JP2853589B2 - Direction detection device - Google Patents

Direction detection device

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JP2853589B2
JP2853589B2 JP6328186A JP32818694A JP2853589B2 JP 2853589 B2 JP2853589 B2 JP 2853589B2 JP 6328186 A JP6328186 A JP 6328186A JP 32818694 A JP32818694 A JP 32818694A JP 2853589 B2 JP2853589 B2 JP 2853589B2
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circuit
azimuth
frequency
variance
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裕二 中島
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ソーナ装置その他音響
信号の到来方向を検出する装置として利用する。本発明
は、水その他液体媒体中の音響信号、空気その他気体媒
体中の音響信号、いずれにも利用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used as a sonar device or other device for detecting the direction of arrival of an acoustic signal. The present invention can be used for any of acoustic signals in water and other liquid media and acoustic signals in air and other gaseous media.

【0002】[0002]

【従来の技術】比較的移動量の少ない同一物体から発せ
られた信号、もしくは反射された信号を指向性受波器で
受波し、周波数分析した場合に、信号源の周波数は安定
し、その周波数の方位は、信号源を中心として比較的小
さく分散していることが多く見られる。
2. Description of the Related Art When a signal emitted from the same object having a relatively small amount of movement or a reflected signal is received by a directional receiver and subjected to frequency analysis, the frequency of a signal source is stabilized. The azimuth of the frequency is often seen to be relatively small and scattered about the signal source.

【0003】そのために、従来装置では、例えば図3に
示すように、周波数分析結果における同一周波数の振幅
を時間積分することにより、周波数雑音を除去し信号を
検出することが行われている。すなわち、センサから入
力された信号を周波数分析回路21で周波数分析し、時
間積分回路22で時間軸上で積分を行い、信号判定回路
23で設定した振幅閾値と比較することにより、信号と
雑音の判定を行うとともに濃淡画像描画回路24にて振
幅の強度を濃淡で表したソナグラムに表示する方式が採
用されている。
For this reason, in the conventional apparatus, as shown in FIG. 3, for example, the frequency noise is removed and the signal is detected by time-integrating the amplitude of the same frequency in the frequency analysis result. That is, the frequency of the signal input from the sensor is analyzed by the frequency analysis circuit 21, the integration is performed on the time axis by the time integration circuit 22, and the signal is compared with the amplitude threshold set by the signal determination circuit 23. A method is used in which a judgment is made and the intensity of the amplitude is displayed in a sonagram represented by shading in the shading image drawing circuit 24.

【0004】また、他の例として図4に示すように、周
波数分析結果における同一方位の振幅を時間積分するこ
とにより、方位雑音を除去し信号を検出することが行わ
れている。すなわち、センサから入力された信号を周波
数分析回路31で周波数分析し、方位検出回路32で周
波数毎の方位を計算した後に、方位積分回路33にて同
一方位に積分を行い、信号判定回路34で設定した振幅
閾値と比較することにより雑音と信号の判定が行われて
いる。
[0004] As another example, as shown in FIG. 4, an azimuth noise is removed and a signal is detected by time-integrating the amplitude of the same azimuth in the frequency analysis result. That is, the signal input from the sensor is frequency-analyzed by the frequency analysis circuit 31, the azimuth for each frequency is calculated by the azimuth detection circuit 32, the azimuth integration circuit 33 integrates in the same azimuth, and the signal determination circuit 34 Noise and signal are determined by comparing with the set amplitude threshold.

【0005】さらに、別の例として図5に示すように、
ある方位に指向性を合成して受波した信号を周波数分析
し、時間積分することにより、周波数雑音、方位雑音を
除去することが行われている。すなわち、センサから入
力された信号を指向性合成回路41で指向性を合成し、
周波数分析回路42で周波数を分析して後、時間積分回
路43で時間軸上で積分を行い、信号判定回路44で設
定したある振幅閾値と比較することにより信号と雑音の
判定が行われている。
Further, as another example, as shown in FIG.
2. Description of the Related Art Frequency noise and azimuth noise are removed by synthesizing directivity in a certain azimuth, analyzing the frequency of a received signal, and performing time integration. That is, the directivity is synthesized by the directivity synthesis circuit 41 of the signal input from the sensor,
After the frequency is analyzed by the frequency analysis circuit 42, integration is performed on the time axis by the time integration circuit 43, and the signal and noise are determined by comparing with a certain amplitude threshold set by the signal determination circuit 44. .

【0006】本願発明の先行技術として特開平3−29
3575号公報に開示されたものがある。この先行技術
は、本願発明に関連があると考えられるが、周波数につ
いて重み付けを行うとの開示があるが、時系列的な信号
方位の分散を演算し分散の小さいものに荷重を行うとの
明確な開示はなく、時間の経過にしたがって時系列的に
n回の演算を実行するとの思想は全くない。さらに、そ
の分散に対する荷重について分散の逆数を乗算するとの
思想は記載がない。
The prior art of the present invention is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-29.
There is one disclosed in Japanese Patent No. 3575. Although this prior art is considered to be related to the present invention, there is a disclosure that weighting is performed on the frequency.However, it is clear that the variance of the signal direction in a time series is calculated and a load is applied to a signal having a small variance. There is no idea to execute the calculation n times in a time series with the passage of time. Further, there is no description that the load on the variance is multiplied by the reciprocal of the variance.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、ある
物体が発するもしくは反射する信号を指向性受波器で受
波し、周波数分析および方位検出を行った場合、物体か
らの信号の方位はある値を中心に比較的小さく分散し、
雑音の方位の分散は非常に大きい。従って、信号の検出
に方位の分散値に対する情報を用いれば、より的確な信
号を検出することができる。
As described above, when a signal emitted or reflected by an object is received by a directional receiver and frequency analysis and azimuth detection are performed, the azimuth of the signal from the object becomes A relatively small variance around a certain value,
The variance of the direction of the noise is very large. Therefore, if information on the variance of the azimuth is used for signal detection, a more accurate signal can be detected.

【0008】本発明は、このような背景に基づきなされ
たもので、方位の分散値が小さい信号を強調してより微
弱な信号の検出を可能にすることができる装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made based on such a background, and an object of the present invention is to provide an apparatus capable of emphasizing a signal having a small azimuth variance value and enabling detection of a weaker signal. I do.

【0009】本発明は、従来、ある信号源からの音響信
号が雑音に比べて周波数が時間的に安定しているという
情報から信号源を検出していたのに対し、ある信号源か
らの信号は周波数以外に方位が安定していることを利用
し、雑音に埋もれた信号の検出能力を向上させることが
できる装置を提供することを目的とする。
According to the present invention, a signal source is detected based on information that an acoustic signal from a signal source has a frequency that is temporally more stable than noise, whereas a signal from a signal source is detected. It is an object of the present invention to provide a device which can improve the ability to detect a signal buried in noise by utilizing the fact that the azimuth other than the frequency is stable.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、音響信号の到
来する方向をその信号が微弱であっても検出できるよう
にすることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is characterized in that the direction of arrival of an acoustic signal can be detected even if the signal is weak.

【0011】すなわち、本発明は、到来する音響信号を
複数の方位について受波する手段(1、11)と、その
音響信号の周波数分析を行う周波数分析回路(2)と、
周波数分析された結果の周波数についてその振幅にした
がって信号方位を演算する方位検出手段(3)を含む演
算回路とを備えた方位検出装置において、前記演算回路
は、m個の周波数(mは正の整数)について信号方位を
演算しそのm個の周波数についてそれぞれの演算結果か
ら信号方位の分散dを演算する手段(5)と、演算され
た信号方位およびその分散dを一時蓄積するメモリと、
その分散dが小さい信号方位を強調荷重する手段(6)
とを含むことを特徴とする。
That is, the present invention provides means (1, 11) for receiving an incoming audio signal in a plurality of directions, a frequency analysis circuit (2) for analyzing the frequency of the audio signal,
An azimuth detecting device including azimuth detecting means (3) for calculating a signal azimuth according to the amplitude of the frequency obtained as a result of the frequency analysis, wherein the arithmetic circuit comprises m frequencies (m is a positive number). Means (5) for calculating the signal direction for the integers and calculating the variance d of the signal direction from the respective calculation results for the m frequencies; a memory for temporarily storing the calculated signal direction and the variance d;
Means (6) for emphasizing and loading the signal azimuth having a small variance d
And characterized in that:

【0012】前記演算回路は、前記m個の周波数につい
て時系列的に信号方位をn回(nは2以上の整数)演算
させ(合計m×n回)その演算結果およびその分散dを
前記メモリに蓄積する制御手段(4)を含み、前記強調
荷重する手段は、対象とする信号振幅にその分散dの逆
数(1/d)を乗算する手段を含み、前記演算回路は、
前記周波数分析回路の出力に現れるm個の周波数につい
てそれぞれノイズ除去処理を行う手段、もしくは、前記
周波数分析回路の出力にn回現れる周波数についてそれ
ぞれノイズ除去処理を行う手段を含み、前記演算回路の
演算結果について強調荷重された信号方位を濃淡画像上
に濃く表示する濃度変調手段を備えることが望ましい。
The arithmetic circuit causes the signal direction to be calculated n times (n is an integer of 2 or more) in a time series with respect to the m frequencies (a total of m × n times) and the calculation result and the variance d thereof are stored in the memory. The emphasis weighting means includes means for multiplying the signal amplitude of interest by the reciprocal (1 / d) of the variance d, and the arithmetic circuit comprises:
Means for performing noise removal processing on each of m frequencies appearing in the output of the frequency analysis circuit, or means for performing noise removal processing on each of the frequencies appearing n times in the output of the frequency analysis circuit; It is desirable to have a density modulation means for displaying the signal direction emphasized on the result on the grayscale image.

【0013】ここで、前記分散とは、n個のデータをx
1 、x2 、…、xn としたときに、その平均値〔外1〕
は、
Here, the variance means that n data are represented by x
1, x 2, ..., when the x n, the average value [External 1]
Is

【0014】[0014]

【数1】 であり、各々のデータxi とこの平均値〔外1〕との差
を平方して加え合せnで割ったものをいい、S2 で表さ
れる。
(Equation 1) Where the difference between each data x i and the average value [1] is squared, added and divided by n, and is represented by S 2 .

【0015】[0015]

【数2】 (Equation 2)

【0016】[0016]

【外1】 また、上記先行技術(特開平3−293575号公報記
載)は複数のセンサで受波して信号の空間的な配置によ
る信号到着時間の遅れから信号源の方位を検出している
が、センサの配置が格子状でないと計算できないのに対
し、本願発明は、格子状に配置されていないセンサで、
極端な場合は単一のセンサで受波した信号を用いて予測
計算を行い、格子状に配列されたものと同様の方位計算
を可能にし、センサの配置を自由にできるようにしたも
のである。
[Outside 1] In the prior art (described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-293575), the direction of a signal source is detected based on a delay in signal arrival time due to spatial arrangement of signals by receiving waves with a plurality of sensors. Whereas the calculation cannot be performed unless the arrangement is a grid, the present invention is a sensor that is not arranged in a grid,
In extreme cases, prediction calculations are performed using signals received by a single sensor, enabling the same azimuth calculation as those arranged in a grid, enabling the sensor to be arranged freely. .

【0017】[0017]

【作用】到来する音響信号を複数の方位について受波
し、周波数分析回路によりその音響信号の周波数分析を
行う。この周波数分析された結果の周波数についてその
振幅にしたがって信号方位の演算処理を行う。
An incoming sound signal is received in a plurality of directions, and the frequency analysis circuit analyzes the frequency of the sound signal. For the frequency resulting from the frequency analysis, a signal azimuth calculation process is performed according to the amplitude.

【0018】この演算処理では、演算回路がm個の周波
数(mは正の整数)について信号方位を演算し、そのm
個の周波数についてそれぞれの演算結果から信号方位の
分散dを演算し、演算された信号方位およびその分散d
を一時メモリに蓄積し、その分散dが小さい信号方位を
強調荷重する。
In this arithmetic processing, an arithmetic circuit calculates a signal direction for m frequencies (m is a positive integer), and
The variance d of the signal direction is calculated for each of the frequencies from the respective calculation results, and the calculated signal direction and its variance d are calculated.
Is temporarily stored in a memory, and a signal direction having a small variance d is weighted.

【0019】演算回路は、m個の周波数について時系列
的に信号方位をn回(nは2以上の整数)演算し(合計
m×n回)、その演算結果および分散dをメモリに蓄積
し、強調荷重は対象とする信号振幅に分散dの逆数(1
/d)を乗算することにより行うことができる。
The arithmetic circuit calculates the signal direction n times (n is an integer of 2 or more) in a time series with respect to the m frequencies (total m × n times), and accumulates the calculation results and the variance d in the memory. , The emphasis weight is the reciprocal of variance d (1
/ D).

【0020】また、演算回路は、周波数分析回路の出力
に現れるm個の周波数についてそれぞれノイズ除去処理
を行い、周波数分析回路の出力にn回現れる周波数につ
いてそれぞれノイズ除去処理を行うこともできる。
The arithmetic circuit can also perform noise removal processing on m frequencies appearing in the output of the frequency analysis circuit, and perform noise removal processing on frequencies appearing n times in the output of the frequency analysis circuit.

【0021】演算回路による演算結果について強調荷重
された信号方位を濃淡画像状に濃く表示することができ
る。
With respect to the calculation result by the calculation circuit, the signal direction in which the weight is emphasized can be displayed in a dark and light image.

【0022】このように、本発明では、信号の周波数分
析結果において、ある周波数の前後の周波数における方
位分散または前後の時間における方位分散もしくはその
両方の情報を用いて、方位分散値が小さい場合に信号が
強調されるように振幅に重みづけをすることができる。
As described above, according to the present invention, when the azimuth variance value is small using the azimuth variance at a frequency before and after a certain frequency and / or the azimuth variance at a time before and after a certain frequency in the frequency analysis result of the signal, The amplitude can be weighted so that the signal is enhanced.

【0023】これにより、方位分散の小さい信号の振幅
を強調して信号検出ができるので、周波数分析結果にお
いて、同一周波数の振幅を時間積分する方式および同一
方位の振幅を時間積分する方式に比して一層微弱な信号
の検出を行うことができる。また、ある方位に指向性を
合成して受波した信号を周波数分析する方式に比して処
理量が格段に少なくなるとともに、従来方式では各指向
性合成方位毎に表示されていた処理結果を同一画面に全
方位信号として表示することができる。
Thus, signal detection can be performed by emphasizing the amplitude of a signal having a small azimuth variance. Therefore, in the frequency analysis result, compared with the method of integrating the amplitude of the same frequency with time and the method of integrating the amplitude of the same azimuth with time. It is possible to detect a weaker signal. In addition, the processing amount is significantly reduced compared to the method of combining the directivity in a certain direction and frequency analyzing the signal received, and the processing result displayed for each direction combining direction in the conventional method is reduced. It can be displayed as an omnidirectional signal on the same screen.

【0024】[0024]

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明実施例の構成を示すブロック図であ
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment of the present invention.

【0025】本発明実施例は、到来する音響信号を複数
の方位について受波する手段を構成する複数の指向性マ
イクロフォン1およびその出力を入力する入力部11
と、その音響信号の周波数分析を行う周波数分析回路2
と、信号方位を演算する演算回路20と、周波数方向に
移動平均操作を行い周波数領域におけるレベルを補正す
るFDAGC(Frequency Domain Auto Gain Control)
回路7と、単位時間毎に取得される方位荷重結果につい
て移動平均操作による時系列データから同一周波数成分
を積分しノイズを除去する積分回路8と、この積分回路
8からの単位時間毎に取得される方位荷重結果を判定す
る信号判定回路10と、積分回路8からの処理された方
位荷重結果を濃淡画像で描画処理する濃淡画像描画回路
9と、この濃淡画像描画回路9および信号判定回路10
からの出力を受け濃度の変調を行う濃度変調回路17
と、この濃度変調回路17からの出力を受け信号強度を
濃淡で表示するソナグラム16とを備える。
In the embodiment of the present invention, a plurality of directional microphones 1 constituting means for receiving an incoming acoustic signal in a plurality of directions and an input section 11 for inputting the output thereof are provided.
And a frequency analysis circuit 2 for analyzing the frequency of the acoustic signal
And an arithmetic circuit 20 for calculating the signal direction, and a frequency domain auto gain control (FDAGC) for performing a moving average operation in the frequency direction to correct the level in the frequency domain.
A circuit 7, an integration circuit 8 for integrating the same frequency component from the time series data obtained by the moving average operation on the azimuth load result obtained for each unit time and removing noise, and an integration circuit 8 obtained for each unit time from the integration circuit 8 A signal judgment circuit 10 for judging the azimuth load result, a gradation image drawing circuit 9 for drawing the processed azimuth load result from the integration circuit 8 with a gradation image, a gradation image drawing circuit 9 and a signal judgment circuit 10
Density modulation circuit 17 which receives the output from and modulates the density
And a sonagram 16 which receives the output from the density modulation circuit 17 and displays the signal intensity in shades.

【0026】周波数分析回路2には、入力部11からの
音響信号のろ波処理を行うローパスフィルタ12と、音
響信号のディジタル変換を行うA/D変換器13と、デ
ィジタル変換された音響信号の高速フーリエ変換を行う
高速フーリエ交換回路(FFT)14とが含まれる。
The frequency analysis circuit 2 includes a low-pass filter 12 for filtering an audio signal from the input unit 11, an A / D converter 13 for digitally converting the audio signal, and an A / D converter 13 for digitally converting the audio signal. A fast Fourier transform circuit (FFT) 14 for performing a fast Fourier transform.

【0027】また、演算回路20には、周波数分析回路
2により周波数分析された結果の周波数についてその振
幅にしたがって信号方位を演算する方位検出手段として
の方位検出回路3と、周波数方向および時間方向にそれ
ぞれ数ポイントをとる。つまり長方形の窓で方位データ
を取り込む。すなわち、前記m個の周波数について時系
列的に信号方位をn回(nは2以上の整数)演算させ
(合計m×n回)その演算結果およびその分散dをメモ
リ15に蓄積する制御手段4と、m個の周波数(mは正
の整数)について信号方位を演算しそのm個の周波数に
ついてそれぞれの演算結果から信号方位の分散dを演算
する手段としての方位分散計算回路5と、演算された信
号方位およびその分散dを一時蓄積するメモリ15と、
その分散dが小さい信号方位を強調荷重する手段として
の方位分散荷重回路6とが含まれる。
The arithmetic circuit 20 includes an azimuth detecting circuit 3 as azimuth detecting means for calculating a signal azimuth in accordance with the amplitude of the frequency obtained as a result of the frequency analysis by the frequency analyzing circuit 2, and a frequency direction and a time direction. Each will score a few points. That is, the azimuth data is captured through a rectangular window. That is, the control unit 4 causes the signal direction to be calculated n times (n is an integer of 2 or more) in time series with respect to the m frequencies (a total of m × n times) and accumulates the calculation result and its variance d in the memory 15. And a direction variance calculation circuit 5 as means for calculating a signal direction for m frequencies (m is a positive integer) and calculating a signal direction variance d from the respective calculation results for the m frequencies. A memory 15 for temporarily storing the signal direction and its variance d,
An azimuth dispersion load circuit 6 as means for emphasizing and loading the signal azimuth having a small variance d is included.

【0028】前記強調荷重する手段には、対象とする信
号振幅にその分散dの逆数(1/d)を乗算する手段を
含み、演算回路20は、周波数分析回路2の出力に現れ
るm個の周波数についてそれぞれノイズ除去処理を行う
手段を含むか、あるいは周波数分析回路2の出力にn回
現れる周波数についてそれぞれノイズ除去処理を行う手
段を含むことができる。さらに、演算回路20の演算結
果について強調荷重された信号方位を濃淡画像上に濃く
表示する濃度変調手段が備えられ、入力部11には増幅
器18が接続され、この増幅器18にスピーカ19が接
続される。
The means for emphasizing and loading includes means for multiplying the amplitude of the target signal by the reciprocal (1 / d) of its variance d. It may include means for performing noise removal processing for each frequency, or may include means for performing noise removal processing for each of the frequencies appearing n times in the output of the frequency analysis circuit 2. Further, there is provided a density modulation means for displaying a signal direction in which the arithmetic result of the arithmetic circuit 20 is emphasized on a grayscale image, and an amplifier 18 is connected to the input unit 11, and a speaker 19 is connected to the amplifier 18. You.

【0029】図2は本発明実施例における制御回路に設
けられた信号切出し窓(長方形の窓)の構成例を示す図
である。この信号切出し窓は画像処理などで行われてい
るエッジ強調、スムージングといった処理の窓と同じよ
うに構成され、この例は5×5の窓を含み、「1」〜
「25」の方位分散値を用いて「13」のデータを強調
する。窓のサイズは、センサの方位制度、信号処理パラ
メータなどによって最適なサイズが設定される。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a signal cutout window (rectangular window) provided in the control circuit in the embodiment of the present invention. This signal extraction window is configured in the same manner as a window for processing such as edge enhancement and smoothing performed in image processing and the like, and this example includes a 5 × 5 window and includes “1” to
The data of “13” is emphasized using the azimuth dispersion value of “25”. The optimal size of the window is set according to the direction of the sensor, the signal processing parameters, and the like.

【0030】次に、このように構成された本発明実施例
の動作について説明する。本発明の趣旨は、周波数分析
した結果にしたがって信号方位を演算し、周波数毎に信
号方位について分散値を求め、その分散値の小さいもの
を強調するところにある。
Next, the operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described. The gist of the present invention is to calculate the signal azimuth in accordance with the result of the frequency analysis, obtain a variance value for the signal azimuth for each frequency, and emphasize those having a small variance value.

【0031】指向性マイクロフォン1が到来する音響信
号を複数の方位について受波する。その音響信号を入力
部11が増幅器18および周波数分析回路2に送出す
る。増幅器18で増幅された音響信号はスピーカ19か
ら音響出力する。一方、周波数分析回路2では、ローパ
スフィルタ12がろ波処理を行い、A/D変換器13が
処理された音響信号のディジタル化を行い、高速フーリ
エ交換回路14で高速フーリエ変換処理を行う。
The directional microphone 1 receives an incoming acoustic signal in a plurality of directions. The input unit 11 sends the acoustic signal to the amplifier 18 and the frequency analysis circuit 2. The sound signal amplified by the amplifier 18 is output as sound from a speaker 19. On the other hand, in the frequency analysis circuit 2, the low-pass filter 12 performs a filtering process, the A / D converter 13 digitizes the processed acoustic signal, and the fast Fourier exchange circuit 14 performs a fast Fourier transform process.

【0032】演算回路20がその出力を受け、方位検出
回路3が周波数分析された結果の周波数についてその振
幅にしたがって信号方位を演算しメモリ15に記憶す
る。方位分散計算回路5が制御手段4を経由して信号方
位の演算値を受取り、m個の周波数についてそれぞれの
演算結果から信号方位の分散dを演算する。次いで、方
位分散荷重回路6がその分散dが小さい信号方位を強調
荷重する。この処理で制御手段4はm個の周波数につい
て時系列的に信号方位をn回(nは2以上の整数)演算
させ(合計m×n回)、その演算結果およびその分散d
をメモリ15に蓄積し、方位分散荷重回路6が対象とす
る信号振幅にその分散dの逆数(1/d)を乗算する。
The arithmetic circuit 20 receives the output, and the azimuth detecting circuit 3 calculates the signal azimuth of the frequency obtained as a result of the frequency analysis in accordance with the amplitude and stores it in the memory 15. The azimuth variance calculation circuit 5 receives the calculated value of the signal azimuth via the control means 4 and calculates the variance d of the signal azimuth from the calculation results for m frequencies. Next, the azimuth dispersion load circuit 6 emphasizes and loads the signal azimuth having the small variance d. In this processing, the control means 4 causes the signal direction to be calculated n times (n is an integer of 2 or more) for the m frequencies in a time series (total m × n times), and the calculation result and its variance d
Is accumulated in the memory 15, and the signal amplitude targeted by the azimuth dispersion load circuit 6 is multiplied by the reciprocal (1 / d) of the variance d.

【0033】演算回路20では、周波数分析回路2の出
力に現れるm個の周波数についてそれぞれノイズ除去処
理を行うか、もしくは周波数分析回路2の出力にn回現
れる周波数についてそれぞれノイズ除去処理を行うこと
ができる。
In the arithmetic circuit 20, noise removal processing is performed for each of m frequencies appearing in the output of the frequency analysis circuit 2, or noise removal processing is performed for each of the frequencies appearing n times in the output of the frequency analysis circuit 2. it can.

【0034】演算回路20でこのような処理が行われそ
の出力がFDAGC回路7に出力される。FDAGC回
路7は周波数方向に移動平均操作を行い周波数領域にお
けるレベル補正を行う。次いで、積分回路8が単位時間
毎に取得される方位荷重結果についてFDAGC回路7
の移動平均操作による時系列データから同一周波数成分
を積分しノイズ除去を行う。また、信号判定回路10が
方位荷重の結果が設定したある振幅閾値を越えた場合に
信号と判定しその判定結果を出力する。このようにして
ろ波処理され強調荷重された信号方位を濃淡画像描画回
路9がソナグラム16の濃淡画像上に表示する。
The above processing is performed in the arithmetic circuit 20, and the output is output to the FDAGC circuit 7. The FDAGC circuit 7 performs a moving average operation in the frequency direction to perform level correction in the frequency domain. Next, the integration circuit 8 determines the azimuth load result acquired for each unit time by the FDAGC circuit 7.
The same frequency component is integrated from the time-series data by the moving average operation to remove noise. When the result of the azimuth load exceeds a predetermined amplitude threshold, the signal determination circuit 10 determines that the signal is a signal and outputs the determination result. In this way, the grayscale image drawing circuit 9 displays the signal direction subjected to the filtering process and the weighted emphasis on the grayscale image of the sonagram 16.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、方
位分散値の逆数で信号振幅を荷重することにより、方位
が安定している信号の振幅を強調して検出することがで
きる。従って、方位が不安定な雑音の振幅を低下させ、
方位が安定な信号の振幅を上昇させることができ、検出
が困難となる低SN比の元でも確実に信号の検出を行う
ことができる効果がある。さらに、処理量を少なくする
ことができるとともに、処理結果を全方位信号として同
一画面に表示することができる。
As described above, according to the present invention, the amplitude of a signal whose azimuth is stable can be emphasized and detected by loading the signal amplitude with the reciprocal of the azimuth dispersion value. Therefore, the amplitude of the noise whose direction is unstable is reduced,
It is possible to increase the amplitude of a signal having a stable azimuth, and it is possible to reliably detect a signal even under a low S / N ratio where detection is difficult. Further, the processing amount can be reduced, and the processing result can be displayed on the same screen as an omnidirectional signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明実施例装置の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例における制御回路に設けられた切
出し窓(長方形の窓)の構成例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a cutout window (rectangular window) provided in a control circuit according to the embodiment of the present invention.

【図3】従来例の構成および信号検出方式を説明する
図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration and a signal detection method of a conventional example.

【図4】従来例の構成および信号検出方式を説明する
図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration and a signal detection method of a conventional example.

【図5】従来例の構成および信号検出方式を説明する
図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration and a signal detection method of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 指向性マイクロフォン 2、21、31、42 周波数分析回路 3、32 方位検出回路 4 制御手段 5 方位分散計算回路 6 方位分散荷重回路 7 FDAGC回路 8 積分回路 9、24 濃淡画像描画回路 10、23、34、44 信号判定回路 11 入力部 12 ローパスフィルタ 13 A/D変換器 14 高速フーリエ交換回路 15 メモリ 16 ソナグラム 17 濃度変調回路 18 増幅器 19 スピーカ 20 演算回路 22、43 時間積分回路 33 方位積分回路 41 指向性合成回路 Reference Signs List 1 directional microphone 2, 21, 31, 42 frequency analysis circuit 3, 32 azimuth detection circuit 4 control means 5 azimuth dispersion calculation circuit 6 azimuth dispersion load circuit 7 FDAGC circuit 8 integration circuit 9, 24 grayscale image drawing circuit 10, 23, 34, 44 signal determination circuit 11 input unit 12 low-pass filter 13 A / D converter 14 fast Fourier exchange circuit 15 memory 16 sonagram 17 density modulation circuit 18 amplifier 19 speaker 20 arithmetic circuit 22, 43 time integration circuit 33 azimuth integration circuit 41 direction Sex synthesis circuit

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 到来する音響信号を複数の方位について
受波する手段と、その音響信号の周波数分析を行う周波
数分析回路と、周波数分析された結果の周波数について
その振幅にしたがって信号方位を演算する方位検出手段
を含む演算回路とを備えた方位検出装置において、 前記演算回路は、周波数分析されたm個の周波数(mは
正の整数)について信号方位を演算する手段と、この演
算結果を時系列的にn回(nは2以上の整数)取り込み
方位データ(合計m×n回)をメモリに一時蓄積させる
手段と、前記メモリに蓄積された信号方位データに基づ
いてm個の周波数についてその信号方位の分散dを演算
する手段と、この求められた信号方位の分散dが小さい
信号方位を強調荷重する手段とを含むことを特徴とする
方位検出装置。
1. A means for receiving an incoming sound signal in a plurality of directions, a frequency analysis circuit for performing frequency analysis of the sound signal, and calculating a signal direction according to the amplitude of a frequency obtained as a result of the frequency analysis. An azimuth detecting device comprising: an arithmetic circuit including azimuth detecting means, wherein the arithmetic circuit calculates a signal azimuth for m frequency-analyzed frequencies (m is a positive integer);
Imports the calculation result n times (n is an integer of 2 or more) in chronological order
Temporarily store azimuth data (total m × n times) in memory
Means and signal orientation data stored in the memory.
And calculates the variance d of the signal direction for m frequencies
And the variance d of the obtained signal direction is small.
Means for emphasizing and loading the signal direction .
【請求項2】 前記強調荷重する手段は、対象とする信
号振幅にその分散dの逆数(1/d)を乗算する手段を
含む請求項1記載の方位検出装置。
2. The azimuth detecting device according to claim 1, wherein said emphasis weighting means includes means for multiplying a target signal amplitude by a reciprocal (1 / d) of its variance d.
【請求項3】 前記演算回路は、前記周波数分析回路の
出力に現れるm個の周波数についてそれぞれノイズ除去
処理を行う手段を含む請求項1または2に記載の方位検
出装置。
Wherein said operation circuit, azimuth detecting device according to claim 1 or 2 including means for performing each of the noise removal processing for the m frequency appearing at the output of the frequency analyzing circuit.
【請求項4】 前記演算回路は、前記周波数分析回路の
出力にn回現れる周波数についてそれぞれノイズ除去処
理を行う手段を含む請求項1ないし3のいずれかに記載
の方位検出装置。
4. The azimuth detecting device according to claim 1, wherein said arithmetic circuit includes means for performing noise removal processing on each of the frequencies appearing n times in the output of said frequency analysis circuit.
【請求項5】 前記演算回路の演算結果について強調荷
重された信号方位を濃淡画像上に濃く表示する濃度変調
手段を備えた前記請求項1ないし4のいずれかに記載の
方位検出装置。
5. The azimuth detecting device according to claim 1, further comprising a density modulation means for displaying a signal azimuth which is weighted with respect to a calculation result of the calculation circuit on a grayscale image.
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