JP3139420B2 - Signal detection method - Google Patents

Signal detection method

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JP3139420B2
JP3139420B2 JP09210848A JP21084897A JP3139420B2 JP 3139420 B2 JP3139420 B2 JP 3139420B2 JP 09210848 A JP09210848 A JP 09210848A JP 21084897 A JP21084897 A JP 21084897A JP 3139420 B2 JP3139420 B2 JP 3139420B2
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、信号検出方式に関
し、特に、水中に存在する音源にて発生する、周波数が
時間的に不安定な信号を検出する信号検出方式に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal detection system, and more particularly, to a signal detection system for detecting a signal which is generated by a sound source existing in water and whose frequency is temporally unstable.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の信号検出方式は、水中に
存在する音源が発生する信号を検出するために用いられ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this kind of signal detection system is used for detecting a signal generated by a sound source existing in water.

【0003】図4は、従来の信号検出方式の一構成例を
示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a conventional signal detection system.

【0004】本従来例は図4に示すように、水中にて音
響信号が入力された場合にその音響信号のスペクトル分
析を行い、その分析結果を出力するスペクトル分析部1
と、スペクトル分析部1における分析結果に基づいて周
波数セル毎の音響信号の到来方位を算出する方位算出部
10と、スペクトル分析部1における分析結果及び方位
算出部10における算出結果を表示する表示部11とか
ら構成されている。
In this conventional example, as shown in FIG. 4, when an acoustic signal is input in water, a spectrum analysis section 1 analyzes the spectrum of the acoustic signal and outputs the analysis result.
An azimuth calculating unit 10 for calculating an arrival direction of an acoustic signal for each frequency cell based on an analysis result of the spectrum analyzing unit 1; and a display unit for displaying the analysis result of the spectrum analyzing unit 1 and the calculation result of the azimuth calculating unit 10. 11 is comprised.

【0005】以下に、上記のように構成された信号検出
方式における信号検出動作について説明する。
[0005] A signal detection operation in the signal detection system configured as described above will be described below.

【0006】水中にて音響信号が入力されると、まず、
スペクトル分析部1において、入力された音響信号が、
周波数毎の信号レベルに変換され、周波数的に安定した
信号を強調するために時間的に積分される。
When an acoustic signal is input underwater, first,
In the spectrum analyzer 1, the input acoustic signal is
The signal level is converted to a signal level for each frequency, and is temporally integrated to emphasize a frequency-stable signal.

【0007】次に、方位算出部10において、スペクト
ル分析部1における積分結果に基づいて各周波数毎の音
響信号の到来去位が算出される。
Next, the azimuth calculation unit 10 calculates the arrival and departure of the acoustic signal for each frequency based on the integration result in the spectrum analysis unit 1.

【0008】その後、スペクトル分析部1及び方位算出
部10の処理結果が表示部11に送られ、表示部11に
おいて、信号周波数に対する信号レベル及び信号到来方
位が表示される。
After that, the processing results of the spectrum analyzing section 1 and the azimuth calculating section 10 are sent to the display section 11, and the display section 11 displays the signal level and the signal azimuth with respect to the signal frequency.

【0009】図5は、図4に示した表示部11において
表示される音響信号の周波数に対するエネルギーレベル
(以下、周波数対レベルフォーマットと称する)を示す
図であり、周波数毎のエネルギーレベルが折れ線の上下
位置によって表現されている。
FIG. 5 is a diagram showing an energy level (hereinafter referred to as a frequency versus level format) with respect to the frequency of the acoustic signal displayed on the display unit 11 shown in FIG. Expressed by the vertical position.

【0010】また、図6は、図4に示した表示部11に
おいて表示される音響信号の周波数に対する到来方位
(以下、周波数対方位フォーマットと称する)を示す図
であり、周波数毎の信号の到来方位が表示位置によって
表現されている。
FIG. 6 is a diagram showing the direction of arrival (hereinafter referred to as a frequency versus direction format) with respect to the frequency of the acoustic signal displayed on the display unit 11 shown in FIG. The azimuth is represented by the display position.

【0011】上述した信号検出方式においては、音源が
水中に存在し、その音源にて発せられる音響信号のレベ
ルが所定の値以上で特定の周波数の信号(以下、ナロー
バンド信号と称する)を連続して発している場合、その
周波数部分は、周波数対レベルフォーマットでは図5に
示したように他の周波数部分よりもレベルが高く表示さ
れる。それは、ナローバンド信号は周波数的に一定であ
るため、積分により協調され、また、その到来方位も一
方向に決まるのに対し、ナローバンド信号周波数以外の
周波数部分にあるのはノイズであり、ノイズは周波数的
にランダムであるため、積分により強調されず、その到
来方位もランダムで一方向に決まらないためである。
In the above-described signal detection method, a sound source exists in water, and a signal of a specific frequency (hereinafter, referred to as a narrow band signal) is continuously generated when the level of an acoustic signal emitted from the sound source is equal to or higher than a predetermined value. If the frequency portion is emitted, the frequency portion is displayed at a higher level than the other frequency portions in the frequency versus level format as shown in FIG. Because the narrowband signal is frequency-constant, it is coordinated by integration, and its direction of arrival is also determined in one direction.On the other hand, it is noise that exists in frequency parts other than the narrowband signal frequency, and the noise is the frequency. This is because, since it is random in nature, it is not emphasized by integration, and its arrival direction is also randomly determined in one direction.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の信号検出方式においては、入力された水
中の音響信号をスペクトル分析する際の分析分解能が狭
いため、周被数方向に幅の広い信号は複数の周波数セル
に分散し、個々の周波数セルでの信号レベルが下がって
しまうとともに、周波数的に安定しないため、積分の効
果が十分に得られずにノイズに埋もれてしまう。
However, in the conventional signal detection system as described above, since the analysis resolution at the time of spectral analysis of the input underwater acoustic signal is narrow, the width is large in the circumferential algebra direction. The signal is dispersed into a plurality of frequency cells, and the signal level in each of the frequency cells decreases. In addition, since the frequency is not stable, the effect of integration is not sufficiently obtained and the signal is buried in noise.

【0013】そのため、水中の音源が発する周波数方向
に不安定で、かつ、幅の広い信号を検出できないという
問題点がある。
[0013] Therefore, there is a problem that a wide-range signal which is unstable in the frequency direction generated by an underwater sound source cannot be detected.

【0014】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、水中の目標
が発する、周波数方向に不安定で、かつ、幅の広い信号
を検出することができる信号検出方式を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and detects an unstable and wide signal in the frequency direction generated by an underwater target. It is an object of the present invention to provide a signal detection method capable of performing the above.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、入力されたワイドバンド信号による音響信
号に対し、該音源信号の信号レベル及び到来方向を検出
する信号検出方式において、前記ワイドバンド信号によ
る音響信号が検出される周波数帯域を抽出し、該抽出さ
れた周波数帯域における信号エネルギーのみから前記音
響信号の信号レベル及び到来方向を検出する信号検出方
式において、前記音響信号の周波数セル毎の信号エネル
ギーを算出するスペクトル分析手段と、該スペクトル分
析手段にて算出された信号エネルギーに基づいて前記音
響信号の周波数帯域を抽出し、抽出された周波数帯域に
おける信号エネルギーのみを出力する周波数選択手段
と、該周波数選択手段から出力された周波数セルの信号
エネルギーをスカラー量として合成し、スカラーエネル
ギーとして出力する全エネルギー算出手段と、前記周波
数選択手段から出力された周波数セルの信号エネルギー
に基づいて、前記音響信号の到来方位を周波数セル毎に
算出する方位算出手段と、前記方位算出手段にて算出さ
れた周波数セル毎の信号到来方位によって構成されるベ
クトルを合成し、ベクトルエネルギーとして出力するベ
クトル合成手段と、該ベクトル合成手段から出力された
ベクトルエネルギーの大きさと前記全エネルギー算出手
段から出力されたスカラーエネルギーの大きさとに基づ
いて、音響信号が発せられる音源の有無を判断する探知
判定手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a signal detection system for detecting a signal level and a direction of arrival of an audio signal based on an input wideband signal. the wide band signal
In a signal detection method for extracting a frequency band in which an audio signal is detected and detecting a signal level and an arrival direction of the audio signal only from the signal energy in the extracted frequency band, a signal for each frequency cell of the audio signal Enel
Spectrum analyzing means for calculating the energy,
The sound based on the signal energy calculated by the analyzing means.
Extract the frequency band of the sound signal and apply it to the extracted frequency band.
Frequency selection means to output only the signal energy
And a signal of a frequency cell output from the frequency selecting means.
Combines energy as a scalar quantity and creates a scalar energy
Energy calculating means for outputting the energy as energy,
Signal energy of frequency cell output from number selection means
Based on the direction of arrival of the acoustic signal for each frequency cell
Azimuth calculating means for calculating, and azimuth calculated by the azimuth calculating means.
Vector consisting of signal arrival directions for each frequency cell
Vector that synthesizes and outputs vector energy
Vector synthesizing means, and the vector output from the vector synthesizing means.
Vector energy magnitude and total energy calculator
Based on the magnitude of the scalar energy output from the stage
Detection to determine the presence or absence of a sound source that emits an acoustic signal
Determining means .

【0016】[0016]

【0017】また、前記スペクトル分析手段は、FFT
の手法を用いて前記音響信号の周波数セル毎の信号エネ
ルギーを算出することを特徴とする。
[0017] The spectrum analyzing means may be an FFT.
The signal energy of each frequency cell of the acoustic signal is calculated by using the technique described in (1).

【0018】また、前記周波数選択手段は、前記音響信
号が有する周波数帯域を複数の帯域に分け、前記スペク
トル分析手段において算出された信号エネルギーから該
当する帯域を選択し、その帯域における信号エネルギー
のみを出力することを特徴とする。
Further, the frequency selecting means divides a frequency band of the acoustic signal into a plurality of bands, selects a corresponding band from the signal energies calculated by the spectrum analyzing means, and selects only the signal energy in the band. It is characterized by outputting.

【0019】また、前記複数の帯域は、予め決められて
いることを特徴とする。
Further, the plurality of bands are determined in advance.

【0020】また、前記探知判定手段は、前記ベクトル
合成手段から出力されたベクトルエネルギーの大きさと
前記全エネルギー算出手段から出力されたスカラーエネ
ルギーの大きさとを比較し、その比が予め設定した値以
上であるとき探知と判断することを特徴とする。
The detection determining means compares the magnitude of the vector energy output from the vector synthesizing means with the magnitude of the scalar energy output from the total energy calculating means, and the ratio is equal to or greater than a preset value. When it is, it is characterized as detecting.

【0021】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、ワイドバンド信号が検出される帯域の周波数
セルの信号のみを抽出し、抽出された周波数セル毎の信
号についてエネルギーを算出し、算出された各周波数セ
ルのエネルギーをスカラー量として合成し、スカラーエ
ネルギーを求める。また、抽出された周波数セル毎の信
号について信号到来方位を算出し、さらに、算出された
到来方位を向きとし、先に算出された周波数セル毎のエ
ネルギーを大ききとするベクトルを周波数セル毎に作成
し、これらのベクトルを合成し、ベクトルエネルギーを
求める。そして、ノイズレベルを正規化するためにスカ
ラーエネルギーとベクトルエネルギーとの比を求め、そ
の比が予め設定した値以上であるときワイドバンド信号
検出と判断する。
(Operation) In the present invention configured as described above, only the signals of the frequency cells in the band in which the wideband signal is detected are extracted, and the energy is calculated for each of the extracted signals of the frequency cells. The calculated energies of the frequency cells are combined as a scalar quantity to obtain scalar energy. In addition, a signal arrival direction is calculated for the extracted signal of each frequency cell, and further, a direction in which the calculated arrival direction is set as the direction and a vector that increases the energy of each frequency cell calculated earlier is calculated for each frequency cell. Create and combine these vectors to determine the vector energy. Then, a ratio between the scalar energy and the vector energy is obtained in order to normalize the noise level, and when the ratio is equal to or larger than a predetermined value, it is determined that a wideband signal is detected.

【0022】これにより、従来方式ではノイズに埋もれ
てしまって検出できなかったワイドバンド信号を検出す
ることができる。
As a result, it is possible to detect a wide band signal which cannot be detected because of being buried in noise in the conventional method.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図1は、本発明の信号検出方式の実施の一
形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the signal detection system of the present invention.

【0025】本形態は図1に示すように、水中における
音源から発せられた音響信号が入力された場合にその音
響信号のスペクトル分析を行い、入力された音響信号の
周波数セル毎の信号エネルギーを算出するスペクトル分
析部1と、音源から発せられる音響信号が有する周波数
帯域を複数の帯域に分け、スペクトル分析部1において
算出された信号エネルギーから該当する帯域(以下、ワ
イドバンド帯域と称する)を選択し、その帯域における
信号エネルギーのみを出力する周波数選択部3と、周波
数選択部3から出力された周波数セルの信号エネルギー
をスカラー量として合成し、スカラーエネルギーとして
出力する全エネルギー算出部2と、周波数選択部3から
出力された周波数セルの信号エネルギーに基づいて、音
響信号の到来方位を周波数セル毎に算出する方位算出部
4と、スペクトル分析部1にて算出された周波数セルの
信号エネルギーと方位算出部4にて算出された周波数セ
ルの信号到来方位とによって構成されるベクトルを、選
択されたワイドバンド帯域の全ての周波数セルに渡って
合成し、ベクトルエネルギーとして出力するベクトル合
成部5と、ベクトル合成部5から出力されたベクトルエ
ネルギーの大きさと全エネルギー算出部2から出力され
たスカラーエネルギーの大きさとを比較し、その比が予
め設定した値以上であるとき探知と判断する探知判定部
6とから構成されている。なお、本形態においては、ワ
イドバンド帯域がn個としている。また、周波数選択部
3におけるf3-1,f3-2,f3-nは目標が発するワイド
バンド信号の平均周波数を表し、△f3-1,Δf3-2,Δ
3-nはワイドバンド信号の信号幅を表し、これらの値
は予め設定しておく。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, when an acoustic signal emitted from a sound source in water is input, the spectrum of the acoustic signal is analyzed, and the signal energy of each frequency cell of the input acoustic signal is calculated. A spectrum analysis unit 1 to be calculated and a frequency band of an acoustic signal emitted from a sound source are divided into a plurality of bands, and a corresponding band (hereinafter, referred to as a wide band band) is selected from the signal energy calculated by the spectrum analysis unit 1. A frequency selection unit 3 that outputs only the signal energy in the band, a total energy calculation unit 2 that combines the signal energies of the frequency cells output from the frequency selection unit 3 as a scalar amount, and outputs the scalar energy, Based on the signal energy of the frequency cell output from the selection unit 3, the arrival direction of the acoustic signal An azimuth calculation unit 4 that calculates for each frequency cell, a vector formed by the signal energy of the frequency cell calculated by the spectrum analysis unit 1 and the signal arrival azimuth of the frequency cell calculated by the azimuth calculation unit 4, A vector synthesis unit 5 that synthesizes over all the frequency cells of the selected wideband band and outputs it as vector energy, and a magnitude of the vector energy output from the vector synthesis unit 5 and output from the total energy calculation unit 2 A detection determination unit 6 that compares the magnitude of the scalar energy with the magnitude of the scalar energy and determines that the detection is performed when the ratio is equal to or greater than a preset value. In this embodiment, the number of wideband bands is n. F 3-1 , f 3-2 , f 3-n in the frequency selector 3 represent the average frequency of the wideband signal emitted by the target, and △ f 3-1 , Δf 3-2 , Δ
f 3-n represents the signal width of the wideband signal, and these values are set in advance.

【0026】以下に、上記のように構成された信号検出
方式における信号検出動作について説明する。
The signal detection operation in the signal detection system configured as described above will be described below.

【0027】水中にて音響信号が入力されると、まず、
スペクトル分析部1において、入力された東西、南北方
向の音響信号が、FFT等の手法を用いて周波数分析
れ、東西、南北方向の信号エネルギーが周波数毎に算出
され、その後、算出された東西、南北方向の信号エネル
ギーが合成されることにより、周波数セル毎の信号エネ
ルギーが算出される。
When an acoustic signal is input underwater, first,
East and west, north and south directions
Acoustic signal direction is calculated, the frequency analysis of <br/> been using techniques such as FFT, east and west, for each frequency is the north-south direction of the signal energy
And then the calculated east-west, north-south signal energy
By synthesizing the energy, the signal energy for each frequency cell is calculated.

【0028】次に、周波数選択部3において、予め設定
された、目標が発するワイドバンド信号に合致した周波
数帯域で窓を掛け、ワイドバンド帯域の周波数セルのみ
が抽出される。
Next, the frequency selection unit 3 applies a window to a preset frequency band that matches the wideband signal generated by the target, and extracts only frequency cells in the wideband band.

【0029】図2は、図1に示した周波数選択部3の出
力イメージを周波数対レベルフォーマットで示した図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an output image of the frequency selector 3 shown in FIG. 1 in a frequency-to-level format.

【0030】図2においては、処理帯域7が周波数選択
部3−1における処理帯域、処理帯域8が周波数選択部
3−2における処理帯域、処理帯域9が周波数選択部3
−nでの処理帯域である。
In FIG. 2, the processing band 7 is the processing band in the frequency selection unit 3-1, the processing band 8 is the processing band in the frequency selection unit 3-2, and the processing band 9 is the frequency selection unit 3
-N is the processing band.

【0031】次に、全エネルギー算出部2において、周
波数選択部3で抽出された全ての周波数セルのエネルギ
ーがスカラー量として加算され、ワイドバンド帯域全体
が持つエネルギーが算出されてスカラーエネルギーとし
て出力される。
Next, in the total energy calculating section 2, the energies of all the frequency cells extracted by the frequency selecting section 3 are added as a scalar quantity, the energy of the entire wide band is calculated and output as scalar energy. You.

【0032】また、方位算出部4においては、周波数選
択部3で抽出されたワイドバンド帯域の各周波数セルに
ついて、スペクトル分析部1にて算出された東西、南北
方向の信号エネルギーに基づいて周知の式を用いて信号
到来方位が算出される。そして、算出された到来方位を
向きとし、スペクトル分析部1で算出されたエネルギー
を大きさとするベクトル情報としてベクトル合成部5ヘ
出力される。
The azimuth calculating unit 4 calculates the east, west, north and south calculated by the spectrum analyzing unit 1 for each frequency cell in the wide band band extracted by the frequency selecting unit 3.
Based on the signal energy in the direction, the signal arrival direction is calculated using a well-known formula . Then, the calculated arrival direction is set as the direction, and the vector is output to the vector synthesis unit 5 as vector information having the energy calculated by the spectrum analysis unit 1 as a magnitude.

【0033】すると、ベクトル合成部5において、方位
算出部4の出力である各ベクトルが合成され、ワイドバ
ンド帯域の信号のみについてのエネルギー(ベクトルエ
ネルギー)と到来方位とが求められる。
Then, in the vector synthesizing unit 5, the respective vectors output from the azimuth calculating unit 4 are synthesized, and the energy (vector energy) and the arrival azimuth of only the signal in the wide band band are obtained.

【0034】図3は、図1に示したベクトル合成部5に
おけるベクトルの合成動作を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a vector synthesizing operation in the vector synthesizing section 5 shown in FIG.

【0035】なお、V3-1,V3-2,V3-nはそれぞれ方
位算出部4から出力されるベクトルとする。
Note that V 3-1 , V 3-2 , and V 3-n are vectors output from the azimuth calculation unit 4, respectively.

【0036】まず、V3-1とV3-2とを合成し(式1)、
その後、V3-nを合成する(式2)。
First, V 3-1 and V 3-2 are synthesized (Equation 1).
Thereafter, V 3-n is synthesized (Equation 2).

【0037】 V3-1+V3-2=(V3-1+V3-2) ・・・・・ (式1) (V3-1+V3-2)+…+V3-n=(V3-1+V3-2+…+V3-n)・・・(式2) その後、探知判断部6において、ベクトル合成部5から
出力されたベクトルエネルギーと全エネルキー算出部2
から出力されたスカラーエネルギーとが比較され、両者
の比が、予め設定した値以上であるとき探知と判断され
る。
V 3-1 + V 3-2 = (V 3-1 + V 3-2 ) (Equation 1) (V 3-1 + V 3-2 ) +... + V 3-n = (V 3-1 + V 3-2 +... + V 3-n ) (Equation 2) Then, in the detection determination section 6, the vector energy output from the vector synthesis section 5 and the total energy calculation section 2
Is compared with the scalar energy output from the controller, and when the ratio between the two is greater than or equal to a preset value, it is determined that detection is performed.

【0038】その理由は以下の通りである。The reason is as follows.

【0039】入力された音響信号に水中目標が発するワ
イドバンド信号が含まれていない場合、各ワイドバンド
帯域にはノイズしか含まれていない。ノイズの到来方位
はランダムであるため、ベクトル合成部5にてベクトル
合成を行うと出力ベクトルの大きさ(ベクトルエネルギ
ー)は0に近い値となる。逆に、ワイドバンド信号が含
まれていれば、信号到来方位が比較的安定するため、ベ
クトル合成部5の出力ベクトルの大きさ(ベクトルエネ
ルギー)はある程度の大ききを有する値となる。
When the input acoustic signal does not include a wideband signal emitted by the underwater target, each wideband band contains only noise. Since the arrival direction of the noise is random, when the vector synthesis is performed by the vector synthesis unit 5, the magnitude (vector energy) of the output vector becomes a value close to zero. Conversely, if a wideband signal is included, the direction of arrival of the signal is relatively stable, and the magnitude (vector energy) of the output vector of the vector synthesizing unit 5 is a value having a certain level.

【0040】一方、全エネルギー算出部2における処理
はスカラー合成であるので、信号の到来方位には影響を
受けず、その結果は、音源の発生する信号のエネルギー
と、ノイズのエネルギーの総和となる。このため、ベク
トルエネルギーとスカラーエネルギー(エネルギーの総
和)との比を取ることにより、ノイズレベルの正規化が
行われる。
On the other hand, since the processing in the total energy calculation unit 2 is scalar synthesis, it is not affected by the arrival direction of the signal, and the result is the sum of the energy of the signal generated by the sound source and the energy of the noise. . Therefore, the noise level is normalized by taking the ratio between the vector energy and the scalar energy (sum of energy).

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ワイドバンド信号が検出される帯域の信号のみを抽出
し、それら帯域の信号についてのエネルギー及び到来方
位を求め、これらの情報からワイドバンド信号を検出す
る構成としたため、水中の目標が発する、周波数方向に
不安定で、かつ、幅の広い信号を検出することができ
る。
As described above, in the present invention,
Only the signals in the band in which the wideband signal is detected are extracted, the energy and the direction of arrival of the signals in those bands are obtained, and the wideband signal is detected from the information. And a wide signal can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の信号検出方式の実施の一形態の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a signal detection system according to the present invention.

【図2】図1に示した周波数選択部の出力イメージを周
波数対レベルフォーマットで示した図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an output image of a frequency selection unit illustrated in FIG. 1 in a frequency-to-level format.

【図3】図1に示したベクトル合成部5におけるベクト
ルの合成動作を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a vector combining operation in a vector combining unit 5 shown in FIG. 1;

【図4】従来の信号検出方式の一構成例を示すブロック
図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a conventional signal detection method.

【図5】図4に示した表示部において表示される音響信
号の周波数に対するエネルギーレベルを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an energy level with respect to a frequency of an acoustic signal displayed on the display unit shown in FIG. 4;

【図6】図4に示した表示部において表示される音響信
号の周波数に対する到来方位を示す図である。
6 is a diagram showing an arrival direction with respect to a frequency of an acoustic signal displayed on the display unit shown in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スペクトル分析部 2 全エネルギー算出部 3,3−1,3−2,3−n 周波数選択部 4 方位算出部 5 ベクトル合成部 6 探知判断部 7,8,9 処理領域 Reference Signs List 1 spectrum analysis unit 2 total energy calculation unit 3,3-1,3-2,3-n frequency selection unit 4 azimuth calculation unit 5 vector synthesis unit 6 detection determination unit 7,8,9 processing area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 3/00 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96 G01H 3/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 3/00-3/86 G01S 5/18-5/30 G01S 7/52-7/64 G01S 15 / 00-15/96 G01H 3/08

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力されたワイドバンド信号による音響
信号に対し、該音源信号の信号レベル及び到来方向を検
出する信号検出方式において、 前記ワイドバンド信号による音響信号が検知される周波
数帯域を抽出し、該抽出された周波数帯域における信号
エネルギーのみから前記音響信号の信号レベル及び到来
方向を検出することを特徴とする信号検出方式におい
て、前記音響信号の周波数セル毎の信号エネルギーを算出す
るスペクトル分析手段と、 該スペクトル分析手段にて算出された信号エネルギーに
基づいて前記音響信号の周波数帯域を抽出し、抽出され
た周波数帯域における信号エネルギーのみを出力する周
波数選択手段と、 該周波数選択手段から出力された周波数セルの信号エネ
ルギーをスカラー量として合成し、スカラーエネルギー
として出力する全エネルギー算出手段と、 前記周波数選択手段から出力された周波数セルの信号エ
ネルギーに基づいて、前記音響信号の到来方位を周波数
セル毎に算出する方位算出手段と、 前記方位算出手段にて算出された周波数セル毎の信号到
来方位によって構成されるベクトルを合成し、ベクトル
エネルギーとして出力するベクトル合成手段と、該ベク
トル合成手段から出力されたベクトルエネルギーの大き
さと前記全エネルギー算出手段から出力されたスカラー
エネルギーの大きさとに基づいて、音響信号が発せられ
る音源の有無を判断する探知判定手段とを有する ことを
特徴とする信号検出方式。
1. A signal detection method for detecting a signal level and a direction of arrival of an audio signal based on an input wideband signal, wherein a frequency band in which the audio signal based on the wideband signal is detected is extracted. Detecting the signal level and the direction of arrival of the audio signal only from the signal energy in the extracted frequency band, and calculating the signal energy of each frequency cell of the audio signal.
Spectrum analysis means, and the signal energy calculated by the spectrum analysis means.
Extracting the frequency band of the sound signal based on the extracted
Circuit that outputs only signal energy in the
A wave number selecting unit, and a signal energy of a frequency cell output from the frequency selecting unit.
Combining lugie as a scalar quantity, scalar energy
Total energy calculating means for outputting the signal of the frequency cell output from the frequency selecting means.
The direction of arrival of the acoustic signal is determined based on the energy
And azimuth calculating means for calculating for each cell, the signal for each frequency cell, which is calculated by the direction calculating unit arrives
Combines vectors composed of incoming directions,
Vector synthesis means for outputting as energy,
Magnitude of vector energy output from the torque combining means
And the scalar output from the total energy calculating means
An acoustic signal is emitted based on the amount of energy
And a detection determining means for determining the presence or absence of a sound source .
【請求項2】 請求項に記載の信号検出方式におい
て、 前記スペクトル分析手段は、FFTの手法を用いて前記
音響信号の周波数セル毎の信号エネルギーを算出するこ
とを特徴とする信号検出方式。
2. The signal detection method according to claim 1 , wherein said spectrum analysis means calculates the signal energy of each frequency cell of said acoustic signal using an FFT technique.
【請求項3】 請求項または請求項に記載の信号検
出方式において、 前記周波数選択手段は、前記音響信号が有する周波数帯
域を複数の帯域に分け、前記スペクトル分析手段におい
て算出された信号エネルギーから該当する帯域を選択
し、その帯域における信号エネルギーのみを出力するこ
とを特徴とする信号検出方式。
3. A signal detection method according to claim 1 or claim 2, wherein the frequency selection means divides the frequency band of the acoustic signal has a plurality of bands, the signal energy which has been calculated in the spectral analysis means A signal detection method, wherein a corresponding band is selected from the above, and only the signal energy in that band is output.
【請求項4】 請求項に記載の信号検出方式におい
て、 前記複数の帯域は、予め決められていることを特徴とす
る信号検出方式。
4. The signal detection method according to claim 3 , wherein the plurality of bands are determined in advance.
【請求項5】 請求項乃至のいずれか1項に記載の
信号検出方式において、前記探知判定手段は、前記ベク
トル合成手段から出力されたベクトルエネルギーの大き
さと前記全エネルギー算出手段から出力されたスカラー
エネルギーの大きさとを比較し、その比が予め設定した
値以上であるとき探知と判断することを特徴とする信号
検出方式。
5. A signal detection method according to any one of claims 1 to 4, wherein the detection determining means is output from the size and the total energy calculation means of the output vector energy from said vector combining means A signal detection method that compares the magnitude of the scalar energy with the magnitude of the scalar energy and determines that the detection is performed when the ratio is equal to or greater than a preset value.
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