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阈值 波形生成装置

阅读：863发布：2020-05-14

专利汇可以提供阈值波形生成装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明获得一种阈值波形生成装置，得到观测波形的特征不会因观测波形的平均化带来的平滑效果而丧失的真正平均的平均波形，从而生成添加了观测波形的时间轴方向的偏差不会表现为观测值轴方向的偏差的真实偏差的阈值波形。包括：从观测波形提取特征点的特征提取部(13)；对由特征提取部(13)提取出的特征点进行评价的相关评价部(14)；基于特征点进行观测波形的时间轴方向以及观测值轴方向的统计处理的统计处理部(15)；以及基于在时间轴方向和观测值轴方向上进行统计处理得到的值来生成用于判定观测波形的正常性的阈值波形的阈值波形生成部(16)。，下面是阈值波形生成装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种阈值波形生成装置，生成用于判定观测波形的正常性的阈值波形，其特征在于，包括：
特征提取部，该特征提取部从观测波形中提取特征点；
相关评价部，该相关评价部对由所述特征提取部提取出的所述特征点进行评价；
统计处理部，该统计处理部基于所述特征点进行观测波形的时间轴方向以及观测值轴方向的统计处理；以及
阈值波形生成部，该阈值波形生成部基于所述时间轴方向以及所述观测值轴方向上的统计处理来生成所述阈值波形，
所述特征提取部从多个所述观测波形中分别提取多个特征点，
所述相关评价部将所述特征点分组为多个，使得同一组别由具有相同相关性的多个特征点构成，
作为所述统计处理，所述统计处理部按照每个所述组别分别计算所述特征点的观测值的平均以及时间的平均来生成平均波形，并计算所述观测值以及所述时间的标准偏差，所述阈值波形生成部对与所述组别相对应的所述平均波形上的点添加所述标准偏差来生成所述阈值波形。
2.如权利要求1所述的阈值波形生成装置，其特征在于，所述阈值波形生成部对所述平均波形上的所述点加减基于对应的所述组别的所述观测值以及所述时间的标准偏差的值，由此来生成作为所述阈值波形的上限波形和下限波形。
3.一种阈值波形生成装置，生成用于判定观测波形的正常性的阈值波形，其特征在于，包括：
特征提取部，该特征提取部从观测波形中提取特征点；
相关评价部，该相关评价部对由所述特征提取部提取出的所述特征点进行评价；
统计处理部，该统计处理部基于所述特征点进行观测波形的时间轴方向以及观测值轴方向的统计处理；以及
阈值波形生成部，该阈值波形生成部基于所述时间轴方向以及所述观测值轴方向上的统计处理来生成所述阈值波形，
所述特征提取部从一个观测波形中提取所述特征点，
所述相关评价部基于所述特征点确定所述一个观测波形的平坦区间，
所述统计处理部计算与属于所述平坦区间的多个点群相对应的观测值的标准偏差，将计算出的所述观测值的标准偏差拟制为所述平坦区间内的时间的标准偏差，并且拟制为所述区间中的、除所述平坦区间以外的其它区间内的观测值以及时间的标准偏差，所述阈值波形生成部对所述一个观测波形添加所述观测值以及所述时间的标准偏差来生成所述阈值波形。
4.一种阈值波形生成装置，生成用于判定观测波形的正常性的阈值波形，其特征在于，包括：
特征提取部，该特征提取部从观测波形中提取特征点；
相关评价部，该相关评价部对由所述特征提取部提取出的所述特征点进行评价；
统计处理部，该统计处理部基于所述特征点进行观测波形的时间轴方向以及观测值轴方向的统计处理；以及
阈值波形生成部，该阈值波形生成部基于所述时间轴方向以及所述观测值轴方向上的统计处理来生成所述阈值波形，
包括异常产生区间提取部，该异常产生区间提取部将所述观测波形中的正常波形的特征点与所述观测波形中的异常波形的所述特征点之间不具有相关性的特征点所构成的区间认定为异常产生区间，
所述阈值波形生成部仅对所述异常产生区间生成所述阈值波形。
5.如权利要求1所述的阈值波形生成装置，其特征在于，包括异常产生区间提取部，该异常产生区间提取部将所述观测波形中的正常波形的特征点与所述观测波形中的异常波形的所述特征点之间不具有相关性的特征点所构成的区间认定为异常产生区间，所述阈值波形生成部仅对所述异常产生区间生成所述阈值波形。
6.如权利要求2所述的阈值波形生成装置，其特征在于，包括异常产生区间提取部，该异常产生区间提取部将所述观测波形中的正常波形的特征点与所述观测波形中的异常波形的所述特征点之间不具有相关性的特征点所构成的区间认定为异常产生区间，所述阈值波形生成部仅对所述异常产生区间生成所述阈值波形。
7.如权利要求3所述的阈值波形生成装置，其特征在于，包括异常产生区间提取部，该异常产生区间提取部将所述观测波形中的正常波形的特征点与所述观测波形中的异常波形的所述特征点之间不具有相关性的特征点所构成的区间认定为异常产生区间，所述阈值波形生成部仅对所述异常产生区间生成所述阈值波形。
8.如权利要求1所述的阈值波形生成装置，其特征在于，所述特征提取部将表示所述观测波形的变化程度的值超过阈值的点作为所述特征点进行提取。
9.如权利要求2所述的阈值波形生成装置，其特征在于，所述特征提取部将表示所述观测波形的变化程度的值超过阈值的点作为所述特征点进行提取。
10.如权利要求3所述的阈值波形生成装置，其特征在于，所述特征提取部将表示所述观测波形的变化程度的值超过阈值的点作为所述特征点进行提取。
11.如权利要求4所述的阈值波形生成装置，其特征在于，所述特征提取部将表示所述观测波形的变化程度的值超过阈值的点作为所述特征点进行提取。
12.如权利要求5所述的阈值波形生成装置，其特征在于，所述特征提取部将表示所述观测波形的变化程度的值超过阈值的点作为所述特征点进行提取。
13.如权利要求6所述的阈值波形生成装置，其特征在于，所述特征提取部将表示所述观测波形的变化程度的值超过阈值的点作为所述特征点进行提取。
14.如权利要求7所述的阈值波形生成装置，其特征在于，所述特征提取部将表示所述观测波形的变化程度的值超过阈值的点作为所述特征点进行提取。
15.如权利要求1至14的任一项所述的阈值波形生成装置，其特征在于，包括噪声处理部，该噪声处理部作为所述特征提取部中的所述特征点的提取处理的前处理，用于从所述观测波形中去除噪声。

说明书全文

阈值 波形生成装置

技术领域

[0001] 本发明涉及生成用于判定观测波形的正常性的阈值波形的阈值波形生成装置。

背景技术

[0002] 以往，为了防止不良产品投放到市场，对所制造的产品是否良好进行检查。已知有一种对所制造的产品进行检查的检查方法，该方法对所制造的产品提供试验信号，通过传感器(sensor)测量提供试验信号时该产品的动作，将以时序形式收集记录了测量结果的测量波形与预先设定的作为基准的阈值或阈值波形进行比较来判定产品是否良好。

[0003] 例如在利用阈值波形的判定方法中，以收集记录的波形是否脱离预先设定的阈值波形的上限波形或下限波形作为判定基准。由于利用阈值波形的判定方法只需设定阈值波形即可，因此能应用于多个领域。尤其在进行多品种变量生产的情况下具有实际意义。

[0004] 专利文献1和专利文献2中记载了阈值波形的生成方法。专利文献1公开的方法将根据多个正常波形计算出的平均波形与上述多个正常波形的标准偏差相加来作为上限波形，并将上述平均波形与上述标准偏差相减来作为下限波形。与此相对，专利文献2公开的方法并非对多个正常波形的平均或标准偏差进行评价，而是将由多个正常波形围成的空间作为应判定为良好的空间，从而生成上限波形以及下限波形。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本专利特开2002-341909号公报

[0008] 专利文献2：日本专利特开2004-239879号公报

发明内容

[0009] 发明所要解决的技术问题

[0010] 然而，专利文献1所提出的方法中，将所获取到的多个正常波形取平均后得到的平均波形并不一定是真正平均的正常波形。为了得到真正平均的波形，需要获取一定数量的正常波形来取平均，若正常波形的获取数量是一到两个，则是不够的。另一方面，若获取一定数量的正常波形来取平均，则正常波形的平均化会导致波形特征被平滑化，可能会丧失用于判定是否良好的波形特征，导致平均波形并非真正平均的波形。

[0011] 此外，在专利文献1的方法中，当正常波形中含有值急剧变化的部分、即上升沿部分或下降沿部分时，上升沿部分或下降沿部分的标准偏差容易变得不稳定。由于波形的观察根据开始的触发(trigger)而开始，因此，虽然可以将所观测的波形的时刻视为相同，但在实际的检查对象中产生的物理现象的时刻并非完全一致，会伴有稍许的时刻偏差。若上升沿部分在时间轴方向上向前后偏移，则上升沿部分的时刻偏差会在结果上变成观测值的偏差，并表现在标准偏差中。然而，标准偏差所表现的实际上并非是观测值的偏差，而是时刻的偏差。因此，虽然实际上观测值并没有太大偏差，但由于因时刻偏移而产生偏差，从而导致生成过大的阈值波形。即，时间轴方向的波形偏差被视为观测值轴方向的波形偏差，对其进行统计性评价，使其反映为偏移量，因此，所生成的阈值波形中，特别是在上升沿部分或下降沿部分，并不一定表示正确的上限或下限。

[0012] 此外，利用专利文献2所提出的方法生成的阈值波形的上限及下限是合理的，但仅仅获取一定数量的正常波形是不够的，需要获取具有一定程度的偏差宽度而适当偏移的多个正常波形。然而，这并不容易。而且为了验证是否能获取具有一定程度的偏差宽度而适当偏移的多个正常波形，结果还是需要专利文献1中的标准偏差那样的统计性评价。

[0013] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得一种阈值波形生成装置，其获得具有观测波形的平均化所带来的平滑化效果、且不丧失观测波形的特征的真正平均的平均波形，并生成将观测波形的时间轴方向的偏差不会表现为观测值轴方向的偏差的真实偏差考虑在内的阈值波形。

[0014] 解决技术问题所采用的技术方案

[0015] 为解决上述问题，实现发明目的，本发明在于一种阈值波形生成装置，生成判定观测波形的正常性所使用的阈值波形，其特征在于，包括：特征提取部，该特征提取部从观测波形中提取特征点；相关评价部，该相关评价部对由所述特征提取部提取出的所述特征点进行评价；统计处理部，该统计处理部基于所述特征点进行观测波形的时间轴方向以及观测值轴方向的统计处理；以及阈值波形生成部，该阈值波形生成部基于所述时间轴方向以及所述观测值轴方向上的统计处理来生成所述阈值波形。

[0016] 发明效果

[0017] 根据本发明，具有如下效果：能得到观测波形的特征不会因观测波形的平均化带来的平滑效果而丧失的真正平均的平均波形，从而能得到添加了观测波形的时间轴方向的偏差不会表现为观测值轴方向的偏差的真实偏差的阈值波形，通过使用添加了真实偏差的阈值波形，从而能恰到好处地对判定产品是否良好时测量得到的波形与阈值波形进行比较。附图说明

[0018] 图1是表示本发明的阈值波形生成装置的实施方式1的硬件(hardware)结构的图。

[0019] 图2是表示执行阈值波形的生成的程序(program)的结构的图。

[0020] 图3是表示波形结构具有较大变化的点的图。

[0021] 图4是表示波形的角度变化的最简单的类型的图。

[0022] 图5是表示一组角度变化的评价所需的第一类型的图。

[0023] 图6是表示一组角度变化的评价所需的第二类型的图。

[0024] 图7是示意性表示不同的波形间的对应特征点的关系的图。

[0025] 图8(a)、图8(b)、图8(c)、图8(d)是表示由特征提取部提取出的特征点及特征点的相关性的图。

[0026] 图9(a)是表示实施方式1的平均波形的图、图9(b)是表示实施方式1的观测值的标准偏差的图、图9(c)是表示实施方式1的时间的标准偏差的图。

[0027] 图10(a)、图10(b)、图10(c)是表示对实施方式1中算出的平均波形添加观测值的标准偏差以及时间的标准偏差而生成的阈值波形的图。

[0028] 图11是示意性说明阈值波形生成部中平均波形的评价方法的图。

[0029] 图12是表示实施方式2的平滑程度调整所涉及的特征点提取的图。

[0030] 图13是示意性表示基于平坦区间内的观测值的点群进行的观测值轴方向的标准偏差的评价的图。

[0031] 图14是表示本发明的阈值波形生成装置的实施方式3的结构的图。

[0032] 图15(a)、图15(b)、图15(c)是示意性表示实施方式3的异常产生区间所对应的阈值波形的生成过程的图。

[0033] 图16是示意性表示专利文献1的阈值波形的生成方法的图。

[0034] 图17是示意性表示专利文献1的统计处理中多个观测波形的对应关系的图。

[0035] 图18(a)是示意性表示专利文献1的统计处理中多个观测波形的图、图18(b)是示意性表示专利文献1的统计处理中平均波形的图、图18(c)是示意性表示专利文献1的统计处理中标准偏差的图、图18(d)是示意性表示专利文献1的统计处理中阈值波形的图。

具体实施方式

[0036] 下面，基于附图详细说明本发明所涉及的阈值波形生成装置以及方法的实施方式。此外，本发明并不由本实施方式所限制。

[0037] 实施方式1.

[0038] 首先，为便于理解实施方式1，参照图16～图18对专利文献1的波形比较的方法及其问题点进行说明。

[0039] 图16是示意性表示专利文献1的阈值波形的生成方法的图。

[0040] <专利文献1的阈值波形的生成>

[0041] 作为以下检查，即：对已知为良品的产品提供试验信号，以采样(sampling)间隔Δt对提供试验信号时产品的动作进行测量的检查，对检查的开始进行触发检测并保存开始时刻t1，同时开始采样，对检查的结束也进行触发检测并保存结束时刻tn，同时停止采样，一个循环(cycle)的所需时间即为tn-t1，波形点数设为n点。另外，由于检查所需的时间每一次都是固定的，因此，以一个循环的开始触发来开始进行波形的收集记录，在波形收集记录开始后、在波形点数达到n点的时刻结束波形收集记录也是一样的。如上所述，通过对已知为良品的产品提供试验信号并进行波形收集记录来获得省略图示的正常波形。同样，对已知为不良品的产品也提供试验信号并进行波形收集记录，获得省略图示的异常波形。

[0042] 如上述那样获取多个正常波形和异常波形，并基于这些获取到的多个正常波形和异常波形来规定阈值波形。例如，将获取到的多个正常波形取平均而得到的平均波形m向上方偏移来生成上限波形h，向下方偏移来生成下限波形l。用m(t)来表示平均波形m的时间t内的观测值轴方向的值，同样地，上限波形h的观测值轴方向的值表示为h(t)，下限波形l的观测值轴方向的值表示为l(t)。确认所获取到的异常波形在采样区间t1～tn内均脱离所生成的阈值波形，最终将上限波形h以及下限波形l规定为作为上限以及下限的阈值波形。所规定的阈值波形的上限波形h以及下限波形l的波形点数也为n点，采样间隔为Δt。

[0043] <专利文献1的测量波形的判定>

[0044] 对作为检测对象的产品也同样提供试验信号，以采样区间t1～tn、以及采样间隔Δt测量提供试验信号时的动作，得到时间t内的观测值轴方向的值由f(t)表示的省略了图示的测量波形。测量波形是否脱离阈值波形的判定通过将测量波形各点的值与阈值波形各点的值进行比较来进行。例如，在图16所示那样设定上限波形h和下限波形l双方作为阈值波形的情况下，若能确认测量波形各点的值小于上限波形h各点的值，且大于下限波形l各点的值，即l(t1)＜f(t1)＜h(t1)、l(t2)＜f(t2)＜h(t2)、…、l(tn)＜f(tn)＜h(tn)，则判定为测量波形未脱离阈值波形，产品为良品。

[0045] 在上述例子中，将横轴设为时间或采样点数，将纵轴设为观测值，但在由此将观测波形变换为不同单位的波形的情况下，例如傅里叶变换(Fast Fourier Transform：FFT)，则变换后的横轴变为频率，纵轴变为频率分量的大小，换言之即为频谱(spectrum)。在将观测波形转换为不同单位的波形的情况下，若预先设定了对应于变换后波形的阈值波形，则也同样能进行判定。

[0046] 在如上述那样对制造加工后的产品进行检测并判定产品是否良好的专利文献1的方式中，需要在制造加工工序后设置检查工序，每个产品从制造开始到完成所需的时间也会因设置了检查工序而相应地变长。为了解决这一问题，存在如下方法：通过确认制造加工工序中测量控制指令或制造加工状况而得到的波形是否脱离正常的制造加工时的波形来判定产品是否良好。确认制造加工工序中测量控制指令或制造加工状况而得到的波形是否脱离正常的制造加工时的波形的方法称为在线检查(in-line inspection)或机上检查、或在机验证(on-machine verification)。

[0047] 机上检查采用的波形判定方法也可以与上述例子相同。即，也可以不对所制造的产品提供试验信号，测量提供试验信号时的产品的动作，取而代之测量一个产品的制造加工的状况、即一个循环的状况，并将所得到的波形与预先设定的上限波形或下限波形比较即可。

[0048] 另一方面，将上述平均波形m向上下偏移的量需要凭经验来决定。在能获取到多个正常波形和多个异常波形的情况下，能调整偏移量，从而能将这些正常波形判定为良，将这些异常波形判定为不良，但为了使所调整的量合适，需要获取一定数量的正常波形和异常波形来进行比较，对使平均波形向上下偏移的量进行调整的作业较为烦琐。此外，由于生产线(production line)通常用于制造良品，因此获取一定数量的正常波形较为容易，但获取一定数量的异常波形相对而言较为困难，因此对将平均波形向上下偏移的量进行调整的作业是极为困难的。

[0049] 为此，采用专利文献1公开的方法，将多个正常波形的标准偏差考虑在内来决定平均波形m的偏移量在统计意义上较为优异，但如上所述，若采用专利文献1公开的方法，则可能生成过大的阈值波形。利用图17和图18说明生成过大阈值波形的问题。

[0050] 图17是示意性表示专利文献1的统计处理中多个观测波形的对应关系的图。波形w1～w3是形状均相同的波形，但彼此在时间轴方向上稍许错开。波形w1～w3的时间t内的观测值轴方向的值分别表示为f1(t)～f3(t)。例如，时刻tk下的观测值分别设为f1(tk)～f3(tk)。波形w1～w3平坦的部分的时刻tk的观测值的平均以及标准偏差没有这种问题，但对于观测到波形w1～w3的突出部分的时刻tj的观测值f1(tj)～f3(tj)的平均以及标准偏差，在波形w1～w3的时间轴方向上的偏差显然表现为观测值的偏差，从而产生了生成过大的阈值波形的问题。这是因为，例如，若是原先的情况，则在波形w3的观测值f3(tj)与波形w1的观测值f1(ti)的对应关系中，而非与观测值f1(tj)的对应关系中，该偏差应被统计评价。

[0051] 另外，若基于这种现有的统计处理，分别将f1(tk)～fn(tk)、f1(tk)～fn(tk)的平均波形的值表示为m(tk)来对波形w1～wn的时间tk下的观测值进行一般化，则平均波形能求出为

[0052] [数学式1]

[0053]

[0054] 同样，f1(tk)～fn(tk)的标准偏差v(tk)也能求出为

[0055] [数学式2]

[0056]

[0057] 图18是表示专利文献1的统计处理中多个观测波形、平均波形、标准偏差以及阈值波形的图。图18(a)所示的观测到的多个波形w4～w6均是关于凹凸具有相同的形状特征的正常波形，但在观测值轴方向上和时间轴方向上均具有稍许偏移。图18(b)示出了基于式(1)在各时间对波形w4～w6进行平均后得到的平均波形m1，但在平均波形m1中，可知在波形w4～w6所具有的上升沿之后的成为尖峰(overshoot)部分的凸部几乎丧失。这是因为，若根据式(1)，则平均波形m1并非将波形w4～w6各自的凸部的最大值进行平均，而是如时间4的波形w4～w6的观测值的平均、时间5的波形w4～w6的观测值的平均那样，在各时间进行平均处理。此外，图18(c)示出了将基于式(2)在各时间算出的标准偏差放大特定倍之后的值，但将标准偏差放大特定倍后的值成为在波形w4～w6的上升沿或下降沿部分突出的较大的值。若利用将标准偏差放大特定倍之后的值并采用专利文献1的方式生成阈值波形，则如图18(d)所示，可知生成了在上升沿部分或下降沿部分上下限被成为过大阈值的上限波形h1和下限波形l1所规定的阈值波形，从而没有表示出正确的上限和下限。

[0058] 接下来，顺着以上利用图16～图18进行的说明，对本发明的阈值波形生成装置进行说明。图1是表示本发明的阈值波形生成装置的实施方式1的硬件结构的图。阈值波形生成装置1包括微处理器(microprocessor)2、系统总线(system bus)3、存储器(storage memory)4、输入部5、保存部6、以及显示部7。存储器4和保存部6能对执行生成阈值波形的程序进行存储。微处理器2按照执行生成阈值波形的程序来进行处理，根据存储在保存部6中的正常波形生成平均波形和阈值波形。显示部7用于确认所生成的平均波形和阈值波形。阈值波形生成装置1可以是个人计算机(personal computer)，将由检查装置或测量装置观测到的正常波形保存在个人计算机上，在个人计算机上以离线(offline)方式生成的平均波形以及阈值波形传输给检查装置来使用。阈值波形生成装置1也可以是检查装置。在阈值波形生成装置1为检查装置的情况下，检查装置具备平均波形以及阈值波形的生成功能，基于检查之前观测到的正常波形来生成平均波形和阈值波形并保存，并据此判定检查对象的观测波形是否良好。

[0059] 图2是表示执行阈值波形的生成的程序的结构的图。阈值波形生成程序(threshold wave shape creation program)11存储在存储器4或保存部6中，包括噪声处理部(noise processing part)12、特征提取部13、相关评价部14、统计处理部15、以及阈值波形生成部16。

[0060] 阈值波形生成程序11首先根据需要在噪声处理部12中对检查前事先观测到的正常波形进行噪声(noise)去除。这是因为，对良品观测到的正常波形中会含有噪声，因此要防止因正常波形中含有的噪声而导致原本并非波形特征点的部分被作为特征点而提取。接着，在特征提取部13中，对观测到的正常波形的特征点进行提取。然后在相关评价部14中对由特征提取部13提取出的特征点进行评价，并采用特征点中的、在多个正常波形之间具有相关性的特征点作为真特征点。统计处理部15中，计算各个正常波形的真特征点的观测值的平均，还计算时间的平均。这里，观测值的平均计算是观测值轴方向的统计处理的一种，时间的平均计算是时间轴方向的统计处理的一种。此外，统计处理部15对特征点之间的区间通过拟制为一致对应，来计算观测值和时刻的平均，将根据上述计算结果生成的平均波形作为生成阈值波形时作为基础的一个正常波形。另外，统计处理部15对于计算观测值和时间平均时的对应点计算观测值以及时间的标准偏差。观测值的标准偏差计算是观测值轴方向的统计处理的一种，时间的标准偏差计算是时间轴方向的统计处理的一种。最后，在阈值波形生成部16中生成对由统计处理部15获得的平均波形添加了观测值以及时间的标准偏差的阈值波形。添加了观测值以及时间的标准偏差的阈值波形即为上限波形和下限波形。根据需要对事先观测到的多个正常波形和提取出的特征点、平均波形或阈值波形进行比较，判断平均波形或阈值波形的生成是否合理，对生成平均波形或阈值波形所涉及到的参数(parameter)进行调整，从而再次生成平均波形或阈值波形。

[0061] 噪声处理部12利用低通滤波器(lowpass filter)进行噪声去除(noise rejection)。低通滤波器的具体例可以举出移动平均滤波器(moving average filter)、或尺度空间滤波器(Scale Space Filtering)。若应用移动平均滤波器作为低通滤波器，则能根据时间常数来调整可去除的噪声的程度，若应用尺度空间滤波器作为低通滤波器，则能根据尺度来调整可去除的噪声的程度。另外，尺度是指卷积积分的基础函数即高斯函数(Gauss function)的广度。即，在噪声处理部12中能通过对时间常数或尺度之类的去除参数21进行调整来进行噪声去除。

[0062] 虽然由此去除了噪声，但平滑化的效果也可能导致观测波形的特征点丧失，因此，不优选利用过大的去除参数(removal parameter)21进行噪声去除。例如在移动平均滤波器的情况下，不应设定太大的时间常数，而应限制在最低限度。然而，如果这样的话，噪声无法完全去除，从而无法完全防止原本并非是波形特征点的部分作为特征点被提取。为了应对这一点，在后级设置了相关评价部14。另外，即使在设置了相关评价部14的情况下，也应在最初的噪声处理部12中进行最低限度的噪声去除，以防止特征点被过度提取，导致原本并非真特征点的部分被评价为具有相关性而被用作真特征点。

[0063] 特征提取部13从观测到的多个正常波形中分别提取波形结构上的多个特征点。波形结构上的特征点例如是波形结构有较大变化的点，并且是表示波形变化程度的值超过预先设定的阈值的点。参照图3～图7对这一点进行说明。

[0064] 图3是表示波形结构具有较大变化的点的图。图3示出了所观测到的一个波形，在采用波形曲率作为表示波形变化程度的值的情况下，在采样点P1～P6上，曲率超过了预先设定的阈值，因而采样点P1～P6成为波形结构具有较大变化的点，即波形结构上的特征点。此外，由于波形是用线段将采样点连结而构成，因此也可以对连结采样点的线段所成的角度进行评价来代替曲率，并将连结采样点的线段的角度超过预先设定的阈值的点视为波形结构上的特征点。

[0065] 在由特征提取部13提取特征点时，除了设定作为阈值的特征基准参数(feature standard parameter)23，还需要设定纵横比参数(aspect ratio parameter)22。这是因为波形的横轴为时间，而纵轴为观测值，两者的单位不同，因此，根据观测值相对于时间达到何种程度，波形的曲率以及角度的值也会产生变化。

[0066] 值得注意的是，波形结构具有较大变化的点的判断需要对波形进行总体评价。这是因为，若仅利用阈值对作为对象的采样点附近进行判断，则原本应作为波形特征点被提取的部分可能不会被作为特征点而提取。

[0067] 图4是表示波形的角度变化的最简单类型的图。图4示出了由采样点P7～P14构成的波形。在采用角度变化作为表示波形变化程度的值、并对角度变化进行阈值判定从而提取特征点的情况下，能够将波形的角度变化定义为例如角度变化Δθ1、Δθ2。角度变化Δθ1是采样点P10的角度变化，相当于连结采样点P10、P11的线段相对于连结采样点P9、P10的线段的倾斜角度。角度变化Δθ2是采样点P11的角度变化，相当于连结采样点P11、P12的线段相对于连结采样点P10、P11的线段的倾斜角度。若将作为判断凹形状的特征点的基准的基准角度θ1设定为+50度，将作为判断凸形状的特征点的基准的基准角度θ2设定为-50度来作为特征基准参数23，则将角度变化Δθ1成+60度的采样点P10作为波形局部形成为凹形状的特征点而提取，将角度变化Δθ2成-60度的点作为波形局部形成为凸形状的特征点而提取。然而，即使是凹凸形状的特征相同的波形，根据采样方式的不同，凹凸形状有可能不会被作为特征点而提取。

[0068] 图5是表示一组角度变化评价所需的第一类型的图。图5所示的波形与图4所示的波形同样由采样点P7～P14构成，而且凹凸形状的特征也相同，但采样点P9、P10点处的角度变化Δθ3、Δθ1均未超过图4所示的基准角度θ1，因而采样点P9、P10均未作为凹形状的特征点被提取。另外，角度变化Δθ3是采样点P9的角度变化，相当于连结采样点P9、P10的线段相对于连结采样点P8、P9的线段的倾斜角度。

[0069] 图6是表示一组角度变化评价所需的第二类型的图。图6所示的波形与图4所示的波形同样由采样点P7～P14构成，而且凹凸形状的特征也相同，但采样点P11、P12点处的角度变化Δθ2、Δθ4均未超过图4所示的基准角度θ2，因而采样点P11、P12均未作为凸形状的特征点被提取。另外，角度变化Δθ4是采样点P12的角度变化，相当于连结采样点P12、P13的线段相对于连结采样点P11、P12的线段的倾斜角度。

[0070] 图5和图6中，为了防止特征点未被提取的情况，应对在相同方向上连续角度变化的点群进行统一处理，将统一后的点群的角度变化的总和作为一组角度变化，并对此进行阈值判定。例如在图5的波形的情况下，将采样点P9、P10作为一组来处理，若判断作为一组的采样点P9、P10的角度变化Δθ1′(＝角度变化Δθ3+角度变化Δθ1)超过基准角度θ1，则将点群即采样点P9、P10正当中的点拟制为凹形状的特征点来处理即可。对于图6的情况也同样，将采样点P11、P12作为一组来处理，若判断作为一组的采样点P11、P12的角度变化Δθ2′(＝角度变化Δθ2+角度变化Δθ4)超过基准角度θ2，则将点群即采样点P11、P12正当中的点拟制为凸形状的特征点来处理即可。

[0071] 图7是示意性表示不同波形间的对应特征点的关系的图。图7示出了两个波形W1、W2，分别用F1(T)、F2(T)来表示时间T内的波形W1、W2的观测值。波形W1上与观测值F1(T2)对应的采样点P15以及波形W2上与观测值F2(T3)对应的采样点P21是上升沿的开始点，在不同时刻作为相互对应的特征点被提取。波形W1上与观测值F1(T3)对应的采样点P16以及波形W2上与观测值F2(T4)对应的采样点P22是上升沿的结束点，在不同时刻作为相互对应的特征点被提取。接着，波形W1上与观测值F1(T7)对应的采样点P19以及波形W2上与观测值F2(T6)对应的采样点P24是下降沿的开始点，在不同时刻作为相互对应的特征点被提取。波形W1上与观测值F1(T8)对应的采样点P20以及波形W2上与观测值F2(T7)对应的采样点P25是下降沿的结束点，在不同时刻作为相互对应的特征点被提取。此外，假设各特征点之间的区间一致对应，从而将波形W1上与观测值F1(T5)对应的采样点P18拟制为与波形W2上与观测值F2(T5)对应的采样点P23相对应的点。另外，将波形W1上与观测值F1(T4)对应的采样点P17拟制为与波形W2上的采样点P22、23的中点相对应的点。

[0072] 因此，通过由特征提取部13事先提取出正常波形的特征点，从而能如图7中说明的那样在多个正常波形之间确定对应的点。因此，在阈值波形生成程序中，能在观测值轴方向和时间轴方向这两个方向上进行平均或标准偏差之类的统计评价。例如在图7的情况下，波形W1、W2的上升沿的开始点即采样点P15、P21处的观测值的平均值M(Ti)由[0073] [数学式3]

[0074]

[0075] [数学式4]

[0076]

[0077] 来求得，正常波形的标准偏差设为观测值轴方向的标准偏差Vf(Ti)以及时间轴方向的标准偏差Vt(Ti)，分别由

[0078] [数学式5]

[0079]

[0080] [数学式6]

[0081]

[0082] 来求得。

[0083] 相关评价部14采用从多个正常波形提取出的特征点中具有相关性的特征点作为真特征点，并将真特征点分组(grouping)成多个，使得同一组别(group)由具有相同相关性的多个特征点构成。这是为了防止因噪声影响而导致原本并非波形特征点的部分被作为特征点而提取。由于多个正常波形具有彼此相同的波形特征，因此从各个正常波形的大致相同的位置提取出特征点。并且，仅从一部分波形提取到的特征点可以解释为因噪声影响而超过了特征判断的基准值。参照图8对这一点进行说明。

[0084] 图8是表示由特征提取部提取出的特征点及其相关性的图。图8(a)示出波形W3和波形W3的特征点P26～P30，图8(b)示出波形W4和波形W4的特征点P31～P36，图8(c)示出波形W5和波形W5的特征点P37～P42，图8(d)示出仅绘制(plot)了这些特征点P26～P42的状态。可知在图8(d)的时间3～5附近，从波形W3～W5提取出的凹特征点P26、P31、P37彼此接近。由此，从波形W3～W5中的任一个提取出的在一定范围内接近的同种特征点都认为具有相关性，因此由相关评价部14作为真特征点而采用。另外，这里的同种特征点是指相同的凹特征点或相同的凸特征点。此外，相关评价部14对上述多个波形W3～W5之间具有相同相关性的特征点P26、P31、P37进行分组，并作为彼此对应的点群来采用。设定或调整作为判断以何种程度的范围接近且相关的判断基准的阈值来作为相关度参数(correlation parameter)24。例如，相关度参数24的具体例可举出时间轴方向的接近范围以及观测值轴方向的接近范围。由此，在相关评价部14中，在时间4～6附近从波形W3～W5提取出的凸特征点P27、P32、P38为彼此接近的同种特征点，从而判断为具有相关性，因此被采用作为真特征点，并作为具有相同相关性的点群而归为一组。此外，在相关评价部14中，在时间5～8附近从波形W3～W5提取出的凹特征点P28、P33、P39为彼此接近的同种特征点，从而判断为具有相关性，因此被采用作为真特征点，并作为具有相同相关性的点群而归为一组。此外，在相关评价部14中，在时间23～25附近从波形W3～W5提取出的凸特征点P29、P35、P41为彼此接近的同种特征点，从而判断为具有相关性，因此被采用作为真特征点，并作为具有相同相关性的点群而归为一组。此外，在相关评价部14中，在时间25～27附近从波形W3～W5提取出的凹特征点P30、P36、P42为彼此接近的同种特征点，从而判断为具有相关性，因此被采用作为真特征点，并作为具有相同相关性的点群而归为一组。此外，时间3～5附近的凹特征点P26、P31、P37与时间5～8附近的凹特征点P28、P33、P39是同种的凹特征点，虽然时刻接近，但由于观测值不接近，因此相关评价部14不判断为具有相关性。即，不将特征点P26、P31、P37、P28、P33、P39分组为具有相同相关性的点群。此外，在时间15附近仅从波形W4提取出的凸特征点P34、与从其它波形W3、W5提取出的凸特征点P27、P29、P38、P41中不存在接近关系，因此不被采用作为真特征点。同样，在时间16附近仅从波形W5提取出的凹特征点P40也与从其它波形W3、W4提取出的凹特征点P26、P28、P30、P31、P33、P36中不存在接近关系，因此不被采用作为真特征点。

[0085] 统计处理部15按照组别计算由相关评价部14采用作为真特征点并进行分组得到的各个正常波形的特征点的观测值以及时间的平均，从而生成平均波形。此外，通过在特征点之间的区间内拟制为一致对应，来确定对应的点，根据各个正常波形的对应点计算观测值以及时间的平均。另外，关于真特征点，虽然各个正常波形上存在作为采样点的对应点，但有时也会有如下情况：即，在特征点之间的区间内，一个正常波形上与采样点相对应的点在其它正常波形上并不作为采样点而存在，而作为线段上的点存在，因此，也可以计算这种线段上的点，还可以用线段上的点附近所存在的采样点来代替并近似作为对应点。

[0086] 若能像上述那样确定正常波形间的对应点，则能基于式(3)和式(4)来获得平均波形，成为作为生成阈值波形时的基础的一个正常波形。统计处理部15还基于式(5)和式(6)分别计算观测值轴方向和时间轴方向的标准偏差。正常波形均由n个采样点群构成，若将时间设为采样编号，则各采样点的时间为整数值，但由于所得到的平均波形的各点的时间是平均运算的结果，因此一般不是整数值。如图16所示，为了进行波形比较，平均波形以及阈值波形也需要由n个采样点群构成，各采样点的时间也需要相匹配。为此，可以使平均运算的结果为整数并将其作为平均波形，也可以对由小数值的坐标值所表示的点群所构成的线段进行插值，计算由整数值的坐标值所表示的点群，并对其进行平均。作为使平均运算的结果为整数的方法的一个例子，例如有利用四舍五入来取整的方法。

[0087] 图9是表示实施方式1的平均波形、观测值的标准偏差以及时间的标准偏差的图。图9(a)示出了在统计处理部15中根据图8(d)所示的被采用作为真特征点的各个正常波形的真特征点，对于每个具有相同相关性的点群计算基于式(3)和式(4)的观测值和时间的平均而生成的平均波形M1。平均波形M1的特征点P43是表示图8(d)的特征点P26、P31、P37的观测值的平均值以及时间的平均值的点、且是与由具有相同相关性的特征点P26、P31、P37构成的点群相对应的点。同样，平均波形M1的特征点P44是表示图8(d)的特征点P27、P32、P38的观测值的平均值以及时间的平均值的点、且是与由具有相同相关性的特征点P27、P32、P38构成的点群相对应的点。特征点P45是表示图8(d)的特征点P28、P33、P39的观测值的平均值以及时间的平均值的点、且是与由具有相同相关性的特征点P28、P33、P39构成的点群相对应的点。特征点P46是表示图8(d)的特征点P29、P35、P41的观测值的平均值以及时间的平均值的点、且是与由具有相同相关性的特征点P29、P35、P41构成的点群相对应的点。特征点P47是表示图8(d)的特征点P30、P36、P42的观测值的平均值以及时间的平均值的点、且是与由具有相同相关性的特征点P30、P36、P42构成的点群相对应的点。图9(b)示出了在统计处理部15中根据图8(d)所示的被采用作为真特征点的各个正常波形的真特征点，对于每个具有相同相关性的点群、基于式(5)计算出的观测值的标准偏差。图9(c)示出了在统计处理部15中根据图8(d)所示的被采用作为真特征点的各个正常波形的真特征点，对于每个具有相同相关性的点群、基于式(6)计算出的时间的标准偏差。图9(a)～(c)所示的统计处理的值将图18所示的现有方法中的波形的时间偏差最终作为观测值偏差表现在标准偏差中的情况以观测值轴方向和时间轴方向的偏差的形式来评价。

[0088] 阈值波形生成部16根据预先设定的允许度对图9(a)所示的平均波形M1的特征点P43～P47分别添加按照与特征点P43～P47分别对应的图8(d)所示的具有相同相关性的每个点群计算出的观测值的标准偏差以及时间的标准偏差，从而生成阈值波形。另外，所生成的阈值波形为上限波形和下限波形。根据预先设定的允许度添加观测值的标准偏差和时间的标准偏差是指添加观测值或时间的标准偏差的一定倍数的量，所添加的一定倍数由允许度参数(tolerance parameter)25来设定或调整。参照图10和图11对这一点进行说明。

[0089] 图10是表示对实施方式1中算出的平均波形添加观测值的标准偏差以及时间的标准偏差而生成的阈值波形的图。图11是示意性说明阈值波形生成部中平均波形的评价方法的图。图10(a)示出在平均波形M1的特征点P43～P47处由观测值的标准偏差以及时间的标准偏差构成的椭圆。这里，示出将观测值以及时间的标准偏差的3倍设定为允许度参数25时的椭圆。阈值波形生成部16若根据图10(a)所示的椭圆的观点对平均波形M1进行评价，则能如图10(b)所示那样将构成这些椭圆群的外边缘的波形规定为上限波形H1以及下限波形L1。

[0090] 这里，作为构成椭圆群的外边缘的上限波形H1以及下限波形L1的构成方法的一个例子，例如有：将由椭圆群围成的空间设为应判定为良的空间，对平均波形进行评价，并根据平均波形生成作为阈值波形的上限波形以及下限波形。具体而言，图11中，将各时间所示的椭圆C1～C3所围成的范围设为应判定为良的空间。椭圆C1以相当于图10(a)的平均波形M1的平均波形上的时间T10所对应的观测值的标准偏差的3倍值作为短轴A1的长，以平均波形上的时间T10所对应的时间的标准偏差的3倍值作为长轴A2的长。椭圆C2以平均波形上的时间T11所对应的观测值的标准偏差的3倍值作为短轴A3的长，以平均波形上的时间T11所对应的时间的标准偏差的3倍值作为长轴A4的长。椭圆C3以平均波形上的时间T12所对应的观测值的标准偏差的3倍值作为长轴A5的长，以平均波形上的时间T12所对应的时间的标准偏差的3倍值作为短轴A6的长。作为上限波形以及下限波形的生成方法的具体例，可以举出图11所示那样，对各时间T10～T12所对应的平均波形上的点加减对应的短轴A1、A3、A6或长轴A2、A4、A5的长度，使得平均波形向观测值轴方向以及时间轴方向偏移。例如，在图11的椭圆C1中，若对平均波形的时间T10所对应的观测值加上短轴A1的长度，并对平均波形的时间T10所对应的时间减去长轴A2的长度，则成为上限波形上的点。同样，在椭圆C1中，若对平均波形的时间T10所对应的观测值减去短轴A1的长度，并将平均波形的时间T10所对应的时间加上长轴A2的长度，则成为下限波形上的点。即，在专利文献2公开的方法中，将观测到的多个正常波形所围成的空间设为应判定为良的空间来生成阈值波形，而在实施方式1中，将由对于平均波形各点的观测值的标准偏差以及时刻的标准偏差构成的椭圆群所围成的空间设为应判定为良的空间来生成阈值波形。

[0091] 至此为止的过程中，要调整的参数有去除参数21、纵横比参数22、特征基准参数23、相关度参数24、允许度参数25这几个参数，通过对它们进行设定，所得到的平均波形M1以及阈值波形也会有所不同。另外，这里所说的阈值波形是指上限波形H1和下限波形L1。因此，能将提取出的特征点P43～P47、平均波形M1、作为阈值波形的上限波形H1以及下限波形L1与观测到的多个正常波形即波形W3～W5进行比较，判断上限波形H1以及下限波形L1是否合理，并能根据需要对上述参数进行调整，从而再次生成平均波形M1以及阈值波形。例如对参数进行调整，从而如图10(c)所示，使观测到的多个正常波形即波形W3～W5限制在所得到的阈值波形即上限波形H1以及下限波形L1内。另外，在设定或调整上述参数时，可以对整个波形设定并应用单一的常数值，也可以设定各个时间下不同的常数值并进行微调。

[0092] 由此，根据实施方式1，能在观测值轴方向和时间轴方向这两个方向上对所得到的多个正常波形即波形W3～W5的偏差进行评价，因此能获得真正平均的一个平均波形M1而不会因平均化带来的平滑效果丧失波形的特征，而且，时间的偏差也不会体现为观测值的偏差，能利用观测值轴方向的标准偏差和时间时刻方向的标准偏差来决定偏移量，并能生成添加了真正的偏差的阈值波形、即上限波形H1和下限波形L1。并且，通过使用添加了真正的偏差的阈值波形，能实现恰到好处的波形比较。

[0093] 另外，实施方式1所采用的基于阈值波形的好坏判定不仅能用于产品检查，也能用于监视控制系统(monitoring control system)的异常检测。作为监视控制系统的异常检测的一个例子，可以举出社会基础设施(infrastructure)中意外的警报或每日功耗的警报。在现有的监视控制系统中，作为用于异常检测的判断基准，仅准备了利用上限值、下限值、上上限值、下下限值的统一判定，而若使用本方法，则例如能根据每日的功耗模式(electricity consumption pattern)中正常的功耗模式生成阈值波形，从而更细致地进行是否节能(energy saving)的判断，能预先防止因警报造成的浪费。在根据正常的功耗模式生成阈值波形的情况下，功耗的开始时刻和结束时刻也会日渐偏移，因此与利用现有方法生成的阈值波形进行的判断相比，利用实施方式1所生成的阈值波形能通过比以往更为合理的判断来获得警报。

[0094] 实施方式2.

[0095] 实施方式1中，为了使平均以及标准偏差这样的统计处理涉及的评价值足够合理，需要观测一定数量的正常波形。为此，在实施方式2中，说明即使不对使得统计处理涉及的评价值足够合理而所需数量的正常波形进行观测，也能通过对平均以及标准偏差这样的统计处理所涉及的评价值进行推算来生成平均波形以及阈值波形的方法。实施方式2中，以观测到的正常波形为一个的情况为例，对阈值波形生成程序11推算平均以及标准偏差这样的统计处理所涉及的评价值来生成平均波形以及阈值波形的情况进行说明。

[0096] 实施方式1中，为了防止因叠加在波形中的噪声导致原本并非波形特征点的部分被提取作为特征点，在噪声处理部12中进行噪声处理，另一方面，为了防止波形特征点因噪声去除带来的平滑效果而丧失，限制在利用最低限度的去除参数21进行噪声去除，在相关评价部14中仅将具有相关性的特征点作为真特征点进行关联。然而，在只有一个正常波形的情况下，无法如实施方式1那样在相关评价部14中评价相关性。为此，在实施方式2中，以一定程度的较大的去除参数21进行噪声去除，并逐渐改变提取特征点时的特征基准参数23来应对。若逐渐增大平滑程度，则高频分量的噪声首先被去除，原来的波形的特征结构在噪声被去除后逐渐丧失，因此在能去除噪声的程度内使用较大的去除参数21，对于还未丧失的波形特征，降低特征基准参数23的阈值来将其提取。

[0097] 图12是表示实施方式2的基于平滑程度调整的特征点提取的图。观测到的一个正常波形W6中包含噪声。实施方式2中使用尺度空间滤波(filtering)作为去除噪声的方法。随着尺度空间滤波中尺度s的增大，只留下波形W6的大致结构，因此将尺度s作为噪声去除参数(noise rejection parameter)进行调整。对一个波形W6，经过将尺度s设为尺度s＝1、尺度s＝2、尺度s＝3时的尺度区间滤波后的各个波形W61、波形W62、波形W63逐步被去除噪声，若由特征提取部13对与尺度s＝3所对应的波形W63提取特征点，则凸特征点P49、P51以及凹特征点P48、P50、P52被提取出，相关评价部14中采用特征点P48～P52作为真特征点。另外，关于尺度空间滤波，如非专利文献(周期波形的尺度空间滤波(电子信息通信学会论文集D Vol.J73-D2No.4pp.544-552，发行日1990/04/25))所公开的那样，论证了随着尺度s的增大，波形W6的结构将单调丧失。

[0098] 在只有一个正常波形的情况下，不但无法评价相关性，也无法评价平均和标准偏差。为此，在相关评价部14中，采用对以尺度s＝3进行了噪声去除的波形W63提取出的特征点P48～P52的噪声去除前的波形W6上的特征点P53～P57作为波形W6上的真特征点，并确定真特征点P53～P57之间的区间中的平坦区间。即，相关评价部14基于特征点P48～P52来确定波形W6的平坦区间。实施方式2的相关度参数24对作为将何种程度的倾斜判断为平坦的基准的阈值进行设定或调整。例如，若特征点P53～P57中的两个观测值在阈值范围内，则将两个特征点之间的区间判断为平坦，或者利用最小二乘法等对特征点P53～P57中的两个位置之间的点群进行直线近似，若近似后的直线的斜率在阈值范围内，则判断为平坦。并且，在统计处理部15中，将一个正常的波形W6作为平均波形来处理。

[0099] 图13是示意性表示基于平坦区间内的观测值的点群进行的观测值轴方向的标准偏差的评价的图。统计处理部15将由相关评价部14确定的属于平坦区间Tjk的点群作为对象，作为仅观测值轴方向上的统计处理，执行以下计算，即：计算属于由相关评价部14所确定的平坦区间Tjk的点群所对应的观测值的偏差即标准偏差Vf。即，当平均波形、即正常的波形W6的时刻T的观测值由F(T)表示，且正常的波形W6的平坦区间Tjk的观测值是从F(Tj)到F(TK)时，观测值的平均值Mjk可由

[0100]

[0101] 来求得，标准偏差Vfjk可由

[0102]

[0103] 来求得。该标准偏差Vfjk作为平坦区间Tjk的各点的观测值轴方向的标准偏差来处理。波形W6平坦的部分在理想情况下应当是平坦的直线，然而除了叠加的噪声以外，观测对象的物理现象本身的波动也会导致观测值中出现偏差，因此，即使不对多个波形的观测值的偏差进行统计评价，取而代之对同一波形的平坦部分的观测值的偏差进行统计评价，也不脱离其主旨。而且，将基于式(7)和式(8)算出的标准偏差Vfjk拟制为平坦区间Tjk的各采样点处的时间轴方向的标准偏差，还拟制为特征点P53～P57之间、除平坦区间Tjk以外的其它区间的各采样点处的观测值轴方向的标准偏差以及时间轴方向的标准偏差来处理。既然正常波形为波形W6这一个，则对于平坦区间Tjk的观测值方向以外的偏差，没有找到不脱离其主旨的合适计算方法，因此拟制为偏差在整个波形W6的范围内是一致的。

[0104] 由此，能求得作为平均波形的波形W6以及关于波形W6的各点的观测值的标准偏差以及时间的标准偏差，因此，在阈值波形生成部16中能与实施方式1同样地生成阈值波形。另外，在所得到的正常波形为两个以上但数量较少、导致基于平均以及标准偏差这样的统计处理的评价值并不足够合理的情况下，通过对根据这些少数但仍是多个的正常波形利用实施方式1算出的统计量即平均以及标准偏差、以及利用实施方式2对各个正常波形推算出的统计量即平均以及标准偏差进行平均或加权平均，从而得到一个统计量，根据该一个统计量也能生成阈值波形。

[0105] 由此，根据实施方式2，即使所得到的正常波形为一个或少数个，也能通过基于推算的评价来代替实施方式1中评价的统计量，从而能利用与实施方式1相同的方法生成阈值波形。

[0106] 实施方式3.

[0107] 在实施方式1和实施方式2中，对根据正常波形生成阈值波形的情况进行了描述，但在事先已知异常的产生原因、且能观测到同种原因引起的异常波形的情况下，有时无需对整个观测波形设定阈值波形，而只需对产生异常的附近设定阈值波形即可。实施方式3中，对这种阈值波形的设定进行说明。

[0108] 图14是表示本发明的阈值波形生成装置的实施方式3的结构的图。实施方式3中，阈值波形生成程序11中新设置了异常产生区间提取部33，由此，阈值波形生成部16具备仅对观测波形中产生异常的附近设定阈值波形的功能。图15是示意性表示实施方式3中对异常产生区间生成阈值波形的生成过程的图，图15(a)示出基于实施方式3的阈值波形生成程序11而算出的平均波形M2，图15(b)示出异常产生区间S2，图15(c)示出仅对异常产生区间S2生成的阈值波形、即上限波形H2和下限波形L2。

[0109] 实施方式3中，阈值波形生成程序11利用噪声处理部12分别对检查前事先观测到的正常波形31或异常波形32进行必要的噪声去除，由特征提取部13提取特征点，由相关评价部14以及统计处理部15进行相关评价以及统计处理，计算平均波形M2和标准偏差。即，在能观测多个正常波形31的情况下，以和实施方式1相同的方式评价相关性，并提取真特征点，在仅能利用一个正常波形的情况下，以和实施方式2相同的方式提取特征点。此外，在能观测多个异常波形32的情况下，以和实施方式1相同的方式将上述多个异常波形32之间彼此具有相关性的特征点作为真特征点进行提取，在仅能利用一个异常波形32的情况下，以和实施方式2相同的方式提取特征点。

[0110] 接着，在异常产生区间提取部33中，评价正常波形31的特征点与异常波形32的特征点之间的相关性，如图15(b)所示那样将由没有相关性的特征点构成的区间认定为异常产生区间S2。此时，利用异常基准参数(abnormal standard parameter)34来调整以何种程度的宽度来认定为是异常产生区间S2。例如，如图15(b)所示，考虑将在时间轴的正方向和负方向上，对与正常波形31的特征点不具有相关性的异常波形32的特征点P58～P61所规定的区间S 1、加上与异常波形32的特征点P58～P61相对应的时间的标准偏差V的3倍的值后的宽度认定为异常产生区间S2。在仅能利用一个异常产生波形32的情况下，可以基于通过实施方式2拟制的标准偏差，但也可以基于相当于区间S1的正常波形31的区间的特征点在时间轴方向的标准偏差。即，在基于彼此具有相关性的正常波形31的特征点和异常波形32的特征点，将各点拟制为一致对应的情况下，基于与正常波形31的特征点不具有相关性的异常波形32的特征点P58～P61在正常波形31上对应点的时间的标准偏差。

[0111] 最后，如图15(c)所示，阈值波形生成部16仅对由此得到的异常产生区间S2，利用由统计处理部15算出的平均波形M2以及标准偏差来生成作为阈值波形的上限波形H2和下限波形L2。

[0112] 根据实施方式3，无需对所观测到的整个波形判定上下限，判定所需的处理时间得以缩短。在要求高生产效率、使得一个产品加工到下一个产品加工之间的时间缩短、从而必须在短时间内结束判定处理的情况下具有实际意义。

[0113] 工业上的实用性

[0114] 如上所述，本发明的阈值波形生成装置能获得添加了观测波形的时间轴方向的偏差不会表现为观测值轴方向的偏差的真实偏差的阈值波形，从而在使用添加了真实偏差的阈值波形这一方面是有用的。

[0115] 标号说明

[0116] 1 阈值波形生成装置

[0117] 2 微处理器

[0118] 3 系统总线

[0119] 4 存储器

[0120] 5 输入部

[0121] 6 保存部

[0122] 7 显示部

[0123] 11 阈值波形生成程序

[0124] 12 噪声处理部

[0125] 13 特征提取部

[0126] 14 相关评价部

[0127] 15 统计处理部

[0128] 16 阈值波形生成部

[0129] 21 去除参数

[0130] 22 纵横比参数

[0131] 23 特征基准参数

[0132] 24 相关度参数

[0133] 25 允许度参数

[0134] 31 正常波形

[0135] 32 异常波形

[0136] 33 异常产生区间提取部

[0137] 34 异常基准参数

[0138] P1～P25 采样点

[0139] P26～P61 特征点

[0140] θ1、θ2 基准角度

[0141] Δθ1～Δθ4 角度变化

[0142] Δθ1′、Δθ2′ 一组角度变化

[0143] W1～W6、w1～w6 波形

[0144] M1、M2、m、m1 平均波形

[0145] H1、H2、h、h1 上限波形

[0146] L1、L2、l、l1 下限波形

[0147] C1～C3 椭圆

[0148] A1、A3、A6 短轴

[0149] A2、A4、A5 长轴

[0150] s 尺度

[0151] Tjk 平坦区间

[0152] S1 区间

[0153] S2 异常产生区间。

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阈值波形生成装置

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