JP2624696B2 - スペクトル推定装置 - Google Patents
スペクトル推定装置Info
- Publication number
- JP2624696B2 JP2624696B2 JP62192084A JP19208487A JP2624696B2 JP 2624696 B2 JP2624696 B2 JP 2624696B2 JP 62192084 A JP62192084 A JP 62192084A JP 19208487 A JP19208487 A JP 19208487A JP 2624696 B2 JP2624696 B2 JP 2624696B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spectrum
- data
- frequency
- fourier plane
- band
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フーリエ変換分光光度計、フーリエ変換核
磁気共鳴（FT−NMR）、音声スペクトル推定、コンピュ
ティッドトモグラフィー（CT）などの信号処理装置に用
いられ、逆フーリエ面上のデータを用い、フーリエ面上
の着目する特定周波数域のスペクトルの分解能を最大エ
ントロピー法（MEM法）を用いて向上させるスペクトル
推定装置に関する。
磁気共鳴（FT−NMR）、音声スペクトル推定、コンピュ
ティッドトモグラフィー（CT）などの信号処理装置に用
いられ、逆フーリエ面上のデータを用い、フーリエ面上
の着目する特定周波数域のスペクトルの分解能を最大エ
ントロピー法（MEM法）を用いて向上させるスペクトル
推定装置に関する。
［従来の技術］ MEM法によるスペクトル推定法に関しては、例えば、
日野幹雄著、スペクトル解析、朝倉書店出版、83〜94頁
及び210〜227頁に詳述されている。
日野幹雄著、スペクトル解析、朝倉書店出版、83〜94頁
及び210〜227頁に詳述されている。
このMEM法は、通常用いられる高速フーリエ変換法（F
FT法）と比較して、スペクトル推定の際に非線形性を有
するものの、スペクトルの極めて低周波成分まで推定で
き、しかも、スペクトル分解能が極めて高いという優れ
たスペクトル推定法である。
FT法）と比較して、スペクトル推定の際に非線形性を有
するものの、スペクトルの極めて低周波成分まで推定で
き、しかも、スペクトル分解能が極めて高いという優れ
たスペクトル推定法である。
MEM法の計算に関しては、漸化式に基づく高速アルゴ
リズムが開発されている。
リズムが開発されている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、この高速アルゴリズムによっても、計算に要
する時間はFFT法と比較して１桁も長く、MEM法の問題点
の１つになっていた。このため、利用分野がかなり限定
されていた。
する時間はFFT法と比較して１桁も長く、MEM法の問題点
の１つになっていた。このため、利用分野がかなり限定
されていた。
この計算所要時間は、予測誤差フィルターの次数及び
データ総点数が大きくなるにつれて、飛躍的に増大す
る。特に、データ総点数の多少が計算時間に大きく影響
する。
データ総点数が大きくなるにつれて、飛躍的に増大す
る。特に、データ総点数の多少が計算時間に大きく影響
する。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、MEM法による計
算所要時間を短縮できるスペクトル推定装置を提供する
ことにある。
算所要時間を短縮できるスペクトル推定装置を提供する
ことにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明に係るスペクトル推定装置では、 超分解しようとするフーリエ面上の周波数領域が通過
域として設定され、該フーリエ面に対する逆フーリエ面
上のデータが入力されるバンドパスフィルタと、 該バンドパスフィルタの出力データが入力され、該デ
ータの各周波数成分を低周波数側にシフトさせる周波数
変換手段とを有し、 該周波数変換手段の出力データを所定のサンプリング
間隔でサンプリングし、このサンプリングしたデータを
用いてMEM法によりフーリエ面上のスペクトルを推定す
ることを特長としている。
域として設定され、該フーリエ面に対する逆フーリエ面
上のデータが入力されるバンドパスフィルタと、 該バンドパスフィルタの出力データが入力され、該デ
ータの各周波数成分を低周波数側にシフトさせる周波数
変換手段とを有し、 該周波数変換手段の出力データを所定のサンプリング
間隔でサンプリングし、このサンプリングしたデータを
用いてMEM法によりフーリエ面上のスペクトルを推定す
ることを特長としている。
［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明をフーリエ分光光度計の
データ処理装置に適用した実施例を説明する。第１図は
スペクトル推定装置のブロック図である。
データ処理装置に適用した実施例を説明する。第１図は
スペクトル推定装置のブロック図である。
インターフェログラム取得装置10は、例えば図示しな
いマイケルソン干渉計の移動鏡を往復移動させて出射光
強度を検出器で検出するようになっており、第２図
（Ａ）に示すような逆フーリエ面上のインターフェログ
ラムが経時的にえられる。このインターフェログラム
は、移動鏡の１往復について、Ｎ個のデジタルデータ列
としてマイクロコンピュータ12へ供給される。すなわ
ち、マイクロコンピュータ12からの制御信号に基づい
て、サンプル・ホールド回路13、A/D変換器14を介し、
マイクロコンピュータ14へインターフェログラムデータ
が供給される。
いマイケルソン干渉計の移動鏡を往復移動させて出射光
強度を検出器で検出するようになっており、第２図
（Ａ）に示すような逆フーリエ面上のインターフェログ
ラムが経時的にえられる。このインターフェログラム
は、移動鏡の１往復について、Ｎ個のデジタルデータ列
としてマイクロコンピュータ12へ供給される。すなわ
ち、マイクロコンピュータ12からの制御信号に基づい
て、サンプル・ホールド回路13、A/D変換器14を介し、
マイクロコンピュータ14へインターフェログラムデータ
が供給される。
第１図にはマイクロコンピュータ12のソフトウエア構
成が機能ブロックにより示されており、このインターフ
ェログラムデータは、周知の前処理部15でアボダイゼー
ションやゼロフィリングなどの処理が行われる。次に、
周知のFFT計算部16で、高速フーリエ変換により第２図
（Ｂ）に示すようなフーリエ面上のスペクトルが得られ
る。このスペクトルは、周波数について等間隔にＮ点の
データで表され、マイクロコンピュータ12から表示装置
18に供給されてその画面に表示される。
成が機能ブロックにより示されており、このインターフ
ェログラムデータは、周知の前処理部15でアボダイゼー
ションやゼロフィリングなどの処理が行われる。次に、
周知のFFT計算部16で、高速フーリエ変換により第２図
（Ｂ）に示すようなフーリエ面上のスペクトルが得られ
る。このスペクトルは、周波数について等間隔にＮ点の
データで表され、マイクロコンピュータ12から表示装置
18に供給されてその画面に表示される。
ここで、第２図（Ｂ）において、スペクトルのある着
目する領域f1〜f2の部分を超分解したい場合には、MEM
法を適用するのが望ましい。
目する領域f1〜f2の部分を超分解したい場合には、MEM
法を適用するのが望ましい。
しかしながら、同図（Ａ）のＮ点のすべてのインター
フェログラムデータに対してMEM法を適用すると、計算
時間が非常に長くなる。
フェログラムデータに対してMEM法を適用すると、計算
時間が非常に長くなる。
そこで、本実施例では、次のような構成を設けてこの
計算時間を短縮している。
計算時間を短縮している。
すなわち、操作者は、マイクロコンピュータ12に対
し、超分解しようとする周波数領域f1〜f2（第３図
（Ａ）参照）を設定する。マイクロコンピュータ12は設
定部19において、この設定値に基づいて、バンドパスフ
ィルタ20の通過域をf1〜f2に設定する。これにより、バ
ンドパスフィルタ20の透過特性は第３図（Ｂ）に示すよ
うになる。
し、超分解しようとする周波数領域f1〜f2（第３図
（Ａ）参照）を設定する。マイクロコンピュータ12は設
定部19において、この設定値に基づいて、バンドパスフ
ィルタ20の通過域をf1〜f2に設定する。これにより、バ
ンドパスフィルタ20の透過特性は第３図（Ｂ）に示すよ
うになる。
A/D変換器14の出力データはこのバンドパスフィルタ2
0へも供給され、第４図に示すような波形のデータ列に
変換される。同図において、一点鎖線は包絡線である。
この波形のスペクトルＳ（ｆ）は次式で表される。
0へも供給され、第４図に示すような波形のデータ列に
変換される。同図において、一点鎖線は包絡線である。
この波形のスペクトルＳ（ｆ）は次式で表される。
ここに、aiは、ｉ番目の干渉縞の周波数成分の振幅で
あり、 はf1〜f2のすべての成分に対しての総和を表している。
あり、 はf1〜f2のすべての成分に対しての総和を表している。
このスペクトルＳ（ｆ）は乗算部22へ供給され、余弦
波発生部24から供給されるcos（２πf0ｔ＋φ）が乗ぜ
られる。ここに、φは初期位相である。また、周波数f0
は、設定部19から供給されるf0＝f1−Δにより定められ
る。このΔの値は、例えば第３図（Ｂ）に示す立ち上が
り部分の幅の２倍程度である。f0とf1の関係は、第３図
（Ｃ）に示されている。
波発生部24から供給されるcos（２πf0ｔ＋φ）が乗ぜ
られる。ここに、φは初期位相である。また、周波数f0
は、設定部19から供給されるf0＝f1−Δにより定められ
る。このΔの値は、例えば第３図（Ｂ）に示す立ち上が
り部分の幅の２倍程度である。f0とf1の関係は、第３図
（Ｃ）に示されている。
乗算部22は初期位相φを零にして乗算を行う。この乗
算部22の出力波形Ｓ′（ｆ）は次式で表される。
算部22の出力波形Ｓ′（ｆ）は次式で表される。
次に、この波形をローパスデジタルフィルタ26に通し
て、式（２）の右辺第２項の高周波成分を除去する。
て、式（２）の右辺第２項の高周波成分を除去する。
上記乗算部22、余弦波発生部24及びローパスデジタル
フィルタ26は周波数変換手段を構成している。
フィルタ26は周波数変換手段を構成している。
ローパスデジタルフィルタ26の出力波形Ｓ″（ｆ）
は、最大周波数成分がf2−f0であるので、Ｎ点以下でサ
ンプリングすることができる。すなわち、サンプリング
間隔は、サンプリング定理により、1/2（f2−f0）以上
であればよい。したがって、第２図（Ａ）に示すインタ
ーフェログラムの最大周波数をfmaxとすると、サンプリ
ング点数は、Ｎ（f2−f0）／fmaxで充分である。
は、最大周波数成分がf2−f0であるので、Ｎ点以下でサ
ンプリングすることができる。すなわち、サンプリング
間隔は、サンプリング定理により、1/2（f2−f0）以上
であればよい。したがって、第２図（Ａ）に示すインタ
ーフェログラムの最大周波数をfmaxとすると、サンプリ
ング点数は、Ｎ（f2−f0）／fmaxで充分である。
この間隔でサンプル部28によりローパスデジタルフィ
ルタ26の出力データがサンプリングされ、次にMEM計算
部30において、このデータを用いてMEM法によりスペク
トルの推定が行われる。
ルタ26の出力データがサンプリングされ、次にMEM計算
部30において、このデータを用いてMEM法によりスペク
トルの推定が行われる。
このスペクトルのうち、第３図（Ｂ）において透過特
性が平坦な領域f1〜f2の周波数成分が、マイクロコンピ
ュータ12から表示装置18へ供給されてその画面に表示さ
れる。逆にいえば、設定周波数領域f1〜f2の透過特性が
平坦になるように、バンドパスフィルタ20が設計されて
いる。
性が平坦な領域f1〜f2の周波数成分が、マイクロコンピ
ュータ12から表示装置18へ供給されてその画面に表示さ
れる。逆にいえば、設定周波数領域f1〜f2の透過特性が
平坦になるように、バンドパスフィルタ20が設計されて
いる。
なお、上記実施例では主要部をソフトウエアで構成し
た場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、デジ
タルフィルタ20、26、乗算部22、余弦波発生部24及びサ
ンプリング部28をそれぞれハードウエアで構成してもよ
い。
た場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、デジ
タルフィルタ20、26、乗算部22、余弦波発生部24及びサ
ンプリング部28をそれぞれハードウエアで構成してもよ
い。
また、本発明は、デジタルフィルタの代わりにアナロ
グフィルタを用いて構成してもよいことは勿論である。
この場合には、A/D変換器14が不要になり、また、サン
プリング部28はサンプル・ホールド回路及びこれに後続
されるA/D変換器で置き換えられる。
グフィルタを用いて構成してもよいことは勿論である。
この場合には、A/D変換器14が不要になり、また、サン
プリング部28はサンプル・ホールド回路及びこれに後続
されるA/D変換器で置き換えられる。
また、このアナログ回路を用いる場合には、乗算部22
の代わりに、混合器（非線形変調器）を用いてもよい。
の代わりに、混合器（非線形変調器）を用いてもよい。
［発明の効果］ 本発明に係るスペクトル推定装置では、超分解しよう
とするフーリエ面上の周波数領域をバンドパスフィルタ
の通過域として設定し、このバンドパスフィルタにフー
リエ面に対する逆フーリエ面上のデータを入力し、バン
ドパスフィルタの出力データを周波数変換手段に入力し
て周波数を低域側にシフトし、シフトされたデータを所
定のサンプリング間隔でサンプリングし、このサンプリ
ングしたデータを用いてMEM法によりスペクトルを推定
するようなっているので、サンプリング点数を低減で
き、したがって、MEM法による計算所要時間を短縮でき
るという優れた効果がある。
とするフーリエ面上の周波数領域をバンドパスフィルタ
の通過域として設定し、このバンドパスフィルタにフー
リエ面に対する逆フーリエ面上のデータを入力し、バン
ドパスフィルタの出力データを周波数変換手段に入力し
て周波数を低域側にシフトし、シフトされたデータを所
定のサンプリング間隔でサンプリングし、このサンプリ
ングしたデータを用いてMEM法によりスペクトルを推定
するようなっているので、サンプリング点数を低減で
き、したがって、MEM法による計算所要時間を短縮でき
るという優れた効果がある。
第１図は本発明の実施例に係るスペクトル推定装置のブ
ロック図、第２図（Ａ）はインターフェログラム取得装
置10により得られるインターフェログラム、第２図
（Ｂ）はこのインターフェログラムをFFTにより変換し
たスペクトル図、第３図（Ａ）は第２図（Ｂ）において
超分解しようとする領域の拡大スペクトル図、第３図
（Ｂ）は、バンドパスフィルタ20の周波数に関する透過
特性図、第３図（Ｃ）は余弦波発生部24の周波数f0をこ
の透過特性との関係で示した図、第３図（Ｄ）はMEM法
を用いて超分解されたスペクトル図、第４図はバンドパ
スフィルタ20を通過したインターフェログラムである。
ロック図、第２図（Ａ）はインターフェログラム取得装
置10により得られるインターフェログラム、第２図
（Ｂ）はこのインターフェログラムをFFTにより変換し
たスペクトル図、第３図（Ａ）は第２図（Ｂ）において
超分解しようとする領域の拡大スペクトル図、第３図
（Ｂ）は、バンドパスフィルタ20の周波数に関する透過
特性図、第３図（Ｃ）は余弦波発生部24の周波数f0をこ
の透過特性との関係で示した図、第３図（Ｄ）はMEM法
を用いて超分解されたスペクトル図、第４図はバンドパ
スフィルタ20を通過したインターフェログラムである。
Claims (1)
- 【請求項１】超分解しようとするフーリエ面上の周波数
領域が通過域として設定され、該フーリエ面に対する逆
フーリエ面上のデータが入力されるバンドパスフィルタ
と、 該バンドパスフィルタの出力データが入力され、該デー
タの各周波数成分を低周波数側にシフトさせる周波数変
換手段とを有し、 該周波数変換手段の出力データを所定のサンプリング間
隔でサンプリングし、このサンプリングしたデータを用
いてMEM法によりフーリエ面上のスペクトルを推定する
ことを特長とするスペクトル推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62192084A JP2624696B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | スペクトル推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62192084A JP2624696B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | スペクトル推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6435385A JPS6435385A (en) | 1989-02-06 |
| JP2624696B2 true JP2624696B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=16285379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62192084A Expired - Lifetime JP2624696B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | スペクトル推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624696B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010032551A (ja) * | 2003-10-09 | 2010-02-12 | Nativis Inc | 低周波数スペクトルでサンプルを特徴付けるための方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2835274B2 (ja) * | 1994-02-24 | 1998-12-14 | 株式会社テック | 画像認識装置 |
| JP3209108B2 (ja) | 1996-08-23 | 2001-09-17 | 松下電器産業株式会社 | ２次元コード読み取り装置 |
| ITTO20091007A1 (it) | 2009-12-21 | 2011-06-22 | Indesit Co Spa | Apparecchio di refrigerazione del tipo no-frost, in particolare di uso domestico. |
-
1987
- 1987-07-31 JP JP62192084A patent/JP2624696B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010032551A (ja) * | 2003-10-09 | 2010-02-12 | Nativis Inc | 低周波数スペクトルでサンプルを特徴付けるための方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6435385A (en) | 1989-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3988667A (en) | Noise source for transfer function testing | |
| JP3338370B2 (ja) | 周波数分析方法及びこの方法を用いた掃引型スペクトラム・アナライザ | |
| US7099417B2 (en) | Trace video filtering using wavelet de-noising techniques | |
| CA1041173A (en) | Noise burst source for transfer function testing | |
| US6970738B1 (en) | Complex impedance spectrometer using parallel demodulation and digital conversion | |
| EP2733871A1 (en) | Amplitude flatness and phase linearity calibration for rf sources | |
| JPH0750136B2 (ja) | 周波数測定方法 | |
| US6208946B1 (en) | High speed fourier transform apparatus | |
| JPH07294566A (ja) | 高分解能周波数分析装置を用いたドップラ補償装置 | |
| JP2624696B2 (ja) | スペクトル推定装置 | |
| JPH09288006A (ja) | フーリエ変換・赤外分光計のディジタル信号処理方法 | |
| EP0437034A2 (en) | I.F. calibration method | |
| US7272521B1 (en) | Measurement of phase nonlinearity of non-linear devices | |
| JP3381109B2 (ja) | 伝達関数測定装置 | |
| JPH0723901B2 (ja) | 周波数応答関数測定方法 | |
| US4995006A (en) | Apparatus and method for low-pass equivalent processing | |
| Wei et al. | Sub-pixel visualization of the envelope peak in a pulse train interferometer | |
| Akan et al. | Evolutionary spectral analysis using a warped Gabor expansion | |
| JP3696379B2 (ja) | 多入力振幅・位相測定方法および装置 | |
| JP4242346B2 (ja) | 変調された信号の包絡線の決定方法 | |
| US7783456B2 (en) | Wave detection device, method, program, and recording medium | |
| JP2000284008A (ja) | 周波数測定方法及び周波数測定装置 | |
| JP3696369B2 (ja) | 短光パルスの波形再生方法 | |
| JP2001502432A (ja) | 掃引周波数装置試験 | |
| RU2117306C1 (ru) | Способ определения частоты узкополосного сигнала |