JPH03214354A - 平滑化装置 - Google Patents
平滑化装置Info
- Publication number
- JPH03214354A JPH03214354A JP983590A JP983590A JPH03214354A JP H03214354 A JPH03214354 A JP H03214354A JP 983590 A JP983590 A JP 983590A JP 983590 A JP983590 A JP 983590A JP H03214354 A JPH03214354 A JP H03214354A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔卒業上の利用分野〕
この発明は，一連のディジタル信号を入力し，これらの
信号を平滑化する信号の平滑化方法及び装置に関するも
のである。
信号を平滑化する信号の平滑化方法及び装置に関するも
のである。
従来，画ｒ砿処理を始めとする信号処理装置において，
連続するディジタルデータに対して平滑化を行う場合に
は次式で与えられる様な非巡回形線形フィルタである移
動平均法が用いられていた。
連続するディジタルデータに対して平滑化を行う場合に
は次式で与えられる様な非巡回形線形フィルタである移
動平均法が用いられていた。
｛１｝式において， ｘ（１）は入力データ，ｙ（１
）は平滑データ，ａｊ は各入力データにかかる係数
であり（２）式を満たす。
）は平滑データ，ａｊ は各入力データにかかる係数
であり（２）式を満たす。
この様に従来は，入力データ中に通常のノイズ以外の明
らかに有意な信号が含まれてｂても一律に同じ処理を行
っていた。
らかに有意な信号が含まれてｂても一律に同じ処理を行
っていた。
従来の移動平均による処理例を第８図に示す。
第８図において，実線は入力データ列，破線は平滑デー
タである。尚第８図は実際に移動平均が有効な領域のみ
（すなわち，先端のｎ１ データ，後端のｎ２ デ
ータは除く〕示してある。
タである。尚第８図は実際に移動平均が有効な領域のみ
（すなわち，先端のｎ１ データ，後端のｎ２ デ
ータは除く〕示してある。
第８図の入力データには， Ａ， Ｂ， Ｏの様
な本末の緩やかな信号の変化とは明らかに異なる信号の
物・唆な変化が見られる。この様な入力データに対して
（１）式の平滑化を行うと，四図の破線の様に大きな入
力の変動の影響を受け，特ＫＡ点で顕著な様に入力の変
動方向に平滑データが引張られる。
な本末の緩やかな信号の変化とは明らかに異なる信号の
物・唆な変化が見られる。この様な入力データに対して
（１）式の平滑化を行うと，四図の破線の様に大きな入
力の変動の影響を受け，特ＫＡ点で顕著な様に入力の変
動方向に平滑データが引張られる。
この様に従来の方法によれば，入力データ中の突出デー
タの状傳により，平？′ｉＩ結果が太ぎく変動するとい
う問題があった。
タの状傳により，平？′ｉＩ結果が太ぎく変動するとい
う問題があった。
この発明は入力中に特踵なデータがあってもこれに影響
を受けず，良好な平滑化を実現することを目的としたも
のである。
を受けず，良好な平滑化を実現することを目的としたも
のである。
この発明に係る信号の平滑化方法は移動平均を計算する
際に非線形変孕を行うものである。
際に非線形変孕を行うものである。
又，この発明に係る信号の平滑化装置は非線形変換部と
して，設定範囲内は線形出力し，範囲外の入力に対して
はＯを出力する変換器を備えたものである。
して，設定範囲内は線形出力し，範囲外の入力に対して
はＯを出力する変換器を備えたものである。
又，この発明の他の発明に係る信号の平滑化装！は非，
＠形変拗部として，投定範囲内は線形出力し，範囲外の
入力に対しては設定範囲の境界データをホールドする変
欅器を備えたものである。
＠形変拗部として，投定範囲内は線形出力し，範囲外の
入力に対しては設定範囲の境界データをホールドする変
欅器を備えたものである。
更にこの発明の他の発明に係る信号の平滑化装ｔは非線
形変換部として，入力と出力の関係が双曲線関数の特性
を持つ変喚器を備えたものである。
形変換部として，入力と出力の関係が双曲線関数の特性
を持つ変喚器を備えたものである。
この発明においては非線形要素を含んでいるので，入力
に大きな突出データがあってもそれらに影響を受けるこ
となく本来の低周波成分を平滑データとして取出すこと
ができる。
に大きな突出データがあってもそれらに影響を受けるこ
となく本来の低周波成分を平滑データとして取出すこと
ができる。
以下この発明に係る信号の平滑化方法を実現する実施例
について説明する。
について説明する。
第１図はこの発明の第１の実施例の構成図である。第１
図において，（１）は入力データを平滑化に必要な個数
だけ記憶する入力メモリである。又（２）は平滑データ
の最折のものを一時的に記憶しておくレジスタ，（３）
は入力メモリ！＋１に記憶されている各々のデータから
レジスタ（２）の内容を減ずる減算器，（４）は減ＩＥ
器｛３｝の出力を入力とし非線形演算を施して出力する
非．′＠形ｆ換５， ＋５１は入力メモ１月１）の各デ
ータに対応する非線形変換器（４）の各出力に対して重
み付けを行った後，〃ａ《する慣《免 （６冫はレジス
タ（２）の内容と演１ 喝１５１の出力を加算する加橡
器である。
図において，（１）は入力データを平滑化に必要な個数
だけ記憶する入力メモリである。又（２）は平滑データ
の最折のものを一時的に記憶しておくレジスタ，（３）
は入力メモリ！＋１に記憶されている各々のデータから
レジスタ（２）の内容を減ずる減算器，（４）は減ＩＥ
器｛３｝の出力を入力とし非線形演算を施して出力する
非．′＠形ｆ換５， ＋５１は入力メモ１月１）の各デ
ータに対応する非線形変換器（４）の各出力に対して重
み付けを行った後，〃ａ《する慣《免 （６冫はレジス
タ（２）の内容と演１ 喝１５１の出力を加算する加橡
器である。
次に動作について説明する。
今第１番目の平滑データを求めるものとし，平滑化に必
要な入力データを１一Ｎ１ 番目から１十Ｎ２ 番目の
連続する（Ｎ１ ＋ Ｎ２ ＋ １ ）個のデータとす
る。この時，入力メモリ（１１には，Ｘ（１−Ｎ１）〜
Ｘ（ｉ＋Ｎ２）のデータが記憶される。ここでＸは入力
データを表わしｘ（１）は第１番目の入力データである
ことを示す。又レジスタ（２）には！！＃Ｌ析の平滑デ
ータ７（ｉ−１）が格納されている。
要な入力データを１一Ｎ１ 番目から１十Ｎ２ 番目の
連続する（Ｎ１ ＋ Ｎ２ ＋ １ ）個のデータとす
る。この時，入力メモリ（１１には，Ｘ（１−Ｎ１）〜
Ｘ（ｉ＋Ｎ２）のデータが記憶される。ここでＸは入力
データを表わしｘ（１）は第１番目の入力データである
ことを示す。又レジスタ（２）には！！＃Ｌ析の平滑デ
ータ７（ｉ−１）が格納されている。
まず入力メモリ（１）から順次データが読み出され減Ｉ
Ｅ器＋３１では ｕ （ｊｌ＝ ｘ ｆｊｌ − ７ （ ｉ−１ ）（
３） ｊ＝ｉ−Ｎ１ ， ｉ Ｎ１＋Ｉ ・・・，ｉ＋Ｎ２ が計算される。次に非線形変換器１４）ではｕ （ｊ）
を入力とし，非線形変換を行いＦ（ｕ（ｊｌ）を出力す
る。
Ｅ器＋３１では ｕ （ｊｌ＝ ｘ ｆｊｌ − ７ （ ｉ−１ ）（
３） ｊ＝ｉ−Ｎ１ ， ｉ Ｎ１＋Ｉ ・・・，ｉ＋Ｎ２ が計算される。次に非線形変換器１４）ではｕ （ｊ）
を入力とし，非線形変換を行いＦ（ｕ（ｊｌ）を出力す
る。
ただしＦ（ｕ（ｊｌ）は次の特性を持つものとする。
δ＞ Ｉ Ｆ （ ｕｉｊ））
］４）
ここでδは予め設定する定数である。更に演算器（５）
では次式で示す様な非線形変換器１４）の出力の重み付
き加算を行う。
では次式で示す様な非線形変換器１４）の出力の重み付
き加算を行う。
ただしＩｌｊ
は各データにかかる重みであり，
である。吊後に減算４ｆ６）では次式に示す様にレジス
タ＋２）の内容と演＊ ５ １５＞の出力を加算して，
平滑データｙ（１）として出力する。
タ＋２）の内容と演＊ ５ １５＞の出力を加算して，
平滑データｙ（１）として出力する。
ｙｌｉｌ＝ｙ （ ｉ − Ｉ ）＋ω（１）以上
の様にこの発明による平滑化装置によれば，Ｆ（ｘ（ｊ
ｌ − ｙ（ ｉ− ＋ ） ）が一定値以下に押さえ
られるので，入力Ｘ （ｊｌにい《ら大きな変動があっ
ても平滑データｙ（１）の変動は一定値以下となり，入
力変動が平滑データに影響を及ぼさない。
の様にこの発明による平滑化装置によれば，Ｆ（ｘ（ｊ
ｌ − ｙ（ ｉ− ＋ ） ）が一定値以下に押さえ
られるので，入力Ｘ （ｊｌにい《ら大きな変動があっ
ても平滑データｙ（１）の変動は一定値以下となり，入
力変動が平滑データに影響を及ぼさない。
次にこの発明に係る平滑化装置の第２の実怖例は第２図
に示す様な変換テーブルのＲＯＭを非線形変換器１４）
の内部に備えるものである。第２図を式で表わすと， となりこれを（７）式に代入すると， となる。１９）式に示される様に，この発明による平渭
化妄１は入力データの實が設定範硼を越えた場合は平滑
データの計懺からは除外し，代わりに１回前の平滑デー
タの重みを増すものである。
に示す様な変換テーブルのＲＯＭを非線形変換器１４）
の内部に備えるものである。第２図を式で表わすと， となりこれを（７）式に代入すると， となる。１９）式に示される様に，この発明による平渭
化妄１は入力データの實が設定範硼を越えた場合は平滑
データの計懺からは除外し，代わりに１回前の平滑デー
タの重みを増すものである。
第５図にこの発明の第２の実怖例の処理例を示す。
次にこの発明に係る平滑化装・″置の第３の実施例は第
３図に示す様な変換テーブルのＲＯＭを１４）の非線形
変換器の内部に備えるものである。第３図を式で表わす
と， となりこれを（フ）式に代入すると， ｊ＝１ Ｎ１ となる。１１１式に示される様に，この実施例による平
滑化装置は入力データが設定範囲を越えた場合は平滑デ
ータの計嫁から除外し，１回前の平滑データに没定範囲
の幅を足した慎又は引いた値で董き棒えるものである。
３図に示す様な変換テーブルのＲＯＭを１４）の非線形
変換器の内部に備えるものである。第３図を式で表わす
と， となりこれを（フ）式に代入すると， ｊ＝１ Ｎ１ となる。１１１式に示される様に，この実施例による平
滑化装置は入力データが設定範囲を越えた場合は平滑デ
ータの計嫁から除外し，１回前の平滑データに没定範囲
の幅を足した慎又は引いた値で董き棒えるものである。
この様にこの允明による第３０寿怖例では前述の元明に
よる実怖例に比べて平滑データ計算にδが付カロされる
分だけ入力データの影響が太き《なるが，信号の低周波
成分が途中で不連続に変化した場合でも追従することが
できる。
よる実怖例に比べて平滑データ計算にδが付カロされる
分だけ入力データの影響が太き《なるが，信号の低周波
成分が途中で不連続に変化した場合でも追従することが
できる。
第６図にこの発鴻の第３の実施例の処理例を示す。
更にこの発明Ｋ係る平滑化装置の第４の実施列は第４図
に示す様な変拗テーブルのＲＯＭを１４）の非線形変換
器の内部に備えるものであるう第４図を式で表わすと， Ｆ Ｉｊｌ＝ ｔａｎ ｈ （ ｕ （ｊ） ）０ｚ となり，入力データの変動が小さければデータの変化の
割合も小さく，入力データの変動が犬きければデータの
変化の利合が大きくなり，先の実施例に示す様にデータ
の変更に不連続な点は存住しない。
に示す様な変拗テーブルのＲＯＭを１４）の非線形変換
器の内部に備えるものであるう第４図を式で表わすと， Ｆ Ｉｊｌ＝ ｔａｎ ｈ （ ｕ （ｊ） ）０ｚ となり，入力データの変動が小さければデータの変化の
割合も小さく，入力データの変動が犬きければデータの
変化の利合が大きくなり，先の実施例に示す様にデータ
の変更に不連続な点は存住しない。
この発明の第４の実楕例による平滑化装置は前述のαυ
式で示しだ平滑化袈電に近ｂ！！！ｊ性を示す。
式で示しだ平滑化袈電に近ｂ！！！ｊ性を示す。
第１図にこの発明の第４の寿楕例の処理例を示す。
以上示した様に入力データの特性や入力変動の８変によ
り，何れかの平滑化装噌を用いることにより入力の変動
に影饗されない平滑データを得ることができる。
り，何れかの平滑化装噌を用いることにより入力の変動
に影饗されない平滑データを得ることができる。
以上の様に，この発明ｌてよれば入力中に本来の低川波
成分とは別の大撮幅信号が重畳した場合でも，非備形効
果により平滑データへの影響を除去することができる。
成分とは別の大撮幅信号が重畳した場合でも，非備形効
果により平滑データへの影響を除去することができる。
第１図はこの発明の一実施例の構成図，第２図，第３図
，第４図はこの発明の他の実施例の税明図，第５図，第
６図，！７図はこの発明の他の実施例による処理例を示
す図，第８図は従来の方法による処理例を示す図である
。 図において，（１）は入力メモ’Ｊ，ｆ２１はレジスタ
，（３）は戒ｑ器，１４｝は非線形変拗器，｝５）は演
算器，（６）はＤｏＷ器である。 尚，図中同一守号は同一又は相当部分を示すものとする
。
，第４図はこの発明の他の実施例の税明図，第５図，第
６図，！７図はこの発明の他の実施例による処理例を示
す図，第８図は従来の方法による処理例を示す図である
。 図において，（１）は入力メモ’Ｊ，ｆ２１はレジスタ
，（３）は戒ｑ器，１４｝は非線形変拗器，｝５）は演
算器，（６）はＤｏＷ器である。 尚，図中同一守号は同一又は相当部分を示すものとする
。
Claims (4)
- （１）一連のディジタル化された信号に対して１回前に
平滑化を行つた結果と平滑化に用いられる一定個数の入
力データを入力とし、次式に示される様に出力が一定範
囲内に押えられる様な非線形な関数によつて順次平滑化
を行う平滑化方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ただしＦ（ｙ（ｉ−１）、ｘ（ｊ））は、設定値δに対
して δ≧｜Ｆ（ｙ（ｉ−１）、ｘ（ｊ））｜ を満たす関数とし、ｘ（ｉ）は平滑化されるべき入力デ
ータ、ｙ（ｉ）は平滑化されたデータ、■＿１、■＿２
は平滑に用いるデータ数を与える変数である。 - （２）一連のディジタル化された信号に対して１回前に
平滑化を行つた結果を一時的に記憶するレジスタと、平
滑化に用いられる一定個数の入力データを記憶する入力
メモリと、上記入力メモリに記憶されている各々のデー
タから上記レジスタの内容を減ずる減算器と、上記減算
器の出力を入力し、入力値が設定範囲内であれば線形出
力し、設定範囲を超えると０を出力する特性を有する非
線形変換器と、上記入力メモリの各データに対応する非
線形変換器の各出力に対して重み付け加算を行う演算器
と、上記演算器の出力とレジスタの出力とを加算する加
算器とを備えた平滑化装置。 - （３）一連のディジタル化された信号に対して１回前に
平滑化を行つた結果を一時的に記憶するレジスタと、平
滑化に用いられる一定個数の入力データを記憶する入力
メモリと、上記入力メモリに記憶されている各々のデー
タから上記レジスタの内容を減する減算器と、上記減算
器の出力値を入力し、入力値が設定範囲内であれば線形
出力し、設定範囲を超えると境界値をホールドする特性
を有する非線形変換器と、上記入力メモリの各データに
対応する非線形変換器の各出力に対して重み付け加算を
行う演算器と、上記演算器の出力とレジスタの出力とを
加算する加算器とを備えた平滑化装置。 - （４）一連のディジタル化された信号に対して１回前に
平滑化を行つた結果を一時的に記憶するレジスタと、平
滑化に用いられる一定個数の入力データを記憶する入力
メモリと、上記入力メモリに記憶されている各々のデー
タから上記レジスタの内容を減する減算器と、上記減算
器の出力を入力し、入力と出力が双曲線関数の特性を有
する非線形変換器と、上記入力メモリの各データに対応
する非線形変換器の各出力に対して重み付け加算を行う
演算器と、上記演算器の出力とレジスタの出力とを加算
する加算器とを備えた平滑化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009835A JP2701501B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 平滑化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009835A JP2701501B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 平滑化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03214354A true JPH03214354A (ja) | 1991-09-19 |
| JP2701501B2 JP2701501B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=11731186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009835A Expired - Lifetime JP2701501B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 平滑化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2701501B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63285669A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Fujitsu Ltd | 信号平滑化回路 |
| JPH01173830U (ja) * | 1988-05-13 | 1989-12-11 |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2009835A patent/JP2701501B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63285669A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Fujitsu Ltd | 信号平滑化回路 |
| JPH01173830U (ja) * | 1988-05-13 | 1989-12-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2701501B2 (ja) | 1998-01-21 |
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