JP2508100B2 - 相互相関演算回路 - Google Patents
相互相関演算回路Info
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- JP2508100B2 JP2508100B2 JP15808487A JP15808487A JP2508100B2 JP 2508100 B2 JP2508100 B2 JP 2508100B2 JP 15808487 A JP15808487 A JP 15808487A JP 15808487 A JP15808487 A JP 15808487A JP 2508100 B2 JP2508100 B2 JP 2508100B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパッシブソーナー受信装置に適用する相互相
関演算回路に関し、特に音響受信ビームの中心軸をわず
かにずらして配置した左右２つの受波器が出力する２つ
の信号の相互相関を求める相互相関演算回路に関する。
関演算回路に関し、特に音響受信ビームの中心軸をわず
かにずらして配置した左右２つの受波器が出力する２つ
の信号の相互相関を求める相互相関演算回路に関する。
到来する目標信号を周囲背景雑音の中から抽出して目
標の方位を検出するパッシブソーナー受信装置では、音
響受信ビームの中心軸をわずかにずらして配置した左右
２つの受波器によって到来音波を受信し、これら２つの
信号の相互関係を相互相関演算回路により求めている。
標の方位を検出するパッシブソーナー受信装置では、音
響受信ビームの中心軸をわずかにずらして配置した左右
２つの受波器によって到来音波を受信し、これら２つの
信号の相互関係を相互相関演算回路により求めている。
いま、左右２つの受波器からの２つの信号をｘ
（ｔ）,y（ｔ）とすれば、これら２つの信号の相互相関
函数φxy（τ）は、２つの信号の積の時間平均値として
定義される。すなわち、次の（１）式のように定義され
る。
（ｔ）,y（ｔ）とすれば、これら２つの信号の相互相関
函数φxy（τ）は、２つの信号の積の時間平均値として
定義される。すなわち、次の（１）式のように定義され
る。
従って、従来の相互相関演算回路は、例えば第２図に
示すように、２つの信号を乗算器７で掛け合わせたのち
積分器８で時間積分して、２つの信号の相互相関函数を
求めている。
示すように、２つの信号を乗算器７で掛け合わせたのち
積分器８で時間積分して、２つの信号の相互相関函数を
求めている。
しかし、このようにして得られる相互相関函数は、受
信される目標信号の性質によって相互相関函数の出力レ
ベルが変動するという欠点がある。例えば、２つ信号の
相関関係はさほど強くないが高いレベルで受信された場
合の相互相関出力と、相関関係は非常に強いが低いレベ
ルで受信された場合の相互相関出力との区別ができな
い。一般に、このような入力信号レベルによる相互相関
出力の変動をなくすために、相互相関函数を基準値で正
規化した相関係数を利用する。
信される目標信号の性質によって相互相関函数の出力レ
ベルが変動するという欠点がある。例えば、２つ信号の
相関関係はさほど強くないが高いレベルで受信された場
合の相互相関出力と、相関関係は非常に強いが低いレベ
ルで受信された場合の相互相関出力との区別ができな
い。一般に、このような入力信号レベルによる相互相関
出力の変動をなくすために、相互相関函数を基準値で正
規化した相関係数を利用する。
ところで、（１）式に示した相互相関函数φxy（τ）
は、τ＝０のときに極大値をとり、この極大値はｘ
（ｔ）,y（ｔ）の自乗平均値に等しい。いま、相互相関
函数φxy（τ）をｘ（ｔ）,y（ｔ）の自乗平均値 で正規化した相関係数を とすれば、次の（２）式のようになる。
は、τ＝０のときに極大値をとり、この極大値はｘ
（ｔ）,y（ｔ）の自乗平均値に等しい。いま、相互相関
函数φxy（τ）をｘ（ｔ）,y（ｔ）の自乗平均値 で正規化した相関係数を とすれば、次の（２）式のようになる。
ここで、φxx,φyyはそれぞれｘ（ｔ）,y（ｔ）の自
己相関函数である。また、相関係数 は、２つの信号の相互相関函数を２つの信号の実効値で
正規化したものであり、前述のように入力レベルにより
相関出力が左右されることはない。
己相関函数である。また、相関係数 は、２つの信号の相互相関函数を２つの信号の実効値で
正規化したものであり、前述のように入力レベルにより
相関出力が左右されることはない。
（２）式に基づいて構成した従来の相互相関演算回路
を第３図に示す。ここでは、乗算器9,10,11はｘ（ｔ）
・ｙ（ｔ＋τ）,x2（ｔ）,y2（ｔ）をそれぞれ算出し、
積分器12,13,14は時間積分をそれぞれ行って平均値 を求め、この後、乗算器15、開平器16および除算器17に
より（２）式に対応する処理を行なって相関係数を を求めている。
を第３図に示す。ここでは、乗算器9,10,11はｘ（ｔ）
・ｙ（ｔ＋τ）,x2（ｔ）,y2（ｔ）をそれぞれ算出し、
積分器12,13,14は時間積分をそれぞれ行って平均値 を求め、この後、乗算器15、開平器16および除算器17に
より（２）式に対応する処理を行なって相関係数を を求めている。
上述した従来の相互相関演算回路では、相関係数を求
めるために、３個の乗算器、３個の積分器、および除算
器と開平器とをそれぞれ使用しており、回路構成が複雑
で規模も大きくなるという欠点がある。
めるために、３個の乗算器、３個の積分器、および除算
器と開平器とをそれぞれ使用しており、回路構成が複雑
で規模も大きくなるという欠点がある。
本発明の目的は、回路構成を簡素化して相関係数を演
算できる相互相関演算回路を提供することにある。
算できる相互相関演算回路を提供することにある。
本発明の相互相関演算回路は、音響受信ビームの中心
軸をわずかにずらして配置した左右２つの受波器が出力
する２つの信号を乗算する第１の乗算器と、この第１の
乗算器の出力を時間積分して前記２つの信号の相互相関
函数を出力する第１の積分器と、前記２つの信号を加算
し２で割って前記２つの信号の平均値を算出する加算器
と、この加算器が算出した前記平均値を自乗する第２の
乗算器と、この第２の乗算器の出力を時間積分して前記
２つの信号の自乗平均値を出力する第２の積分器と、前
記第１の積分器が算出した前記相互相関函数を前記第２
の積分器が算出した前記自乗平均値で除算して前記２つ
の信号の相互相関係数を出力する除算器とを備えて構成
される。
軸をわずかにずらして配置した左右２つの受波器が出力
する２つの信号を乗算する第１の乗算器と、この第１の
乗算器の出力を時間積分して前記２つの信号の相互相関
函数を出力する第１の積分器と、前記２つの信号を加算
し２で割って前記２つの信号の平均値を算出する加算器
と、この加算器が算出した前記平均値を自乗する第２の
乗算器と、この第２の乗算器の出力を時間積分して前記
２つの信号の自乗平均値を出力する第２の積分器と、前
記第１の積分器が算出した前記相互相関函数を前記第２
の積分器が算出した前記自乗平均値で除算して前記２つ
の信号の相互相関係数を出力する除算器とを備えて構成
される。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
まず、本発明の基本的特徴について説明を加える。第
２図に示したように、左右２つの受波器は音響受信ビー
ムの中心軸をΔｌだけわずかにずらして配置されている
ので、２つの受波器によって受信される信号レベルの受
信帯域内における実効値は、ほぼ等しいと見做してもよ
い。すなわち、２つの信号をｘ（ｔ）,y（ｔ）とすれ
ば、次の（３）式が近似的に成立する。
２図に示したように、左右２つの受波器は音響受信ビー
ムの中心軸をΔｌだけわずかにずらして配置されている
ので、２つの受波器によって受信される信号レベルの受
信帯域内における実効値は、ほぼ等しいと見做してもよ
い。すなわち、２つの信号をｘ（ｔ）,y（ｔ）とすれ
ば、次の（３）式が近似的に成立する。
従って、（２）式は次の（４），（５）式のように近
似できる。
似できる。
（４），（５）式の意味するところは、２つの信号ｘ
（ｔ）,y（ｔ）の内、どちらか一方の自乗平均値すなわ
ち自己相関函数で正規化するとにより、等価的に相互相
関係数を求めることができるということである。本発明
では、２つの信号ｘ（ｔ）,y（ｔ）の平均値｛ｘ（ｔ）
＋ｙ（ｔ＋τ））｝/2の自乗平均値により相互相関函数
を正規化することにより、相関係数 を求める。
（ｔ）,y（ｔ）の内、どちらか一方の自乗平均値すなわ
ち自己相関函数で正規化するとにより、等価的に相互相
関係数を求めることができるということである。本発明
では、２つの信号ｘ（ｔ）,y（ｔ）の平均値｛ｘ（ｔ）
＋ｙ（ｔ＋τ））｝/2の自乗平均値により相互相関函数
を正規化することにより、相関係数 を求める。
さて、第１図において、２つの信号ｘ（ｔ）,y（ｔ）
は、乗算器１で乗算されたのち、積分器２で時間積分さ
れる。この積分器２の出力は、（１）式における相互相
関函数φxy（τ）に相当する。
は、乗算器１で乗算されたのち、積分器２で時間積分さ
れる。この積分器２の出力は、（１）式における相互相
関函数φxy（τ）に相当する。
また、２つの信号ｘ（ｔ）,y（ｔ）は、加算器３で加
算され1/2されて平均値｛ｘ（ｔ）＋ｙ（ｔ＋τ））｝/
2となる。この平均値が乗算器４で自乗されたのち積分
器５により時間積分される。積分器５の出力は、２つの
信号ｘ（ｔ）,y（ｔ）の平均値の自乗平均値、すなわ
ち、２つの信号ｘ（ｔ）,y（ｔ）の自己相関函数φxx
（０），φyy（０）に相当する。
算され1/2されて平均値｛ｘ（ｔ）＋ｙ（ｔ＋τ））｝/
2となる。この平均値が乗算器４で自乗されたのち積分
器５により時間積分される。積分器５の出力は、２つの
信号ｘ（ｔ）,y（ｔ）の平均値の自乗平均値、すなわ
ち、２つの信号ｘ（ｔ）,y（ｔ）の自己相関函数φxx
（０），φyy（０）に相当する。
次に除算器６により、積分器２の出力を積分器５の出
力で除算して正規化すれば、（４）式もしくは（５）式
における相関係数 が得られる。
力で除算して正規化すれば、（４）式もしくは（５）式
における相関係数 が得られる。
以上説明したように本発明によれば、音響受信ビーム
の中心軸をわずかにずらして配置した左右２つの受波器
からの２つの信号の相互相関を求める場合、２つの信号
の平均値の自乗平均値を求め、２つの信号を乗算して得
た相互相関函数を前記自乗平均値で正規化することによ
り、回路構成を簡素化して相関係数を等価的に演算でき
る。
の中心軸をわずかにずらして配置した左右２つの受波器
からの２つの信号の相互相関を求める場合、２つの信号
の平均値の自乗平均値を求め、２つの信号を乗算して得
た相互相関函数を前記自乗平均値で正規化することによ
り、回路構成を簡素化して相関係数を等価的に演算でき
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図お
よび第３図は従来の相互相関演算回路の構成を示すブロ
ック図である。 1,4……乗算器、2,5……積分器、３……加算器、６……
除算器。
よび第３図は従来の相互相関演算回路の構成を示すブロ
ック図である。 1,4……乗算器、2,5……積分器、３……加算器、６……
除算器。
Claims (1)
- 【請求項１】音響受信ビームの中心軸をわずかにずらし
て配置した左右２つの受波器が出力する２つの信号を乗
算する第１の乗算器と、この第１の乗算器の出力を時間
積分して前記２つの信号の相互相関函数を出力する第１
の積分器と、前記２つの信号を加算し２で割って前記２
つの信号の平均値を算出する加算器と、この加算器が算
出した前記平均値を自乗する第２の乗算器と、この第２
の乗算器の出力を時間積分して前記２つの信号の自乗平
均値を出力する第２の積分器と、前記第１の積分器が算
出した前記相互相関函数を前記第２の積分器が算出した
前記自乗平均値で除算して前記２つの信号の相互相関係
数を出力する除算器とを備えることを特徴とする相互相
関演算回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15808487A JP2508100B2 (ja) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | 相互相関演算回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15808487A JP2508100B2 (ja) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | 相互相関演算回路 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS641984A JPS641984A (en) | 1989-01-06 |
| JPH011984A JPH011984A (ja) | 1989-01-06 |
| JP2508100B2 true JP2508100B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=15663946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15808487A Expired - Fee Related JP2508100B2 (ja) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | 相互相関演算回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508100B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019150797A1 (ja) | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 横浜ゴム株式会社 | 空気入りタイヤ |
-
1987
- 1987-06-24 JP JP15808487A patent/JP2508100B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS641984A (en) | 1989-01-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |