JPS63500620A - 火災検出装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 火器発射検出用統計弁別器 背景技術 １゜発明の分野 この発明は火器発射検出システムに係わり、特に、そのようなシステムにより作 られる放射線検出信号を解析し、火器発射源からの刺激か、非火器発射源からの 刺激かを弁別する方法に関する。

２゜関連技術の記述 光電変換器により火器発射を検出することは相対的に簡単な仕事である。しかし ながら、火器発射源からの刺激と非火器発射源からの熱や光の刺激とを確信をも って弁別しなければならない場合には、困難である。太陽、紫外光、溶接機、白 熱光源等からの放射線はしばしば火器発射検出システムが偽警告信号を発生させ るので特に問題である。

システムに使用する光検出素子の分光感度を制限することにより、弁別特性を改 善できることが分っている。非火器発射源からの刺激を信頼性を有して弁別しな がら火器発射の検出感度を高める問題を解決するだめの種々のアプローチを試み た多くの従来システムでは異なる分光感度バンドを有した複数の信号チャンネル が採用されている。しかしながら、偽の警告信号を過度に発生しない信頼性のあ る火器検出システムに要求される有効性の度合いを実現し得ていない。

Ｃ１ｎｚｏｒｉ特許３．９３１．５２１号は長波長放射エネルギー感応チャンネ ルと、短波長放射エネルギー感応チャンネルとを用い、偽のトリガの可能性を無 くすように、一致信号検出の条件を付けた２重チャンネル火器発射および爆発検 出システムを開示している。Ｃ１ｎｚｏｒｉ他の特許第３．８２５．７５４号は 上述した特許の開示に、一方で大きな爆発物による燃焼を弁別するとともに、他 方で、火を生じない高いエネルギーのせん光／爆発を弁別する特徴が付加されて いる。しかしながら、このシステムは特殊な用途に限定されており、この発明の ように、より一般的な火器検出システムのアプリケーションに即転換できない。

ＫｅｒｎとＣ１ｎｚｏｒｉの特許第４．２９６．３２４号は、長波長チャンネル が約４ミクロン以上の分光バンドの放射エネルギーに感応し、短波長チャンネル が約３．５ミクロン以下の分光バンドの放射エネルギーに感応し、前記２つのチ ャンネルの少なくとも１つが、検出される火器発射、または爆発物の、少なくと も１つの燃焼組成物に相関する空電吸収波長に感応する、２重分光火器赤外線火 器発射検出システムを開示している。

ＭｃＭｅｎａｍｔｎ特許第３．６６５．４４０号は紫外線検出信号を用いて赤外 線検出器からの出力信号を消去する、紫外線検出器および赤外線検出器とロジッ クシステムを利用した火器発射検出器を開示している。さらに、フィルタが前記 両検出器に直列に接続され、約１０ヘルツの火器フリッカ−周波数に感応する。

この結果、フリッカ−周波数を有した赤外線放射がある場合にのみ、警告信号が 作られる。さらに、しきい値回路を設けてマツチやシガレットライタのような低 レベルの赤外線信号を阻止し、短い間隔の偽の信号により警告信号を発生させる のを防止するための遅延回路が組込まれている。しかし、このようなシステムは ちらちらする湖面から反射される太陽光、あるいは太陽または白熱電球からの光 を横切る回転ファンのような簡単でありふれた、その他のフリッカ−源に惑わさ れ品い。

Ｍｕｌｌｅｒの特許第３．７３９．３６５および第３．９４０．７５３は入射す る放射線の異なる分光レンジにそれぞれ感応する光電変換センサを利用した複数 のシステムを開示している。これらのシステムからの信号はフィルタにかけられ て、約５Ｈｚ乃至２５Ｈｚの周波数レンジ内のフリッカ−が検出される。差動増 幅器は、各チャンネルにおける信号が選択された値または選択された値のレンジ と所定値以上異なる場合は、これらのシステムの１つでアラーム信号が発生する 。他のシステムでは、差動増幅器からの出力信号が、しきい値回路と遅延回路を 有した位相比較器に印加される。入力信号が、同相で、しきい値レベルを越える 振幅と、あらかじめセットされた遅延二を十分に越える期間を存するときにのみ 、警告信号が発生される。しかしながら、このようなシステムは、きらきら光る あるいは雲が調節された太陽光がある場合に、（フリッカを宵している）ジェッ トエンジンの排気ガスのような非火器を便別するには有効でない。

Ｐａ１ｎｅ特許３．６０９．３６４号は特に、太陽の放射線とロケットエンジン の水柱による放射線とを弁別するために高高度のロッケト機内の水素の燃焼を検 出するために多重チャンネルを利用している。

Ｍｕｇｇ１ｉ特許４．２４９．１６８号は４．１乃至４．８ミクロンおよび１． ５乃至３ミクロンのレンジの波長にそれぞれ応答する２重チャンネルを用いてい る。両チャンネルの信号は、フレームフリッカ周波数に応答するように４乃至１ ５Ｈｚの透過視界を有するバンドパスフィルタにかけられる。両チャンネルはＡ ＮＤゲートに接続されているので２つのチャンネルにおける検出が一致してはじ めて火器発射警告信号が発生される。

Ｂｒｉｇｈｔ特許４．２２０．８５７号は、それぞれ異なる燃焼精製物にそれぞ れ応答する第１および第２チヤンネルを有する光学フレームおよび爆発検出シス テムを開示している。各チャンネルはスペクトル感度を制限するために、帯域の 狭いフィルタを存している。各チャンネルのレベル検出器は所定のしきい値レベ ルを越える放射線を検出する。比検波器は２つのチャンネルの信号比があるしき い値を越えたとき、出力信号を供給する。検出した放射線がこれらの３つのしき い値をすべて越えたとき、火器発射信号が出力される。

その他の火器発射警告システムおよび火器発射検出システムは、ＭａｃＤｏｎａ ｌｄ特許３．９９５．２２１号、５ｃｈａｐｉｒａ他特許４．２０６．４５４号 、５ｔｅｅｌ他特許３、］２２．６３８号、Ｋｒｕｅｇｅｒ特　許２．７２２． ６７７号、および２．７６２．０３３号Ｌｅｎｎｉｎｇｔｏｎ特許４．１０１． ７６７号、Ｔａｒ特許４．２８０．０５８号、およびＮａｋａｕｃｈｉ特許４． １６０．１６３、および４．１６０．１６４号に開示されている。

従来より火器発射検出システムはたくさんあるが、偽の警告信号を完全に弁別で きるシステムは無い。感度が強化されたこれらのシステムでは偽の警告信号から まぬがれるようなその他のパラメータが劣化する。この発明は、火器発射検出の 信頼性を改善するために放射線検出データを解析するための技術に関連している 。

発明の要約 ある種の環境下では、人間が作った現象あるいは、一時的かつ局地的な自然現象 は火器発射の特性を周波数領域に複製することができる。例えば、電球（あるい は光と熱の両方を放出する、その他の火器発射源）からの放射線は、周期的に変 化する割合いで光が切られるならば、検出器には周波数領域における火器発射と して現れる。水面のさざ波により反射される太陽光は同様の効果を作り出すこと ができる。現在知られている従来の火器発射検出システムは周波数領域の解析を 行うことにより火器発射検出を行っている。この発明では異なるチャンネルから の振幅情報を時間領域で統計的に処理し、周波数領域における混乱とエラーの可 能性を無くしている。この発明は、特別な統計的方法を用いてこの結果を得てい る。

この基本技術は、火器発射を確立過程としてモデル化し、統計力学をテストして 確立過程の特性を得る。火器発射の”確立“を表すのに用いられるパラメータと しては、時間領域信号のピークまたは勾配が変化する点の振幅値の分布が選択さ れる。ゼロクロスタイムインターバルや２次導関数が零に等しい点等のその他の パラメータを用いることも出来る。従って時間領域統計手法を適用するためのデ ータを作るためには、検出した放射線信号のピーク値を連続して作表化する必要 がある。これは、勾配が変化する点の信号をサンプリングすることにより行われ る。信号波形の一次導関数がサインに変化すると、サンプルが取られる。この発 明の１つの特定の実施例においては、５秒間のサンプリング信号がマイクロプロ セッサのメモリロケーションに記憶される。５秒以下でサンプリングしたとして も、約４０ないし５０のデータ採取点があれば、解析には十分である。メモリに 記憶中に、５秒以上前のデータ点は破棄される。周期的に（約１秒に１度）メモ リに記憶されているデータ点を用いて計算がなされる。

一度データ点収集がメモリに記憶されると、種々の統計力学を用いてデータ点の 分布が公知の確立過程に一致するか否かを決定することができる。周期的な放射 線源の非確率に対する火器発射の確率を最も確実であることを証明する１つのパ ラメータはとがりのパラメータである。とがりは平均値のまわりにどれだけのデ ータが集中しているかを示す尺度である。とがりの値が大きければデータ点の分 布が平均値から広い範囲に分散していることを表す。

平均値を決定するためには、分散（すなわち、房である標準偏差）及びとがりは 、Ｘｉが種々のデータ点を示し、ｉ＝１．、、、Ｎ、であるとすると、 とがりは２次中心積率の二乗に対する４次中心積率の比として定義される： この場合、４次中心積率は４のベキに対して生じるすべての偏差の平均値であり 、２次中心積率は２のベキに対して生じるすべての偏差の平均値である。後で示 すようにとがりは火器発射の場合と非火器発射の場合とでは全く異なる。しかし ながら、二乗および４のベキを取る装置は、マイクロプロセッサで具現化した場 合、かなりの計算時間がかかり、小さなマイクロプロセッサに使用するには簡単 な装置が望ましい。

統計的に変化するパラメータが有する最も可能性の高い値（平均値、中央値、モ ード等）を表すためにいくつかの定義が存在するように、データ点がこの“平均 値″の回りに分散される度合いを表す］つ以上の定義が存在する。各データ点は 偏差、すなわち固有値と標本平均値の差を有し、この実施例では算術平均値とし てみなされる。全体の偏差を表す代表的なパラメータは一連の偏差のｒｍｓ値で ある標準偏差（σ）である。一連のＮ個の標本Ｘ１乃至ＸＮの平均値（ｘ）は次 式により与えられる。

これは、逆極性の偏差値が相殺されないように、偏差値の二乗が正の成分になる ので存効な定義である。また、二乗機能は代数学により容易に扱うことができる 。

別の定義によれば、二乗の代わりに絶対値を用いることができ、それにより、各 偏差値からの正のコントリビュージョンが維持される。これは平均偏差値として 知られ次式で表される。

標準偏差があまり一般的でないのは絶対値関数が、常に正の結果を生ずるものと して定義されるからである。

Ｘ≧０の場合１ｘｌ−ｘ ｘ＜Ｑの場合１ｘ１−−ｘは代数学の計算を行う場合にときとして扱いにくい。

しかしながら、マイクロプロセッサのアプリケーションには強い魅力があった。

何故なら極性の反転を２進表示で行なえる（補数を取り、１をＬＳＢに加える） ということは、２乗や平方根の機能よりはるかに履行しやすいからである。

平均値のまわりの偏差の測定を定義した場合、個々の偏差が平均偏差のまわりに 分散する程度を表わすための同様の特性を定義することが望ましい。２つの対照 的な信号はこの必要性を示している。即ち、広域ガウス雑音源と、前記ガウス雑 音源の平均偏差または標準偏差に等しい零−ビーク値を有する方形波である。こ れらの２つの信号は根細に対して異なる時間特性および確率分布関数（Ｐ　Ｄ　 Ｆ）を有しているが、方形波はすべてのデータ点が同じ偏差で密集しているので 、おなじ平均偏差を存している。

特別な方形波の場合、すべての偏差が等しく、とがりは１の値を取る。偏差が次 第に分散すると、σより大きい偏差は、σより小さい偏差がμ４から減するより さらにμ４に寄与する。これは、μ４の４のベキが陰間数表示であるため非線形 となるためである。分母のμ２は、Ｋの単位が無く、μ２あるいはσという実際 の値と無関係の正規化係数と考えられる。

標準偏差（あるいは平均偏差のいずれかが選択される）の回りのデータの分散を 評価するもうひとつの手段は°偏差に対する偏差°の平均値、すなわち、各偏差 が平均（あるいは標準）偏差と異なる平均量を見付けることである。各標本から の正のコントリビュージョンを保持するために、再び絶対差が用いられる。従前 のように各偏差が１ｘｉ−ｘｌで与えられる場合、各偏差と平均偏差（以下、適 切な用語が無いので、”広がり°と定義する）は次式により表される。

ラメータがキャリアーの 振椙変調のパラメータに極めて良く相似しているので、′変調”と呼ばれる。変 調されないキャリアは（例え周波数が変化したとしても）ある広がりを有し、そ れゆえ零の変調ををする。考えられる最大の定常状態の広がりは、平均偏差に等 しく、それゆえ変調は零から１即ち１００％まで変化する。

上述した変調を定義することにより、とがりにより得られる同じ特性の信号の評 価が可能になり、しかも乗算（２乗および４のベキ）や平方根をめる必要がない 。Ｄに対して平均偏差が使用され、Ｎに対して２の整数ベキが用いられ、判定基 準として一定の度合いの変調が用いられた場合、真の割算は行う必要がない。Ｎ による見かけの割算は一連の右シフト（オーバフローを起こす前に行われる）に なる。しきい値テストは、右シフトし、（そして所望の分数を得るために加算す ることにより）再度得られる、Ｄの一定の分数とひろがりとの間の比較になる。

除算は、調査のためにアナログ測定値が必要になる場合にのみ行われる。従って 、この”簡単なとがり″を実行することにより、小さくかつ安価なマイクロプロ セッサを用いて火気発射検出用統計弁別器のタスクをリアルタイムで実行するこ とができる。

この発明にもとずいて実際にデータを収集するために、検出した放射線信号から データを読込むための機構としてヒステリシス回路を有している。このヒステリ シス回路は、存在し得る小さな乱れすなわちノイズから主情報を分離するために データを清掃することである。このヒステリシス回路は、傾きが逆になり、デッ ドゾーンを交差するまで入力信号に対して一定のオフセットだけ遅れて続く出力 信号を発生する。

そのとき、出力は逆極性のオフセット９遅れて入力に追従する。この結果、フル スケールの１乃至３パ一セント未満の小さな信号の揺れは、後段のピーク検出器 により新しいサンプリング値として検出されることはない。傾きが逆になった事 を示す出力信号はピーク検出器に格納される。リアルタイムな信号偏差は最大お よび最少サンプリング出方信号をサンプル平均値と比較することにより得られる 。これらの結果を平均偏差と比較し、１次の遅れ分再び補整することにより、零 と平均偏差に等しい値との間にある、ひろがりの値が得られる。アナログ徐算器 を用いて割算することにより、変調比Ｓ／Ｄが得られ、一定の基準しきい値と比 較できる。最終的な２進の出力は、前記変調が、火気発射を示すフリッカ信号の 変調に適合するときは論理的に真となる。

メモリ内のデータ群がランダムに分散されているがどうかを判断するのに用いら れるもう一つのパラメータは、簡単なアップダウンカウンタの出力である。この カウンタが例えば３ヘルツの割合いでカウントダウンし、データが波形のピーク から受取られる割合いでカウントアツプするようにプログラムされていれば、波 形がランダムであるとないとにかかわらず、低周波の波形は所定のカランｌ−Ｌ きい値を越えることはない。火器からの波形は高い周波数成分を有していること が知られているので、アップダウンカウンタのパラメータは、小さいが火器と非 火器とを区別するもうひとつの基準となる。

ランダム性を判断するのに使用できるもうひとつのパラメータは”適合度”を測 定するためのＸ２検定として知られている。統計学では、所定の結果が偶然に起 り得ないということが９５％の信頼係数で言えれば、その結果は統計的１ご検定 の危険′であるといえる。同様に、９９％の信頼係数は”高い検定の危険率”で ある。

Ｘ２検定をメモリ内のデータ群の収集に適用した場合、Ｘ２検定が正であれば、 ９５％の信頼係数を有して、所定のデータ群が”危険率”の程度にまで正規に分 布していると言える。このＸ２検定はデータ群がどの程度までランダム分布に近 いかを判断する。従って　Ｘ２検定は、とがりパラメータと一緒に作用１．て非 火器波形を排除することができる。例えば、２乃至３の大きくかつ狭いピークを 有するが、その情報の殆どは、はぼ零である波形は、大きなピークの４のベキに より大きなとがりを持つことになる。しかしながら、Ｘ２検定はデータ点群はラ ンダムに分散されていないことを認識する。

他方、周期的な信号は、データ点群の収集がＸ２検定を通過することのできる点 に、疑似ランダムにその振幅を変調することができる。これは、特にＸ２検定が 多くのデータ点を有せず、またデータ点群が平均値のまわりに密集している場合 である。しかしながら、とがりパラメータは、例え、データ点が１０以下であっ てもランダムが平均値のまわりに密集し、２．３のデータ点が利用できるＸ２検 定のギャップを埋めることができる。

図面の簡単な説明 この発明は添附した図面とともに以下の説明を考慮すると良く理解できる。

第１図は長波長チャンネルおよび短波長チャンネルにおけるフリッカ火器からの 波形の時間領域ブブットである。

第２図はランダムに断続される熱く、はの暗い電球の、比較に適した波形の時間 領域プロットである。

第３図は周波数領域におけるフリッカ火器がら検出された放射線の波形のグラフ である。

第４図は一定周波数で断続される、熱くほの暗い電球がら検出された放射線の周 波数領域プロットである。

第５図はランダムに断続された場合の、第４図のプロットに相当するブロッット である。

第６図はこの発明の特別の構成を利用した代表的なプログラムを示すフローチャ ートである＠ 第７図はこの発明による他の特別の構成を表す機能ブロック図である。

第８図は相互相関器タイプの、２重スペクトル周波数に応答する火器発射検出器 にこの発明を適用した場合のブロック図である。

第９図乃至第１６図はこの発明のアプリケーションを説明するのに含まれる種々 の波形を示すプロットである。

第１７図は火器発射検出のためにカウンタととがり検定を組合わせた場合のフロ ーチャートである。

第１８図は火器検出のためのＸ２検定を示すフローチャートである。

好適実施例の説明 第１図および第２図は検出した放射線の時間領域プロットであり、フリッカ火器 発射による放射線と人工的な放射線源との差を示す。第１図は、火器発射から検 出された放射線の時間領域プロットである。第１図の波形は２つのチャンネルに おける検出を表す。上側の波形は０．８−１．　１ミクロンの範囲の応答特性を 有する短波形検出器がらの信号を示す。

下側の波形は７−２５ミクロンの範囲の応答特性を有する長波形検出器の出力を 示す。上側波形および下側波形との間の時間軸上の相関は明らかである。与えら れた波形の振幅は準ランダムである。

第２図は、ランダムに断続される、熱くほの暗い電球から検出される放射線の時 間領域プロットを示す。第１図に対してタイムスケールが拡大され、２つの波形 が相互に変わっている。すなわち、第２図の下側の波形が、０．８−１．　１ミ クロンの範囲の短波形検出器の出力を表し、上側の波形は７−２５ミクロンの長 波形検出器の出力を表す。

第３図は零乃至２５ヘルツの周波数領域のフリッカ火器から検出された放射線の プロットを表す。上側の波形は短波長放射線を表し、下側の波形は長波長放射線 を表す。このデータを収集するための時間幅は】０秒であり、山と谷が時間の経 過とともに変化する。

しかしながら、一般的なアウトラインは高い周波数においてロールオフとなる。

第４図は２．６ヘルツで断続される、熱くほの暗い電球から検出される放射線の 波形を示す。長い波長の波形が、図の右側において上側の波形である。断続周波 数の奇数高調波に対応して、２．６ヘルツ、７．８ヘルツおよび１３ヘルツに明 瞭なピークが見られる。

第５図は第４図に示す、熱く、はの暗い電球が一定の周波数では無くランダムの 場合に検出された放射線の場合のプロットを示す。長波長波形が図の左半分にお いて上側の波形である。明瞭なピークは存在せず、周波数領域のプロットは第３ 図のそれと良く似ている。

第２図ないし第５図は、１０秒間の標本積分に対する周波数領域の動作では、火 器発射とランダムに断続される電球とを区別するための十分な情報が得られない 。時間領域処理が必要になる。

断続された波形は相対的に正のピークと負のピークとが等しいので、ピーク検出 を行って処理すべきデータを作る。この処理を行・）ために、１Ｈｔｅ１社の２ ９２０が使用された。

２９２０の計算能力には限界があるので、１秒間１００標本の割合いで、μ４／ μ了の真のとがり計算を行・）ことは出来なかった。従って、じ変調“と呼ばれ る）真のとがりの近似値が第１実施例では用いられた。この近似値を用いること により、第１図および第３図のランダム火器発射ｔｒｉ号と、第２図、第４図及 び第５図の断続された電球の放射線とを明瞭に区別することができた。

第６図のフローチャートは上述した変調アストを行うのに使用することができる 代表的なプログラムを表す。この場合、規化される。第６図に示される特定のプ ログラムは、〕、００標本／秒と、５秒間の平滑時定数と、入力信号が断続放射 線あるいはランダム放射線かの判断に対して３８％の変調しきい値を用いてＩｎ ｔｅ１２９２０信号プロセッサにより実行される。

０．０１秒毎に入力されるデータ標本はりカー・シブなディジタルフィルタ技術 により、３極４ヘルツロウノぐスフィルタに通ず。このフィルタはガウス構成と ほぼ同様であるが、急速な入力変化からのオーバシュートを無くすために、共役 極の減衰がわずかに高くなっている。さらに、所望の信号通過帯域以上の過度的 なノイズからの分散をさらに減少するために、４つのサンプリング期間により分 離される出力標本間の差から勾配の極性が得られる。

勾配の極性はいつ、フィルタを通過したデータ標本が新しい正のピーク（Ｘ　） あるいは負のピーク（Ｘ　）として保ｐ　ｎ 持されるかを判断するのに用いられる。保持するためには、前のピークから、フ ルスケールの少なくとも１％の信号変化の後に生じなければならない。このデッ ドゾーンは小さな変動がピークデータの有効性を劣化させる確率を減少させる。

正および負のピーク値はそれぞれ２．５秒の時定数を有する単極フィルタにより 、真の平均値Ｙ　およびＹ。とじて平滑化される。

これら２つの値から標本平均値Ｙは、１／２（ｘ、＋￥ｎ）て評価される。この 場合、各ピーク標本Ｘ　あるいはｘｎは、上述したように、ひろがりと変調を計 算するために用いることのできる各個差ｘ、−ｘを供給する。ＳおよびＭに印加 さを示すのに十分であると考えられる。

この実施例では、入力信号の第２および第４のベキを無くすことにより、とがり 機能を真に行う場合のダイナミックレンジの問題を避けることができる。例えば 、３０デシベルのＡＧＣ補償で、有効レンジが３フイートないし１００フイート の場合、３０：１の入力信号レンジが一般的である。４のベキにレンジが取られ ると、ダイナミ・ツクレンジは８１０．０００　：　１となり、１１８デシベル にさらに、最も弱〜＼信号の波形の分解能に対して１０ないし２０デシベルが必 要である。したがって、火器発射検出器のアプリケーションの場合には、２９２ ０よりもかなり計算能力の高いマイクロプロセッサが必要である。変調近似値法 によれば、信号のダイナミックレンジに波形分解能として、〕Ｏないし２０デシ ベルカ（必要になるだけなので、トータル４０ないし５０デシベルで済む。

第７図の機能ブロック図はとがり近似のための変調検出器の他の実施例を示す。

すなわち、４ヘルツのカットオフ周波数を有するロウバスフィルタ２０を有する 入力段からなる。

この入力段の後にヒステリシス回路２２が設けられ、この回路２２で信号が正と 負に分１プられ、各ピーク検出器１こ印加される。各検出器は、２．５秒の時定 数を有するロウ１＜スフイルタ２６．２７にそれぞれ接続される。これらのロウ ノくスフィルタ２６．２７は、次式に示すように、平均値を計算するためにｘｌ を加算するように、ディジタルではなく、アナログでＸ　とＸ　の加算を行う。

ｎ 次に、これらの値は各チャンネルを介して、減衰器２８．２９および演算増幅器 ３０，３１に印加される。増幅器３０の出力は、この出力を受取るように、さら に残りの入力はピーク検出器２４．２５の出力からの信号を受取るように接続さ れた別の演算増幅器３２．３３に印加される。減衰段３４．３５はそれぞれ、増 幅器３２．３３の出力と接続され１、さらに加算増幅器３６に入力を供給するよ うに接続され、加算増幅器３６は増幅器３１の出力に接続される。増幅器３６の 出力は、５秒の時定数を有するロウバスフィルタ３８に接続され、ロウバスフィ ルタ３８はアナログディバイダ４ｏに接続され、アナログデ、イバイダ４〔）は 第２人力に増幅器３１がらの出力を受取る。比較器４２はディバイダ４ｏの出力 に接続され、基準レベル入力を有している。

この発明の好適実施例によれば、検出器２４．２５は入力波形の勾配の変化に応 答するピーク検出器で構成される。なお、検出器２４．２５は零を交差する時間 間隔を決定するゼロクロス検出器でも良いｊ７、あるいは、例えば、２次導関数 に等しい零検出器でもよい。このような検出器２４．２５は選択された標本信号 のフオームでデータを作り、次に、この発明に従って、入力波形を解析するため に処理される。第７図および第７Ａ図の実施例の説明では、回路はピーク検出器 ２４．２５として構成したが、その他の形態であってもよい。

第７図の回路において、入力信号は、高周波ノイズを取除くために、４ヘルツ以 下となるようにフィルタかがけられ、ヒステリシス回路２２に印加される。この 段は従来より知られている、積分器、ダイオード、およびオフセットの組合わせ により構築でき、勾配が逆になり、デッドゾーンを交差するまで、入力信号に対 して一定のオフセット・９遅れて、出方信号を発生ずる。そのとき、出力信号は 、逆極性の遅延オフセットを有して、入力信号に追従する。この結果、フルスケ ールに対して、１ないし３％以下の、小さな信号の揺れがあっても、次段のピー ク検出器に、新しい標本信号として検出されることはない。従前の逆勾配を基準 と【７て、１％以上の大きな揺ねの後に、勾配が辺になるたびに、新しいピーク 値（正または負）がピーク検出器に格納される。この結果前られる階段状の波形 は２，５秒の時定数を有する］７次の遅延フィルタにより平滑化される。次の円 ２８．２９、加算増幅器３０および差動増幅器３１とにより、それぞれＸ　およ びｘｎの１／２ずっを加算して平均値を得、さらに差の１／２を取り、中点から ピーク点までの揺れ、すなわち、平均偏差を得る。最大および最小標ネー（Ｘ　 およびＸ　）からの階段ｎ 状の値は標本平均値と比較され、リアルタイムの偏差を得る。

これらの値を、再び１次の遅延により平均偏差と比較し、補して、零と平均偏差 に等しい値との間にあるひろがり百の値が得られる。アナログディバイダ４０で 割算することにより、変調比Ｓ／Ｄが得られ、比較器４２において一定の基準し きい値レベルと比較される。従って、２進出力は、前記変調がフリッカ信号の変 調に適合したときは、論理的にＴＲＵＥになる。

上述したＳとＤの式は、２９２ｏ信号プロセッサの能力に適合するように、第６ 図および第７図に示すように実行される。従って、Ｎ個のデータ点を格納しなく てすむように、次式を満足するように計算された平均値のかわりにロウバスフィ ルタが用いられた。

さらに大きなメモリを有するマイクロプロセッサの場合には、」−２式を直接計 算してもよい。

第７Ａ図は第７図の回路の付属回路として包含しうる、この発明の１つの特徴に もとずく回路を示すブロック図である。

第７Ａ図の回路は第７図の回路に図示の如く接続することができる。

カウンタ７２をアップカウントさせるための信号は、波形補整値が印加される前 に、第７図の正および負のピーク検出器２４．２５から得られる。これらの信号 はＯＲゲート７４に印加され、つぎにカウンタ７２のＵＰ大入力印加される。

カウンタへのＤＯＷＮ入力は（ロウバスフィルタ２ｏにより、信号が約４ヘルツ でカットオフされる第７図の回路の場合）約３ヘルツで動作するクロック信号か ら来る。カウンタ７２で作られたカウント値は、信号比較のためにあらかじめ選 択された基準レベル入力を存するしきい値段７６に入力される。

しきい値段７６の出力は、第２人力が、第７図の比較段４２からの出力信号を受 取る、ＡＮＤゲート７８に印加される。

ＡＮＤゲート７８への再入力が、ＴＲＵＥのときのみＡＮＤゲート７８の論理出 力はＴＲＵＥとなり、火器発射を知らせる。

カウンタ７２が３ヘルツのクロックレートでカウントダウンし、ピーク検出器２ ４．２５の波形ピーク値からデータを受取るレートでアップカウントするように 構成したので、低周波の波形は、ランダムであるとないどにかかわらず、しきい 値段７６の所定のカウントしきい値を越えることは無い。

しかしながら、火器発射からの波形が検出されると、上述した波形の高周波成分 により、しきい値段７６のプリセットした基準レベルを越える。この結果、ＴＲ ＵＥ信号がＡＮＤゲート７８に印加される。

第８図は、この出願の出願人に論理された、同時係属出願第５９２．６１１号（ Ｍａｒｋ　Ｔ、Ｋｅｒｎ、２重スペクトル周波数応答火器発射検出器）に記載さ れているような、２重スペクトル周波数応答火器発射検出器にこの発明の統計弁 別器を適用した場合のブロック図である。５９２．６１１号の内容が、５９２． ６１１号で述べた事を引用することにより、この第８図の中に組込んである。第 ８図の回路は、出願番号第５９２．６１１号の第５図において、周期信号検出器 をこの発明の統計弁別器に変え、この出願の論り受け人に論理された同時係属出 願第７３５．０３９（発明の名称「火器発射検出器の相互相関器および方法」） の第５図に開示されているような相互相関検出器を追加したものに相当する。

出願番号第７３５．０３９号の出願の記述を引用することにより、その内容が盛 込まれている。

第８図において、システム５０はｎ個の２波長狭帯域チャンネル１．２、・・・ ｎを有している。各チャンネルは異なル狭域フィルタスペクトル通過帯域Ｆｌ、 Ｆ２．、、、Ｆｎに設定されている。狭域チャンネルの各々は、短波長検出器５ ３に接続された増幅器５５、および長波長検出器５４に接続された増幅器５６か ら比検波器５７へ延在している２波長信号チャンネルに組込まれている。図示す るように、短波長検出器５３は０．８ないし１．１ミクロンの波長に応答し、長 波長検出器５４は７ないし２５ミクロンの波長に応答する。

逆に短波長検出器５３を１．３ないし１．５ミクロンのレンジの波長に応答する ように設定してもよい。

各信号チャンネルは、増幅器５５または５６、場合によっては比検波器段５７の 入力との間に狭帯域フィルタ、全波整流器、およびロウバスフィルタが直列に接 続されている。ｎ個の狭帯域チャンネル１．２１９３．ｎの比検波器５７は決定 論理段５９に印加される。決定論理段５９はｎ個の狭帯域チャンネルからの大半 の比検波出力信号に従って、ＴＲＵＥまたはＦＡＬＳＥのいずれかの出力信号を 発生する。決定論理段５９の出力端子はＡＮＤゲート６０の第１入力端子と接続 され、他の入力端子は相互相関検出器６２の出力端子、および１対の統計弁別器 ６４．６５の出力端子とインバータ段６６．６７を介して接続される。ＡＮＤ段 ６１の出力信号は遅延段７０に印加され、この遅延段７０から検出システム５０ の出力が供給される。

第８図の統計弁別器６４．６５は第７図に示す回路に相当する。これらの弁別器 は以前の出願の周期信号自動相関検出器にとってかわるものであり、人工的な断 続源が改善され、それにより偽の警告信号に対して安全性を高めている。第８図 の回路において、人工的に断続された信号が統計弁別器６４．６５により、その ように認識され、それゆえＡＮＤゲート６０が出力段に偽の警告信号としてＴＲ ＵＥ信号を出力するのを禁じる。この発明の統計弁別器は、他の火器発射検出装 置の周期信号検出器と置換えることにより、人工的に断続される放射線源に対す る応答性をさらに制限することができる。

統計理論によれば、真のランダム処理は３゜０のとがりを持つ。火器発射信号と 非火器発射信号がどのように比較されるかを見るために、記録されたデータのと がりの区間を計算することにより、解析が行われた。

第９図ないし第１６図は、選択されたリアルタイム信号にもとずいて、この発明 により行われたとがり計算を示す。これらの図において、第９図の波形は、比較 のために作られた真正のサイン波である。第１０図および第１１図の波形は、断 続される、熱く、はの暗い電球からの放射線である。第１０図の波形を断続する と周波数が変わる。第１２図の波形は晴れた日の太陽光の放射線に相当する。第 １３図、１４図および１５図の波形は、それぞれ１００フイート、５０フイート および２０フイートの距離にある火器からの放射線に相当する。最後に、第１６ 図の波形は、所により曇りの日の太陽光から得られる。

これらの場合、計算は真のとがり式により行われ、上述しように百で割算するこ とにより得られるひろがりｇの近似にもとずくものではない。

第９図ないし第１６図の波形の計算は２０のデータ点（１０の正データ点と１０ の負のデータ点）を表す。ミリボルト単位で後に増幅されるデータは表１の様に なる。このうち、いくつかの信号については、適切な分解能を得るために他の信 号よりも余計に増幅しである。

表１および第９図ないし第１６図の波形で表される、各信号は約１ボルトのＤＣ レベルである。これは、分散ととがりを得るためにデータ点は、平均値（Ｘ）を 引算するので、変わらない。

表１ データ点　第　第　第　第　第　第　第　第＃　９図　１０図　１１図　１２図 　１３図　１４図　１５図　１６図２１９３４６１３１６４８１．１５４８２３ １２１７３０１８９７３５８８１６１３３６７１１１４１．４８５１１３３１１ ４６７１０１５５８７７０４５３０１１．７２１４８４７５０１１２２９４８１ ７５８８４１１１、７６３１１２２１３５９１０９０８９７−一１１１１９３４ １６０９２０４７１２８６９５６１５１．７７１．５−１９５８７６２５３９４ １０５０１３８７８２５１１７２　＝２０１．９３３１６２５１７４９１１９５ ９５８１２８５７５８　＝Ａｖｅ　１２９８１１１２１２１９１２０１１２１４ １２０４８９４　［８表１から明らかなように、第９図ないし第１１図の断続さ れた波形は、例え第１０図のように周波数が変わりたとしても、真のサイン波（ 第９図）に非常に近いとがりを有する。

他方、火器発射は、例え１００フイートの距離でも根基的に異なるとがり（Ｋ− ２，５ないし３．２）を有し、真にランダム処理１．た場合のとがりに非常に近 い値を有している。

第１２図および第１６図に示す太陽光信号は、断続信号というよりランダム信号 のように見える。第１２図の小さい方の太陽光信号は、火器発射信号と断続信号 との間の領域にあるとがりを有している。他方、第１６図の大きな太陽光信号（ ２０点計算ではなく１５点計算）は火器発射のとがりと同様のとがりを存してい る。これは断続性に対するランダム性による。火器発射検出システムのアプリケ ーションでは、曇りの日の太陽光のとがりは高いので、直接太陽光がある場合で も、上述した２つの同時係属出願の主題である機構のような他の機構により火器 発射が検出できる。

第１７図のフローチャートはとがりテストがアップダウンカウンタテストととも にどのように機構化されているがを示す。１／３秒経過したかを判定する箱はカ ウントダウンを行う３ヘルツカウンタ７２を表す。カウンタ７２は勾配極性の変 化により発生されるピーク信号によりカウントアツプされる。しきい値である４ のカウントの値は、勾配変化がらのデータが、火器発射を表すのに十分高速に受 取られるがどぅがの判断点として用いられる。

同様に、２．４のとがりの判断点は、データ点群が火器発射を示すように適当に 分布しているかどうかを示すのに用いられる。この２．４という基準レベルは、 非火器発射のとがりが１．０ないし１．９にあるので、表１から２．５ないし３ ．２のレンジにある火器発射のとがりの分散から経験的に得られる。

第１８図は火器発射の存在を検出するために、受取った放射線から標本データに Ｘ２検定を行うためのフローチャートである。第１８図では、Ｘ２検定を計算す るのに使用されるビンの数があらかじめプログラムされている。さらに、トータ ル標本数Ｎのパーセンテージで表されるビンあたりの標本の期待数がメモリにあ らかじめプログラムされている。従ってｅｌを知り、Ｘとσに関してビンエツジ が計算され、メモリ内のすべてのデータ点はに個のビンに格納される。従って、 ｂｋはに番目のビンに格納される標本の数である。このようにしてＸ２検定が計 算され、判定値Ｃと比較される。この判定値もＫを知ることにより、第１８図に おいて、あらがじめプログラムされている。

一例として、表１の第１５図の欄において、Ｎ−２０の標本を使い、Ｋ−６の区 間を用いて、９５％の信頼係数レベルを有する正規の確立分布から得られる、仮 説をテストする場合について考える。火器発射区間境界Ｂ、は、コ Ｙ−σ、Ｔ−σ／２．ｘ、ｘ十σ／２．およびＹ＋σにおいて等間隔になるよう に（任意に）選択しうる。誤差の正規曲線の表から、これらの区間に入ると期待 できる標本の数は、ｅｌないしｅ６が、それぞれ３．２．３．０．３．８．３． ８．３．０および３．２である。

表１の第１５図の場合から、ｂ工ないしｂ６のカウントがそれぞれ、３．２．７ ．３．２、および３である区間にテスト標本が分類される。Ｘ２検定は次のよう に計算される。

９５％の信頼係数レベルで自由度３のＸ２検定表から、判定値ｃ−７，８１とな る。表１の例はこれよりも小さく、それゆえ、２０のデータ点は９５％の信頼係 数を有して正規に分布していると判断される。Ｃに近いＸ２検定の値の場合、第 １３図の欄に示すように、メモリ内のデータ標本の数にもとずいて判定テストが 行われる。データ標本の数が２０より少ない場合、Ｘ２検定は信頼度が少なくな る。従って、メモリ内の標本の数が２０より少ない場合、Ｘ２検定値は、とがり ／カウンタテスト結果と矛盾する場合、無視される。メモリ内のデータ点が２０ 以上ある場合、信頼性を高めるために、Ｘ２検定の出力がとがり／カウンタテス トの出力ど結合される。

要約すると、この発明は、火器発射源と、放射線の人工源とを弁別するための手 段として、検出された放射線信号に統計学的解析を加えるものである。この統計 学的解析を時間領域の放射線に適用することにより、いままで作られた周波数領 域検出システムに別の次元の能力を提供することができ、このようなシステムと の組合わせにより、検出感度を高め、偽のアラーム信号を弁別することができる 。この発明の統計弁別器によれば、マイクロプロセッサに適応した統計解析パラ メータを用いて信号のサンプリングとデータ処理を行うことができる。この発明 にもとずく１つの方法では、真のとがり式に従う。この発明の別の方法によれば 、マイクロプロセッサの処理速度を遅くする乗算、平方、４のベキ、あるいは平 方根の計算を無くした簡単なアプローチによりとがりが近似される。

また別の方法によれば、アップダウンカウンタを用いて、火器発射では起り得な い低周波信号が信号処理を妨害するのを防止している。さらに、他の方法によれ ば、Ｘ２検定を用いて入力波形をさらにテストする。

この発明を用いて効果を得るような態様で説明するために、この発明の火器発射 検出統計弁別器の特定の構成について述べたが、この発明はこれに限られるもの ではない。従って、例えば、ランダム処理にもとずく他のテストのように当業者 により考えられる、他の実施例、変形例、あるいは均等物は添附したクレームで 定義されるこの発明の範囲内にあると考えるべきである。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ｒＦＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　０ＮＦｏｒ　ｍｏｒ＠　ｃｉｅｔａｉｌ！　ａｂｏｕｔ　ｔｈｉ９　ｋ ｒ＋−５ｎＶ　−

Claims (47)

【特許請求の範囲】
1. １．あらかじめ選択された放射線に応答する放射線検出器に接続されるロウバス フィルタと； 前記ロウバスフィルタの出力端子に接続され、残りの信号成分のピーク値を検出 するピーク検出手段と；ピーク信号を処理し、ピーク信号の各予測される平均値 と、平均偏差値を計算する手段と； 前記平均偏差値を計算する手段と出力され、前記ピーク信号を、前記予測される 平均値、および平均偏差値と結合し、信号のひろがりのレベルを計算する手段と ；および前記信号のひろがりのレベルおよび対応する平均偏差値をを受取るよう に接続され、前記信号のひろがりのレベルを平均偏差値で割って、放射線変調を 決定する手段とで構成されることを特徴とする火器発射を検出するための統計弁 別器。
2. ２．前記ピーク検出手段は前記フィルタの出力端子に接続され、極性に応じて信 号のピーク値を分離し、逆極性のピーク信号を一対のパラレル信号チャンネルに 印加する、一対の逆極性ピーク検出器から成り、前記２つの信号チャンネルに接 続され、前記正および負の極性ピーク信号を、前記予測される平均値と結合し、 前記予測平均値からの各ピーク信号の偏差に対応する信号レベルを作る手段と、 各ピーク信号偏差を前記予測平均偏差値と結合する手段とを更に有したことを特 徴とする請求の範囲１に記載の火器発射を検出するための統計弁別器。
3. ３．前記ロウバスフィルタとピーク検出器との間に接続され、小さな信号の変化 に対してピーク検出器が応答しないようにするための不感帯を作る手段を更に有 したことを特徴とする請求の範囲２に記載の火器発射を検出するための統計弁別 器。
4. ４．前記不感帯を作る手段は前記ロウバスフィルタからの出力信号に応答するよ うに結合された、所定のレベルの感度を有するヒステリシス段で構成される請求 の範囲３に記載の火器発射を検出するための統計弁別器。
5. ５．前記２つの信号チャンネルの各々は、対応するピーク検出器の出力端子に接 続されたロウバスフィルタ段を有することを特徴とする請求の範囲２に記載の火 器発射を検出するための統計弁別器。
6. ６．前記並列チャンネルの各々は、各出力端子に、予測平均値と予測平均偏差値 を出力する第１の一対の増幅器の入力端子に信号を供給するように接続されてい ることを特徴とする請求の範囲２に記載の火器発射を検出するための統計弁別器 。
7. ７．各入力端子に予測平均値と対応する前記ピーク検出器からの正および負のピ ーク信号の一つを受取るように接続され、前記予測平均値からの各ピーク信号の 偏差に対応して各偏差信号を供給する第２の一対の増幅器をさらに有したことを 特徴とする請求の範囲６に記載の火器発射を検出するための統計弁別器。
8. ８．前記各偏差信号を、予測平均偏差値と結合する加算段と、前記加算段の出力 端子に接続され、前記加算段からの出力信号を平滑化し、信号のひろがり値を作 るロウバスフィルタをさらに有したことを特徴とする請求の範囲７に記載の火器 発射を検出するための統計弁別器。
9. ９．前記信号ひろがりレベル分割手段の出力端子と接続され、前記変調を一定の 基準しきい値レベルと比較し、前記基準しきい値を越えた変調に対する火器発射 検出を示す出力信号を作る手段をさらに有したことを特徴とする請求の範囲１に 記載の火器発射を検出するための統計弁別器。
10. １０．アップダウンカウンタと、前記ピーク検出器からのピーク信号を前記カウ ンタの一方の入力端子に供給し、第１の方向にカウントする手段と、前記他方の 入力端子に供給され、第２の方向にカウントさせるクロック信号と、前記カウン タの出力端子と接続され、前記カウンタからの出力信号を、あらかじめ選択され た基準レベルと比較し、前記あらかじめ選択された基準レベルを越えたときの前 記カウンタのカウント状態に応じて論理的にＴＲＵＥの信号を出力し、それによ り火器発射の検出を示すしきい値段とをさらに有したことを特徴とする請求の範 囲１に記載の火器発射を検出するための統計弁別器。
11. １１．放射線変調を示す信号を受取るように接続され、あらかじめ選択された基 準レベルと比較し、前記放射線変調が前記比較段の基準レベルを越えたととき火 器発射の検出を示す論理的ＴＲＵＥの信号を出力する比較段をさらに有したこと を特徴とする請求の範囲１０に記載の火器発射を検出するための統計弁別器。
12. １２．前記しきい値段および比較段からの各出力信号を受取るように接続され、 前記しきい値段および前記比較段からの論理的ＴＲＵＥ信号が一致したとき火器 発射の検出を示す論理的ＴＲＵＥ出力信号を供給するＡＮＤゲートを更に有した ことを特徴とする請求の範囲１１に記載の火器発射を検出するための統計弁別器 。
13. １３．請求の範囲１の統計弁別器を一対有し、各統計弁別器は、放射線検出器お よび相関する増幅器から成る対応する検出チャンネル群の出力端子に接続され、 前記１のチャンネルの放射線検出器は、７乃至２５ミクロンのレンジの長波長放 射線に応答するよに選択され、他のチャンネルの放射線検出器はあらかじめ選択 されたレンジの短波長放射線に応答するように選択されることを特徴とする火器 発射検出システム。
14. １４．前記あらかじめ選択されたレンジは０．８乃至１．１ミクロンであること を特徴とする請求の範囲１３に記載の火器発射検出システム。
15. １５．前記あらかじめ選択されたレンジは１．３乃至１．５ミクロンであること を特徴とする請求の範囲１３に記載の火器発射検出システム。
16. １６．前記２つの統計弁別回路と並列に接続され、火器発射からの放射線の検出 を示す結合された出力信号を供給する相互相関検出器をさらに有したことを特徴 とする請求の範囲１３に記載の火器発射検出システム。
17. １７．前記相互相関検出器は別個の入力端子を介して両検出チャンネルから信号 を受取るように接続され、前記統計弁別回路からの出力信号に並列に第１の検出 出力信号を供給することを特徴とする請求の範囲１６に記載の火器発射検出シス テム。
18. １８．時間領域で検出された放射線を処理することにより火器源および非火器源 からの刺激を統計的に弁別する方法において； あらかじめ選択された波長内の放射線に応答する放射線検出器からの信号を受取 るステップと； 前記受取った信号をフィルタに通して、選択された周波数以上の成分を除去する ステップと； 前記フィルタを通した信号成分のピーク値を検出するステップと； 前記ピーク信号を結合して、前記ピーク信号の予測平均値と平均偏差値を結合す るステップと； 各ピーク信号を予測平均値および予測平均偏差値と結合し、信号ひろがりレベル を作るステップと；および前記信号ひろがりレベルを予測平均偏差値で割り、放 射線信号の変調の出力値を供給するステップとで構成されることを特徴とする火 器源と非火器源を統計的に弁別する方法。
19. １９．前記ピークを検出するステップは、極性に従ってピーク信号を分離するス テップと、正のピーク信号と負のピーク信号を別個にフィルタをかけて、正およ び負のピーク信号の予測平均値を作るステップと、予測平均値を互いに異なる極 性のピーク信号を結合し、正および負のピーク信号に対する各偏差信号を作るス テップと、前記各偏差信号を前記予測平均偏差値と結合して、信号ひろがりレベ ルを作るステップとで構成されることを特徴とする請求の範囲１８に記載の方法 。
20. ２０．前記変調の値をあらかじめ選択したしきい基準レベルと比較し、前記変調 値が前記基準レベルを越えたとき火器発射の検出を示す出力信号を作るステップ を更に有したことを特徴とする請求の範囲１８に記載の方法。
21. ２１．前記選択された周波数は４ヘルツであることを特徴とする請求の範囲１８ に記載の方法。
22. ２２．異なる極性信号に対する不感帯を作り、所定のレベル以下の信号変化に対 しては信号のピークの検出を禁止するステップを更に有したことを特徴とする請 求の範囲２１に記載の方法。
23. ２３．前記変調値を比較した結果の出力信号を、あらかじめ選択された短波長の レンジで検出された放射線に対応する信号を受取るように接続された相互相関器 からの出力信号と比較し、前記相互相関器および前記統計弁別段からの出力信号 が一致したときのみＴＲＵＥの火器発射検出信号を供給するステップ更に有した ことを特徴とする請求の範囲２０に記載の方法。
24. ２４．前記放射線検出器は７乃至２５ミクロンのレンジの放射線に応答すること を特徴とする請求の範囲１８に記載の方法。
25. ２５．前記放射線検出器は０．８至１．１ミクロンのレンジの放射線に応答する ことを特徴とする請求の範囲１８に記載の方法。
26. ２６．前記放射線検出器は１．３至１．５ミクロンのレンジの放射線に応答する ことを特徴とする請求の範囲１８に記載の方法。
27. ２７．ピーク信号をカウンタの一方の入力端子に印加して第１の方向にカウンタ を駆動するステップと、前記選択された周波数よりわずかに低い繰返しレートで クロック信号を印加し、前記カウンタを反対の方向に駆動するステップと、前記 カウンタのカウント状態を所定の基準レベルと比較して、前記カウント状態が前 記基準レベルを越えたとき火器発射の検出に対応した論理出力信号を作るステッ プをさらに有したことを特徴とする請求の範囲２０に記載の方法。
28. ２８．前記カウント比較による論理出力信号を、前記変調値の比較による論理出 力信号と結合し、前記結合した信号の双方が火器発射の検出を示すとき火器発射 検出を示す論理ＴＲＵＥ信号を作るステップをさらに有したことを特徴とする請 求の範囲２７に記載の方法。
29. ２９．複数のピーク信号に対してｘ２検定テストを印加して、ｘ２検定の値を作 るステップと、ｘ２検定の値を選択された基準レベルと比較し、前記基準レベル より小さなｘ２検定の値に対して火器発射の検出を示す信号を出力するステップ とをさらに有したことを特徴とする請求の範囲２８に記載の方法。
30. ３０．時間領域で検出された放射線を処理することにより火器源および非火器源 からの刺激を統計的に弁別する方法において； あらかじめ選択されたパラメータにもとずいて検出された放射線波形をサンプリ ングすることにより、一連のシーケンシャル信号群を出力するステップと； 前記検出された放射線のランダム性の特質をテストするための少なくとも１つの 選択された統計解析機構に従って前記信号群を処理するステツプと； 前記処理結果をあらかじめ選択されたしきい値レベルと比較するステップと；お よび 前記処理結果が前記しきい値レベルを越えたとき火器発射の検出を示す信号を出 力するステップとをさらに有したことを特徴とする火器源および非火器源からの 刺激を統計的に弁別する方法。
31. ３１．前記処理ステップは選択された数のデータ信号群の平均値を得るステップ と、前記平均値を用いて前記選択された数のデータ信号群の偏差を計算するステ ップと、前記平均値と前記平均偏差を用いて前記選択された数のデータ信号群の とがりを計算するステップをさらに有し、前記比較するステップは、前記計算さ れたとがりを、火器発射の検出を示す基本であるあらかじめ選択されたしきい値 レベルと比較するするステップからなることを特徴とする請求の範囲３０に記載 の火器源および非火器源からの刺激を統計的に弁別する方法。
32. ３２．前記火器発射を示す出力信号を供給する前に所定の期間、前記計算された とがりが前記あらかじめ選択されたしきい値レベルを越えるように要求するステ ップを更に有したことを特徴とする請求の範囲３０に記載の火器源および非火器 源からの刺激を統計的に弁別する方法。
33. ３３．前記とがりを計算する前に前記データ信号群をクロックパルスと共にアッ プダウンカウンタに印加するステップを更に有したことを特徴とする請求の範囲 ３２に記載の火器源および非火器源からの刺激を統計的に弁別する方法。
34. ３４．前記平均値を得るステップは、検出した放射線波形の勾配極性の変化を検 出し、勾配極性の変化の検出に応答して前記波形をサンプリングし、前記データ 信号群を作るステップから成ることを特徴とする請求の範囲３０に記載の火器源 および非火器源からの刺激を統計的に弁別する方法。
35. ３５．前記信号を処理するステップの前に前記勾配極性変化の信号をカウンタに 印加してカウンタをインクリメントし、クロック信号をカウンタに印加してカウ ンタをデクリメントするステップを更に有したことを特徴とする請求の範囲３４ に記載の火器源および非火器源からの刺激を統計的に弁別する方法。
36. ３６．所定の時間間隔で得られた前記データ信号群をメモリに格納するステップ を更に有したことを特徴とする請求の範囲３２に記載の火器源および非火器源か らの刺激を統計的に弁別する方法。
37. ３７．前記格納するステップは、格納された信号群をファーストイン、ファース トアウトの形態で保持するように前記メモリ格納されたデータを更新するステッ プからなることを特徴とする請求の範囲３６に記載の火器源および非火器源から の刺激を統計的に弁別する方法。
38. ３８．前記処理ステップは、前記処理の時刻の前の所定の時間にメモリに記憶さ れた信号群を処理するステップからなることを特徴とする請求の範囲３７に記載 の火器源および非火器源からの刺激を統計的に弁別する方法。
39. ３９．前記平均値、信差、および、とがりを計算するステップは約１秒に１回行 われることを特徴とする請求の範囲３８に記載の火器源および非火器源からの刺 激を統計的に弁別する方法。
40. ４０．前記検出した放射線波形のサンプリングは前記波形のゼロクロス点で行わ れるこ とを特徴とする請求の範囲３１に記載の火器源および非火器源からの刺激を統計 的に弁別する方法。
41. ４１．前記検出された放射線波形のサンプリングは、前記波形の正および負のピ ークを検出するために前記波形の勾配極性が変化する点において行われることを 特徴とする請求の範囲３１に記載の火器源および非火器源からの刺激を統計的に 弁別する方法。
42. ４２．前記検出された放射線波形のサンプリングは、前記波形の２次導関数がゼ ロになる点を検出することにより行われることを特徴とする請求の範囲３１に記 載の火器源および非火器源からの刺激を統計的に弁別する方法。
43. ４３．前記波形ピークの振幅分布は前記放射線波形のサンプリングを決定するパ ラメータとして選択されることを特徴とする請求の範囲３１に記載の火器源およ び非火器源からの刺激を統計的に弁別する方法。
44. ４４．前記信号を処理するステップは火器発射検出を示す出力信号を供給するた めの基準として、検出した放射線波形のランダム性の度合いを決定するように、 選択された一群のデータ信号のとがりを計算するステップを有していることを特 徴とする請求の範囲３０に記載の火器源および非火器源からの刺激を統計的に弁 別する方法。
45. ４５．複数のピーク信号に対してｘ２検定テストを印加して、ｘ２検定の値を作 るステップと、ｘ２検定の値を基準レベルと比較するステップと、前記基準レベ ルより小さなｘ２検定値に対して火器発射の検出を示す出力信号を供給するステ ップとをさらに有していることを特徴とする請求の範囲４４に記載の火器源およ び非火器源からの刺激を弁別する方法。
46. ４６．前記信号群を処理するステップは前記データ信号群のひろがりを計算し、 平均偏差で割算して、火器発射の検出を示す出力信号を供給する基準として、検 出された放射線波｛ 形の変調を決定するステップを有したことを特徴とする請求の範囲３０に記載の 火器源および非火器源からの刺激を弁別する方法。
47. ４７．複数のピーク信号群にｘ２検定を印加し、前記信号群のｘ２検定値を作る ステップと、前記ｘ２検定値を選択された基準レベルと比較するステップと、前 記基準レベルより小さいｘ２検定値に対して火器発射の検出を示す出力信号を供 給するステップをさらに有したことを特徴とする請求の範囲４６に記載の火器源 および非火器源からの刺激を弁別する方法。