JP2001174541A - 周波数分析方法及びその方法を用いた信号検出装置 - Google Patents
周波数分析方法及びその方法を用いた信号検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号を確実に検出できるような周波数分析方
法等を得る。 【解決手段】 周波数分析回路１が、入力されたデータ
を周波数分析した分析データを算出し、移動平均回路２
が算出した分析データの移動平均を算出する。
法等を得る。 【解決手段】 周波数分析回路１が、入力されたデータ
を周波数分析した分析データを算出し、移動平均回路２
が算出した分析データの移動平均を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はフーリエ変換等を
用いた周波数分析方法等に関するものである。
用いた周波数分析方法等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から幅広い分野で信号解析にフーリ
エ変換が利用されている。例えばディジタル信号のフー
リエ変換は、ＤＦＴ（離散フーリエ変換：Discrete Fou
rier Transform）やＦＦＴ（高速フーリエ変換：Fast F
ourier Transform）により行われる。
エ変換が利用されている。例えばディジタル信号のフー
リエ変換は、ＤＦＴ（離散フーリエ変換：Discrete Fou
rier Transform）やＦＦＴ（高速フーリエ変換：Fast F
ourier Transform）により行われる。
【０００３】ここでは、入力されるデータ（以下、入力
データという）にある信号が含まれているかどうかを検
出することについて考える。入力データの中には雑音成
分も含まれているので、入力データをそのまま処理して
信号を検出するのは困難である。そこで、フーリエ変換
を利用して周波数分析による信号解析を行った上で、入
力データから信号を検出する。以下、周波数分析にＦＦ
Ｔを用いて入力データから信号を検出する方法について
説明する。
データという）にある信号が含まれているかどうかを検
出することについて考える。入力データの中には雑音成
分も含まれているので、入力データをそのまま処理して
信号を検出するのは困難である。そこで、フーリエ変換
を利用して周波数分析による信号解析を行った上で、入
力データから信号を検出する。以下、周波数分析にＦＦ
Ｔを用いて入力データから信号を検出する方法について
説明する。
【０００４】図７は、信号の周波数帯域幅に比べて狭い
分析幅でＦＦＴを行った場合を表す図である。図７
（ａ）は、信号及び雑音の周波数とレベルとの関係につ
いて表したものである。また、図７（ｂ）はＦＦＴの結
果とビン数との関係を表すものである。ビン数とは算出
した周波数帯域をあらかじめ定めた分析幅で等分割した
ときの分割数のことである。つまり、ビンの値はその分
析幅のサンプリング値を表す。したがって、ビン数は分
析幅が狭いほど多くなる。図７（ｂ）では、複数のビン
が信号の周波数帯域幅に含まれている。
分析幅でＦＦＴを行った場合を表す図である。図７
（ａ）は、信号及び雑音の周波数とレベルとの関係につ
いて表したものである。また、図７（ｂ）はＦＦＴの結
果とビン数との関係を表すものである。ビン数とは算出
した周波数帯域をあらかじめ定めた分析幅で等分割した
ときの分割数のことである。つまり、ビンの値はその分
析幅のサンプリング値を表す。したがって、ビン数は分
析幅が狭いほど多くなる。図７（ｂ）では、複数のビン
が信号の周波数帯域幅に含まれている。
【０００５】図８は入力データ中の信号の周波数帯域と
同程度の分析幅でＦＦＴを行った場合を表す図である。
図８（ａ）は、図７（ａ）と同様に、信号及び雑音の周
波数とレベルとの関係について表したものである。図８
（ｂ）はＦＦＴの結果とビン数との関係を表すものであ
る。分析幅は信号の周波数帯域幅と同程度であるもの
の、信号の周波数帯域幅と分析幅とがうまく合致しなか
ったため、信号が２つのビンにまたがっている。
同程度の分析幅でＦＦＴを行った場合を表す図である。
図８（ａ）は、図７（ａ）と同様に、信号及び雑音の周
波数とレベルとの関係について表したものである。図８
（ｂ）はＦＦＴの結果とビン数との関係を表すものであ
る。分析幅は信号の周波数帯域幅と同程度であるもの
の、信号の周波数帯域幅と分析幅とがうまく合致しなか
ったため、信号が２つのビンにまたがっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図７のように信号の周
波数帯域幅に比べ分析幅が小さい場合、信号部分と同時
に雑音部分も細かく拾ってしまう。そのため、信号の周
波数帯域をちょうど包含する分析幅による解析に比べて
ＦＦＴ処理後の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が小さくな
り、信号を検出できない場合があった。
波数帯域幅に比べ分析幅が小さい場合、信号部分と同時
に雑音部分も細かく拾ってしまう。そのため、信号の周
波数帯域をちょうど包含する分析幅による解析に比べて
ＦＦＴ処理後の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が小さくな
り、信号を検出できない場合があった。
【０００７】また、図８のように信号の周波数帯域幅と
分析幅が同じ程度であっても、信号とビンとがずれてい
る場合、信号を含んでいるビンの値は、信号のレベルが
最も高い部分ではなく、裾の部分のレベルを値としてと
ることがある。したがって、信号のレベルは実際より低
く解析され、分析幅が小さい場合と同様にＦＦＴ処理後
の信号対雑音比が小さくなり、信号を検出できない場合
があった。
分析幅が同じ程度であっても、信号とビンとがずれてい
る場合、信号を含んでいるビンの値は、信号のレベルが
最も高い部分ではなく、裾の部分のレベルを値としてと
ることがある。したがって、信号のレベルは実際より低
く解析され、分析幅が小さい場合と同様にＦＦＴ処理後
の信号対雑音比が小さくなり、信号を検出できない場合
があった。
【０００８】そこで、信号を確実に検出できるような周
波数分析方法等の実現が望まれていた。
波数分析方法等の実現が望まれていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本出願に係る周波数分析
方法は、入力されるデータを周波数分析した分析データ
を算出する工程と、算出した分析データの移動平均を算
出する工程とを有している。この周波数分析方法におい
ては、例えば雑音が含まれたデータから信号を検出する
ために、周波数分析した分析データを算出し、算出した
分析データを平滑化して、信号と雑音とのレベル差をは
っきりさせるために移動平均を算出する。
方法は、入力されるデータを周波数分析した分析データ
を算出する工程と、算出した分析データの移動平均を算
出する工程とを有している。この周波数分析方法におい
ては、例えば雑音が含まれたデータから信号を検出する
ために、周波数分析した分析データを算出し、算出した
分析データを平滑化して、信号と雑音とのレベル差をは
っきりさせるために移動平均を算出する。
【００１０】また、本出願に係る周波数分析方法は、入
力されるデータを変調する工程と、変調したデータを周
波数分析する工程とを有している。この周波数分析方法
においては、周波数分析したときに、その像がシフト
（周波数推移）するように入力されるデータを変調して
おき、その変調したデータを周波数分析する。信号の最
大値部分を周波数分析したときに最もレベルが高い値を
得られる。
力されるデータを変調する工程と、変調したデータを周
波数分析する工程とを有している。この周波数分析方法
においては、周波数分析したときに、その像がシフト
（周波数推移）するように入力されるデータを変調して
おき、その変調したデータを周波数分析する。信号の最
大値部分を周波数分析したときに最もレベルが高い値を
得られる。
【００１１】本出願に係る信号検出装置は、入力される
データを周波数分析する周波数分析手段と、周波数分析
手段が周波数分析して算出した値の移動平均を算出する
移動平均手段と、移動平均手段が算出した値に基づいて
信号を検出する信号検出手段とを備えている。この信号
検出装置においては、周波数分析手段が入力されるデー
タを周波数分析し、移動平均手段が、信号と雑音とのレ
ベル差をはっきりさせ、検出能力が向上するように、周
波数分析した値の移動平均を算出する。信号検出手段が
移動平均手段が算出した値に基づいて信号を検出する。
データを周波数分析する周波数分析手段と、周波数分析
手段が周波数分析して算出した値の移動平均を算出する
移動平均手段と、移動平均手段が算出した値に基づいて
信号を検出する信号検出手段とを備えている。この信号
検出装置においては、周波数分析手段が入力されるデー
タを周波数分析し、移動平均手段が、信号と雑音とのレ
ベル差をはっきりさせ、検出能力が向上するように、周
波数分析した値の移動平均を算出する。信号検出手段が
移動平均手段が算出した値に基づいて信号を検出する。
【００１２】本出願に係る信号検出装置は、入力される
データを変調する変調手段と、変調手段が変調したデー
タを周波数分析する周波数分析手段と、周波数分析手段
が算出した値に基づいて信号を検出する信号検出手段と
を備えている。この信号検出装置では、変調手段が入力
されるデータを変調する。周波数分析手段が、変調手段
が変調したデータを周波数分析し、信号検出手段が周波
数分析手段が算出した値に基づいて信号を検出する。信
号が存在した場合に、その信号の最大レベルの値を周波
数分析により算出できるように、変調手段が入力される
データを変調するものである。
データを変調する変調手段と、変調手段が変調したデー
タを周波数分析する周波数分析手段と、周波数分析手段
が算出した値に基づいて信号を検出する信号検出手段と
を備えている。この信号検出装置では、変調手段が入力
されるデータを変調する。周波数分析手段が、変調手段
が変調したデータを周波数分析し、信号検出手段が周波
数分析手段が算出した値に基づいて信号を検出する。信
号が存在した場合に、その信号の最大レベルの値を周波
数分析により算出できるように、変調手段が入力される
データを変調するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】実施形態１．図１は本発明の第１
の実施の形態に係る周波数分析方法を実現するための装
置のブロック図である。ここで信号の周波数帯域幅は既
知であるとする。図において、１は周波数分析回路であ
る。周波数分析回路１は、入力データとして入力された
信号をＦＦＴ処理する。２は移動平均回路である。移動
平均回路２は、算出した周波数帯域の入力データに対し
て、信号の周波数帯域幅に相当するビンの数分ずつ移動
平均を算出する。３は信号検出回路である。信号検出回
路３は、移動平均回路２により算出された移動平均の値
に基づいて信号の存在等を検出する。
の実施の形態に係る周波数分析方法を実現するための装
置のブロック図である。ここで信号の周波数帯域幅は既
知であるとする。図において、１は周波数分析回路であ
る。周波数分析回路１は、入力データとして入力された
信号をＦＦＴ処理する。２は移動平均回路である。移動
平均回路２は、算出した周波数帯域の入力データに対し
て、信号の周波数帯域幅に相当するビンの数分ずつ移動
平均を算出する。３は信号検出回路である。信号検出回
路３は、移動平均回路２により算出された移動平均の値
に基づいて信号の存在等を検出する。
【００１４】本実施の形態は、周波数分析を行い、その
結果を移動平均した値を算出し、雑音部分のレベルの凹
凸を抑えることで、信号部分と雑音部分とのレベルの差
を浮き彫りにし、検出の精度を高めようとするものであ
る。
結果を移動平均した値を算出し、雑音部分のレベルの凹
凸を抑えることで、信号部分と雑音部分とのレベルの差
を浮き彫りにし、検出の精度を高めようとするものであ
る。
【００１５】図２は第１の実施の形態の動作の概念を表
す図である。図２では分析幅が小さくてビン数が多い場
合を表している。これは、本実施の形態の装置が信号の
周波数帯域幅に比べて分析幅が小さい場合に特に有効だ
からである。図１及び図２に基づいて本装置の動作につ
いて説明する。
す図である。図２では分析幅が小さくてビン数が多い場
合を表している。これは、本実施の形態の装置が信号の
周波数帯域幅に比べて分析幅が小さい場合に特に有効だ
からである。図１及び図２に基づいて本装置の動作につ
いて説明する。
【００１６】入力データが周波数分析回路１に入力され
る。周波数分析回路１は入力データをＦＦＴ処理する。
ＦＦＴ処理された結果は、ビン（周波数分析幅）毎に離
散値であるサンプリング値（以下、これをビンの値とい
う）として出力されるものである。
る。周波数分析回路１は入力データをＦＦＴ処理する。
ＦＦＴ処理された結果は、ビン（周波数分析幅）毎に離
散値であるサンプリング値（以下、これをビンの値とい
う）として出力されるものである。
【００１７】移動平均回路２は、周波数分析回路１がＦ
ＦＴ処理した処理結果に対して、信号の周波数帯域幅に
相当するビン数分のビンの値について移動平均を算出す
る。ここでは、算出した移動平均の値を、移動平均を算
出したビンの中の中央に位置するビンの値として取り扱
うことにする。移動平均を算出することにより、平滑化
（スムージング）された信号のレベルを算出することが
できる。雑音部分は信号部分に比べて安定していない
（凹凸が激しい）ので、平均した値とビンの値との変化
が激しい。それに対して信号部分は安定しているので、
ビンの値と平均値とがそれほど変化しない。したがっ
て、凸部分が抑えられる分、イメージ的に信号部分と雑
音部分とのレベルの差が浮き彫りになる。これは信号検
出の能力を向上させることができることを示している。
信号検出回路３は、移動平均回路２により算出された移
動平均の値に基づいて信号の存在等を検出し、検出デー
タとして出力する。検出した信号は例えば他の処理や表
示等に用いられる。
ＦＴ処理した処理結果に対して、信号の周波数帯域幅に
相当するビン数分のビンの値について移動平均を算出す
る。ここでは、算出した移動平均の値を、移動平均を算
出したビンの中の中央に位置するビンの値として取り扱
うことにする。移動平均を算出することにより、平滑化
（スムージング）された信号のレベルを算出することが
できる。雑音部分は信号部分に比べて安定していない
（凹凸が激しい）ので、平均した値とビンの値との変化
が激しい。それに対して信号部分は安定しているので、
ビンの値と平均値とがそれほど変化しない。したがっ
て、凸部分が抑えられる分、イメージ的に信号部分と雑
音部分とのレベルの差が浮き彫りになる。これは信号検
出の能力を向上させることができることを示している。
信号検出回路３は、移動平均回路２により算出された移
動平均の値に基づいて信号の存在等を検出し、検出デー
タとして出力する。検出した信号は例えば他の処理や表
示等に用いられる。
【００１８】以上のように第１の実施の形態によれば、
周波数分析回路１が入力データをＦＦＴ処理した結果で
あるビンの値について、移動平均回路２が、信号の周波
数帯域幅に相当するビンの数分の移動平均を算出し、信
号検出回路３が信号の存在等を検出するようにしたの
で、移動平均を算出することで信号部分と雑音部分との
レベルに差を付けることができ、信号検出の能力を向上
させることができる。
周波数分析回路１が入力データをＦＦＴ処理した結果で
あるビンの値について、移動平均回路２が、信号の周波
数帯域幅に相当するビンの数分の移動平均を算出し、信
号検出回路３が信号の存在等を検出するようにしたの
で、移動平均を算出することで信号部分と雑音部分との
レベルに差を付けることができ、信号検出の能力を向上
させることができる。
【００１９】実施形態２．図３は本発明の第２の実施の
形態に係る周波数分析方法を実現するための装置のブロ
ック図である。ここでも信号の周波数帯域幅は既知であ
るとする。図３において周波数分析回路１及び信号検出
回路３は、第１の実施の形態で説明したことと同様の動
作を行うので説明を省略する。４は変調回路である。変
調回路４は、入力データを変調し、周波数分析回路１に
出力する。
形態に係る周波数分析方法を実現するための装置のブロ
ック図である。ここでも信号の周波数帯域幅は既知であ
るとする。図３において周波数分析回路１及び信号検出
回路３は、第１の実施の形態で説明したことと同様の動
作を行うので説明を省略する。４は変調回路である。変
調回路４は、入力データを変調し、周波数分析回路１に
出力する。
【００２０】本実施の形態は、信号の周波数帯域幅が分
析幅と同じ程度の場合、周波数分析を行う前に、１つの
ビン（分析幅）と信号とが合致するように、入力データ
に周波数変調を行ってから周波数分析を行うようにした
ものである。したがって、周波数分析した結果、１つの
ビンだけが信号部分のレベルの最大値を値として有する
ことになるので、雑音部分のビンが示す値よりも大きく
なり、信号対雑音比を上げることができる。
析幅と同じ程度の場合、周波数分析を行う前に、１つの
ビン（分析幅）と信号とが合致するように、入力データ
に周波数変調を行ってから周波数分析を行うようにした
ものである。したがって、周波数分析した結果、１つの
ビンだけが信号部分のレベルの最大値を値として有する
ことになるので、雑音部分のビンが示す値よりも大きく
なり、信号対雑音比を上げることができる。
【００２１】図４は第２の実施の形態の動作の概念を表
す図である。図４では分析幅が信号の周波数帯域幅と同
じ程度の幅である場合を表している。これは、本実施の
形態の装置が信号の周波数帯域幅と同程度の分析幅の場
合に特に有効だからである。図３及び図４に基づいて本
装置の動作について説明する。
す図である。図４では分析幅が信号の周波数帯域幅と同
じ程度の幅である場合を表している。これは、本実施の
形態の装置が信号の周波数帯域幅と同程度の分析幅の場
合に特に有効だからである。図３及び図４に基づいて本
装置の動作について説明する。
【００２２】入力データが変調回路４に入力される。変
調回路４は、入力データに対してｅ j2πFt を乗算した
入力データを周波数分析回路１に出力する。周波数分析
回路１は、その入力データをＦＦＴ処理する。ＦＦＴ処
理して算出された像は、実際の入力データをＦＦＴ処理
したときの像よりも周波数Ｆ分シフトしたものとなる。
信号検出回路３は、ＦＦＴにより算出されたビンの値に
基づいて信号の存在等を検出し、検出データとして出力
する。検出した信号は例えば他の処理や表示等に用いら
れる。
調回路４は、入力データに対してｅ j2πFt を乗算した
入力データを周波数分析回路１に出力する。周波数分析
回路１は、その入力データをＦＦＴ処理する。ＦＦＴ処
理して算出された像は、実際の入力データをＦＦＴ処理
したときの像よりも周波数Ｆ分シフトしたものとなる。
信号検出回路３は、ＦＦＴにより算出されたビンの値に
基づいて信号の存在等を検出し、検出データとして出力
する。検出した信号は例えば他の処理や表示等に用いら
れる。
【００２３】ここで、信号のレベルが雑音のレベルより
高い場合に、信号の周波数帯域部分が分析幅（つまりビ
ン）と合致すれば、その部分のレベルだけが他の雑音部
分のレベルより高い値となるはずである。したがって、
ビンの幅（分析幅）以内で周波数推移を行い、最も高い
レベルが得られたビンの部分の周波数帯域に信号が存在
するものと判断する。
高い場合に、信号の周波数帯域部分が分析幅（つまりビ
ン）と合致すれば、その部分のレベルだけが他の雑音部
分のレベルより高い値となるはずである。したがって、
ビンの幅（分析幅）以内で周波数推移を行い、最も高い
レベルが得られたビンの部分の周波数帯域に信号が存在
するものと判断する。
【００２４】ここで、信号の周波数帯域が不明であるの
で、最初に与えた周波数Ｆによって最もよい値が得られ
るとは限らない。そこで、周波数をシフトさせる必要が
あるが、これはオペレータの判断により行ってもよい。
また、例えば、信号対雑音比に基づいて判断基準を設け
る等により、適当なＦの値を算出してフィードバックさ
せるような手段を設けてもよい。ただ、実際には、処理
時間等の関係から、複数の変調回路４等を用いて、分析
幅をｆb としたときに、０＜Ｆ≦ｆb となる複数のＦで
同時に入力データを変調し、それぞれＦＦＴを行い、最
も高い値のビンの部分に信号が存在しているものと判断
する。
で、最初に与えた周波数Ｆによって最もよい値が得られ
るとは限らない。そこで、周波数をシフトさせる必要が
あるが、これはオペレータの判断により行ってもよい。
また、例えば、信号対雑音比に基づいて判断基準を設け
る等により、適当なＦの値を算出してフィードバックさ
せるような手段を設けてもよい。ただ、実際には、処理
時間等の関係から、複数の変調回路４等を用いて、分析
幅をｆb としたときに、０＜Ｆ≦ｆb となる複数のＦで
同時に入力データを変調し、それぞれＦＦＴを行い、最
も高い値のビンの部分に信号が存在しているものと判断
する。
【００２５】以上のように第２の実施の形態によれば、
ＦＦＴの処理結果が周波数Ｆ分だけシフトするように、
変調回路４は入力データにｅj2πFt を乗算し、周波数
分析回路１はその入力データをＦＦＴ処理して、最も高
いレベルを算出し、それにより信号検出を行うようにし
たので、特に分析幅が信号の周波数帯域幅と同じ程度の
幅である場合には、信号検出の能力を向上させることが
できる。また、より正確に信号の周波数帯域を推測する
こともできる。
ＦＦＴの処理結果が周波数Ｆ分だけシフトするように、
変調回路４は入力データにｅj2πFt を乗算し、周波数
分析回路１はその入力データをＦＦＴ処理して、最も高
いレベルを算出し、それにより信号検出を行うようにし
たので、特に分析幅が信号の周波数帯域幅と同じ程度の
幅である場合には、信号検出の能力を向上させることが
できる。また、より正確に信号の周波数帯域を推測する
こともできる。
【００２６】実施形態３．図５は本発明の第３の実施の
形態に係る周波数分析方法を実現するための装置のブロ
ック図である。ここでも信号の周波数帯域幅は既知であ
るとする。図の周波数分析回路１、移動平均回路２及び
変調回路４については、第１の実施の形態及び第２の実
施の形態で説明したことと同じ動作を行うので説明を省
略する。
形態に係る周波数分析方法を実現するための装置のブロ
ック図である。ここでも信号の周波数帯域幅は既知であ
るとする。図の周波数分析回路１、移動平均回路２及び
変調回路４については、第１の実施の形態及び第２の実
施の形態で説明したことと同じ動作を行うので説明を省
略する。
【００２７】図６は第３の実施の形態の動作の概念を表
す図である。図６では信号の周波数帯域幅が分析幅より
広い場合を表している。これは、本実施の形態の装置が
信号の周波数帯域幅の方が分析幅より広い場合に特に有
効だからである。図５及び図６に基づいて本装置の動作
説明を行う。
す図である。図６では信号の周波数帯域幅が分析幅より
広い場合を表している。これは、本実施の形態の装置が
信号の周波数帯域幅の方が分析幅より広い場合に特に有
効だからである。図５及び図６に基づいて本装置の動作
説明を行う。
【００２８】入力データが変調回路４に入力される。変
調回路４は、入力データに対してｅ j2πFt を乗算した
入力データを周波数分析回路１に出力する。周波数分析
回路１は、その入力データをＦＦＴ処理する。ＦＦＴ処
理して算出された像は、実際の入力データをＦＦＴ処理
したときの像よりも周波数Ｆ分シフトしたものとなる。
調回路４は、入力データに対してｅ j2πFt を乗算した
入力データを周波数分析回路１に出力する。周波数分析
回路１は、その入力データをＦＦＴ処理する。ＦＦＴ処
理して算出された像は、実際の入力データをＦＦＴ処理
したときの像よりも周波数Ｆ分シフトしたものとなる。
【００２９】移動平均回路２は、第１の実施の形態と同
様に、周波数分析回路１がＦＦＴ処理した処理結果に対
して、信号の周波数帯域幅に相当するビン数分のビンの
値について移動平均を算出する。これにより、平滑化
（スムージング）された信号のレベルを算出することが
できる。信号検出回路３は、移動平均回路２により算出
された移動平均の値に基づいて信号の存在等を検出し、
検出データとして出力する。検出した信号は例えば他の
処理や表示等に用いられる。
様に、周波数分析回路１がＦＦＴ処理した処理結果に対
して、信号の周波数帯域幅に相当するビン数分のビンの
値について移動平均を算出する。これにより、平滑化
（スムージング）された信号のレベルを算出することが
できる。信号検出回路３は、移動平均回路２により算出
された移動平均の値に基づいて信号の存在等を検出し、
検出データとして出力する。検出した信号は例えば他の
処理や表示等に用いられる。
【００３０】以上のように第３の実施の形態によれば、
ＦＦＴの処理結果が周波数Ｆ分だけシフトするように、
変調回路４は入力データにｅj2πFt を乗算し、周波数
分析回路１はその入力データをＦＦＴ処理した結果であ
るビンの値について、信号の周波数帯域幅に相当するビ
ンの数分の移動平均を算出して、信号検出回路３が信号
の存在等を検出するようにしたので、移動平均を算出す
ることで信号部分と雑音部分とのレベルに差を付けるこ
とができ、信号検出の能力を向上させることができる。
ＦＦＴの処理結果が周波数Ｆ分だけシフトするように、
変調回路４は入力データにｅj2πFt を乗算し、周波数
分析回路１はその入力データをＦＦＴ処理した結果であ
るビンの値について、信号の周波数帯域幅に相当するビ
ンの数分の移動平均を算出して、信号検出回路３が信号
の存在等を検出するようにしたので、移動平均を算出す
ることで信号部分と雑音部分とのレベルに差を付けるこ
とができ、信号検出の能力を向上させることができる。
【００３１】実施形態４．上述の第１の実施の形態及び
第３の実施の形態では、移動平均回路１を１つで説明し
たが、信号の周波数帯域が複数の場合や、信号の周波数
帯域に広がりがある場合には、複数の移動平均回路を用
いて同時に周波数分析を行い、整合させることも可能で
ある。
第３の実施の形態では、移動平均回路１を１つで説明し
たが、信号の周波数帯域が複数の場合や、信号の周波数
帯域に広がりがある場合には、複数の移動平均回路を用
いて同時に周波数分析を行い、整合させることも可能で
ある。
【００３２】実施形態５．上述の実施の形態は、ＦＦＴ
について説明したが、例えばＤＦＴ（離散フーリエ変
換）についても適用することができる。
について説明したが、例えばＤＦＴ（離散フーリエ変
換）についても適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、この出願に係る周波数分
析方法によれば、周波数分析した分析データを算出し、
算出した分析データを平滑化して、信号と雑音とのレベ
ル差をはっきりさせるために移動平均を算出するように
したので、例えば信号を検出する場合に、信号部分と雑
音部分とのレベルに差を付けることができ、信号検出の
能力を向上させることができる。
析方法によれば、周波数分析した分析データを算出し、
算出した分析データを平滑化して、信号と雑音とのレベ
ル差をはっきりさせるために移動平均を算出するように
したので、例えば信号を検出する場合に、信号部分と雑
音部分とのレベルに差を付けることができ、信号検出の
能力を向上させることができる。
【００３４】また、この出願に係る周波数分析方法によ
れば、この周波数分析方法においては、周波数分析した
ときに、その像がシフト（周波数推移）するように入力
されるデータを変調しておき、その変調したデータを周
波数分析するようにしたので、例えば信号検出におい
て、分析幅が信号の周波数帯域幅と同じ程度の幅である
場合には、分析幅を信号の周波数帯域幅と合致させるよ
うに変調することで、信号の最も高いレベル部分の値を
算出でき、信号検出の能力を向上させることができる。
れば、この周波数分析方法においては、周波数分析した
ときに、その像がシフト（周波数推移）するように入力
されるデータを変調しておき、その変調したデータを周
波数分析するようにしたので、例えば信号検出におい
て、分析幅が信号の周波数帯域幅と同じ程度の幅である
場合には、分析幅を信号の周波数帯域幅と合致させるよ
うに変調することで、信号の最も高いレベル部分の値を
算出でき、信号検出の能力を向上させることができる。
【００３５】また、この出願に係る信号検出装置によれ
ば、周波数分析手段が入力されるデータを周波数分析
し、移動平均手段が、周波数分析した値の移動平均を算
出し、信号検出手段が移動平均手段が算出した値に基づ
いて信号を検出するようにしたので、信号と雑音とのレ
ベル差をはっきりさせ、信号の検出能力を向上させるこ
とができる。
ば、周波数分析手段が入力されるデータを周波数分析
し、移動平均手段が、周波数分析した値の移動平均を算
出し、信号検出手段が移動平均手段が算出した値に基づ
いて信号を検出するようにしたので、信号と雑音とのレ
ベル差をはっきりさせ、信号の検出能力を向上させるこ
とができる。
【００３６】また、この出願に係る信号検出装置によれ
ば、周波数分析手段が、変調手段が変調したデータを周
波数分析し、信号検出手段が周波数分析手段が算出した
値に基づいて信号を検出するようにしたので、分析幅が
信号の周波数帯域幅と同じ程度の幅である場合には、分
析幅を信号の周波数帯域幅と合致させるように変調する
ことで、信号の最も高いレベル部分の値を算出でき、信
号検出の能力を向上させることができる。
ば、周波数分析手段が、変調手段が変調したデータを周
波数分析し、信号検出手段が周波数分析手段が算出した
値に基づいて信号を検出するようにしたので、分析幅が
信号の周波数帯域幅と同じ程度の幅である場合には、分
析幅を信号の周波数帯域幅と合致させるように変調する
ことで、信号の最も高いレベル部分の値を算出でき、信
号検出の能力を向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る周波数分析方
法を実現するための装置のブロック図である。
法を実現するための装置のブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の動作の概念を表す図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る周波数分析方
法を実現するための装置のブロック図である。
法を実現するための装置のブロック図である。
【図４】第２の実施の形態の動作の概念を表す図であ
る。
る。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る周波数分析方
法を実現するための装置のブロック図である。
法を実現するための装置のブロック図である。
【図６】第３の実施の形態の動作の概念を表す図であ
る。
る。
【図７】入力データに含まれる信号の周波数帯域幅に比
べて狭い分析幅でＦＦＴを行った場合を表す図である。
べて狭い分析幅でＦＦＴを行った場合を表す図である。
【図８】入力データ中の信号の周波数帯域と同程度の分
析幅でＦＦＴを行った場合を表す図である。
析幅でＦＦＴを行った場合を表す図である。
１ 周波数分析回路 ２ 移動平均回路 ３ 信号検出回路 ４ 変調回路
Claims (9)
- 【請求項１】 入力されるデータを周波数分析した分析
データを算出する工程と、 算出した前記分析データの移動平均を算出する工程とを
有することを特徴とする周波数分析方法。 - 【請求項２】 入力されるデータを変調する工程と、 変調したデータを周波数分析する工程とを有することを
特徴とする周波数分析方法。 - 【請求項３】 入力されるデータを変調する工程と、 変調したデータを周波数分析した分析データを算出する
工程と、 算出した前記分析データの移動平均を算出する工程とを
有することを特徴とする周波数分析方法。 - 【請求項４】 前記算出した移動平均の値に基づいて、
前記入力されるデータに含まれる信号を検出する工程を
さらに有することを特徴とする請求項１又は３記載の周
波数分析方法。 - 【請求項５】 前記周波数分析した値に基づいて、信号
を検出する入力されるデータに含まれる信号を検出する
工程をさらに有することを特徴とする請求項２記載の周
波数分析方法。 - 【請求項６】 入力されるデータを周波数分析する周波
数分析手段と、 該周波数分析手段が周波数分析して算出した値の移動平
均を算出する移動平均手段と、 該移動平均手段が算出した値に基づいて信号を検出する
信号検出手段とを備えたことを特徴とする信号検出装
置。 - 【請求項７】 入力されるデータを変調する変調手段
と、 該変調手段が変調したデータを周波数分析する周波数分
析手段と、 該周波数分析手段が算出した値に基づいて信号を検出す
る信号検出手段とを備えたことを特徴とする信号検出装
置。 - 【請求項８】 入力されるデータを変調する変調手段
と、 該変調手段が変調したデータを周波数分析する周波数分
析手段と、 該周波数分析手段が周波数分析して算出した値の移動平
均を算出する移動平均手段と、 該移動平均手段が算出した値に基づいて信号を検出する
信号検出手段とを備えたことを特徴とする信号検出装
置。 - 【請求項９】 前記周波数分析手段が行う前記周波数分
析は、高速フーリエ変換を用いて行うことを特徴とする
請求項６、７又は８に記載の信号検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36237099A JP2001174541A (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | 周波数分析方法及びその方法を用いた信号検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36237099A JP2001174541A (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | 周波数分析方法及びその方法を用いた信号検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001174541A true JP2001174541A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18476680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36237099A Pending JP2001174541A (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | 周波数分析方法及びその方法を用いた信号検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001174541A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012068163A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ボール計測装置 |
| JP2012068139A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ボール計測装置およびボール計測方法 |
| JP2012185070A (ja) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Furuno Electric Co Ltd | レーダ信号処理装置、レーダ装置、及びレーダ信号処理プログラム |
-
1999
- 1999-12-21 JP JP36237099A patent/JP2001174541A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012068163A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ボール計測装置 |
| JP2012068139A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ボール計測装置およびボール計測方法 |
| JP2012185070A (ja) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Furuno Electric Co Ltd | レーダ信号処理装置、レーダ装置、及びレーダ信号処理プログラム |
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