JP2008525808A - 衝撃位置を特定するための方法 - Google Patents

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Abstract

２つの音響センサとＮ個のアクティブ領域とを備えた物体上の、衝撃の位置を特定するための方法であり、２つの音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）を受信するステップ（ａ）と、Ｓ１（ω）及びＳ２（ω）がそれぞれｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）のフーリエ変換である時に、サンプルシグネチャ関数ＳＩＧＳ（ω）＝Ｓ１（ω）・Ｓ２（ω）＊を計算するステップ（ｂ）と、ＳＩＧＳ（ω）を、１からＮまでのｊで規定されるアクティブ領域ｊにそれぞれ対応する、Ｎ個の所定の参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）と比較するステップ（c）と、ステップ（ｃ）の比較に基づいて、衝撃が生じたアクティブ領域を特定するステップ（ｄ）と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、衝撃の位置を特定するための方法、及び、同方法を使用した装置に関する。
物体上の衝撃の位置を特定するための方法としては、特許ＦＲ ２ ８４１ ０２２で提案されている方法が知られている。同文書によると、物体に２個の音響センサを装備し、物体にＮ個のアクティブ領域を設定すればよい。ここで、Ｎは１以上の整数である。衝撃が生じたアクティブ領域を特定するために、音響センサが受信した音響信号を、Ｎ個の所定領域にそれぞれ対応するＮ個の音響信号と比較する。Ｎ個の音響信号はデータベースに格納されている。したがって、２個のセンサが使用されている場合、この作業を完了するためには２Ｎ個の比較計算を行うことになる。
本発明の目的は、計算速度が改善され、高計算能力を必要としない衝撃位置の特定方法を提供することである。
上記の通り、本発明は、物体上の衝撃の位置を特定するための方法を提案し、
前記物体が、
２つの音響センサ、及び
Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の所定のアクティブ領域を有し、
前記方法は、
それぞれ音響センサに由来する、物体に与えられた衝撃によって生成された２つの音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）を受信するステップ（ａ）と、
Ｓ１（ω）及びＳ２（ω）がそれぞれｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）のフーリエ変換であり、＊が複素共役演算子である時に、
サンプルシグネチャ関数ＳＩＧＳ（ω）＝Ｓ１（ω）・Ｓ２（ω）＊を計算するステップ（ｂ）と、
ＳＩＧＳ（ω）を、１からＮまでのｊで規定されるアクティブ領域ｊにそれぞれ対応する、Ｎ個の所定の参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）と比較するステップ（c）と、
ステップ（ｃ）の比較に基づいて、衝撃が生じたアクティブ領域（１ａ）を特定するステップ（ｄ）と、
を備える。
本発明における方法の多様な実施形態においては、以下の特徴のうち少なくとも１つを持たせることができる。
− Ｒ１ｊ（ω）及びＲ２ｊ（ω）が、衝撃が所定の領域ｊに生じた時に各音響センサが受信する音響信号ｒ１ｊ（ｔ）及びｒ２ｊ（ｔ）のフーリエ変換である時に、
各参照シグネチャ関数は、
ＳＩＧＲｊ（ω）＝Ｒ１ｊ（ω）・Ｒ２ｊ（ω）＊
である。
− ステップ（ｃ）は、ＣＯＲｊ（ω）＝ＳＩＧＲｊ（ω）・ＳＩＧＳ（ω）＊の位相関数φ（ＣＯＲｊ（ω））を表す類似指数αｊを計算することを備える。
− εｋが所定の値であり、Ｉｋが１からｎ（ｎは１より大きい整数）までのｋに対応する角区間である時に、
φ（ＣＯＲｊ（ω））がＩｋにあれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
ステップ（ｃ）は、１からＮまでのｊに対して関数δｊ（ω）を計算することを備える。
− εｉは１以下である。
− 該方法において、
ａｋがｋと共に大きくなり、εｋがｋと共に小さくなる場合に、
｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜≦ａ１であれば、δｊ（ω）＝ε１であり、
ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してａｋ−１＜｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜≦ａｋであれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜＞ａｎ−１であれば、δｊ（ω）＝εｎである。
− 該方法において、
Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））がＣＯＲｊ（ω）の実数部であり、Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））がＣＯＲｊ（ω）の虚数部である時に、
Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１であり、
ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対して｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ−１）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
それ以外は、δｊ（ω）＝εｎである。
− 該方法において、
βｊ（ω）＝｜１＋｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝・｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝｜であり、
γｊ（ω）＝ｓｉｇｎＢｊ（ω）・ｓｉｇｎＣ（ω）・［｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝−｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝］であり、
ｓｉｇｎＢｊ（ω）は、Ｂｊ（ω）が正の場合に１、Ｂｊ（ω）が負の場合に−１であり、
ｓｉｇｎＣ（ω）は、Ｃ（ω）が正の場合に１、Ｃ（ω）が負の場合に−１であり、
Ａｊ（ω）及びＢｊ（ω）は、それぞれ各参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）の実数部と虚数部であり、
Ｃ（ω）及びＤ（ω）は、それぞれ複素共役サンプルシグネチャ関数ＳＩＧＳ（ω）＊の実数部と虚数部である時に、
γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してβｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ−１）＞γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
それ以外は、δｊ（ω）＝εｎである。
− ε１＝１、及びεｎ＝０である。
− ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してεｋ＝ｃｏｓ（ａｋ−１）である。
− Ｂが周波数区間であり、Ｋが定数である時に、
αｊ＝Ｋ∫Ｂδｊ（ω）ｄωである。
− Ｂ＝〔ωｍｉｎ，ωｍａｘ〕であり、Ｋが１／（ωｍａｘ−ωｍｉｎ）に比例した定数である。
− 衝撃が生じたアクティブ領域ｊ０は、Ｎ個の算出された類似指数αｊの中でαｊ０が最大の類似指数であるとして決定される。
− αｊ０がステップ（ｄ）で有効とみなされた場合にのみ、衝撃が領域ｊ０で生じたと結論される。
− αｊ０が所定の信頼度閾値よりも大きい場合に、αｊ０が有効であるとみなされる。
− αｊ０がステップ（ｄ）で有効とみなされない場合に、衝撃無しと結論される。
− ステップ（ａ）は、音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）が所定のトリガー閾値を越えると始まる。
− ステップ（ａ）における音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）は、実際の音響信号よりも遅延される。
− フーリエ変換が高速フーリエ変換である。
更に、本発明の他の目的は、物体上の衝撃の位置を特定するための装置を提供することであって、
前記物体へ装備され、前記物体への衝撃によって生じた音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）を受信するように構成された２つの音響センサと、
前記物体のＮ（Ｎは１以上の整数）個の所定アクティブ領域に対応する、Ｎ個の参照シグネチャ関数を含むメモリ手段と、
Ｓ１（ω）及びＳ２（ω）がそれぞれｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）のフーリエ変換であり、＊が複素共役演算子である時に、
サンプルシグネチャ関数ＳＩＧＳ（ω）＝Ｓ１（ω）・Ｓ２（ω）＊を計算するための計算手段と、
ＳＩＧＳ（ω）を、１からＮまでのｊに対して、Ｎ個の所定の参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）と比較するための比較手段と、
前記比較手段によって与えられた結果に基づいて、衝撃が生じたアクティブ領域（１ａ）を特定するための処理手段と、
を備える。
本発明における装置の多様な実施形態においては、以下の特徴のうち１つ及び／又は他のものを持たせることができる。
− Ｒ１ｊ（ω）及びＲ２ｊ（ω）が、衝撃が所定の領域ｊに生じた時に各音響センサが受信する音響信号ｒ１ｊ（ｔ）及びｒ２ｊ（ｔ）のフーリエ変換である時に、
各参照シグネチャ関数は、
ＳＩＧＲｊ（ω）＝Ｒ１ｊ（ω）・Ｒ２ｊ（ω）＊
である。
− 前記比較手段は、ＣＯＲｊ（ω）＝ＳＩＧＲｊ（ω）・ＳＩＧＳ（ω）＊の位相関数φ（ＣＯＲｊ（ω））を表す類似指数αｊを計算するように構成される。
− εｋが所定の値であり、Ｉｋが１からｎ（ｎは１より大きい整数）までのｋに対応する角区間である時に、
φ（ＣＯＲｊ（ω））がＩｋにあれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
前記比較手段は、１からＮまでのｊに対して関数δｊ（ω）を計算するように構成される。
− εｉは１以下である。
− ａｋがｋと共に大きくなり、εｋがｋと共に小さくなる場合に、
前記比較手段は、
｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜≦ａ１であれば、δｊ（ω）＝ε１であり、
ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してａｋ−１＜｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜≦ａｋであれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜＞ａｎ−１であれば、δｊ（ω）＝εｎである
ように構成される。
− Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））がＣＯＲｊ（ω）の実数部であり、Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））がＣＯＲｊ（ω）の虚数部である時に、
前記比較手段は、
Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１であり、
ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対して｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ−１）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
それ以外は、δｊ（ω）＝εｎである
ように構成される。
− βｊ（ω）＝｜１＋｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝・｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝｜であり、
γｊ（ω）＝ｓｉｇｎＢｊ（ω）・ｓｉｇｎＣ（ω）・［｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝−｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝］であり、
ｓｉｇｎＢｊ（ω）は、Ｂｊ（ω）が正の場合に１、Ｂｊ（ω）が負の場合に−１であり、
ｓｉｇｎＣ（ω）は、Ｃ（ω）が正の場合に１、Ｃ（ω）が負の場合に−１であり、
Ａｊ（ω）及びＢｊ（ω）は、それぞれ各参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）の実数部と虚数部であり、
Ｃ（ω）及びＤ（ω）は、それぞれ複素共役サンプルシグネチャ関数ＳＩＧＳ（ω）＊の実数部と虚数部である時に、
前記比較手段は、
γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してβｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ−１）＞γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
それ以外は、δｊ（ω）＝εｎである
ように構成される。
− ε１＝１、及びεｎ＝０である。
− ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してεｋ＝ｃｏｓ（ａｋ−１）である。
− Ｂが周波数区間であり、Ｋが定数である時に、
前記比較手段は、
αｊ＝Ｋ∫Ｂδｊ（ω）ｄωであるように構成される。
− 処理手段は、Ｎ個の算出された類似指数αｊの中でαｊ０が最大の類似指数であるとして、衝撃が生じたアクティブ領域ｊ０を決定するように構成される。
− 処理手段は、αｊ０が有効とみなされた場合にのみ、衝撃が領域ｊ０で生じたと決定するように構成される。
− 処理手段は、αｊ０が所定の信頼度閾値よりも大きい場合に、αｊ０が有効であると決定するように構成される。
− 処理手段は、αｊ０が有効とみなされない場合に、衝撃無しと決定するように構成される。
以上の方法と装置では、比較数をＮへ低減することができる。サンプル音響信号と比較するのが、各参照音響信号ではなく、各参照音響信号対のシグネチャ関数であるからである。また、シグネチャ関数の計算には高い計算能力は必要とされない。さらに、後述の通り、シグネチャ関数の位相は励起波形に左右されず、衝撃が生じた場所のみに依存する。したがって、シグネチャ関数の位相を調べるだけで、衝撃が生じたアクティブ領域を特定することができる。
本発明の他の特徴や利点は、以下に非限定例として添付図面を参照しながら説明する本発明の３つの実施の形態から明らかになるであろう。
図１に示されているように、本発明は例えば、物体１と物体１に装着された２つの音響センサＳＥＮＳ１及びＳＥＮＳ２から成る装置によって実施することができる。
この物体１は、例えば、テーブル、ドア、壁、スクリーン等であれば良く、例えば、木、金属、セメント、ガラス等の材料からなる。音響センサＳＥＮＳ１及びＳＥＮＳ２は、例えば、圧電センサや、物体中を伝送する振動をサンプリング可能な他のセンサであれば良く、容量センサ、磁気抵抗センサ、電磁センサ、 音速計、光学センサ(レーザー干渉計、レーザー振動計)等のようなセンサであれば良い。
センサＳＥＮＳ１及びＳＥＮＳ２の出力は、それぞれ増幅器３及び４へ接続することができ、その出力は、それぞれフィルタ（Ｆ）５、６に接続されている。各フィルタ５及び６の帯域幅は、３００Ｈｚから２００００Ｈｚの範囲にあればよい。フィルタ５、６の出力は、マルチプレクサ７に接続されている。マルチプレクサ７の出力は, アナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ）８へ接続されている。アナログ・デジタルコンバータ８の出力は、マイクロプロセッサやマイクロコントローラ、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、プログラマブルロジックアレイ（ＣＰＬＤ、ＦＧＰＡ）といった処理装置（ＰＵ）８に接続されている。処理装置９は、ＲＡＭ９ａ及びＲＯＭ１０へ接続することができる。
処理装置９と通信するＲＯＭ１０若しくは他のメモリは、以下に述べるように、物体１のＮ個の所定アクティブ領域１ａに対応するＮ個の参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）から成るデータベースを保持する（ｊ＝１．．．Ｎ）。各アクティブ領域は、それぞれ、例えば１つの固有情報に対応させても良いし、符号等を物体に表示して実現してもよい。
ＲＯＭ１０はハードディスクであっても、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等であっても良い。ＥＥＰＲＯＭを使用すれば、新しいアクティブ領域１ａを記録することによって、装置を他用途等に向けて容易に再構成することができる。
参照シグネチャ関数は、装置を通常の使用に供する前に、例えば、学習ステップにおいて算出すれば良い。参照シグネチャ関数は、個々の装置１−１０毎に算出してもよいし、１つの装置１−１０に対して一回だけ算出し、すべての同一装置の通常の使用において適用してもよい。
学習ステップにおいては、物体１の各アクティブ領域１ａ毎に衝撃を与え、センサＳＥＮＳ１、ＳＥＮＳ２によって検知する。１つのアクティブ領域ｊ（ｊ＝１．．．Ｎ）に衝撃を与えるたびに、センサＳＥＮＳ１、ＳＥＮＳ２が音響信号を生成する。生成された音響信号はそれぞれ増幅器３、４によって増幅され、フィルタ５、６によってフィルタリングされ、マルチプレクサ７によって多重化され、アナログ・デジタルコンバータ８によってサンプリングされる。アナログ・デジタルコンバータ８は、このようにして、２つのセンサＳＥＮＳ１、ＳＥＮＳ２にそれぞれ由来する２つの参照信号ｒ１ｊ（ｔ）、ｒ２ｊ（ｔ）を出力する。
次いで、参照音響信号ｒ１ｊ（ｔ）、ｒ２ｊ（ｔ）の各フーリエ変換Ｒ１ｊ（ω）、Ｒ２ｊ（ω）が算出される。各参照音響信号のフーリエ変換Ｒｉｊ（ω）は、次式となる。
Figure 2008525808
ここで、Ｃｉ（ω）はセンサｉ（ｉ＝１、２）のインパルス応答のフーリエ変換、ＨＲｉｊ（ω）は物体のアクティブ領域ｊ及びとセンサｉ間の音波伝達経路に依存する伝達関数、ＥＲｊ（ω）はアクティブ領域ｊ上の衝撃波のフーリエ変換である。
次いで、参照シグネチャ関数が算定される。
Figure 2008525808
ここで、＊は複素共役演算子である。
式１を用いて式２を展開すると、次式を得る。
Figure 2008525808
ＥＲｊ（ω）・ＥＲｊ（ω）＊＝｜ＥＲｊ（ω）｜２であるから、式３は次式に等しい。
Figure 2008525808
装置の通常の使用においては、衝撃が物体１に発生される、例えば、使用者が物体１を指や他の物体（スタイラス、ペン等)で叩いたり触れたりすると、センサＳＥＮＳ１、ＳＥＮＳ２が音響信号を受信する。これらの音響信号は、増幅器３及び４によって増幅され、フィルタ５及び６によってフィルタリングされ、マルチプレクサ７によって多重化された後、アナログ・デジタルコンバータ８によってサンプリングされる。
そして、それぞれセンサｉ（本例の場合、ｉ＝１、２）に由来するサンプリングされた信号ｓｉ（ｔ）が、例えば、図２のフローチャートに示した本発明の実施の形態１の方法に従って、処理装置９によって処理される。本方法は、例えば、計算手段Ｓ１０１−Ｓ１０３、比較手段Ｓ１０４−Ｓ１１０、及び処理手段Ｓ１１１を含む、処理装置９上で実行されるプログラムによって実現することができる。
本実施の形態においては、２つのサンプリングされた音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）の各フーリエ変換Ｓ１（ω）及びＳ２（ω）が、ステップＳ１０１及びＳ１０２の計算手段によって、（好ましくは正の周波数ωに対してのみ）算出される。これらのフーリエ変換は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって、高計算能力がなくとも迅速に結果を得られる。
各音響信号のフーリエ変換Ｓｉ（ω）は、次式に等しい。
Figure 2008525808
ここで、Ｃｉ（ω）はセンサｉのインパルス応答のフーリエ変換、ＨＳｉ（ω）は物体の衝撃位置及びセンサｉ間の音波伝達経路に依存する伝達関数、ＥＳ（ω）は衝撃波形のフーリエ変換である。
ステップＳ１０３において、計算手段が以下のシグネチャ関数を算出する。
Figure 2008525808
ここで、＊は複素共役演算子である。
式５を用いて式６を展開すると、次式を得る。
Figure 2008525808
ＥＳ（ω）・ＥＳ（ω）＊＝｜ＥＳ（ω）｜２である。したがって、
Figure 2008525808
ステップＳ１０４で比較手段を初期化した後、物体の各所定領域ｊ毎に、中間評価指数（相関関数）がステップＳ１０５で計算される。
Figure 2008525808
式４及び式８を用いて式９を展開すると次式が得られる。
Figure 2008525808
｜Ｃ１（ω）｜２、｜Ｃ２（ω）｜２、｜ＥＲｊ（ω）｜２、及び｜ＥＳ（ω）｜２は、位相ゼロの平方絶対値であるため、中間評価指数ＣＯＲｊ（ω）の位相φ（ＣＯＲｊ（ω））は、センサ３、４のインパルス応答Ｃ１（ω）、Ｃ２（ω）や衝撃波形ＥＲｊ（ω）、ＥＳ（ω）には依存しない。本位相φ（ＣＯＲｊ（ω））は、ＨＲ１ｊ（ω）・ＨＲ２ｊ（ω）＊・ＨＳ１（ω）＊・ＨＳ２（ω）の位相、即ち、学習ステップ及び通常の使用時における物体内の音波伝達経路のみに依存する。
本発明の方法は、以下の観測結果に基づいている。
− サンプル信号ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）を生成した衝撃が、アクティブ領域ｊに与えられていなければ、ＣＯＲｊ（ω）の位相は不定で０とは異なる。
− 一方、サンプル信号ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）を生成した衝撃が、アクティブ領域ｊに与えられていれば、次式であるため、ＣＯＲｊ（ω）の位相は０に等しい。
Figure 2008525808
したがって、物体１のいずれかのアクティブ領域１ａに衝撃が与えられたかどうか、また、与えられた場合は、どのアクティブ領域に与えられたか求めることができる。
なお、本発明の方法がＣＯＲｊ（ω）の位相を直接あるいは間接的に確定することに基づいているため、その精度が、衝撃の種類や使用するセンサ３、４の特性によって変わることがないことに注目すべきである。これは、ＣＯＲｊ（ω）の位相が、学習ステップ及び通常の使用時に与えられる衝撃波形に依存せず、また、センサＳＥＮＳ１、ＳＥＮＳ２の応答にも依存しないためである。
ステップＳ１０６及びＳ１０７において、ＳＩＧＳ（ω）がどの程度ＳＩＧＲｊ（ω）と一致しているか評価するため、位相φ（ＣＯＲｊ（ω））が調べられる。この目的のため、比較手段は、ステップ１０６において、図３Ａ及び３Ｂに示したような関数δｊ（ω）を算出することできる。この関数δｊ（ω）は以下のように算出すればよい。
− 位相φ（ＣＯＲｊ（ω））が、例えば、角区間Ｉ１＝［ｂ１；ａ１］（ａ１＞０、及びｂ１＜０）にある場合は、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
− そうでなければ、δｊ（ω）＝ε２＝０である。
なお、ステップＳ１０６において、φ（ＣＯＲｊ（ω））を計算する必要がないことに注目すべきである。例えば、ｂ１＝−ａ１の場合、関数δｊ（ω）は、以下のように算出できる。
− Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））＞｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
− そうでなければ、δｊ（ω）＝ε２＝０である。
ステップＳ１０７では、相似性評価指数αｊ＝Ｋ・∫Ｂδｊ（ω）ｄωを求めるために、関数δｊ（ω）を検討周波数区間Ｂ＝［ωｍｉｎ，ωｍａｘ］において積分する。ここで、Ｋは例えばＢの長さの逆数１／（ωｍａｘ−ωｍｉｎ）に等しい（若しくは比例する）正規化定数である。
この評価指数αｊの算出は簡単であり、高い計算能力を必要とせず、サンプル信号ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）と参照信号ｒ１（ｔ）、ｒ２（ｔ）の相似度を正確に表す。
Ｎ個の相似性評価指数αｊが算出されメモリに格納されると、ステップＳ１１０において、最大相似性評価指数αｊ０が比較手段によって決められる。これは、比較を単純に繰り返すことによって実現できる。相似性評価指数αｊを算出するたびに比較手段を実行して最大相似性評価指数αｊ０を求めるように変えてもよい。
衝撃が生じたアクティブ領域を最終確定するためには、ステップＳ１１１において、最大相似性評価指数αｊ０が信頼度閾値ＶＡＬよりも大きくなければならない。例えば、αｊ０が有効とみなされるためには、ＶＡＬ＝０．５より大きくなければならない。αｊ０がこの信頼度閾値ＶＡＬよりも大きければ、アクティブ領域ｊ０が、衝撃が生じたアクティブ領域として処理手段によって確定される。次いで、このアクティブ領域に関連付けられている情報をソフトウエアに送信したり、処理手段９によって動作が開始されたりする。大きくなければ、衝撃は干渉若しくは摂動とみなされる。
本発明の実施の形態２では、複数の角区間Ｉｉをステップ１０６で使用することができる。他のステップは、実施の形態１と同じである。例えば、図４Ａ及び４Ｂに、αｊが、位相φ（ＣＯＲｊ（ω））に応じて４つの値を取り得るように構成された例が示されている。
ここで、位相φ（ＣＯＲｊ（ω））は、次のように検討される。
− 位相φ（ＣＯＲｊ（ω））が区間Ｉ１＝［ｂ１；ａ１］（ａ１＞０、及びｂ１＜０）にあれば、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
− 位相φ（ＣＯＲｊ（ω））が区間Ｉ２＝［ｂ２；ｂ１［∪］ａ１；ａ２］（ａ２＞ａ１、及びｂ２＜ｂ１）にあれば、δｊ（ω）＝ε２（ε２＜１）であり、
− 位相φ（ＣＯＲｊ（ω））が区間Ｉ３＝［ｂ３；ｂ２［∪］ａ２；ａ３］（１８０°＞ａ３＞ａ２、及び−１８０°＜ｂ３＜ｂ２、好ましくは、９０°＞ａ３＞ａ２、及び−９０°＜ｂ３＜ｂ２）にあれば、δｊ（ω）＝ε３（ε３＜ε２）であり、
− そうでなければ、δｊ（ω）＝ε４＝０である。
本発明の実施の形態１と同様に、ステップＳ１０６において、φ（ＣＯＲｊ（ω））を計算する必要がないことに注目すべきである。例えば、ｂ１＝−ａ１、ｂ２＝−ａ２、及びｂ３＝−ａ３の場合、関数δｊ（ω）は、以下のように算出できる。
− Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
− ｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ１）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ２）であれば、δｊ（ω）＝ε２であり、
− ｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ２）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ３）であれば、δｊ（ω）＝ε３であり、
− そうでなければ、δｊ（ω）＝０である。
Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））及びＩｍ（ＣＯＲｊ（ω））は、それぞれ複素数ＣＯＲｊ（ω）の実数部と虚数部である。
例えば、ε２及びε３は、それぞれｃｏｓ（ａ１）及びｃｏｓ（ａ２）に等しくすればよい。
より一般的に述べると、ＣＯＲｊ（ω）の位相をｎ個の角閾値０＜ａ１＜ａ２＜．．．＜ａｎと、以下のように比較すればよい。
− Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
− ｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ１）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ２）であれば、δｊ（ω）＝ε２であり、
− ｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ２）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ３）であれば、δｊ（ω）＝ε３であり、
・・・
− ｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ−１）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ）（式１２）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
・・・
− ｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｎ−２）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｎ−１）であれば、δｊ（ω）＝εｎ−１であり、
− それ以外は、δｊ（ω）＝εｎ＝０である。
値εｋは、ε１＞ε２＞．．．＞εｎ＞０を満足するように設定し、例えば、ｋ＝２、．．．ｎにおいてεｋ＝ｃｏｓ（ａｋ−１）、εｎ＋１＝０とすれば良い。
実施の形態２における方式では、他のステップは、実施の形態１で述べたステップと同じで良い。
図５に例示した本発明の実施の形態３においては、前述の相関関数ＣＯＲｊ（ω）（ｊ＝１、．．．Ｎ）の計算を回避している。
具体的に述べれば、ＳＩＧＲｊ（ω）＝Ａｊ（ω）＋ｊＢｊ（ω）（Ａｊ及びＢｊは、それぞれ、ＳＩＧＲｊの実数部と虚数部）、及びＳＩＧＳ（ω）＊＝Ｃ（ω）＋ｊＤ（ω）(Ｃ及びＤは、それぞれＳＩＧＳの実数部および虚数部)であるから、上記の式１２は次のように書ける。
Figure 2008525808
⇔
Figure 2008525808
⇔
Figure 2008525808
ここで、
βｊ（ω）＝｜１＋｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝・｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝｜、
γｊ（ω）＝ｓｉｇｎＢｊ（ω）・ｓｉｇｎＣ（ω）・［｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝−｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝］、
ｓｉｇｎＢｊ（ω）は、Ｂｊ（ω）が正の場合に１、Ｂｊ（ω）が負の場合に−１、
ｓｉｇｎＣ（ω）は、Ｃ（ω）が正の場合に１、Ｃ（ω）が負の場合に−１である。
したがって、この実施の形態３では、相関関数ＣＯＲｊ（ω）を計算する代わりに、上記の関数βｊ（ω）及びγｊ（ω）がステップＳ１０５で計算される。なお、この計算は極めて単純であり、以下のことしか要求されないことに注目すべきである。
− ｊ＝１、．．．Ｎに対するｓｉｇｎＢｊ（ω）及び比Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）（即ち、１つの実数＋１ビット）を前もってメモリ１０に格納する。なお、相関関数ＣＯＲｊ（ω）を全部計算すれば、完全な参照シグネチャ関数(１つの複素数、即ちそれは２つの実数に相当する)を格納することになる。
− ｓｉｇｎＣ（ω）及び比Ｄ（ω）／Ｃ（ω）をステップＳ１０５の最初に格納する。ステップＳ１０５において、βｊ（ω）及びγｊ（ω）の算出に必要な以降の演算数は極めて少なくなる。
その後、ステップＳ１０６において、以下の通り、式１５を介して、ＣＯＲｊ（ω）の位相がｎ−１個の角閾値０＜ａ１＜ａ２＜．．．＜ａｎ−１と比較される。
− γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
．．．
− ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してβｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ−１）＞γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
− それ以外は、δｊ（ω）＝εｎ＝０である。
値εｋは、ε１＞ε２＞．．．＞εｎ＞０を満足するように設定し、例えば、ｋ＝２、．．．ｎにおいてεｋ＝ｃｏｓ（ａｋ−１）とすれば良い。
ｎ＝１の場合、本比較は以下に限られる。
− γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝１であり、
− それ以外は、δｊ（ω）＝０である。
本方式の以降のステップＳ１０７−Ｓ１１１は、本発明の実施の形態１及び２で説明したステップと同じである。
本発明の他の実施の形態としては、アナログ・デジタルコンバータ８によって受信された信号がトリガー閾値を越えた場合にのみ、音響信号のサンプリングを開始させても良い。その結果、装置は然るべき音響信号のみをサンプリングすることになる。これにより、干渉に対する感受性を低減することができる。この実施の形態では、サンプル信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）を実際の信号よりも遅延させることができる。具体的には、トリガー閾値によって音響信号の最先端部分が記録されなくなるのを防ぐため、遅延デバイスを追加することによって、サンプリングステップがトリガーされる数μ秒前から信号波形を記録することができる。
本発明による装置例の概略図である。 本発明の実施の形態１による方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１による相似性評価指数の計算を説明するグラフである。 本発明の実施の形態２による相似性評価指数の計算を説明するグラフである。 本発明の実施の形態３による方法を説明するフローチャートである。

Claims (34)

  1. 物体上の衝撃の位置を特定するための方法であって、
    前記物体が、
    ２つの音響センサ（ＳＥＮＳ１，ＳＥＮＳ２）、及び
    Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のアクティブ領域（１ａ）を有し、
    それぞれ前記音響センサ（ＳＥＮＳ１，ＳＥＮＳ２）に由来する、前記物体への衝撃によって生成された２つの音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）を受信するステップ（ａ）と、
    Ｓ１（ω）及びＳ２（ω）がそれぞれｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）のフーリエ変換であり、＊が複素共役演算子である時に、
    サンプルシグネチャ関数ＳＩＧＳ（ω）＝Ｓ１（ω）・Ｓ２（ω）＊
    を計算するステップ（ｂ）と、
    ＳＩＧＳ（ω）を、１からＮまでのｊで規定されるアクティブ領域ｊにそれぞれ対応する、Ｎ個の所定の参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）と比較するステップ（c）と、
    ステップ（ｃ）の比較に基づいて、衝撃が生じたアクティブ領域（１ａ）を特定するステップ（ｄ）と、
    を備えたことを特徴とする方法。
  2. Ｒ１ｊ（ω）及びＲ２ｊ（ω）が、衝撃が所定の領域ｊに生じた時に各音響センサが受信する音響信号ｒ１ｊ（ｔ）及びｒ２ｊ（ｔ）のフーリエ変換である時に、
    各参照シグネチャ関数は、
    ＳＩＧＲｊ（ω）＝Ｒ１ｊ（ω）・Ｒ２ｊ（ω）＊
    であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. ステップ（ｃ）は、ＣＯＲｊ（ω）＝ＳＩＧＲｊ（ω）・ＳＩＧＳ（ω）＊の位相関数φ（ＣＯＲｊ（ω））を表す類似指数αｊを計算すること
    を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
  4. εｋが所定の値であり、Ｉｋが１からｎ（ｎは１より大きい整数）までのｋに対応する角区間である時に、
    φ（ＣＯＲｊ（ω））がＩｋにあれば、δｊ（ω）＝εｋ
    であり、
    ステップ（ｃ）は、１からＮまでのｊに対して関数δｊ（ω）を計算すること
    を備えたことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. εｉは１以下であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. ａｋがｋと共に大きくなり、εｋがｋと共に小さくなる場合に、
    ｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜≦ａ１であれば、δｊ（ω）＝ε１であり、
    ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してａｋ−１＜｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜≦ａｋであれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
    ｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜＞ａｎ−１であれば、δｊ（ω）＝εｎである
    ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の方法。
  7. Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））がＣＯＲｊ（ω）の実数部であり、Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））がＣＯＲｊ（ω）の虚数部である時に、
    Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１であり、
    ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対して｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ−１）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
    それ以外は、δｊ（ω）＝εｎである
    ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. βｊ（ω）＝｜１＋｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝・｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝｜であり、
    γｊ（ω）＝ｓｉｇｎＢｊ（ω）・ｓｉｇｎＣ（ω）・［｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝−｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝］であり、
    ｓｉｇｎＢｊ（ω）は、Ｂｊ（ω）が正の場合に１、Ｂｊ（ω）が負の場合に−１であり、
    ｓｉｇｎＣ（ω）は、Ｃ（ω）が正の場合に１、Ｃ（ω）が負の場合に−１であり、
    Ａｊ（ω）及びＢｊ（ω）は、それぞれ各参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）の実数部と虚数部であり、
    Ｃ（ω）及びＤ（ω）は、それぞれ複素共役サンプルシグネチャ関数ＳＩＧＳ（ω）＊の実数部と虚数部である時に、
    γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
    ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してβｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ−１）＞γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
    それ以外は、δｊ（ω）＝εｎである
    ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
  9. ε１＝１、及びεｎ＝０であることを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに記載の方法。
  10. ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してεｋ＝ｃｏｓ（ａｋ−１）であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. Ｂが周波数区間であり、Ｋが定数である時に、
    αｊ＝Ｋ∫Ｂδｊ（ω）ｄω
    であることを特徴とする請求項４から請求項１１の何れかに記載の方法。
  12. Ｂ＝〔ωｍｉｎ，ωｍａｘ〕であり、Ｋが１／（ωｍａｘ−ωｍｉｎ）に比例した定数であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 衝撃が生じたアクティブ領域ｊ０は、Ｎ個の算出された類似指数αｊの中でαｊ０が最大の類似指数であるとして決定されることを特徴とする請求項３から請求項１２の何れかに記載の方法。
  14. αｊ０がステップ（ｄ）で有効とみなされた場合にのみ、衝撃が領域ｊ０で生じたと結論されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. αｊ０が所定の信頼度閾値よりも大きい場合に、αｊ０が有効であるとみなされることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
  16. αｊ０がステップ（ｄ）で有効とみなされない場合に、衝撃無しと結論されることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の方法。
  17. ステップ（ａ）は、音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）が所定のトリガー閾値を越えると始まることを特徴とする請求項１から請求項１６の何れかに記載の方法。
  18. ステップ（ａ）における音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）は、実際の音響信号よりも遅延されることを特徴とする請求項１から請求項１７の何れかに記載の方法。
  19. フーリエ変換が高速フーリエ変換であることを特徴とする請求項１から請求項１８の何れかに記載の方法。
  20. 物体上の衝撃の位置を特定するための装置であって、
    前記物体へ装備され、前記物体への衝撃によって生じた音響信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）を受信するように構成された２つの音響センサと、
    前記物体のＮ（Ｎは１以上の整数）個の所定アクティブ領域（１ａ）に対応する、Ｎ個の参照シグネチャ関数を含むメモリ手段（１０）と、
    Ｓ１（ω）及びＳ２（ω）がそれぞれｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）のフーリエ変換であり、＊が複素共役演算子である時に、
    サンプルシグネチャ関数ＳＩＧＳ（ω）＝Ｓ１（ω）・Ｓ２（ω）＊を計算するための計算手段（Ｓ１０１−Ｓ１０３）と、
    ＳＩＧＳ（ω）を、１からＮまでのｊに対して、Ｎ個の所定の参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）と比較するための比較手段（Ｓ１０４−Ｓ１１０）と、
    前記比較手段によって与えられた結果に基づいて、衝撃が生じたアクティブ領域（１ａ）を特定するための処理手段（Ｓ１１１）と、
    を備えたことを特徴とする装置
  21. Ｒ１ｊ（ω）及びＲ２ｊ（ω）が、衝撃が所定の領域ｊに生じた時に各音響センサが受信する音響信号ｒ１ｊ（ｔ）及びｒ２ｊ（ｔ）のフーリエ変換である時に、
    各参照シグネチャ関数は、
    ＳＩＧＲｊ（ω）＝Ｒ１ｊ（ω）・Ｒ２ｊ（ω）＊
    であることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
  22. 前記比較手段（Ｓ１０４−Ｓ１１０）は、ＣＯＲｊ（ω）＝ＳＩＧＲｊ（ω）・ＳＩＧＳ（ω）＊の位相関数φ（ＣＯＲｊ（ω））を表す類似指数αｊを計算するように構成されたこと
    を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
  23. εｋが所定の値であり、Ｉｋが１からｎ（ｎは１より大きい整数）までのｋに対応する角区間である時に、
    φ（ＣＯＲｊ（ω））がＩｋにあれば、δｊ（ω）＝εｋ
    であり、
    前記比較手段（Ｓ１０４−Ｓ１１０）は、１からＮまでのｊに対して関数δｊ（ω）を計算するように構成されたこと
    を特徴とする請求項２２に記載の装置。
  24. εｉは１以下であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
  25. ａｋがｋと共に大きくなり、εｋがｋと共に小さくなる場合に、
    前記比較手段（Ｓ１０４−Ｓ１１０）は、
    ｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜≦ａ１であれば、δｊ（ω）＝ε１であり、
    ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してａｋ−１＜｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜≦ａｋであれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
    ｜φ（ＣＯＲｊ（ω））｜＞ａｎ−１であれば、δｊ（ω）＝εｎである
    ように構成されたことを特徴とする請求項２３又は請求項２４に記載の装置。
  26. Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））がＣＯＲｊ（ω）の実数部であり、Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））がＣＯＲｊ（ω）の虚数部である時に、
    前記比較手段（Ｓ１０４−Ｓ１１０）は、
    Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１であり、
    ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対して｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ−１）＞Ｒｅ（ＣＯＲｊ（ω））≧｜Ｉｍ（ＣＯＲｊ（ω））｜／ｔａｎ（ａｋ）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
    それ以外は、δｊ（ω）＝εｎである
    ように構成されたことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
  27. βｊ（ω）＝｜１＋｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝・｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝であり、
    γｊ（ω）＝ｓｉｇｎＢｊ（ω）・ｓｉｇｎＣ（ω）・［｛Ａｊ（ω）／Ｂｊ（ω）｝−｛Ｄ（ω）／Ｃ（ω）｝］であり、
    ｓｉｇｎＢｊ（ω）は、Ｂｊ（ω）が正の場合に１、Ｂｊ（ω）が負の場合に−１であり、
    ｓｉｇｎＣ（ω）は、Ｃ（ω）が正の場合に１、Ｃ（ω）が負の場合に−１であり、
    Ａｊ（ω）及びＢｊ（ω）は、それぞれ各参照シグネチャ関数ＳＩＧＲｊ（ω）の実数部と虚数部であり、
    Ｃ（ω）及びＤ（ω）は、それぞれサンプルシグネチャ関数ＳＩＧＳ（ω）の実数部と虚数部である時に、
    前記比較手段（Ｓ１０４−Ｓ１１０）は、
    γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａ１）であれば、δｊ（ω）＝ε１＝１であり、
    ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してβｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ−１）＞γｊ（ω）≧βｊ（ω）／ｔａｎ（ａｋ）であれば、δｊ（ω）＝εｋであり、
    それ以外は、δｊ（ω）＝εｎである
    ように構成されたことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
  28. ε１＝１、及びεｎ＝０であることを特徴とする請求項２５から請求項２７の何れかに記載の装置。
  29. ｎが２より大きく、ｋ＝２、．．．ｎ−１に対してεｋ＝ｃｏｓ（ａｋ−１）であることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
  30. Ｂが周波数区間であり、Ｋが定数である時に、
    前記比較手段（Ｓ１０４−Ｓ１１０）は、
    αｊ＝Ｋ∫Ｂδｊ（ω）ｄωである
    ように構成されたことを特徴とする請求項２３から請求項３０の何れかに記載の装置。
  31. 処理手段（Ｓ１１１）は、Ｎ個の算出された類似指数αｊの中でαｊ０が最大の類似指数であるとして、衝撃が生じたアクティブ領域ｊ０を決定するように構成されたことを特徴とする請求項２２から請求項３０の何れかに記載の装置。
  32. 処理手段（Ｓ１１１）は、αｊ０が有効とみなされた場合にのみ、衝撃が領域ｊ０で生じたと決定するように構成されたことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
  33. 処理手段（Ｓ１１１）は、αｊ０が所定の信頼度閾値（ＶＡＬ）よりも大きい場合に、αｊ０が有効であると決定するように構成されたことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
  34. 処理手段（Ｓ１１１）は、αｊ０が有効とみなされない場合に、衝撃無しと決定するように構成されたことを特徴とする請求項３２又は請求項３３に記載の装置。
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