JP6879123B2 - Signal processing device, signal processing method program and signal processing method - Google Patents

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Description

この発明は、目標物が発する信号をソーナーなどの受波器で受信した受信信号に対して、整相処理、周波数分析処理などを行う信号処理装置、信号処理方法のプログラムおよび信号処理方法に関するものである。 The present invention relates to a signal processing device that performs phase adjustment processing, frequency analysis processing, etc. on a received signal received by a receiver such as a sonar, a signal processing method program, and a signal processing method. Is.

たとえば、受波器アレイが受信した音などの受信信号を処理し、目標物の特定、目標物の方位推定などを行う信号処理装置などがある。信号処理装置における信号処理方法としては、たとえば、スパース信号処理を用いたグリッドフリー圧縮整相処理方法がある(たとえば、非特許文献1参照)。また、スパース信号処理を用いたグリッドフリー圧縮周波数分析処理方法がある。 For example, there is a signal processing device that processes a received signal such as a sound received by a receiver array, identifies a target object, estimates the direction of the target object, and the like. As a signal processing method in the signal processing apparatus, for example, there is a grid-free compression phase adjustment processing method using sparse signal processing (see, for example, Non-Patent Document 1). There is also a grid-free compression frequency analysis processing method using sparse signal processing.

Xenaki A. and Gerstoft P.,“Grid-free compressive beamforming“,1923-1935 J. Acoust. Soc. Am. 137(4)Xenaki A. and Gerstoft P., “Grid-free compressive beamforming”, 1923-1935 J. Acoust. Soc. Am. 137 (4)

各受波器の受信信号に雑音が含まれない場合においては、圧縮整相処理結果の目標方位と目標レベルは、その真値と一致する。 When the received signal of each receiver does not contain noise, the target orientation and the target level of the compression phase adjustment processing result match their true values.

しかしながら、各受波器の受信信号に雑音が含まれていると、圧縮整相処理結果において、目標方位の真値を挟んで、真値付近の両側の方位に目標方位が割れてしまう場合がある。また、割れた各目標方位に対して目標レベルが計算されるため、目標レベルも真値よりも低い複数の目標レベルに割れる。以下においては、特に2つに割れるものとして説明する。 However, if the received signal of each receiver contains noise, the target azimuth may be divided into both directions near the true value in the compression phase adjustment processing result with the true value of the target azimuth in between. is there. In addition, since the target level is calculated for each broken target direction, the target level is also divided into a plurality of target levels lower than the true value. In the following, it will be described as being particularly divided into two.

割れに関する問題は、受波器の受信信号における周波数成分を分析処理する圧縮周波数分析処理結果においても発生する。圧縮周波数分析処理においても、目標物からの信号における目標周波数が、真値の付近で複数の目標周波数に割れてしまい、目標レベルも、各目標周波数に合わせて、真値よりも低い複数の目標レベルに割れてしまう。このような目標方位の割れまたは目標周波数の割れが発生することで、真値との間に誤差が発生し、目標方位、目標周波数、目標レベルなどの目標物に関するデータを正確に得ることが難しくなる。 The problem of cracking also occurs in the compression frequency analysis processing result of analyzing the frequency component in the received signal of the receiver. Even in the compression frequency analysis process, the target frequency in the signal from the target is divided into multiple target frequencies near the true value, and the target level is also set to multiple targets lower than the true value according to each target frequency. It breaks into levels. When such a crack in the target direction or a crack in the target frequency occurs, an error occurs between the true value and the target, and it is difficult to accurately obtain data on the target such as the target direction, the target frequency, and the target level. Become.

そこで、目標方位、目標周波数、目標レベルなどの目標物に関するデータに含まれる誤差を改善することができる信号処理装置などの実現が望まれていた。 Therefore, it has been desired to realize a signal processing device that can improve errors included in data related to a target object such as a target direction, a target frequency, and a target level.

この発明に係る信号処理装置は、受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理装置であって、複数の受波器を有する受波器アレイからの複数の受信信号に基づいて、受信信号の周波数に係る変換を行って、受信信号の振幅と位相とに係るアレイ周波数ビンデータにする周波数分割処理部と、アレイ周波数ビンデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理部と、解に基づいて、目標物の目標方位を示す目標方位データを計算する目標方位計算処理部と、計算された目標方位データから、目標物に対する、目標方位の割れを検出する目標方位割れ検出処理部と、割れた目標方位を1つの目標方位に修正処理する修正目標方位データを計算する目標方位修正処理部と、修正目標方位データとアレイ周波数ビンデータとに基づいて、目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理部とを備えるものである。 The signal processing device according to the present invention is a signal processing device that outputs data related to a target signal emitted from a target based on a received signal from the receiver, and is a receiver having a plurality of receivers. Based on a frequency division processing unit that performs conversion related to the frequency of the received signal based on a plurality of received signals from the array to obtain array frequency bin data related to the amplitude and phase of the received signal, and based on the array frequency bin data. , The optimization processing unit that calculates the solution of the optimization problem using the linear matrix inequality as a constraint, and the target orientation calculation processing unit that calculates the target orientation data indicating the target orientation of the target object based on the solution. A target orientation crack detection processing unit that detects cracks in the target orientation with respect to the target object, and a target orientation correction processing unit that calculates correction target orientation data that corrects the cracked target orientation into one target orientation from the target orientation data. It is provided with a target level calculation processing unit that calculates a target level indicating the magnitude of the target signal based on the corrected target orientation data and the array frequency bin data.

また、この発明に係る信号処理装置は、受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理装置であって、受信信号の時間サンプルデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理部と、解に基づいて、目標信号の目標周波数を示す目標周波数データを計算する目標周波数計算処理部と、計算された目標周波数データから、目標信号に対する、目標周波数の割れを検出する目標周波数割れ検出処理部と、割れた目標周波数を1つの目標周波数に修正処理する修正目標周波数データを計算する目標周波数修正処理部と、修正目標周波数データと時間サンプルデータとに基づいて、目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理部とを備えるものである。 Further, the signal processing device according to the present invention is a signal processing device that outputs data related to the target signal emitted from the target based on the received signal from the receiver, and is based on the time sample data of the received signal. The optimization processing unit that calculates the solution of the optimization problem using the linear matrix inequality as a constraint, and the target frequency calculation processing unit that calculates the target frequency data indicating the target frequency of the target signal based on the solution. Target frequency cracking detection processing unit that detects cracks in the target frequency with respect to the target signal from the target frequency data, and target frequency correction processing that calculates the correction target frequency data that corrects the cracked target frequency into one target frequency. It is provided with a unit and a target level calculation processing unit that calculates a target level indicating the magnitude of the target signal based on the modified target frequency data and the time sample data.

また、この発明に係る信号処理方法のプログラムは、受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理方法のプログラムであって、複数の受波器を有する受波器アレイからの複数の受信信号に基づいて、受信信号の周波数に係る変換を行って、受信信号の振幅と位相とに係るアレイ周波数ビンデータにする周波数分割処理工程と、アレイ周波数ビンデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理工程と、解に基づいて、目標物の目標方位を示す目標方位データを計算する目標方位計算処理工程と、計算された目標方位データから、目標物に対する、目標方位の割れを検出処理する目標方位割れ検出処理工程と、割れた目標方位を1つの目標方位に修正処理する修正目標方位データを計算処理する目標方位修正処理工程と、修正目標方位データとアレイ周波数ビンデータとに基づいて、目標信号の大きさを示す目標レベルを計算処理する目標レベル計算処理工程とをコンピュータに行わせるものである。 Further, the signal processing method program according to the present invention is a signal processing method program that outputs data related to a target signal emitted from a target based on a received signal from a receiver, and is a plurality of received signals. A frequency division processing step of performing conversion related to the frequency of the received signal based on a plurality of received signals from a receiver array having a device to obtain array frequency bin data related to the amplitude and phase of the received signal, and an array. An optimization processing process that calculates the solution of the optimization problem using the linear matrix inequality as a constraint based on the frequency bin data, and the target orientation calculation that calculates the target orientation data indicating the target orientation of the target object based on the solution. From the processing process and the calculated target azimuth data, the target azimuth crack detection processing process for detecting and processing the crack of the target azimuth with respect to the target object, and the modified target azimuth data for correcting the cracked target azimuth into one target azimuth. A computer is made to perform a target azimuth correction processing process for calculation processing and a target level calculation processing process for calculating a target level indicating the magnitude of a target signal based on the correction target azimuth data and array frequency bin data. is there.

また、この発明に係る信号処理方法のプログラムは、受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理方法のプログラムであって、受信信号の時間サンプルデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理工程と、解に基づいて、目標信号の目標周波数を示す目標周波数データを計算する目標周波数計算処理工程と、計算された目標周波数データから、目標信号に対する、目標周波数の割れを検出する目標周波数割れ検出処理工程と、割れた目標周波数を1つの目標周波数に修正処理する修正目標周波数データを計算する目標方位修正処理工程と、修正目標周波数データと時間サンプルデータとに基づいて、目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理工程とをコンピュータに行わせるものである。 The signal processing method program according to the present invention is a signal processing method program that outputs data related to the target signal emitted from the target based on the received signal from the receiver, and is a time of the received signal. An optimization process that calculates the solution of an optimization problem that uses linear matrix inequality as a constraint based on sample data, and a target frequency calculation process that calculates target frequency data that indicates the target frequency of the target signal based on the solution. From the process and the calculated target frequency data, the target frequency crack detection processing step for detecting the crack of the target frequency with respect to the target signal and the modified target frequency data for correcting the cracked target frequency to one target frequency are calculated. The computer is made to perform the target direction correction processing step and the target level calculation processing step of calculating the target level indicating the magnitude of the target signal based on the correction target frequency data and the time sample data.

また、この発明に係る信号処理方法は、受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理方法であって、複数の受波器を有する受波器アレイからの複数の受信信号に基づいて、受信信号の周波数に係る変換を行って、受信信号の振幅と位相とに係るアレイ周波数ビンデータにする周波数分割処理工程と、アレイ周波数ビンデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理工程と、解に基づいて、目標物の目標方位を示す目標方位データを計算する目標方位計算処理工程と、計算された目標方位データから、目標物に対する、目標方位の割れを検出処理する目標方位割れ検出処理工程と、割れた目標方位を1つの目標方位に修正処理する修正目標方位データを計算処理する目標方位修正処理工程と、修正目標方位データとアレイ周波数ビンデータとに基づいて、目標信号の大きさを示す目標レベルを計算処理する目標レベル計算処理工程とを有するものである。 Further, the signal processing method according to the present invention is a signal processing method that outputs data related to a target signal emitted from a target based on a received signal from the receiver, and is a receiver having a plurality of receivers. A frequency division processing step of converting the frequency of the received signal based on a plurality of received signals from the wave device array to obtain array frequency bin data related to the amplitude and phase of the received signal, and array frequency bin data. Based on the optimization processing process that calculates the solution of the optimization problem using the linear matrix inequality as a constraint, and the target orientation calculation processing process that calculates the target orientation data indicating the target orientation of the target object based on the solution. From the calculated target orientation data, a target orientation crack detection processing process that detects and processes cracks in the target orientation with respect to the target object, and a target that calculates and processes modified target orientation data that corrects the cracked target orientation into one target orientation. It has an orientation correction processing step and a target level calculation processing step for calculating and processing a target level indicating the magnitude of the target signal based on the correction target orientation data and the array frequency bin data.

また、この発明に係る信号処理方法は、受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理方法であって、受信信号の時間サンプルデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理工程と、解に基づいて、目標信号の目標周波数を示す目標周波数データを計算する目標周波数計算処理工程と、計算された目標周波数データから、目標信号に対する、目標周波数の割れを検出する目標周波数割れ検出処理工程と、割れた目標周波数を1つの目標周波数に修正処理する修正目標周波数データを計算する目標方位修正処理工程と、修正目標周波数データと時間サンプルデータとに基づいて、目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理工程とを有するものである。 Further, the signal processing method according to the present invention is a signal processing method that outputs data related to the target signal emitted from the target based on the received signal from the receiver, and is based on the time sample data of the received signal. The optimization processing process for calculating the solution of the optimization problem using the linear matrix inequality as a constraint, and the target frequency calculation processing process for calculating the target frequency data indicating the target frequency of the target signal based on the solution. A target frequency cracking detection processing step for detecting a crack in the target frequency with respect to the target signal from the obtained target frequency data, and a target orientation correction processing for calculating the correction target frequency data for correcting the cracked target frequency into one target frequency. It has a process and a target level calculation processing process for calculating a target level indicating the magnitude of the target signal based on the modified target frequency data and the time sample data.

この発明によれば、目標物から発生される目標信号を含む受信信号を処理し、処理において、本来1つのデータが複数のデータに割れた割れを検出し、割れたデータを1つにまとめる修正を行って、目標信号に係るデータを出力するようにしたので、真値との誤差を小さくし、目標物に関するデータをより正確に得ることができる。 According to the present invention, a received signal including a target signal generated from a target object is processed, and in the processing, a crack in which one data is originally split into a plurality of data is detected, and the cracked data is combined into one. Since the data related to the target signal is output, the error from the true value can be reduced and the data related to the target can be obtained more accurately.

この発明の実施の形態1に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure centering on the signal processing apparatus 100 which realizes the signal processing which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る信号処理の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the signal processing which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る目標方位割れ検出処理部114の処理を説明する図である。It is a figure explaining the process of the target direction crack detection processing unit 114 which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る目標方位修正処理部115の処理を説明する図である。It is a figure explaining the process of the target direction correction processing part 115 which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る信号処理装置100において、目標方位修正処理を行って表示装置130に表示される圧縮整相処理結果を示す図である。It is a figure which shows the compression phase adjustment processing result which performs the target direction correction processing in the signal processing apparatus 100 which concerns on Embodiment 1 of this invention, and is displayed on the display apparatus 130. この発明の実施の形態2に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure centering on the signal processing apparatus 100 which realizes the signal processing which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る目標補間処理部117の処理を説明する図である。It is a figure explaining the process of the target interpolation processing part 117 which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure centering on the signal processing apparatus 100 which realizes the signal processing which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure centering on the signal processing apparatus 100 which realizes the signal processing which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure centering on the signal processing apparatus 100 which realizes the signal processing which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure centering on the signal processing apparatus 100 which realizes the signal processing which concerns on Embodiment 6 of this invention.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、説明する。ここで、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、明細書全文に示されている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適宜、適用することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, in the following drawings, those having the same reference numerals are the same or equivalent thereto, and are common to the whole texts of the embodiments described below. In addition, the forms of the components shown in the full text of the specification are merely examples and are not limited to these descriptions. In particular, the combination of components is not limited to the combination in each embodiment, and the components described in other embodiments can be appropriately applied to other embodiments.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。図1において、受波器アレイ10は、目標物が発生する信号(目標信号)を含む信号を受波し、受信信号に変換する複数の受波器(図示せず)を有している。ここで、説明を簡単にするため、受波器アレイ10の受波器は、直線上に等間隔で配置されているものとする。図1に示すように、受波器アレイ10と信号処理装置100とは、通信可能に接続されている。受波器アレイ10は、複数の受波器がそれぞれ受信した信号を、A/D変換などによりデジタル信号に変換し、アレイ受信信号として信号処理装置100に送る。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration centered on a signal processing device 100 that realizes signal processing according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the receiver array 10 has a plurality of receivers (not shown) that receive a signal including a signal generated by a target (target signal) and convert it into a received signal. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the receivers of the receiver array 10 are arranged on a straight line at equal intervals. As shown in FIG. 1, the receiver array 10 and the signal processing device 100 are communicably connected to each other. The receiver array 10 converts the signals received by the plurality of receivers into digital signals by A / D conversion or the like, and sends the signals to the signal processing device 100 as array reception signals.

信号処理装置100は、演算処理装置110、記憶装置120および表示装置130を有している。記憶装置120は、演算処理装置110の処理に係るデータを記憶する装置である。記憶装置120は、データを一時的に記憶できるランダムアクセスメモリ(RAM)などの揮発性記憶装置(図示せず)およびハードディスク、データを長期的に記憶できるフラッシュメモリなどの不揮発性の補助記憶装置(図示せず)を有している。また、表示装置130は、信号処理装置100から送られる圧縮整相処理結果を示す表示信号に基づく表示を行う。具体的には、たとえば、目標物の方位、信号の大きさ(目標レベル)などを表示する表示信号が演算処理装置110から送られる。 The signal processing device 100 includes an arithmetic processing unit 110, a storage device 120, and a display device 130. The storage device 120 is a device that stores data related to the processing of the arithmetic processing unit 110. The storage device 120 includes a volatile storage device (not shown) such as a random access memory (RAM) capable of temporarily storing data, and a non-volatile auxiliary storage device (not shown) such as a hard disk and a flash memory capable of storing data for a long period of time. (Not shown). Further, the display device 130 displays based on the display signal indicating the compression phase adjustment processing result sent from the signal processing device 100. Specifically, for example, a display signal displaying the direction of the target object, the magnitude of the signal (target level), and the like is sent from the arithmetic processing unit 110.

演算処理装置110は、周波数分割処理部111、最適化処理部112、目標方位計算処理部113、目標方位割れ検出処理部114、目標方位修正処理部115および目標レベル計算処理部116を有している。 The arithmetic processing apparatus 110 includes a frequency division processing unit 111, an optimization processing unit 112, a target direction calculation processing unit 113, a target direction crack detection processing unit 114, a target direction correction processing unit 115, and a target level calculation processing unit 116. There is.

周波数分割処理部111は、受波器アレイ10からのアレイ受信信号に対して、周波数分割処理を行い、受信信号の振幅と位相とに係るアレイ周波数ビンデータに変換する。また、最適化処理部112は、周波数分割処理部111が変換したアレイ周波数ビンデータに基づいて、最適化問題の解を計算する。さらに、目標方位計算処理部113は、最適化処理部112が計算した解に基づいて、目標物の方位(以下、目標方位という)を示す目標方位データに変換する。 The frequency division processing unit 111 performs frequency division processing on the array received signal from the receiver array 10 and converts it into array frequency bin data related to the amplitude and phase of the received signal. Further, the optimization processing unit 112 calculates the solution of the optimization problem based on the array frequency bin data converted by the frequency division processing unit 111. Further, the target direction calculation processing unit 113 converts the target direction data indicating the direction of the target object (hereinafter referred to as the target direction) based on the solution calculated by the optimization processing unit 112.

また、目標方位割れ検出処理部114は、目標方位計算処理部113からの目標方位データに基づいて、目標方位の割れを検出する。そして、検出した割れに基づいて、修正対象となる目標方位を示す修正対象目標方位データを生成する。また、目標方位修正処理部115は、目標方位割れ検出処理部114が生成した修正対象目標方位データに基づいて、目標方位の割れを修正した修正目標方位データを生成する。そして、目標レベル計算処理部116は、目標方位修正処理部115からの修正目標方位データに基づいて、目標レベルを計算する。そして、圧縮整相処理結果を示す表示信号を表示装置130に送る。 Further, the target direction crack detection processing unit 114 detects a crack in the target direction based on the target direction data from the target direction calculation processing unit 113. Then, based on the detected crack, the correction target target direction data indicating the target direction to be corrected is generated. Further, the target direction correction processing unit 115 generates the correction target direction data in which the crack of the target direction is corrected based on the correction target target direction data generated by the target direction crack detection processing unit 114. Then, the target level calculation processing unit 116 calculates the target level based on the correction target direction data from the target direction correction processing unit 115. Then, a display signal indicating the compression phase adjustment processing result is sent to the display device 130.

ここで、通常、演算処理装置110は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)を中心とするコンピュータなどの制御演算処理を行う装置で構成されている。そして、演算処理装置110は、各部が行う信号処理方法の手順を、あらかじめプログラム化したものを実行して、信号処理の工程を実現する。ここで、たとえば、前述した記憶装置120が、プログラムのデータを有している。ただし、これに限定するものではなく、各部を別個に専用機器(ハードウェア)で構成してもよい。 Here, the arithmetic processing unit 110 is usually composed of an apparatus that performs control arithmetic processing such as a computer centered on a CPU (Central Processing Unit), for example. Then, the arithmetic processing unit 110 executes a pre-programmed procedure of the signal processing method performed by each unit to realize the signal processing process. Here, for example, the storage device 120 described above has the data of the program. However, the present invention is not limited to this, and each part may be separately configured by a dedicated device (hardware).

図2は、この発明の実施の形態1に係る信号処理の概要を説明する図である。受波器アレイ10のアレイ受信信号において、各受波器の受信信号に雑音が含まれない場合は、図2(a)に示すように、圧縮整相処理結果の目標方位と目標レベルは、その真値と一致する。 FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of signal processing according to the first embodiment of the present invention. In the array received signal of the receiver array 10, when the received signal of each receiver does not contain noise, as shown in FIG. 2A, the target orientation and the target level of the compression phase adjustment processing result are set. Matches its true value.

一方、受信信号に雑音が含まれると、図2(b)に示すように、目標方位の真値の付近の両側に目標方位が割れてしまう。また、各方位が示す目標信号の目標レベルも真値よりも低くなる。そこで、実施の形態1の信号処理装置100は、目標物における目標方位割れを検出し、割れた目標方位を、1つに修正し、目標レベルを計算するようにする。 On the other hand, if the received signal contains noise, the target orientation is split on both sides near the true value of the target orientation, as shown in FIG. 2B. In addition, the target level of the target signal indicated by each direction is also lower than the true value. Therefore, the signal processing device 100 of the first embodiment detects the target direction crack in the target object, corrects the cracked target direction to one, and calculates the target level.

次に、信号処理装置100の演算処理装置110が行うグリッドフリー圧縮整相処理に係る動作について、詳細に説明する。ここでは、演算処理装置110が、圧縮整相処理を行い圧縮整相処理結果として、目標方位および目標レベルを出力する。受波器アレイ10からのアレイ受信信号が入力されると、周波数分割処理部111は、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)などを用いて、アレイ受信信号を周波数分割処理する。周波数分割処理部111は、周波数分割処理により、受波器毎の受信信号をアレイ周波数ビンデータに変換する。ここで、周波数ビン番号jのアレイ周波数ビンデータyは、受波器番号mの受波器の周波数ビンをy(m)とすると、次式(1)で表すことができる。ここで、mは受波器番号で、m=1,…、Mである。Mは、受波器アレイ10を構成する受波器の全受波器数である。また、jは周波数ビン番号で、j=1,…,Jである。Jは周波数ビン数である。そして、Tはベクトルの転置を表す。 Next, the operation related to the grid-free compression phase adjustment processing performed by the arithmetic processing unit 110 of the signal processing unit 100 will be described in detail. Here, the arithmetic processing unit 110 performs the compression phase adjustment process and outputs the target direction and the target level as the result of the compression phase adjustment process. When the array reception signal from the receiver array 10 is input, the frequency division processing unit 111 performs frequency division processing of the array reception signal by using FFT (Fast Fourier Transform: Fast Fourier Transform) or the like. The frequency division processing unit 111 converts the received signal for each receiver into array frequency bin data by the frequency division processing. Here, the array frequency bin data y j of the frequency bin number j can be expressed by the following equation (1), where y j (m) is the frequency bin of the receiver of the receiver number m. Here, m is a receiver number, and m = 1, ..., M. M is the total number of receivers of the receivers constituting the receiver array 10. Further, j is a frequency bin number, and j = 1, ..., J. J is the number of frequency bins. And T represents the transpose of the vector.

Figure 0006879123
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最適化処理部112は、周波数分割処理部111が変換したアレイ周波数ビンデータから、周波数ビンj毎に次式(2)に基づく最適化問題の解c^を計算する。ここで、式(2)の解c^は、c^=[c(0),c(1),…,c(M−1)]となる。Hはベクトルまたは行列の複素共役転置を表し、Tはベクトルまたは行列の転置を表す。 The optimization processing unit 112 calculates the solution c ^ j of the optimization problem based on the following equation (2) for each frequency bin j from the array frequency bin data converted by the frequency division processing unit 111. Here, the solution c ^ j of the equation (2) is c ^ j = [c j (0), c j (1), ..., c j (M-1)] T. H represents the complex conjugate transpose of the vector or matrix, and T represents the transpose of the vector or matrix.

Figure 0006879123
Figure 0006879123

また、式(2)において、Fは、N個の方位t=sinφ(n)から目標物が発する信号が到来すると仮定して作成した、各受波器の受信信号を表したM×Nの行列である。Fは、次式(3)で表される。ここで、tは仮定した目標方位を表す。また、nは目標番号であり、n=1,…,N(N>M)である。Nは仮定した目標数である。λは、j番目の周波数ビンの波長である。そして、ΔDは、受波器アレイ10が有する受波器の間隔である。 Further, in the equation (2), F j is M × representing the received signal of each receiver, which is created on the assumption that the signal emitted by the target arrives from N directions t n = sin φ (n). It is a matrix of N. F j is expressed by the following equation (3). Here, t n represents a hypothesized target direction. Further, n is a target number, and n = 1, ..., N (N> M). N is the assumed target number. λ j is the wavelength of the jth frequency bin. Then, ΔD is the interval between the receivers of the receiver array 10.

Figure 0006879123
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次に、式(2)における不等式制約内のF を、全受波器数M個の係数を用いて表した次式(4)の三角多項式H(z)を定義する。そして、式(2)の不等式制約を、有限次数の線形行列不等式制約に変換する。そして、線形行列不等式制約の最適化問題に変換した次式(5)に基づく最適化問題の解c^を計算する。ここで、Q=c である。また、λは、j番目の周波数ビンの波長である。そして、式(5)の解c^は、前述したように、c^=[c(0),c(1),…,c(M−1)]となる。Hはベクトルまたは行列の複素共役転置を表し、Tはベクトルまたは行列の転置を表す。 Next, the trigonometric polynomial H j (z) of the following equation (4) is defined, which expresses F j H c j within the inequality constraint in the equation (2) using the coefficients of the total number of receivers M. Then, the inequality constraint of the equation (2) is converted into a linear matrix inequality constraint of a finite degree. Then, the solution c ^ j of the optimization problem based on the following equation (5) converted into the optimization problem of the linear matrix inequality constraint is calculated. Here, Q = c j H c j . Further, λ j is the wavelength of the j-th frequency bin. Then, the solution c ^ j of the equation (5) is c ^ j = [c j (0), c j (1), ..., c j (M-1)] T as described above. H represents the complex conjugate transpose of the vector or matrix, and T represents the transpose of the vector or matrix.

Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123
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目標方位計算処理部113は、最適化処理部112が計算した解c^から、周波数ビンj毎に、次式(6)に基づく多項式P(z)のM−1個の根zを計算する。ここで、根zは、z=[z(1),z(2),…,z(m),…z(M−1)]となる。Tはベクトルの転置を表す。また、m>0である。rj、mは、次式(7)で表される。そして、rj、−m=r j、mである。 The target orientation calculation processing unit 113 has M-1 roots z of the polynomial P + (z j ) based on the following equation (6) for each frequency bin j from the solution c ^ j calculated by the optimization processing unit 112. Calculate j. Here, the root z j is z j = [z j (1), z j (2), ..., z j (m), ... z j (M-1)] T. T represents the transpose of the vector. Also, m> 0. r j and m are represented by the following equation (7). Then, r j, −m = r * j, m .

Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123
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目標方位計算処理部113は、さらに、次式(8)を用いて、根zから複素平面の単位円上にある根wを取り出す処理を行う。そして、次式(9)に基づき、根wから目標方位v^を計算する。ここで、wは、w=[w(1),…,w(k),…,w(K)]となる。また、v^=[v^(1),…,v^(k),…,v^(K)]となる。そして、Tはベクトルまたは行列の転置を表す。さらに、select()は()内の複素値から、複素平面の単位円上にある複素値を選択する処理を表す。arg()は、()内の複素値の位相角の計算値を表す。そして、Kは、複素平面の単位円上にある根の個数である。 The target direction calculation processing unit 113 further performs a process of extracting the root w j on the unit circle of the complex plane from the root z j by using the following equation (8). Then, the target direction v ^ j is calculated from the root w j based on the following equation (9). Here, w j is w j = [w j (1), ..., w j (k), ..., w j (K)] T. Further, v ^ j = [v ^ j (1), ..., v ^ j (k), ..., v ^ j (K)] T. And T represents the transpose of a vector or matrix. Further, select () represents a process of selecting a complex value on the unit circle of the complex plane from the complex values in (). arg () represents the calculated value of the phase angle of the complex value in (). And K is the number of roots on the unit circle of the complex plane.

Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123

図3は、この発明の実施の形態1に係る目標方位割れ検出処理部114の処理を説明する図である。図3は、目標方位v^内の各目標方位間の方位間隔Δtの計算および方位間隔Δtの閾値処理による目標の割れの検出の過程について説明している。 FIG. 3 is a diagram illustrating processing of the target directional crack detection processing unit 114 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 describes a process of calculating a directional interval Δt k between each target azimuth in the target azimuth v ^ j and detecting a crack in the target by thresholding the directional interval Δt k.

目標方位割れ検出処理部114は、目標方位計算処理部113が計算した目標方位v^に基づいて、周波数ビンj毎に目標方位v^内の目標方位の割れを閾値処理を行って検出する。図3(a)では、1つの目標方位が2つの目標方位tと目標方位tとに割れている。また、図3(b)の方位間隔Δtは、2つに割れた目標方位tと目標方位tとの方位間隔である。目標方位割れ検出処理部114は、図3(a)および図3(b)に示すような、目標方位v^から前後の目標方位tと目標方位tk+1との間の方位間隔Δtを、次式(10)を用いて計算する。ここで、k=1,2,…,K−1,Kは、複素平面の単位円上にある解の個数である。 Target azimuth crack detection processing unit 114, based on the target direction v ^ j of target direction computing unit 113 has calculated, detecting the cracking of target direction in target direction v ^ j by performing threshold processing for each frequency bin j To do. In FIG. 3A, one target direction is divided into two target directions t 3 and a target direction t 4 . Further, the directional spacing Δt 3 in FIG. 3B is the directional spacing between the target directional t 3 and the target directional t 4 split in two. Target azimuth crack detection processing section 114, the azimuth spacing Delta] t k between FIGS. 3 (a) and 3 (b) in as shown, target direction v ^ j from the front and rear target direction t k and the target azimuth t k + 1 Is calculated using the following equation (10). Here, k = 1, 2, ..., K-1, K are the number of solutions on the unit circle of the complex plane.

Figure 0006879123
Figure 0006879123

次に、目標方位割れ検出処理部114は、式(10)で計算した各方位間隔Δtの中から、閾値tTH以下の方位間隔Δtを検出する。そして、検出した方位間隔の番号kを、修正対象方位番号hとして記憶装置120に保存する。また、検出した方位間隔Δtの計算に使用した2つの目標方位tと目標方位tk+1とを、修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1とし、修正対象目標方位データとして記憶装置120に保存する。ここで、h=1,2,…,H,Hは、検出した方位間隔数である。 Next, the target directional crack detection processing unit 114 detects the directional interval Δt k equal to or less than the threshold value t TH from each directional interval Δt k calculated by the equation (10). Then, the detected directional interval number k is stored in the storage device 120 as the correction target directional number h. Further, the two target directions t k and the target direction t k + 1 used for calculating the detected direction interval Δt k are set as the correction target target direction t h and the correction target target direction t h + 1, and are stored as the correction target target direction data. Store at 120. Here, h = 1, 2, ..., H, H are the detected number of directional intervals.

図4は、この発明の実施の形態1に係る目標方位修正処理部115の処理を説明する図である。目標方位修正処理部115は、目標方位割れ検出処理部114が修正対象目標方位データとして記憶装置120に保存した修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1とに基づき、周波数ビンj毎に目標方位v^内の目標方位の割れを修正する。 FIG. 4 is a diagram illustrating the processing of the target direction correction processing unit 115 according to the first embodiment of the present invention. Target direction correction processing unit 115, based on the correction object target direction t h a target azimuth crack detection processing unit 114 is stored in the storage device 120 as the corrected target target direction data and the correction target target heading t h + 1, for each frequency bin j Correct the crack in the target direction in the target direction v ^ j.

目標方位v^が2つの目標方位tと目標方位tk+1に割れた場合、目標方位v^の真値は、割れた2つの目標方位tと目標方位tk+1との間にある。そこで、図4に示すように、次式(11)に基づき、修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1との加算平均値を計算して、修正後目標方位th1とする。ここで、h1=1,2,…,Hは、検出した方位間隔数である。 When the target direction v ^ j is divided into two target directions t k and a target direction t k + 1 , the true value of the target direction v ^ j is between the two divided target directions t k and the target direction t k + 1. .. Therefore, as shown in FIG. 4, according to the following formulas (11), calculates the average value of the correction object target direction t h a correction object target direction t h + 1, and corrected target azimuth t h1. Here, h1 = 1, 2, ..., H is the number of detected directional intervals.

Figure 0006879123
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目標方位修正処理部115は、修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1とを、目標方位v^から削除する。そして、削除した修正対象目標方位tおよび修正対象目標方位th+1に代えて、修正後目標方位th1を目標方位v^に追加する修正を行い、修正後の目標方位v^の修正目標方位データを生成する。 Target direction correction processing unit 115, a targeted for correction target direction t h a correction target target heading t h + 1, is removed from the target direction v ^ j. Then, instead of the correction target goal orientation t h and the correction target goal orientation t h + 1 has been deleted, make modifications to add the revised target direction t h1 the target orientation v ^ j, modification of the target direction v ^ j of the modified Generate target orientation data.

目標レベル計算処理部116は、目標方位修正処理部115が生成した修正目標方位データに基づき、次式(12)に表される目標レベルx^を、周波数ビンj毎に計算する。目標方位v^と目標レベルx^とを含む圧縮整相処理結果を示す表示信号を表示装置130に送る。ここで、行列A は行列Aの疑似逆行列である。また、x^=[x^(1),…,x^(g),…,x^(G)]、v^=[v^(1),…,v^(g),…,v^(G)]、Gは修正後の目標方位データ数である。そして、式(13)におけるabs()は、()内の絶対値の計算である。 The target level calculation processing unit 116 calculates the target level x ^ j represented by the following equation (12) for each frequency bin j based on the correction target direction data generated by the target direction correction processing unit 115. A display signal indicating the compression phase adjustment processing result including the target direction v ^ j and the target level x ^ j is sent to the display device 130. Here, the matrix A j + is a pseudo inverse matrix of the matrix A j. Also, x ^ j = [x ^ j (1), ..., x ^ j (g), ..., x ^ j (G)] T , v ^ j = [v ^ j (1), ..., v ^ j (g), ..., v ^ j (G)] T and G are the corrected target orientation data numbers. Then, abs () in the equation (13) is a calculation of the absolute value in ().

Figure 0006879123
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図5は、この発明の実施の形態1に係る信号処理装置100において、目標方位修正処理を行って表示装置130に表示される圧縮整相処理結果を示す図である。以上のように、実施の形態1の信号処理装置100によれば、演算処理装置110は、目標方位割れ検出処理部114および目標方位修正処理部115を備えるものである。そして、目標方位計算処理部113が計算した目標方位v^に対し、目標方位割れ検出処理部114が目標方位v^内の目標方位の割れを検出した。さらに、目標方位修正処理部115が、割れた目標方位の加算平均を算出して、割れを修正した修正目標方位データを生成するようにした。このため、図5に示すように、圧縮整相処理結果における目標方位について、目標方位の真値との誤差を小さくすることができる。また、目標レベル計算処理部116において、目標方位の真値との方位誤差が小さくなった目標方位から目標レベルを計算することで、目標レベルについても、目標レベルの真値との誤差を小さくすることができる。 FIG. 5 is a diagram showing a compression phase adjustment processing result displayed on the display device 130 after performing the target direction correction processing in the signal processing device 100 according to the first embodiment of the present invention. As described above, according to the signal processing unit 100 of the first embodiment, the arithmetic processing unit 110 includes a target directional cracking detection processing unit 114 and a target directional cracking processing unit 115. Then, with respect to the target direction v ^ j calculated by the target direction calculation processing unit 113, the target direction crack detection processing unit 114 detects a crack in the target direction within the target direction v ^ j. Further, the target direction correction processing unit 115 calculates the added average of the cracked target directions to generate the corrected target direction data in which the cracks are corrected. Therefore, as shown in FIG. 5, the error between the target direction in the compression phase adjustment processing result and the true value of the target direction can be reduced. Further, in the target level calculation processing unit 116, the target level is calculated from the target direction in which the direction error from the true value of the target direction is small, so that the error between the target level and the true value of the target level is reduced. be able to.

実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。図6において、図1と同じ符号を付している機器などについては、基本的には、実施の形態1において説明したことと同様の動作、処理などを行う。
Embodiment 2.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration centered on a signal processing device 100 that realizes signal processing according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, with respect to the devices and the like having the same reference numerals as those in FIG. 1, basically, the same operations and processes as those described in the first embodiment are performed.

図6において、実施の形態2の信号処理装置100の演算処理装置110では、目標レベル計算処理部116は、目標方位計算処理部113からの目標方位データに基づいて、目標レベルを計算する。また、実施の形態2の演算処理装置110は、実施の形態1における目標方位修正処理部115を有していない。その代わりに、実施の形態2の演算処理装置110は、目標補間処理部117を有している。目標補間処理部117は、目標方位割れ検出処理部114からの修正対象目標方位データに基づいて、目標方位を補間処理する。また、修正対象目標方位データに基づいて、目標レベル計算処理部116が計算した目標レベルを補間処理する。そして、補間処理した修正目標方位および修正目標レベルを含む圧縮整相処理結果を示す表示信号を表示装置130に送る。 In FIG. 6, in the arithmetic processing device 110 of the signal processing device 100 of the second embodiment, the target level calculation processing unit 116 calculates the target level based on the target direction data from the target direction calculation processing unit 113. Further, the arithmetic processing unit 110 of the second embodiment does not have the target direction correction processing unit 115 of the first embodiment. Instead, the arithmetic processing unit 110 of the second embodiment has a target interpolation processing unit 117. The target interpolation processing unit 117 interpolates the target direction based on the correction target target direction data from the target direction crack detection processing unit 114. Further, the target level calculated by the target level calculation processing unit 116 is interpolated based on the target orientation data to be corrected. Then, a display signal indicating the compression phase adjustment processing result including the interpolation-processed correction target direction and the correction target level is sent to the display device 130.

次に、実施の形態2の信号処理装置100の演算処理装置110が行う処理について説明する。目標方位割れ検出処理部114が修正対象目標方位データを生成するまでの各部の処理については、実施の形態1で説明したことと同様である。 Next, the processing performed by the arithmetic processing unit 110 of the signal processing unit 100 of the second embodiment will be described. The processing of each part until the target direction crack detection processing unit 114 generates the correction target target direction data is the same as that described in the first embodiment.

また、目標レベル計算処理部116は、修正目標方位データの代わりに、目標方位計算処理部113からの目標方位データに基づいて、目標レベルx^を計算する。目標方位データからの計算であるが、目標レベル計算処理部116が行う処理の内容については、実施の形態1で説明したことと同様である。 Further, the target level calculation processing unit 116 calculates the target level x ^ j based on the target direction data from the target direction calculation processing unit 113 instead of the modified target direction data. Although the calculation is performed from the target direction data, the content of the processing performed by the target level calculation processing unit 116 is the same as that described in the first embodiment.

目標補間処理部117は、目標方位割れ検出処理部114からの修正対象目標方位データおよび目標レベル計算処理部116からの目標方位v^および目標レベルx^に基づいて、目標方位v^内における割れと対応する目標レベルx^内における割れとを補間する補間処理を行う。 Target interpolation processing unit 117, based on the target direction v ^ j and the target level x ^ j from the correction target target orientation data and target level calculation processing unit 116 from the target direction crack detection processing unit 114, target direction v ^ j Interference processing is performed to interpolate the cracks in the inside and the cracks in the corresponding target level x ^ j.

図7は、この発明の実施の形態2に係る目標補間処理部117の処理を説明する図である。処理手順については、はじめに、記憶装置120に修正対象目標方位データとして保存された修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1とを読み込む。また、修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1とにそれぞれ対応した修正対象目標レベルlと修正対象目標レベルlh+1とを抽出する。そして、図7に示すように、次式(14)に基づき、修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1との方位間隔Δtと、修正対象目標レベルlと修正対象目標レベルlh+1とから、補間後目標方位th1を計算する。また、次式(15)に基づき、修正対象目標レベルlと修正対象目標レベルlh+1とから、補間後目標レベルlh1を計算する。ここで、方位間隔Δt(=th+1−t)である。 FIG. 7 is a diagram illustrating the processing of the target interpolation processing unit 117 according to the second embodiment of the present invention. The processing procedure, first, reads the stored correction target target direction t h in the storage unit 120 as the corrected target target direction data and the correction target target heading t h + 1. Also, to extract a correction target target direction t h a correction object target direction t h + 1 and the correction object target level l h corresponding respectively corrected target target level l h + 1. Then, as shown in FIG. 7, according to the following formulas (14), corrected target target direction t h a correction object target direction t h + 1 and the azimuth gap Delta] t h between, correction object target level l h a correction object target level l From h + 1 , the target direction t h1 after interpolation is calculated. Further, based on the following equation (15), the interpolated target level l h1 is calculated from the correction target target level l h and the correction target target level l h + 1. Here, the azimuthal interval Δt h (= t h + 1 -t h).

Figure 0006879123
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次に、目標補間処理部117は、修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1とを、目標方位v^から削除する。そして、削除した修正対象目標方位tおよび修正対象目標方位th+1に代えて、補間後目標方位th1を目標方位v^に追加する修正を行い、修正後の目標方位v^の修正目標方位データを生成する。 Then, the target interpolation processing unit 117, a targeted for correction target direction t h a correction target target heading t h + 1, is removed from the target direction v ^ j. Then, instead of the correction target goal orientation t h and the correction target goal orientation t h + 1 has been deleted, make the corrections to add a post-interpolation target direction t h1 the target orientation v ^ j, modification of the target direction v ^ j of the modified Generate target orientation data.

また、修正対象目標レベルlと修正対象目標レベルlh+1とを、目標レベルx^から削除する。そして、削除した修正対象目標レベルlおよび修正対象目標レベルlh+1に代えて、補間後目標レベルlh1を目標レベルx^に追加する修正を行い、補間後の目標レベルx^の修正目標レベルデータを生成する。そして、目標補間処理部117は、補間処理後の修正目標方位および修正目標レベルを含む圧縮整相処理結果を示す表示信号を表示装置130に送る。 Further, the correction target target level l h and the correction target target level l h + 1 are deleted from the target level x ^ j. Then, instead of the correction object target level l h and the correction object target level l h + 1 has been deleted, make modifications to add interpolated target level l h1 to the target level x ^ j, correction of the target level x ^ j after interpolation Generate target level data. Then, the target interpolation processing unit 117 sends a display signal indicating the compression phase adjustment processing result including the correction target direction and the correction target level after the interpolation processing to the display device 130.

以上のように、実施の形態2の信号処理装置100は、目標方位割れ検出処理部114および目標補間処理部117を有するものである。そして、目標方位割れ検出処理部114が、割れた目標方位を修正対象目標方位として検出する。また、目標補間処理部117が、2つに割れた目標方位とそれに対応した2つの目標レベルとについて、補間処理を行って、修正対象目標方位および修正対象目標レベルを、補間後目標方位と補間後目標レベルとに代えた修正目標方位と修正目標レベルを圧縮整相処理結果として出力するようにした。このようにして、2つに割れた目標方位とそれに対応した2つの目標レベルとから、補間処理による計算で、修正目標方位と修正目標レベルとを得るようにした。修正対象目標方位と修正対象目標レベルとを、補間処理によって1つにすることで、目標方位の真値が、割れた2つの目標方位の中央付近ではない場合でも、真値との誤差が小さい修正目標方位および修正目標レベルを得ることができる。 As described above, the signal processing device 100 of the second embodiment includes the target directional crack detection processing unit 114 and the target interpolation processing unit 117. Then, the target direction crack detection processing unit 114 detects the cracked target direction as the target direction to be corrected. Further, the target interpolation processing unit 117 performs interpolation processing on the target azimuth divided into two and the two target levels corresponding thereto, and the correction target azimuth and the correction target target level are interpolated with the target azimuth after interpolation. The correction target orientation and the correction target level instead of the post-target level are output as the compression phase adjustment processing result. In this way, the correction target direction and the correction target level are obtained by the calculation by the interpolation process from the two target directions and the corresponding two target levels. By unifying the target direction to be corrected and the target level to be corrected into one by interpolation processing, the error between the true value and the true value is small even if the true value of the target direction is not near the center of the two split target directions. You can get the correction target direction and the correction target level.

実施の形態3.
図8は、この発明の実施の形態3に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。図8において、図1および図6と同じ符号を付している機器などについては、基本的には、実施の形態1および実施の形態2において説明したことと同様の動作、処理などを行う。
Embodiment 3.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration centered on a signal processing device 100 that realizes signal processing according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 8, with respect to the devices and the like having the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 6, basically, the same operations and processes as described in the first and second embodiments are performed.

図8に示すように、実施の形態3の信号処理装置100の演算処理装置110では、方位割れ判定処理部118を有している。方位割れ判定処理部118は、目標方位割れ検出処理部114が計算した修正対象目標方位データに基づいて、割れた目標方位が1目標のものであり、修正を行う必要があるか否かを判定する。 As shown in FIG. 8, the arithmetic processing unit 110 of the signal processing unit 100 of the third embodiment has a directional crack determination processing unit 118. The orientation crack determination processing unit 118 determines whether or not the cracked target orientation is one target and needs to be corrected based on the correction target target orientation data calculated by the target orientation crack detection processing unit 114. To do.

次に、実施の形態3の信号処理装置100の演算処理装置110が行う処理について、説明する。目標方位割れ検出処理部114が修正対象目標方位データを生成するまでの各部の処理については、実施の形態1などで説明したことと同様である。 Next, the processing performed by the arithmetic processing unit 110 of the signal processing unit 100 of the third embodiment will be described. The processing of each part until the target direction crack detection processing unit 114 generates the correction target target direction data is the same as that described in the first embodiment and the like.

方位割れ判定処理部118の処理について説明する。方位割れ判定処理部118は、修正対象目標方位データに基づいて、周波数ビンj毎に修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1を調べて、目標方位の割れが時間的に継続しているか否かを判定する。具体的には、前回の処理に用いた処理時刻s−1における修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1とを下限方位と上限方位とした方位範囲[t,th+1s−1を設定する。また、今回処理する処理時刻sにおける修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1とを下限方位と上限方位とした方位範囲[t,th+1を設定する。そして、方位範囲[t,th+1s−1と方位範囲[t,th+1とを比較する。2つの方位範囲[t,th+1s−1と方位範囲[t,th+1とを比較して、重複する範囲があれば、目標方位の割れが時間的に継続していると判定する。一方、重複する範囲がなければ、目標方位の割れが時間的に継続していないと判定する。 The processing of the orientation crack determination processing unit 118 will be described. Azimuth crack determination processing unit 118, based on the modified target target heading data, examines the correction object target direction t h for each frequency bin j the correction target target direction t h + 1, cracking of the target direction is continuously temporally Judge whether or not. Specifically, the azimuth range of the correction target target direction t h at the processing time s-1 used in the previous processing and the correction target target heading t h + 1 and lower orientation and the upper orientation [t h, t h + 1 ] s- Set to 1. Also, modifications in the processing time s for processing the current target target direction t h a correction object target direction t h + 1 and the azimuth range with lower orientation and the upper orientation of [t h, t h + 1 ] to set the s. Then, the directional range [th h , th + 1 ] s-1 is compared with the directional range [th h , th + 1 ] s. Comparing the two azimuth ranges [th h , th + 1 ] s-1 and the azimuth range [th h , th + 1 ] s , if there is an overlapping range, the cracking of the target azimuth continues in time. Is determined. On the other hand, if there is no overlapping range, it is determined that the cracking of the target direction does not continue in time.

判定結果について、方位割れ判定処理部118が目標方位の割れが時間的に継続していないと判定すると、目標信号が1つであり、目標物に対して、目標方位の割れが発生していると判定する。判定対象とした修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1を削除せず、修正対象目標方位データを生成する。 Regarding the determination result, when the orientation cracking determination processing unit 118 determines that the cracking of the target orientation does not continue in time, there is only one target signal, and the target orientation is cracked with respect to the target object. Is determined. And it was determined target correction object target direction t h without deleting the correction target target direction t h + 1, to generate a modified target target direction data.

一方、方位割れ判定処理部118が目標方位の割れが時間的に継続していると判定したときは、目標信号が2つであり、目標方位の割れは発生していないと判定する。判定対象とした修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1を修正対象目標方位から削除した修正対象目標方位データを生成する。 On the other hand, when the directional crack determination processing unit 118 determines that the crack in the target azimuth continues in time, it is determined that there are two target signals and that the crack in the target azimuth has not occurred. To generate a modified target target direction data deleting the correction target target direction t h + 1 and the correction object target direction t h that determination target from the modified target target heading.

目標補間処理部117における補間処理および圧縮整相処理結果の表示については、実施の形態1および実施の形態2において説明したことと同様である。 The display of the interpolation processing and the compression phase adjustment processing result in the target interpolation processing unit 117 is the same as that described in the first embodiment and the second embodiment.

以上のように、実施の形態3は、目標方位の割れが、時間的に継続して発生するものではないことに着目するものである。実施の形態3の信号処理装置100は、目標方位割れ検出処理部114の後段に目標方位割れ判定処理部118を備えるようにした。そして、修正対象目標方位tと修正対象目標方位th+1を調べて、目標方位の割れと思われる部分が時間的に継続して発生しているか否かを判定し、2つの目標方位が割れによるものか否かを判定するようにした。このため、判定結果に応じて目標方位の修正を制御することができる。目標方位の割れが時間的に継続していれば、2つの目標信号から得られた2つの目標方位であるとして、目標方位および目標レベルの修正を行わないようにした。したがって、2つの目標方位からの目標信号を、1つの目標方位および目標レベルに修正することを防止することができる。 As described above, the third embodiment pays attention to the fact that the cracking of the target direction does not occur continuously in time. The signal processing device 100 of the third embodiment is provided with the target directional cracking determination processing unit 118 after the target directional cracking detection processing unit 114. Then, check the correction object target direction t h a correction target target direction t h + 1, the portion seems to be cracking of the target direction is determined whether or not continuously generated in time, cracking two target heading It was decided whether or not it was due to. Therefore, it is possible to control the correction of the target direction according to the determination result. If the cracking of the target direction continues in time, the target direction and the target level are not corrected because the two target directions are obtained from the two target signals. Therefore, it is possible to prevent the target signals from the two target directions from being modified to one target direction and the target level.

実施の形態4.
図9は、この発明の実施の形態4に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。図9において、図1、図6および図8と同じ符号を付している機器などについては、基本的には、実施の形態1〜実施の形態3において説明したことと、同様の動作、処理などを行う。実施の形態1〜実施の形態3の信号処理装置100は、グリッドフリー圧縮整相処理を行って、目標方位および目標レベルを出力した。実施の形態4の信号処理装置100においては、グリッドフリー圧縮周波数分析処理を行って、目標周波数および目標レベルを圧縮周波数分析処理結果として出力するものである。このとき、信号処理装置100は、目標周波数の割れを検出し、割れに基づいて、目標周波数を修正する処理を行う。
Embodiment 4.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration centered on a signal processing device 100 that realizes signal processing according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, the devices and the like having the same reference numerals as those in FIGS. 1, 6 and 8 are basically the same operations and processes as those described in the first to third embodiments. And so on. The signal processing apparatus 100 of the first to third embodiments performs grid-free compression phase adjustment processing and outputs a target direction and a target level. In the signal processing apparatus 100 of the fourth embodiment, grid-free compression frequency analysis processing is performed, and the target frequency and the target level are output as the compression frequency analysis processing result. At this time, the signal processing device 100 detects a crack in the target frequency and performs a process of correcting the target frequency based on the crack.

演算処理装置110は、実施の形態1において説明した周波数分割処理部111、目標方位計算処理部113、目標方位割れ検出処理部114および目標方位修正処理部115を有していない。代わりに、図9に示すように、実施の形態4の信号処理装置100の演算処理装置110は、目標周波数計算処理部121、目標周波数割れ検出処理部122および目標周波数修正処理部123を有している。また、実施の形態4の最適化処理部112における最適化問題の解の計算の処理が、実施の形態1における処理とは少し異なる。 The arithmetic processing unit 110 does not have the frequency division processing unit 111, the target direction calculation processing unit 113, the target direction crack detection processing unit 114, and the target direction correction processing unit 115 described in the first embodiment. Instead, as shown in FIG. 9, the arithmetic processing unit 110 of the signal processing unit 100 of the fourth embodiment has a target frequency calculation processing unit 121, a target frequency crack detection processing unit 122, and a target frequency correction processing unit 123. ing. Further, the processing of calculating the solution of the optimization problem in the optimization processing unit 112 of the fourth embodiment is slightly different from the processing of the first embodiment.

目標周波数計算処理部121は、最適化処理部112が計算した解に基づいて、目標信号を含む受波器アレイ10の受信信号における目標周波数を計算する。目標周波数割れ検出処理部122は、目標周波数計算処理部121が計算した目標周波数のデータに基づいて、目標周波数の割れを検出する。そして、検出した割れに基づいて、修正対象となる目標周波数を示す修正対象目標周波数データを生成する。目標周波数修正処理部123は、目標周波数割れ検出処理部122が生成した修正対象目標周波数データに基づいて、目標方位の割れを修正した修正目標周波数データを生成する。 The target frequency calculation processing unit 121 calculates the target frequency in the received signal of the receiver array 10 including the target signal based on the solution calculated by the optimization processing unit 112. The target frequency crack detection processing unit 122 detects cracks in the target frequency based on the target frequency data calculated by the target frequency calculation processing unit 121. Then, based on the detected crack, the correction target frequency data indicating the correction target frequency to be corrected is generated. The target frequency correction processing unit 123 generates correction target frequency data in which cracks in the target direction are corrected based on the correction target target frequency data generated by the target frequency crack detection processing unit 122.

次に、実施の形態4の信号処理装置100の演算処理装置110が行うグリッドフリー圧縮周波数分析処理に係る動作について、詳細に説明する。ここでは、演算処理装置110が、圧縮周波数分析処理を行い、圧縮周波数分析処理結果として、目標周波数および目標レベルを出力する。 Next, the operation related to the grid-free compression frequency analysis processing performed by the arithmetic processing unit 110 of the signal processing unit 100 of the fourth embodiment will be described in detail. Here, the arithmetic processing apparatus 110 performs the compression frequency analysis processing, and outputs the target frequency and the target level as the compression frequency analysis processing result.

実施の形態1と同様に、信号処理装置100の演算処理装置110に、受波器アレイ10からのアレイ受信信号が入力される。ここで、以下においては、アレイ受信信号のうち、1つの受波器(受波器番号m)が受信した受信信号に関する周波数分析処理について説明する。そして、受波器番号mの受波器が受信した受信信号は、次式(16)で表される。ここで、uは、時間サンプル番号で、u=1,…、Uである。Uは、受信信号の時間サンプル数である。これにより、演算処理装置110は、受信信号の時間サンプルデータを得る。そして、Tはベクトルの転置を表す。また、mは受波器番号で、m=1,…、Mである。Mは、受波器アレイ10を構成する受波器の全受波器数である。 Similar to the first embodiment, the array reception signal from the receiver array 10 is input to the arithmetic processing unit 110 of the signal processing unit 100. Here, the frequency analysis process for the received signal received by one receiver (receiver number m) among the array received signals will be described below. The received signal received by the receiver having the receiver number m is represented by the following equation (16). Here, u is a time sample number, u = 1, ..., U. U is the number of time samples of the received signal. As a result, the arithmetic processing unit 110 obtains time sample data of the received signal. And T represents the transpose of the vector. Further, m is a receiver number, and m = 1, ..., M. M is the total number of receivers of the receivers constituting the receiver array 10.

Figure 0006879123
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最適化処理部112は、受信信号から、次式(17)に基づく最適化問題の解c^を計算する。ここで、式(17)の解c^は、c^=[c(0),c(1),…,c(U−1)]となる。Hはベクトルまたは行列の複素共役転置を表し、Tはベクトルまたは行列の転置を表す。 The optimization processing unit 112 calculates the solution c ^ m of the optimization problem based on the following equation (17) from the received signal. Here, the solution c ^ m of the equation (17) is c ^ m = [ cm (0), cm (1), ..., cm (U-1)] T. H represents the complex conjugate transpose of the vector or matrix, and T represents the transpose of the vector or matrix.

Figure 0006879123
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また、式(17)において、Fは、目標物からN個の周波数tの信号が到来すると仮定して作成した、各時間サンプルuの受信信号を表したU×Nの行列である。Fは、次式(18)で表される。ここで、tは仮定した目標周波数を表す。また、nは目標番号であり、n=1,…,N(N>U)である。Nは仮定した目標数である。 Further, in the equation (17), F m is a U × N matrix representing the received signals of each time sample u, which is created on the assumption that signals of N frequencies t n arrive from the target object. F m is expressed by the following equation (18). Here, t n represents a hypothesized target frequency. Further, n is a target number, and n = 1, ..., N (N> U). N is the assumed target number.

Figure 0006879123
Figure 0006879123

次に、式(17)における不等式制約内のF を、U個の係数を用いて表した次式(19)の三角多項式H(z)を定義する。そして、式(17)の不等式制約を、有限次数の線形行列不等式制約に変換する。そして、線形行列不等式制約の最適化問題に変換した次式(20)に基づく最適化問題の解c^を計算する。ここで、Q=c である。そして、式(20)の解c^は、前述したように、c^=[c(0),c(1),…,c(u),…,c(U−1)]となる。Hはベクトルまたは行列の複素共役転置を表し、Tはベクトルまたは行列の転置を表す。 Then, the F m H c m in the inequality constraint in equation (17), defines a trigonometric polynomial H m (z) of the following formula expressed using U number of coefficients (19). Then, the inequality constraint of the equation (17) is converted into a linear matrix inequality constraint of a finite degree. Then, the solution c ^ m of the optimization problem based on the following equation (20) converted into the optimization problem of the linear matrix inequality constraint is calculated. Here, Q = cm H cm . Then, as described above, the solution c ^ m of the equation (20) is c ^ m = [ cm (0), cm (1), ..., cm (u), ..., cm (U-). 1)] T. H represents the complex conjugate transpose of the vector or matrix, and T represents the transpose of the vector or matrix.

Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123
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目標周波数計算処理部121は、最適化処理部112が計算した解c^から、受波器番号m毎に、次式(21)に基づく多項式P(z)のU−1個の根zを計算する。ここで、根zは、z=[z(1),z(2),…,z(u),…z(U−1)]となる。Tはベクトルの転置を表す。また、u>0である。rm、uは、次式(22)で表される。そして、rm、−u=r m、uである。 The target frequency calculation processing unit 121 has U-1 polynomials P + (z m ) based on the following equation (21) for each receiver number m from the solution c ^ m calculated by the optimization processing unit 112. Calculate the root z m. Here, the root z m is z m = [z m (1), z m (2), ..., z m (u), ... z m (U-1)] T. T represents the transpose of the vector. Also, u> 0. rm and u are represented by the following equation (22). Then, rm , −u = r * m, u .

Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123

目標周波数計算処理部121は、さらに、次式(23)を用いて、根zから複素平面の単位円上にある根wを取り出す処理を行う。そして、次式(24)に基づき、根wから目標周波数v^を計算する。ここで、wは、w=[w(1),…,w(k),…,w(K)]となる。また、v^=[v^(1),…,v^(k),…,v^(K)]となる。そして、Tはベクトルまたは行列の転置を表す。さらに、select()は()内の複素値から、複素平面の単位円上にある複素値を選択する処理を表す。arg()は、()内の複素値の位相角の計算値を表す。また、Kは、複素平面の単位円上にある根の個数である。そして、ΔTは、受信信号yの時間サンプリング間隔である。 The target frequency calculation processing unit 121 further performs a process of extracting the root w m on the unit circle of the complex plane from the root z m by using the following equation (23). Then, the target frequency v ^ m is calculated from the root w m based on the following equation (24). Here, w m is w m = [w m (1), ..., w m (k), ..., w m (K)] T. Further, v ^ m = [v ^ m (1), ..., v ^ m (k), ..., v ^ m (K)] T. And T represents the transpose of a vector or matrix. Further, select () represents a process of selecting a complex value on the unit circle of the complex plane from the complex values in (). arg () represents the calculated value of the phase angle of the complex value in (). Further, K is the number of roots on the unit circle of the complex plane. Then, [Delta] T is the time sampling interval of the received signal y m.

Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123

目標周波数割れ検出処理部122は、目標周波数計算処理部121が計算した目標周波数v^に基づいて、受波器番号m毎に目標周波数v^内の目標周波数の割れを閾値処理を行って検出する。目標周波数割れ検出処理部122は、目標周波数v^から前後の目標周波数tと目標周波数tk+1との間の周波数間隔Δtを、次式(25)を用いて計算する。ここで、k=1,2,…,K−1,Kは、複素平面の単位円上にある解の個数である。 The target frequency crack detection processing unit 122 performs threshold processing for cracking of the target frequency within the target frequency v ^ m for each receiver number m based on the target frequency v ^ m calculated by the target frequency calculation processing unit 121. To detect. The target frequency crack detection processing unit 122 calculates the frequency interval Δt k between the target frequency t k before and after the target frequency v ^ m and the target frequency t k + 1 using the following equation (25). Here, k = 1, 2, ..., K-1, K are the number of solutions on the unit circle of the complex plane.

Figure 0006879123
Figure 0006879123

次に、目標周波数割れ検出処理部122は、式(25)で計算した各周波数間隔Δtの中から、閾値tTH以下の周波数間隔Δtを検出する。そして、検出した周波数間隔の番号kを、修正対象方位番号hとして記憶装置120に保存する。また、検出した周波数間隔Δtの計算に使用した2つの目標周波数tと目標周波数tk+1とを、修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1として記憶装置120に保存する。ここで、h=1,2,…,H,Hは、検出した周波数間隔数である。 Next, the target frequency cracking detection processing unit 122 detects the frequency interval Δt k equal to or less than the threshold value t TH from each frequency interval Δt k calculated by the equation (25). Then, the detected frequency interval number k is stored in the storage device 120 as the correction target direction number h. Further, the two target frequency t k which is used to calculate the detected frequency interval Delta] t k and the target frequency t k + 1, is stored in the storage device 120 targeted for correction target frequency t h a correction object target frequency t h + 1. Here, h = 1, 2, ..., H, H are the detected frequency intervals.

目標周波数修正処理部123は、目標周波数割れ検出処理部122が検出処理を行い、記憶装置120に保存した修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1とに基づき、受波器番号m毎に目標周波数v^内の目標周波数の割れを修正する。 Target frequency adjustment process unit 123 performs a target frequency crack detection processing unit 122 detects the processing, based on the correction object target frequency t h stored in the storage unit 120 and the correction target target frequency t h + 1, receivers number per m Correct the crack of the target frequency within the target frequency v ^ m.

目標周波数v^が2つの目標周波数tと目標周波数tk+1に割れた場合、目標周波数v^の真値は、割れた2つの目標周波数tと目標周波数tk+1との間にある。そこで、次式(26)に基づき、修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1との平均値を計算して、修正後目標周波数th1とする。ここで、h1=1,2,…,Hは、検出した周波数間隔数である。 When the target frequency v ^ m is split into two target frequencies t k and a target frequency t k + 1 , the true value of the target frequency v ^ m is between the two split target frequencies t k and the target frequency t k + 1. .. Therefore, based on the following equation (26), calculates the average value of the correction object target frequency t h a correction object target frequency t h + 1, and post-correction target frequency t h1. Here, h1 = 1, 2, ..., H is the number of detected frequency intervals.

Figure 0006879123
Figure 0006879123

目標周波数修正処理部123は、修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1とを、目標周波数v^から削除する。そして、削除した修正対象目標周波数tおよび修正対象目標周波数th+1に代えて、修正後目標周波数th1を目標周波数v^に追加する修正を行い、修正後の目標周波数v^の修正目標周波数データを生成する。 Target frequency adjustment process unit 123, the targeted for correction target frequency t h a correction target target frequency t h + 1, is removed from the target frequency v ^ m. Then, instead of the correction target target frequency t h and the correction target target frequency t h + 1 has been deleted, make modifications to add the revised target frequency t h1 to the target frequency v ^ m, modification of the target frequency v ^ m after correction Generate target frequency data.

目標レベル計算処理部116は、目標周波数修正処理部123が生成した修正目標周波数データに基づき、次式(27)に表される目標レベルx^を、受波器番号m毎に計算する。目標周波数v^と目標レベルx^とを含む圧縮周波数分析処理結果を示す表示信号を表示装置130に送る。ここで、行列A は行列Aの疑似逆行列である。また、x^=[x^(1),…,x^(g),…,x^(G)]、v^=[v^(1),…,v^(g),…,v^(G)]、Gは修正後の目標周波数データ数である。そして、式(28)におけるabs()は、()内の絶対値の計算である。 The target level calculation processing unit 116 calculates the target level x ^ m represented by the following equation (27) for each receiver number m based on the correction target frequency data generated by the target frequency correction processing unit 123. A display signal indicating the compression frequency analysis processing result including the target frequency v ^ m and the target level x ^ m is sent to the display device 130. Here, the matrix A m + is a pseudo inverse matrix of the matrix A m. Also, x ^ m = [x ^ m (1), ..., x ^ m (g), ..., x ^ m (G)] T , v ^ m = [v ^ m (1), ..., v ^ m (g), ..., v ^ m (G)] T and G are the corrected target frequency data numbers. Then, abs () in the equation (28) is a calculation of the absolute value in ().

Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123
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以上のように、実施の形態4の信号処理装置100によれば、演算処理装置110は、目標周波数割れ検出処理部122および目標周波数修正処理部123を備えるものである。そして、目標周波数計算処理部121が計算した目標周波数v^に対し、目標周波数割れ検出処理部122が、目標周波数v^内の目標周波数の割れを検出した。さらに、目標周波数修正処理部123が割れた目標周波数の加算平均を算出して、割れを修正した修正目標周波数データを生成するようにした。このため、圧縮周波数分析処理結果における目標周波数について、目標周波数の真値との誤差を小さくすることができる。また、目標レベル計算処理部116において、目標周波数の真値との周波数誤差が小さくなった目標周波数から目標レベルを計算することで、目標レベルについても、目標レベルの真値との誤差を小さくすることができる。 As described above, according to the signal processing unit 100 of the fourth embodiment, the arithmetic processing unit 110 includes a target frequency cracking detection processing unit 122 and a target frequency correction processing unit 123. Then, with respect to the target frequency v ^ m calculated by the target frequency calculation processing unit 121, the target frequency crack detection processing unit 122 detected a crack in the target frequency within the target frequency v ^ m. Further, the target frequency correction processing unit 123 calculates the added average of the cracked target frequencies to generate the corrected target frequency data in which the cracks are corrected. Therefore, the error between the target frequency in the compression frequency analysis processing result and the true value of the target frequency can be reduced. Further, in the target level calculation processing unit 116, the target level is calculated from the target frequency at which the frequency error from the true value of the target frequency is small, so that the error from the true value of the target level is also reduced. be able to.

実施の形態5.
図10は、この発明の実施の形態5に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。図10において、図1、図9などと同じ符号を付している機器などについては、基本的には、実施の形態1〜実施の形態4において説明したことと、同様の動作、処理などを行う。
Embodiment 5.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration centered on a signal processing device 100 that realizes signal processing according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 10, for devices and the like having the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 9, basically, the same operations, processes, and the like as described in the first to fourth embodiments are performed. Do.

図10において、実施の形態5の信号処理装置100の演算処理装置110では、目標レベル計算処理部116は、目標周波数計算処理部121からの目標周波数データに基づいて、目標レベルを計算する。また、演算処理装置110は、実施の形態4において説明した目標周波数修正処理部123を有していない。その代わりに、演算処理装置110は、実施の形態2などにおいて説明した目標補間処理部117をさらに有している。目標補間処理部117は、目標周波数割れ検出処理部122からの修正対象目標周波数データに基づいて、目標周波数を修正処理する。また、修正対象目標周波数データに基づいて、目標レベル計算処理部116が計算した目標レベルを補間処理する。そして、補間処理した修正目標周波数および修正目標レベルを含む圧縮周波数分析処理結果を示す表示信号を表示装置130に送る。 In FIG. 10, in the arithmetic processing apparatus 110 of the signal processing apparatus 100 of the fifth embodiment, the target level calculation processing unit 116 calculates the target level based on the target frequency data from the target frequency calculation processing unit 121. Further, the arithmetic processing unit 110 does not have the target frequency correction processing unit 123 described in the fourth embodiment. Instead, the arithmetic processing unit 110 further includes the target interpolation processing unit 117 described in the second embodiment and the like. The target interpolation processing unit 117 corrects the target frequency based on the target frequency data to be corrected from the target frequency crack detection processing unit 122. Further, the target level calculated by the target level calculation processing unit 116 is interpolated based on the target frequency data to be corrected. Then, a display signal indicating the compression frequency analysis processing result including the interpolated correction target frequency and the correction target level is sent to the display device 130.

次に、実施の形態5の信号処理装置100の演算処理装置110が行う処理について、説明する。目標周波数割れ検出処理部122が修正対象目標周波数データを生成するまでの各部の処理については、実施の形態4で説明したことと同様である。 Next, the processing performed by the arithmetic processing unit 110 of the signal processing unit 100 of the fifth embodiment will be described. The processing of each unit until the target frequency crack detection processing unit 122 generates the target frequency data to be corrected is the same as that described in the fourth embodiment.

また、目標レベル計算処理部116は、修正目標周波数データの代わりに、目標周波数計算処理部121からの目標周波数データに基づいて、目標レベルx^を計算する。処理の内容については、実施の形態4で説明したことと同様である。 Further, the target level calculation processing unit 116 calculates the target level x ^ m based on the target frequency data from the target frequency calculation processing unit 121 instead of the modified target frequency data. The content of the process is the same as that described in the fourth embodiment.

目標補間処理部117は、目標周波数割れ検出処理部122からの修正対象目標周波数データおよび目標レベル計算処理部116からの目標周波数v^および目標レベルx^から、目標周波数v^の割れと目標レベルx^の割れとを補正する補間処理を行う。 Target interpolation processing unit 117, a target frequency v ^ m and the target level x ^ m from corrected object target frequency data and target level calculation processing unit 116 from the target frequency crack detection processing unit 122, a target frequency v ^ m crack And the interpolation process for correcting the crack of the target level x ^ m is performed.

目標補間処理部117が行う処理の手順については、はじめに、記憶装置120に修正対象目標周波数データとして保存された修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1とを読み込む。また、修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1とにそれぞれ対応した修正対象目標レベルlと修正対象目標レベルlh+1とを抽出する。そして、次式(29)および次式(30)に基づき、修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1との周波数間隔Δtと、修正対象目標レベルlと修正対象目標レベルlh+1とから、補間後目標周波数th1と補間後目標レベルlh1を計算する。ここで、周波数間隔Δt(=th+1−t)である。 For instructions on processing target interpolation processing unit 117 performs, first, reads the stored correction target target frequency t h in the storage unit 120 as the corrected target target frequency data and the correction target target frequency t h + 1. Also, to extract a correction target target frequency t h a correction object target frequency t h + 1 and the correction object target level l h corresponding respectively corrected target target level l h + 1. Then, based on the following equation (29) and equation (30), a frequency interval Delta] t h between the correction object target frequency t h a correction object target frequency t h + 1, correction target target level l h a correction object target level l h + 1 From, the target frequency th h1 after interpolation and the target level l h 1 after interpolation are calculated. Here, a frequency interval Δt h (= t h + 1 -t h).

Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123
Figure 0006879123

次に、目標補間処理部117は、修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1とを、目標周波数v^から削除する。そして、削除した修正対象目標周波数tおよび修正対象目標周波数th+1に代えて、補間後目標周波数th1を目標周波数v^に追加する修正を行い、修正後の目標周波数v^の修正目標周波数データを生成する。 Then, the target interpolation processing unit 117, a targeted for correction target frequency t h a correction target target frequency t h + 1, is removed from the target frequency v ^ m. Then, instead of the correction target target frequency t h and the correction target target frequency t h + 1 has been deleted, make the corrections to add a post-interpolation target frequency t h1 to the target frequency v ^ m, modification of the target frequency v ^ m after correction Generate target frequency data.

また、修正対象目標レベルlと修正対象目標レベルlh+1とを、目標レベルx^から削除する。そして、削除した修正対象目標レベルlおよび修正対象目標レベルlh+1に代えて、補間後目標レベルlh1を目標レベルx^に追加する修正を行い、補間後の目標レベルx^の修正目標レベルデータを生成する。そして、目標補間処理部117は、補間処理後の修正目標周波数および修正目標レベルを含む圧縮周波数分析処理結果を示す表示信号を表示装置130に送る。 Further, the correction target target level l h and the correction target target level l h + 1 are deleted from the target level x ^ m. Then, instead of the correction object target level l h and the correction object target level l h + 1 has been deleted, make modifications to add interpolated target level l h1 to the target level x ^ m, correction of the target level x ^ m after interpolation Generate target level data. Then, the target interpolation processing unit 117 sends a display signal indicating the compression frequency analysis processing result including the correction target frequency and the correction target level after the interpolation processing to the display device 130.

以上のように、実施の形態5の信号処理装置100は、目標周波数割れ検出処理部122および目標補間処理部117を有するものである。そして、目標周波数割れ検出処理部122が、割れた目標周波数を修正対象目標周波数として検出する。また、目標補間処理部117が、2つに割れた目標周波数とそれに対応した2つの目標レベルとについて、補間処理を行って、修正対象目標周波数と修正対象目標レベルを圧縮周波数分析結果として出力するようにした。このようにして、2つに割れた目標周波数とそれに対応した2つの目標レベルとから、補間処理による計算で、修正目標方位と修正目標レベルとを得るようにした。修正対象目標周波数と修正対象目標レベルとを、補間処理によって1つにすることで、目標周波数の真値が、割れた2つの目標周波数の中央付近ではない場合でも、真値との誤差が小さい修正目標周波数および修正目標レベルを得ることができる。 As described above, the signal processing device 100 of the fifth embodiment includes the target frequency cracking detection processing unit 122 and the target interpolation processing unit 117. Then, the target frequency cracking detection processing unit 122 detects the cracked target frequency as the target frequency to be corrected. Further, the target interpolation processing unit 117 performs interpolation processing on the target frequency split in two and the two target levels corresponding to the target frequency, and outputs the correction target frequency and the correction target level as the compression frequency analysis result. I did. In this way, the correction target direction and the correction target level are obtained by the calculation by the interpolation processing from the target frequency divided into two and the two target levels corresponding to the target frequency. By unifying the target frequency to be corrected and the target level to be corrected into one by interpolation processing, the error between the true value and the true value is small even if the true value of the target frequency is not near the center of the two split target frequencies. A correction target frequency and a correction target level can be obtained.

実施の形態6.
図11は、この発明の実施の形態6に係る信号処理を実現する信号処理装置100を中心とする構成を説明する図である。図11において、図1、図9、図10などと同じ符号を付している機器などについては、基本的には、実施の形態1〜実施の形態5において説明したことと、同様の動作、処理などを行う。
Embodiment 6.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration centered on a signal processing device 100 that realizes signal processing according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 11, the devices and the like having the same reference numerals as those in FIGS. 1, 9, 10, 10 and the like are basically the same operations as those described in the first to fifth embodiments. Perform processing and so on.

図11において、実施の形態6の信号処理装置100の演算処理装置110では、周波数割れ判定処理部124を有している。周波数割れ判定処理部124は、目標周波数割れ検出処理部122が計算した修正対象目標周波数データに基づいて、割れた目標周波数が1目標のものであり、修正を行う必要があるか否かを判定する。 In FIG. 11, the arithmetic processing unit 110 of the signal processing device 100 of the sixth embodiment has a frequency cracking determination processing unit 124. The frequency cracking determination processing unit 124 determines whether or not the cracked target frequency is one target and needs to be corrected based on the correction target frequency data calculated by the target frequency cracking detection processing unit 122. To do.

次に、実施の形態6の信号処理装置100の演算処理装置110が行う処理について、説明する。目標周波数割れ検出処理部122が修正対象目標周波数データを生成するまでの各部の処理については、実施の形態4で説明したことと同様である。 Next, the processing performed by the arithmetic processing unit 110 of the signal processing unit 100 of the sixth embodiment will be described. The processing of each unit until the target frequency crack detection processing unit 122 generates the target frequency data to be corrected is the same as that described in the fourth embodiment.

周波数割れ判定処理部124の処理について説明する。周波数割れ判定処理部124は、修正対象目標周波数データに基づいて、受波器番号m毎に修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1を調べて、目標周波数の割れが時間的に継続しているか否かを判定する。具体的には、前回の処理に用いた処理時刻s−1における修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1とを下限周波数と上限周波数とした周波数範囲[t,th+1s−1を設定する。また、今回処理する処理時刻sにおける修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1とを下限周波数と上限周波数とした周波数範囲[t,th+1を設定する。そして、周波数範囲[t,th+1s−1と周波数範囲[t,th+1とを比較する。2つの周波数範囲[t,th+1s−1と周波数範囲[t,th+1とを比較して、重複する範囲があれば、目標周波数の割れが時間的に継続していると判定する。一方、重複する範囲がなければ、目標周波数の割れが時間的に継続していないと判定する。 The processing of the frequency cracking determination processing unit 124 will be described. Frequency crack determination processing unit 124, based on the modified target target frequency data, examines the correction object target frequency t h every receivers number m the correction target target frequency t h + 1, cracking of the target frequency temporally continued Judge whether or not it is done. Specifically, the correction target target frequency t h a correction object target frequency t h + 1 and the frequency range with the lower limit frequency and an upper frequency limit of the processing time s-1 used in the previous processing [t h, t h + 1 ] s- Set to 1. Also, modifications in the processing time s for processing the current target target frequency t h a correction object target frequency t h + 1 and the frequency range with the lower limit frequency and an upper frequency limit of the [t h, t h + 1 ] to set the s. Then, the frequency range [th h , th + 1 ] s-1 is compared with the frequency range [th h , th + 1 ] s. Comparing the two frequency ranges [th h , th + 1 ] s-1 and the frequency range [th h , th + 1 ] s , if there is an overlapping range, the target frequency is continuously broken in time. Is determined. On the other hand, if there is no overlapping range, it is determined that the breakage of the target frequency does not continue in time.

判定結果について、周波数割れ判定処理部124が目標周波数の割れが時間的に継続していないと判定すると、目標信号が1つであり、目標物に対して、目標周波数の割れが発生していると判定する。判定対象とした修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1を削除せず、修正対象目標周波数データを生成する。 Regarding the determination result, when the frequency cracking determination processing unit 124 determines that the cracking of the target frequency does not continue in time, there is only one target signal, and the target frequency is cracked with respect to the target object. Is determined. And it was determined target correction object target frequency t h without deleting the correction target target frequency t h + 1, to generate a modified target target frequency data.

一方、周波数割れ判定処理部124が目標周波数の割れが時間的に継続していると判定したときは、目標信号が2つであり、目標周波数の割れは発生していないと判定する。判定対象とした修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1を削除した修正対象目標周波数データを生成する。 On the other hand, when the frequency cracking determination processing unit 124 determines that the cracking of the target frequency continues in time, it is determined that there are two target signals and that the cracking of the target frequency has not occurred. To generate a modified target target frequency deleted data targeted for correction target frequency t h which was determined target correction target target frequency t h + 1.

目標補間処理部117における補間処理および圧縮周波数分析処理結果の表示については、実施の形態4および実施の形態5において説明したことと同様である。 The display of the interpolation processing and the compression frequency analysis processing result in the target interpolation processing unit 117 is the same as that described in the fourth and fifth embodiments.

以上のように、実施の形態6は、目標周波数の割れが、時間的に継続して発生するものではないことに着目するものである。実施の形態6の信号処理装置100は、目標周波数割れ検出処理部122の後段に目標周波数割れ判定処理部124を備えるようにした。そして、修正対象目標周波数tと修正対象目標周波数th+1を調べて、目標周波数の割れと思われる部分が時間的に継続して発生しているか否かを判定し、2つの目標周波数が割れによるものか否かを判定するようにした。このため、判定結果に応じて目標周波数の修正を制御することができる。目標周波数の割れが時間的に継続していれば、2つの目標信号から得られた2つの目標周波数であるとして、目標周波数および目標レベルの修正を行わないようにした。したがって、2つの目標周波数からの目標信号を、1つの目標周波数および目標レベルに修正することを防止することができる。 As described above, the sixth embodiment pays attention to the fact that the cracking of the target frequency does not occur continuously in time. The signal processing device 100 of the sixth embodiment is provided with a target frequency cracking determination processing unit 124 after the target frequency cracking detection processing unit 122. Then, check the correction object target frequency t h a correction target target frequency t h + 1, the portion seems to be cracking of the target frequency is determined whether or not continuously generated in time, cracking two target frequency It was decided whether or not it was due to. Therefore, it is possible to control the correction of the target frequency according to the determination result. If the cracking of the target frequency continues in time, the target frequency and the target level are not corrected because they are the two target frequencies obtained from the two target signals. Therefore, it is possible to prevent the target signals from the two target frequencies from being modified to one target frequency and target level.

実施の形態7.
前述した実施の形態3の信号処理装置100では、実施の形態2の信号処理装置100と同様の構成の装置に、方位割れ判定処理部118を有するものであった。しかしながら、実施の形態1の信号処理装置100と同様の構成の装置に、方位割れ判定処理部118を有する構成としてもよい。
Embodiment 7.
In the signal processing device 100 of the third embodiment described above, the device having the same configuration as the signal processing device 100 of the second embodiment includes the orientation crack determination processing unit 118. However, the device having the same configuration as the signal processing device 100 of the first embodiment may be configured to include the directional crack determination processing unit 118.

また、前述した実施の形態6の信号処理装置100では、実施の形態5の信号処理装置100と同様の構成の装置に、周波数割れ判定処理部124を有するものであった。しかしながら、実施の形態4の信号処理装置100と同様の構成の装置に、周波数割れ判定処理部124を有する構成としてもよい。 Further, in the signal processing device 100 of the sixth embodiment described above, the device having the same configuration as the signal processing device 100 of the fifth embodiment includes the frequency cracking determination processing unit 124. However, the device having the same configuration as the signal processing device 100 of the fourth embodiment may have the frequency cracking determination processing unit 124.

また、前述した実施の形態1〜実施の形態6の信号処理装置100は、ソーナーなどに用いられる直線上に等間隔で配置された複数の受波器を有する受波器アレイ10のアレイ受信信号(音響信号)を処理する例について説明したが、これに限定するものではない。たとえば、ソーナー以外の超音波センサ、振動センサなどで構成した受波器アレイ10のアレイ受信信号に対して処理を行うことができる。また、受波器の間隔が不等間隔で配置された複数の受波器で構成した受波器アレイ10のアレイ受信信号、複数の受波器で構成した平面アレイ、立体アレイなどのアレイ受信信号にも処理を適用することができる。 Further, the signal processing device 100 of the above-described first to sixth embodiments is an array reception signal of a receiver array 10 having a plurality of receivers arranged at equal intervals on a straight line used for a sonar or the like. An example of processing (acoustic signal) has been described, but the present invention is not limited to this. For example, processing can be performed on an array reception signal of a receiver array 10 composed of an ultrasonic sensor other than a sonar, a vibration sensor, or the like. Further, the array reception signal of the receiver array 10 composed of a plurality of receivers arranged at unequal intervals of the receivers, the array reception of a planar array composed of a plurality of receivers, a three-dimensional array, etc. Processing can also be applied to signals.

また、受波器アレイ10のアレイ受信信号を実時間で処理する必要はない。たとえば、アレイ受信信号をデータとして記憶装置120に記憶させておき、演算処理装置110は、記憶装置120からデータを読み込んで処理を行うようにしてもよい。 Also, it is not necessary to process the array received signal of the receiver array 10 in real time. For example, the array reception signal may be stored in the storage device 120 as data, and the arithmetic processing unit 110 may read the data from the storage device 120 and perform processing.

10 受波器アレイ
100 信号処理装置
110 演算処理装置
111 周波数分割処理部
112 最適化処理部
113 目標方位計算処理部
114 目標方位割れ検出処理部
115 目標方位修正処理部
116 目標レベル計算処理部
117 目標補間処理部
118 目標方位割れ判定処理部
120 記憶装置
121 目標周波数計算処理部
122 目標周波数割れ検出処理部
123 目標周波数修正処理部
124 目標周波数割れ判定処理部
130 表示装置
10 Receiver array 100 Signal processing device 110 Arithmetic processing device 111 Frequency division processing unit 112 Optimization processing unit 113 Target orientation calculation processing unit 114 Target orientation crack detection processing unit 115 Target orientation correction processing unit 116 Target level calculation processing unit 117 Target Interpolation processing unit 118 Target orientation crack determination processing unit 120 Storage device 121 Target frequency cracking processing unit 122 Target frequency cracking detection processing unit 123 Target frequency correction processing unit 124 Target frequency cracking determination processing unit 130 Display device

Claims (15)

受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理装置であって、
複数の前記受波器を有する受波器アレイからの複数の前記受信信号に基づいて、前記受信信号の周波数に係る変換を行って、前記受信信号の振幅と位相とに係るアレイ周波数ビンデータにする周波数分割処理部と、
前記アレイ周波数ビンデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理部と、
前記解に基づいて、前記目標物の目標方位を示す目標方位データを計算する目標方位計算処理部と、
計算された前記目標方位データから、前記目標物に対する、前記目標方位の割れを検出する目標方位割れ検出処理部と、
割れた前記目標方位を1つの前記目標方位に修正処理する修正目標方位データを計算する目標方位修正処理部と、
前記修正目標方位データと前記アレイ周波数ビンデータとに基づいて、前記目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理部と
を備える信号処理装置。
A signal processing device that outputs data related to a target signal emitted from a target based on a signal received from a receiver.
Based on the plurality of received signals from the receiver array having the plurality of receivers, the conversion related to the frequency of the received signal is performed, and the array frequency bin data related to the amplitude and phase of the received signal is obtained. Frequency division processing unit and
Based on the array frequency bin data, an optimization processing unit that calculates the solution of the optimization problem using the linear matrix inequality as a constraint, and
Based on the solution, a target direction calculation processing unit that calculates target direction data indicating the target direction of the target object, and a target direction calculation processing unit.
From the calculated target orientation data, a target orientation crack detection processing unit that detects cracks in the target orientation with respect to the target object, and a target orientation crack detection processing unit.
A target orientation correction processing unit that calculates correction target orientation data that corrects the broken target orientation into one target orientation, and a target orientation correction processing unit.
A signal processing device including a target level calculation processing unit that calculates a target level indicating the magnitude of the target signal based on the modified target orientation data and the array frequency bin data.
前記目標方位修正処理部は、
2つの割れとして検出した前記目標方位のデータに対し、加算平均値を計算して、前記修正目標方位データとする請求項1に記載の信号処理装置。
The target direction correction processing unit
The signal processing device according to claim 1, wherein an addition average value is calculated for the data of the target directions detected as two cracks and used as the corrected target direction data.
受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理装置であって、
複数の前記受波器を有する受波器アレイからの複数の前記受信信号に基づいて、前記受信信号の周波数に係る変換を行って、前記受信信号の振幅と位相とに係るアレイ周波数ビンデータにする周波数分割処理部と、
前記アレイ周波数ビンデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理部と、
前記解に基づいて、前記目標物の目標方位を示す目標方位データを計算する目標方位計算処理部と、
計算された前記目標方位データから、前記目標物に対する、前記目標方位の割れを検出する目標方位割れ検出処理部と、
前記目標方位データと前記アレイ周波数ビンデータとに基づいて、前記目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理部と、
前記目標方位割れ検出処理部が割れとして検出した複数の前記目標方位を1つの前記目標方位に補間し、さらに、複数の前記目標方位に対応する複数の前記目標レベルを1つの前記目標レベルに補間する補間処理部と
を備える信号処理装置。
A signal processing device that outputs data related to a target signal emitted from a target based on a signal received from a receiver.
Based on the plurality of received signals from the receiver array having the plurality of receivers, the conversion related to the frequency of the received signal is performed, and the array frequency bin data related to the amplitude and phase of the received signal is obtained. Frequency division processing unit and
Based on the array frequency bin data, an optimization processing unit that calculates the solution of the optimization problem using the linear matrix inequality as a constraint, and
Based on the solution, a target direction calculation processing unit that calculates target direction data indicating the target direction of the target object, and a target direction calculation processing unit.
From the calculated target orientation data, a target orientation crack detection processing unit that detects cracks in the target orientation with respect to the target object, and a target orientation crack detection processing unit.
A target level calculation processing unit that calculates a target level indicating the magnitude of the target signal based on the target direction data and the array frequency bin data.
A plurality of the target directions detected as cracks by the target direction crack detection processing unit are interpolated into one target direction, and a plurality of the target levels corresponding to the plurality of target directions are interpolated into one target level. A signal processing device including an interpolation processing unit for processing.
前記目標方位割れ検出処理部が前記目標方位の割れとして検出した前記目標方位データについて、検出した前記目標方位の割れが時間的に継続しているか否かに基づいて、前記目標方位が割れているか否かを判定する目標方位割れ判定部をさらに備える請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の信号処理装置。 With respect to the target direction data detected by the target direction crack detection processing unit as a crack in the target direction, whether the target direction is cracked based on whether or not the detected crack in the target direction continues in time. The signal processing device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a target directional cracking determination unit for determining whether or not. 前記目標方位割れ検出処理部が前記目標方位の割れとして検出した2つの前記目標方位の間の範囲を方位範囲とし、
前記目標方位割れ判定部は、前回の処理における前記方位範囲と今回の処理における前記方位範囲との間で重複する範囲があるときには、前記目標方位の割れが時間的に継続していないと判定する処理を行う請求項4に記載の信号処理装置。
The range between the two target directions detected by the target direction crack detection processing unit as a crack in the target direction is defined as the direction range.
When there is an overlapping range between the directional range in the previous process and the directional range in the current process, the target directional crack determination unit determines that the target directional crack does not continue in time. The signal processing apparatus according to claim 4, wherein the processing is performed.
受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理装置であって、
前記受信信号の時間サンプルデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理部と、
前記解に基づいて、前記目標信号の目標周波数を示す目標周波数データを計算する目標周波数計算処理部と、
計算された前記目標周波数データから、前記目標信号に対する、前記目標周波数の割れを検出する目標周波数割れ検出処理部と、
割れた前記目標周波数を1つの前記目標周波数に修正処理する修正目標周波数データを計算する目標周波数修正処理部と、
前記修正目標周波数データと前記時間サンプルデータとに基づいて、前記目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理部と
を備える信号処理装置。
A signal processing device that outputs data related to a target signal emitted from a target based on a signal received from a receiver.
An optimization processing unit that calculates the solution of an optimization problem using a linear matrix inequality as a constraint based on the time sample data of the received signal.
Based on the solution, a target frequency calculation processing unit that calculates target frequency data indicating the target frequency of the target signal, and a target frequency calculation processing unit.
From the calculated target frequency data, a target frequency crack detection processing unit that detects cracks in the target frequency with respect to the target signal, and a target frequency crack detection processing unit.
A target frequency correction processing unit that calculates correction target frequency data that corrects the broken target frequency into one target frequency, and a target frequency correction processing unit.
A signal processing device including a target level calculation processing unit that calculates a target level indicating the magnitude of the target signal based on the modified target frequency data and the time sample data.
前記目標周波数修正処理部は、
2つの割れとして検出した前記目標周波数のデータに対し、加算平均値を計算して、前記修正目標周波数データとする請求項6に記載の信号処理装置。
The target frequency correction processing unit
The signal processing device according to claim 6, wherein an addition average value is calculated for the data of the target frequencies detected as two cracks and used as the modified target frequency data.
受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理装置であって、
前記受信信号の時間サンプルデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理部と、
前記解に基づいて、前記目標信号の目標周波数を示す目標周波数データを計算する目標周波数計算処理部と、
計算された前記目標周波数データから、前記目標信号に対する、前記目標周波数の割れを検出する目標周波数割れ検出処理部と、
前記目標周波数データと前記時間サンプルデータとに基づいて、前記目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理部と、
前記目標周波数割れ検出処理部が割れとして検出した複数の前記目標周波数を1つの前記目標周波数に補間し、さらに、複数の前記目標周波数に対応する複数の前記目標レベルを1つの前記目標レベルに補間する補間処理部と
を備える信号処理装置。
A signal processing device that outputs data related to a target signal emitted from a target based on a signal received from a receiver.
An optimization processing unit that calculates the solution of an optimization problem using a linear matrix inequality as a constraint based on the time sample data of the received signal.
Based on the solution, a target frequency calculation processing unit that calculates target frequency data indicating the target frequency of the target signal, and a target frequency calculation processing unit.
From the calculated target frequency data, a target frequency crack detection processing unit that detects cracks in the target frequency with respect to the target signal, and a target frequency crack detection processing unit.
A target level calculation processing unit that calculates a target level indicating the magnitude of the target signal based on the target frequency data and the time sample data.
The plurality of target frequencies detected as cracks by the target frequency crack detection processing unit are interpolated into one target frequency, and a plurality of target levels corresponding to the plurality of target frequencies are interpolated into one target level. A signal processing device including an interpolation processing unit.
前記目標周波数割れ検出処理部が前記目標周波数の割れとして検出した前記目標周波数データについて、検出した前記目標周波数の割れが時間的に継続しているか否かに基づいて、前記目標周波数が割れているか否かを判定する目標周波数割れ判定部をさらに備える請求項6〜請求項8のいずれか一項に記載の信号処理装置。 Regarding the target frequency data detected as a crack of the target frequency by the target frequency crack detection processing unit, whether the target frequency is cracked based on whether or not the detected crack of the target frequency continues in time. The signal processing apparatus according to any one of claims 6 to 8, further comprising a target frequency cracking determination unit for determining whether or not the frequency is broken. 前記目標周波数割れ検出処理部が前記目標周波数の割れとして検出した2つの前記目標周波数の間の範囲を周波数範囲とし、
前記目標周波数割れ判定部は、前回の処理における前記周波数範囲と今回の処理における前記周波数範囲との間で重複する範囲があるときには、前記目標周波数の割れが時間的に継続していないと判定する処理を行う請求項9に記載の信号処理装置。
The frequency range is defined as the range between the two target frequencies detected by the target frequency crack detection processing unit as cracks in the target frequency.
When the target frequency cracking determination unit has an overlapping range between the frequency range in the previous process and the frequency range in the current process, the target frequency cracking determination unit determines that the cracking of the target frequency does not continue in time. The signal processing apparatus according to claim 9, wherein the processing is performed.
前記目標信号に係るデータを表示する表示装置をさらに備える請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to any one of claims 1 to 10, further comprising a display device for displaying data related to the target signal. 受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理方法のプログラムであって、
複数の前記受波器を有する受波器アレイからの複数の前記受信信号に基づいて、前記受信信号の周波数に係る変換を行って、前記受信信号の振幅と位相とに係るアレイ周波数ビンデータにする周波数分割処理工程と、
前記アレイ周波数ビンデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理工程と、
前記解に基づいて、前記目標物の目標方位を示す目標方位データを計算する目標方位計算処理工程と、
計算された前記目標方位データから、前記目標物に対する、前記目標方位の割れを検出処理する目標方位割れ検出処理工程と、
割れた前記目標方位を1つの前記目標方位に修正処理する修正目標方位データを計算処理する目標方位修正処理工程と、
前記修正目標方位データと前記アレイ周波数ビンデータとに基づいて、前記目標信号の大きさを示す目標レベルを計算処理する目標レベル計算処理工程と
をコンピュータに行わせることを特徴とする信号処理方法のプログラム。
It is a signal processing method program that outputs data related to the target signal emitted from the target based on the received signal from the receiver.
Based on the plurality of received signals from the receiver array having the plurality of receivers, the conversion related to the frequency of the received signal is performed, and the array frequency bin data related to the amplitude and phase of the received signal is obtained. Frequency division processing process to be performed and
An optimization processing step for calculating a solution of an optimization problem using a linear matrix inequality as a constraint based on the array frequency bin data.
Based on the solution, a target direction calculation processing step for calculating target direction data indicating the target direction of the target object, and
From the calculated target orientation data, a target orientation crack detection processing step for detecting a crack in the target orientation with respect to the target object, and a target orientation crack detection processing step.
A target orientation correction processing step for calculating and processing correction target orientation data for correcting the broken target orientation to one target orientation, and
A signal processing method characterized by having a computer perform a target level calculation processing step of calculating a target level indicating the magnitude of the target signal based on the modified target orientation data and the array frequency bin data. program.
受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理方法のプログラムであって、
前記受信信号の時間サンプルデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理工程と、
前記解に基づいて、前記目標信号の目標周波数を示す目標周波数データを計算する目標周波数計算処理工程と、
計算された前記目標周波数データから、前記目標信号に対する、前記目標周波数の割れを検出する目標周波数割れ検出処理工程と、
割れた前記目標周波数を1つの前記目標周波数に修正処理する修正目標周波数データを計算する目標方位修正処理工程と、
前記修正目標周波数データと前記時間サンプルデータとに基づいて、前記目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理工程と
をコンピュータに行わせることを特徴とする信号処理方法のプログラム。
It is a signal processing method program that outputs data related to the target signal emitted from the target based on the received signal from the receiver.
Based on the time sample data of the received signal, the optimization processing step of calculating the solution of the optimization problem using the linear matrix inequality as a constraint, and the optimization processing step.
Based on the solution, a target frequency calculation process for calculating target frequency data indicating the target frequency of the target signal, and a target frequency calculation process.
From the calculated target frequency data, a target frequency crack detection processing step for detecting cracks in the target frequency with respect to the target signal, and a target frequency crack detection processing step.
A target direction correction processing step for calculating correction target frequency data for correcting the broken target frequency to one target frequency, and
A program of a signal processing method, characterized in that a computer performs a target level calculation processing step of calculating a target level indicating the magnitude of the target signal based on the modified target frequency data and the time sample data.
受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理方法であって、
複数の前記受波器を有する受波器アレイからの複数の前記受信信号に基づいて、前記受信信号の周波数に係る変換を行って、前記受信信号の振幅と位相とに係るアレイ周波数ビンデータにする周波数分割処理工程と、
前記アレイ周波数ビンデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理工程と、
前記解に基づいて、前記目標物の目標方位を示す目標方位データを計算する目標方位計算処理工程と、
計算された前記目標方位データから、前記目標物に対する、前記目標方位の割れを検出処理する目標方位割れ検出処理工程と、
割れた前記目標方位を1つの前記目標方位に修正処理する修正目標方位データを計算処理する目標方位修正処理工程と、
前記修正目標方位データと前記アレイ周波数ビンデータとに基づいて、前記目標信号の大きさを示す目標レベルを計算処理する目標レベル計算処理工程と
を有する信号処理方法。
A signal processing method that outputs data related to a target signal emitted from a target based on a signal received from a receiver.
Based on the plurality of received signals from the receiver array having the plurality of receivers, the conversion related to the frequency of the received signal is performed, and the array frequency bin data related to the amplitude and phase of the received signal is obtained. Frequency division processing process to be performed and
An optimization processing step for calculating a solution of an optimization problem using a linear matrix inequality as a constraint based on the array frequency bin data.
Based on the solution, a target direction calculation process for calculating target direction data indicating the target direction of the target object, and a target direction calculation processing step.
From the calculated target direction data, a target direction crack detection processing step for detecting and processing a crack in the target direction with respect to the target object,
A target orientation correction processing step for calculating and processing correction target orientation data for correcting the broken target orientation to one target orientation, and
A signal processing method including a target level calculation processing step of calculating a target level indicating the magnitude of the target signal based on the modified target orientation data and the array frequency bin data.
受波器からの受信信号に基づいて、目標物から発せられる目標信号に係るデータを出力する信号処理方法であって、
前記受信信号の時間サンプルデータに基づいて、線形行列不等式を制約として用いた最適化問題の解を算出する最適化処理工程と、
前記解に基づいて、前記目標信号の目標周波数を示す目標周波数データを計算する目標周波数計算処理工程と、
計算された前記目標周波数データから、前記目標信号に対する、前記目標周波数の割れを検出する目標周波数割れ検出処理工程と、
割れた前記目標周波数を1つの前記目標周波数に修正処理する修正目標周波数データを計算する目標方位修正処理工程と、
前記修正目標周波数データと前記時間サンプルデータとに基づいて、前記目標信号の大きさを示す目標レベルを計算する目標レベル計算処理工程と
を有する信号処理方法。
A signal processing method that outputs data related to a target signal emitted from a target based on a signal received from a receiver.
Based on the time sample data of the received signal, the optimization processing step of calculating the solution of the optimization problem using the linear matrix inequality as a constraint, and the optimization processing step.
Based on the solution, a target frequency calculation process for calculating target frequency data indicating the target frequency of the target signal, and a target frequency calculation process.
From the calculated target frequency data, a target frequency crack detection processing step for detecting cracks in the target frequency with respect to the target signal, and a target frequency crack detection processing step.
A target direction correction processing step for calculating correction target frequency data for correcting the broken target frequency to one target frequency, and
A signal processing method including a target level calculation processing step of calculating a target level indicating the magnitude of the target signal based on the modified target frequency data and the time sample data.
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