JP2723866B2 - 信号検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は信号検出装置に関し、特
に異なる２ヵ所の位置において移動する音源の発生する
広帯域雑音性信号を周囲雑音と共に受信した信号を処理
して、音源の有無を検出する信号検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の信号検出装置を図２に示
す。図２において相互相関部２には、２つの信号ＳＡ
（ｔ）とＳＢ（ｔ）が入力され、ここで相互相関が計算
される。信号ＳＡ（ｔ）及びＳＢ（ｔ）は図３に示すよ
うに音源３１の発生信号と周囲雑音とを共に、配置場所
が異る受信器Ａ３２及び受信器Ｂ３３によりそれぞれ受
信した信号である。

【０００３】ＳＡ（ｔ）及びＳＢ（ｔ）は次式のように
表される。

【０００４】 ＳＡ（ｔ）＝Ｓ（ｔ）＋ＮＡ（ｔ） (1) ＳＢ（ｔ）＝Ｓ（ｔ−τ^AB）＋ＮＢ（ｔ） (2) ここでＳ（ｔ）は音源３１の発生する広帯域雑音性信号
であり、τ^ABは音源３１と受信器Ａ３２の距離ＬＡと音
源３１と受信器Ｂ３３の距離ＬＢの距離差（ＬＢ−Ｌ
Ａ）を音波が伝搬するのに要する時間である。また、Ｎ
Ａ（ｔ）及びＮＢ（ｔ）は周囲雑音であり、相互に関係
はない。

【０００５】図２における相互相関部２はＳＡ（ｔ）と
ＳＢ（ｔ）を入力としてその相互相関関数Ｒ（τ）を求
める。Ｒ（τ）は次式により求められる。

【０００６】

【０００７】積分時間Ｔが十分大きい場合（３）式のＲ
（τ）は、雑音ＮＡ（ｔ）及びＮＢ（ｔ）に相関がない
ためτ＝τ^ABにおいて最大値、

【０００８】

【０００９】をとり、これ以上のτでは近似的に０とな
る。従来の信号検出装置はこの性質によりＲ（τ）を観
測し、特定のτで値が大きくなることを利用して信号の
有無を検出していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図３において音源３１
が移動した場合、受信器Ａ３２及び受信器Ｂ３３での受
信信号には音源３１の移動速度に応じたドプラー効果が
生じる。この効果は受信信号の時間的圧縮または延伸と
して表される。これにより（１）式及び（２）式は
（４）式及び（５）式のように表される。

【００１１】 ＳＡ（ｔ）＝Ｓ（α×ｔ）＋ＮＡ（ｔ） (4) ＳＢ（ｔ）＝Ｓ（β×ｔ−τ^AB) ＋ＮＢ（ｔ） (5) ここでα及びβは時間的圧縮または延伸の率であり、特
定の場合を除き異なる。図２における相互相関部２の出
力Ｒ（τ）のτ＝τ^ABにおける値Ｒ（τ^AB) はαとβの
差が大きくなると、急激に減少する。このため、このよ
うな場合にはＲ（τ）を観測しても、特定のτで値が大
きくならず、信号の検出が困難になるという問題点があ
った。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の信号検出装置
は、音源の発生する広帯域雑音性信号を、異なる２ヵ所
の位置において、周囲雑音と共に受信した信号を処理し
て、音源の有無を検出する信号検出装置において、一方
の入力信号をあらかじめ定めた複数の比率でそれぞれ時
間圧縮または時間延伸する複数のドプラー補正部と、複
数のドップラー補正部の出力と他方の信号の相互相関を
それぞれ求める複数の相互相関部と、各相互相関部の出
力から最大値を選択する最大値選択部を有している。

【００１３】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例のブロック図である。
（４）式または（５）式のうち何れか一方、ここでは
（４）式のＳＡ（ｔ）が、所定の数Ｎ個のドプラー補正
部１１ｉ（以下においてｉ＝１〜Ｎ）に入力される。ド
プラー補正部１１ｉは書き込み１１ｉ１、記憶部１１ｉ
２及び読み出し部１１ｉ３により構成され、書き込み部
１１ｉ１は記憶部１１ｉ２に所定の速度で入力信号波形
を書き込み、読み出し部１１ｉ３は書き込み部１１ｉ１
と等しいかまたは異なる所定の速度で記憶部１１ｉ２か
ら信号波形を読み出す。書き込み速度と読み出し速度が
異なる場合、信号は時間的に圧縮または延伸される。こ
の比率をｋｉとする。Ｎ個のドプラー補正部１１ｉは、
全て異なる時間的圧縮または延伸の比率ｋｉを有する。

【００１４】ドプラー補正部１１ｉの出力ＳＤｉ（ｔ）
は（６）式により表される。

【００１５】 ＳＤｉ（ｔ）＝ＳＡ（ｋｉ×ｔ）＝Ｓ（ｋｉ×α×ｔ）＋ＮＡ（ｋｉ×ｔ） （６） ドプラー補正部１１ｉの出力ＳＤ１（ｔ）は（５）式の
ＳＢ（ｔ）と共に所定の数Ｎ個の相互相関部１２ｉに入
力される。相互相関部１２ｉは（７）式によりＳＤｉ
（ｔ）とＳＢ（ｔ）の相互相関関数Ｒｉ（τ）を求め
る。

【００１６】

【００１７】積分時間Ｔが十分大きい場合（７）式のＲ
ｉ（τ）は、雑音ＮＡ（ｋｉ×ｔ）及びＮＢ（ｔ）に相
関がないため、ｋｉ×α≒βかつτ＝τ^ABにおいて最大
値、

【００１８】

【００１９】をとり、これ以外では近似的に０となる。

【００２０】相互相関部１２ｉの出力Ｒｉ（τ）は選択
部１３に入力される。選択部１３では（８）式により、
Ｒｉ（τ）の最大値をτ毎に求め、出力ＲＭ（τ）を出
力する。

【００２１】 ＲＭ（τ）＝ｍａｘ｛Ｒｉ（τ）｝ （８） これにより、音源３１が移動した場合でも、従来方式に
おいて音源３１が移動しない場合と同等の相関出力ＲＭ
（τ）が得られる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の信号検出装
置は、一方の入力信号を所定の比率で時間圧縮または時
間延伸する所定の数のドプラー補正部と、各ドップラー
補正部の出力と他方の信号の相互相関を求める所定の数
の相互相関部と、各相互相関部の出力から最大値を選択
する最大値選択部を有しているため、音源の移動により
受信信号にドプラー効果が生じた場合でも、相関出力の
低下が小さく、信号の有無の検出が容易になるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図。

【図２】従来の信号検出装置のブロック図。

【図３】音源及び受信器の位置を示す図。

【符号の説明】 １１ｉ ドプラー補正部 １１ｉ１ 書き込み部 １１ｉ２ 記憶部 １１ｉ３ 読み出し部 １２ｉ 相互相関部 １３ 選択部 ２ 相互相関部 ３１ 音源 ３２ 受信器Ａ ３３ 受信器Ｂ ＳＡ（ｔ） 受信器Ａの受信信号 ＳＢ（ｔ） 受信器Ｂの受信信号 ＳＤｉ（ｔ） ｉ個めのドプラー補正部の出力 Ｒｉ（τ） ｉ個目の相互相関部の出力 ＲＭ（τ） 選択部の出力 Ｒ（τ） 相互相関部の出力 ＬＡ 音源と受信器Ａの距離 ＬＢ 音源と受信器Ｂの距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 康 千葉県印旛郡白井町大山口２−４−16− 203 (56)参考文献 特開 平５−87903（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−43332（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−92767（ＪＰ，Ｕ) 特公 平７−107549（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる２ヵ所に配置され音波を電気信号
   に変換する受信器と、一方の受信器からの電気信号をそ
   れぞれ異なる比率でその時間軸を圧縮または延伸する複
   数のドプラー補正部と、複数のドプラー補正部それぞれ
   の出力信号と他方の受信器からの電気信号との相互相関
   を求める複数の相互相関部とを具備し、複数の相互相関
   部からの出力に基づき信号を検出する信号検出装置。
2. 【請求項２】 前記複数の相互相関部の出力を受け最大
   値を選択する最大値選択部を具備することを特徴とする
   請求項１の信号検出装置。
3. 【請求項３】 前記複数のドプラー補正部が時間軸を圧
   縮するものと時間軸を延伸するものとの両方を含むこと
   を特徴とする請求項１の信号検出装置。
4. 【請求項４】 前記音波が広帯域雑音性の分布をもつこ
   とを特徴とする請求項１の信号検出装置。