JP3957367B2

JP3957367B2 - Ｆｆｔ信号処理装置

Info

Publication number: JP3957367B2
Application number: JP20507297A
Authority: JP
Inventors: 正幸岸田
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2017-07-30
Also published as: JPH1151989A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＦＦＴ（高速フーリエ変換）信号処理装置に関し、特に得るべき周波数をノイズから確実に分離するためのしきい値を形成する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は周波数スペクトルにおいて得るべき周波数をノイズから分離する従来の例を説明する図である。本図に示す如く、周波数分析により得られた周波数スペクトルにおいて、レベルピーク値ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，レベル底値ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’，ｆ’が有り、固定のしきい値を越えるレベルピーク値ｂ，ｄ，ｅに対応するピーク周波数ｆｂ，ｆｄ，ｆｅが、得るべき周波数と同定されていた。この固定のしきい値は周波数スペクトルにおけるノイズレベルより決定される。なお、この固定のしきい値は最大のレベルピーク値を基に決定することもある。しかしながら、しきい値よりも小さいレベルピーク値であっても、ノイズレベルが小さい場合には、有意な得るべきピーク周波数である可能性があるが、現状ではこのようなピーク周波数を得るべき周波数と同定することができないという問題がある。
【０００３】
さらに、経年変化、環境変化が大きい場合にはＳ／Ｎが悪化して上記と逆にノイズレベルが大きくなり、ノイズのレベルピーク値に対応するピーク周波数も得るべき周波数と誤って同定するという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、上記問題点に鑑み、周波数スペクトルにおけるノイズのレベルがどのように変化しても確実に得るべき周波数を同定することができるＦＦＴ信号処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記問題点を解決するために、高速フーリエ変換により得られた周波数スペクトルからしきい値以下のピークレベルをノイズとして取り除いて得るべき周波数を同定するＦＦＴ信号処理装置において、基準値判定範囲にある周波数スペクトルのレベル底値に基づいてしきい値を形成するしきい値形成部を備えることを特徴とするＦＦＴ信号処理装置である。このＦＦＴ信号処理装置は、基準値判定範囲にあるレベル底値を基に基準値判定範囲を更新する。また、ＦＦＴ信号処理装置は、基準値判定範囲のデータ、ノイズの変動幅をオフセットとする補正値のデータを格納する基準値判定範囲格納部を更に備え、しきい値形成部は、基準値判定範囲にある周波数スペクトルのレベル底値について平均値を求め、該平均値に補正値を加えてしきい値を形成する。この場合、補正値のオフセットはレベル底値の平均値が大きくなると大きくなるようにすることができる。この手段により、ノイズレベルが小さくても、ノイズのレベルが経年変化、環境変化で大きくなっても、このノイズレベルの変化に応じてしきい値を形成することが可能になる。よって得るべき周波数をノイズから確実に分離して同定することが可能になる。
【０００６】
前記補正値は、前記オフセットに、さらに、周波数が大きくなるにしたがってレベルが小さくなるフィルタ特性を加えてなるようにしてもよい。この手段により連続ＦＭ変調方式レーダの適用が可能になる。
前記基準値判定範囲格納部はバックアップメモリであってもよい。この手段により、本装置を使用するシステムがＯＦＦからＯＮになっても本発明の適用が可能になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るＦＦＴ信号処理装置の例を説明する図である。本図に示す如く、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）１は入力信号を周波数分析して周波数スペクトルを得る。周波数同定部２は、周波数スペクトルにおいて、しきい値を越えるレベルピーク値に対応するピーク周波数を、得るべき周波数と同定する。
【０００８】
しきい値形成部３は高速フーリエ変換部１により得られた周波数スペクトルにおいてレベル底値が基準値判定範囲にある場合にレベル底値を平均し、平均値（Ａｂ）に補正値を加えてしきい値を形成し周波数同定部２にこのしきい値を与える。基準値判定範囲格納部４は、バックアップメモリであり、しきい値形成部３に与える基準値判定範囲、補正値を格納し、しきい値形成部３によりしきい値を形成する毎に基準値判定範囲が更新される。
【０００９】
図２は図１のしきい値形成部３及び基準値判定範囲格納部４を具体的に説明する図である。本図に示す如く、基準値判定範囲格納部４には基準値判定範囲としてレベルＸ及びレベルＹ（Ｘ＞Ｙ）が記憶される。しきい値形成部３は、周波数スペクトル中のレベルピーク値ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，レベル底値ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’，ｆ’に対して、しきいレベルＸ及びレベルＹの間にあるレベル底値ａ’，ｃ’，ｅ’（ａ’＜ｃ’＜ｅ’）の平均値（Ａｂ）を求める。このように、基準値判定範囲からレベル底値ｂ’，ｄ’，ｆ’が除かれるのは、これらは突発的に小さくなったり大きくなったりして平均値に変動を与えるためである。上記の補正値はノイズレベルの変動幅であり、レベル底値の平均値Ａｂに対してオフセットとして加えられてしきい値が形成される。レベル底値が大きくなるとこれに伴って補正値も大きくなるという一定の関係がある。
【００１０】
基準値判定範囲格納部４では基準値判定範囲としてレベルＸをレベル底値ｅ’に、レベルＹをレベル底値ａ’に更新する。このように更新することにより、ノイズのレベルが経年変化、環境変化を受けても、この変化に応じてしきい値を形成することが可能になる。なお、このように更新された基準値判定範囲がバックアップメモリに格納されるので、ＦＦＴ信号処理装置を用いるシステムが次回ＯＮするときに、このメモリの値を基準値判定範囲として使用することができる。
【００１１】
このように、ノイズのレベル変動に応じてしきい値を形成するので、周波数スペクトルにおいて得るべき周波数を確実に同定することが可能になる。
次に、連続ＦＭ変調方式のレーダにおいて分析された周波数スペクトルにおいては、目標物が遠いほど得るべき周波数が大きくなり、且つパワーレベルが低くなる場合がある。この場合の補正について以下に説明する。
【００１２】
図３はフィルタ特性を考慮した補正値の形成例を説明する図である。本図（ａ）に示す如く、周波数が大きくなるとパワーレベルが小さくなるフィルタ特性が基準値判定範囲格納部４に格納される。このフィルタ特性では周波数がある程度大きくなると、無信号時のホワイトノイズに起因する一定の大きさのパワーレベルにしてある。しきい値形成部３は、前述の如く、オフセットの補正値を求めた後にさらにこのフィルタ特性を加算してしきい値を形成する。
【００１３】
図４は本発明に係るＦＦＴ信号処理装置の一連の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１において高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）により入力信号の周波数分析が行われて周波数スペクトルが得られる。ステップＳ２において、しきい値形成部３により周波数スペクトルの谷のポイント（レベル底）を検索する。ステップＳ３において、基準値判定範囲格納部４から読み出した基準判定範囲を用いて、ステップＳ２で検索されたポイントの中で基準値判定範囲（Ｘ〜Ｙ）にあるポイント（レベル底）が抽出される。ステップＳ４において、抽出されたレベル底値の平均を行って平均値をＡｂとする。ステップＳ５において、基準値判定範囲格納部４から読み出した補正値を用いて、
しきい値＝平均値Ａｂ＋補正値
なる演算を行って、しきい値を形成する。ステップＳ６において、周波数同定部２はしきい値を越えるピークポイント（レベルピーク）を抽出する。ステップＳ７において抽出したピークポイント（レベルピーク）に対応するピーク周波数を得るべき周波数と同定する。ステップＳ８において、次回の基準値判定範囲（Ｘ〜Ｙ）の算出を行う。ステップＳ９において、バックアップメモリで構成される基準値判定範囲格納部４へ算出された結果をセーブする。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明により、本発明によれば、ノイズレベルが小さくても、さらに、ノイズのレベルが経年変化、環境変化で大きくなっても、このノイズレベルの変化に応じてしきい値を形成するので、得るべき周波数をノイズから確実に分離して同定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＦＦＴ信号処理装置の例を説明する図である。
【図２】図１のしきい値形成部３及び基準値判定範囲格納部４を具体的に説明する図である。
【図３】フィルタ特性を考慮した補正値の形成例を説明する図である。
【図４】本発明に係るＦＦＴ信号処理装置の一連の動作を説明するフローチャートである。
【図５】周波数スペクトルにおいて得るべき周波数をノイズから分離する従来の例を説明する図である。
【符号の説明】
１…高速フーリエ変換部
２…周波数同定部
３…しきい値形成部
４…基準値判定範囲格納部４

Claims

高速フーリエ変換により得られた周波数スペクトルからしきい値以下のピークレベルをノイズとして取り除いて得るべき周波数を同定するＦＦＴ信号処理装置において、
基準値判定範囲にある前記周波数スペクトルのレベル底値に基づいてしきい値を形成するしきい値形成部と、
前記基準値判定範囲のデータ、前記ノイズの変動幅をオフセットとする補正値のデータを格納する基準値判定範囲格納部とを備え、
前記基準値判定範囲にある前記レベル底値を基に前記基準値判定範囲が更新され、
前記しきい値形成部は、前記基準値判定範囲にある前記周波数スペクトルのレベル底値について平均値を求め、該平均値に前記補正値を加えて前記しきい値を形成することを特徴とするＦＦＴ信号処理装置。
前記補正値のオフセットはレベル底値の平均値が大きくなると大きくなることを特徴とする、請求項１に記載のＦＦＴ信号処理装置。
前記補正値は、前記オフセットに、さらに、周波数が大きくなるにしたがってレベルが小さくなるフィルタ特性を加えてなることを特徴とする、請求項１に記載のＦＦＴ信号処理装置。
前記基準値判定範囲格納部はバックアップメモリであることを特徴とする、請求項１に記載のＦＦＴ信号処理装置。