JP2982764B2 - 周波数分析装置及び水中目標類別装置 - Google Patents
周波数分析装置及び水中目標類別装置Info
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- JP2982764B2 JP2982764B2 JP9290394A JP29039497A JP2982764B2 JP 2982764 B2 JP2982764 B2 JP 2982764B2 JP 9290394 A JP9290394 A JP 9290394A JP 29039497 A JP29039497 A JP 29039497A JP 2982764 B2 JP2982764 B2 JP 2982764B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数分析装置及
び水中目標類別装置に関し、特に水中目標の自動類別を
行う際、水中目標が発生する周波数方向に幅をもった信
号が混在する場合の処理に対応した周波数分析装置及び
水中目標類別装置に関する。
び水中目標類別装置に関し、特に水中目標の自動類別を
行う際、水中目標が発生する周波数方向に幅をもった信
号が混在する場合の処理に対応した周波数分析装置及び
水中目標類別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、水中に存在する物体から
放射される音波を受波して得られる特定の周波数成分を
もつ音波を受波器で電気信号に変換し、変換された電気
信号から特定周波数成分を検出して当該物体の位置等を
測定、自動類別するための探索装置が実用化されてい
る。
放射される音波を受波して得られる特定の周波数成分を
もつ音波を受波器で電気信号に変換し、変換された電気
信号から特定周波数成分を検出して当該物体の位置等を
測定、自動類別するための探索装置が実用化されてい
る。
【０００３】この種の自動類別処理においては、図３に
示すように、周波数分析で得られた各周波数スペクトル
の中でレベルしきい値を越えた周波数スペクトルを検出
する。そして、検出された周波数スペクトルを予め準備
された水中目標毎の標本周波数データと比較し、水中目
標の自動検出及び類別を行っている。この水中目標の類
別は、ディスプレイに表示される上記スペクトル情報に
基づいてオペレータが行なう。
示すように、周波数分析で得られた各周波数スペクトル
の中でレベルしきい値を越えた周波数スペクトルを検出
する。そして、検出された周波数スペクトルを予め準備
された水中目標毎の標本周波数データと比較し、水中目
標の自動検出及び類別を行っている。この水中目標の類
別は、ディスプレイに表示される上記スペクトル情報に
基づいてオペレータが行なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
周波数分析装置は、図３に示すように、予め定めたしき
い値以上のレベルをもつ周波数スペクトルデータを検出
し、検出された周波数スペクトルを予め準備された標本
周波数データと比較することにより水中目標の検出を行
っている。この場合、の信号のような周波数幅の狭い
ナロー信号を受信したときには、当該周波数スペクトル
データをそのまま比較データとして用いることができる
が、図３におけるの信号のように、周波数方向に幅を
もつワイドな信号が受信されている場合、目標検出の
際、複数の周波数スペクトルを検出してしまい、水中目
標の類別が不確定になるばかりでなく、オペレータに対
して与えられる水中目標信号周波数が不必要に多くな
り、オペレータの水中目標判断に支障を来す。
周波数分析装置は、図３に示すように、予め定めたしき
い値以上のレベルをもつ周波数スペクトルデータを検出
し、検出された周波数スペクトルを予め準備された標本
周波数データと比較することにより水中目標の検出を行
っている。この場合、の信号のような周波数幅の狭い
ナロー信号を受信したときには、当該周波数スペクトル
データをそのまま比較データとして用いることができる
が、図３におけるの信号のように、周波数方向に幅を
もつワイドな信号が受信されている場合、目標検出の
際、複数の周波数スペクトルを検出してしまい、水中目
標の類別が不確定になるばかりでなく、オペレータに対
して与えられる水中目標信号周波数が不必要に多くな
り、オペレータの水中目標判断に支障を来す。
【０００５】そこで、本発明の目的は、分析された周波
数スペクトルデータが周波数方向に幅をもったワイドな
信号を混在している場合でも、検出された周波数スペク
トルデータの周波数を確定し、より確実な水中目標の検
出を可能とする周波数分析装置及び水中目標類別装置を
提供することにある。
数スペクトルデータが周波数方向に幅をもったワイドな
信号を混在している場合でも、検出された周波数スペク
トルデータの周波数を確定し、より確実な水中目標の検
出を可能とする周波数分析装置及び水中目標類別装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による周波数分析装置及び水中目標類別装置
は、次のような特徴的構成を有する。 （１）受信信号を周波数分析する周波数分析手段と、こ
の周波数分析手段の出力信号から予め定めたしきい値以
上のレベルをもつ周波数データを抽出する比較手段と、
この比較手段で得られた周波数データのうち周波数軸上
で近接する少なくとも一つのグループに分け、各グルー
プの周波数軸方向の広がりを求める広がり判別手段と、
前記広がり判別手段で求められた広がり幅を予め定めた
幅と比較し、ナローとワイドの周波数データのグループ
に分類する分類手段と、分類手段で分類されたナローと
ワイドのグループの検出周波数として、それぞれ前記ナ
ローとワイドのグループに含まれる周波数データ基づい
て定めた周波数を設定する検出周波数設定手段と、を備
えて成ることを特徴とする周波数分析装置。
め、本発明による周波数分析装置及び水中目標類別装置
は、次のような特徴的構成を有する。 （１）受信信号を周波数分析する周波数分析手段と、こ
の周波数分析手段の出力信号から予め定めたしきい値以
上のレベルをもつ周波数データを抽出する比較手段と、
この比較手段で得られた周波数データのうち周波数軸上
で近接する少なくとも一つのグループに分け、各グルー
プの周波数軸方向の広がりを求める広がり判別手段と、
前記広がり判別手段で求められた広がり幅を予め定めた
幅と比較し、ナローとワイドの周波数データのグループ
に分類する分類手段と、分類手段で分類されたナローと
ワイドのグループの検出周波数として、それぞれ前記ナ
ローとワイドのグループに含まれる周波数データ基づい
て定めた周波数を設定する検出周波数設定手段と、を備
えて成ることを特徴とする周波数分析装置。
【０００７】（２）前記ナローグループの検出周波数と
して、前記グループの周波数データのうち最大レベルを
もつ周波数を設定する（１）の周波数分析装置。
して、前記グループの周波数データのうち最大レベルを
もつ周波数を設定する（１）の周波数分析装置。
【０００８】（３）前記ワイドグループの検出周波数と
して、前記グループの周波数データの周波数軸上の平均
周波数を設定する（１）または（２）の周波数分析装
置。
して、前記グループの周波数データの周波数軸上の平均
周波数を設定する（１）または（２）の周波数分析装
置。
【０００９】（４）前記ワイドグループの検出周波数と
して、前記グループの周波数データの振幅を重み付けし
て得られた周波数軸上の平均周波数を設定する（１）〜
（３）の周波数分析装置。
して、前記グループの周波数データの振幅を重み付けし
て得られた周波数軸上の平均周波数を設定する（１）〜
（３）の周波数分析装置。
【００１０】（５）前記検出周波数を、予め目標毎に定
められている標本データと比較して最も類似する標本デ
ータに対応する目標として類別する類別手段を有する請
求項（１）〜（４）の周波数分析装置。
められている標本データと比較して最も類似する標本デ
ータに対応する目標として類別する類別手段を有する請
求項（１）〜（４）の周波数分析装置。
【００１１】（６）前記受信信号は、パッシブソノブイ
で受信された水中音響信号である（１）〜（５）の周波
数分析装置。
で受信された水中音響信号である（１）〜（５）の周波
数分析装置。
【００１２】（７）パッシブソノブイで受信された水中
音響信号を周波数分析して周波数スペクトルデータを抽
出し、しきい値以上の強度をもつ周波数スペクトルデー
タであるクラスタデータのみを抽出して、それぞれのク
ラスタデータの周波数方向の幅がナローかワイドかを判
断する手段と、前記クラスタデータの周波数方向の幅が
ナローと判断した場合、そのクラスタデータの振幅最大
値を検出し、その最大値をもつ周波数を前記クラスタデ
ータの周波数として抽出する手段と、前記クラスタデー
タの周波数方向の幅がワイドと判断した場合、前記クラ
スタデータ内の振幅を重み付けとして平均周波数を計算
し、その平均周波数を前記クラスタデータの周波数とし
て抽出する手段と水中目標毎に設定されてる標本周波数
データと前記クラスタデータの周波数の比較を行い目標
の類別を行う手段とを備えて成ることを特徴とする周波
数分析装置。
音響信号を周波数分析して周波数スペクトルデータを抽
出し、しきい値以上の強度をもつ周波数スペクトルデー
タであるクラスタデータのみを抽出して、それぞれのク
ラスタデータの周波数方向の幅がナローかワイドかを判
断する手段と、前記クラスタデータの周波数方向の幅が
ナローと判断した場合、そのクラスタデータの振幅最大
値を検出し、その最大値をもつ周波数を前記クラスタデ
ータの周波数として抽出する手段と、前記クラスタデー
タの周波数方向の幅がワイドと判断した場合、前記クラ
スタデータ内の振幅を重み付けとして平均周波数を計算
し、その平均周波数を前記クラスタデータの周波数とし
て抽出する手段と水中目標毎に設定されてる標本周波数
データと前記クラスタデータの周波数の比較を行い目標
の類別を行う手段とを備えて成ることを特徴とする周波
数分析装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に本発明による周波数分析装置
及び水中目標類別装置の実施形態について図面を参照し
て説明する。
及び水中目標類別装置の実施形態について図面を参照し
て説明する。
【００１４】図１は、本発明による周波数分析装置を備
える水中目標類別装置の一実施形態の構成ブロック図で
ある。
える水中目標類別装置の一実施形態の構成ブロック図で
ある。
【００１５】受波器としてのパッシブソノブイで受信さ
れた水中目標信号は、周波数分析部１において、ＦＦＴ
等の処理が施されて周波数スペクトルデータ１０１に変
換される。
れた水中目標信号は、周波数分析部１において、ＦＦＴ
等の処理が施されて周波数スペクトルデータ１０１に変
換される。
【００１６】信号自動検出部２は、周波数分析部１で出
力された周波数スペクトルデータ１０１（図２（Ａ））
から検出しきい値１０７に基づいて検出しきい値以上の
レベルをもつデータをクラスタデータ１０２（図２
（Ｂ））として検出する。すなわち、信号自動検出部２
は、周波数分析部１から出力されている周波数スペクト
ルデータ１０１の振幅値と、検出しきい値１０７を比較
し、検出しきい値１０７を振幅値が下回った時点の周波
数スペクトルをクラスタデータの両端として図２（Ｂ）
に示すように検出する。検出されたクラスタデータ１０
２は、信号形状判断部３に送出される。
力された周波数スペクトルデータ１０１（図２（Ａ））
から検出しきい値１０７に基づいて検出しきい値以上の
レベルをもつデータをクラスタデータ１０２（図２
（Ｂ））として検出する。すなわち、信号自動検出部２
は、周波数分析部１から出力されている周波数スペクト
ルデータ１０１の振幅値と、検出しきい値１０７を比較
し、検出しきい値１０７を振幅値が下回った時点の周波
数スペクトルをクラスタデータの両端として図２（Ｂ）
に示すように検出する。検出されたクラスタデータ１０
２は、信号形状判断部３に送出される。
【００１７】信号形状判断部３は、信号自動検出部２か
ら入力されたクラスタデータ１０２の周波数方向の幅を
判断する。図２（Ｂ）のように、クラスタデータ１０２
の振幅値をＡ１，Ａ２・・・・Ａｎ、各振幅値に対応する周
波数をｆ１，ｆ２・・・・ｆｎ、更にクラスタデータの周波
数幅を判断するための定数を周波数幅しきい値ＷＴ１０
８とすると、クラスタデータの各周波数スペクトル毎の
振幅値Ａ１，Ａ２・・・・Ａｎの和とクラスタデータの振幅
最大値Ａｐの比を周波数幅しきい値ＷＴ１０８と比較す
ることにより（１）式のようにクラスタデータの周波数
幅を判断する。
ら入力されたクラスタデータ１０２の周波数方向の幅を
判断する。図２（Ｂ）のように、クラスタデータ１０２
の振幅値をＡ１，Ａ２・・・・Ａｎ、各振幅値に対応する周
波数をｆ１，ｆ２・・・・ｆｎ、更にクラスタデータの周波
数幅を判断するための定数を周波数幅しきい値ＷＴ１０
８とすると、クラスタデータの各周波数スペクトル毎の
振幅値Ａ１，Ａ２・・・・Ａｎの和とクラスタデータの振幅
最大値Ａｐの比を周波数幅しきい値ＷＴ１０８と比較す
ることにより（１）式のようにクラスタデータの周波数
幅を判断する。
【数１】
【００１８】（１）式の関係が成り立つとき、クラスタ
データの周波数幅は狭い（ナロー信号）と定義する。こ
のとき、振幅最大値Ａｐをもつ周波数がナロー信号１０
４として目標類別部５に送られる。一方、（１）式の関
係が成立しなかった場合、すなわち左辺が、周波数幅し
きい値ＷＴ１０８より大きい場合は、クラスタデータの
周波数幅は広い（ワイド信号）と定義され、クラスタデ
ータ１０２はワイド信号１０３として平均周波数計算部
４に送られる。
データの周波数幅は狭い（ナロー信号）と定義する。こ
のとき、振幅最大値Ａｐをもつ周波数がナロー信号１０
４として目標類別部５に送られる。一方、（１）式の関
係が成立しなかった場合、すなわち左辺が、周波数幅し
きい値ＷＴ１０８より大きい場合は、クラスタデータの
周波数幅は広い（ワイド信号）と定義され、クラスタデ
ータ１０２はワイド信号１０３として平均周波数計算部
４に送られる。
【００１９】平均周波数計算部４は、入力したワイド信
号１０３より、各周波数スペクトルデータの振幅値Ａ
１，Ａ２・・・・Ａｎをそれぞれの周波数スペクトルデータ
の周波数の重みとして振幅値と乗算した結果の総和と振
幅値の和を除算する事により、ワイド信号１０３の周波
数の重心を求める。これを平均周波数ｆｖとすると
（２）式のようになる。
号１０３より、各周波数スペクトルデータの振幅値Ａ
１，Ａ２・・・・Ａｎをそれぞれの周波数スペクトルデータ
の周波数の重みとして振幅値と乗算した結果の総和と振
幅値の和を除算する事により、ワイド信号１０３の周波
数の重心を求める。これを平均周波数ｆｖとすると
（２）式のようになる。
【数２】
【００２０】（２）式により、各周波数スペクトルデー
タの振幅値を重みとして計算されたワイド信号１０３の
平均周波数ｆｖを求め、これを平均周波数データ１０５
として目標類別部５に出力する。
タの振幅値を重みとして計算されたワイド信号１０３の
平均周波数ｆｖを求め、これを平均周波数データ１０５
として目標類別部５に出力する。
【００２１】目標類別部５は、ナロー信号１０４と平均
周波数データ１０５を周波数スペクトルデータ１０１の
自動検出データとして標本周波数データ１０９と照合
し、確定された水中目標のデータを目標類別データ１０
６として表示部６に出力し、表示する。
周波数データ１０５を周波数スペクトルデータ１０１の
自動検出データとして標本周波数データ１０９と照合
し、確定された水中目標のデータを目標類別データ１０
６として表示部６に出力し、表示する。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明による周波数
分析装置及び水中目標類別装置は、所定のレベル以上の
レベルをもつ周波数データの周波数軸方向の幅を求め、
求められた周波数幅がナローかワイドかを判別し、ナロ
ーと判別されれば、例えば、最大レベルを検出周波数と
し、ワイドと判別されれば、例えば、平均周波数を検出
周波数とし、得られた検出周波数を予め定めた標本周波
数と照合、比較して類別を行なっているので、水中目標
の周波数スペクトラムデータに周波数方向に幅をもつワ
イドな信号がナロー信号と混在している場合でも確実な
水中目標の類別を行うことができる。
分析装置及び水中目標類別装置は、所定のレベル以上の
レベルをもつ周波数データの周波数軸方向の幅を求め、
求められた周波数幅がナローかワイドかを判別し、ナロ
ーと判別されれば、例えば、最大レベルを検出周波数と
し、ワイドと判別されれば、例えば、平均周波数を検出
周波数とし、得られた検出周波数を予め定めた標本周波
数と照合、比較して類別を行なっているので、水中目標
の周波数スペクトラムデータに周波数方向に幅をもつワ
イドな信号がナロー信号と混在している場合でも確実な
水中目標の類別を行うことができる。
【図１】本発明による周波数分析装置を適用した水中目
標類別装置の一実施形態を示す構成ブロック図である。
標類別装置の一実施形態を示す構成ブロック図である。
【図２】図１に示す実施形態の動作説明図である。
【図３】従来の周波数分析装置の動作を説明するための
図である。
図である。
【符号の説明】 １ 周波数分析部 ２ 信号自動検出部 ３ 信号形状判断部 ４ 平均周波数計算部 ５ 目標類別部 ６ 表示部 １０１ 周波数スペクトルデータ １０２ クラスタデータ １０３ ワイド信号 １０４ ナロー信号 １０５ 平均周波数データ １０６ 目標類別データ １０７ 検出しきい値 １０８ 周波数幅しきい値 １０９ 標本周波数データ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (7)
- 【請求項１】受信信号を周波数分析する周波数分析手段
と、 この周波数分析手段の出力信号から予め定めたしきい値
以上のレベルをもつ周波数データを抽出する比較手段
と、 この比較手段で得られた周波数データのうち周波数軸上
で近接する少なくとも一つのグループに分け、各グルー
プの周波数軸方向の広がりを求める広がり判別手段と、 前記広がり判別手段で求められた広がり幅を予め定めた
幅と比較し、ナローとワイドのグループの周波数データ
に分類する分類手段と、 分類手段で分類されたナローとワイドのグループの検出
周波数として、それぞれ前記ナローとワイドのグループ
に含まれる周波数データ基づいて定めた周波数を設定す
る検出周波数設定手段と、を備えて成ることを特徴とす
る周波数分析装置。 - 【請求項２】前記ナローグループの検出周波数として、
前記グループの周波数データのうち最大レベルをもつ周
波数を設定する請求項１に記載の周波数分析装置。 - 【請求項３】前記ワイドグループの検出周波数として、
前記グループの周波数データの周波数軸上の平均周波数
を設定する請求項１から２に記載の周波数分析装置。 - 【請求項４】前記ワイドグループの検出周波数として、
前記グループの周波数データの振幅を重み付けして得ら
れた周波数軸上の平均周波数を設定する請求項１〜３に
記載の周波数分析装置。 - 【請求項５】前記検出周波数を、予め目標毎に定められ
ている標本データと比較して最も類似する標本データに
対応する目標として類別する類別手段を有する請求項１
〜４に記載の周波数分析装置。 - 【請求項６】前記受信信号は、パッシブソノブイで受信
された水中音響信号である請求項１〜５に記載の周波数
分析装置。 - 【請求項７】パッシブソノブイで受信された水中音響信
号を周波数分析して周波数スペクトルデータを抽出し、
しきい値以上の強度をもつ周波数スペクトルデータであ
るクラスタデータのみを抽出して、それぞれのクラスタ
データの周波数方向の幅がナローかワイドかを判断する
手段と、前記クラスタデータの周波数方向の幅がナロー
と判断した場合、そのクラスタデータの振幅最大値を検
出し、その最大値をもつ周波数を前記クラスタデータの
周波数として抽出する手段と、前記クラスタデータの周
波数方向の幅がワイドと判断した場合、前記クラスタデ
ータ内の振幅を重み付けとして平均周波数を計算し、そ
の平均周波数を前記クラスタデータの周波数として抽出
する手段と水中目標毎に設定されている標本周波数デー
タと前記クラスタデータの周波数の比較を行い、目標の
類別を行う手段とを備えて成ることを特徴とする水中目
標類別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9290394A JP2982764B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 周波数分析装置及び水中目標類別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9290394A JP2982764B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 周波数分析装置及び水中目標類別装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11109024A JPH11109024A (ja) | 1999-04-23 |
| JP2982764B2 true JP2982764B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=17755451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9290394A Expired - Lifetime JP2982764B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 周波数分析装置及び水中目標類別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982764B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6879123B2 (ja) * | 2017-08-25 | 2021-06-02 | 沖電気工業株式会社 | 信号処理装置、信号処理方法のプログラムおよび信号処理方法 |
| CN109470235B (zh) * | 2018-10-23 | 2020-05-22 | 浙江大学 | 一种基于动态簇的水下多传感器协作被动跟踪方法 |
-
1997
- 1997-10-07 JP JP9290394A patent/JP2982764B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11109024A (ja) | 1999-04-23 |
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