JP3212785B2 - 信号検出装置 - Google Patents
信号検出装置Info
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- JP3212785B2 JP3212785B2 JP32443293A JP32443293A JP3212785B2 JP 3212785 B2 JP3212785 B2 JP 3212785B2 JP 32443293 A JP32443293 A JP 32443293A JP 32443293 A JP32443293 A JP 32443293A JP 3212785 B2 JP3212785 B2 JP 3212785B2
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- JP
- Japan
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- line
- signal
- determination unit
- unit
- time
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、信号検出装置に関し、
特に、パッシブ音響信号を信号処理した結果得られる音
紋画像から、ラインを形成する狭帯域信号を検出する信
号検出装置に関する。
特に、パッシブ音響信号を信号処理した結果得られる音
紋画像から、ラインを形成する狭帯域信号を検出する信
号検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の信号検出装置は、図５に
示すように、マイクロフォン５１、周波数分析部５２、
振幅閾値判定部５３、トラッキング部５４、及び時間閾
値判定部５５を備えている。
示すように、マイクロフォン５１、周波数分析部５２、
振幅閾値判定部５３、トラッキング部５４、及び時間閾
値判定部５５を備えている。
【０００３】マイクロフォン５１は、受波した音響信号
を電気信号に変換し、この電気信号を周波数分析部５２
へ出力する。周波数分析部５２は、入力された電気信号
を時間窓で切り取り、各時間ごとに周波数と振幅との関
係を求める。周波数分析部５２で得られた分析結果（音
紋画像）は、振幅閾値判定部５３へ出力される。振幅閾
値判定部５３は、入力された周波数分析結果から、振幅
が予め定められた振幅閾値を越える点を検出する。トラ
ッキング部５４は、振幅閾値判定部５３の判定結果を時
間方向にトラッキングしてラインを形成する。時間閾値
判定部５５は、トラッキングされたラインの継続時間が
時間閾値を越えたときは、被検出信号と判定し、継続時
間が時間閾値を越えないときは、雑音と判定する。
を電気信号に変換し、この電気信号を周波数分析部５２
へ出力する。周波数分析部５２は、入力された電気信号
を時間窓で切り取り、各時間ごとに周波数と振幅との関
係を求める。周波数分析部５２で得られた分析結果（音
紋画像）は、振幅閾値判定部５３へ出力される。振幅閾
値判定部５３は、入力された周波数分析結果から、振幅
が予め定められた振幅閾値を越える点を検出する。トラ
ッキング部５４は、振幅閾値判定部５３の判定結果を時
間方向にトラッキングしてラインを形成する。時間閾値
判定部５５は、トラッキングされたラインの継続時間が
時間閾値を越えたときは、被検出信号と判定し、継続時
間が時間閾値を越えないときは、雑音と判定する。
【０００４】この様に、従来の信号検出装置では、トラ
ッキング部５４で形成されたラインのうち、時間閾値を
越えるラインを被検出信号として検出している。
ッキング部５４で形成されたラインのうち、時間閾値を
越えるラインを被検出信号として検出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の信号検出装置で
は、トラッキング部５４で形成されたラインは、時間閾
値のみを用いて被検出信号か、雑音か判定される。ここ
で、時間閾値を小さくすると、被検出信号の検出率が向
上する。しかし、この場合は、雑音を被検出信号と検出
してしまう確率が高くなる。また、時間閾値を大きくす
ると、雑音を被検出信号と検出してしまう確率は低くす
ることができるが、振幅が大きく揺らいだ被検出信号
や、振幅が振幅閾値付近で揺らいだ被検出信号は、雑音
とみなされてしまうという問題点がある。
は、トラッキング部５４で形成されたラインは、時間閾
値のみを用いて被検出信号か、雑音か判定される。ここ
で、時間閾値を小さくすると、被検出信号の検出率が向
上する。しかし、この場合は、雑音を被検出信号と検出
してしまう確率が高くなる。また、時間閾値を大きくす
ると、雑音を被検出信号と検出してしまう確率は低くす
ることができるが、振幅が大きく揺らいだ被検出信号
や、振幅が振幅閾値付近で揺らいだ被検出信号は、雑音
とみなされてしまうという問題点がある。
【０００６】本発明は、被検出信号の検出率を向上させ
るとともに、雑音の誤検出率を低下させた信号検出装置
を提供することを目的とする。
るとともに、雑音の誤検出率を低下させた信号検出装置
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、音響信
号を電気信号に変換するマイクロフォンと、前記電気信
号に基づいて前記音響信号の周波数分析を行う周波数分
析部と、周波数分析の結果から振幅の極大点を検出する
ピーク検出部と、前記極大点を時間方向にトラッキング
しラインを形成するピークトラッキング部と、前記ライ
ンが分岐を有するときに真のラインの継続方向を判定す
るライン分岐判定部と、前記真のラインが被検出信号に
基づくものか雑音に基づくものかを時間閾値及びエネル
ギー閾値を用いて識別するライン識別部とを有すること
を特徴とする信号検出装置が得られる。
号を電気信号に変換するマイクロフォンと、前記電気信
号に基づいて前記音響信号の周波数分析を行う周波数分
析部と、周波数分析の結果から振幅の極大点を検出する
ピーク検出部と、前記極大点を時間方向にトラッキング
しラインを形成するピークトラッキング部と、前記ライ
ンが分岐を有するときに真のラインの継続方向を判定す
るライン分岐判定部と、前記真のラインが被検出信号に
基づくものか雑音に基づくものかを時間閾値及びエネル
ギー閾値を用いて識別するライン識別部とを有すること
を特徴とする信号検出装置が得られる。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１に本発明の一実施例のブロック図を示す。本実
施例の信号検出装置は、マイクロフォン１１、周波数分
析部１２、ピーク検出部１３、ピークトラッキング部１
４、ライン分岐判定部１５、及びライン識別部１６を有
している。具体的には、周波数分析部１２は、図２に示
すようにＦＦＴ演算部２１、移動平均演算部２２、及び
時間積分演算部２３を有している。また、ライン分岐判
定部１５は、ピーク結合候補抽出部２４、及び結合判定
部２５を有している。さらにまた、ライン識別部１６
は、ライン継続時間判定部２６、ラインエネルギー判定
部２７、及びライン判定部２８を有している。
る。図１に本発明の一実施例のブロック図を示す。本実
施例の信号検出装置は、マイクロフォン１１、周波数分
析部１２、ピーク検出部１３、ピークトラッキング部１
４、ライン分岐判定部１５、及びライン識別部１６を有
している。具体的には、周波数分析部１２は、図２に示
すようにＦＦＴ演算部２１、移動平均演算部２２、及び
時間積分演算部２３を有している。また、ライン分岐判
定部１５は、ピーク結合候補抽出部２４、及び結合判定
部２５を有している。さらにまた、ライン識別部１６
は、ライン継続時間判定部２６、ラインエネルギー判定
部２７、及びライン判定部２８を有している。
【０００９】以下、図２を参照して本実施例の動作を説
明する。マイクロフォン１１は、入力される音響信号を
電気信号に変換して周波数分析部１２へ出力する。周波
数分析部１２では、入力された電気信号をＦＦＴ演算部
２１で高速フーリエ変換し、移動平均演算部２２で移動
平均を求めて、時間積分演算部２３で時間積分する。こ
れにより、単位時間における音響信号の振幅が周波数の
関数として得られる。そして、周波数分析部１２は、分
析結果をピーク検出部１３へ出力する。
明する。マイクロフォン１１は、入力される音響信号を
電気信号に変換して周波数分析部１２へ出力する。周波
数分析部１２では、入力された電気信号をＦＦＴ演算部
２１で高速フーリエ変換し、移動平均演算部２２で移動
平均を求めて、時間積分演算部２３で時間積分する。こ
れにより、単位時間における音響信号の振幅が周波数の
関数として得られる。そして、周波数分析部１２は、分
析結果をピーク検出部１３へ出力する。
【００１０】ピーク検出部１３は、周波数分析部１２か
ら入力される分析結果から、それぞれ信号振幅の極大点
を検出する。極大点は、周波数を複数のセル（微小周波
数帯）に区切ったときのセル番号で表わされる。検出さ
れた極大点及び極大値は、ピークトラッキング部１４へ
出力される。
ら入力される分析結果から、それぞれ信号振幅の極大点
を検出する。極大点は、周波数を複数のセル（微小周波
数帯）に区切ったときのセル番号で表わされる。検出さ
れた極大点及び極大値は、ピークトラッキング部１４へ
出力される。
【００１１】ピークトラッキング部１４は、次系列的に
次々に入力されてくる極大点を、±１セル間で極大点が
連続する方向にトラッキングを行う。即ち、ピークトラ
ッキング部１４は、ピーク検出部１３から次々に入力さ
れるセル番号を追跡してラインを形成する。このとき、
ピークトラッキング部１４は、同一セル番号のみを追跡
するのではなく、セル番号±１の範囲で追跡を行いライ
ンを形成する。
次々に入力されてくる極大点を、±１セル間で極大点が
連続する方向にトラッキングを行う。即ち、ピークトラ
ッキング部１４は、ピーク検出部１３から次々に入力さ
れるセル番号を追跡してラインを形成する。このとき、
ピークトラッキング部１４は、同一セル番号のみを追跡
するのではなく、セル番号±１の範囲で追跡を行いライ
ンを形成する。
【００１２】図３を参照すると、時間ｔ１及び時間ｔ２
において、セルｓ３及びｓ７が極大点であったとする。
すると、ピークトラッキング部１４は、ｓ３→ｓ３、及
びｓ７→ｓ７の２つのラインを形成する。次に時間ｔ３
で、振幅が極大の点が、セルｓ４及びセルｓ６になった
とすると、ピークトラッキング部１４は、ｓ３→ｓ３の
ラインがｓ４へと続き、ｓ７→ｓ７のラインがｓ６へと
続くと判断する。次に、時間ｔ４で、極大点が、セルｓ
３、ｓ５，及びｓ７になったとすると、ピークトラッキ
ング部１４は、ｓ３→ｓ３→ｓ４→ｓ３及びｓ５、ｓ７
→ｓ７→ｓ６→ｓ５及びｓ７の２つのラインを形成す
る。図３に実線矢印でピークトラッキング部１４が形成
したラインを示す。この２つのラインは、ともに分岐点
を有している。
において、セルｓ３及びｓ７が極大点であったとする。
すると、ピークトラッキング部１４は、ｓ３→ｓ３、及
びｓ７→ｓ７の２つのラインを形成する。次に時間ｔ３
で、振幅が極大の点が、セルｓ４及びセルｓ６になった
とすると、ピークトラッキング部１４は、ｓ３→ｓ３の
ラインがｓ４へと続き、ｓ７→ｓ７のラインがｓ６へと
続くと判断する。次に、時間ｔ４で、極大点が、セルｓ
３、ｓ５，及びｓ７になったとすると、ピークトラッキ
ング部１４は、ｓ３→ｓ３→ｓ４→ｓ３及びｓ５、ｓ７
→ｓ７→ｓ６→ｓ５及びｓ７の２つのラインを形成す
る。図３に実線矢印でピークトラッキング部１４が形成
したラインを示す。この２つのラインは、ともに分岐点
を有している。
【００１３】この様にラインが分岐点を有することとな
ったとき、換言すれば、ラインを結合すべき候補（セ
ル）が複数存在するとき、ピーク結合候補抽出部５１
は、候補となるすべてのセルを抽出する。図３に示す例
の場合は、時間ｔ３のセルｓ４に接続可能な候補として
時間ｔ４のセルｓ３及びｓ５と、時間ｔ３のセルｓ６に
接続可能な候補として時間ｔ４のセルｓ５及びｓ７とを
抽出する。
ったとき、換言すれば、ラインを結合すべき候補（セ
ル）が複数存在するとき、ピーク結合候補抽出部５１
は、候補となるすべてのセルを抽出する。図３に示す例
の場合は、時間ｔ３のセルｓ４に接続可能な候補として
時間ｔ４のセルｓ３及びｓ５と、時間ｔ３のセルｓ６に
接続可能な候補として時間ｔ４のセルｓ５及びｓ７とを
抽出する。
【００１４】次に、結合判定部５２は、抽出された結合
候補の振幅と、被結合セルの振幅との差を求める。そし
て被結合セルとの振幅の差が最も小さい結合候補を選択
して被結合セルに接続しラインを形成する。図３の例に
おいて、時間ｔ３のセルｓ４における振幅と、時間ｔ４
のセルｓ５における振幅との差が最も小さいとすると、
時間ｔ３のセルｓ４と時間ｔ４のセルｓ５とを接続する
ラインが形成され、必然的に、時間ｔ３のセルｓ６には
時間ｔ４のセルｓ７が接続される。逆に、時間ｔ３のセ
ルｓ６における振幅と、時間ｔ４のセルｓ５における振
幅との差が最も小さいとすると、時間ｔ３のセルｓ６と
時間ｔ４のセルｓ５とを接続するラインが形成され、必
然的に、時間ｔ３のセルｓ４には時間ｔ４のセルｓ３が
接続される。また、時間ｔ３のセルｓ４における振幅
と、時間ｔ４のセルｓ３における振幅との差が最も小さ
いときは、時間ｔ３のセルｓ６には時間ｔ４のセルｓ５
及びｓ７のうち時間ｔ３のセルｓ６との振幅差が小さい
ほうが接続される。同様に、時間ｔ３のセルｓ６におけ
る振幅と、時間ｔ４のセルｓ７における振幅との差が最
も小さいときは、時間ｔ３のセルｓ４には時間ｔ４のセ
ルｓ３及びｓ５のうち時間ｔ３のセルｓ４との振幅差が
小さいほうが接続される。結合判定部５２により判定さ
れた真の信号ラインを破線矢印で示す。
候補の振幅と、被結合セルの振幅との差を求める。そし
て被結合セルとの振幅の差が最も小さい結合候補を選択
して被結合セルに接続しラインを形成する。図３の例に
おいて、時間ｔ３のセルｓ４における振幅と、時間ｔ４
のセルｓ５における振幅との差が最も小さいとすると、
時間ｔ３のセルｓ４と時間ｔ４のセルｓ５とを接続する
ラインが形成され、必然的に、時間ｔ３のセルｓ６には
時間ｔ４のセルｓ７が接続される。逆に、時間ｔ３のセ
ルｓ６における振幅と、時間ｔ４のセルｓ５における振
幅との差が最も小さいとすると、時間ｔ３のセルｓ６と
時間ｔ４のセルｓ５とを接続するラインが形成され、必
然的に、時間ｔ３のセルｓ４には時間ｔ４のセルｓ３が
接続される。また、時間ｔ３のセルｓ４における振幅
と、時間ｔ４のセルｓ３における振幅との差が最も小さ
いときは、時間ｔ３のセルｓ６には時間ｔ４のセルｓ５
及びｓ７のうち時間ｔ３のセルｓ６との振幅差が小さい
ほうが接続される。同様に、時間ｔ３のセルｓ６におけ
る振幅と、時間ｔ４のセルｓ７における振幅との差が最
も小さいときは、時間ｔ３のセルｓ４には時間ｔ４のセ
ルｓ３及びｓ５のうち時間ｔ３のセルｓ４との振幅差が
小さいほうが接続される。結合判定部５２により判定さ
れた真の信号ラインを破線矢印で示す。
【００１５】こうして真のラインが形成されると、ライ
ン分岐判定部１５は、ラインに対応する音響信号成分の
強度、即ち振幅を時間の関数として表したライン信号を
出力する。なお、ライン分岐判定部１５は、ピークトラ
ッキング部１４からのラインが分岐を有していないとき
は、そのラインに基づいたライン信号を出力する。
ン分岐判定部１５は、ラインに対応する音響信号成分の
強度、即ち振幅を時間の関数として表したライン信号を
出力する。なお、ライン分岐判定部１５は、ピークトラ
ッキング部１４からのラインが分岐を有していないとき
は、そのラインに基づいたライン信号を出力する。
【００１６】ライン識別部１６は、ライン分岐判定部１
５から送られてくるライン信号を２分岐し、一方をライ
ン継続時間判定部２６に、他方をラインエネルギー判定
部２７に入力させる。ライン継続時間判定部２６は、ラ
イン信号の継続時間を時間閾値と比較し、ライン信号の
継続時間が時間閾値よりも長いとき、被検出信号と判断
してライン判定部２８に通知する。また、ラインエネル
ギー判定部２７は、ライン信号のエネルギー和（信号強
度の時間積分）がエネルギー閾値よりも大きいときに被
検出信号と判断してライン判定部２８に通知する。ライ
ン判定部２８は、ライン継続時間判定部２６及びライン
エネルギー判定部２７の少なくとも一方から被検出信号
であるとの通知を受けたときにライン信号を被検出信号
であると判定する。
５から送られてくるライン信号を２分岐し、一方をライ
ン継続時間判定部２６に、他方をラインエネルギー判定
部２７に入力させる。ライン継続時間判定部２６は、ラ
イン信号の継続時間を時間閾値と比較し、ライン信号の
継続時間が時間閾値よりも長いとき、被検出信号と判断
してライン判定部２８に通知する。また、ラインエネル
ギー判定部２７は、ライン信号のエネルギー和（信号強
度の時間積分）がエネルギー閾値よりも大きいときに被
検出信号と判断してライン判定部２８に通知する。ライ
ン判定部２８は、ライン継続時間判定部２６及びライン
エネルギー判定部２７の少なくとも一方から被検出信号
であるとの通知を受けたときにライン信号を被検出信号
であると判定する。
【００１７】ライン継続時間判定部２６の時間閾値は、
雑音を被検出信号として検出する誤検出を防止するため
に長く設定される。これにより、図４（ａ）に示すよう
な偶然±１セル間で極大点が連続した振幅の小さい信号
は、雑音と判定される。したがって、誤検出率は低下す
る。他方、ラインエネルギー判定部２７は、継続時間に
無関係にエネルギー和の大きいライン信号を被検出信号
であると判定する。したがって、図４（ｂ）に示すよう
に、ライン継続時間判定部２６において、雑音と判定さ
れてしまうような被検出信号は、ラインエネルギー判定
部２７で被検出信号であると判定されるので被検出信号
の検出率は向上する。
雑音を被検出信号として検出する誤検出を防止するため
に長く設定される。これにより、図４（ａ）に示すよう
な偶然±１セル間で極大点が連続した振幅の小さい信号
は、雑音と判定される。したがって、誤検出率は低下す
る。他方、ラインエネルギー判定部２７は、継続時間に
無関係にエネルギー和の大きいライン信号を被検出信号
であると判定する。したがって、図４（ｂ）に示すよう
に、ライン継続時間判定部２６において、雑音と判定さ
れてしまうような被検出信号は、ラインエネルギー判定
部２７で被検出信号であると判定されるので被検出信号
の検出率は向上する。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、ライン信号が被検出信
号か雑音かの判定に、時間閾値及びエネルギー閾値を用
いて判定するようにしたことで、被検出信号の検出率を
向上させると共に、雑音を被検出信号であるとする誤検
出率を低下させることができる。
号か雑音かの判定に、時間閾値及びエネルギー閾値を用
いて判定するようにしたことで、被検出信号の検出率を
向上させると共に、雑音を被検出信号であるとする誤検
出率を低下させることができる。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】図１の信号検出装置の詳細を示すブロック図で
ある。
ある。
【図３】本発明の動作を説明するための図である。
【図４】図１のライン識別部の動作を説明するためのラ
イン信号の波形図である。
イン信号の波形図である。
【図５】従来の信号検出装置のブロック図である。
１１ マイクロフォン １２ 周波数分析部 １３ ピーク検出部 １４ ピークトラッキング部 １５ ライン分岐判定部 １６ ライン識別部 ２１ ＦＦＴ演算部 ２２ 移動平均演算部 ２３ 時間積分演算部 ２４ ピーク結合候補抽出部 ２５ 結合判定部 ２６ ライン継続時間判定部 ２７ ラインエネルギー判定部 ２８ ライン判定部 ５１ マイクロフォン ５２ 周波数分析部 ５３ 振幅閾値判定部 ５４ トラッキング部 ５５ 時間閾値判定部
フロントページの続き (72)発明者 郷内 隆 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特表 昭62−502572（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 11/00 - 11/06
Claims (2)
- 【請求項１】 音響信号を電気信号に変換するマイクロ
フォンと、前記電気信号に基づいて前記音響信号の周波
数分析を行う周波数分析部と、周波数分析の結果から振
幅の極大点を検出するピーク検出部と、前記極大点を時
間方向にトラッキングしラインを形成するピークトラッ
キング部と、前記ラインが分岐を有するときに真のライ
ンの継続方向を判定するライン分岐判定部と、前記真の
ラインが被検出信号に基づくものか雑音に基づくものか
を時間閾値及びエネルギー閾値をそれぞれ用いて識別す
るライン識別部とを有することを特徴とする信号検出装
置。 - 【請求項２】 前記ライン識別部が、前記真のラインの
継続時間が前記時間閾値より長いか否かを判定するライ
ン継続時間判定部と、前記音響信号のうち前記真のライ
ンに対応する成分のエネルギー値が前記エネルギー閾値
よりも大きいか否かを判定するラインエネルギー判定部
と、ライン判定部とを有し、前記ライン継続時間判定部
が前記真のラインの継続時間が前記時間閾値より長いと
判定したときと、前記ラインエネルギー判定部が前記音
響信号のうち前記真のラインに対応する成分のエネルギ
ー値が前記エネルギー閾値よりも大きいと判定したとき
に、前記ライン判定部が、前記真のラインが被検出信号
に基づくものであると判定することを特徴とする請求項
１の信号検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32443293A JP3212785B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 信号検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32443293A JP3212785B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 信号検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07181990A JPH07181990A (ja) | 1995-07-21 |
| JP3212785B2 true JP3212785B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=18165744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32443293A Expired - Lifetime JP3212785B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 信号検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3212785B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2776781B2 (ja) * | 1995-12-12 | 1998-07-16 | 防衛庁技術研究本部長 | 多目標信号自動分離方式 |
| JP3262204B2 (ja) * | 1996-03-25 | 2002-03-04 | 日本電信電話株式会社 | 周波数成分抽出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1986005617A1 (en) * | 1985-03-18 | 1986-09-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Processing of acoustic waveforms |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32443293A patent/JP3212785B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07181990A (ja) | 1995-07-21 |
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