JPS61180166A - 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り→ツタに対
して、り弓ツタを抑圧し一定誤警報率（Ｃｏｎｓｔａｎ
ｔ　Ｆａｌｓｅ　Ａｌａｒｍ　Ｒａｔｅ）を実現する雑
音抑圧装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば、電子通信学会論文誌’７９／１ｖｏＬ
　Ｊ６２−ＢＮＯ’、１ｐｐ４５−４９ｒフィブル分布
をするレーダクラッタの抑圧」の４８ｐ図６に示さｈｆ
ｔ従来の雑音抑圧装置を示″ｆ図であり９図にお−でａ
ｌｌ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、　（１３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、　　（３１））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、
（５）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）はこの除算器出力Ｑを導入し第１の出力として
Ｙｌ、第２の出力としてＹ２．ここに。

ｙ１＝　　　　　−−−−−−−−−−−−−−−−−
ｆｉｌＹ２：　　−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−＋２１（ｒけオイ→−の定数、ｒＯ／ｄガンマ関
数）となるような、　　Ｙ＋、　　Ｙ２をＷ、力する演
算器、（４１は前記入力信号を対数変換し出力する対数
変換回路。

（３Ｃ）はこの対数変換回路出力の移動平均を第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（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（６）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、イ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、　
ｆｉｌ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。

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（イ）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ｇ（ｘ）と２乗平均値Ｅ（Ｘ）は次式％式％ ｇ　（ｘ）とのｉＴＢの比をとると。

となる。Ｅ　（Ｘ）を入力Ｘの＃動平均で推定し。

Ｅｌｉ（Ｘ２）をＸの２乗の移動平均の平方根で推定す
れば。

となり、形状パラメータａのみの関数となる。従ってＱ
を求めｈば（８１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Ｘを対数変換回
路１４１に通し、その出力をｙとお（と。

ｙ　＝　ＩｎＸ　　−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−一−（９１このｙの平均値ｇＣｙ）は γ ＝ｔｎｂ　−−−−−−−−−−−−−−−−−＋１（
１となる。ここでｒけオイラーの定数で、γ嬌０．５７
７２１である。

平均１［Ｆ：（ｙ）を移動平均回路（３Ｃ）で推定すね
ば。

ｔｎｂ＝Ｅ　（ｙ）　＋　− となる。こねは加算器（）１の出力である。

ここで、対数変換回路（４）の出力信号ｙとＬｎｂの差
は次式のようになる。

７−ｔｎ’ｂ＝ｔｎＸ−ｔｎｂ＝ｔｎ　（Ｔ）−−−−
−ＢＺこれが減算器（８）の出力になる。

こｈ　Ｋ　ａ／２を乗すると。

−・ｔｎ（−）＝ｔｎ　（ｘ−）”　−−−−−−−−
−ａ３２　　　　　　ｂ　　　　　　　　ｂ となり１乗算器（９）の出力になる。

逆対数変換回路Ｈの出力２け次式で与えられる。

従って、２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。αり弐は、第４Ｍ
に示し、た従来の雑音抑８Ｅ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に対する誤婬報確率Ｐｆａけ
。

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乗回路αＤ、平方根回路α２゜除算器（５
）、演算器（６１））　、　　乗算器（９）、対数変換
回路（４）、逆対数変換回路顛があるため、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
、ハードウェア量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ｈ斤も
ので、２乗回路αｌと平方根回路αのが不要となる雑音
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の最大値と最小値の比から形状
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、入力の移動窓内の最大値と最小値
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９．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（６）を除く（３）〜ａ１は前記従来装置と全く
同一のものである。（１３は入力信号の移動窓内最大振
幅を出力する移動窓内最大振幅検出装置、　（１４１は
入力信号の移動窓内最小振幅を出力する移か窓内最小振
幅検出装置、　　（６ａ）は除算器（５）の出力Ｑを導
入り、第１の出力としてＹｌ、第２の出力としてＹ２゜
ここに。

Ｙ１＝ｒ／ｆ　’　（Ｑ）　　−−−−−−−−−−−
−−−−−ＱηＹ２　＝　−、ｆ　’　（Ｑ）　−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−（、、ｐ（γはオイ
→−の定数） ａ　＝＝　ｆ　　（Ｑ）　　−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−■となるよりなＹｌ、Ｙ２を出力する
演算器である。

なお、Ｘけ入力信号、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釦ｉ３の構成例（移動窓
幅Ｎ＝８）を示す図であり１図中（１ａ）　。

（１ｂ）、　（ＩＣ）は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）、　　Ｃ２Ｃ＞は２つの入力信号の振幅の大き
い方を選択し、出力する最大１厘選択回路である。ＶＱ
。

Ｖｌ、　Ｖ２．　Ｖ５は各部の信号を示すための符号で
おる。移動窓内最小振幅検出装置ＩＦｉ第２図において
最大値選択回路（２）を最小値選択回路と置き換えるこ
とにより実現できる。

第３図は第２図における各部の信号を示すための図であ
る。１中（１，２）、（１〜８）とあるのは０内の番号
に相当するｖＯの最大値を表わす。

上記のように構成された雑音抑圧装置では、ワイブル分
布の形状パラメータａを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）は（４）式で与
えＩ−ねるので、移動窓内最大系幅検出装置αりの出力
Ｕの確率密度関数ｐｕ（［Ｔ）は次式で与えられる。

（１−）−ｒ　）”／ａ ０１１式のどと＜、　Ｐｕ（［Ｊ）は形状パラメータが
ａ、スケール・パラメータがｂ／（１＋ｒ）１４のワイ
ブル分布の級数となる。従ってＵの平均値Ｅ　（［Ｊ）
は。

と々る。また、移動窓内最小振幅検出装置ｔ１４の出力
Ｖの確率密度関数Ｐｖ（Ｖ）は次式で与えられる。

（ハ）式のとと＜Ｐｖ（Ｖ）は形状パラメータがａ、ス
ケール・パラメータがｂ／Ｎ１／″のワイブル分布とな
る。従ってＶの平均値Ｋ（Ｖ）は。

となる。従って、除算器（５）の出力Ｑは。

＝　ｆ（ａ）　　−−一−−：−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−（ハ）々なり、ａについて解くとａ
　＝　ｆ　　に）となるので。

演算器（６ａ）の渠１の出力Ｙ１と第２の出力Ｙ２は次
式で与えらｈる。

Ｙｌ：＝γ／ｆ　　（Ｑ）　−−−−−−−−−−−−
−（至）ｒ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の
最大振幅と最小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り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ダはこの発明の一実施例を示すメ、第２１は移動窓
内殻大根幅検出装置の一檎成例を示す図。 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Ｍである。 図１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、（７１は力０算器、
（８１は試算器。 （９）は乗算器、ａＯは逆対数変換回路、０９け２乗回
路。 Ｏ２け平方根回路、α３け移動窓内最小振幅検出装置。 α４は移動窓内最小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)

1. 【特許請求の範囲】 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
   記入力信号を導入し、幅がＮサンプルの移動窓内の最小
   振幅を検出する移動窓内最小振幅検出装置と、前記入力
   信号の対数を出力する対数変換回路と、この対数変換回
   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
   置出力で前記移動窓内最小振幅検出装置出力を除算した
   商Ｑを出力する除算器と、 Ｑ＝ｆ（ａ）＝１／｛Ｎ＾１＾＋＾（＾１＾／＾ａ＾）
   ・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。