(57)【要約】【課題】信号強度の差が大きい複数の信号が含まれる信号データから各信号データを確実に検出することが可能な技術を提供する。【解決手段】第１演算工程は、変数の変化に対する強度情報を含む信号データに対し、変数毎の伝達関数に基づき、デコンボリューションを行う。検出工程は、第１演算工程により得られた強度分布データにおいて、強度がピークを示す変数及びその変数における信号強度を検出する。ゲイン工程は、識別工程で信号強度が閾値以上と識別された場合、記憶データに対し信号強度に応じたゲインをかける。減算処理工程は、ゲインがかけられた記憶データを、強度分布データから減算する。第２演算工程は、減算処理がなされた強度分布データにおいて、閾値以上の信号強度を有する変数が無くなった場合、検出された強度がピークを示す変数の情報に基づき、信号データに対してデコンボリューションを行う。【選択図】図４
2014102224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定系で測定して得られた、所定の変数の変化に対する強度情報を含む信号データに対し、予め記憶された前記変数毎の伝達関数に基づき、第１のデコンボリューションを行う第１演算工程と、
前記第１演算工程により得られた前記信号データの強度分布を示す強度分布データにおいて、強度がピークを示す変数及びその変数における信号強度を検出する検出工程と、
検出された前記信号強度が閾値以上であるかを識別する識別工程と、
前記信号強度が閾値以上の場合、予め記憶された、前記強度がピークを示す変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、前記信号強度に応じたゲインをかけるゲイン工程と、
前記ゲインがかけられた前記記憶データを、前記強度分布データから減算する減算処理工程と、
前記減算処理がなされた前記強度分布データにおいて、前記閾値以上の信号強度を有する前記変数が無くなった場合、それまでに検出された前記強度がピークを示す変数の情報に基づき、前記信号データに対して第２のデコンボリューションを行う第２演算工程と、
を有することを特徴とするデータ処理方法。
【請求項２】
前記検出工程は、前記減算処理がなされた強度分布データに対し、前記強度がピークを示す変数として新たな変数及びその信号強度を検出し、
前記識別工程は、検出された前記新たな変数における信号強度が閾値以上であるかを識別し、
ゲイン工程は、前記新たな変数における信号強度が閾値以上の場合、前記新たな変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す前記記憶データに対し、前記新たな変数における信号強度に応じたゲインをかけ、
前記減算工程は、前記新たな変数における信号強度に応じたゲインがかけられた前記記憶データを、前記減算処理がなされた強度分布データから減算することを特徴とする請求項１記載のデータ処理方法。
【請求項３】
前記検出工程は、前記強度がピークを示す変数として、信号強度が最大となる変数から順に検出を行うことを特徴とする請求項２記載のデータ処理方法。
【請求項４】
コンピュータに、
測定系で測定して得られた、所定の変数の変化に対する強度情報を含む信号データに対し、予め記憶された前記変数毎の伝達関数に基づき、第１のデコンボリューションを行う第１演算機能と、
前記第１演算機能により得られた前記信号データの強度分布を示す強度分布データにおいて、強度がピークを示す変数及びその変数における信号強度を検出する検出機能と、
検出された前記信号強度が閾値以上であるかを識別する識別機能と、
前記信号強度が閾値以上の場合、予め記憶された、前記強度がピークを示す変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、前記信号強度に応じたゲインをかけるゲイン機能と、
前記ゲインがかけられた前記記憶データを、前記強度分布データから減算する減算処理機能と、
前記減算処理がなされた前記強度分布データにおいて、前記閾値以上の信号強度を有する前記変数が無くなった場合、それまでに検出された前記強度がピークを示す変数の情報に基づき、前記信号データに対して第２のデコンボリューションを行う第２演算機能と、
を実現させるためのデータ処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ処理方法及びデータ処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像データや音声データ等の信号データに対する処理において、デコンボリューションの技術が用いられる場合がある。デコンボリューションとは、不明瞭な信号データから元の信号データを復元する技術である。
【０００３】
デコンボリューションの手法としては、２回のデコンボリューションを行うことにより、正確なデコンボリューション結果を得ようとするものがある。
【０００４】
たとえば、非特許文献１には、１回目のデコンボリューション結果に対して信号データがピークの検出を行い、検出したピークの情報を２回目のデコンボリューションの正則化行列に反映することで正確なデコンボリューション結果を得る手法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍｅｉ  Ｌｉ  ｅｔ．  ａｌ．「Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ  ＯＳＮＲ  Ｆｒｏｍ  Ｌｏｗ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ＷＤＭ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｍｏｎｉｔｏｒｓ」、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ．２７，ＮＯ．９，ＭＡＹ  １，２００９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、非特許文献１の技術を用いてデコンボリューションを行う場合、ピークの検出が正確になされないと、最終的なデコンボリューション結果として正確なものを得ることができない。
【０００７】
ここで、ある信号データをデコンボリューションすると、その結果得られる波形には信号データを示すピークの周辺に、リンギングと呼ばれる小さいピークが複数発生する（図７参照。図７の横軸は画素を示し、縦軸は信号強度を示す）。
【０００８】
従って、信号強度の差が大きい複数の信号が含まれる信号データから各信号データに対応するピークの検出を行う場合、信号強度の強い信号データのピークＰ１近傍に信号強度の弱い信号データのピークＰ２が存在すると、信号強度の弱い信号データのピークＰ２はリンギングＲに埋もれてしまう（図７参照。図７において、ピークＰ２は破線で示す）。
【０００９】
このような場合、信号強度の弱い信号データのピークＰ２を検出することができない。よって、ピークＰ２の位置の情報を２回目のデコンボリューションの正則化行列に反映することができず、正確なデコンボリューション結果を得ることが困難となる。
【００１０】
本発明においては、上記課題を解決するために、信号強度の差が大きい複数の信号が含まれる信号データからそれぞれの信号データを確実に検出することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載のデータ処理方法は、第１演算工程と、検出工程と、識別工程と、ゲイン工程と、減算処理工程と、第２演算工程とを有する。第１演算工程は、測定系で測定して得られた、所定の変数の変化に対する強度情報を含む信号データに対し、予め記憶された変数毎の伝達関数に基づき、第１のデコンボリューションを行う。検出工程は、第１演算工程により得られた信号データの強度分布を示す強度分布データにおいて、強度がピークを示す変数及びその変数における信号強度を検出する。識別工程は、検出された信号強度が閾値以上であるかを識別する。ゲイン工程は、信号強度が閾値以上の場合、予め記憶された、強度がピークを示す変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、信号強度に応じたゲインをかける。減算処理工程は、ゲインがかけられた記憶データを、強度分布データから減算する。第２演算工程は、減算処理がなされた強度分布データにおいて、閾値以上の信号強度を有する変数が無くなった場合、それまでに検出された強度がピークを示す変数の情報に基づき、信号データに対して第２のデコンボリューションを行う。
また、上記課題を解決するために、請求項２に記載のデータ処理方法は、請求項１記載のデータ処理方法であって、検出工程は、減算処理がなされた強度分布データに対し、強度がピークを示す変数として新たな変数及びその信号強度を検出する。識別工程は、検出された新たな変数における信号強度が閾値以上であるかを識別する。ゲイン工程は、新たな変数における信号強度が閾値以上の場合、新たな変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、新たな変数における信号強度に応じたゲインをかける。減算処理工程は、新たな変数における信号強度に応じたゲインがかけられた記憶データを、減算処理がなされた強度分布データから減算する。
また、上記課題を解決するために、請求項３に記載のデータ処理方法は、請求項２記載のデータ処理方法であって、検出工程は、強度がピークを示す変数として、信号強度が最大となる変数から順に検出を行う。
また、上記課題を解決するために、請求項４に記載のデータ処理プログラムは、コンピュータに、第１演算機能と、検出機能と、識別機能と、ゲイン機能と、減算処理機能と、第２演算機能とを実現させる。第１演算機能は、測定系で測定して得られた、所定の変数の変化に対する強度情報を含む信号データに対し、予め記憶された変数毎の伝達関数に基づき、第１のデコンボリューションを行う。検出機能は、第１演算機能により得られた信号データの強度分布を示す強度分布データにおいて、強度がピークを示す変数及びその変数における信号強度を検出する。識別機能は、検出された信号強度が閾値以上であるかを識別する。ゲイン機能は、信号強度が閾値以上の場合、予め記憶された、強度がピークを示す変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、信号強度に応じたゲインをかける。減算処理機能は、ゲインがかけられた記憶データを、強度分布データから減算する。第２演算機能は、減算処理がなされた強度分布データにおいて、閾値以上の信号強度を有する変数が無くなった場合、それまでに検出された強度がピークを示す変数の情報に基づき、信号データに対して第２のデコンボリューションを行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明におけるデータ処理方法は、強度がピークを示す変数における信号強度が閾値以上の場合には、ゲイン工程において、その変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに信号強度に応じたゲインをかける。そして、減算処理工程において、ゲインをかけた記憶データを強度分布データから減算する。従って、本発明におけるデータ処理方法によれば、信号データに信号強度の差が大きい複数の信号が含まれる場合であっても、各信号データに対応するピークの検出を行うことが可能となる。つまり、本発明におけるデータ処理方法によれば、信号強度の差が大きい複数の信号が含まれる信号データからそれぞれの信号データを確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る分光測定装置を示す図である。
【図２】実施形態に係る測定系を示す図である。
【図３】実施形態に係る処理・制御系を示す図である。
【図４】実施形態に係る信号処理部を示す図である。
【図５Ａ】実施形態に係る信号処理部の説明を補足する図である。
【図５Ｂ】実施形態に係る信号処理部の説明を補足する図である。
【図５Ｃ】実施形態に係る信号処理部の説明を補足する図である。
【図５Ｄ】実施形態に係る信号処理部の説明を補足する図である。
【図５Ｅ】実施形態に係る信号処理部の説明を補足する図である。
【図５Ｆ】実施形態に係る信号処理部の説明を補足する図である。
【図５Ｇ】実施形態に係る信号処理部の説明を補足する図である。
【図６】実施形態に係るデータ処理方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】従来のデコンボリューション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態＞
図１から図６を参照して、実施形態に係るデータ処理方法について説明を行う。本実施形態では、当該データ処理方法を実行する装置として分光測定装置１を例に説明する。分光測定装置１は、複数の波長λｋ（ｋ＝１〜ｎ）を含む光Ｌを測定し、光Ｌに基づく信号データを波長毎に分離することで、光Ｌに含まれる波長の強度分布を提示する装置である。
【００１５】
図１は、分光測定装置１を示すブロック図である。分光測定装置１は、測定系１０及び処理・制御系２０を有する。分光測定装置１の外部には、光源ＬＳが配置されている。光源ＬＳは、複数の波長λｋを含む光Ｌを発生させる。
【００１６】
［測定系］
図２は、本実施形態に係る測定系１０を示す概略図である。測定系１０は、導光部１１と、投射光学系１２と、フィルタ部１３と、受光部１４とを有する。
【００１７】
導光部１１は、光源ＬＳからの光Ｌを出射する。導光部１１としては、たとえば、シングルコアファイバやマルチコアファイバ等の光ファイバを用いることができる。
【００１８】
投射光学系１２は、導光部１１からの光Ｌをコリメートし、平行光として出射する。投射光学系１２は、たとえば、凸状のコリメートレンズである。なお、投射光学系１２は、複数枚のレンズを組み合わせたレンズ群であってもよい。
【００１９】
フィルタ部１３は、投射光学系１２からの平行光を、波長が所定方向に連続して変化する透過光として出射する。フィルタ部１３は、１枚のフィルタで連続的に透過する波長を変えることができるフィルタである。つまり、「所定方向」とは、透過光の波長が変化する方向である（図２の紙面縦方向）。フィルタ部１３としては、たとえば、ＬＶＦを用いることができる。複数の波長λｋを含む光Ｌが入射する場合、フィルタ部１３は、光Ｌの入射位置によって透過する波長λｋが異なっている。すなわち、フィルタ部１３は、複数の波長λｋを含む光Ｌを波長毎に分離することができる。
【００２０】
受光部１４は、フィルタ部１３を透過した透過光を波長毎に受光する複数の受光素子Ｒｋ（ｋ＝１〜ｎ）を有する。受光素子Ｒｋは、たとえばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いることができる。
【００２１】
受光素子Ｒｋからは、対応する波長λの信号データが出力される（信号データは、読み出し部２１ａ（後述）により読み出される）。以下、受光素子Ｒｋの出力を画素Ｉｋ（ｋ＝１〜ｎ）として示す場合がある。すなわち、画素Ｉｋと波長λｋとは一対一に対応している。本実施形態における画素Ｉｋ（波長λｋ）は、「所定の変数」の一例である。
【００２２】
［処理・制御系］
図３は、本実施形態に係る処理・制御系２０を示す概略図である。図４は、信号処理部２１（後述）の詳細な構成を示す図である。
【００２３】
図３に示すように、処理・制御系２０は、信号処理部２１と、記憶部２２と、制御部２３と、表示部２４とを含んで構成される。信号処理部２１及び制御部２３は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により構成される。
【００２４】
信号処理部２１は、測定系１０でコンボリューションされた信号データを受けて、元の信号データを得る処理を行う。図４に示すように、信号処理部２１は、読み出し部２１ａと、第１デコンボリューション部２１ｂと、検出部２１ｃと、識別部２１ｄと、ゲイン部２１ｅと、減算部２１ｆと、第２デコンボリューション部２１ｇとを含んで構成される。
【００２５】
なお、以下の説明において、信号処理部２１で処理される信号データには、２つの異なる波長λ２４３及び波長λ２４６に基づく信号データ（すなわち、画素Ｉ２４３及び画素Ｉ２４６に対応する信号データ）が含まれているものとする。また、２つの信号データに対応する光の波長（画素）は近接しており、且つ２つの信号データの信号強度の差が大きいものとする。
【００２６】
読み出し部２１ａは、受光部１４で受光された光に基づく信号データを読み出す。たとえば、読み出し部２１ａは、受光部１４が光を受光したタイミングで読み出しを行う。受光部１４で受光された光に基づく信号データは、画素Ｉｋと、画素Ｉｋの変化に対応する受光素子Ｒｋの出力信号の大きさ（カウント値）を示す強度情報との関係を示すデータとして示すことができる。
【００２７】
図５Ａは、受光部１４で受光された光に基づく信号データの一例を示すグラフＧ１である。縦軸は受光素子Ｒｋのカウント値を示し、横軸は、画素を示す。グラフＧ１は、コンボリューションされた信号データを示している。グラフＧ１においては、信号データが示すピークは１つしかない。すなわち、受光部１４から読み出された信号データからは、２つの異なる波長に基づく信号データ（画素Ｉ２４３及び画素Ｉ２４６に対応する信号データ）を分離することはできない。
【００２８】
第１デコンボリューション部２１ｂは、測定系１０で測定して得られた、所定の変数の変化に対する強度情報を含む信号データに対し、予め記憶された変数毎の伝達関数に基づき、第１のデコンボリューションを行う。なお、デコンボリューションは、予めコンボリューション処理がなされた信号データ（グラフＧ１を示すデータ）に対して行われる。
【００２９】
デコンボリューションは、不明瞭な信号データに対し、伝達関数を用いて元の信号データを復元する技術である。伝達関数は、測定系１０（フィルタ部１３）の入力と出力の比から決定される関数である。伝達関数は、画素Ｉｋ毎に所定の値が設定されており、記憶部２２等に予め記憶されている。第１デコンボリューション部２１ｂは、記憶された画素Ｉｋ毎の伝達関数Ｔ（Ｉｋ）を用いて、画素Ｉｋに対応する信号データに対してデコンボリューションを行う。第１デコンボリューション部２１ｂで行われる処理は、「第１演算工程」の一例である。
【００３０】
図５Ｂは、グラフＧ１を示すデータをデコンボリューション処理した結果を示すグラフ（グラフＧ２）である。なお、図５Ｂ（及び以下で説明する図５Ｃ〜図５Ｇ）において、縦軸は信号強度を示し、横軸は画素を示す。グラフＧ２を示すデータは、画素に対する信号データの強度分布を示す「強度分布データ」の一例である。
【００３１】
一般に、デコンボリューションを行うことにより、２つの異なる波長に基づく信号データを分離することが可能となる。一方、デコンボリューションに伴いリンギングが発生するため、信号強度の弱い信号データのピークは、リンギングに埋もれてしまう。すなわち、強度分布データにおけるピークのうち、信号データに由来するピークとリンギングに由来するピークを判別することは困難である。たとえば、図５Ｂに示すグラフＧ２では、画素Ｉ２４３に対応する信号データのリンギングにより、画素Ｉ２４６に対応する信号データのピークを認識することができない。
【００３２】
ここで、検出部２１ｃは、第１デコンボリューション部２１ｂにより得られた信号データの強度分布を示す強度分布データにおいて、強度がピークを示す変数及びその変数における信号強度を検出する。
【００３３】
具体的には、検出部２１ｃは、図５Ｂの強度分布データにおいて、複数ある信号強度のピークのうち、信号強度が最大となる画素Ｉ２４３及びその信号強度（値０．９２）を検出する。なお、本実施形態において、ピークを有する画素（変数）の検出は、ピークの検出と同義である。
【００３４】
識別部２１ｄは、検出部２１ｃにより検出された信号強度が閾値以上であるかを識別する。閾値は、信号データとノイズを区別するための値であり、所望の値が予め設定されている。閾値は、送信される光の強度や送信に用いる光ファイバの結合損失等に基づいて決定される。以下の説明においては、閾値として０．１が設定されているものとする。
【００３５】
具体的に、識別部２１ｄは、画素Ｉ２４３における信号強度０．９２と閾値０．１を比較し、画素Ｉ２４３における信号強度は閾値以上であると判断する。
【００３６】
一方、識別部２１ｄは、ある画素における信号強度が閾値未満であると判断した場合、その画素におけるデータは、ノイズ成分であると判断する。なお、信号強度が最大となる画素におけるデータがノイズ成分であると判断された場合、そのデータには信号データが含まれていないことになる。この場合、制御部２３は、識別部２１ｄの判断結果に基づいて、表示部２４にエラー表示を表示させる。
【００３７】
ゲイン部２１ｅは、信号強度が閾値以上の場合、予め記憶された、強度がピークを示す変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、信号強度に応じたゲインをかける。
【００３８】
記憶データは、所定の値を各画素における伝達関数に基づいて予めデコンボリューションした結果を示すデータである。これは、単一の画素に対するデコンボリューション結果を示すデータであって、他の画素の影響を受けていないデータである。記憶データは、記憶部２２等に予め記憶されている。
【００３９】
たとえば、画素Ｉ２４３における伝達関数Ｔ（Ｉ２４３）でデコンボリューションした結果を予め記憶しておく。ゲイン部２１ｅは、信号強度が閾値以上であるとされた画素Ｉ２４３に対応する記憶データ（伝達関数Ｔ（Ｉ２４３）でデコンボリューションした結果）を記憶部２２から読み出す。そして、ゲイン部２１ｅは、読み出された記憶データの信号強度が０．９２になるようにゲインをかける。図５Ｃは、読み出された記憶データに信号強度が０．９２になるようゲインをかけた状態を示すグラフＧ３である。
【００４０】
減算部２１ｆは、ゲインがかけられた記憶データ（図５Ｃ参照）を、強度分布データ（図５Ｂ参照）から減算する。
【００４１】
具体的に、減算部２１ｆは、画素毎に信号強度を減算する。減算部２１ｆの減算処理により、画素Ｉ２４３に対応する信号データ及びその信号データに由来するリンギングを強度分布データから除外することができる。減算処理がなされた強度分布データには、残りの信号データ（画素Ｉ２４６に対応する信号データ）及びその信号データに由来するリンギングが含まれる。図５Ｄは、残りの信号データ及びその信号データに由来するリンギングを示すグラフＧ４である。
【００４２】
上記と同様の処理を閾値以上の信号強度を有する変数が無くなるまで繰り返す。
【００４３】
すなわち、検出部２１ｃは、減算処理がなされた強度分布データに対し、強度がピークを示す変数として新たな変数及びその信号強度を検出する。
【００４４】
本実施形態において、検出部２１ｃは、信号強度が最大となる新たな画素Ｉ２４６（新たな変数）及びその信号強度０．１５を検出する（図５Ｄ参照）。
【００４５】
識別部２１ｄは、検出された画素Ｉ２４６における信号強度０．１５と閾値０．１とを比較し、画素Ｉ２４６における信号強度は閾値以上であると判断する。
【００４６】
ゲイン部２１ｅは、画素Ｉ２４６における伝達関数Ｔ（Ｉ２４６）に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、画素Ｉ２４６における信号強度に応じたゲインをかける。図５Ｅは、読み出された記憶データに信号強度が０．１５になるようゲインをかけた状態を示すグラフＧ５である。
【００４７】
減算部２１ｆは、画素Ｉ２４６における信号強度に応じたゲインがかけられた記憶データ（図５Ｅ参照）を、減算処理がなされた強度分布データ（図５Ｄ参照）から減算する。
【００４８】
更に、図５Ｆにおいて、検出部２１ｃは、信号強度が最大となる新たな画素Ｉ２４８（新たな変数）及びその信号強度を検出する。図５Ｆは、残りの信号データ及びその信号データに由来するリンギングを示すグラフＧ６である。
【００４９】
識別部２１ｄは、検出された画素Ｉ２４８における信号強度０．０３と閾値０．１とを比較し、画素Ｉ２４８における信号強度は、閾値未満であると判断する。この場合、ゲイン部２１ｅ及び減算部２１ｆでの処理は行わない。このように、本実施形態の構成によれば、閾値以上の信号強度を有する変数として画素Ｐ２４３及び画素Ｐ２４６の２つを検出する。
【００５０】
なお、強度がピークを示す変数の検出は、必ずしも信号強度が最大となる変数から行う必要はない。たとえば、検出部２１ｃは、信号強度が最小となる変数から検出することも可能である。或いは、検出部２１ｃは、強度分布データにおける全てのピークを示す画素及びその信号強度を検出する。識別部２１ｄは、検出された信号強度それぞれに閾値を適用し、閾値以上を示す画素に対応するデータを信号データとして一度に検出することも可能である。
【００５１】
第２デコンボリューション部２１ｇは、減算処理がなされた強度分布データにおいて、閾値以上の信号強度を有する変数が無くなった場合、それまでに検出された強度がピークを示す変数の情報に基づき、信号データに対して第２のデコンボリューションを行う。
【００５２】
具体的には、第２デコンボリューション部２１ｇは、それまでに検出された強度がピークを示す変数の情報を正則化行列に反映させ、２回目のデコンボリューションを行う。これにより、信号強度の差が大きい２つの信号データ（画素Ｉ２４３に対応する信号データ及び画素Ｉ２４６に対応する信号データ）を区別することが可能なデータを得ることができる。図５Ｇは、当該データに基づくグラフＧ７を示す。
【００５３】
第１デコンボリューション部２１ｂ及び第２デコンボリューション部２１ｇにおけるデコンボリューション処理は、非特許文献１に記載の手法を用いることが可能である。第２デコンボリューション部２１ｇで行われる処理は、「第２演算工程」の一例である。
【００５４】
制御部２３は、分光測定装置１の各種制御を行う。たとえば、制御部２３は、信号処理部２１による処理結果（図５Ｇに示すグラフ）を、表示部２４に表示させる。表示部２４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ等の任意の表示デバイスによって構成される。なお、分光測定装置１の外部に設けられた表示デバイスに信号処理部２１による処理結果を表示させることも可能である。
【００５５】
なお、信号処理部２１による処理結果を表示部２４に表示させる場合、制御部２３は、処理結果を波長と信号強度との関係を示すグラフとして表示させることも可能である。
【００５６】
［データ処理手順］
次に図６を参照して、本実施形態に係るデータ処理の手順について説明を行う。
【００５７】
読み出し部２１ａは、受光部１４で受光された光に基づく信号データを読み出す（Ｓ１０）。
【００５８】
第１デコンボリューション部２１ｂは、Ｓ１０で読み出された信号データ（コンボリューションされた信号データ）に対し、予め記憶された画素Ｉｋ毎の伝達関数に基づき、第１のデコンボリューションを行う（Ｓ１１。「第１演算工程」）。Ｓ１１の結果、信号データの強度分布を示す強度分布データを得ることができる。
【００５９】
検出部２１ｃは、Ｓ１１で得られた強度分布データにおいて、強度がピークを示す画素Ｉα（ｋ＝α、１≦α≦ｎ）及び画素Ｉαにおける信号強度を検出する（Ｓ１２）。
【００６０】
識別部２１ｄは、Ｓ１２で検出された信号強度が閾値以上であるかを識別する（Ｓ１３）。
【００６１】
信号強度が閾値以上の場合（Ｓ１３でＹの場合）、ゲイン部２１ｅは、予め記憶された、強度がピークを示す画素Ｉαにおける伝達関数Ｔ（Ｉα）に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、信号強度に応じたゲインをかける（Ｓ１４）。
【００６２】
減算部２１ｆは、Ｓ１４でゲインがかけられた記憶データを、Ｓ１１で得られた強度分布データから減算する（Ｓ１５）。Ｓ１５の処理により、画素Ｉαに対応する信号データ及びその信号データに由来するリンギングをＳ１１で取得した強度分布データから除外することができる。
【００６３】
一方、信号強度が閾値未満の場合（Ｓ１３でＮの場合）、強度分布データには、求める信号データの成分が含まれていないことになる。よって、制御部２３は、表示部２４にエラー表示を行う（Ｓ１６）。
【００６４】
その後、同様の処理を閾値以上の信号強度を有する画素Ｉｋが無くなるまで繰り返す。
【００６５】
すなわち、検出部２１ｃは、Ｓ１６で減算処理がなされた強度分布データに対し、強度がピークを示す画素として新たな画素Ｉβ（ｋ＝β、β≠α、１≦β≦ｎ）及びその信号強度を検出する（Ｓ１７）。
【００６６】
識別部２１ｄは、検出された画素Ｉβにおける信号強度が閾値以上であるかを識別する（Ｓ１８）。
【００６７】
信号強度が閾値以上の場合（Ｓ１８でＹの場合）、ゲイン部２１ｅは、予め記憶された、強度がピークを示す画素Ｉβにおける伝達関数Ｔ（Ｉβ）に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、信号強度に応じたゲインをかける（Ｓ１９）。
【００６８】
減算部２１ｆは、Ｓ１９でゲインがかけられた記憶データを、Ｓ１６で減算処理がなされた強度分布データから減算する（Ｓ２０）。Ｓ２０の処理により、画素Ｉβに対応する信号データ及びその信号データに由来するリンギングをＳ１５で減算処理がなされた強度分布データから除外することができる。
【００６９】
一方、信号強度が閾値未満の場合（Ｓ１８でＮの場合）、Ｓ１５で減算処理がなされた強度分布データには、これ以上、信号データの成分が含まれていないことになる。この場合、第２デコンボリューション部２１ｇは、それまでに検出された強度がピークを示す変数の情報に基づき、信号データに対して第２のデコンボリューションを行う（Ｓ２１）。
【００７０】
制御部２３は、第２のデコンボリューションにより得られた信号データの強度分布を示すグラフを表示部２４に表示させる。
【００７１】
＜実施形態の作用・効果＞
本実施形態に係るデータ処理方法及びデータ処理プログラムの作用及び効果について説明する。
【００７２】
実施形態に係るデータ処理方法は、第１デコンボリューション部２１ｂによる第１演算工程と、検出部２１ｃによる検出工程と、識別部２１ｄによる識別工程と、ゲイン部２１ｅによるゲイン工程と、減算部２１ｆによる減算処理工程と、第２デコンボリューション部２１ｇによる第２演算工程とを有する。第１演算工程は、測定系１０で測定して得られた、所定の画素（変数）の変化に対する強度情報を含む信号データに対し、予め記憶された画素毎の伝達関数に基づき、第１のデコンボリューションを行う。検出工程は、第１演算工程により得られた信号データの強度分布を示す強度分布データにおいて、強度がピークを示す画素及びその画素における信号強度を検出する。識別工程は、検出された信号強度が閾値以上であるかを識別する。ゲイン工程は、信号強度が閾値以上の場合、予め記憶された、強度がピークを示す画素における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、信号強度に応じたゲインをかける。減算処理工程は、ゲインがかけられた記憶データを、強度分布データから減算する。第２演算工程は、減算処理がなされた強度分布データにおいて、閾値以上の信号強度を有する画素が無くなった場合、それまでに検出された強度がピークを示す画素の情報に基づき、信号データに対して第２のデコンボリューションを行う。
【００７３】
具体的には、検出工程は、減算処理がなされた強度分布データに対し、強度がピークを示す画素として新たな画素及びその信号強度を検出する。識別工程は、検出された新たな画素における信号強度が閾値以上であるかを識別する。ゲイン工程は、新たな画素における信号強度が閾値以上の場合、新たな画素における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、新たな画素における信号強度に応じたゲインをかける。減算処理工程は、新たな画素における信号強度に応じたゲインがかけられた記憶データを、減算処理がなされた強度分布データから減算する。
【００７４】
このように、強度がピークを示す変数における信号強度が閾値以上の場合には、ゲイン工程において、その変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに信号強度に応じたゲインをかける。そして、減算処理工程において、ゲインをかけた記憶データを強度分布データから減算する。よって、デコンボリューションに伴って生じるリンギングを排除することができるため、リンギングに埋もれるような信号強度の小さい信号データを検出することが可能となる。つまり、信号データに信号強度の差が大きい複数の信号が含まれる場合であっても、各信号データの検出が可能となる。すなわち、本実施形態におけるデータ処理方法によれば、信号強度の差が大きい複数の信号が含まれる信号データからそれぞれの信号データを確実に検出することができる。
【００７５】
また、上記データ処理方法を実現するプログラムを構成することもできる。そのようなデータ処理プログラムは、コンピュータに、第１演算機能と、検出機能と、識別機能と、ゲイン機能と、減算処理機能と、第２演算機能とを実現させる。第１演算機能は、測定系１０で測定して得られた、所定の画素の変化に対する強度情報を含む信号データに対し、予め記憶された画素毎の伝達関数に基づき、第１のデコンボリューションを行う。検出機能は、第１演算機能により得られた信号データの強度分布を示す強度分布データにおいて、強度がピークを示す画素及びその画素における信号強度を検出する。識別機能は、検出された信号強度が閾値以上であるかを識別する。ゲイン機能は、信号強度が閾値以上の場合、予め記憶された、強度がピークを示す画素における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに対し、信号強度に応じたゲインをかける。減算処理機能は、ゲインがかけられた記憶データを、強度分布データから減算する。第２演算機能は、減算処理がなされた強度分布データにおいて、閾値以上の信号強度を有する画素が無くなった場合、それまでに検出された強度がピークを示す画素の情報に基づき、信号データに対して第２のデコンボリューションを行う。
【００７６】
このように、データ処理プログラムは、強度がピークを示す変数における信号強度が閾値以上の場合には、コンピュータにゲイン機能を実行させ、その変数における伝達関数に基づくデコンボリューション結果を示す記憶データに信号強度に応じたゲインをかける。そして、データ処理プログラムは、コンピュータに減算処理機能を実行させ、ゲインをかけた記憶データを強度分布データから減算する。よって、デコンボリューションに伴って生じるリンギングを排除することができるため、リンギングに埋もれるような信号強度の小さい信号データを検出することが可能となる。つまり、信号データに信号強度の差が大きい複数の信号が含まれる場合であっても、各信号データの検出が可能となる。すなわち、本実施形態におけるデータ処理プログラムによれば、信号強度の差が大きい複数の信号が含まれる信号データからそれぞれの信号データを確実に検出することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  分光測定装置
１０  測定系
１１  導光部
１２  投射光学系
１３  フィルタ部
１４  受光部
２０  処理・制御系
２１  信号処理部
２１ａ  読み出し部
２１ｂ  第１デコンボリューション部
２１ｃ  検出部
２１ｄ  識別部
２１ｅ  ゲイン部
２１ｆ  減算部
２１ｇ  第２デコンボリューション部
２２  記憶部
２３  制御部
２４  表示部
ＬＳ  光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2014102224.tif 000007
【図５Ｂ】
2014102224.tif 000008
【図５Ｃ】
2014102224.tif 000009
【図５Ｄ】
2014102224.tif 000010
【図５Ｅ】
2014102224.tif 000011
【図５Ｆ】
2014102224.tif 000012
【図５Ｇ】
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【図６】
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【図７】
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