(57)【要約】【課題】ネットワークにおける通信量を低く抑えて各機器からのデータ収集を可能とする。【解決手段】本発明の一態様としてのデータ記録方法は、センサーによる観測値をプロットし、連続する時刻の観測値を結ぶ線分が基準線に対し交差するとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算し、各計算された交差時刻を並べ、隣接する交差時刻間の時間間隔を求めることにより時間間隔シーケンスを取得し、前記時間間隔の値の範囲と第１ラベルとを対応づけた第１の対応情報に基づき、前記時間間隔シーケンスの各時間間隔をそれぞれ対応する第１ラベルに置換して第１ラベルシーケンスを生成し、所定のパターンデータベースから前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンのパターン識別子を取得し、取得したパターン識別子と、前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻との組をパターン情報として記憶する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーによる観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
時間軸と前記観測値を表す軸とで構成される平面座標系に各記録された観測値をプロットし、連続する時刻の観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理部と、
各計算された交差時刻を時系列に並べることにより交差時刻シーケンスを取得する交差時刻シーケンス取得部と、
前記交差時刻シーケンスにおいて隣接する交差時刻間の時間間隔を求めることにより時間間隔シーケンスを得る時間間隔シーケンス取得部と、
前記時間間隔の値の範囲毎に設定した第１ラベルを記憶したラベル記憶部と、
前記時間間隔シーケンスの各時間間隔をそれぞれ対応する第１ラベルに置換することによって第１ラベルシーケンスを生成するラベルシーケンス生成部と、
複数の第１ラベルからなる第１シーケンスパターンをパターン識別子と関連づけて記憶したパターンデータベースと、
前記パターンデータベースにおいて前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンのパターン識別子を取得する識別子取得部と、
取得したパターン識別子と、前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻との組をパターン情報として記憶するパターン情報記憶部と、
を備えたデータ記録装置。
【請求項２】
前記パターン情報記憶部は、前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンが前記パターンデータベースに存在しないとき、前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻と、あらかじめ定められたパターン識別子との組を前記パターン情報として記憶し、
前記ラベルシーケンス生成部は、前記第１ラベルシーケンスから先頭の第１ラベルを除去し、前記交差時刻シーケンスにおける末尾の交差時刻の次に計算された交差時刻と、前記末尾の交差時刻との時間間隔に対応する第１ラベルを、前記第１ラベルシーケンスの末尾に追加することにより、新たな第１ラベルシーケンスを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
【請求項３】
前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンが前記パターンデータベースに存在しないとき、前記第１ラベルシーケンスを第１シーケンスパターンとしてパターン識別子と関連づけて前記パターンデータベースに登録するパターン登録部をさらに備え、
前記パターン情報記憶部は、登録したパターン識別子と、前記第１ラベルシーケンスに対応する前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻との組を前記パターン情報として記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
【請求項４】
前記第１ラベルシーケンスを前記パターンデータベースに登録するか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記判定部により登録しないと判定された場合、前記パターン情報記憶部は、前記交差時刻シーケンスにおいて先頭の交差時刻と、あらかじめ定められたパターン識別子との組を前記パターン情報として記憶し、
前記ラベルシーケンス生成部は、前記第１ラベルシーケンスから先頭の第１ラベルを除去し、前記交差時刻シーケンスにおける末尾の交差時刻の次に計算された交差時刻と、前記末尾の交差時刻との時間間隔に対応する第１ラベルを、前記第１ラベルシーケンスの末尾に追加することにより、新たな第１ラベルシーケンスを生成する
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ記録装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記交差時刻シーケンスにおける少なくともいずれかの交差時刻が、あらかじめ指定された時刻に対し所定の範囲に含まれるとき、前記パターンデータベースに登録することを決定することを特徴とする請求項４に記載のデータ記録装置。
【請求項６】
前記パターンデータベースから、前記第１シーケンスパターンと前記パターン識別子との組を選択するパターン選択部と、
選択されたパターン識別子を含む前記パターン情報を前記パターン情報記憶部から探し、
前記ラベル記憶部の情報に基づき、選択された前記第１シーケンスパターンに含まれる各第１ラベルの代表時間間隔を計算し、
見つけたパターン情報に含まれる前記先頭の交差時刻に対し、各計算した代表時間間隔を、１つずつ累積的に加算することにより、前記先頭の交差時刻を含む複数の復元交差時刻を取得する、交差時刻復元部と、
前記パターンデータベースから前記第１シーケンスパターンと前記パターン識別子との組を削除するパターン削除部と、
をさらに備え、
前記パターン情報記憶部は、前記見つけたパターン情報を消去し、前記複数の復元交差時刻と、あらかじめ定められたパターン識別子との組を前記パターン情報として記憶し、
前記パターン削除部は、前記パターン選択部により選択された組を前記パターンデータベースから削除する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
【請求項７】
前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンが前記パターンデータベースに存在しないとき、前記第１ラベルシーケンスを前記パターンデータベースに登録するか否かを判定する判定部と、
第１シーケンスパターンをパターン識別子と関連づけて前記パターンデータベースに登録するパターン登録部とをさらに備え、
前記パターン選択部は、前記判定部により登録すると判定されたとき、前記パターンデータベースから前記第１シーケンスパターンと前記パターン識別子との前記組を選択し、
前記パターン削除部は、選択された組を削除し、
前記パターン登録部は、前記判定部により登録すると判定されたとき、前記第１ラベルシーケンスを第１シーケンスパターンとしてパターン識別子と関連づけて前記パターンデータベースに登録し、
前記パターン情報記憶部は、登録したパターン識別子と、前記第１シーケンスパターンに対応する前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻との組を前記パターン情報としてとして記憶する
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ記録装置。
【請求項８】
前記パターンデータベースにおいて前記第１ラベルシーケンスにマッチした回数を前記第１シーケンスパターン毎にカウントするカウント部をさらに備え、
前記パターン削除部は、マッチした回数が最も小さい第１シーケンスパターンを削除する
ことを決定する請求項７に記載のデータ記録装置。
【請求項９】
傾きシーケンスを取得する傾きシーケンス取得部をさらに備え、
前記交差処理部は、さらに、前記線分が前記基準線と交差するとき、前記線分の傾きを計算し、
前記傾きシーケンス取得部は、前記交差時刻シーケンスの各交差時刻に対応する傾きを時系列に並べることにより前記傾きシーケンスを取得し、
前記ラベル記憶部は、前記傾きの値の範囲毎に設定した第２ラベルを記憶し、
前記ラベルシーケンス生成部は、前記傾きシーケンスに含まれる各傾きをそれぞれ対応する第２ラベルに置換することによって第２ラベルシーケンスを取得し、
前記パターンデータベースは、前記第１シーケンスパターンと、複数の第２ラベルからなる第２のシーケンスパターンとのパターンセットを前記パターン識別子と関連づけて記憶し、
前記識別子取得部は、前記パターンデータベースにおいて前記第１ラベルシーケンスと前記第２ラベルシーケンスとの組にマッチするパターンセットのパターン識別子を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
【請求項１０】
符号シーケンスを取得する符号シーケンス取得部をさらに備え、
前記交差処理部は、さらに、前記線分が前記基準線と交差するとき、前記線分の傾きの符号を記録し、
前記符号シーケンス取得部は、前記交差時刻シーケンスの各交差時刻に対応する符号を時系列に並べることにより前記符号シーケンスを取得し、
前記ラベル記憶部は、符号毎に設定された第３ラベルを記憶し、
前記ラベルシーケンス生成部は、前記符号シーケンスに含まれる各符号をそれぞれに対応する前記第３ラベルに置換することによって第３ラベルシーケンスを生成し、
前記パターンデータベースは、前記第１シーケンスパターンと、複数の第３ラベルからなる第３シーケンスパターンとのパターンセットを前記パターン識別子に関連づけて記憶し、
前記識別子取得部は、前記パターンデータベースにおいて、前記第１ラベルシーケンスと前記第３ラベルシーケンスとの組にマッチするパターンセットのパターン識別子を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
【請求項１１】
前記観測データ記録部により記録された観測値を消去する消去部をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項１２】
前記パターン情報記憶部内のパターン情報を外部の装置に送信する送信部をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項１３】
センサーによる観測値を時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と前記観測値を表す軸とで構成される平面座標系に各記録された観測値をプロットし、連続する時刻の観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理ステップと、
各計算された交差時刻を時系列に並べることにより交差時刻シーケンスを取得する第１シーケンス取得ステップと、
前記交差時刻シーケンスにおいて隣接する交差時刻間の時間間隔を求めることにより時間間隔シーケンスを得る第２シーケンス取得ステップと、
前記時間間隔の値の範囲と第１ラベルとを対応づけた第１の対応情報に基づき、前記時間間隔シーケンスの各時間間隔をそれぞれ対応する第１ラベルに置換することによって第１ラベルシーケンスを生成するラベルシーケンス生成ステップと、
複数の第１ラベルからなる第１シーケンスパターンをパターン識別子と関連づけて記憶したパターンデータベースから、前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンのパターン識別子を取得する識別子取得ステップと、
取得したパターン識別子と、前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻との組をパターン情報として記憶するパターン情報記憶ステップと、
を備えたデータ記録方法。
【請求項１４】
センサーによる観測値を時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と前記観測値を表す軸とで構成される平面座標系に各記録された観測値をプロットし、連続する時刻の観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理ステップと、
各計算された交差時刻を時系列に並べることにより交差時刻シーケンスを取得する第１シーケンス取得ステップと、
前記交差時刻シーケンスにおいて隣接する交差時刻間の時間間隔を求めることにより時間間隔シーケンスを得る第２シーケンス取得ステップと、
前記時間間隔の値の範囲と第１ラベルとを対応づけた第１の対応情報に基づき、前記時間間隔シーケンスの各時間間隔をそれぞれ対応する第１ラベルに置換することによって第１ラベルシーケンスを生成するラベルシーケンス生成ステップと、
複数の第１ラベルからなる第１シーケンスパターンをパターン識別子と関連づけて記憶したパターンデータベースから、前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンのパターン識別子を取得する識別子取得ステップと、
取得したパターン識別子と、前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻との組をパターン情報として記憶するパターン情報記憶ステップと、
をコンピュータに実行させるための、データ記録のためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ記録装置、データ記録方法およびデータ記録のためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
センサーとネットワークの進歩により遠隔にある複数の機器から大量のデータ収集が可能となったが、それらをすべて記録することは現実的でない。例えば、遠隔地から機器が正常に動作していることを監視するような場合、機器の数が増加するに連れて、すべてのデータを中央に収集するための通信コストは膨大なものになる。また、監視対象の消費電力、重量、サイズなどの制約から機器に大容量のデータ蓄積装置を持たせることが困難な場合が多い。したがって、通信量をある範囲以下に抑える、あるいは、限られた容量の記憶領域を有効に使うために、各機器からの収集データを削減する技術が必要である。
【特許文献１】米国特許第６９４７７９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本件出願人により２００７年５月３１日に出願された特願2007-144695号では、基準線を設けて、観測データと基準線との交点を記録および送信することでデータ削減を行う方法が記述されている。ただし、この方法では、基準線の近傍で短い周期で振動している信号は交点が多くなり、データ量を減らしにくい側面がある。その他、上記出願では、基準線にいわゆる不感帯を設けて交点を減らす方法も提案されているが、この方法では波形復元の精度を下げる可能性もある。また、微小振動そのものが機器故障の徴候となっている可能性があるため、必ずしもそのようなデータを削減すべきでない場合がある。
【０００４】
本発明は、データの削減効率をさらに高めたデータ記録装置、データ記録方法およびデータ記録のためのプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様としてのデータ記録装置は、
センサーによる観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
時間軸と前記観測値を表す軸とで構成される平面座標系に各記録された観測値をプロットし、連続する時刻の観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理部と、
各計算された交差時刻を時系列に並べることにより交差時刻シーケンスを取得する交差時刻シーケンス取得部と、
前記交差時刻シーケンスにおいて隣接する交差時刻間の時間間隔を求めることにより時間間隔シーケンスを得る時間間隔シーケンス取得部と、
前記時間間隔の値の範囲毎に設定した第１ラベルを記憶したラベル記憶部と、
前記時間間隔シーケンスの各時間間隔をそれぞれ対応する第１ラベルに置換することによって第１ラベルシーケンスを生成するラベルシーケンス生成部と、
複数の第１ラベルからなる第１シーケンスパターンをパターン識別子と関連づけて記憶したパターンデータベースと、
前記パターンデータベースにおいて前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンのパターン識別子を取得する識別子取得部と、
取得したパターン識別子と、前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻との組をパターン情報として記憶するパターン情報記憶部と、
を備える。
【０００６】
本発明の一態様としてのデータ記録方法は、
センサーによる観測値を時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と前記観測値を表す軸とで構成される平面座標系に各記録された観測値をプロットし、連続する時刻の観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理ステップと、
各計算された交差時刻を時系列に並べることにより交差時刻シーケンスを取得する第１シーケンス取得ステップと、
前記交差時刻シーケンスにおいて隣接する交差時刻間の時間間隔を求めることにより時間間隔シーケンスを得る第２シーケンス取得ステップと、
前記時間間隔の値の範囲と第１ラベルとを対応づけた第１の対応情報に基づき、前記時間間隔シーケンスの各時間間隔をそれぞれ対応する第１ラベルに置換することによって第１ラベルシーケンスを生成するラベルシーケンス生成ステップと、
複数の第１ラベルからなる第１シーケンスパターンをパターン識別子と関連づけて記憶したパターンデータベースから、前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンのパターン識別子を取得する識別子取得ステップと、
取得したパターン識別子と、前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻との組をパターン情報として記憶するパターン情報記憶ステップと、
を備える。
【０００７】
本発明の一態様としてのデータ記録のためのプログラムは、
センサーによる観測値を時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と前記観測値を表す軸とで構成される平面座標系に各記録された観測値をプロットし、連続する時刻の観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理ステップと、
各計算された交差時刻を時系列に並べることにより交差時刻シーケンスを取得する第１シーケンス取得ステップと、
前記交差時刻シーケンスにおいて隣接する交差時刻間の時間間隔を求めることにより時間間隔シーケンスを得る第２シーケンス取得ステップと、
前記時間間隔の値の範囲と第１ラベルとを対応づけた第１の対応情報に基づき、前記時間間隔シーケンスの各時間間隔をそれぞれ対応する第１ラベルに置換することによって第１ラベルシーケンスを生成するラベルシーケンス生成ステップと、
複数の第１ラベルからなる第１シーケンスパターンをパターン識別子と関連づけて記憶したパターンデータベースから、前記第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンのパターン識別子を取得する識別子取得ステップと、
取得したパターン識別子と、前記交差時刻シーケンスにおける先頭の交差時刻との組をパターン情報として記憶するパターン情報記憶ステップと、
をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、データの削減効率を一層に高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態としてのデータ記録装置の構成を示すブロック図である。
【００１０】
このデータ記録装置は、観測データ記録部１１、交差処理部１２、交差データ記録部１３、交差パターン記録部１４、パターン照合部１５、パターン情報記憶部１６および交差パターン処理部１７を備える。
【００１１】
まず観測データ記録部１１、交差処理部１２、交差データ記録部１３について詳細に説明し、その後、交差パターン記録部１４、パターン照合部１５、パターン情報記憶部１６および交差パターン処理部１７について説明する。
【００１２】
観測データ記録部１１は、機器を観測するセンサーにより取得された観測値を時系列に記録する。すなわち観測データ記録部１１は、時系列の観測データを記録する。
【００１３】
交差処理部１２は、時系列の観測データとの交差判断に用いられる基準線を記憶している。交差処理部１２は、時系列の観測データを２次元平面にプロットしたとき、連続する観測時刻での観測値を結ぶ線分が、上記基準線と交差しているかどうかを判断する。交差処理部１２は、交差ありと判断した場合に、上記線分と基準線との交点（または交差時刻）と、交点における傾き情報（傾きまたは傾きの符号）を算出する。図２に、基準線をx=0.2とし、縦軸をｘ、横軸をｔ（時間）とした場合に、増減する観測信号から基準線との交点３点を抽出している例を示す。基準線は横軸に対して傾いていても良い。交点の代わりに交差時刻を記録してもよく、この場合ｘの値は、交差時刻と基準線とから計算可能である。また、傾きは式１により計算可能である。式１において、(x1,t1)と（x2,t2）は連続する観測時刻と、その時刻における観測値との組である。
【数１】
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【００１４】
交差データ記録部１３は、交差処理部１２により算出された交差時刻および傾き情報を内部のデータベースに記録する。交差データ記録部１３が備えるシーケンス取得部１３ａについては後述する。
【００１５】
図３は、観測データ記録部１１、交差処理部１２および交差データ記録部１３の処理の一例を説明するフローチャートである。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。
【００１６】
Ｓ１１では初期化処理を行う。１時刻前の観測値x1とその時の時刻t1へ最初の観測値を代入し、現時刻の観測値を表す変数x2とその時の時刻t2へその次の観測値を代入する。そしてonLineフラグ（オンラインフラグ）をリセットする。さらに (x1,t1)と(x2,t2)の２点が基準線上にあるかどうかを調べ、両方とも基準線上にあるときはＳ１２へ、(x1,t1)のみ基準線上にあるときはＳ１３へ、(x2,t2)だけ基準線上にあるときはＳ２２へ、どちらも基準線上にないときはＳ２４へ進む。
【００１７】
Ｓ１２では、オンラインフラグをセットする。オンラインフラグは、現時刻の観測値（ここではここでは(x2,t2)）が基準線（x=at+b）上に存在するか否かを示すものである。オンライフラグがセットされているときは基準線上に存在することを意味し、クリアされているときは基準線上に存在しないことを意味する。
【００１８】
Ｓ１３では、(x1,t1)と傾き情報を交差データ記録部１３へ記録する。傾き情報はsign(x2-x1)によって求める。sign(ｘ)は、ｘ＜０のとき−１（負）、ｘ＝０のとき０，ｘ＞０のとき１（正）を示す。交差データ記録部１３への記録を行ったら、 (x2,t2)を(x1,t1)に代入する。
【００１９】
Ｓ１４では、次の観測値を読み込み、（x2,t2）へ代入する。
【００２０】
（x2,t2）が基準線上になく（Ｓ１５のＮＯ）、オンラインフラグがセットされていないとき（（x1,t1）が基準線上にないとき）は（Ｓ１６のＮＯ）、（x2,t2）と（x1,t1）とを結ぶ線分と、基準線とが交差するかどうかを判定する（Ｓ２４）。交差の有無を判定する詳細フローを示したのが図４である。
【００２１】
基準線がx=at+bの場合、（at1+b-x1）(at2+b-x2)<0が満たされるかどうかを判定し（Ｓ３１）、満たされるならば交差有りと判定し（Ｓ３２）、満たされないならば交差無しと判定する（Ｓ３３）。そして、判定結果（交差無しあるいは交差有り）を返す（Ｓ３４）。
【００２２】
判定結果が交差有りのときは、線分と基準線との交点を求める交点計算を行い、交点および交点における傾き情報sign(x2-x1)を交差データ記録部１３へ記録する（Ｓ２５）。交点を求める様子を示したのが図５である。交点における交差時刻は次式、
【数２】
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により求めることができる。交点におけるｘ値は交差時刻と上記基準線とから計算可能である。交差データ記録部１３への記録を行ったら、または、判定結果が交差無しのときは、（x2,t2）を（x1,t1）へ代入し（Ｓ２３）、Ｓ２０へ進む。
【００２３】
Ｓ２０では、観測データがまだ存在するかどうかを調べ（Ｓ２０）、存在するときは（Ｓ２０のＮＯ）、Ｓ１４へ戻って次の観測値を読み込み、(x2,t2)へ代入する。
【００２４】
Ｓ１５において（x2,t2）が基準線上にあると判断され（Ｓ１５のＹＥＳ）、オンラインフラグがセットされているとき（（x1,t1）が基準線上にあるとき）（Ｓ２１のＹＥＳ）、特に何も行わずに、（x2,t2）を（x1,t1）へ代入する（Ｓ２３）。これは、基準線上に連続して観測値がのった場合、最初にのった観測値と、最後にのった観測値との間の観測値（中間の観測値）の記録を省略し、最初の観測値と、最後の観測値のみを記録する処理の一環として、中間の観測値の記録を省略する処理に相当する。図６を用いて具体的に示す。観測値Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の３つが連続して基準線上にのっているが、このような場合、始点と終点との間の中間に位置するＰ５は記録しないことで、データ記憶量をできるだけ少なくする。図中、黒丸がデータベースに記録される交点を表す。
【００２５】
（x2,t2）が基準線上にあるが（Ｓ１５のＹＥＳ）、オンラインフラグがセットされていないとき（（x1,t1）が基準線上にないとき）（Ｓ２１のＮＯ）、（x2,t2）と傾き情報sign(x2-x1)とを交差データ記録部１３に記録する。これは基準線にちょうどのった観測値（x2,t2）を記録する処理（たとえば図６におけるＰ２を記録する処理）に相当する。この後、オンラインフラグをセットし（Ｓ２２）、（x2,t2）を（x1,t1）へ代入する（Ｓ２３）。そして、観測データがまだあるときは（Ｓ２０のＮＯ）、Ｓ１４へ戻って次の観測値を読み込み、(x2,t2)へ代入する。
【００２６】
（x2,t2）が基準線上になく（Ｓ１５のＮＯ）、オンラインフラグがセットされているとき（(x1,t1)が基準線上にあるとき）は（Ｓ１６のＹＥＳ）、（x1,t1）が交差データ記録部１３に登録済みであるかどうかを検査し（Ｓ１７）、未登録の場合は（ＹＥＳ）、(x1,t1)と傾き情報sign(x2-x1)とを登録する（Ｓ１８ａ）。これは、基準線上に連続して観測値がのった場合における最後の観測値（(x1,t1)に相当）を記録する処理（図６におけるＰ６を記録する処理）に相当している。この後、オンラインフラグをクリアし(x1,t1)へ(x2,t2)を代入する（Ｓ１９）。そして、観測データがまだあるときは（Ｓ２０のＮＯ）、Ｓ１４へ戻って次の観測値を読み込み、(x2,t2)へ代入する。
【００２７】
一方、(x1,t1）が既に登録済みである場合は（Ｓ１７のＮＯ）、(x1,t1)の傾き情報がsign(x2-x1)で得られる傾き情報と異なるならば、(x1,t1)の傾き情報を０に書き換える（Ｓ１８ｂ）。これはたとえば図６のＰ１３のように、観測値がある方向（たとえば基準線の下側）から基準線にちょうどのって同じ方向に戻るときは、基準線上にのった観測値の傾きを０にする処理に相当する。この後、オンラインフラグをクリアし(x1,t1)へ(x2,t2)を代入する（Ｓ１９）。そして、観測データがまだあるときは（Ｓ２０のＮＯ）、Ｓ１４へ戻って次の観測値を読み込み、(x2,t2)へ代入する。
【００２８】
Ｓ２０において、観測データがもはや存在しないとき（Ｓ２０のＹＥＳ）、オンラインフラグがセットされているならば（Ｓ２６のＹＥＳ）、（x1,t1）を交差データ記録部１３へ記録して本処理を終了する。オンラインフラグがセットされていないならば（Ｓ２６のＮＯ）そのまま処理を終了する。
【００２９】
次に、シーケンス取得部１３ａ、交差パターン記録部１４、パターン照合部１５、パターン情報記憶部１６および交差パターン処理部１７について説明する。
【００３０】
シーケンス取得部１３ａは、交差データ記録部１３の内部データベースに記録された交差時刻を連続して所定個数取り出し、時系列に並べることにより交差時刻シーケンスを取得する。交差時刻シーケンスのイメージを図７（Ａ）に示す。図中、t1,t2,t3…が交差時刻を示す。ここでは所定個数は３（シーケンス長が３）であり、４つの交差時刻シーケンスが示される。
【００３１】
時間間隔シーケンス取得部１７ａは、交差時刻シーケンス毎に、隣接する交差時刻間の時間間隔を求め、求めた時間間隔を時系列に並べることにより時間間隔シーケンスを得る。図７（Ａ）におけるS1,S2,S3…が時間間隔を示す。たとえばS1は交差時刻t2-t1の時間間隔である。図７（Ａ）の交差時刻シーケンスから得られた時間間隔シーケンスを図７（Ｂ）に示す。４つの時間間隔シーケンスが示される。
【００３２】
ラベル記憶部１７ｃは、時間間隔の値の各範囲と、第１ラベルとを対応づけた第１の対応情報（時間間隔離散化テーブル）を記憶する。図８に第１の対応情報（時間間隔離散化テーブル）の一例を示す。A1,A2,A3…が第１ラベルを表す。たとえば時間間隔の値が０〜Ｈ１の範囲に含まれるときはこの時間間隔の第１ラベルはA1となる。
【００３３】
ラベルシーケンス生成部１７ｂは、上記時間間隔シーケンスに含まれる各時間間隔を当該時間間隔に対応する第１ラベルに置換することによって第１ラベルシーケンスを得る。図７（Ｃ）に、図７（Ｂ）の時間間隔シーケンスから得られた第１ラベルシーケンスを示す。
【００３４】
交差パターン記録部１４は、複数の第１ラベルからなる第１シーケンスパターン（交差パターン）をパターン番号（パターン識別子）と関連づけて保持したパターンデータベースを有する。図９にパターンデータベースの一例を示す。２つの第１ラベルからなる第１シーケンスパターンがパターン番号に関連づけられて登録されている。
【００３５】
パターン照合部（識別子取得部）１５は、上記生成した第１ラベルシーケンスにマッチする第１シーケンスパターンを交差パターン記録部（パターンデータベース）１４から探し、見つけた第１シーケンスパターンのパターン番号（パターン識別子）を取得する。マッチする第１シーケンスパターンが見つかるごとに、図９のパターンデータベースにおいて、該当する照合回数を１つインクリメントする。パターン照合部１５は、たとえば照合回数をカウントするカウント部を含む。
【００３６】
パターン情報記憶部１６は、パターン照合部１５により取得したパターン識別子と、上記生成した第１ラベルシーケンスに対応する交差時刻シーケンスの先頭の交差時刻との組をパターン情報として記憶する。図１０に、図７〜図９の例から得られたパターン情報の例を示す。このように図７（Ａ）に示した交差時刻シーケンスは、最終的に、図１０に示す（時刻、パターン番号）のセットとして記録される。図１のデータ記録装置は、図１０のパターン情報を、ネットワークを介して、分析センター装置に送信するデータ送信部をさらに備えていてもよい。
【００３７】
図１のデータ記録装置は、不要になったデータ（たとえば交差処理部１２による処理を経た観測値、交差パターン処理部１７による処理を経た交差時刻および傾き情報など）を消去するデータ消去部をさらに備えてもよい。また、図１のデータ記録装置は、パターン情報記憶部１６に記憶されたパターン情報またはパターンデータベースのデータを分析センター装置に通信ネットワークを介して送信してもよい。
【００３８】
上記では、交差時刻を用いたパターン照合の例を示したが、以下では、交差時刻に加えて傾き情報を用いたパターン照合の例を示す。
【００３９】
シーケンス取得部１３ａは、上記のようにして交差時刻シーケンスを取得するとともに、当該交差時刻シーケンスの各要素（交差時刻）に対応する傾きを時系列に並べることにより傾きシーケンスを取得する。交差時刻シーケンスおよび傾きシーケンスのイメージを図１１（Ａ）に示す。図中、t1,t2,t3…が交差時刻を示し、g1,g2,g3…が傾きを示す。ここでは交差時刻シーケンスと傾きシーケンスとのセットが４つ示され、シーケンス長はいずれも３である。
【００４０】
ラベル記憶部１７ｃは、上記第１の対応情報（時間間隔離散化テーブル）に加えて、傾きの値の範囲毎に第２ラベルを対応づけた第２の対応情報（傾き情報離散化テーブル）も記憶している。図１２に第２の対応情報の一例を示す。B1,B2,B3…が第２ラベルを表す。たとえば傾きの値が−∞〜J１の範囲に含まれるときはこの傾きの第２ラベルはB1となる。
【００４１】
ラベルシーケンス生成部１７ｂは、傾きシーケンスに含まれる各傾きをそれぞれに対応する第２ラベルに置換することによって第２ラベルシーケンスを得る。図１１（Ｂ）に、図１１（Ａ）の傾きシーケンスから得られた第２ラベルシーケンスと、図７（Ｂ）に既に示した第１ラベルシーケンスとを示す。
【００４２】
交差パターン記録部１４内のパターンデータベースは、前述した第１シーケンスパターンと、所定個数（本例では３）の第２ラベルからなる第２シーケンスパターンとのパターンセット（交差パターン）を、パターン番号（パターン識別子）に関連づけて記憶している。図１３に本例におけるパターンデータベースの一例を示す。パターンセット（交差パターン）毎に固有のパターン番号が関連づけられて登録されている。
【００４３】
パターン照合部（識別子取得部）１５は、上記のようにして生成した、第１ラベルシーケンスおよび第２ラベルシーケンスの組にマッチするパターンセットを交差パターン記録部（パターンデータベース）１４から探し、見つけたパターンセットのパターン番号（パターン識別子）を取得する。マッチするパターンセットが見つかるごとに、図１３のパターンデータベースにおいて、該当する照合回数を１つインクリメントする。
【００４４】
パターン情報記憶部１６は、パターン照合部１５により取得したパターン識別子と、上記交差時刻シーケンスの先頭の交差時刻との組をパターン情報として記憶する。図１４に、図１１〜図１３の例から得られたパターン情報を示す。このように図１１（Ａ）に示した、交差時刻シーケンスおよび傾きシーケンスの組は、最終的に、図１４に示す（時刻、パターン番号）として記録される。
【００４５】
上記説明では傾き情報として傾きの値を用いたが、傾きの符号を用いるようにしてもよい。その場合、シーケンス取得部１３ａは、交差時刻シーケンスの各要素（交差時刻）に対応する符号を時系列に並べることにより符号シーケンスを取得する。また、ラベル記憶部１７ｃは、傾きの符号毎に第３のラベルを記憶し、ラベルシーケンス生成部１７ｂは、符号シーケンスにおける傾きの符号に応じて、対応する第３のラベルを割り当てることにより第３ラベルシーケンスを生成する。交差パターン記録部１４内のパターンデータベースは、前述した第１シーケンスパターンと、所定個数（本例では３）の第３ラベルからなる第３シーケンスパターンとのパターンセット（交差パターン）を、パターン番号（パターン識別子）に関連づけて記憶する。パターン照合部（識別子取得部）１５は、第１ラベルシーケンスおよび第３ラベルシーケンスの組にマッチするパターンセットを交差パターン記録部（パターンデータベース）１４から探し、見つけたパターンセットのパターン番号（パターン識別子）を取得する。その他の点は、上記と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００４６】
以上のように、本実施形態によれば、複数の交差時刻（および複数の傾き情報）を、１つの交差時刻（開始時刻）と、パターン番号とを含むパターン情報として記憶するようにしたことにより、データの削減率を向上することができる。また、交差時刻の間隔（および交点の傾き情報）に基づきパターン照合を行うため、たとえばセンサー値の時系列波形のまま照合を行うよりも計算量が少なくて済む。さらに、照合の際に許容する、交差時刻間隔のずれをラベル化により予め与えることで、パターンデータベース内の交差パターンを、別の機器から観測されたデータの削減に転用することができる。
【００４７】
（第２の実施形態）
本実施形態では、交差パターンを生成して交差パターン記録部（パターンデータベース）１４に登録する手法について説明する。以下では交差パターンとして第１シーケンスパターンを登録する例を示すが、第１および第２シーケンスパターンのパターンセットを登録する場合も同様にして行うことができる。
【００４８】
図１５は、第２の実施形態としてのデータ記録装置の構成を示すブロック図である。
【００４９】
このデータ記録装置は、図１の構成に対して、交差パターン作成処理部２１が追加されている。その他の要素１１〜１７については基本的に第１の実施形態と同様の機能を有するため拡張された処理を除き、それらの詳細な説明は省略する。
【００５０】
第１の実施形態で述べたように、シーケンス取得部１３ａでは、交差データ記録部１３に記録された交差時刻を連続して所定個数取り出し、時系列に並べることにより交差時刻シーケンスを取得する。本実施形態で追加された交差パターン作成処理部２１は、シーケンス取得部１３ａおよび交差パターン処理部１７を用いて、この所定個数の値（以下、切り出し長と称することもある）を決定するとともに、交差パターンを生成して交差パターン記録部（パターンデータベース）１４に登録する。以下の説明では交差パターンとして第１シーケンスパターンを想定する。
【００５１】
切り出し長（交差時刻シーケンスの要素数）をLとし、切り出し長Lの決定方法としては、例えば、データ量（パターンデータベースのデータ量と、パターン情報記憶部のデータ量との合計）ができるだけ小さくなるようにすることができる。切り出し長Ｌを同じ値で固定する場合に、データ量が少なくなる切り出し長Lの決め方の一例を示す。
【００５２】
交差時刻が全体でN個存在する場合、本発明者らの先願発明（特願2007-144695号参照）ではN個の交差時刻を全て記録しなければならない。時刻１件を記録するのに要するデータ量をd1とするとN×ｄ1のデータ量を記録する必要が生じる。これが長さL毎に交差パターンで置き換えることができるなら、理想的にはN個の交差時刻はN/L個のパターン番号に置き換えられ、N個の交差時刻のデータ量は、交差パターンの発生時刻（第１の実施形態で説明した交差時刻シーケンスの先頭時刻に相当）を含めて、N×d2/L(d2は交差時刻とパターン番号との合計データサイズ)のデータ量に減らすことができる。
【００５３】
ただし、交差パターンとパターン番号の対応表も別途用意しなければならない。長さLの交差時刻シーケンスに対応する交差パターンは、L−１個の時間間隔情報を含む（第１の実施形態での説明から理解できるようにたとえば長さ３の交差時刻シーケンスからは長さ２の時間間隔シーケンスまたは長さ２の第１ラベルシーケンスが得られる）。したがって、交差パターンを１つ記憶するのに(L-1)×d3(d3は時間間隔のデータサイズ)のデータ量が必要であり、パターン数をPとすると(L-1)×d3×Pのデータ量がパターン表のために必要となる。なお、N個の交差時刻全部を１つのパターンとみなせば、パターン番号１つで全データを表現できるように見えるが、パターン表にN-1個の時間間隔情報が登録されることになるので実際にはデータ量削減につながらない。
【００５４】
以上より、切り出し長Lを用いてN個の交差時刻を記録するために必要となるデータ量Dは
【数３】
2009156703.tif 000005
と表すことができる。ただし、この式３では、上述したd1とd3とを同一とみなしてdに統一している。ここで、DをLで偏微分すると、
【数４】
2009156703.tif 000006
で極小となり、パターン数Pは１以上であることから、Lは√N以下となる。よって、後述するように、交差パターン作成処理部２１において切り出し長Lを決定する場合は、Lは１から√Nまでの範囲で探索すればよい。
【００５５】
図１６は、交差パターン作成処理部２１により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。この処理では、上記データ量D（式３参照）が小さくなるように、パターン長Lの決定、および交差パターンの生成および登録を行う。なお、上記Dの算出にはデータ量ｄが必要となるが、ｄはL、Pには依存しないのでDが最小となるLの探索では考慮する必要がなく、従って、以下の処理では、ｄを使わずにDの計算を行っている。
【００５６】
まず、N個の交差時刻データ（実数系列あるいは実数シーケンス）を入力し、入力されたN個の交差時刻データを、離散系列（離散シーケンス）へ変換する（Ｓ４１）。すなわち、シーケンス取得部１３ａを用いてＮ個の交差時刻からなるシーケンス（全体交差時刻シーケンスと称する）を取得し、時間間隔シーケンス取得部１７ａを用いて全体交差時刻シーケンスから、N-1個の要素（時間間隔）を含むシーケンス（全体時間間隔シーケンスと称する）を生成する。さらに、ラベルシーケンス生成部１７ｂを用いて、生成した全体時間間隔シーケンスの各要素（時間間隔）を、第１の対応情報（図８参照）に基づき第１ラベルに置換することによりN-1個の要素（ラベル）を含むシーケンス（全体ラベルシーケンスと称する）を生成する。この全体ラベルシーケンスが上記離散系列に相当する。
【００５７】
次に、変数の初期化を行う（Ｓ４２）。Ｌに２を代入し、ＤにＮを代入し、Ｌ１に１を代入する。
【００５８】
次に、離散系列（全体ラベルシーケンス）から長さＬ−１の部分系列（部分シーケンス）を複数順次取り出す（Ｓ４３）。たとえば全体ラベルシーケンスの先頭ラベルから長さＬ−１ごとに切り出しを行うことにより、複数の部分系列を取得する。
【００５９】
次に、ステップＳ４３で生成された部分系列を分類する（同じものを１つにまとめる）ことにより各々ユニークな部分系列を得る（Ｓ４４）。各ユニークな部分系列にパターン番号を付すとともにその個数を計数し、計数した個数を、パターン数Ｐに代入する。なお、P≦(N-1)/(L-1)となる。
【００６０】
次に、Ｎ／Ｌ＋（Ｌ−１）Ｐを計算し、計算した値をＤ１に入力する（Ｓ４５）。
【００６１】
Ｄ１がＤ（最初はＳ４２によりＮが入っている）より小さければ、Ｄ１をＤに代入し、ＬをＬ１に代入する（Ｓ４７）。
【００６２】
Ｄ１がＤ以上のとき（ＹＥＳ）、またはステップＳ４７の後、Ｌを１つインクリメントし（Ｓ４８）、インクリメントされたＬが√Ｎ以下のときは（ＮＯ）、ステップＳ４３に戻り、インクリメントされたＬに基づいて、再度、部分系列（部分シーケンス）の生成を行う。
【００６３】
一方、インクリメントされたＬが√Ｎより大きいときは（ＹＥＳ）、本処理を終了する。最後に行われたステップＳ４４で得られた各ユニークな部分系列が、取得するべき交差パターンとなる。なお、記憶しておくべき交差パターンの個数に制限がある場合などは、取得された交差パターンから選別を行ってもよい。たとえばステップＳ４３で得られた各部分系列の出現頻度をステップＳ４４において計算し、出現頻度が閾値以上のもののみを交差パターンとして記憶してもよい。または、ステップＳ４３で得られた各部分系列の総数に対して一定の割合を占める部分系列のみを交差パターンとして記憶してもよい。
【００６４】
以上の説明では、ステップＳ４１で離散系列への変換を行う際、時間間隔の値の範囲と第１ラベルとの第１の対応情報（図８参照）があらかじめ取得されていることを前提としたが、以下では、この第１の対応情報の生成方法について説明する。なお、同様の方法で第２の対応情報（図１２）も生成可能である。
【００６５】
まず、交差パターン作成処理部２１は、シーケンス取得部１３ａを用いてN個の交差時刻（実数系列）からなる全体交差時刻シーケンスを取得し、次いで時間間隔シーケンス取得部１７ａを用いて、N-1個の要素（時間間隔）を含むシーケンス（全体時間間隔シーケンスと称する）を生成し、全体時間間隔シーケンスに含まれる要素を、降順または昇順に並べる。次に、交差パターン作成処理部２１は、最大値と最小値との間の区間を分割し、各区間にそれぞれ固有の第１ラベルを割り当てる。分割方法としては、たとえば、図１７に示すように、各区間の大きさが一定になるようにしてもよいし、図１８に示すように、各区間に同じデータ数（同じ交差時刻数）が含まれるようにしてもよい。黒丸（Si）は時間間隔を示し、A1,A2,A3…は第１ラベルを示す。
【００６６】
（第３の実施形態）
第１の実施形態では第１ラベルシーケンス、または第１および第２ラベルシーケンスの組、にマッチする交差パターンが交差パターン記録部（パターンデータベース）１４に存在することを前提としていたが、本実施形態では、マッチする交差パターンが存在しないときに行う処理を説明する。本実施形態のブロック図は図１５と同一である。ただし、シーケンス取得部１３ａ、交差パターン処理部１７およびパターン照合部１５の機能が拡張されている。
【００６７】
図１９は、本実施形態の処理の第１の例を説明するフローチャートである。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。
【００６８】
交差パターン処理部１７は、交差データ記録部１１のシーケンス取得部１３ａから所定個数（ここではＬ個）の交差時刻を受け取り、第１の実施形態と同様にして、第１ラベルシーケンスを生成する（Ｓ５１）。
【００６９】
パターン照合部（識別子取得部）１５は、生成した第１ラベルシーケンスにマッチする交差パターン（ここでは第１シーケンスパターン）が存在するかどうかを検査し（Ｓ５２）、存在する場合は、第１の実施形態と同様にして、パターン番号（パターン識別子）と交差時刻とを、パターン情報記憶部１６に記録する（Ｓ５３）。そして、交差時刻の残り数がＬ個以上のときは（Ｓ５５のＮＯ）ステップＳ５１に戻り、Ｌ個未満のときは（Ｓ５５のＹＥＳ）処理を終了する。
【００７０】
一方、パターン照合部１５が、マッチする交差パターンが存在しないと判定した場合は、パターン照合部１５は、上記生成した第１ラベルシーケンスにパターン番号（パターン識別子）を付与して、交差パターン記録部（パターンデータベース）１４に登録する（Ｓ５４）。そして、付与したパターン番号（パターン識別子）と交差時刻とをパターン情報記憶部１６に記録する（Ｓ５３）。
【００７１】
図２０は、本実施形態による処理の第２の例を説明するフローチャートである。本処理では交差時刻だけでなく、傾き情報も用いることを特徴とする。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。
【００７２】
交差データ記録部１３のシーケンス取得部１３ａは所定個数（ここではＬ個）の交差情報（交差時刻と傾き情報）を取り出して、交差時刻シーケンスおよび傾きシーケンスを生成し、交差パターン処理部１７は、これらのシーケンスに基づき第１ラベルシーケンスと第２ラベルシーケンスを生成する（Ｓ６１）。なお、観測データ記録部１１は図２１（Ａ）の観測情報を取得し、交差データ記録部１３は図２１（Ｂ）の交差情報（交差時刻と傾き情報）を取得しているとする。
【００７３】
パターン照合部１５は、生成した第１ラベルシーケンスおよび第２ラベルシーケンスの組にマッチする交差パターン（パターンセット）が存在するかどうかを検査し（Ｓ６２）、存在する場合は、第１の実施形態と同様にして、パターン番号（パターン識別子）と先頭の交差時刻とを、パターン情報記憶部１６に記録する（図２１（Ｅ）および図２１（Ｃ）を参照）（Ｓ６３）。そして、交差情報の残り数がＬ個以上のときは（Ｓ６４のＮＯ）ステップＳ６１に戻り、Ｌ個未満のときは（Ｓ６４のＹＥＳ）処理を終了する。
【００７４】
一方、パターン照合部１５が、マッチする交差パターンが存在しないと判定した場合は（Ｓ６２のＮＯ）、上記生成した第１ラベルシーケンスおよび第２ラベルシーケンスの組が交差パターンとして登録に値するかどうかを判定する（Ｓ６５）。パターン照合部１５は登録に値するか否かを判定する判定部を含む。登録に値する場合は（Ｓ６５のＹＥＳ）、上記組を交差パターンとして、パターン番号（パターン識別子）に関連づけて、交差パターン記録部（パターンデータベース）１４に登録する（Ｓ６６）。すなわちパターン照合部１５は交差パターンを登録するパターン登録部を備える。そして、付与したパターン番号（パターン識別子）と先頭の交差時刻とをパターン情報記憶部１６に記録する（Ｓ６３）。
【００７５】
ここで、ステップＳ６５における登録に値するかどうかの判定においては、たとえば上記交差時刻シーケンスにおける各交差時刻のいずれかが、あらかじめ指定された時刻（たとえば事故発生時刻）に対し所定の範囲に含まれるときは、登録に値すると決定してもよい。具体的には、観測データ記録部１１は、観測値を記録する際、事故発生フラグを併せて記録する（図２１（Ａ）参照）。すなわち、観測データ記録部１１は、観測値を記録する際、あらかじめ定めた事象（たとえば機器が故障時に発するアラームの発生、利用者が検出した機器の故障に基づく通知、機器に対する通常と異なる操作の発生）が発生したときは、事故が発生したと判断し、観測値とともに事故発生フラグを記録する。パターン照合部１５は、上記交差時刻シーケンスにおける各交差時刻のいずれかが、事故発生フラグの付いた観測時刻に対し所定の範囲に含まれるときは、登録を決定する。
【００７６】
一方、パターン照合部１５が、登録に値しないと判定した場合は（Ｓ６５のＮＯ）、パターン照合部１５は、交差時刻シーケンス（Ｌ個の交差時刻）の先頭時刻を取り出し、また傾きシーンス（Ｌ個の傾き）についても同様に先頭の傾き情報を取り出し、取り出した交差時刻と取り出した傾き情報とをそのままパターン情報記憶部１６に記録する（Ｓ６７）。この際、パターン番号としてはあらかじめ定めた番号（本例では０）を付与する。この様子を図２１（Ｄ）に示す。これにより、パターン情報記憶部１６のパターン情報を分析センター装置が受信したときも、このパターン番号０を検出することにより、実データ（交差時刻と傾き情報）が送られてきていることを認識できる。
【００７７】
続いて、シーケンス取得部１３ａは、交差データ記録部１３から次の交差情報（交差時刻および傾き情報）を１つ読み出し、上記取り出し後に残ったＬ−１個の交差情報（交差時刻および傾き情報）と合わせて、Ｌ個の交差情報（すなわち交差時刻シーケンスと傾きシーケンス）を得る（Ｓ６８）。そして、交差パターン処理部１７は、これらＬ個の交差情報から、新たな第１ラベルシーケンスと新たな第２ラベルシーケンスを生成する（Ｓ６８）。要するに、第１ラベルシーケンスから先頭の第１ラベルを除去し、交差時刻シーケンスにおける末尾の交差時刻の次に計算された交差時刻と、末尾の交差時刻との時間間隔に対応する第１ラベルを、第１ラベルシーケンスの末尾に追加することにより、新たな第１ラベルシーケンスを生成する。同様に第２ラベルシーケンスから先頭の第２ラベルを除去し、傾きシーケンスにおける末尾の傾きの次に計算された傾きに対応する第２ラベルを第２ラベルシーケンスの末尾に追加することにより、新たな第２ラベルシーケンスを生成する。この後、ステップＳ６２に戻る。
【００７８】
（第４の実施形態）
交差パターン記録部１４内のパターンデータベースの容量が一定値を上回らないように、あるいはパターン照合に要する処理時間が一定時間を上回らないようにするために、パターンデータベースに登録する交差パターンの数に制限を設けることが考えられる。
【００７９】
本実施形態では、新規に作成された交差パターンを登録する際、上限値を超える場合は、既登録パターンから不要なものを選択し削除する。この際、交差パターンを削除する前に、このパターン番号で記録されているパターン情報を元のデータに戻す処理が必要となる。以下、本実施形態について詳細に説明する。
【００８０】
本実施形態のブロック図は、第３の実施形態と同じ図１５である。ただし、パターン照合部１５の処理が拡張されている。
【００８１】
図２２は、本実施形態に係る処理の流れを説明するフローチャートである。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。
【００８２】
シーケンス取得部１３ａは、交差データ記録部１１から所定個数（ここではＬ個）の交差情報（交差時刻と傾き情報）を取り出して、交差時刻シーケンスおよび傾きシーケンスを生成し、交差パターン処理部１７は、これらのシーケンスに基づき第１ラベルシーケンスと第２ラベルシーケンスを生成する（Ｓ７１）。
【００８３】
パターン照合部１５は、生成した第１ラベルシーケンスおよび第２ラベルシーケンスの組にマッチする交差パターン（パターンセット）が存在するかどうかを検査し（Ｓ７２）、存在する場合は、第１の実施形態と同様にして、パターン番号（パターン識別子）と先頭の交差時刻とを、パターン情報記憶部１６に記録する（Ｓ７３）。そして、交差情報の残り数がＬ個以上のときは（Ｓ７４のＮＯ）ステップＳ７１に戻り、Ｌ個未満のときは（Ｓ７４のＹＥＳ）処理を終了する。
【００８４】
一方、パターン照合部１５は、マッチする交差パターンが存在しないと判定した場合は、上記生成した第１ラベルシーケンスおよび第２ラベルシーケンスの組が交差パターンとして登録に値するかどうかを判定する（Ｓ７５）。判定基準としては第３の実施形態と同様のものを用いることができる。登録に値しないと判定した場合は（Ｓ７５のＮＯ）、パターン照合部１５は、交差時刻シーケンス（Ｌ個の交差時刻）の先頭時刻を取り出し、また傾きシーンスについても同様に先頭の傾き情報を取り出し、取り出した交差時刻と取り出した傾き情報とをそのままパターン情報記憶部１６に記録する（Ｓ７６）。この際、パターン番号としてはあらかじめ定めた番号（本例では０）を付与する。
【００８５】
続いて、シーケンス取得部１３ａは、交差データ記録部１３から次の交差情報（交差時刻および傾き情報）を１つ読み出し、取り出し後に残ったＬ−１個の交差情報（交差時刻および傾き情報）と合わせて、Ｌ個の交差情報（すなわち交差時刻シーケンスと傾きシーケンス）を得る（Ｓ７７）。この後、ステップＳ７２に戻る。
【００８６】
一方、パターン照合部１５が、登録に値すると判断した場合は（Ｓ７５のＹＥＳ）、交差パターン記録部１４内のパターンデータベースから削除パターンを選択する（Ｓ７８）。この様子を図２３の左上に示す。ここではパターン番号１を選択している。選択の対象としてはたとえば最も照合回数が低いパターン番号を選択する。すなわちパターン照合部１５は交差パターンを選択するパターン選択部を備える。
【００８７】
次に、パターン照合部１５は、選択したパターン番号１をもとにパターン削除処理を実行する（Ｓ７９）。より詳細には、まず、パターンデータベースにおいてパターン番号１で登録されている全てのパターン情報を見つける（図２３の右上参照）。そして、見つけたパターン情報を交差情報に戻す（図２３の右下参照）。そして、上記選択した交差パターンを削除する。すなわちパターン照合部１５は、交差パターンを削除するパターン削除部を備える。
【００８８】
以下、図２３を参照して、パターン情報を交差情報に戻す方法について説明する。
【００８９】
図２３の右下においてδiはラベルAiに対応する時間間隔を数値に戻したもの（代表時間間隔）を表す。例えばAiはHi-1~Hiの範囲に対応しているので δi= (Xi-1+Xi)/2 として代表時間間隔を計算できる。そして図示のように、先頭の交差時刻t1に対し、各計算した代表時間間隔(δ1,δ2,δ1)を、１つずつ累積的に加算することにより、先頭の交差時刻を含む複数の復元交差時刻(t1,t1+δ1,t1+δ1+δ2,t1+δ1+δ2+δ1)を取得する。これは交差復元部の処理に相当し、パターン照合部１５は交差復元部を含む。
【００９０】
また、dbjは、傾き情報のラベルBjに対応する傾きを数値に戻したもの（復元傾き）を表す。例えばBjはJj-1~Jjの範囲に対応しているので、Bj=(Yj-1+Yj)/2 として復元傾き計算できる。またＢ1とＢｋについてはそれぞれJ1,Jk-1の値により傾きを復元できる。これは傾き復元部の処理に相当し、パターン照合部１５は傾き復元部を含む。
【００９１】
パターン削除処理が終了したら、パターン照合部１５は、ステップＳ７５で登録に値すると判断した上記組を交差パターンとして、パターン番号（パターン識別子）に関連づけて、交差パターン記録部（パターンデータベース）１４に登録する（Ｓ８０）。そして、付与したパターン番号（パターン識別子）と交差時刻との組をパターン情報として、パターン情報記憶部１６に記録する（Ｓ７３）。
【００９２】
（第５の実施形態）
図２４は、本発明に係わるデータ記録装置を機器の遠隔監視に適用した例を示す。遠隔にある機器１〜Mに設置されたセンサーにより観測された観測データを分析センターの装置５４に集め、分析センター装置５４で監視する。機器１〜Mには、それぞれ本発明に係わるデータ記録装置５１〜５Ｍが設けられ、データ記録装置５１〜５Ｍは、センサーにより観測されたデータをパターン情報に変換することにより、保持すべきデータ量を削減する。データ記録装置５１〜５Ｍは、パターン情報およびパターンデータベースのデータを、機器１〜Mを介して、通信ネットワーク５５経由で、分析センター装置５４に送信する。
【００９３】
図２５は、本発明に係わるデータ記録装置の他の適用例を示す。機器５５に設置されたセンサーにより観測されたデータを本発明に係わるデータ記録装置５７でパターン情報に変換して、機器５５に別途備え付けられた小容量のデータベース５６に記録する。
【００９４】
（第６の実施形態）
本実施形態では、各実施形態で記録されたパターン情報からの復元方法の一形態を説明する。このパターン情報からの復元はたとえば図２４に示した分析センター装置５４で行うことができる。分析センター装置５４は、通信ネットワーク５２を介して遠隔の機器からパターン情報を受信する。分析センター装置５４は、遠隔の機器と同期されたパターンデータベースを保持しており、受信したパターン情報から、図２３の例で説明したようにして、交差時刻および傾き情報を近似的に復元できる。分析センター装置５４は、復元した交差時刻および傾き情報と、あらかじめ保持している基準線とを用いて、観測データの波形を復元する。以下の説明では、波形の復元のために交差時刻と傾き情報と基準線とを利用する例を示すが、復元の方法によっては、多少復元精度は犠牲になるが、傾き情報を用いず、交差時刻および基準線のみからの復元も可能である。以下、本実施形態について詳細に説明する。
【００９５】
図２６は、スプライン曲線を用いることで、与えられた点列を曲線で滑らかに繋ぐ方法を示す。スプライン曲線の詳細は参考文献(Les Piegl, On Nurbs:A Survey,IEEE Computer Graphics & Applications,p.55-71,January 1991)に記されている。点列の繋ぎ方としていろいろな方法が提案されているが、その中に図２６に示すように、線分を外側にはみ出さずに曲線で点を繋ぐ方法がある。
【００９６】
すなわち、図２６（ａ）は、３点P1、Q、P2に関し、P1,P2を通過し、かつ線分P1-QおよびQ-P2の外側にはみ出さないように曲線を描いたものであり、図２６（ｂ）は、 P1,P2は通過するが、３つの線分の外側にはみ出さないように曲線を描いたものである（具体的な描画方法は上記参考文献を参照のこと）。この描画方法では途中の点を通過しない代わりに、線分の外側に曲線がはみださない。すなわち、各点の並び方が横軸に対して前後することなく順番に並んでいれば、曲線は横軸を後戻りすることがない。よって、横軸が「時間」であった場合、曲線が時間を後戻りすることのないグラフを描くことができる。図２６（ｃ）のように単調に増加（あるいは減少）する点を通過するように描く場合にも横軸に後戻りがないように描画できる。また、図２６（ａ）においてピークQを通過する曲線を描きたい場合には、Qの両側に横軸方向前後にずらした２点（図２６（ｂ）におけるQ1、Q2参照）を仮定することで可能である。
【００９７】
以下、傾き情報として、交点における傾きが分かっているか、交点における符号（方向）だけ分かっているか、および基準線が１本か複数本かで、場合分けをしながら復元方法を説明する。
【００９８】
図２７は、交点での傾きの符号（すなわち「基準線を下から上」、「上から下」へ通過したという情報）しか分かっていない場合の復元方法の例を示す。
【００９９】
隣接する交点の垂直２等分線上にピークの点を仮定し、図２６（ａ）の方法で交点（A1、A2、A3、A4）を通り、交点とピークを結ぶ線分をはみ出さないスプライン曲線を描画する。最初のピーク（B1あるいはC1）の高さを決定すれば、以後のピークの位置は、ピークと交点の延長線と、２等分線との交点で決まるので、すべてのピークが一意に定まる。すなわち最初のピークがB1であれば残りのピークはB2、B3となり、最初のピークがC1であれば残りのピークはC2、C3となる。ピークの高さの決定は、例えば、復元したい範囲のピークの中で最大と最小が描画範囲に収まるように決めてもよい。
【０１００】
図２８は、基準線が傾いている場合の復元方法の例を示す。この場合、基準線に対して垂直２等分線を描くとピークが横軸に対して２つの交点の外側になってしまう場合があるので、縦軸に平行な２等分線でピークを決定する。
【０１０１】
図２９は、交点での傾きが分かっている場合の復元方法の例を示す。
【０１０２】
交点での傾きが分かれば交点を通る直線を描くことができるので、その交点をピークとすればよい。あとは図２６（ａ）の方法で曲線を描けばよい。基準線が図２８のように傾いていても同様にして描くことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのデータ記録装置の構成を示すブロック図。
【図２】増減する観測信号から基準線との交点３点を抽出している例を示す図。
【図３】観測データ記録部、交差処理部および交差データ記録部により行われる処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図４】交差の有無を判定する詳細フローを示したフローチャート。
【図５】線分と基準線との交点を求める様子を示した図。
【図６】基準線上の観測点の取り扱いを説明する図。
【図７】交差時刻シーケンス、時間間隔シーケンス、第１ラベルシーケンスの例をそれぞれ示す図。
【図８】第１の対応情報（時間間隔離散化テーブル）の一例を示す図。
【図９】パターンデータベースの一例を示す図。
【図１０】パターン情報の一例を示す図。
【図１１】交差時刻シーケンス、傾きシーケンス、第１および第２ラベルシーケンスの例を示す図。
【図１２】第２の対応情報（傾き情報離散化テーブル）の一例を示す図。
【図１３】パターンデータベースの他の例を示す図。
【図１４】パターン情報の他の例を示す図。
【図１５】第２の実施形態に係るデータ記録装置の構成を示すブロック図。
【図１６】交差パターン作成処理部２１により行われる処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図１７】第１の対応情報の生成方法を説明する図。
【図１８】第１の対応情報の他の生成方法を説明する図。
【図１９】第３の実施形態に係る処理の第１の例を説明するフローチャート。
【図２０】第３の実施形態に係る処理の第２の例を説明するフローチャート。
【図２１】図２０の処理の補足説明図。
【図２２】第４の実施形態に係る処理の例を説明するフローチャート。
【図２３】図２２の処理の補足説明図。
【図２４】本発明に係わるデータ記録装置を機器の遠隔監視に適用した例を示す図。
【図２５】本発明に係わるデータ記録装置の他の適用例を示す図。
【図２６】スプライン曲線を用いることで、与えられた点列を曲線で滑らかに繋ぐことを示す図。
【図２７】交点での傾きの符号しか分かっていない場合の復元方法の例を示す図。
【図２８】基準線が傾いている場合の復元方法の例を示す図。
【図２９】交点での傾きが分かっている場合の復元方法の例を示す図。
【符号の説明】
【０１０４】
１１：観測データ記録部
１２：交差処理部
１３：交差データ記録部
１４：交差パターン記録部（パターンデータベース）
１５：パターン照合部
１６：パターン情報記憶部
１７：交差パターン処理部
５１〜５Ｍ、５７：データ記録装置
５４：分析センター装置
５６：データベース
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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