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公開番号2025074529
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2023185381
出願日2023-10-30
発明の名称計測装置
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01D 3/028 20060101AFI20250507BHJP(測定;試験)
要約【課題】データ分割因子分析(PFA)において環境ノイズ成分の低減の精度を高めることができる計測装置を提供する。
【解決手段】目的信号と第1ノイズが混在する計測信号を計測する機能、および、前記目的信号の成分のレベルが所定値未満であり前記第1ノイズを含む第1ノイズ信号を検出する機能を有し、1以上の信号センサを含む信号センサ部と、前記信号センサ部により計測された前記計測信号のデータである計測データおよび前記信号センサ部により計測された前記第1ノイズ信号のデータであるコントロールデータに基づいて、データ分割因子分析により、前記計測データに含まれる前記第1ノイズの成分を低減する処理を行う処理部と、を備える計測装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
目的信号と第１ノイズが混在する計測信号を計測する機能、および、前記目的信号の成分のレベルが所定値未満であり前記第１ノイズを含む第１ノイズ信号を検出する機能を有し、１以上の信号センサを含む信号センサ部と、
前記信号センサ部により計測された前記計測信号のデータである計測データおよび前記信号センサ部により計測された前記第１ノイズ信号のデータであるコントロールデータに基づいて、データ分割因子分析により、前記計測データに含まれる前記第１ノイズの成分を低減する処理を行う処理部と、
を備える計測装置。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記処理部は、前記データ分割因子分析の前に、前記コントロールデータに対して、前記計測信号から低減すべき成分を強調する前処理を行う、
請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
第２ノイズを含む第２ノイズ信号を計測する機能を有し、１以上の参照センサを含む参照センサ部を備え、
前記処理部は、前記データ分割因子分析の前に、前記参照センサ部により計測された前記第２ノイズ信号に基づいて、前記計測データに含まれる前記第２ノイズの成分を低減する処理を行う、
請求項１または請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記参照センサ部は、第３ノイズを含む第３ノイズ信号を計測する機能を有し、
前記処理部は、前記データ分割因子分析の前に、前記参照センサ部により計測された前記第３ノイズ信号に基づいて、前記コントロールデータに含まれる前記第３ノイズの成分を低減する処理を行う、
請求項３に記載の計測装置。
【請求項５】
前記参照センサ部に含まれる少なくとも１の前記参照センサは、前記信号センサ部に含まれる少なくとも１の前記信号センサに対して、同種類のセンサである、
請求項３に記載の計測装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、計測装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
各種の計測で良好な解析結果を得るためには、所望の信号に重畳する各種の環境ノイズの除去が必要である。
例えば、脳磁界計測における生体起源の環境ノイズを除去する手法として、データ分割因子分析（ＰＦＡ：ＰａｒｔｉｔｉｏｎｅｄＦａｃｔｏｒＡｎａｌｙｓｉｓ）が公開されている（非特許文献１および非特許文献２の特にｐ．９６－９７参照。）。
【０００３】
ＰＦＡでは、信号計測期間を、コントロール区間（例えば、目的信号を含まない、いわゆるノイズのみの区間）と計測区間（目的信号を含む区間）との２つの区間（時間的な区間）に分割し、コントロール区間から環境ノイズ成分を推定して、計測データ全体から当該環境ノイズ成分を除去する。
具体例として、ＰＦＡでは、信号計測期間における中央（または、中央付近）の信号部分の区間を目的信号の区間（計測区間）とし、それよりも十分離れた過去側の区間（例えば、グラフにおける左側の区間）あるいは十分離れた未来側の区間（例えば、グラフにおける右側の区間）をコントロール区間として、コントロールデータを取得することが行われていた。
【０００４】
なお、特許文献１では、アクティブキャンセルによる雑音除去、あるいは、計測信号とは別に取得した環境ノイズデータを使用してＳＳＰ（ＳｉｇｎａｌＳｐａｃｅＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）による信号処理を行うことが記載されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２００８－５３８９５６号公報
【非特許文献】
【０００６】
S. S. Nagarajan, H. T. Attias, K. E. Hild II and K. Sekihara, “A probabilistic algorithm for robust interference suppression in bioelectromagnetic sensor data", Stat. Med., vol. 26, no. 21, pp. 3886-3910, September 20, 2007.
K. Sekihara, and S. S. Nagarajan, “Electromagnetic Brain Imaging: A Bayesian Perspective”, Springer, 2015/3/20， p.75-82, p.96-97
K. Sekihara, and S. S. Nagarajan, “Subspace-based interference removal methods for a multichannel biomagnetic sensor array”, Journal of Neural Engineering 14 (5) (2017) 051001
関原謙介, “ベイズ信号処理”, 共立出版, 2015/04/10, p.65-72
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような従来の技術では、ＰＦＡを適用した際に環境ノイズ成分が完全には除去されずに残ることがあり、環境ノイズ成分の低減の精度が不十分になる場合があった。
例えば、ＰＦＡでは、コントロールデータを用いて環境ノイズ成分の除去が行われた後にも、周期的な波形うねりが存在する場合があった。ここで、周期的な波形うねりとは、例えば、センサのジグなどの固有振動および被計測者の体動（例えば、心臓の拍動など）に由来する周期的なノイズ、電源由来のノイズ、あるいは、周囲のモーターからの磁気ノイズなどによる波形のうねりがあり得る。
従来の技術では、コントロールデータ（コントロール区間）は、狭い領域（信号計測期間）から人間の目視で選択しているため、コントロール区間に目的信号が完全に含まれていないかどうかは不明である場合があった。
【０００８】
本開示は、このような事情を考慮してなされたもので、ＰＦＡにおいて環境ノイズ成分の低減の精度を高めることができる計測装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様は、目的信号と第１ノイズが混在する計測信号を計測する機能、および、前記目的信号の成分のレベルが所定値未満であり前記第１ノイズを含む第１ノイズ信号を検出する機能を有し、１以上の信号センサを含む信号センサ部と、前記信号センサ部により計測された前記計測信号のデータである計測データおよび前記信号センサ部により計測された前記第１ノイズ信号のデータであるコントロールデータに基づいて、データ分割因子分析により、前記計測データに含まれる前記第１ノイズの成分を低減する処理を行う処理部と、を備える計測装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、計測装置において、ＰＦＡにおいて環境ノイズ成分の低減の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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