JP5383890B1 - Object number detection device and program - Google Patents
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Abstract
【課題】検知対象が複数であっても検知対象の数を検知することが可能な物体数検知装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】任意の反射物体に対するドップラー信号を複数の異なる周波数の信号に変換する周波数変換部と、前記周波数変換部により変換された前記複数の異なる周波数の信号を、各周波数帯域の振幅の時間変化を用いて所定の独立性を有する独立信号に分解する独立信号分解部と、前記独立信号分解部により分解された前記独立信号に基づいて前記反射物体の数を検知する物体数検知部と、を備える物体数検知装置
【選択図】図2An object number detection apparatus and a program capable of detecting the number of detection objects even when there are a plurality of detection objects are provided.
A frequency conversion unit that converts a Doppler signal for an arbitrary reflecting object into a plurality of signals having different frequencies, and the plurality of signals having different frequencies converted by the frequency conversion unit are converted into amplitude times in respective frequency bands. An independent signal decomposing unit that decomposes into independent signals having predetermined independence using a change, an object number detecting unit that detects the number of the reflecting objects based on the independent signals decomposed by the independent signal decomposing unit, Object number detection device with [Selection] Fig. 2
Description
本発明は、物体数検知装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to an object number detection device and a program.
近年、ドップラーセンサを用いて、人間や車その他の運動体の動作を検知する装置が登場してきている。ドップラーセンサは、心拍や呼吸といった人間の微細な動作を検知することができるため、例えば日常生活における人間の動作をドップラーセンサにより検知することで、健康管理を行う技術が開発されてきている。 In recent years, devices that detect the motion of humans, cars, and other moving bodies using Doppler sensors have appeared. Since the Doppler sensor can detect minute human movements such as heartbeats and breathing, for example, a technique for health management has been developed by detecting human movements in daily life using a Doppler sensor.
このようなドップラーセンサを用いた健康管理に関する技術として、特許文献1では、ドップラーセンサにより人体表面から得られた出力信号に対して、独立成分分析を利用して体動による振幅成分と心拍成分を分離し、心拍成分を抽出する技術が開示されている。
As a technique related to health management using such a Doppler sensor, in
しかし、上記特許文献1に開示された技術は、検知対象が単体であることを前提としているため、検知対象が複数の場合に適用することが難しい。その上、一般的に、ドップラーセンサは単一の出力しか持たないため、例えば検知対象が複数ある場合に検知対象の数を検知することは難しいという問題があった。
However, since the technique disclosed in
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、検知対象が複数であっても検知対象の数を検知することが可能な、新規かつ改良された物体数検知装置及びプログラムを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a new and improved technique capable of detecting the number of detection targets even when there are a plurality of detection targets. Another object is to provide an object number detection apparatus and program.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、任意の反射物体に対するドップラー信号を複数の異なる周波数の信号に変換する周波数変換部と、前記周波数変換部により変換された前記複数の異なる周波数の信号を、各周波数帯域の振幅の時間変化を用いて所定の独立性を有する独立信号に分解する独立信号分解部と、前記独立信号分解部により分解された前記独立信号に基づいて前記反射物体の数を検知する物体数検知部と、を備える物体数検知装置が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, a frequency converter that converts a Doppler signal for an arbitrary reflecting object into a plurality of signals having different frequencies, and the plurality of the plurality of signals converted by the frequency converter Based on the independent signal decomposed by the independent signal decomposing unit, the independent signal decomposing unit that decomposes the signals of different frequencies into independent signals having predetermined independence using temporal changes in the amplitude of each frequency band An object number detection device is provided that includes an object number detection unit that detects the number of reflection objects.
前記独立信号分解部は、独立成分分析により前記複数の異なる周波数の信号を前記独立信号に分解してもよい。 The independent signal decomposition unit may decompose the plurality of signals having different frequencies into the independent signals by independent component analysis.
前記周波数変換部は、フーリエ変換により前記ドップラー信号を前記複数の異なる周波数の信号に変換してもよい。 The frequency converting unit may convert the Doppler signal into the signals having different frequencies by Fourier transform.
前記独立信号分解部は、信号の非ガウス性を最大化することによって前記独立信号に分解してもよい。 The independent signal decomposition unit may decompose the signal into independent signals by maximizing non-Gaussianity of the signal.
前記独立信号分解部は、特異値分解によって前記複数の異なる周波数の信号の次元数を削減した上で前記独立信号に分解してもよい。 The independent signal decomposing unit may reduce the number of dimensions of the plurality of signals having different frequencies by singular value decomposition and decompose the signal into independent signals.
前記物体数検知部は、前記独立信号の類似性に基づいて前記独立信号を分類して統合することで統合信号を生成し、前記統合信号に基づいて前記反射物体の数を検知してもよい。 The object number detection unit may generate an integrated signal by classifying and integrating the independent signals based on the similarity of the independent signals, and detect the number of the reflective objects based on the integrated signal. .
前記物体数検知部は、ピアソンの積率相関係数、またはイェンセン・シャンノン情報量のいずれかにより算出される前記独立信号の類似性に基づいて前記独立信号を分類してもよい。 The object number detection unit may classify the independent signals based on similarity of the independent signals calculated by either Pearson product-moment correlation coefficient or Jensen-Shannon information amount.
前記物体数検知部は、前記統合信号の特徴量を算出し、算出した前記特徴量に基づいて機械学習により前記反射物体の数を検知してもよい。 The object number detection unit may calculate a feature amount of the integrated signal, and detect the number of the reflective objects by machine learning based on the calculated feature amount.
前記物体数検知部は、前記統合信号の統計量に基づいて、前記特徴量を算出するための前記統合信号の順序付けを行ってもよい。 The object number detection unit may perform ordering of the integrated signals for calculating the feature amount based on a statistical amount of the integrated signals.
前記反射物体とは、人、動物、機械その他の周期的な運動を行う周期運動体であってもよい。 The reflective object may be a human, animal, machine, or other periodic motion body that performs periodic motion.
前記反射物体とは、建物その他の周期的な振動を行う周期運動体であってもよい。 The reflective object may be a building or other periodic motion body that performs periodic vibration.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、任意の反射物体に対するドップラー信号を複数の異なる周波数の信号に変換するステップと、変換された前記複数の異なる周波数の信号を、各周波数帯域の振幅の時間変化を用いて所定の独立性を有する独立信号に分解するステップと、分解された前記独立信号に基づいて前記反射物体の数を検知するステップと、を実行させるためのプログラムが提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a computer converts a Doppler signal for an arbitrary reflecting object into a plurality of different frequency signals, and the converted plurality of different ones. Decomposing a frequency signal into independent signals having predetermined independence using temporal changes in amplitude of each frequency band; detecting the number of reflecting objects based on the decomposed independent signals; A program for executing the above is provided.
以上説明したように本発明によれば、検知対象が複数であっても検知対象の数を検知することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to detect the number of detection targets even if there are a plurality of detection targets.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
<1.本発明の一実施形態に係る物体数検知装置の概要>
本発明の一実施形態に係る物体数検知装置(物体数検知装置1)は、
A.任意の反射物体(人4、扇風機5)に対するドップラー信号を複数の異なる周波数の信号に変換する周波数変換部(周波数変換部11)と、
B.前記周波数変換部により変換された前記複数の異なる周波数の信号を、各周波数帯域の振幅の時間変化を用いて所定の独立性を有する独立信号に分解する独立信号分解部(独立信号分解部13)と、
C.前記独立信号分解部により分解された前記独立信号に基づいて前記反射物体の数を検知する物体数検知部(物体数検知部15)と、
を備える。
<1. Overview of object number detection apparatus according to an embodiment of the present invention>
An object number detection device (object number detection device 1) according to an embodiment of the present invention is:
A. A frequency conversion unit (frequency conversion unit 11) that converts a Doppler signal for an arbitrary reflecting object (
B. Independent signal decomposing unit (independent signal decomposing unit 13) that decomposes the signals of the plurality of different frequencies converted by the frequency converting unit into independent signals having predetermined independence using temporal changes in amplitudes of the respective frequency bands. When,
C. An object number detection unit (object number detection unit 15) for detecting the number of the reflective objects based on the independent signal decomposed by the independent signal decomposition unit;
Is provided.
まず、本実施形態に係る物体数検知装置の概要について、図1〜2を参照して説明する。 First, the outline | summary of the object number detection apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to FIGS.
図1は、本実施形態に係る物体数検知装置1の概要を説明するための説明図である。図1に示したように、物体数検知装置1は、ドップラーセンサ2の出力に基づいてドップラーセンサ2の検知範囲に存在する物体数を検知する。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an overview of an object
より詳しくは、ドップラーセンサ2は、送信信号を電波または音波として照射して、運動体(反射物体)により反射された反射波を受信信号として受信する。そして、物体数検知装置1は、ドップラーセンサ2より出力された送信信号および受信信号の差分により得られるドップラー信号に基づいて、反射物体の数を検知する。具体的には、ドップラーセンサ2により照射された電波または音波は、呼吸や心拍などの運動を行う人4Aおよび4Bにより反射されるので、物体数検知装置1は、物体数は2であると検知する。以下、人4Aおよび4Bを特に区別する必要がないときは、人4と総称する。
More specifically, the Doppler
図1に示したように、人4Aは立った状態で、人4Bは椅子に座った状態で、それぞれ呼吸している。ここで、ドップラーセンサ2は、人4Aおよび4Bからの反射波を同時に受信する。従って、ドップラー信号は、人4Aの心拍や呼吸などの周期的な運動に起因する信号と、人4Bの心拍や呼吸などの周期的な運動に起因する信号との、異なる周期性を有する信号を少なくとも2つ含む混合信号である。物体数検知装置1は、このような混合信号から、信号源が異なる周期性を有すること利用して、独立成分分析(Independent Component Analysis:ICA)を用いて物体数を検知する。
As shown in FIG. 1, the
しかし、人間の呼吸や心拍の周期性は一般的に安定しない。そこで、本明細書では、図2に示す通り、反射物体として安定した周期で首振り運動を行う扇風機を用いる。 However, the periodicity of human breathing and heartbeat is generally not stable. Therefore, in the present specification, as shown in FIG. 2, a fan that performs a swing motion with a stable cycle is used as a reflecting object.
図2は、本実施形態に係る物体数検知装置1の適用例を説明するための説明図である。図2に示したように、ドップラーセンサ2により照射された電波または音波は、首ふり動作を行う扇風機5Aおよび5Bにより反射されるので、物体数検知装置1は、物体数は2であると検知する。なお、扇風機5Aおよび5Bは異なる周期で首ふり動作を行っている。以下、扇風機5Aおよび5Bを特に区別する必要がないときは、扇風機5と総称する。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an application example of the object
ここで、扇風機5の首振り運動により得られるドップラー信号は、周波数が広く分布し、且つ、人4に近い成分を有する。また、図2に示したように、複数の扇風機5がそれぞれ異なる周期で首振り運動を行うことは、人4が個々に異なる周期で呼吸をすることに対応する。物体数検知装置1は、以下で詳細に説明するように、人4と同様の成分を有するドップラー信号を取得でき、人4と同様に周期的な運動を行い、且つ、人4と同様に個々に異なる周期で運動を行う、扇風機5の数を識別することが可能である。このため、扇風機5の数が識別することが可能な本発明は、人4の数を識別する際に一定の有効性を有すると言える。
Here, the Doppler signal obtained by the swing motion of the electric fan 5 has a widely distributed frequency and a component close to that of the
なお、物体数検知装置1が物体数を検知することが可能な反射物体は、人4や扇風機5に限られない。例えば、物体数検知装置1は、人4、動物その他の心拍や呼吸などの周期的な運動、若しくは扇風機、エンジンその他の機械的・周期的な運動を行う、周期運動体の数を検知してもよい。他にも、物体数検知装置1は、家屋や構造物その他の外的・内的要因により固有の周期等での振動を行う、周期運動体の数を検知してもよい。また、物体数検知装置1が物体数を検知する対象となる反射物体の数は、単数でもよいし、2以上の複数であってもよい。
In addition, the reflective object which the object
以上、本実施形態に係る物体数検知装置1の概要について説明した。続いて、本実施形態に係る物体数検知装置1の構成について図3を参照して詳細に説明する。
The outline of the object
<2.構成>
図3は、本実施形態に係る物体数検知装置1の構成を示すブロック図である。図3に示したように、物体数検知装置1は、周波数変換部11、独立信号分解部13、および物体数検知部15を含む。そして、物体数検知装置1は、ドップラーセンサ2により入力されたドップラー信号に基づいて、出力装置3に出力を行う。
<2. Configuration>
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the object
周波数変換部11は、人4、扇風機5その他の任意の反射物体に対するドップラー信号を複数の異なる周波数の信号に変換する。詳しくは、周波数変換部11は、ドップラーセンサ2から出力された出力信号に対して、フーリエ変換および正負周波数の分離を行う。このとき、周波数変換部11は、反射物体の動作に関係し得る特定の周波数帯を抽出してもよい。周波数変換部11は、フーリエ変換、正負周波数の分離、および特定の周波数帯を抽出によって得た信号を独立信号分解部13に出力する。
The
独立信号分解部13は、周波数変換部11により変換された信号を、各周波数帯域の振幅の時間変化を用いて所定の独立性を有する独立信号に分解する。詳しくは、独立信号分解部13は、周波数変換部11により出力された信号に対して独立成分分析を行う。なお、独立信号分解部13は、独立成分分析の前処理として一般的な、特異値分解によって次元削減を行ってもよい。独立信号分解部13は、独立成分分析の結果得たICA基底関数を、物体数検知部15に出力する。
The independent
物体数検知部15は、独立信号分解部13により出力された信号に基づいて反射物体の数を検知する。詳しくは、物体数検知部15は、ICA基底関数によって構成される時系列群を、クラスタリング処理によって部分空間に分類する。そして、物体数検知部15は、統合された信号のそれぞれについて特徴量を算出し、機械学習により物体数の推定を行う。なお、物体数検知部15は、機械学習としてSVM(Support Vector Machine)を用いてもよい。物体数検知部15は、推定した物体数を出力装置3に出力する。
The object
なお、周波数変換部11、独立信号分解部13、および物体数検知部15は、それぞれ演算処理装置として機能し、各種プログラムに従って上述の処理を行う。よって、周波数変換部11、独立信号分解部13、および物体数検知部15、若しくは物体数検知装置1は、例えばCPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサによって実現される。なお、物体数検知装置1は、使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するROM(Read Only Memory)、および適宜変化するパラメータ等を一時記憶するRAM(Random Access Memory)を含んでいてもよい。
Note that the
出力装置3は、映像、画像、音声などによって、物体数検知部15による推定結果を出力する。出力装置3は、例えばCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)装置、スピーカー等により実現される。
The
ドップラーセンサ2は、任意の反射物体に対して電波または超音波を送受信し、送信した電波または超音波と受信した電波または超音波との差分の周波数の信号であるドップラー信号を周波数変換部11に出力する。なお、ドップラーセンサ2は、信号の送受信を行う図示しない送受信部を少なくとも2つ有する、いわゆるデュアルチャンネルのドップラーレーダである。以下では、ドップラー信号のモデルについて、まず信号の送受信部を1つ有する場合について説明し、続いて複数有する場合について説明する。
The
信号の送受信部を1つ有するドップラーセンサによる送信信号Vs(t)および受信信号Vr(t)は、以下のように表される。 The transmission signal V s (t) and the reception signal V r (t) by the Doppler sensor having one signal transmission / reception unit are expressed as follows.
ここで、AsおよびArは振幅、φ0は信号の初期位相、fは送信周波数、Tはドップラーセンサと反射物体間の往復時間を示す。 Here, A s and A r is the amplitude, phi 0 is signal initial phase of, f is exhibits a round trip time between the transmission frequency, T is the Doppler sensor reflecting object.
続いて、信号の送受信部を複数有するドップラーセンサ2について説明する。ドップラーセンサ2は、送信信号Vsおよび受信信号Vrのミキシング処理により、同相信号I(t)、および同相信号I(t)と位相がπ/2異なる直交信号Q(t)を生成する。同相信号I(t)および直交信号Q(t)は、以下のように表される。
Next, the
ここで、上記数式3および数式4における第2であるcos(φr+φs)およびsin(φr+φs)は、各数式の第1項と比較して高い周波数を持ち得るため、ローパスフィルタにより除去されてもよい。そして、上記数式3および数式4は、第一項の位相差を距離の変化量ΔRで置き換えることで、以下のように表される。
Here, the second cos (φ r + φ s ) and sin (φ r + φ s ) in the
ここで、Oはオフセット直流成分、gはノイズ、λは波長を示す。上記数式5および数式6によるドップラー信号モデルは、位相の変化要因は距離の変化に関係することを示すと共に、同相信号I(t)および直交信号Q(t)が互いに独立でないことを示す。 Here, O represents an offset DC component, g represents noise, and λ represents a wavelength. The Doppler signal model according to Equations 5 and 6 indicates that the phase change factor is related to the change in distance, and that the in-phase signal I (t) and the quadrature signal Q (t) are not independent of each other.
<3.動作>
以上、物体数検知装置1の構成について説明した。以下では、物体数検知装置1による反射物体の数を検知する動作について、図4〜5を参照して説明する。
<3. Operation>
The configuration of the object
図4は、本実施形態に係る物体数検知装置1の動作を示すフローチャートである。図4に示したように、まず、ステップS104で、周波数変換部11は、ドップラーセンサ2から出力された同相信号I(t)および直交信号Q(t)に対して、フーリエ変換を行う。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the object
(S104:フーリエ変換)
ドップラーセンサ2からの出力信号である同相信号I(t)および直交信号Q(t)は、上述の通り互いに独立ではない。このため、出力信号をそのまま混合信号としてみなすことができないので、物体数検知装置1が出力信号に対して独立成分分析を適用することは難しい。そこで、物体数検知装置1は、周波数変換部11により、出力信号に対して複素フーリエ変換を適用することで、異なる周波数を持つ正弦波信号に変換する。なお、本実施形態では、周波数変換部11は、複素フーリエ変換の一例として短時間フーリエ変換を行う。
(S104: Fourier transform)
As described above, the in-phase signal I (t) and the quadrature signal Q (t) that are output signals from the
まず、複素信号f(t)=I(t)+Q(t)とする。周波数変換部11は、複素信号f(t)に対して複素フーリエ変換を行い、次式で表される複素フーリエ係数F(ω)を得る。
First, the complex signal f (t) = I (t) + Q (t). The
ここで、ωは周波数を示す。周波数変換部11は、複素フーリエ係数F(ω)に対して窓関数w(t)を用いて短時間フーリエ変換を行う。
Here, ω represents a frequency. The
ここで、F(t,ω)は各周波数ωに対応する多次元複素信号となっている。ここで、多次元複素信号F(t,ω)の絶対値を取ったものを、多次元振幅スペクトル信号A(t,ω)として次式で表す。 Here, F (t, ω) is a multidimensional complex signal corresponding to each frequency ω. Here, the absolute value of the multidimensional complex signal F (t, ω) is expressed as the multidimensional amplitude spectrum signal A (t, ω) by the following equation.
以上説明したように、ステップS104において、周波数変換部11は、ドップラーセンサ2からの出力信号に対して短時間フーリエ変換を行う。続いて、ステップS108で、周波数変換部11は、正負周波数の分離を行う。
As described above, in step S <b> 104, the
(S108:正負周波数の分離)
周波数変換部11は、多次元振幅スペクトル信号A(t,ω)について、正負周波数の分離を行う。多次元振幅スペクトル信号A(t,ω)の周波数ωには正と負の周波数があり、それぞれ異なる意味を持つ。即ち、正の周波数は反射物体のドップラーセンサ2に接近する速度に、負の周波数は反射物体のドップラーセンサ2から離反する速度に、それぞれ関係する。このため、周波数変換部11は、それらを分離することで、次式で表す正の周波数に対応する振幅スペクトル信号A+ω(t,ω)、および負の周波数に対応する振幅スペクトル信号A−ω(t,ω)を得る。
(S108: Separation of positive and negative frequencies)
The
次に、周波数変換部11は、反射物体の動作に関係し得る特定の周波数帯を抽出してもよい。例えば、周波数変換部11は、扇風機5の首振り動作に関係し得る周波数帯として、振幅スペクトル信号A+ω(t,ω)については0.2〜10.0Hzの範囲の周波数に対応する、次式で表す振幅スペクトル信号A´+ω(t,ω)を抽出してもよい。
Next, the
一方で、周波数変換部11は、振幅スペクトル信号A−ω(t,ω)については−10.0〜−0.2Hzの範囲の周波数に対応する、次式で表す振幅スペクトル信号A´−ω(t,ω)を抽出してもよい。
On the other hand, for the amplitude spectrum signal A −ω (t, ω), the
以上説明したように、ステップS108において、周波数変換部11は、正負周波数の分離を行う。続いて、ステップS112で、独立信号分解部13は、周波数変換部11により出力された信号に対して、独立成分分析を行う。
As described above, in step S108, the
(S112:独立成分分析)
上述したように、多次元振幅スペクトル信号A(t,ω)は正と負の周波数という2のグループに分けられる。ここで、独立信号分解部13は、それぞれの周波数帯ごとの時変信号を混合信号と捉え、これに対して独立成分分析を適用する。なお、周波数帯ごとの時変信号を混合信号と捉えるのは、その時変信号が周波数領域において信号源の多様な動きの混合成分で構成されていると考えられるためである。
(S112: Independent component analysis)
As described above, the multidimensional amplitude spectrum signal A (t, ω) is divided into two groups of positive and negative frequencies. Here, the independent
独立信号分解部13は、周波数変換部11により出力された振幅スペクトル信号A´+ω(t,ω)、A´−ω(t,ω)のそれぞれに対して、独立成分分析を行う。このとき、独立信号分解部13は、独立成分分析の前処理として一般的な、特異値分解SVD(・)によって次元削減を行ってもよい。
The independent
なお、特異値は、重要性の尺度として用いられる主成分の標準偏差で表される。独立信号分解部13は、特異値の累積寄与率を計算して閾値処理を施すことにより、振幅スペクトル信号A´+ω(t,ω)、A´−ω(t,ω)から扇風機5の首ふり動作について不必要な情報を削除し、単純に有用な成分を残してもよい。
The singular value is represented by the standard deviation of the main component used as a measure of importance. The independent
本実施形態では、一例として、独立信号分解部13は累積寄与率が80%までの主成分を採用する。ここで、独立信号分解部13による振幅スペクトル信号A´+ω(t,ω)、A´−ω(t,ω)のそれぞれに対する特異値分解により得られたn、m次元の主成分信号を、Sp(t)、Sq(t)としてそれぞれ次式で表す。
In the present embodiment, as an example, the independent
ただし、p=1,2,…,n、q=1,2,…,mとする。なお、累積寄与率によって次元数は変化するので、データによってnとmは異なる。 Here, p = 1, 2,..., N, q = 1, 2,. Since the number of dimensions changes depending on the cumulative contribution rate, n and m differ depending on the data.
続いて、独立信号分解部13は、Sp(t)およびSq(t)に対して、独立成分分析を適用する。独立成分分析は混合信号に対して広く利用されている手法であり、それぞれが統計的に独立な成分になるように混合信号を分解することができるという特徴がある。基本的な独立成分分析のモデルは以下で与えられる。
Subsequently, the independent
ここで、sは信号源で構成されるベクトル、xは混合信号を含む観測ベクトル、Aは混合行列を示す。また、信号源sは未知であり、混合行列Aについての情報も未知である。そこで、観測信号xのみから独立成分を推定するために、信号源ベクトルsは統計的に独立であるとの仮定に基づき、信号源sは以下のような分離行列Wにより推定される。 Here, s is a vector composed of signal sources, x is an observation vector including a mixed signal, and A is a mixing matrix. Further, the signal source s is unknown, and the information about the mixing matrix A is also unknown. Therefore, in order to estimate the independent component from only the observation signal x, the signal source s is estimated by the following separation matrix W based on the assumption that the signal source vector s is statistically independent.
ここで、分離行列WはA−1の近似である。そして、分離行列Wは尖度やネゲントロピーといった尺度を用いた信号源の非ガウス性の最大化によって推定される。 Here, the separation matrix W is an approximation of A- 1 . The separation matrix W is estimated by maximizing the non-Gaussian nature of the signal source using a measure such as kurtosis or negentropy.
なお、本実施形態においては、独立成分分析の一例として、fastICA法と呼ばれる手法を用いる(A. Hyvarinen and E. Oja, “A Fast Fixed−Point Algorithm for Independent Component Analysis,” Neural Computation, vol.9, no.7, pp.1483-1492, October, 1997.参照)。この手法は、不動点アルゴリズムと呼ばれる収束が非常に速いことで知られており、非ガウス性の尺度としてネゲントロピー等が用いられる。そして、fastICA法により推定された信号は、ICA基底関数と呼ばれる。このICA基底関数についての重要な性質は、この関数は符号と順位の不定性を保持しているという点にある。 In this embodiment, as an example of independent component analysis, a technique called a fast ICA method is used (A. Hyvarinen and E. Oja, “A Fast Fixed-Point Algorithm for Independent Component Analysis,” National. No. 7, pp. 1483-1492, October, 1997). This method is known for its very fast convergence called a fixed point algorithm, and Negentropy or the like is used as a measure of non-Gaussianity. The signal estimated by the fastICA method is called an ICA basis function. An important property of this ICA basis function is that it retains sign and rank indefiniteness.
独立成分分析の処理をICA(・)と置くと、独立信号分解部13は、独立成分分析の結果、次式で示す独立性(非ガウス性)の最大化または略最大化された多次元信号Xp(t)、Xq(t)を得る。
When the independent component analysis processing is set to ICA (·), the independent
なお、独立信号分解部13により互いに独立となるよう抽出されたICA基底関数の数は、入力信号の数と等しい。ここで、図5を参照し、単一の扇風機5から得られたドップラー信号に対して、独立信号分解部13により得られたICA基底関数の一例を説明する。
Note that the number of ICA basis functions extracted by the independent
図5は、本実施形態に係る独立信号分解部13により得られたICA基底関数の一例を示す説明図である。図5に示したように、ICA基底関数はそれぞれが部分的に共通の特徴を有していると言える。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of the ICA basis function obtained by the independent
そこで、物体数検知部15は、独立部分空間解析の手法(A. Hyvarinen and P. Hoyer, “Independent subspace analysis shows emergence of phase and shift invariant features from natural images,” Proc. Int. Joint Conf. on Neural Networks, vol.2, pp.1059−1064, July, 1999.)により示された、ICA基底関数が独立な部分空間を形成するという考え方に基づいて、後述のステップS116において、ICA基底関数のクラスタリングを行う。ただし、独立部分空間解析の手法と同様に、部分空間内では互いに独立性は保証されなくても良いとされる一方で、部分空間同士は独立でなくてはならないという制約が課される。
Therefore, the number-of-
また、スペクトログラムを利用して単一な混合信号に独立部分空間解析の手法を適用する応用は、Casey and Westnerによって提案されている(M. A. Casey and A.Westner, “Separation of mixed audio sources by independent subspace analysis,”Proc. Int. Comp. Music Conf., Berlin, Germany,pp. 154-161, May, 1997.)。Casey and Westnerはオーディオ信号データに対して独立部分空間解析の手法を適用する枠組みを提案し、特定の部分空間から価値のある情報の再構成を可能にした。これに対し、本実施形態では、物体数検知部15は、ICA基底関数によって構成される時系列群を、クラスタリング処理によって部分空間に分類する。
An application of applying the method of independent subspace analysis to a single mixed signal using a spectrogram has been proposed by Casey and Westner (M. A. Casey and A. Westner, “Separation of mixed audio sources”. by independent subspace analysis, "Proc. Int. Comp. Music Conf., Berlin, Germany, pp. 154-161, May, 1997.). Casey and Westner proposed a framework for applying independent subspace analysis techniques to audio signal data, and made it possible to reconstruct valuable information from specific subspaces. On the other hand, in this embodiment, the object
なお、部分空間を推定のためには、ICA基底関数間の類似性の測定、およびクラスタリング手法の適用について正確性が求められる。本実施形態では、物体数検知装置1は、後述のステップS116において、特にICA基底関数間の類似性の測定を正確に行う。
In order to estimate the subspace, accuracy is required for the measurement of the similarity between ICA basis functions and the application of the clustering method. In the present embodiment, the object
以上説明したように、ステップS112において、独立信号分解部13は、周波数変換部11により出力された信号に対して、独立成分分析を行う。続いて、ステップS116で、物体数検知部15は、多次元信号Xp(t)、Xq(t)に対してクラスタリングを行う。
As described above, in step S112, the independent
(S116:クラスタリング)
物体数検知部15は、多次元信号Xp(t)、Xq(t)のそれぞれの内に従属関係が存在すると仮定して、クラスタリングを行う。本実施形態では、物体数検知部15は、クラスタリング処理の一例として、信号間の類似度を計算し群平均法によるクラスタリングを行う。なお、物体数検知部15は、類似度の計算における指標として、ピアソンの積率相関係数Cor(x,y)またはイェンセン・シャンノンの情報量DJS(q||p)のいずれかの指標を用いてもよい。ピアソンの積率相関係数Cor(x,y)は、次式で表される。
(S116: Clustering)
The object
また、イェンセン・シャンノンの情報量DJS(q||p)は、次式で表される。 The Jensen-Shannon information amount D JS (q || p) is expressed by the following equation.
ここで、DKL(p||q)は、次式で表されるカルバックライブラー情報量を示す。 Here, D KL (p || q) represents a Cullback library information amount expressed by the following equation.
この指標は、各ICA基底関数の確率的な分布間の確率的類似性を表す。また、その分布はカーネル関数であるガウシアンカーネルを用いて推定されたものである。しかし、この指標は符号の不定性が残るので、物体数検知部15は、分布を計算する前にICA基底関数に対して絶対値を取る。なお、この指標は、カルバックライブラー情報量を対称化させたものであり、上述したCasey and Westnerによる提案においても利用されている。
This index represents the stochastic similarity between the stochastic distributions of each ICA basis function. The distribution is estimated using a Gaussian kernel which is a kernel function. However, since this index remains undefined, the object
物体数検知部15は、上述した指標により計算された類似度に基づいて、クラスタリングを行う。本実施形態では、物体数検知部15は、クラスタリングの一例として、階層的クラスタリング手法のひとつである、群平均法によるクラスタリングを行う。群平均法は、全ての類似性に基づいてクラスタの質を評価することができると共に、クラスタの類似性を単一成分間同士の類似性と同一視してしまうという単連結法や完全連結法の問題を避けることができる。なお、群平均法におけるクラスタ数kは、反射物体の数以上に設定される。
The object
続いて、物体数検知部15は、クラスタリングにより形成された各クラスタに属する信号を、クラスタ毎に単一の信号(統合信号)に統合する。本実施形態では一例として、物体数検知部15は、各クラスタに属する信号間の平均をとることによって、単一の信号に統合する。また、統合信号は、それぞれの部分空間の特徴をもった信号であるとみなすことができる。
Subsequently, the object
ここで、パーミュテーション問題と呼ばれる順序の不定性についての問題がある。この問題を解決する一つの方法として、本実施形態では、物体数検知部15は、統合信号の変動が大きいものと小さいものに分けられることに着目し、それぞれの統計量の大きさで順序を決定する。
Here, there is a problem about indefiniteness of order called a permutation problem. As one method for solving this problem, in this embodiment, focusing on the fact that the object
クラスタリングから統合までの一連の処理をClusteringc(・)とおくと、物体数検知部15は、次式で表すk個に統合された統合信号Yc +(t)、Yc −(t)を得る。
If a series of processing from clustering to integration is referred to as Clustering c (•), the object
ただし、c=1,2,…,kとする。また、統合信号Yc +(t)、Yc −(t)はそれぞれ統計量の一例として、分散の大きい順に並んでいるとする。 Here, c = 1, 2,..., K. Further, it is assumed that the integrated signals Y c + (t) and Y c − (t) are arranged in descending order of variance as an example of the statistics.
以上説明したように、ステップS116において、物体数検知部15は、多次元信号Xp(t)、Xq(t)に対してクラスタリングを行う。続いて、ステップS120で、物体数検知部15は、クラスタリングの結果統合された統合信号Yc +(t)、Yc −(t)の特徴量を算出する。
As described above, in step S116, the object
(S120:特徴量の算出)
まず、物体数検知部15、統合信号Yc +(t)、Yc −(t)のそれぞれに関して特徴量を算出する。本実施形態では、特徴量の一例として、物体数検知部15は、信号の周期性に着目した周波数領域の3種の特徴量、および信号の分布に着目した非ガウス性の2種の特徴量を算出する。ここで、周波数領域の特徴量は、統合信号のパワースペクトルが多様な周波数帯とパワーを持つであろうことを意図し、非ガウス性の特徴量は統合信号の分布が統計的に異なっているであろうことを意図している。
(S120: feature amount calculation)
First, the feature amount is calculated for each of the object
・周波数領域の特徴量
物体数検知部15は、次式で表す周波数領域エントロピーHを特徴量として算出する。
-Feature quantity in frequency domain The number-of-
ここで、Fiはフーリエ変換によって得られるパワースペクトルを示す。周波数領域エントロピーHは、周波数領域全体の複雑性を測る尺度である。物体数検知部15は、周波数領域エントロピーHに加えて、パワースペクトルの振幅のピーク値、およびピーク時の周波数の値の、合計3種を特徴量として算出する。
Here, F i represents a power spectrum obtained by Fourier transform. The frequency domain entropy H is a measure for measuring the complexity of the entire frequency domain. In addition to the frequency domain entropy H, the number-of-
・非ガウス性の特徴量
物体数検知部15は、以下で表す歪度skewnessおよび尖度kurtosisを特徴量として算出する。
Non-Gaussian Feature Quantity The object
ここで、歪度skewnessは分布の非対称性を示し、尖度kurtosisは入力分布のガウス分布との乖離度合を示す。 Here, the skewness skewness indicates the asymmetry of the distribution, and the kurtosis kurtosis indicates the degree of deviation from the Gaussian distribution of the input distribution.
以上から特徴量の次元は、周波数の種類(正負)を示す2、特徴量の種類を示す5、クラスタ数kの積として、2×5×kとなる。 From the above, the dimension of the feature amount is 2 × 5 × k as a product of 2 indicating the type of frequency (positive / negative), 5 indicating the type of feature amount, and the number of clusters k.
以上説明したように、ステップS120において、物体数検知部15は、統合信号Yc +(t)、Yc −(t)の特徴量を算出する。続いて、ステップS124で、物体数検知部15は、機械学習により物体数の推定を行う。
As described above, in step S120, the object
(S124:機械学習による物体数の推定)
物体数検知部15は、ステップS120において算出された特徴量に基づいて、機械学習により物体数の推定を行う。本実施形態では、機械学習の一例として、物体数検知部15は、SVMにより物体数の推定を行う。
(S124: Estimating the number of objects by machine learning)
The object
<4.実験>
本発明者は、本発明の有効性を実証するための実験を行った。以下、図6〜10を参照して、本発明者による実験の内容および結果について説明する。
<4. Experiment>
The inventor conducted an experiment to demonstrate the effectiveness of the present invention. Hereinafter, the contents and results of the experiment by the present inventor will be described with reference to FIGS.
[実験環境]
図6は、本実施形態に係る物体数検知装置1の実験環境を示した説明図である。図6に示したように、本発明者は、ドップラーセンサ2と扇風機5Aおよび5Bとの間の距離が異なる、パターンαおよびパターンβの2つの実験環境での実験を行った。具体的には、パターンαはドップラーセンサ2と扇風機5、詳しくは扇風機5Bとの間隔が1.0メートルであり、パターンβはドップラーセンサ2と扇風機5の間隔が2.0メートルである。なお、ドップラーセンサ2は24−GHzの連続波のマイクロ波ドップラーレーダであり、扇風機5Aは約10秒の首振り周期を持ち、扇風機5Bは約18秒の首振り周期を持つ。また、扇風機5A、5B、およびドップラーセンサ2の地面からの高さを、等しく約0.8メートルとした。
[Experiment environment]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an experimental environment of the object
[データ取得およびその解析]
本発明者は、扇風機5Aまたは5Bのいずれか一方が動作している場合と、扇風機5Aおよび5Bの両方が動作している場合との3通りのラベルデータを、上記パターンαおよびパターンβの2通り実験環境において取得した。即ち、本発明者はラベルデータを合計6通り取得した。なお、本発明者は、それぞれのデータをサンプリング周波数500Hzで9分間サンプリングした。また、本発明者は、数式8の窓関数w(t)としてハミング窓を用い、その窓幅を2048サンプルとし、窓は20サンプルごとにシフトさせた。また、本発明者は、特異値分解における累積寄与率の閾値を0.8とし、群平均法におけるクラスタ数kを2に設定した。
[Data acquisition and analysis]
The present inventor uses three patterns of label α and pattern β as three types of label data when one of the
なお、サンプリング周波数が500Hzのため、周波数ωの分解能は約0.24Hzである。また、振幅スペクトル信号A´+ω(t,ω)、A´−ω(t,ω)の周波数ωは、それぞれ約40次元持つ。また、物体数検知部15により算出される特徴量の次元は、上述の通り2×5×kでありクラスタ数kは2に設定されているため、20次元となる。
Since the sampling frequency is 500 Hz, the resolution of the frequency ω is about 0.24 Hz. Further, the frequencies ω of the amplitude spectrum signals A ′ + ω (t, ω) and A ′ −ω (t, ω) have about 40 dimensions, respectively. Further, the dimension of the feature amount calculated by the object
そして、本発明者は以上の設定により取得したデータをSVMにより識別させた。本発明者は、取得したデータは特徴量が互いによく混合されているため、ソフトマージンSVMを用いた。なお、本発明者は、ソフトマージンSVMのパラメータCを1とし、ガウシアンカーネルを用いてマージンの最大化を行った。本発明者は、識別用の判定窓の大きさを40秒間に設定して、1秒間隔シフトでSVMによる識別を行った。 And this inventor made SVM identify the data acquired by the above setting. The present inventor used the soft margin SVM because the acquired data are well mixed with each other. The inventor has set the parameter C of the soft margin SVM to 1 and maximizes the margin using a Gaussian kernel. The present inventor set the size of the determination window for identification to 40 seconds and performed identification by SVM with a 1 second interval shift.
[実験結果:ICA基底関数]
図7は、本実施形態に係る物体数検知装置1による実験において、統合されたICA基底関数を示す説明図である。図7に示したICA基底関数は、扇風機5Aおよび5Bの2つの扇風機が動作した状態で約40秒間データ取得した結果である。なお、図7の(a)および(b)は、正の周波数に対して部分空間へのクラスタリングが行われた結果を示し、(c)および(d)は、負の周波数に対して部分空間へのクラスタリングが行われた結果を示す。また、(a)および(c)は、それぞれ順序の決定から部分空間1に統合された結果を示し、同様に(b)および(d)は、それぞれ部分空間2に統合された結果を示す。
[Experimental result: ICA basis function]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an integrated ICA basis function in the experiment by the object
次に、扇風機5Aのみが動作した状態のICA基底関数を図8に、扇風機5Bのみが動作した状態のICA基底関数を図9に示す。なお、図8および9における(a)(b)(c)(d)の意味は、図7について上記説明した(a)(b)(c)(d)の意味と同様である。
Next, FIG. 8 shows an ICA basis function in a state where only the
図8および図9は、本実施形態に係る物体数検知装置1による実験において、統合されたICA基底関数を示す説明図である。図8および図9に示したように、部分空間1と部分空間2とを比較すると、部分空間1では波形が滑らかに振動しているのに対し、部分空間2では波形が激しく振動している。また、正の周波数と負の周波数とを比較すると、波形は類似するものの、時間的なピークの位置(横軸の位置)が異なっている。本発明者は、このピーク位置の相違が、扇風機5の首振り動作に起因すると推察した。
8 and 9 are explanatory diagrams showing integrated ICA basis functions in the experiment by the object
[実験結果:SVMによる認識]
物体数検知装置1は、SVMによって、首振り動作中の扇風機5の数を検知する。つまり、物体数検知装置1は、例えば扇風機5Aのみが首振り動作を行う場合に、扇風機5が1つ存在していると検知する。また、本発明者は、扇風機5が存在しない場合を考慮しない。その理由は、物体数検知装置1は、扇風機5などの反射物体が存在しないことを、ドップラーセンサ2の出力信号の振幅から容易に判別可能なためである。以下、図10を参照して物体数検知装置1のSVMによる物体数検知の実験結果について説明する。
[Experimental result: Recognition by SVM]
The object
図10は、本実施形態に係る物体数検知装置1による実験結果を示す。図10(1)および(2)における、A(α)、B(α)、Mix(α)は、それぞれ実験環境パターンαにおいて、扇風機5Aのみが存在する状態、扇風機5Bのみが存在する状態、扇風機5Aおよび5Bが共に存在する状態を示す。同様に、図10(1)および(2)における、A(β)、B(β)、Mix(β)は、それぞれ実験環境パターンβにおいて、扇風機5Aのみが存在する状態、扇風機5Bのみが存在する状態、扇風機5Aおよび5Bが共に存在する状態を示す。
FIG. 10 shows an experimental result by the object
本発明者は、SVMによる識別のための訓練データとして、上記実験環境パターンβにおける3状態である、A(β)、B(β)、Mix(β)を採用した。そして、本発明者は、A(β)およびB(β)を合せて“a single fan”として扇風機一台とラベル付けし、Mix(β)を
“two fans” として扇風機二台とラベル付けした。なお、テストデータは、全てのデータを含むこととする。
The present inventor adopted A (β), B (β), and Mix (β), which are the three states in the experimental environment pattern β, as training data for identification by SVM. The inventor then combined A (β) and B (β) and labeled one fan as “a single fan” and labeled Mix (β) as two fans as “two fans”. . Note that the test data includes all data.
なお、図10(1)は、ICA基底関数のクラスタリングに、類似度に上記数式18で示した相関係数を用いた場合の結果を示し、図10(2)は、類似度に上記数式19で示したイェンセン・シャノン情報量を用いた場合の結果を示す。図10(1)および(2)において、最左列は訓練データを示し、最上列はテストデータであることを示している。 FIG. 10 (1) shows the result when the correlation coefficient shown in the above equation 18 is used for the similarity in the clustering of the ICA basis function, and FIG. 10 (2) shows the above equation 19 in the similarity. The results when using the Jensen-Shannon information amount shown in Fig. 5 are shown. 10 (1) and 10 (2), the leftmost column indicates training data, and the uppermost column indicates test data.
また、図10(1)および(2)においては、物体数検知装置1による物体数の認識結果、即ち物体数を正しく認識したか否かの割合を、百分率で表している。より詳しくは、横軸が“a single fan”で、縦軸がA(α)、B(α)、A(β)、B(β)のセル、並びに、横軸が“two fans”で、縦軸がMix(α)、Mix(β)のセルは、物体数検知装置1が物体数を正しく認識した割合を示す。また、横軸が“two fans”で、縦軸がA(α)、B(α)、A(β)、B(β)のセル、並びに、横軸が“a single fan”で、縦軸がMix(α)、Mix(β)のセルは、物体数検知装置1が物体数を正しく認識できなかった割合を示す。
10 (1) and 10 (2), the recognition result of the number of objects by the object
ここで、上述したように、ドップラーセンサ2の出力信号は速度および距離に比例する。本発明者が訓練データとしてドップラーセンサ2と扇風機5との間の距離が2.0メートルである実験環境パターンβを用いていることから、訓練データと距離が異なる、実験環境パターンαにおける物体数の識別は困難であったと推察される。
Here, as described above, the output signal of the
また、図10(3)は、ICA基底関数のクラスタリングにおける類似度の計算指標による正解率の相違を示している。なお、正解率とは、物体数検知装置1が正しく物体数を認識できた割合である。図10(3)に示したように、類似度の計算指標としてイェンセン・シャノン情報量を用いた方が、相関係数を用いる場合と比較して、物体数の認識精度が良い。また、類似度の計算指標としてイェンセン・シャノン情報量を用いた場合の認識精度は、図10(2)に示したように、最小で95.7%である。
FIG. 10 (3) shows the difference in the correct answer rate according to the similarity calculation index in the clustering of the ICA basis functions. The correct answer rate is the rate at which the object
<5.効果>
上記説明したように、物体数検知装置1は、周期的な運動を行う反射物体の数を推定することができる。本実施形態においては、物体数検知装置1は複数の扇風機5を対象として物体数を検知したが、本発明は人4に対しても応用することができる。なぜならば、扇風機5の首振り運動により得られるドップラー信号は、周波数が広く分布し、且つ、人4に近い成分を有する上に、複数の扇風機5がそれぞれ異なる周期で首振り運動を行うことは、人4が個々に異なる周期で呼吸をすることに対応するからである。このように、本発明は、人4の数を検知することも可能であるため、一般家庭や公共スペースにおける防犯や、モニタリング技術として用いることが可能である。
<5. Effect>
As described above, the object
独立成分分析は、入力信号の数と等しい数のICA基底関数が出力される。このため、物体数検知装置1は、ドップラー信号の特徴を細かく表現するために、独立成分分析の入力信号を多数生成することが求められる。このような求めに対し、物体数検知装置1は、フーリエ変換によりスペクトログラムでドップラー信号を表し、さらに正と負の周波数で分離することで、ドップラーセンサ2からの一の入力に対して多数の信号を生成している。よって、物体数検知装置1は、ドップラー信号の特徴を細かく表現することが可能である。
Independent component analysis outputs a number of ICA basis functions equal to the number of input signals. For this reason, the object
また、一般的に、信号源の数がセンサの数より多いといった過完備な問題に対して、ドップラーセンサ2からの単一の出力に基づいて複数の信号源に関する情報を得ることは、各信号源に対応する運動周波数がよほど離れていない限り困難である。このような問題に対し、物体数検知装置1は、短時間フーリエ変換によって得られる周波数単位の振幅の時間変化を、各信号源の振幅情報が混ざり合った混合信号である、として独立成分分析を行うことで、特徴を分離することを可能にしている。
In general, for an overcomplete problem that the number of signal sources is larger than the number of sensors, obtaining information on a plurality of signal sources based on a single output from the
また、物体数検知装置1は、独立成分分析の結果に対するクラスタリング処理を行っている。この処理は、上述した独立部分空間分析の手法により示された、推定された独立成分達が独立な部分空間を形成するという独立性の緩和策に基づいている。実際に、反射物体の観測によって得られたドップラー信号の周波数領域での分布は、振幅がピークとなる周波数を中心にある程度の裾を持つ。その裾の周波数における振幅の時間変化信号の形状はいずれも類似したものとなるために、独立成分分析によって推定された独立成分間の一部に類似性が現れることが予想できる。よって、物体数検知装置1が独立成分分析の結果に対してクラスタリングを行うことは、ドップラー信号の特徴を捉える方法として効果的であると言える。
Further, the object
<6.まとめ>
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
<6. Summary>
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、首ふり動作という単一の動作を行う扇風機5を物体数検知の対象としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、複数の異なる動きを行う部位から成る物体を、ひとつで複数物体として扱ってもよい。即ち、物体数検知装置1は、ひとつの物体の中での、異なる動きを行う部位の数を検知してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the electric fan 5 that performs a single operation called the neck swing operation is the object of object number detection, but the present invention is not limited to such an example. For example, an object composed of a plurality of different movement parts may be handled as a plurality of objects. That is, the object
1 物体数検知装置1
11 周波数変換部11
13 独立信号分解部13
15 物体数検知部15
2 ドップラーセンサ2
3 出力装置3
4 人4
5 扇風機5
1 Object
11
13 Independent
15 Object
2
3
4
5 Fan 5
Claims (12)
前記周波数変換部により変換された前記複数の異なる周波数の信号を、各周波数帯域の振幅の時間変化を用いて所定の独立性を有する独立信号に分解する独立信号分解部と、
前記独立信号分解部により分解された前記独立信号に基づいて前記反射物体の数を検知する物体数検知部と、
を備える物体数検知装置。 A frequency converter that converts a Doppler signal for an arbitrary reflecting object into a plurality of signals having different frequencies;
An independent signal decomposing unit that decomposes the signals of the plurality of different frequencies converted by the frequency converting unit into independent signals having predetermined independence using temporal change in amplitude of each frequency band;
An object number detection unit that detects the number of the reflective objects based on the independent signal decomposed by the independent signal decomposition unit;
An object number detection device comprising:
任意の反射物体に対するドップラー信号を複数の異なる周波数の信号に変換するステップと、
変換された前記複数の異なる周波数の信号を、各周波数帯域の振幅の時間変化を用いて所定の独立性を有する独立信号に分解するステップと、
分解された前記独立信号に基づいて前記反射物体の数を検知するステップと、
を実行させるためのプログラム。 On the computer,
Converting the Doppler signal for any reflective object into signals of different frequencies;
Decomposing the transformed signals of different frequencies into independent signals having predetermined independence using temporal changes in amplitude of each frequency band;
Detecting the number of reflective objects based on the resolved independent signal;
A program for running
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