JPH0475467B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は分光的測定において得られるスペクト
ルとかクロマトグラフイにおけるクロマトグラム
等でピーク位置を検出する回路に関する。

(ロ) 従来技術 通常、スペクトルとかクロマトグラムでピーク
位置を検出する装置の動作原理はスペクトル等の
一次微分のゼロクロス点を検出するものである。
しかしこの方法では第１図に１で示すように大き
なピークの斜面上に小さなピークが乗つているよ
うな場合とか、ベースラインの傾斜が大きい場
合、その一次微分は第１図に２で示すようなカー
ブとなり、ピークロ，ハのような比較的大きなピ
ークに対してはゼロクス点が存在するが、イ，ニ
のような小さなピークの場合ゼロクロス点は現わ
れず、この方法では斜面上に乗つている小さなピ
ークは検出できないことがある。

(ハ) 目的 本発明は第１図にイ，ニで示したような斜面上
のきわめて小さなピークでも検出できるようなピ
ーク検出回路を提供しようとするものである。

(ニ) 構成 微分演算は従属変数の微分dyを独立変数の微
分dxで割算するものであるが、測定データの微
分を装置的に求める場合の一般的方法はdxとし
て独立変数でΔxだけ距つた２点をとり、それに
対する測定出力の差Δyをｙの微分としつΔy／
Δxを算出するものである。本発明は微分演算を
行うための独立変数上の２点の間隔として大、小
２種を用意し、小なる方の間隔Δx₁を検出しよう
とするピークの幅より充分小さな値とし、他方の
大なる方のΔx2を例えば検出しようとするピーク
の幅と同程度とかそれ以上に設定し、これらの独
立変数の微分を用いて算出された測定データの一
次微分関数の差において、ゼロクロス点を検出す
るものである。

今第２図に示す関数の一次微分をΔx1、Δx2を
用いて求めることを考える。Δx1を用いた場合の
一次微分Δy1／Δx1の最大値は、この関数の最大
傾斜点の接線ａの勾配にきわめて近い値である。
これに対してΔx2を用いて求めた一次微分の最大
値は図に示す接線ｂの勾配であり、ａの勾配に比
し小さい。これに対して第３図のような傾斜線に
対してはΔx1、Δx2何れを用いた一次微分も同じ
値になる。そこで第４図に示すように傾斜したベ
ースラインＢ上に低いピークＡが乗つている場合
を考えると、ベースラインに対する微分はΔx1、
Δx2何れによつて求めた値も等しいから引算によ
り消去される。他方ピーク成分に対する微分値は
Δx1によるものが大でΔx2により求めたものは０
に近くなり、両方の微分の差はベースラインを除
いたピーク成分Ａのみに対してΔx1を用いて求め
た一次微分にきわめて近く、ゼロクロス点を検出
することが可能となる。第１図のカーブ１におけ
るイとかニのピークはこの第４図の場合に相当す
るのである。

(ホ) 実施例 測定出力にはノイズが含まれていることが多い
から微分塩算を行う場合、ノイズを平均化する必
要がある。ノイズ平均化の方法は色々あるが、そ
の一つに価重平均法がある。第５図でx1、x2…
xn…は測定値のサンプリング点であり、縦軸は
測定値に価重を示す。今xn点における測定値の
平均値を求めるとする。xn点を中心に前後2k＋
１個のサンプリング点のデータに図に縦棒で示し
た比率の価重を掛けて平均を求め、それをxnの
測定値とするのが価重平均法である。この方法を
xn、xn＋１、xn＋ｄ、…の各点について行つて
ゆく。この考え方を微分演算に拡張したものがザ
ビツキー及びゴーレイ（Savi−tzky，Golay）に
よつて提案されている。第６図も第５図と同様横
軸にサンプリング点を示し、縦軸に測定値に掛け
る価重を示す。xn点の一次微分を求める場合、
xn点を中心に前後同数のサンプリング点を採つ
て図のように正負点対称的な価重を設定して、測
定値に掛算したものを加え合せ、（サンプリング
間隔）×（サンプリング点数−１）で割算する。こ
の場合、前項で述べたΔxに相当するものは図に
Δxで示した幅である。

こゝに述べる実施例はこのザビツキー、ゴーレ
イの方法を利用している。第７図に実施例の構成
を示す。MAは測定装置、SHはサンプルホール
ド回路で測定装置出力サンプリング、ADはＡ／
Ｄ変換器で、サンプルホールド回路SHによつて
ホールドされている測定値をデイジタルデータに
変換する。Ｍはメモリで上記デイジタルデータを
記憶せしめられる。CPUは装置全体を制御し、
上述した微分演算、引算の演算を行う演算制御回
路、Ｄは記録計、プリンタ等の表示装置である。

演算制御回路CPUは測定装置を駆動し、サン
プルホールド回路SH、Ａ／Ｄ変換器ADを作動
させて、測定出力を一定間隔でサンプリングしメ
モリＭに記憶させる。同時にメモリＭに記憶させ
た測定データを読出して上述した微分演算を大小
２種のΔxを用いて行い、同一測定点に対応する
二つの微分値の差を算出する演算を実行し、その
結果をメモリＭに格納して行く。或る点の微分を
求めるのに、その前後幾つかのサンプリング点の
データが必要なので、上述した演算は測定動作の
進行より若干後れて進行する。CPUは上述演算
の進行に従い、引算結果からゼロクロス点を検索
し、その点に対応する波長値とき時間でデータを
表示装置に出力し、表示装置によつて測定出力及
び各ピークに関するデータを表示する。

本発明において微分演算方式は任意である。ま
た上の実施例では測定と演算とは略同時進行の実
時間方式を採つているが、測定データを一旦全部
メモリに入れ、後で読出して上述演算を行うよう
にしてもよい。

(ヘ) 効果 本発明によるときは、傾斜したベースラインと
が大きなピークの斜面に乗つている小さなピーク
を鋭敏に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の目的を説明するグラフ、第２
図は微分感度の違いを説明するグラフ、第３図は
一定傾斜に対しては微分感度に関係なく同じ微分
値が得られることを説明するグラフ、第４図は斜
面上のピークを示すグラフ、第５図は価重平均法
における価重のかけ方を示すグラフ、第６図は微
分演算のための価重を示すグラフ、第７図は本発
明の一実施例装置のブロツク図である。 MA……測定装置、SH……サンプルホールド
回路、Ｍ……メモリ、Ｄ……表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測定回路出力をサンプリングして二種類の微
   分演算を行う微分演算手段と、得られた二種の微
   分演算値の差を求める差演算手段と、その差にお
   けるゼロクロス点をピーク位置として検出する制
   御回路よりなり、上記二種類の微分演算は微分演
   算に用いる独立変数の微分の値が、一方は検出し
   ようとするピークの幅より充分小さな値とし、他
   方は検出しようとするピークの幅と同程度又はそ
   れ以上の値であることを特徴とする測定出力のピ
   ーク検出回路。