JPS6088372A - Signal detector - Google Patents
Signal detectorInfo
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- JPS6088372A JPS6088372A JP58195862A JP19586283A JPS6088372A JP S6088372 A JPS6088372 A JP S6088372A JP 58195862 A JP58195862 A JP 58195862A JP 19586283 A JP19586283 A JP 19586283A JP S6088372 A JPS6088372 A JP S6088372A
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- Japan
- Prior art keywords
- matched filter
- output
- signal
- maximum entropy
- digital signal
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. analysis, for interpretation, for correction
- G01V1/288—Event detection in seismic signals, e.g. microseismics
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は雑音に埋もれた有意な信号を見出するだめの
信号検出器に属している。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] This invention pertains to signal detectors for finding significant signals buried in noise.
第1図は従来のマッチドフィルタを用いた信号検出器の
原理を示している。対象とする信号をx(t)とし、こ
のサンプル周期Ts毎のディジタル信号を
とする。第1図(a)の様にXkの中にはブロック状の
有意成分が現われる。時在の時刻をkとし、有意成分と
良く似た形状をもつ第1図(b)の様なマッチドフィル
タを考えると、その出力ykはで与えられる。ykはx
kの有意成分のピークが現われてから第1図(c)の様
に有意成分の波形の継続時間のおよそ半分ぐらい遅延し
てピークを発生する。この遅れ時間は瞬時検出を目的と
する揚台には大きな障害となるものであった。FIG. 1 shows the principle of a conventional signal detector using a matched filter. Let x(t) be the signal of interest, and let x(t) be the digital signal at each sampling period Ts. As shown in FIG. 1(a), a block-shaped significant component appears in Xk. Let k be the instantaneous time, and consider a matched filter as shown in FIG. 1(b) which has a shape very similar to the significant component, and its output yk is given by: yk is x
After the peak of the significant component of k appears, the peak occurs with a delay of about half the duration of the waveform of the significant component, as shown in FIG. 1(c). This delay time was a major hindrance to platforms intended for instantaneous detection.
この発明に係る信号検出器はこの欠点を除去するため以
下に述べる工夫を施こしてある。信号XkにAR(自己
回帰)モデルwpMEK(最大エントロピー法)により
適合させる。この詳細は後に述べる。ARモデルにより
kを現時刻とすると・・・。In order to eliminate this drawback, the signal detector according to the present invention has been devised as described below. An AR (autoregressive) model wpMEK (maximum entropy method) is fitted to the signal Xk. The details will be discussed later. If k is the current time according to the AR model...
xk−2、Xk−1、xkは
(n=k、k−1,k−2,・・・)
と表わされる。そこで未来の値の予測値xk+1、xk
+2、・・・と表わし、これらを
によりめる。すなわち第2図(a)の様に現時刻で未来
の信号を用い得るので、マッチドフィルタを第2図(b
)の様に未来のデータにわたって施すとか得られる。こ
こでLは
1≦L≦N−1(6)
の整数である。そのためYKはykと異なり、第2図(
C)の様にxkの中の有意成分のピーク発生と殆んど同
時刻にピーク発生を示す様にすることができる。この様
にARモデル予測により高速検出能力を持つことを特徴
とする信号検出器である。xk-2, Xk-1, xk are expressed as (n=k, k-1, k-2, . . .). Therefore, the predicted value of the future value xk+1, xk
+2,... and multiply by these. In other words, since the future signal can be used at the current time as shown in Fig. 2(a), the matched filter can be used as shown in Fig. 2(b).
) can be obtained by applying it to future data. Here, L is an integer of 1≦L≦N-1 (6). Therefore, YK differs from yk in Figure 2 (
As shown in C), it is possible to make the peak occur almost at the same time as the peak of the significant component in xk. As described above, this signal detector is characterized by having high-speed detection capability based on AR model prediction.
第3図はこの発明による装置dの実施向である。 FIG. 3 shows the implementation of the device d according to the invention.
図中、(1)はA/D変換器、(2)はA/D変換した
データを現在よりP−1周期だけ過去に亘って貯えるデ
ータバッファ、(3)はMEMによりARモデルを作り
、未来の値を予測するMEM−ARモデル予測器、(4
)はデータバッファの値と予測値を入力とするマッチド
フィルタ、そして(5)はマッチドフィルタ(4)の出
力Ykから検出を行なう判別器である。また(6)はデ
ータバッファの内の値xk−(p−1)、・・・、xk
を、(7)は同じくxk+L−(N−1)、・・・、x
kを表わし、(8)はxk+1、xk+2、・・・、x
k+Lを表わし、dkは検出結果を表わしている。ここ
でPはM<P(7)
となる整数である。In the figure, (1) is an A/D converter, (2) is a data buffer that stores A/D converted data for P-1 periods past the present, and (3) is an AR model created by MEM. MEM-AR model predictor for predicting future values, (4
) is a matched filter that inputs the data buffer value and the predicted value, and (5) is a discriminator that performs detection from the output Yk of matched filter (4). Also, (6) is the value xk-(p-1), ..., xk in the data buffer
, (7) is also xk+L-(N-1),...,x
k, and (8) is xk+1, xk+2, ..., x
k+L, and dk represents the detection result. Here, P is an integer satisfying M<P(7).
MEM−ARモデル予測器では信号(6)すなわちuj
=xk−P+j(8)
(j=1.2.・・・、P)
から次の様にしてARモデルの係数
a1、a2、・・・、aM(9)
をめる。In the MEM-AR model predictor, the signal (6), i.e. uj
=xk-P+j(8) (j=1.2...,P) Find the coefficients a1, a2,..., aM(9) of the AR model as follows.
中間的な変数
bmj(m=0、1、・・・、M:j=1、2、・・・
、P−m)(10)
b’mj(m=0、1、・・・M:j=1、2、・・・
、P−m)(11)
amj(m=0、1、・・・M;j=0、1、・・・、
m)(12)
Pm(m=0、1、・・・、M)(13)を以下の様に
定義する。Intermediate variable bmj (m=0, 1,..., M:j=1, 2,...
, P-m) (10) b'mj (m=0, 1,...M:j=1,2,...
, P-m) (11) amj (m=0, 1,...M; j=0, 1,...,
m) (12) Pm (m=0, 1, . . . , M) (13) is defined as follows.
まず
b0j=b′0j=uj(j=1.2.・・・、P)(
14)b1j=b′1j=uj+1(j=1、2・・・
P−1)(15)am0=−1(すべてのm)(17)
amj=0(すべてのm<j)(18)とする。ここで
mを。First, b0j=b'0j=uj(j=1.2...,P)(
14) b1j=b'1j=uj+1 (j=1, 2...
P-1) (15) am0=-1 (all m) (17) amj=0 (all m<j) (18). m here.
m=1,2,・・・、m(19)
と大きくしてゆくことにして、まず
によりammをめる。次に
amj=am−1,j−am、m、am−1、m−j(
20)(j=0、1、・・・、m)
によりamj(j=0、1、・・・、m)をめる。次に
bmj=bm−1j−am−1,m−1b’−1,j(
22)b′mj=b′m−1,j+1−am−1,m−
1bm−1、j+1(23)(j=1、2、、p−m)
によりbmj、b′mj(j=1、2、・・・、p−m
)をめる。再び(20)式に戻りmの値を1つ増して同
じステップを繰り返し、bmj、b′mj.amjをめ
る。またpmは
pm=pm−1(1−am2m)(24)(m=1、2
、・・・、M)(25)
によりめられる。Let's increase m = 1, 2, . . . , m (19), and first increase the amm. Next, amj=am-1,j-am,m,am-1,m-j(
20) Find amj (j=0, 1,..., m) by (j=0, 1,..., m). Next, bmj=bm-1j-am-1,m-1b'-1,j(
22) b'mj=b'm-1,j+1-am-1,m-
1bm-1, j+1 (23) (j=1, 2,, p-m), bmj, b'mj (j=1, 2,..., p-m
). Returning to equation (20) again, increase the value of m by one and repeat the same steps, bmj, b'mj. Add amj. Also, pm is pm=pm-1(1-am2m)(24)(m=1,2
,...,M) (25).
この様にして得られたaM、j(j=1、2、・・・、
M)から
aj=aMj(j=1、2、・・・M)(25)により
自己回帰モデル係数が得られる。aM,j (j=1, 2,..., obtained in this way)
Autoregressive model coefficients are obtained from M) by aj=aMj (j=1, 2, . . . M) (25).
この様にしてめられた係数a1、a2、・・・、aMを
用いて第(4)式により
xk+1、xk+2’・・・xk+L(26)を逐次求
める。Using the coefficients a1, a2, . . . , aM determined in this manner, xk+1, xk+2', .
マッチドフィルタ(4)は第(5)式により出力Ykを
計算する。判別器(5)はマッチドフィルタ(4)の出
力により検出結果をめる。ここでδは適当なイキ値であ
る。Matched filter (4) calculates output Yk using equation (5). The discriminator (5) calculates the detection result based on the output of the matched filter (4). Here, δ is an appropriate value.
この様に予測による未来値を用いてマッチドフィルタの
処理を施すことにより高速の検出が実施できる。In this way, high-speed detection can be performed by performing matched filter processing using predicted future values.
面この発明は磁気センサからの信号の中の有意成分を検
出する為の装置として説明したが、レーダ等における目
標の検出処理等にも用い得るものである。Although this invention has been described as a device for detecting a significant component in a signal from a magnetic sensor, it can also be used for target detection processing in radar or the like.
第1図は従来より用いられている信号検出のだめのマッ
チドフィルタの効果を示す図、第2図はMFM−ARモ
デル予測による予測を用いたマッチドフィルタの効果を
示す図、第3図は本発明の信号検出器実施例を示す図。
図中、(1)はA/Dコンバータ、(2)はテータバッ
ファ、 (3)はMEM−ARモデル予測器、(4)は
マッチドフィルタ、(5)は判別器である。
なお、図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示しである。
代理人大岩増雄
第1図
第 3 図Figure 1 is a diagram showing the effect of a conventionally used matched filter for signal detection, Figure 2 is a diagram showing the effect of a matched filter using prediction by MFM-AR model prediction, and Figure 3 is a diagram showing the effect of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of a signal detector. In the figure, (1) is an A/D converter, (2) is a data buffer, (3) is a MEM-AR model predictor, (4) is a matched filter, and (5) is a discriminator. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals. Agent Masuo Oiwa Figure 1 Figure 3
Claims (1)
有意成分を含む信号全入力とし、この信号をディジタル
信号に変換するA/Dコンバータと、このディジタル信
号をA/Dコンバータノ変換周期に等しい周期で更新し
一定の過去までの1旧を記憶するテータバッファと、こ
のテータバッファの値を用いて、最大エントロピー法(
Maxmum Eutropy Method)によっ
て自己回帰モテル(Auto Reggreseive
Model)を適合させる最大エントロピー自己回帰
モデル予測器と、この最大エントロピー自己回帰モデル
予測器の出力と、テータバッファに貯えられている値と
の組合せた(P号音入力とするマッチド・フィルタと、
マッチドフィルタの出力から有意成分の存在を検出する
判別器とからなり、ブロック状を成す不意成分の中間時
刻に於てその存在か検出できるようにしだことを特徴と
する信号検出器。An A/D converter converts this signal into a digital signal by taking all input signals including block-shaped significant components buried in noise obtained from magnetic sensors, etc., and converting this digital signal into a digital signal with a period equal to the conversion period of the A/D converter. The maximum entropy method (
Auto Regreseive Model (Maxmum Eutropy Method)
a maximum entropy autoregressive model predictor that adapts the maximum entropy autoregressive model predictor; a matched filter that combines the output of the maximum entropy autoregressive model predictor with the value stored in the data buffer (as input);
1. A signal detector comprising a discriminator for detecting the presence of a significant component from the output of a matched filter, and capable of detecting the presence of a block-shaped unexpected component at an intermediate time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58195862A JPS6088372A (en) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | Signal detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58195862A JPS6088372A (en) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | Signal detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6088372A true JPS6088372A (en) | 1985-05-18 |
Family
ID=16348219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58195862A Pending JPS6088372A (en) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | Signal detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6088372A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006054533A (en) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Nec Corp | Periodicity detection method and periodicity detecting apparatus for periodic signal |
JP2014521073A (en) * | 2011-07-15 | 2014-08-25 | フェーストアルパイン シュタール ゲーエムベーハー | Apparatus and method for detecting at least one periodically occurring defect in a subject |
-
1983
- 1983-10-19 JP JP58195862A patent/JPS6088372A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006054533A (en) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Nec Corp | Periodicity detection method and periodicity detecting apparatus for periodic signal |
JP4529580B2 (en) * | 2004-08-10 | 2010-08-25 | 日本電気株式会社 | Period detection method and period detection apparatus for periodic signal |
JP2014521073A (en) * | 2011-07-15 | 2014-08-25 | フェーストアルパイン シュタール ゲーエムベーハー | Apparatus and method for detecting at least one periodically occurring defect in a subject |
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