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時系列データの類似部分抽出方法 コモンズ

国内特許コード P160013039
整理番号 DP1617
掲載日 2016年6月9日
出願番号 特願2014-011947
公開番号 特開2015-139454
出願日 平成26年1月27日(2014.1.27)
公開日 平成27年8月3日(2015.8.3)
発明者
  • 廣安 知之
  • 福島 亜梨花
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 時系列データの類似部分抽出方法 コモンズ
発明の概要 【課題】解析者に負担をかけることなく、客観的な基準に従って複数の時系列データの類似部分を抽出可能な類似部分抽出方法を提供する。
【解決手段】i番目の第1ベクトルおよびj番目の第2ベクトルのコサイン類似度i,jを算出し、(1)コサイン類似度i,jが所定の許容閾値αよりも大きい場合は、セルi-1,j-1のスコアに該コサイン類似度i,jを加算したものをセルi,jのスコアとする一方、(2)コサイン類似度i,jが許容閾値αよりも小さい場合は、セルi-1,jのスコアにコサイン類似度i-1,jを加算したもの、またはセルi,j-1のスコアにコサイン類似度i,j-1を加算したものから、所定のペナルティ値を減算したものをセルi,jのスコアとするスコアテーブル作成工程を含む。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


近年、fNIRS(functional Near-infrared Spectroscopy)装置を用いて測定した脳の局所的な領域における血流量の増減に基づいて脳機能を探ろうとする研究が注目を集めている(非特許文献1参照)。fNIRS装置としては、例えば、株式会社日立メディコ製のfNIRS装置(型名:ETG-7100)が知られている。このfNIRS装置によれば、0.1秒毎にサンプリングされた複数の測定点からなる最大120チャネルの時系列データを同時に得ることができる。



脳機能を探るためには、この膨大な数の時系列データの中から時間変動が類似している部分を抽出することが有効である。類似部分を抽出することができれば、特定の脳活動において、脳のどの領域とどの領域とが連動しているのかを知ることができる。

産業上の利用分野


本発明は、任意の物理量の時間変動に関する複数の時系列データの類似部分を抽出する類似部分抽出方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
任意の物理量を一定時間毎にn回(ただし、nは3以上の整数)測定することにより得た第1時系列データと、前記物理量を一定時間毎にm回(ただし、mは3以上の整数)測定することにより得た第2時系列データとの類似部分を抽出する方法であって、
前記第1時系列データを構成する連続する2つの測定点の差に基づいてn-1個の第1ベクトルを生成するとともに、前記第2時系列データを構成する連続する2つの測定点の差に基づいてm-1個の第2ベクトルを生成するベクトル化工程と、
前記第1ベクトルおよび前記第2ベクトルに基づいて、(n-1)×(m-1)個のセルで構成されたスコアテーブルを作成するステップであって、前記n-1個の第1ベクトルのうちのi番目(ただし、iはn-1以下の自然数)の第1ベクトルおよび前記m-1個の第2ベクトルのうちのj番目(ただし、jはm-1以下の自然数)の第2ベクトルのコサイン類似度i,jを算出し、(1)前記コサイン類似度i,jが所定の許容閾値よりも大きい場合は、セルi-1,j-1のスコアに該コサイン類似度i,jを加算したものをセルi,jのスコアとする一方、(2)前記コサイン類似度i,jが前記許容閾値よりも小さい場合は、セルi-1,jのスコアにコサイン類似度i-1,jを加算、またはセルi,j-1のスコアにコサイン類似度i,j-1を加算したものから、所定のペナルティ値を減算したものをセルi,jのスコアとするスコアテーブル作成工程と、
前記スコアテーブルを構成する前記セルのうちの最もスコアの高いセルから出発して、該セルのスコアを算出する際に使用したスコアのセルをトレースバックして行き、前記トレースバックの軌跡に対応する前記第1ベクトルおよび前記第2ベクトルを特定するトレースバック工程と、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項2】
前記スコアテーブル作成工程において、(2)前記コサイン類似度i,jが前記許容閾値よりも小さい場合は、第1ベクトルi-1および第2ベクトルのコサイン類似度i-1,jと第1ベクトルおよび第2ベクトルj-1のコサイン類似度i,j-1との大小を比較し、(2-1)前記コサイン類似度i-1,jの方が大きい場合は、セルi-1,jのスコアに前記コサイン類似度i-1,jを加算し、前記ペナルティ値を減算したものをセルi,jのスコアとする一方、(2-2)前記コサイン類似度i,j-1の方が大きい場合は、セルi,j-1のスコアに前記コサイン類似度i,j-1を加算し、前記ペナルティ値を減算したものをセルi,jのスコアとする、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記スコアテーブル作成工程において、(3)前記コサイン類似度i,j、前記コサイン類似度i-1,j、および前記コサイン類似度i,j-1のいずれもが前記許容閾値よりも小さい場合は、セルi-1,j-1のスコアから前記ペナルティ値を減算したものをセルi,jのスコアとする、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。

【請求項4】
前記ペナルティ値をcos0°に設定したことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】
前記物理量が局所的な脳活動により生じる血流量の増減であることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014011947thum.jpg
出願権利状態 公開
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