JPS61180165A - 雑音抑圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーダ信号処理装置において、レーダ受信信
号の振幅分布が任意のワイブル分布をするクラッタに対
して、クラッタを抑圧し一定誤警報率（Ｃｏｎｓｔａｎ
ｔ　Ｆａｌｓｅ　Ａｌａｒｍ　Ｒａｔｅ）　ｆ実現する
雑音抑圧装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えは、を子通信学会論文誌’７９Ａ。

Ｖｏｌ、Ｊ６２−ＢＡＩ　ｐｐ　４５−４９　ｒワイブ
ル分布をするレーダクラッタの抑圧」のａＢ　ｐ図６に
示された従来の雑音抑圧装置を示す図であり１図におい
てαυは入力信号を２乗し出力する２乗回路、　（３ａ
）はこの２乗回路出力の移動平均を出力する第１の移動
平均回路、α２はこの第１の移動平均回路出力の平方根
を出力する平方根回路、　（３ｂ）は前記入力信号の移
動平均を出力する第２の移動平均回路、（５１はこの第
２の移動平均回路出力を前記平方根回路α２で割った商
Ｑを出力する除算器、　（６ｂ）はこの徐算器出力Ｑを
導入し第１の出力としてＹ４．第２の出力としてＹ２．
ここに。

Ｙ、　＝−・・・・・・川・・・・・・・−・・・・・
・・＋１１Ｙ２クー　　　　　　・・・・・・・・・・
−・・・・・・・・・・・・・（２）（γはオイラーの
定数、ｒＯはガンマ関数）となるような＊　Ｙ＋　＊　
Ｙ２　ｋ出力する演算器、（４）は前記入力信号を対数
変換し出力する対数変換回路。

（５Ｃ）はこの対数変換回路出力の移動平均回路１の出
力とし、その移動平均幅の２分の１遅延した前記対数変
換回路（４）出力信号を第２の出力として出力する第３
の移動平均回路、（７）は前記演算回路（６１の第１の
出力と前記第３の移動平均回路（３ｃ）の第１の出力を
加算し出力する加算器、（８）は前記第３の移動平均回
路（３ｃ）の第２の出力から前記加算器（７）の出力を
減算し出力する減算器、（９）はこの減算器出力と前記
演算器（６ｂ〕の第２の出力の積を出力する乗算器、α
αはこの乗算器出力の逆対数変換を出力する逆対数変換
回路である。なお９図においてＸは入力信号、２は出力
信号を表す符号である。

ここで、入力信号Ｘがワイブル分布に従う場合。

ワイブル分布の確率密度関数ｐ　（ｘ）は次式で表せる
。

ここで、ａは形状パラメータ、ｂはスケール・パラメー
タである。Ｘの平均値Ｅ　［Ｘ］と２乗平均値Ｅ［Ｘ２
コは次式で与えられる。

Ｅ［Ｘ］　＝　ｇ”　ｘｐｌｘ）　ｄｘ　＝　ｂｒ＜−
什＃）　叩、−、、−・・・ｆ５１Ｅ［ｘ２コ＝／”ｘ
２Ｐｘ（ｘ）ｄｘ＝ｂ２７’（＋＋−！−）　　　　　
・−−−−−−−・（６１０ａ Ｅ［Ｘ］と頻■可の比をとると。

となる。Ｅ［ｘ］’ｚ入カニの移動平均で推定し。

Ｅ［Ｘ２コ　ｆ　ｘの２乗の移動平均の平方根で推定す
れは。

となシ、形状パラメータａのみの関数となる。従ってＱ
ｔ−求めれば（８）式からａが求まる。Ｑは除算器（５
）の出力である。

（４）式のワイブル分布に従う入力信号ｘｆ対数変換回
路（４）に通し、その出力ｔｙとおくと。

ｙ＝ｔｎｘ　　　　・旧・・・・・・・・・旧・・・・
・・・・（９１このｙの平均値２　［ｙ］は Ｅ［ｙコ−（”　　　ｌｎＸ＋Ｒ幻ｄｘ−ｔｒＬｂ−−
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・住
Ｑとなる。ここでγはオイラーの定数で、ｒ中０．５７
７２１である。平均値ｇ［ｙ］’ｅ移動平均回路（３Ｃ
）で推定すれは。

ｚｎｂ＝Ｊｙ］−１−− Ｎ −瓦□４．ｙｉ＋、、　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・αυとなる。これは加算器（７）の出力であ
る。

ここで、対数変換回路（４）の出力信号ｙとｔｎｂの差
は次式のようになる。

ｙ−１ｍｂ　＝　ｌｎｘ　−ｔｎｂ　＝　Ａｍ　（−５
）　＝−（１３これが減算器（８）の出力になる。

これＫａ／２を乗すると。

丁”　”　（僧−１ｎ（ｅ）　２　　・・・・・・・・
・・・・・・・αＪとなり１乗算器（９）の出力になる
。

逆対数変換回路ＯＣの出力Ｚは次式で与えられる。

従って、Ｚの確率密度関数Ｐｚ（Ｚ）は次式で与えられ
る。

この２が雑音抑圧装置の出力となる。１５式は、第４図
に示した従来の雑音抑圧装置の出力の分布が。

入力信号の分布の形状パラメータａやスケール・パラメ
ータｂに依存せずに一定であることを示している。従っ
て、固定スレッショルドＴに対する誤警報確率Ｐｆａは
。

Ｐｆａ　−４°ｏ２Ｚｅ　”　ｄｚ　＝　［−ｓ−”　
］”。

＝　ｅ　　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・αＧのように、一定になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の雑音抑圧装置は、多くの非線形変換
すなわち、２東回路αυ、平方根回路（１ｚ。

除算器（５１，演算器（６ｂ）　、乗算器（９）、対数
変換回路（４）、逆対数変換回路σＧがあるため、ハー
ドウェアで実現する場合、特にディジタル信号処理を行
う場合、ハードウェア電が多くなるという問題点があっ
た。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、２東回路ａυと平方根回路（１２が不要となる雑
音抑圧装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る雑音抑圧装置は、ワイブル分布の形状パ
ラメータａを求める原理を変えたものである。すなわち
、従来の雑音抑圧装置が入力の２乗平均平方根と平均値
の比から形状パラメータａを求めていたのに対して、こ
の発明は入力の移動窓内最大値と入力の平均値の比から
形状パラメータａを求めるようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、入力の′ａ動窓Ｐ３最大値と入力
の゛平均値の比から形状パラメータａを求めているため
に、２乗回路と平方根回路が不要となり。

ハードウェアを減らすことができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す図であり。

演算器（６１を除＜（３）〜Ｇｔｌは前記従来装置と全
く同一のものである。α３は入力信号の移動窓内最大振
幅全出力する移動窓内最大振幅検出装置、　（６ａ）は
除算器（５）の出力Ｑｔ−導入し、第１の出力としてＹ
＋１第２の出力としてＹ２　＋　　ここに。

Ｙｊ　＝γ／ｆ−’（Ｑ）　　　・−・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・αηｙ２＝　＋・
ｆ−’（Ｑ）　　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・鰻（γはオイラーの定数） ａ　＝　ｆ−’　（Ｑ）　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・−■と
なるようなＹ＋　、　Ｙ２　ｋ出力する演算器である。

なお、Ｘは入力信号、２は出力信号を表す符号である。

第２図は移動窓内最大振幅検出装置αＪの構成例（移動
窓幅Ｎ−８）を示す図であ９１図中（１ａ）　。

（１ｂ）　、　（Ｉｃ）　ｕそれぞれ入力を連続して遅
延させ出力する１段、２段、４段の遅延回路、　（２ａ
）　、　（２ｂ）　。

（２ｃ）は２つの入力信号の振幅の大きい方ヲ辿択し。

出力する最大値培択回路である。ｖＯ＋　ｖ＋　１　”
２　。

ｖ３は各部の信号金示すための符号である。

第３図は第２図における各部の信号を示すだめの図であ
る。図中（ｊ、２）、（１〜８）とあるのはに）内の番
号に相当するＶ（、の最大値全表わす。

上記のように構成さｎた雑音抑圧装置では、ワイブル分
布の形状パラメータＢ、ｆ求める方法のみ従来の装置と
異る。

ここで、入力信号Ｘがワイブル分布に従う場合。

ワイブル分布の確率密度関数Ｐｘ　（Ｘ）　ｌ’ｊ　１
４１式で与えられるので、移動窓内最大振幅検出装置０
３の出力Ｕの確率密度関数Ｐｕ側は次式で与えられる。

ｔ２１１式のごと（、Ｐｕ（Ｕ）　　ｎ形状パラメータ
がａ、スケール・パラメータがｂＡ＋−１？）ｔＡ　の
ワイプル分布の級数となる。従ってＵの平均値Ｅ［ｕ］
は。

ｂ／’（１＋−）　　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・■となる。従って除算器（５）の出力Ｑ
は。

・・・・・・・・・・−・・・・＠ となシ、ａについて解くと ＆　−ｆ−Ｉ（Ｑ）　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｑ４となるの
で演算器（６ＩＩＬ）の第１の出力ＹＩｎ　　及び第２
の出力Ｙ２は次式で与えられる。

Ｙ、　−−ｍ　ｒ／ｆ−’　（Ｑ）　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（ハ）Ｙ２−！！−−−
！−ｆ−１（Ｑ）・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（ト）〔発明の効果〕 この発明は以上説明したとおり、入力信号の移動窓内最
大振幅を用いることによって、入力の２乗平均平方根を
用いる従来の方法よシもハードウェア量が減るという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は移動窓
内最大振幅検出装置の一構成例を示す図。 第３図は第２図における信号を示す図、第４図は従来の
雑音抑圧装置を示す図である。 図において、（１）は遅延回路、（２）は最大値選択回
路、（３）は移動平均回路、（４）は対数変換回路、（
５）は除算器、（６）は演算器、（７）は加算器、（８
）は減算器。 （９）は乗算器、αＧは逆対数変換回路、（１υは２乗
回路。 ａ２は平方根回路、ａｊは移動窓内最大振幅検出装置で
ある。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号を導入し、幅がＮ（整数）サンプルの移動窓内
   の最大振幅を検出する移動窓内最大振幅検出装置と、前
   記入力信号の移動平均を出力する第１の移動平均回路と
   、前記入力信号の対数を出力する対数変換回路と、前記
   対数変換回路出力信号の移動平均を第１の出力とし、そ
   の移動平均幅の２分の１遅延した前記対数変換回路出力
   を第２の出力とする第２の移動平均回路と、前記移動窓
   内最大振幅検出装置出力で前記第１の移動平均回路出力
   を除算した商Ｑを出力する除算器と、Ｑ＝ｆ（ａ）＝１
   ／｛Ｎ・Σ＾Ｎ＾−＾１＿γ＿＝＿０／｛［（Ｎ−１）
   ！／γ！（Ｎ−γ−１）！］・［（−１）＾γ／（１＋
   γ）＾１＾＋＾（＾１＾／＾ａ＾）］｝｝とおくと、前
   記除算器出力Ｑを導入し第１の出力としてγ／ｆ＾−＾
   １（Ｑ）（γはオイラーの定数、ｆ＾−＾１（Ｑ）はｆ
   （ａ）の逆関数）を出力し、第２の出力としてｆ＾−＾
   １（Ｑ）／２を出力する演算器と、前記第２の移動平均
   回路の第１の出力と前記演算器の第１の出力を加算し出
   力する加算器と、前記第２の移動平均回路の第２の出力
   から前記加算器出力を減算し出力する減算器と、この演
   算器出力と前記演算器の第２の出力の積を出力する乗算
   器と、この乗算器出力の逆対数を出力する逆対数変換回
   路を備えたことを特徴とする雑音抑圧装置。