JP2560396B2 - 広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方式 - Google Patents
広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方式Info
- Publication number
- JP2560396B2 JP2560396B2 JP63051096A JP5109688A JP2560396B2 JP 2560396 B2 JP2560396 B2 JP 2560396B2 JP 63051096 A JP63051096 A JP 63051096A JP 5109688 A JP5109688 A JP 5109688A JP 2560396 B2 JP2560396 B2 JP 2560396B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency band
- power spectrum
- wide frequency
- detection method
- noise
- Prior art date
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方
式に関し、特に無指向性パッシブソノブイによって受信
した水中の音響信号を処理し、音源を探知及び類別する
音響信号処理装置に利用する場合、音源が広周波数帯域
の雑音を発生し、これを２本の無指向性パッシブソノブ
イで受信して音源発生雑音のパワースペクトル検出を行
なう広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方式に関
する。
式に関し、特に無指向性パッシブソノブイによって受信
した水中の音響信号を処理し、音源を探知及び類別する
音響信号処理装置に利用する場合、音源が広周波数帯域
の雑音を発生し、これを２本の無指向性パッシブソノブ
イで受信して音源発生雑音のパワースペクトル検出を行
なう広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方式に関
する。
従来のこの種の広周波数帯域雑音パワースペクトル検
出方式を第２図に示す。ソノブイ受信信号18はバンドパ
スフィルタ15に入力される。バンドパスフィルタ15は、
ソノブイ受信信号18の全周波数帯域のなかから一定の周
波数帯域の部分を通過させ、バンドパスフィルタ出力信
号19を出力する。バンドパスフィルタ出力信号19は検波
部16において２乗検波、絶対値検波等により検波され、
検波部出力信号20となる。検波部出力信号20は平均部17
で時間平均がとられ平均パワー21が検出される。
出方式を第２図に示す。ソノブイ受信信号18はバンドパ
スフィルタ15に入力される。バンドパスフィルタ15は、
ソノブイ受信信号18の全周波数帯域のなかから一定の周
波数帯域の部分を通過させ、バンドパスフィルタ出力信
号19を出力する。バンドパスフィルタ出力信号19は検波
部16において２乗検波、絶対値検波等により検波され、
検波部出力信号20となる。検波部出力信号20は平均部17
で時間平均がとられ平均パワー21が検出される。
ソノブイ受信信号18に含まれる広周波数帯域雑音のパ
ワースペクトルの検出は、通過中心周波数の異なる複数
のバンドパスフィルタ15を用いることにより行う。
ワースペクトルの検出は、通過中心周波数の異なる複数
のバンドパスフィルタ15を用いることにより行う。
上述した従来の広周波数帯域雑音パワースペクトル検
出方式は、水中の周囲雑音と音源の発生した雑音のパワ
ーとを合成したスペクトルが検出されるため、周囲雑音
のみのパワースペクトルを知らない限り音源の発生雑音
のパワースペクトルが求められないという欠点がある。
出方式は、水中の周囲雑音と音源の発生した雑音のパワ
ーとを合成したスペクトルが検出されるため、周囲雑音
のみのパワースペクトルを知らない限り音源の発生雑音
のパワースペクトルが求められないという欠点がある。
本発明の方式は、水中に存在する広周波数帯域雑音源
が発生する雑音のパワースペクトルを検出する広周波帯
域雑音源パワースペクトル検出方式において、相異なる
２つの位置に配置された２本の無指向性パッシブソノブ
イの受信信号を入力しこれら２つの受信信号の相関成分
が最大を示す時間差を測定するタイムラグ測定部と、前
記２つの受信信号から一定の周波数帯域の成分を抽出し
この相互相関を前記タイムラグ測定部で測定された時間
差でとる雑音パワー検出部とを備えて構成される。
が発生する雑音のパワースペクトルを検出する広周波帯
域雑音源パワースペクトル検出方式において、相異なる
２つの位置に配置された２本の無指向性パッシブソノブ
イの受信信号を入力しこれら２つの受信信号の相関成分
が最大を示す時間差を測定するタイムラグ測定部と、前
記２つの受信信号から一定の周波数帯域の成分を抽出し
この相互相関を前記タイムラグ測定部で測定された時間
差でとる雑音パワー検出部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詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、
タイムラグ測定部１と雑音パワー検出部２とを備えて構
成される。
タイムラグ測定部１と雑音パワー検出部２とを備えて構
成される。
ソノブイ受信信号８とソノブイ受信信号９は、互いに
相異なる２つの地理上の位置に配置された２本のソノブ
イから同時に受信された周囲雑音を含む音源の広周波数
帯域雑音であり、それぞれ（１），（２）式のように表
現される。
相異なる２つの地理上の位置に配置された２本のソノブ
イから同時に受信された周囲雑音を含む音源の広周波数
帯域雑音であり、それぞれ（１），（２）式のように表
現される。
（ソノブイ受信信号８）＝n1（ｔ）＋ns（ｔ） ……
（１） （ソノブイ受信信号９）＝n2（ｔ）＋ns（ｔ−τ）……
（２） （１），（２）式において、n1及びn2（ｔ）は周囲雑
音、ns（ｔ）は音源の発生する雑音である。n1（ｔ），
n2（ｔ），ns（ｔ）はそれぞれ平均０、分散σ1 2，
σ2 2，σs 2のガウスランダム雑音であり、相互の相関は
ない。また（２）式のτは２本のソノブイと音源の間の
距離差により決まる音波伝搬の時間差である。
（１） （ソノブイ受信信号９）＝n2（ｔ）＋ns（ｔ−τ）……
（２） （１），（２）式において、n1及びn2（ｔ）は周囲雑
音、ns（ｔ）は音源の発生する雑音である。n1（ｔ），
n2（ｔ），ns（ｔ）はそれぞれ平均０、分散σ1 2，
σ2 2，σs 2のガウスランダム雑音であり、相互の相関は
ない。また（２）式のτは２本のソノブイと音源の間の
距離差により決まる音波伝搬の時間差である。
ソノブイ受信信号８及びソノブイ受信信号９は、タイ
ムラグ測定部１に入力される。タイムラグ測定部１に入
力される。タイムラグ測定部１は、２本のソノブイ受信
信号に含まれる相関成分の時間差を測定する機能を有す
る。第１図の実施例ではタイムラグ測定部１は相関器３
及びピーク検出器４により構成される。
ムラグ測定部１に入力される。タイムラグ測定部１に入
力される。タイムラグ測定部１は、２本のソノブイ受信
信号に含まれる相関成分の時間差を測定する機能を有す
る。第１図の実施例ではタイムラグ測定部１は相関器３
及びピーク検出器４により構成される。
相関器３は、ソノブイ受信信号８とソノブイ受信信号
９の相互相関をとり、（３）式に示す相関出力10を出力
する。
９の相互相関をとり、（３）式に示す相関出力10を出力
する。
（３）式において、積分時間Ｔを大きくとると、相関
のタイムラグｌがτに等しいとき相関出力10は音源の発
生する雑音の分散σs 2に近づき、最大値をとる。一方、
ｌがτと異なる場合には、相関出力10は０に近づく。こ
の相関出力10はピーク検出器４に入力される。ピーク検
出器４は、相関のタイムラグｌを変化させた場合の相関
出力10を観測し、相関出力10が最大値をとるｌを求め
る。前述したように、このときｌは２本のソノブイと音
源間の距離差に起因するソノブイ受信信号８とソノブイ
受信信号９の相関成分の時間差τに等しくなり、この時
間差はタイムラグ測定部出力11として雑音パワー検出部
２に出力される。
のタイムラグｌがτに等しいとき相関出力10は音源の発
生する雑音の分散σs 2に近づき、最大値をとる。一方、
ｌがτと異なる場合には、相関出力10は０に近づく。こ
の相関出力10はピーク検出器４に入力される。ピーク検
出器４は、相関のタイムラグｌを変化させた場合の相関
出力10を観測し、相関出力10が最大値をとるｌを求め
る。前述したように、このときｌは２本のソノブイと音
源間の距離差に起因するソノブイ受信信号８とソノブイ
受信信号９の相関成分の時間差τに等しくなり、この時
間差はタイムラグ測定部出力11として雑音パワー検出部
２に出力される。
雑音パワー検出部２は、２本のソノブイ受信信号から
一定の周波数帯域の成分を抽出し、タイムラグ測定部１
で測定される２本のソノブイ受信信号に含まれる相関成
分の時間差を適用した場合の一定周波数帯域に制限され
た２つの信号の相互相関を出力する機能を有する。第１
図の実施例では、雑音パワー検出部２は、２つの同一特
性を有するバンドパスフィルタ５及び６並びに相関器７
により構成される。
一定の周波数帯域の成分を抽出し、タイムラグ測定部１
で測定される２本のソノブイ受信信号に含まれる相関成
分の時間差を適用した場合の一定周波数帯域に制限され
た２つの信号の相互相関を出力する機能を有する。第１
図の実施例では、雑音パワー検出部２は、２つの同一特
性を有するバンドパスフィルタ５及び６並びに相関器７
により構成される。
ソノブイ受信信号８及び９は、それぞれバンドパスフ
ィルタ５及び６に入力される。バンドパスフィルタ５及
び６は、ソノブイ受信信号８及び９の一定周波数帯域成
分を抽出し、バンドパスフィルタ出力12及び13を出力す
る。
ィルタ５及び６に入力される。バンドパスフィルタ５及
び６は、ソノブイ受信信号８及び９の一定周波数帯域成
分を抽出し、バンドパスフィルタ出力12及び13を出力す
る。
バンドパスフィルタ出力12及び13は（４）式、（５）
式のように表現される。
式のように表現される。
（バンドパスフィルタ出力12）＝ n1′（ｔ）＋ns′（ｔ） ……（４） （バンドパスフィルタ出力13）＝ n2′（ｔ）＋ns′（ｔ−τ） ……（５） （４），（５）式のn1′（ｔ），n2′（ｔ），ns′
（ｔ）は、それぞれ（１），（２）式のn1（ｔ），n
2（ｔ），ns（ｔ）を一定周波数帯域に制限した成分で
ある。n1′（ｔ），n2′（ｔ），ns′（ｔ）は、それぞ
れ平均０のガウスランダム雑音となり相互の相関はな
い。また、それぞれの分散はσ1 2′，σ2 2′，σs 2′と
する。
（ｔ）は、それぞれ（１），（２）式のn1（ｔ），n
2（ｔ），ns（ｔ）を一定周波数帯域に制限した成分で
ある。n1′（ｔ），n2′（ｔ），ns′（ｔ）は、それぞ
れ平均０のガウスランダム雑音となり相互の相関はな
い。また、それぞれの分散はσ1 2′，σ2 2′，σs 2′と
する。
バンドパスフィルタ出力12及び13、並びにタイムラグ
測定部出力11は相関器７に入力される。相関器７はバン
ドパスフィルタ出力12及び13の相互相関をとり、（６）
式に示す雑音パワー検出部出力14を出力する。
測定部出力11は相関器７に入力される。相関器７はバン
ドパスフィルタ出力12及び13の相互相関をとり、（６）
式に示す雑音パワー検出部出力14を出力する。
（６）式において、τ′はタイムラグ測定部出力11で
あり、τに近似する。このため、（６）式の積分時間Ｔ
を大きくとると、雑音パワー検出部出力14はバンドパス
フィルタ５及び６により制限された周波数帯域中の音源
の発生雑音の分散σ2 s′に近づく。σ2 2′はパワーを表
わしており、音源の発生する広周波数帯域雑音のパワー
スペクトルの検出は、通過周波数帯域の異なる複数のバ
ンドパスフィルタ５及び６を用いることにより行う。
あり、τに近似する。このため、（６）式の積分時間Ｔ
を大きくとると、雑音パワー検出部出力14はバンドパス
フィルタ５及び６により制限された周波数帯域中の音源
の発生雑音の分散σ2 s′に近づく。σ2 2′はパワーを表
わしており、音源の発生する広周波数帯域雑音のパワー
スペクトルの検出は、通過周波数帯域の異なる複数のバ
ンドパスフィルタ５及び６を用いることにより行う。
以上説明したように本発明は相異る２つの位置に配置
した２本の無指向性パッシブソノブイの受信信号の相関
最大値を示す時間差を適用して前記２つの受信信号に含
まれる一定の周波数成分の相互相関をとることにより、
従来困難であった水中雑音中の広周波帯域雑音源発生信
号のパワースペクトルを検出することが可能となり、音
源を類別する上で非常に有効な情報が得られるという効
果がある。
した２本の無指向性パッシブソノブイの受信信号の相関
最大値を示す時間差を適用して前記２つの受信信号に含
まれる一定の周波数成分の相互相関をとることにより、
従来困難であった水中雑音中の広周波帯域雑音源発生信
号のパワースペクトルを検出することが可能となり、音
源を類別する上で非常に有効な情報が得られるという効
果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来の広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方式の
ブロック図である。 １……タイムラグ測定部、２……雑音パワー検出部、３
……相関器、４……ピーク検出器、５……バンドパスフ
ィルタ、６……バンドパスフィルタ、７……相関器、８
……ソノブイ受信信号、９……ソノブイ受信信号、10…
…相関出力、11……タイムラグ測定部出力、12……バン
ドパスフィルタ出力、13……バンドパスフィルタ、14…
…雑音パワー検出部出力、15……バンドパスフィルタ、
16……検波部、17……平均部、18……ソノブイ受信信
号、19……バンドパスフィルタ出力信号、20……検波部
出力信号、21……平均パワー。
従来の広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方式の
ブロック図である。 １……タイムラグ測定部、２……雑音パワー検出部、３
……相関器、４……ピーク検出器、５……バンドパスフ
ィルタ、６……バンドパスフィルタ、７……相関器、８
……ソノブイ受信信号、９……ソノブイ受信信号、10…
…相関出力、11……タイムラグ測定部出力、12……バン
ドパスフィルタ出力、13……バンドパスフィルタ、14…
…雑音パワー検出部出力、15……バンドパスフィルタ、
16……検波部、17……平均部、18……ソノブイ受信信
号、19……バンドパスフィルタ出力信号、20……検波部
出力信号、21……平均パワー。
Claims (1)
- 【請求項１】水中に存在する広周波数帯域雑音源が発生
する雑音のパワースペクトルを検出する広周波帯域雑音
源パワースペクトル検出方式において、相異なる２つの
位置に配置された２本の無指向性パッシブソノブイの受
信信号を入力しこれら２つの受信信号の相関成分が最大
を示す時間差を測定するタイムラグ測定部と、前記２つ
の受信信号から一定の周波数帯域の成分を抽出しこの相
互相関を前記タイムラグ測定部で測定された時間差でと
る雑音パワー検出部とを備えて成ることを特徴とする広
周波数域雑音源パワースペクトル検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051096A JP2560396B2 (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051096A JP2560396B2 (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01223372A JPH01223372A (ja) | 1989-09-06 |
| JP2560396B2 true JP2560396B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=12877280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63051096A Expired - Lifetime JP2560396B2 (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 広周波数帯域雑音源パワースペクトル検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560396B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-03 JP JP63051096A patent/JP2560396B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01223372A (ja) | 1989-09-06 |
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