(57)【要約】【課題】より低コストで移動平均を算出するデータ処理装置を提供する。【解決手段】データ処理装置１０は、測定手段１２で測定される時系列の測定値を順次第１記憶手段１３に格納し、その測定値を元にブロック演算手段１４でブロック演算値を算出して第２記憶手段１５に格納し、そのブロック演算値に基づいた測定における移動平均を移動平均演算手段１６で算出する構成である。【選択図】図２
2007093424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められたデータ数に対応してブロック分けされた複数の記憶ブロックを有し、複数の時系列測定データを順次保存する第１記憶手段と、
前記第１記憶手段の各記憶ブロック内に格納された測定データをブロックごとに演算するブロック演算手段と、
このブロック演算手段で算出されたブロック演算値を格納する第２記憶手段と、
前記第２記憶手段に格納されたブロック演算値に基づいて測定データの移動平均を算出する移動平均算出手段と、
を備えたことを特徴とするデータ処理装置。
【請求項２】
前記第１記憶手段はＤＲＡＭであり、前記第２記憶手段はＳＲＡＭであることを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記ブロック演算値は、各記憶ブロック内に格納された測定データのブロック合計値であることを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
前記ブロック演算値は、各記憶ブロック内に格納された測定データのブロック平均値であることを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
電源回復時に、前記第２記憶手段に格納されているブロック平均値を前記第１記憶手段に転送して保存させる制御手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定値に基づいて移動平均を算出するデータ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、データ処理装置には測定値の移動平均を算出するものがある。この移動平均は、一定の期間を定め、各期間の値がその期間中の測定値の平均値として算出されたものである。このため、このデータ処理装置で測定値の時系列を観察する際は、特殊要因の発生等によりその測定値が大きく振れる不規則変動がある程度ならされた移動平均を参照することで、測定値の基調的な傾向を読みやすくすることができる。
【０００３】
図１（ａ）に、従来のデータ処理装置である移動平均を算出する測定装置２０の機能的構成を示す。同図に示すように、測定装置２０は、特に図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）及びクロック信号を発振する発振部を備えた回路であり、当該クロック信号に同期して測定装置２０の動作を統括制御する制御回路２１、その制御回路２１の指示に応じて特に図示しないセンサから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して測定値として出力する測定回路２２、測定値を順次格納するＳＲＡＭ２３（Static  Random  Access  Memory）及びその測定値から移動平均を算出する移動平均計算回路２４を備え、各部はバス２５により互いに電気的に接続されてなる。
【０００４】
図１（ｂ）は、測定装置２０における移動平均の算出を例示する図である。同図に示すように、測定装置２０における移動平均は、時刻Ｔ１〜Ｔ５に測定される測定値Ａ〜Ｅに基づき、所定の期間における測定値の合計の測定回数に対する算術平均である。
【０００５】
なお、同図に示すように、ＳＲＡＭ２３は、移動平均を算出するために所定の期間における平均回数分の測定値をリングバッファに格納する構成である。例えば、時刻Ｔ５では、期間外の古い測定値である測定値Ａにその時刻Ｔ５で測定された測定値Ｅが上書きされる。そして、時刻Ｔ５では、ＳＲＡＭ２３に格納される測定値Ｂ〜Ｅを元に移動平均が算出される構成である。測定装置２０は、上述した構成により移動平均を算出することができる。
【０００６】
また、上述した移動平均を算出するデータ処理装置に関する技術については、前回の測定値から過去ｎ個の測定値までを記憶し、過去ｎ個前の測定値を現在の測定値から減算し、この差分を順次加算して累積し、この累積値をｎで割ることにより移動平均を算出する周波数変化測定装置として、特許文献１にも示されている。
【特許文献１】特開平７−５５５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来からのデータ処理装置では、移動平均を算出するための期間が長く平均回数が多い場合、その間の測定値を記憶するために多くの記憶領域を確保する必要があり、高コストなものであった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より低コストで移動平均を算出するデータ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、予め定められたデータ数に対応してブロック分けされた複数の記憶ブロックを有し、複数の時系列測定データを順次保存する第１記憶手段と、前記第１記憶手段の各記憶ブロック内に格納された測定データをブロックごとに演算するブロック演算手段と、このブロック演算手段で算出されたブロック演算値を格納する第２記憶手段と、前記第２記憶手段に格納されたブロック演算値に基づいて測定データの移動平均を算出する移動平均算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１記憶手段はＤＲＡＭであり、前記第２記憶手段はＳＲＡＭであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ブロック演算値は、各記憶ブロック内に格納された測定データのブロック合計値であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ブロック演算値は、各記憶ブロック内に格納された測定データのブロック平均値であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、電源回復時に、前記第２記憶手段に格納されているブロック平均値を前記第１記憶手段に転送して保存させる制御手段を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、複数の時系列測定データを予めデータ数に対応してブロック分けされた第１記憶手段に保存させ、この各記憶ブロック内に格納された測定データをブロックごとに演算して得られるブロック演算値を第２記憶手段に格納し、このブロック演算値に基づいて測定データの移動平均を算出する構成であり、移動平均の算出に必要な測定データの全てを記憶する必要が無く、多くの測定データから移動平均を算出する場合においても少ない記憶資源で実施することができ、低コストに抑えることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、第１記憶手段はＤＲＡＭであり、第２記憶手段はＳＲＡＭであることから、測定の途中で第１、第２記憶手段への電源供給を止める場合でも、第２記憶手段に格納された測定データのブロック演算値が消去されることなく移動平均の算出誤差を少なくすることができるとともに、ブロック演算値を算出する前の測定データをより多く格納する場合でもコストを低く抑えることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、各記憶ブロック内に格納された測定データのブロック合計値に基づいて移動平均を算出することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、各記憶ブロック内に格納された測定データのブロック平均値に基づいて移動平均を算出することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、電源回復時に第２記憶手段に保存されている測定データのブロック平均値を第１記憶手段に保存させる制御手段を有するため、電源が回復した場合に電源が停止する前のブロック演算値に基づいて移動平均を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図２〜図４を参照して本発明の実施形態について詳細に説明するが、この発明はこの実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、発明の用語や用途などをこれに限定しない。
【００２０】
図２は、本発明であるデータ処理装置１０の機能的構成を示す概略図であり、図３は、データ処理装置１０において制御手段１１が各部を制御して行う、ブロック演算値を算出する動作を示すフローチャートであり、図４（ａ）は、測定値を第１記憶手段１３へ格納する概略を例示する図であり、図４（ｂ）は、第２記憶手段１５に格納された値を第１記憶手段１３へ格納する概略を例示する図である。
【００２１】
先ず、データ処理装置１０の構成について説明する。図２に示すように、データ処理装置１０は、制御手段１１、測定手段１２、第１記憶手段１３、ブロック演算手段１４、第２記憶手段１５及び移動平均演算手段１６を備える構成である。
【００２２】
制御手段１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、発振部などを備えた回路であり、ＣＰＵにおいてＲＡＭの所定領域を作業領域とし、ＲＯＭに記憶された制御プログラムや設定値を読み込んで順次実行することで、データ処理装置１０の動作を統括制御する。
【００２３】
具体的には、制御手段１１は、発振部から発振されるクロック信号に同期して測定手段１２で時系列に測定される測定値（測定データ）を取得し、その測定値を第１記憶手段１３に格納し、後述するブロック演算値を算出する処理を実行して、その算出結果を第２記憶手段１５に格納する。また、特に図示しない操作キーなどによる移動平均の出力指示などに応じ、第２記憶手段１５に格納されたデータを移動平均演算手段１６に転送して移動平均を出力する。
【００２４】
測定手段１２は、各種センサから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して測定値として出力する回路などであり、制御手段１１から発振されるクロック信号に同期して当該測定値を制御手段１１に出力する。
【００２５】
第１記憶手段１３は、コンデンサとトランジスタにより電荷を蓄え、読み書きが自由に行えるＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などであり、測定手段１２により測定された測定値を、制御手段１１のＲＯＭなどに記憶された情報や、操作キー又はポインティングデバイスなどの特に図示しない操作部からの操作指示により予め設定されたデータ数に対応したブロック毎に順次記憶する。
【００２６】
第１記憶手段１３をＤＲＡＭで構成する場合においては、蓄えられる電荷が時間と共に減少することから、一定時間毎に記憶保持のための再書き込み（リフレッシュ）が制御手段１１の指示により行われる。このため、第１記憶手段１３は、装置の電源が落とされた場合には記憶された情報が消去されるが、フリップフロップ回路などで記憶された情報を保持するＳＲＡＭと異なり、集積度を安価に上げることができる。
【００２７】
ブロック演算手段１４は、上述した第１記憶手段１３のブロック毎に順次記憶された測定値を演算したブロック演算値を算出する。具体的には、ブロックに順次格納された測定値の合計値であるブロック合計値の算出や、ブロックに順次格納された測定値の平均値であるブロック平均値の算出をブロック毎に行う。
【００２８】
第２記憶手段１５は、記憶される情報がリフレッシュを行うことなく保持されるＳＲＡＭであり、ブロック演算手段１４で算出されたブロック演算値を記憶する。このため、装置の電源が落とされた場合においても記憶されたブロック演算値を保持することができ、電源を再投入した時にその格納されたブロック演算値に基づいた移動平均値の算出を行うことができる。
【００２９】
移動平均演算手段１６は、第２記憶手段１５に格納されたブロック演算値に基づいて所定期間（所定のブロック数分）の移動平均を算出する。この移動平均演算手段１６における移動平均の算出は、前述した測定装置２０における移動平均と同様にブロック毎の移動平均値の算術平均であり、ブロック演算値がブロック平均値である場合、ブロック平均値の合計値を算出に関わるブロック数で割る方法や、前の演算時に算出されたブロック平均値の合計値から最も古いブロック平均値を引いて、最新のブロック平均値を加えた値を算出に関わるブロック数で割る方法で行われる。
【００３０】
同様に、ブロック演算値がブロック合計値である場合は、ブロック合計値の総計値を算出に関わるブロック数とブロック毎のデータ数との積で割る方法や、前の演算時に算出されたブロック合計値の総計値から最も古いブロック合計値を引いて、最新のブロック合計値を加えた値を算出に関わるブロック数とブロック毎のデータ数との積で割る方法で行われる。
【００３１】
なお、移動平均演算手段１６で算出する移動平均は、上述した単純な算術平均（Simple  Moving  Average）以外に、現在に近い測定値ほど大きなウェイトをかけて演算して算出する加重移動平均（Weighted  Moving  Average）や、指数移動平均（Exponential  Moving  Average）などであってよく、特に限定するものではない。
【００３２】
次に、制御手段１１が行う第１記憶手段１３に格納された測定値を元にブロック毎のブロック演算値を算出する動作について説明する。図３に示すように、制御手段１１は、測定手段１２からの測定値を取得し（ステップＳ１１）、その取得した測定値を第１記憶手段１３に格納する（ステップＳ１２）。
【００３３】
次いで、その第１記憶手段１３に格納された測定値の数が予め定められたブロックあたりのデータ数に到達したか否かが判定され（ステップＳ１３）、到達していない場合はステップＳ１１へ戻る。
【００３４】
ステップＳ１３において、到達している場合は、ブロック演算手段１４でその予め定められたブロックあたりのデータ数分の測定値に基づいたブロック演算値が算出され（ステップＳ１４）、その算出されたブロック演算値が第２記憶手段１５に格納され（ステップＳ１５）、不図示の操作キーなどによる測定終了の指示や予め指示された測定時間の終了など、測定終了の有無が判定され（ステップＳ１６）、測定を継続すると判定された場合はステップＳ１１へ戻り、測定を終了すると判定された場合は終了する。
【００３５】
以上のように、データ処理装置１０は、測定値を元にブロック毎のブロック演算値を算出する構成であり、図４（ａ）に示すように、第１記憶手段１３に格納された測定値のブロック演算値を算出して第２記憶手段１５に格納する。このため、移動平均演算手段１６で移動平均を算出する際に必要な情報を格納する記憶資源をより少なくすることができ、多くの測定値から移動平均を算出する場合でも低コストで実現することができる。
【００３６】
また、データ処理装置１０は、第２記憶手段１５をＳＲＡＭとする構成であるため、計測の途中で電源を落とし、再度電源を投入して測定する場合でも、当該ＳＲＡＭに記憶されたブロック演算値から移動平均の算出を行うことができる。
【００３７】
また、データ処理装置１０は、ブロック演算値を演算する前の測定値を記憶する第１記憶手段１３をＤＲＡＭとすることで、一時保存する情報を格納する部分についてはより安価に集積度を上げることができる。
【００３８】
また、データ処理装置１０は、ブロック演算値であるブロック平均値又はブロック合計値を元にして移動平均を算出することができる。
【００３９】
また、ステップＳ１３においては、電源キーなどによる電源遮断の指示が検出され、電源を遮断する場合にはブロック演算手段１４で第１記憶手段１３に格納された測定値を元にブロック演算値が算出され（ステップＳ１４）、その算出されたブロック演算値が第２記憶手段１５に格納されて終了する構成であってもよい。この場合は、測定の途中で電源供給を止める場合でも第１記憶手段１３に格納された移動平均に関わる測定データを電源供給の有無に関わりなく記録を保持する第２記憶手段１５に退避することができる。
【００４０】
さらに、電源回復時には、図４（ｂ）に示すように、第２記憶手段１５に格納されたブロック平均値を第１記憶手段１３に戻す構成であってよい。この場合は、電源が回復した場合に従前のブロック演算値に基づいた移動平均を算出することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態における記述は、本発明の一例を示すものであり、これに限定しない。本発明におけるデータ処理装置１０の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、データ処理装置１０は、測定手段１２を含む構成を示したが、外部の測定装置から送信される測定データを受信する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は、従来の測定装置２０の構成を示す概略図であり、（ｂ）は、移動平均の算出を示す概略図である。
【図２】本発明であるデータ処理装置１０の機能的構成を示す概略図である。
【図３】データ処理装置１０において制御手段１１が各部を制御して行う、ブロック演算値を算出する動作を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は、測定値を第１記憶手段１３へ格納する概略を例示する図であり、（ｂ）は、第２記憶手段１５に格納された値を第１記憶手段１３へ格納する概略を例示する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０、２０  データ処理装置
１１  制御手段
１２  測定手段
１３  第１記憶手段
１４  ブロック演算手段
１５  第２記憶手段
１６  移動平均演算手段
２１  制御回路
２２  測定回路
２３  ＳＲＡＭ
２４  移動平均計算回路
２５  バス
Ａ〜Ｅ  測定値（測定データ）
Ｔ１〜Ｔ５  時刻
【図１】
2007093424.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007093424.tif 000005
【図４】
2007093424.tif 000006