として、前記第2種信号の前記変化点を検出し、前記変化点の位置で区切って前記第2種信号を複数の区間に分けることと、と、
前記複数の区間のそれぞれにおける前記第2種信号の平均値より第1種信号の傾きの有無を検出することと、
前記複数の区間のうち前記傾きの無い第1種区間について、前記第1種信号を用いて前記変化点を検出すること、
を含む、信号処理方法。 1. A signal processing method, comprising:
performing signal processing on a first type signal, which is time-series data having a change point, to convert the first type signal into a second type signal that maintains information about the change point;
detecting the change point using at least one of the first type signal and the second type signal;
The converting into the second type signal comprises:
generating a first difference signal which is a set of differences between signal values at two first time points in the first type signal , the first time points being spaced apart by a certain time interval ;
adding a noise signal generated by Gaussian random numbers to the first kind of signal when the first kind of signal has a discrete distribution ;
Detecting the change point includes:
When the first differential signal is generated, the first differential signal is used as the second type signal, the change points of the second type signal are detected, and the second type signal is divided into a plurality of sections by dividing the second type signal at the positions of the change points.
detecting the presence or absence of a slope of the first type signal from an average value of the second type signal in each of the plurality of sections;
detecting the change point using the first type signal for a first type section having no slope among the plurality of sections;
A signal processing method comprising :
前記第2種信号に変換することは、さらに、
前記複数の区間のうち前記傾きの有る第2種区間について、一定の時間間隔だけ離れた2つの前記時点としての2つの第2時点における前記第1種信号の前記信号値の差の集合である第2差分信号を前記第2種信号として生成することを含み、
前記変化点を検出することは、さらに、
前記第2差分信号を前記第2種信号として生成した場合に、前記第2差分信号を用いて前記変化点を検出することを含み、
前記2つの第2時点の間隔は、前記2つの第1時点の間隔よりも小さい、信号処理方法。 2. A signal processing method according to claim 1 , comprising:
The converting into the second type signal further includes:
generating, as the second type signal, a second difference signal which is a set of differences between the signal values of the first type signal at two second time points which are two time points separated by a constant time interval , for the second type section having the inclination among the plurality of sections;
Detecting the change point further comprises:
detecting the change point using the second differential signal when the second differential signal is generated as the second type signal;
A method of signal processing, wherein the interval between the two second time points is smaller than the interval between the two first time points.
前記第2種信号の平均値より第1種信号の傾きの有無を検出することは、
前記傾きが有る区間の間隔が、前記2つの第1時点の間隔以下であるという特定条件を満たす場合には、前記特定条件を満たす区間については前記傾きが無い区間であるとみなすことを含む、信号処理方法。 3. A signal processing method according to claim 1 , further comprising:
Detecting the presence or absence of a slope of the first type signal from the average value of the second type signal
A signal processing method including, when a specific condition is satisfied that the interval between the sections having a slope is equal to or less than the interval between the two first points in time, regarding the sections satisfying the specific condition as sections having no slope.
変化点を有する時系列データである第1種信号に対して信号処理を行うことで、前記第1種信号を前記変化点に関する情報を維持した第2種信号に変換する変換部と、
前記第1種信号と前記第2種信号との少なくとも一方を用いて前記変化点を検出する検出部と、を備え、
前記変換部は、
前記第1種信号において2つの時点としての、一定の時間間隔だけ離れた2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を生成することと、
前記第1種信号が離散的な分布を有する場合において、前記第1種信号に正規乱数により生成したノイズ信号を加えること、の少なくともいずれか一方を実行するものであり、
前記変化点を検出することは、
前記第1差分信号を生成した場合において、前記第1差分信号を前記第2種信号として、前記第2種信号の前記変化点を検出し、前記変化点の位置で区切って前記第2種信号を複数の区間に分けることと、
前記複数の区間のそれぞれにおける前記第2種信号の平均値より第1種信号の傾きの有無を検出することと、
前記複数の区間のうち前記傾きの無い第1種区間について、前記第1種信号を用いて前記変化点を検出すること、
を含む、信号処理装置。 1. A signal processing device, comprising:
a conversion unit that performs signal processing on a first kind of signal, which is time-series data having a change point, to convert the first kind of signal into a second kind of signal that maintains information about the change point;
a detection unit that detects the change point using at least one of the first type signal and the second type signal,
The conversion unit is
generating a first difference signal which is a set of differences between signal values at two first time points in the first type signal , the first time points being spaced apart by a certain time interval ;
and adding a noise signal generated by Gaussian random numbers to the first kind of signal when the first kind of signal has a discrete distribution .
Detecting the change point includes:
When the first differential signal is generated, the first differential signal is used as the second type signal, the change points of the second type signal are detected, and the second type signal is divided into a plurality of sections by dividing the second type signal at the positions of the change points;
detecting the presence or absence of a slope of the first type signal from an average value of the second type signal in each of the plurality of sections;
detecting the change point using the first type signal for a first type section having no slope among the plurality of sections;
A signal processing device comprising :
変化点を有する時系列データである第1種信号に対して信号処理を行うことで、前記第1種信号を前記変化点に関する情報を維持した第2種信号に変換する変換機能と、
前記第1種信号と前記第2種信号との少なくとも一方を用いて前記変化点を検出する検出機能と、を備え、
前記変換機能は、前記第1種信号において2つの時点としての、一定の時間間隔だけ離れた2つの第1時点における信号値の差の集合である第1差分信号を生成する機能と、
前記第1種信号が離散的な分布を有する場合において、前記第1種信号に正規乱数により生成したノイズ信号を加える機能と、の少なくともいずれか一方の機能を含み、
前記変化点を検出する機能は、
前記第1差分信号を生成した場合において、前記第1差分信号を前記第2種信号として、前記第2種信号の前記変化点を検出し、前記変化点の位置で区切って前記第2種信号を複数の区間に分ける機能と、
前記複数の区間のそれぞれにおける前記第2種信号の平均値より第1種信号の傾きの有無を検出することと、
前記複数の区間のうち前記傾きの無い第1種区間について、前記第1種信号を用いて前記変化点を検出する機能と、
を含む、コンピュータープログラム。 A computer program to be executed by a computer,
a conversion function of converting a first kind of signal, which is time-series data having a change point, into a second kind of signal that maintains information about the change point by performing signal processing on the first kind of signal;
a detection function for detecting the change point using at least one of the first type signal and the second type signal,
The conversion function is a function of generating a first difference signal which is a set of differences between signal values at two first time points in the first type signal , the first time points being separated by a certain time interval ;
a function of adding a noise signal generated by a normal random number to the first kind of signal when the first kind of signal has a discrete distribution ;
The function of detecting the change point is
a function of detecting the change points of the second type signal using the first difference signal as the second type signal when the first difference signal is generated, and dividing the second type signal into a plurality of sections by dividing the second type signal at the positions of the change points;
detecting the presence or absence of a slope of the first type signal from an average value of the second type signal in each of the plurality of sections;
a function of detecting the change point using the first type signal for a first type section having no slope among the plurality of sections;
A computer program comprising :
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