JP2840823B2 - 目標自動類別識別装置 - Google Patents

目標自動類別識別装置

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JP2840823B2
JP2840823B2 JP8154172A JP15417296A JP2840823B2 JP 2840823 B2 JP2840823 B2 JP 2840823B2 JP 8154172 A JP8154172 A JP 8154172A JP 15417296 A JP15417296 A JP 15417296A JP 2840823 B2 JP2840823 B2 JP 2840823B2
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隆広 加藤
博 萬造寺
享 溝田
正人 山下
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BOEICHO GIJUTSU KENKYU HONBUCHO
Oki Electric Industry Co Ltd
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BOEICHO GIJUTSU KENKYU HONBUCHO
Oki Electric Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、音波等の入力信号
を周波数分析して狭帯域信号を抽出し、あらかじめ収集
したカタログの周波数と比較して、目標を識別する目標
自動類識別装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、M.A.フィッシューラ/O.ファーシャイン
著(玉井哲雄訳)「人と機械の知能」(初版)(198
9−4−20)(株)トッパン、P.118−122に
記載されるものや、特開平4−235372号公報に記
載されるものがあった。図5は特開平4−235372
号公報に記載の従来の目標自動類別方法を示すもので、
音源の探知から目標の識別に至る一連の流れの説明図で
ある。従来の目標自動類別方法について説明する。ここ
では例として、入力信号を音波とする。N個のセンサ
(1−1〜1−N)に入力される時系列信号に対して、
FFT(高速フーリエ変換)/整相処理2ではFFTと
整相処理をおこない、時系列信号を方位、周波数空間上
のレベルデータに変換する。
【0003】自動探知/追尾処理3では方位、周波数空
間上でのレベルの極大点(以後、これをイベントと呼
ぶ)を検出し、それを時間的に追尾することにより、ラ
イン(イベントの時間的な連なり)の検出を行う。デー
タ統合処理ブロック4はラインの方位情報から、同−の
音源に関するラインの組み合わせを生成するデータ統合
処理部である。特徴抽出処理5では各ラインの特徴抽出
をおこない、特徴要素として周波数の時間的な平均値、
標準偏差値を抽出する。これらのデータはブロック6で
カタログとの照合に利用される。ここで、カタログと
は、識別しようとする目標別に作成された特徴情報であ
り、過去に得られた周波数情報をもとに類別され、図6
に示すようなものである。図6では簡単な例として、目
標Aおよび目標Bに対するカタログを示し、それぞれの
目標が放射すると予想される信号の周波数帯域を該周波
数の平均(F1 )と変化幅(dF1 )を用いて表現する
ものである。
【0004】次に、ブロック6内のカタログ照合処理6
1について説明する。自動探知/追尾処理3で検出され
たラインの周波数の時間的な平均値、標準偏差値をそれ
ぞれfi 、σi (i=1,2,…,m)として、これら
のパラメータをもとに探知信号の分布Di (f)を次式
とする。
【0005】
【数1】
【0006】一方、目標kに対するカタログの中心周波
数とその変化幅をそれぞれFj 、dFj (j=1,2,
…,m)として、目標kのカタログデータCk(f)を
次式により構成する。
【0007】
【数2】
【0008】以上のように得られた探知信号の分布Di
(f)とカタログデータCk(f)を図7に示すように
重ね合わせ、探知信号の分布Di (f)とカタログデー
タCk(f)の重なる面積を求め、それぞれの面積をS
i (i=1,2,…,n)とする。ここで求めたSi
デンプスター・シェファーの理論における“探知された
ラインiが目標kであることを支持する確率”と定義
し、残りの1−Si は不明の確率(θ)であると定義す
る。そこでデンプスターの結合規則により、すべてのS
i 結合を式(3)のようにおこなう。また、この時の結
合の概念を図8に示す。
【0009】
【数3】
【0010】この結合された結果が“探知信号D(f)
が目標kである確信度Pk ”となる。この確信度Pk
すべての目標に対するカタログデータCk (f)に対し
て求め、目標選択部62に送る。目標選択部62では、
すべての目標に対する確信度の中から、予め設定された
数だけ確信度上位のものから選択する。表示部63で
は、目標選択部で選択された目標を上位のものから順番
に表示する。以上の説明において、探知信号D(f)と
カタログデータCk (f)の重なる面積Si を“探知さ
れたラインiが目標kであることを支持する確率”とし
たが、目標kのカタログに対して平均周波数Fj とその
変化幅dFj 、さらに、重要度Wj (0≦Wj ≦1)も
設定しておき、面積Si に重みづけを表す重要度Wj
掛けたものを“探知されたラインiが目標kであること
を支持する確率”としてもよい。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、目標が
運動する場合、目標の速力毎に目標の放射する信号の周
波数が変動し、それを補うために目標のカタログを作成
する際に、カタログの周波数の変化幅dFj を大きくと
っていた。そのため、誤照合の割合が大きくなり、識別
の精度が低くなる傾向にあった。また、目標の速力が異
なる信号を別目標のカタログとすると、照合の回数が増
大することで演算量も増大するという問題があった。本
発明は、上記カタログに対して目標の放射する信号を機
構別に分割するとともに、同一の機構をもっている複数
の目標から1つの機構別のカタログを共有できる構造に
し、さらに速力に応じて周波数データが変化する機構に
関して、速力毎のデータを設定することにより、照合に
おける誤照合の割合を小さくし、識別の精度を向上させ
るとともにカタログの記憶サイズ縮小および照合におけ
る演算量の低減を図るものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係る目標自動類
別識別装置は、予め収集した複数の目標の入力信号に対
して目標別に周波数の特徴で類別されている特徴情報で
ある目標別カタログを目標の有する機構毎の機構別カタ
ログに分割するとともに、同一の機構をもっている複数
の目標から1つの機構別カタログを共有できる形態と
し、さらに速力に依存する機構に関しては速力別のカタ
ログともなる複数の機構別カタログを格納した記憶手段
と、記憶手段に格納された各機構別カタログと同一であ
る目標データとを比較照合して目標データの機構別カタ
ログに対する確信度の割り当てを行う比較照合手段と、
比較照合手段より入力された確信度の内、同一機構のも
ので、速力のみが異なるものの中で確信度の最大値を目
標値に選び、デンプスター・シェファーの理論に基づ
き、同一機構の中での該目標別最大値を結合し、目標別
の機構別確信度を算出する機構別確信度算出手段と、機
構別確信度算出手段から入力された各機構に対する機構
別確信度を再び、デンプスター・シェファーの理論に基
づき結合し、その結合された結果より各目標に対する確
信度を求める機構別確信度結合手段と、機構別確信度結
合手段から入力された各目標に対する確信度から上位に
ある目標候補を選択する目標選択手段と、目標選択手段
によって選択された目標候補を表示する表示手段とを備
えてなるものである。
【0013】本発明においては、比較照合手段が記憶手
段に格納された速力別の各機構別カタログと同一である
目標データとを比較照合して目標データの機構別カタロ
グに対する確信度の割り当てを行い、機構別確信度算出
手段が比較照合手段より入力された確信度の内、同一機
構のもので、速力のみが異なるものの中で確信度の最大
値を目標値に選び、デンプスター・シェファーの理論に
基づき、同一機構の中での該目標別最大値を結合し、目
標別の機構別確信度を算出し、機構別確信度結合手段が
機構別確信度算出手段から入力された各機構に対する機
構別確信度を再び、デンプスター・シェファーの理論に
基づき結合し、その結合された結果より各目標に対する
確信度を求めるようにし、記憶手段に目標別カタログを
複数の機構別カタログに分割し、さらに速力に依存して
周波数が変化する機構の周波数情報を速力別のデータと
したものを格納させるようにしたので、誤照合の割合を
小さくし、識別の精度を向上させることが可能となると
ともに、1つの機構別のカタログで複数の目標に対して
のデータの共有が可能となるため、従来の目標別カタロ
グを記憶する場合に比べて少ないメモリで構築可能とな
り、照合演算の回数が減じられる。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施形態1 (構成)図1は本発明の実施形態1に係る目標自動類別
識別装置の構成を示すブロック図である。1−1〜1−
Nは目標より入力される時系列信号を受信するN個のセ
ンサであり、時系列信号を方位、周波数空間上のレベル
データに変換するFFT/整相処理2に接続されてい
る。FFT/整相処理2は、自動探知/追尾処理3に接
続されている。自動探知/追尾処理3は、データ統合処
理4に接続されている。データ統合処理4は、特徴抽出
手段5に接続されている。特徴抽出手段5は、比較照合
手段6に接続される。該比較照合手段6には、記憶手段
7および機構別確信度算出手段8が接続されている。
【0015】記憶手段7は、目標A、B、C、・・・か
らなる複数の機構別カタログを保存するメモリで構成さ
れている。この機構別カタログの概念を図2に示す。こ
こに機構別カタログとは識別しようとする目標別の特徴
情報である目標別カタログには各目標が持つ複数の固有
の情報、例えば複数の固有の音源が含まれており、その
音源が速力に依存するときは、それらを例えば固有の音
源毎に速力別の機構別として分け、速力別の固有の音源
同士を1つの機構別グループとして纏めたカタログをい
う。従って、記憶手段7には複数の速力別の機構別カタ
ログが格納されている。機構別確信度算出手段8には機
構別確信度結合手段9が接続され、機構別確信度結合手
段9に目標選択手段10が接続され、さらに目標選択手
段10には、表示手段11が接続されている。
【0016】(動作)FFT/整相処理2〜特徴抽出手
段5は、従来技術で説明したことと同様の動作をする。
比較照合手段6では、ラインの平均周波数および標準偏
差と、記憶手段7に保存された例えば機構1における速
力別の機構別カタログの周波数および変化幅を従来技術
で説明した方法で比較し、与えられた速力別の機構別カ
タログと同一である確信度を割り当て、その結果を機構
別確信度算出手段8へ送る。さらに、機構2〜機構nに
ついてもそれぞれ機構1の場合と同様に速力別の機構別
カタログの周波数および変化幅を従来技術で説明した方
法で比較し、与えられた機構別カタログと同一である確
信度を割り当て、その結果を機構別確信度算出手段8へ
送る。
【0017】機構別確信度算出手投8では、各機構別に
おける割り当てられて入力された確信度の内、同一機構
のもので、速力のみが異なるものの中で確信度の最大値
を目標別に選び、デンプスター・シェーファーの理論に
基づき、同一機構の中での該目標別最大値を結合し、こ
れを目標別の機構別確信度とする。ここで目標別の機構
別確信度の概念を図3に示す。図3において、目標
(A、B)である確率は目標AとBは速力が同じである
ときの確信度を意味し、目標Cである確率は目標Cが目
標A、Bとは異なる速力であるときの確信度を意味し、
これを合成することによって目標別の機構別確信度が得
られることを表している。なお、目標A、B、Cでそれ
ぞれ速力が異なるときは、それぞれ確信度は3つあり、
これらを合成するには、最初に2つの確信度を合成し、
その結果と3つ目の確信度を合成する手順で行う。この
ようにして各機構別に得られた目標別の機構別確信度は
機構別確信度結合手段9へ送られる。
【0018】機構別確信度結合手段9では、入力された
各機構に対する目標別の機構別確信度を再び、デンプス
ター・シェファーの理論に基づき結合する。ここで2つ
の機構別確信度の結合に関する概念図を図4に示す。図
4に示すように、機構1の機構別確信度と機構2の機構
別確信度とが結合され、その結合された結果より各目標
に対する確信度(目標別確信度)を求めることができ
る。この確信度は確信の下限および上限という形式で算
出される。なお、目標別の機構別確信度が3つあり、こ
れらを合成するには、最初に2つの機構別確信度を合成
し、その結果と3つめの機構別確信度を合成する手順で
行う。このようにして得られた各目標に対する確信度
(目標別確信度)を目標選択手段10に送る。目標選択
手段10では、確信度の上位にある目標候補を選択し、
その選択結果を表示手段11へ送って表示する。
【0019】(効果)本発明の実施形態では、記憶手段
7が目標別カタログを機構別カタログに分割し、速力に
依存して周波数が変化する機構の周波数情報を速力別の
データとしてもつことで、誤照合の割合を小さくし、識
別の精度を向上させることが可能になるとともに、1つ
の機構別のカタログで複数の目標に対しての共有が可能
となることで、従来方法の目標別カタログと比較して、
少ないメモリで構築可能であり、照合演算の回数が減じ
られることになる。
【0020】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、比較照合
手段が記憶手段に格納された速力別の各機構別カタログ
と同一である目標データとを比較照合して目標データの
機構別カタログに対する確信度の割り当てを行い、機構
別確信度算出手段が比較照合手段より入力された確信度
の内、同一機構のもので、速力のみが異なるものの中で
確信度の最大値を目標値に選び、デンプスター・シェフ
ァーの理論に基づき、同一機構の中での該目標別最大値
を結合し、目標別の機構別確信度を算出し、機構別確信
度結合手段が機構別確信度算出手段から入力された各機
構に対する機構別確信度を再び、デンプスター・シェフ
ァーの理論に基づき結合し、その結合された結果より各
目標に対する確信度を求めるようにし、その記憶手段に
目標別カタログを複数の機構別カタログに分割し、さら
に速力に依存して周波数が変化する機構の周波数情報を
速力別のデータとしたものを格納させるようにしたの
で、誤照合の割合を小さくし、識別の精度を向上させる
ことが可能となるとともに、1つの機構別のカタログで
複数の目標に対してのデータの共有が可能となるため、
従来の目標別カタログを記憶する場合に比べて少ないメ
モリで構築可能となり、照合演算の回数が減じられると
いう効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る目標自動類別識別装
置の構成を示すブロック図である。
【図2】同装置の機構別カタログの内容を説明するため
の概念図である。
【図3】矛盾を含む結合方式を説明するための概念図で
ある。
【図4】デンプスターの結合規則および目標別確信度の
算出を説明するための概念図である。
【図5】従来の目標自動類別方法の構成を示すブロック
図である。
【図6】目標別カタログの内容を説明するための概念図
である。
【図7】照合方式を説明するための概念図である。
【図8】否定を含まない結合方式を説明するための概念
図である。
【符号の説明】
6 比較照合手段 7 記憶手段 8 機構別確信度算出手段 9 機構別確信度結合手段 10 目標選択手段 11 表示手段
フロントページの続き (72)発明者 山下 正人 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−11037(JP,A) 特開 平8−211151(JP,A) 特開 平8−220210(JP,A) 特開 平4−208887(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め収集した複数の目標の入力信号に対
    して目標別に周波数の特徴で類別されている特徴情報で
    ある目標別カタログを目標の有する機構毎の機構別カタ
    ログに分割するとともに、同一の機構をもっている複数
    の目標から1つの機構別カタログを共有できる形態と
    し、さらに速力に依存する機構に関しては速力別のカタ
    ログともなる複数の機構別カタログを格納した記憶手段
    と、 記憶手段に格納された各機構別カタログと同一である目
    標データとを比較照合して目標データの機構別カタログ
    に対する確信度の割り当てを行う比較照合手段と、 比較照合手段より入力された確信度の内、同一機構のも
    ので、速力のみが異なるものの中で確信度の最大値を目
    標値に選び、デンプスター・シェファーの理論に基づ
    き、同一機構の中での該目標別最大値を結合し、目標別
    の機構別確信度を算出する機構別確信度算出手段と、 機構別確信度算出手段から入力された各機構に対する機
    構別確信度を再び、デンプスター・シェファーの理論に
    基づき結合し、その結合された結果より各目標に対する
    確信度を求める機構別確信度結合手段と、 機構別確信度結合手段から入力された各目標に対する確
    信度から上位にある目標候補を選択する目標選択手段
    と、 目標選択手段によって選択された目標候補を表示する表
    示手段と、 を備えたことを特徴とする目標自動類別識別装置。
JP8154172A 1996-06-14 1996-06-14 目標自動類別識別装置 Expired - Lifetime JP2840823B2 (ja)

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JP5078815B2 (ja) * 2008-09-12 2012-11-21 株式会社豊田中央研究所 開眼度推定装置
DE102014217681B4 (de) * 2014-09-04 2020-12-10 Imra Europe S.A.S. Sirenensignalquellenerfassung, -Erkennung und -Lokalisation
CN106597406B (zh) * 2016-12-02 2019-03-29 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 基于多视角下一维像决策层融合的雷达目标识别方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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