JPH0526720A - 類別認識装置 - Google Patents

類別認識装置

Info

Publication number
JPH0526720A
JPH0526720A JP17809891A JP17809891A JPH0526720A JP H0526720 A JPH0526720 A JP H0526720A JP 17809891 A JP17809891 A JP 17809891A JP 17809891 A JP17809891 A JP 17809891A JP H0526720 A JPH0526720 A JP H0526720A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
classification
acoustic
acoustic signal
calculation unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP17809891A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3015516B2 (ja
Inventor
Shigeru Takagi
茂 高木
Hiroshi Yoshida
紘 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP17809891A priority Critical patent/JP3015516B2/ja
Publication of JPH0526720A publication Critical patent/JPH0526720A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3015516B2 publication Critical patent/JP3015516B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数個の音源が存在する場合でも、対象音源
と異なる方向からの到来音波を抑制でき、類別認識精度
を向上する。 【構成】 任意方向からの音響信号を検出する複数個の
ハイドロホンを設け、この各ハイドロホンから出力され
る音響検出信号をデジタル信号に変換した後、適応信号
プロセッサ5及び従属信号プロセッサ6からなる音響信
号抽出手段に入力する。この音響信号抽出手段は、ハイ
ドロホンからの信号に対して適応信号処理を行ない、受
波方向を限定してその限定方向から到来する音響信号を
抽出し、波形分析演算部8により特徴を表す特徴パラメ
ータを求める。この特徴パラメータと予め記憶装置10
に記憶している特徴パラメータ及び類別情報とを類別認
識演算部9に入力して類別認識を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水中音を観測し、航行し
ている船舶の種類を判定する類別認識装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水中音の観測により、航行してい
る船舶の種類を判定する類別認識装置においては、1個
のハイドロホンを用いて音響信号を観測し、この観測し
た音響信号から特徴パラメータを抽出し、予め記憶装置
に記憶してある各種船舶の特徴パラメータとを比較する
ことにより、類別認識を行なうようにしている。上記記
憶装置に予め記録されている特徴パラメータは、各船舶
の単体の場合の情報となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ハイドロホンで観測さ
れる音響信号には、複数個の音源からの音が重なって入
っている場合が多い。複数個の音源が存在する場合、そ
の音響信号の特徴パラメータは単体の場合の特徴パラメ
ータと異なっており、従って、記憶装置に記憶されてい
る単体の場合の特徴パラメータとの比較による類別認識
が非常に困難であった。
【0004】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、複数個の音源が存在する場合でも、対象音源と異な
る方向からの到来音波を抑制でき、類別認識精度を向上
し得る類別認識装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る類別認識装
置は、任意方向からの音響信号を検出する少なくとも2
個以上の音響信号検出手段と、この手段から出力される
音響検出信号に対して適応信号処理を行ない、受波方向
を限定してその限定方向から到来する音響信号を抽出す
る音響信号抽出手段と、この手段により抽出された音響
信号を波形分析し、その特徴を表す特徴パラメータを演
算処理して求める波形分析演算部と、被認識物体に対す
る特徴パラメータ及び類別情報を予め記憶している記憶
装置と、上記波形分析演算部により求めた特徴パラメー
タと上記記憶装置に記憶している特徴パラメータ及び類
別情報により類別認識演算を行なって類別認識結果を出
力する類別認識演算部とを備えたことを特徴とするもの
である。
【0006】
【作用】音響信号検出手段により検出された音響信号
は、サンプルホルダにより同時刻の信号レベルがサンプ
ルホールドされ、更にA/Dコンバータによりデジタル
信号に変換されて音響信号抽出手段に入力される。この
音響信号抽出手段は、特定のアルゴリズムに従って重み
係数を生成し、任意の限定された方向から到来する音波
を抽出し、他方向から到来する音波を低減する。これに
より任意の限定された方向から到来する音響信号の各時
刻における値が求められ、波形分析演算部に送られる。
波形分析演算部は、上記音響信号抽出手段から時々刻々
出力されるデジタル値より、音声分析の手法に従って例
えば線形予測係数、偏自己相関係数、ホルマント、ピッ
チ、誤差信号、パワースペクトル等の特徴パラメータを
算出し、類別認識演算部へ出力する。この類別認識演算
部は、波形分析演算部で得られた特徴パラメータと記憶
装置に予め記憶されている特徴パラメータを用いて、ニ
ューラルネットあるいはパターンマッチングにより類別
認識演算を行ない、類別認識結果を出力する。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。本発明では、図1に示すようには複数個、即
ち、少なくとも2個以上の音響信号検出手段例えばハイ
ドロホン1を使用する。図1(a)〜(e)は、ハイド
ロホン1の配置例を示したものである。すなわち、図1
において、(a)は複数個のハイドロホン1を直線状
に、(b)はマトリックス状に、(c)は同心円状に、
(d)は円筒状に、(e)は球状に、配置した例を示し
たものである。なお、ハイドロホン1は、図1のように
規則的に配置する必要はなく、任意の位置に配置しても
良い。上記ハイドロホン1の数が(L+1)個であると
すると、各ハイドロホン1からx0(t),x1(t),…,x
L(t)の信号が出力され、図2に示す信号処理回路へ送ら
れる。
【0008】図2に示す信号処理回路では、上記ハイド
ロホン1から送られてくる信号x0( t),x1(t),…,x
L(t)をローパスフィルタ(エリアジングフィルタ)2に
入力して高周波成分を除去し、サンプルホルダ3により
同時刻の信号レベルをサンプルホールドする。そして、
サンプルホルダ3の出力信号をA/Dコンバータ4に入
力してデジタル信号に変換し、時刻kにおけるデジタル
値x0(k),x1(k),…,xL(k)を適応信号プロセッサ5
及び従属信号プロセッサ6に入力する。この適応信号プ
ロセッサ5及び従属信号プロセッサ6により、音響信号
抽出手段を構成している。
【0009】適応信号プロセッサ5は、後述するアルゴ
リズムにより、任意の限定された方向から到来する音波
を抽出し、他方向から到来する音波を低減するための
(L+1)×(N+1)個の重み係数W0k,W0k-1
…,W0k-N,WLk,WLk-1,…,WLk-Nを出力する。こ
こで、「N+1」は演算に使用される各ハイドロホン1
の信号のデジタル値の個数である。上記適応信号プロセ
ッサ5により求められた(L+1)×(N+1)個の重
み係数は、データ転送装置7により従属信号プロセッサ
6へ転送される。
【0010】従属信号プロセッサ6は、A/Dコンバー
タ4からの各ハイドロホン1のデジタル信号と、適応信
号プロセッサ5から転送された(L+1)×(N+1)
個の重み係数により、任意の限定された方向から到来す
る音波の時刻kの時の値gを波形分析演算部8に出力
する。
【0011】波形分析演算部8は、従属信号プロセッサ
6から時々刻々出力されるデジタル値g(k=0,
1,2,…)より音声分析の手法により、次に示す
(1)〜(6)の特徴パラメータ、あるいは次の特徴パ
ラメータの一部を演算して出力する。
【0012】(1)線形予測係数 (2)偏自己相関係数 (3)ホルマント (4)ピッチ (5)誤差信号 (6)パワースペクトル 上記波形分析演算部8により分析された信号は、類別認
識演算部9へ送られる。この類別認識演算部9には、既
知の特徴パラメータと類別情報を予め記憶した記憶装置
10が接続されている。類別認識演算部9は、波形分析
演算部8で得られた特徴パラメータと記憶装置10に予
め記憶されている特徴パラメータを用いて、ニューラル
ネットあるいはパターンマッチングにより類別認識演算
を行ない、類別認識結果を出力する。
【0013】上記適応信号プロセッサ5及び従属信号プ
ロセッサ6は、図3に示すように構成されている。図3
において、適応信号プロセッサ5に設けられている
τ0 ,τ1 ,…,τL は、音波の到来方向を仮定した
時、その方向から伝搬してくる平面波の各ハイドロホン
1に対する時間遅れに相当するサンプリング回数であ
る。qは時刻kのパイロット信号、δはサンプリング
間隔と同じ遅延時間である。Mik-n(i=0,1,…,
L、n=0,1,…,N)は、i番目のハイドロホン1
の時刻k−nの信号Xk-n と時刻k−n−τiのパイロ
ット信号qk-n-τi の和Xk-n +qk-n-τi に重み係数
ik-nを乗ずる乗算素子である。この各乗算素子Mik-n
の出力信号は加算素子Σで加算され、その加算結果が適
応信号プロセッサ5の時刻kの出力信号yk として取出
される。この出力信号yk は、更に加算素子Σに入力さ
れ、時刻kのパイロット信号qk と加算されて時刻kの
誤差信号ek となる。上記適応信号プロセッサ5には、
誤差信号eの2乗平均が最小となるような(L+1)
×(N+1)個の重み係数Wik-n(W0k,W0k-1,…,
0k -N,WLk,WLk-1,…,WLk-N)を生成するような
アルゴリズムが組込まれている。
【0014】また、従属信号プロセッサ6は、適応信号
プロセッサ5からデータ転送装置7によって転送された
(L+1)×(N+1)個の重み係数Wik-nを、各ハイ
ドロホン1の出力信号に乗じ、時刻kの信号gを生成
する。
【0015】すなわち、従属信号プロセッサ6は、k−
n時刻におけるi番目のハイドロホン出力信号のデジタ
ル値Xik-nに重み係数Wik-nを乗ずる乗算素子G
ik-n(i=0,1,…,L、n=0,1,…,N)を備
え、各乗算素子の出力信号を加算素子Σにより加算して
時刻kの信号gを生成する。この時刻kの信号g
は、次式によって演算される。
【0016】
【数1】
【0017】上記のようにして適応信号プロセッサ5及
び従属信号プロセッサ6の処理により、任意の限定され
た方向から到来する音波のみを抽出し、時刻kの信号g
として波形分析演算部8へ出力する。そして、この波
形分析演算部8は、上記抽出された音波に対する特徴パ
ラメータを算出して類別認識演算部9へ出力する。従っ
て、類別認識演算部9では、1つの音源に対する特徴パ
ラメータと記憶装置10に記憶されている特徴パラメー
タとを比較でき、高精度の類別認識を行なうことができ
る。
【0018】なお、上記実施例では、水中音を観測し、
航行している船舶の種類を判定する場合について説明し
たが、空中での音波を観測し、車両、航空機等の種類を
判定する場合においても、同様にして実施し得るもので
ある。
【0019】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、任
意方向からの音響信号を検出する少なくとも2個以上の
音響信号検出手段を設け、この手段から出力される音響
検出信号に対して適応信号処理を行ない、受波方向を限
定してその限定方向から到来する音響信号を抽出し、こ
の音響信号の特徴パラメータと予め記憶装置に記憶して
いる特徴パラメータとの比較により類別認識を行なうよ
うにしたので、複数個の音源が存在する場合でも、対象
音源と異なる方向からの到来音波を抑制でき、類別認識
精度を著しく向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるハイドロホンの配置例を示す
図。
【図2】本発明の一実施例に係る類別認識装置の構成を
示すブロック図。
【図3】同実施例における適応信号プロセッサ及び従属
信号プロセッサ部分の詳細を示す回路構成図。
【符号の説明】 1…ハイドロホン、2…ローパスフィルタ、3…サンプ
ルホルダ、4…A/Dコンバータ、5…適応信号プロセ
ッサ、6…従属信号プロセッサ、7…データ転送装置、
8…波形分析演算部、9…類別認識演算部、10…記憶
装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 任意方向からの音響信号を検出する少な
    くとも2個以上の音響信号検出手段と、この手段から出
    力される音響検出信号に対して適応信号処理を行ない、
    受波方向を限定してその限定方向から到来する音響信号
    を抽出する音響信号抽出手段と、この手段により抽出さ
    れた音響信号を波形分析し、その特徴を表す特徴パラメ
    ータを演算処理して求める波形分析演算部と、被認識物
    体に対する特徴パラメータ及び類別情報を予め記憶して
    いる記憶装置と、上記波形分析演算部により求めた特徴
    パラメータと上記記憶装置に記憶している特徴パラメー
    タ及び類別情報により類別認識演算を行なって類別認識
    結果を出力する類別認識演算部とを具備したことを特徴
    とする類別認識装置。
JP17809891A 1991-07-18 1991-07-18 類別認識装置 Expired - Fee Related JP3015516B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17809891A JP3015516B2 (ja) 1991-07-18 1991-07-18 類別認識装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17809891A JP3015516B2 (ja) 1991-07-18 1991-07-18 類別認識装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0526720A true JPH0526720A (ja) 1993-02-02
JP3015516B2 JP3015516B2 (ja) 2000-03-06

Family

ID=16042609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17809891A Expired - Fee Related JP3015516B2 (ja) 1991-07-18 1991-07-18 類別認識装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3015516B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5882806A (en) * 1994-08-12 1999-03-16 Nec Corporation Electroluminescent element and method for fabricating the same
JP2011237323A (ja) * 2010-05-12 2011-11-24 Rion Co Ltd 騒音測定装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5882806A (en) * 1994-08-12 1999-03-16 Nec Corporation Electroluminescent element and method for fabricating the same
JP2011237323A (ja) * 2010-05-12 2011-11-24 Rion Co Ltd 騒音測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3015516B2 (ja) 2000-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3522954B2 (ja) マイクロホンアレイ入力型音声認識装置及び方法
US4559602A (en) Signal processing and synthesizing method and apparatus
EP1974225B1 (en) Signal analyser
JP6591477B2 (ja) 信号処理システム、信号処理方法及び信号処理プログラム
US4122432A (en) Device for identifying noise sources
Guentchev et al. Learning-based three dimensional sound localization using a compact non-coplanar array of microphones
EP0393741B1 (en) Acoustic detection device
KR20170124279A (ko) 수중 방사 소음 측정시 외부표적 소음 제거가 가능한 신호처리 방법 및 장치
WO2020250797A1 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム
JP3949074B2 (ja) 目的信号抽出方法及びその装置、目的信号抽出プログラム及びその記録媒体
CN114927141B (zh) 异常水声信号的检测方法及系统
Candy et al. Multichannel spectral estimation in acoustics: A state-space approach
JPH0526720A (ja) 類別認識装置
US5278774A (en) Alarm for transient underwater events
US20230109019A1 (en) Pipelined cognitive signal processor
JP2006153579A (ja) 到来波数推定装置および到来波数推定方法
JP2017227480A (ja) 音波監視装置および航走体
Candy et al. Vibrational processing of a dynamic structural flight system: A multichannel spectral estimation approach
Firoozabadi et al. Estimating the Number of Speakers by Novel Zig-Zag Nested Microphone Array Based on Wavelet Packet and Adaptive GCC Method
RU2700798C2 (ru) Устройство обнаружения широкополосных полигармонических сигналов на фоне аддитивной помехи
CN109413543B (zh) 一种源信号提取方法、系统和存储介质
JP2002054986A (ja) 暗騒音分離機能を持つ音源寄与解析方法及び装置
JP2642772B2 (ja) パッシブソーナの広帯域信号受信方法
JP2790906B2 (ja) パッシブソーナの広帯域信号受信方法
Zimmer Logarithmic least mean square sound-field estimation

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19991124

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees