Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6179970B2 - Echo signal processing device, underwater detection device, radar device, echo signal processing method, and echo signal processing program - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6179970B2 - Echo signal processing device, underwater detection device, radar device, echo signal processing method, and echo signal processing program - Google Patents

Echo signal processing device, underwater detection device, radar device, echo signal processing method, and echo signal processing program Download PDF

Info

Publication number
JP6179970B2
JP6179970B2 JP2012227370A JP2012227370A JP6179970B2 JP 6179970 B2 JP6179970 B2 JP 6179970B2 JP 2012227370 A JP2012227370 A JP 2012227370A JP 2012227370 A JP2012227370 A JP 2012227370A JP 6179970 B2 JP6179970 B2 JP 6179970B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal level
received signal
reverberation
unit
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012227370A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014081215A (en
Inventor
哲 奥西
哲 奥西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furuno Electric Co Ltd
Original Assignee
Furuno Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furuno Electric Co Ltd filed Critical Furuno Electric Co Ltd
Priority to JP2012227370A priority Critical patent/JP6179970B2/en
Publication of JP2014081215A publication Critical patent/JP2014081215A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6179970B2 publication Critical patent/JP6179970B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、エコー信号処理装置、水中探知装置、レーダ装置、エコー信号処理方法、及びエコー信号処理プログラムに関する。   The present invention relates to an echo signal processing device, an underwater detection device, a radar device, an echo signal processing method, and an echo signal processing program.

スキャニングソナー又はサーチライトソナー等の水中探知装置は、送受波器を備えている。送受波器は、水中に超音波を送信した後、物標からの反射波であるエコーを受信する。そして、水中探知装置は、受信したエコーに基づいて、魚群等、水中の情報に関する画像を生成し、表示装置にその画像を表示する。   An underwater detection device such as a scanning sonar or a searchlight sonar includes a transducer. The transmitter / receiver transmits an ultrasonic wave in water and then receives an echo that is a reflected wave from the target. Then, the underwater detection device generates an image related to underwater information such as a school of fish based on the received echo, and displays the image on the display device.

送受波器によって受信されるエコーには、大きく分けて所望エコーと残響とがある。所望エコーとは、魚群、漁網、及び航跡等からのエコーであり、表示装置に表示されるべきエコーを意味する。また、残響（Reverberation）とは、海面、海底、及びプランクトン等からのエコーであり、表示装置に表示されない方が好ましいエコーを意味する。なお、一般的には、所望エコーのレベルは、当該所望エコーの周囲の残響のレベルよりも大きい。   Echoes received by the transducer are roughly classified into desired echoes and reverberation. The desired echo is an echo from a school of fish, a fishing net, a wake or the like, and means an echo to be displayed on a display device. The reverberation is an echo from the sea surface, the sea floor, plankton, etc., and means an echo that is preferably not displayed on the display device. In general, the level of the desired echo is higher than the level of reverberation around the desired echo.

ところで、水中を伝播する超音波は、その伝播する距離にしたがって減衰する。よって、水中探知装置は、この減衰を補償するために、エコーに対してＴＶＧ（Time Varied Gain）処理を行う。すなわち、水中探知装置は、受信信号に対して、その受信信号の伝搬距離にしたがって増大するゲインを乗算する。これにより、近方からのエコーを遠方からのエコーと同等のレベルで、表示装置に表示することができる。   By the way, ultrasonic waves propagating in water are attenuated according to the propagation distance. Therefore, the underwater detection device performs TVG (Time Varied Gain) processing on the echo in order to compensate for this attenuation. That is, the underwater detection device multiplies the received signal by a gain that increases according to the propagation distance of the received signal. Thereby, the echo from near can be displayed on the display device at the same level as the echo from far away.

しかしながら、残響が長時間にわたって継続する場合、ＴＶＧ処理を受信信号に行うと、時間とともに残響レベルが増大する。一方、表示装置が識別可能に表示できる信号レベルには限界（上限値）がある。したがって、残響レベルがこの上限値に達してしまうと、残響と所望エコーとの識別が困難になってしまうという問題がある。   However, if reverberation continues for a long time, the reverberation level increases with time when TVG processing is performed on the received signal. On the other hand, there is a limit (upper limit) on the signal level that can be displayed by the display device in an identifiable manner. Therefore, if the reverberation level reaches this upper limit value, there is a problem that it becomes difficult to distinguish the reverberation from the desired echo.

このような問題に対して、非特許文献１には、受信信号の振幅値が大きい場合には、ゲインの増大を停止する方法が開示されている。このように、残響を低減するために調整されたゲインは、ＲＣＧ（Reverberation Controlled gain）と呼ばれている。   To deal with such a problem, Non-Patent Document 1 discloses a method of stopping gain increase when the amplitude value of a received signal is large. Thus, the gain adjusted to reduce reverberation is called RCG (Reverberation Controlled gain).

また、特許文献２には、残響が存在している場合でも所望エコーを確実に視認可能な画像を生成するための水中探知装置が開示されている。この水中探知装置は、自船から所定のレンジ（距離）における、信号レベルの平均値を算出する。但し、水中探知装置は、一定以上の突出して大きな信号レベルを除いて、上記の平均値を算出する。そして、この水中探知装置は、この平均値に基づいて、レベル変換される信号レベルの上限値となる変換最大レベルを決定する。そして、水中探知装置は、検出された信号レベルのうち、上記変換最大レベル以下の信号レベルを、検出された信号レベルよりも低い信号レベルに変換する。   Further, Patent Document 2 discloses an underwater detection device for generating an image in which a desired echo can be surely viewed even when reverberation is present. This underwater detection device calculates an average value of signal levels in a predetermined range (distance) from the ship. However, the underwater detection device calculates the average value except for a large signal level that protrudes beyond a certain level. And this underwater detection apparatus determines the conversion maximum level used as the upper limit of the signal level by which level conversion is carried out based on this average value. Then, the underwater detection device converts a signal level equal to or lower than the maximum conversion level among the detected signal levels to a signal level lower than the detected signal level.

上記特許文献２に記載の構成によると、信号レベルの低いエコーとしての残響は、より低い信号レベルに変換される。また、信号レベルの高いエコーとしての所望エコーは、信号レベルを低下されない。これにより、表示装置において、所望エコーと、残響とを、より大きく異なる色や明るさで、明確に識別できるように表示できる。   According to the configuration described in Patent Document 2, reverberation as an echo having a low signal level is converted to a lower signal level. In addition, the desired echo as an echo having a high signal level is not lowered in signal level. Thereby, in the display device, the desired echo and the reverberation can be displayed so as to be clearly identifiable with greatly different colors and brightness.

Ａ．Ａ． Ｗｉｎｄｅｒ，”ＩＩ．Ｓｏｎａｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，”Ｖｏｌ．ｓｕ−２２，ｐｐ．２９１−３３２，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９７５．A. A. Winder, "II. Sonar System Technology," IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics, "Vol. Su-22, pp.291-332, September 1975. 特開２００８−２４１３０８号公報JP 2008-241308 A

例えば、海底等の残響源が広範囲に亘って存在し、且つ、当該残響源よりも遠方に、魚群等の所望エコー源が存在する場合を考える。この場合、所望エコー源は、水中探知装置からの距離が遠いため、水中探知装置で受信される際の所望エコーの信号レベルは、微弱である。一方で、ＲＣＧ機能が動作した場合、遠方からのエコーに対するゲイン（増幅率）の増大は、妨げられる。このため、所望エコーの信号レベルは、十分に増幅されない。したがって、表示装置において、所望エコーは、明確に表示されず、オペレータは、所望エコーを視認し難い。   For example, consider a case where a reverberation source such as the seabed exists over a wide range and a desired echo source such as a school of fish exists farther than the reverberation source. In this case, since the desired echo source is far from the underwater detection device, the signal level of the desired echo when received by the underwater detection device is weak. On the other hand, when the RCG function operates, an increase in gain (amplification factor) with respect to echoes from far away is prevented. For this reason, the signal level of the desired echo is not sufficiently amplified. Therefore, the desired echo is not clearly displayed on the display device, and it is difficult for the operator to visually recognize the desired echo.

また、例えば、水中探知装置の周囲に大規模な魚群が存在する場合を考える。この場合、水中探知装置によって検出される信号レベルは、全般的に高くなる。このため、特許文献２に記載の水中探知装置では、この信号レベルの平均値は、魚群からの所望エコーの信号レベルに近い値となる。このため、この水中探知装置は、所望エコーの信号レベルを低減してしまう。また、この水中探知装置は、水中探知装置からのレンジが同一である受信ビームに対しては、方位に拘わらず、同一のレベル変換処理を行う。このため、残響レベルが、方位によって異なる場合には、最適なレベル変換を行えない。   Further, for example, a case where a large-scale fish school exists around the underwater detection device is considered. In this case, the signal level detected by the underwater detection device is generally high. For this reason, in the underwater detection device described in Patent Document 2, the average value of the signal level is close to the signal level of the desired echo from the fish school. For this reason, this underwater detection device reduces the signal level of the desired echo. In addition, this underwater detection device performs the same level conversion process on reception beams having the same range from the underwater detection device regardless of the direction. For this reason, when a reverberation level changes with directions, optimal level conversion cannot be performed.

そこで、本発明は、エコー信号に含まれる残響信号を、より確実に低減でき、且つ、エコー信号に含まれる所望エコー成分を、より確実に検出できる、エコー信号処理装置、水中探知装置、レーダ装置、エコー信号処理方法、及びエコー信号処理プログラムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an echo signal processing device, an underwater detection device, and a radar device that can more reliably reduce the reverberation signal included in the echo signal and more reliably detect the desired echo component included in the echo signal. An object of the present invention is to provide an echo signal processing method and an echo signal processing program.

（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係るエコー信号処理装置は、受信信号を所定の時間間隔でサンプリングして得られる複数の受信信号レベルを用いて、複数の前記受信信号レベルのそれぞれに含まれる残響信号レベルの推定結果としての、複数の残響推定信号レベルを算出する、残響推定部と、複数の前記受信信号レベルが、それぞれ、対応する前記残響推定信号レベルに関連する所定の第２しきい値より大きい場合、ゲイン係数を一定の値に設定し、前記受信信号レベルが所定の第２しきい値より小さい場合、前記受信信号レベルが小さいほど前記ゲイン係数を小さく設定する、ゲイン係数設定部と、複数の前記受信信号レベルに、対応する前記ゲイン係数をそれぞれ乗算する乗算部と、を備え、前記残響推定部は、複数の前記受信信号レベルを平滑化するフィルタと、各前記受信信号レベルと、各該受信信号レベルに対応して算出され前記フィルタによって平滑化された前記受信信号レベルとしての参照信号レベルと、の大小関係を判定する大小判定部と、を有し、前記フィルタは、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも小さい場合、フィルタ係数として所定の第１の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化する一方、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも大きい場合、前記フィルタ係数として前記第１の値よりも平滑化を大きくする第２の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化し、この平滑化によって得られた信号レベルを、前記残響推定信号レベルとして出力することを特徴とする。 (1) In order to solve the above-described problem, an echo signal processing device according to an aspect of the present invention uses a plurality of reception signal levels obtained by sampling a reception signal at predetermined time intervals, thereby using a plurality of reception signals. A reverberation estimation unit that calculates a plurality of reverberation estimation signal levels as an estimation result of the reverberation signal level included in each of the levels, and each of the plurality of reception signal levels is associated with the corresponding reverberation estimation signal level If greater than a predetermined second threshold value, sets the gain coefficient to a constant value, if the received signal level is smaller than a predetermined second threshold value, the gain coefficient as the received signal level is lower A gain coefficient setting unit that is set to a small value, and a multiplying unit that multiplies each of the received signal levels by the corresponding gain coefficient. Of the received signal level, the received signal level, and the reference signal level as the received signal level calculated corresponding to the received signal level and smoothed by the filter. anda size determination unit determines a relation, the filter, the received signal level, if the corresponding smaller than the reference signal level, the reverberation estimate using a predetermined first value as filter coefficients A plurality of the received signal levels are smoothed by calculating a signal level. On the other hand, when the received signal level is higher than the corresponding reference signal level, the filter coefficient is smoothed more than the first value. A plurality of the received signal levels are smoothed by calculating the reverberation estimation signal level using the second value to be increased, and the smoothing A signal level which is, and outputs as the reverberation estimation signal level.

（２）好ましくは、前記残響推定部は、複数の前記受信信号レベルを平滑化するフィルタを含む。前記フィルタは、所定のフィルタ係数によって、複数の前記受信信号レベルを平滑化する度合いを設定されている。前記残響推定部は、平滑化された前記受信信号レベルを、前記参照信号レベルとして使用可能である。   (2) Preferably, the reverberation estimation unit includes a plurality of filters that smooth the received signal levels. The degree of smoothing of the plurality of received signal levels is set in the filter by a predetermined filter coefficient. The reverberation estimation unit can use the smoothed received signal level as the reference signal level.

（３）より好ましくは、前記残響推定部は、前記受信信号レベル毎に、前記受信信号レベルと対応する前記参照信号レベルとの大小関係を判定する、大小判定部を有する。前記残響推定部は、前記大小判定部の判定結果に基づいて、前記フィルタ係数を設定する。前記フィルタは、前記フィルタ係数を用いて、複数の前記受信信号レベルを平滑化し、この平滑化によって得られた信号レベルを、前記残響推定信号レベルとして出力する。   (3) More preferably, the reverberation estimation unit includes a magnitude determination unit that determines a magnitude relationship between the reception signal level and the corresponding reference signal level for each reception signal level. The reverberation estimation unit sets the filter coefficient based on the determination result of the magnitude determination unit. The filter smoothes a plurality of received signal levels using the filter coefficient, and outputs a signal level obtained by the smoothing as the reverberation estimation signal level.

（４）より好ましくは、前記フィルタは、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも小さい場合、前記フィルタ係数として所定の第１の値を用いて、前記残響推定信号レベルを算出する。また、前記フィルタは、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも大きい場合、前記フィルタ係数として、前記第１の値よりも平滑化を大きくする第２の値を用いて、前記残響推定信号レベルを算出する。   (4) More preferably, when the received signal level is smaller than the corresponding reference signal level, the filter calculates the reverberation estimation signal level using a predetermined first value as the filter coefficient. . In addition, when the received signal level is higher than the corresponding reference signal level, the filter uses, as the filter coefficient, a second value that makes smoothing larger than the first value, and uses the reverberation. Calculate the estimated signal level.

（５）より好ましくは、前記フィルタは、前記フィルタ係数として前記第２の値を用いて、前記参照信号レベルを算出する。   (5) More preferably, the filter calculates the reference signal level using the second value as the filter coefficient.

（６）好ましくは、前記残響推定部は、レベル判定部を含む。前記レベル判定部は、前記受信信号レベル毎に、前記受信信号レベルがサンプリングされた第１時刻よりも過去の第２時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルに対応する前記残響推定信号レベルよりも大きな第１しきい値と、前記第１時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルとの関係を判定する。前記残響推定部は、前記第１時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルが前記第１しきい値より大きい場合、前記第２時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルにおける前記残響推定信号レベルを、前記第１時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルにおける前記残響推定信号レベルとして用いる。 (6) Preferably, the reverberation estimation unit includes a level determination unit. The level determination unit is greater than the reverberation estimation signal level corresponding to the reception signal level sampled at the second time in the past than the first time at which the reception signal level was sampled for each reception signal level. A relationship between the first threshold value and the received signal level sampled at the first time is determined. The reverberation estimation unit, when the received signal level sampled at the first time is greater than the first threshold, the reverberation estimated signal level at the received signal level sampled at the second time, It is used as the reverberation estimation signal level in the reception signal level sampled at the first time.

（７）より好ましくは、前記残響推定部は、前記第１時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルが前記第１しきい値より小さい場合、前記受信信号レベルと、対応する前記参照信号レベルとの関係に基づいて、前記残響推定信号レベルを算出する。 (7) More preferably, when the received signal level sampled at the first time is smaller than the first threshold value, the reverberation estimation unit calculates the received signal level and the corresponding reference signal level. based on the relationship, and calculates the reverberation estimation signal level.

（８）好ましくは、前記第１しきい値は、前記第２時刻でサンプリングされた前記受信信号における前記残響推定信号レベルに比例する値と、所定の第１補正定数と、を加算した値である。   (8) Preferably, the first threshold value is a value obtained by adding a value proportional to the reverberation estimation signal level in the received signal sampled at the second time and a predetermined first correction constant. is there.

（９）より好ましくは、前記エコー信号処理装置は、前記第１補正定数を算出する、第１補正定数算出部を更に備える。前記第１補正定数算出部は、複数の前記受信信号レベルを平滑化して得られた予備推定信号レベルに基づいて、前記第１補正定数を設定する。   (9) More preferably, the echo signal processing device further includes a first correction constant calculating unit that calculates the first correction constant. The first correction constant calculation unit sets the first correction constant based on preliminary estimated signal levels obtained by smoothing a plurality of the received signal levels.

（１０）好ましくは、前記ゲイン係数設定部は、前記受信信号レベルが、前記残響推定信号レベルに関連する所定の第２しきい値より大きい場合、前記ゲイン係数を一定の値に設定する。   (10) Preferably, the gain coefficient setting unit sets the gain coefficient to a constant value when the received signal level is greater than a predetermined second threshold related to the reverberation estimation signal level.

（１１）より好ましくは、前記ゲイン係数設定部は、前記受信信号レベルが所定の第２しきい値より小さい場合、前記受信信号レベルが小さいほど、前記ゲイン係数を小さく設定する。   (11) More preferably, when the received signal level is smaller than a predetermined second threshold, the gain coefficient setting unit sets the gain coefficient smaller as the received signal level is smaller.

（１２）好ましくは、前記第２しきい値は、前記残響推定信号レベルに比例する値と、所定の第２補正定数と、を加算した値である。   (12) Preferably, the second threshold value is a value obtained by adding a value proportional to the reverberation estimation signal level and a predetermined second correction constant.

（１３）より好ましくは、前記エコー信号処理装置は、前記第２補正定数を算出する、第２補正定数算出部を更に備える。前記第２補正定数算出部は、複数の前記受信信号レベルを平滑化処理して得られた予備推定信号レベルに基づいて、前記第２補正定数を設定する。   (13) More preferably, the echo signal processing apparatus further includes a second correction constant calculating unit that calculates the second correction constant. The second correction constant calculation unit sets the second correction constant based on preliminary estimated signal levels obtained by smoothing a plurality of received signal levels.

（１４）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る水中探知装置は、送受波器と、送受信装置と、前記エコー信号処理装置と、を備える。前記送受波器は、水中に超音波を送信するとともに、水中からの信号を受信する。前記送受信装置は、前記送受波器に送信波を出力するとともに、前記送受波器で受信された前記信号を所定の時間間隔でサンプリングして受信信号を生成する。   (14) In order to solve the above-described problem, an underwater detection device according to an aspect of the present invention includes a transducer, a transmission / reception device, and the echo signal processing device. The transducer receives ultrasonic signals in water and receives signals from the water. The transmission / reception apparatus outputs a transmission wave to the transducer, and generates a reception signal by sampling the signal received by the transducer at a predetermined time interval.

（１５）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係るレーダ装置は、送受波器としてのアンテナと、送受信装置と、前記エコー信号処理装置と、を備える。前記送受波器は、空中に電磁波を送信するとともに、空中からの信号を受信する。前記送受信装置は、前記送受波器に送信波を出力するとともに、前記送受波器で受信された前記信号を所定の時間間隔でサンプリングして受信信号を生成する。   (15) In order to solve the above problem, a radar apparatus according to an aspect of the present invention includes an antenna as a transducer, a transmission / reception apparatus, and the echo signal processing apparatus. The transmitter / receiver transmits electromagnetic waves into the air and receives signals from the air. The transmission / reception apparatus outputs a transmission wave to the transducer, and generates a reception signal by sampling the signal received by the transducer at a predetermined time interval.

（１６）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係るエコー信号処理方法は、受信信号を所定の時間間隔でサンプリングして得られる複数の受信信号レベルを用いて、複数の前記受信信号レベルのそれぞれに含まれる残響信号レベルの推定結果としての、複数の残響推定信号レベルを算出する、残響推定ステップと、複数の前記受信信号レベルが、それぞれ、対応する前記残響推定信号レベルに関連する所定の第２しきい値より大きい場合、ゲイン係数を一定の値に設定し、前記受信信号レベルが所定の第２しきい値より小さい場合、前記受信信号レベルが小さいほど前記ゲイン係数を小さく設定する、ゲイン係数設定ステップと、複数の前記受信信号レベルに、対応する前記ゲイン係数をそれぞれ乗算する乗算ステップと、を含み、前記残響推定ステップは、複数の前記受信信号レベルを平滑化するフィルタリングステップと、各前記受信信号レベルと、各該受信信号レベルに対応して算出され前記フィルタリングステップによって平滑化された前記受信信号レベルとしての参照信号レベルと、の大小関係を判定する大小判定ステップと、を含み、前記フィルタリングステップでは、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも小さい場合、フィルタ係数として所定の第１の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化する一方、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも大きい場合、前記フィルタ係数として前記第１の値よりも平滑化を大きくする第２の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化し、この平滑化によって得られた信号レベルを、前記残響推定信号レベルとして出力することを特徴とする。 (16) In order to solve the above-described problem, an echo signal processing method according to an aspect of the present invention uses a plurality of reception signal levels obtained by sampling a reception signal at a predetermined time interval. A reverberation estimation step for calculating a plurality of reverberation estimation signal levels as an estimation result of the reverberation signal level included in each of the levels, and the plurality of received signal levels are respectively related to the corresponding reverberation estimation signal levels If greater than a predetermined second threshold value, sets the gain coefficient to a constant value, if the received signal level is smaller than a predetermined second threshold value, the gain coefficient as the received signal level is lower A gain coefficient setting step for setting a smaller value, and a multiplication step for multiplying each of the received signal levels by the corresponding gain coefficient, The reverberation estimation step includes a filtering step for smoothing a plurality of the received signal levels, each received signal level, and the received signal level calculated corresponding to each received signal level and smoothed by the filtering step. wherein the reference signal level as a magnitude relation size determination step of determining of the, in the filtering step, the received signal level, if the corresponding smaller than the reference signal level, the as filter coefficients of a predetermined When the received signal level is smoothed by calculating the reverberation estimation signal level using a value of 1, while the received signal level is greater than the corresponding reference signal level, the filter coefficient is used as the filter coefficient. The reverberation estimation signal level is calculated using a second value that makes smoothing larger than the first value. Smoothing a plurality of the received signal level by calculating the signal level obtained by the smoothing, and outputs as the reverberation estimation signal level.

（１７）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係るエコー信号処理プログラムは、受信信号を所定の時間間隔でサンプリングして得られる受信信号の複数の受信信号レベルを用いて、複数の前記受信信号レベルのそれぞれに含まれる残響信号レベルの推定結果としての、複数の残響推定信号レベルを算出する、残響推定ステップと、複数の前記受信信号レベルが、それぞれ、対応する前記残響推定信号レベルに関連する所定の第２しきい値より大きい場合、ゲイン係数を一定の値に設定し、前記受信信号レベルが所定の第２しきい値より小さい場合、前記受信信号レベルが小さいほど前記ゲイン係数を小さく設定する、ゲイン係数設定ステップと、複数の前記受信信号レベルに、対応する前記ゲイン係数をそれぞれ乗算する乗算ステップと、をコンピュータに実行させ、前記残響推定ステップは、複数の前記受信信号レベルを平滑化するフィルタリングステップと、各前記受信信号レベルと、各該受信信号レベルに対応して算出され前記フィルタリングステップによって平滑化された前記受信信号レベルとしての参照信号レベルと、の大小関係を判定する大小判定ステップと、を含み、前記フィルタリングステップでは、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも小さい場合、フィルタ係数として所定の第１の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化する一方、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも大きい場合、前記フィルタ係数として前記第１の値よりも平滑化を大きくする第２の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化し、この平滑化によって得られた信号レベルを、前記残響推定信号レベルとして出力することを特徴とする。 (17) In order to solve the above problem, an echo signal processing program according to an aspect of the present invention uses a plurality of received signal levels of a received signal obtained by sampling the received signal at a predetermined time interval. A reverberation estimation step for calculating a plurality of reverberation estimation signal levels as an estimation result of a reverberation signal level included in each of the reception signal levels, and a plurality of the reception signal levels corresponding to the reverberation estimation signal levels, respectively. is greater than a predetermined second threshold value associated with, it sets the gain coefficient to a constant value, if the received signal level is smaller than a predetermined second threshold, the gain as the received signal level is lower to set smaller the engagement number, and the gain coefficient setting step, a plurality of the received signal level, the multiplication stearyl for multiplying the gain coefficient corresponding respectively The reverberation estimating step includes a filtering step for smoothing a plurality of received signal levels, each received signal level, and the calculated filtering step corresponding to each received signal level. A magnitude determination step for determining a magnitude relationship between the received signal level and the reference signal level smoothed by the received signal level. In the filtering step, the received signal level is smaller than the corresponding reference signal level. If, while smoothing a plurality of the received signal level by calculating the reverberation estimation signal level using a predetermined first value as filter coefficients, the received signal level is, from the reference signal level corresponding Is greater than the first value as the filter coefficient. Value by smoothing a plurality of the received signal level by calculating the reverberation estimation signal level using the signal level obtained by the smoothing, and outputs as the reverberation estimation signal level.

エコー信号に含まれる残響信号を、より確実に低減でき、且つ、エコー信号に含まれる所望エコー成分を、より確実に検出できる。   The reverberation signal included in the echo signal can be more reliably reduced, and the desired echo component included in the echo signal can be detected more reliably.

本発明の第１実施形態に係る水中探知装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the underwater detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 受信ビーム形成部で生成された受信信号を示すグラフであり、残響推定信号も示している。It is a graph which shows the received signal produced | generated by the receiving beam forming part, and the reverberation estimation signal is also shown. 残響推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a reverberation estimation part. 予備推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a preliminary | backup estimation part. 補正定数算出部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a correction constant calculation part. 予備推定部の処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the flow of a process of a preliminary | backup estimation part. 補正定数算出部における処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the flow of a process in a correction constant calculation part. 残響推定部の処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the flow of a process of a reverberation estimation part. ゲイン算出部の処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the flow of a process of a gain calculation part. 本発明の第２実施形態に係る水中探知装置の残響推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the reverberation estimation part of the underwater detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 受信ビーム形成部で生成された受信信号を示すグラフであり、残響推定信号も示している。It is a graph which shows the received signal produced | generated by the receiving beam forming part, and the reverberation estimation signal is also shown. 本発明の第３実施形態に係る水中探知装置の残響推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the reverberation estimation part of the underwater detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る残響推定部における処理の流れの一例を説明するためフローチャートである。It is a flowchart in order to demonstrate an example of the flow of the process in the reverberation estimation part which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 受信信号を示すグラフであり、残響推定信号も示している。It is a graph which shows a received signal, and also shows the reverberation estimation signal. 本発明の第４実施形態に係る水中探知装置の残響推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the reverberation estimation part of the underwater detection apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の変形例に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus which concerns on the modification of this invention. 比較例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a comparative example. 実施例１〜３、及び比較例のそれぞれにおける、受信信号及び残響推定信号を示すグラフ図である。It is a graph which shows the received signal and the reverberation estimation signal in each of Examples 1 to 3 and a comparative example.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下では図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る水中探知装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の水中探知装置は、例えば、漁船などの船舶に備えられている。以下では、水中探知装置を備えている船舶を「自船」という。なお、第１実施形態では、水中探知装置としてスキャニングソナーを例に説明する。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the underwater detection device according to the first embodiment of the present invention. The underwater detection device of this embodiment is provided in a ship such as a fishing boat, for example. Hereinafter, a ship equipped with an underwater detection device is referred to as “own ship”. In the first embodiment, a scanning sonar will be described as an example of the underwater detection device.

図１に示すように、本実施形態に係る水中探知装置１は、送受波器２、送受信装置３、エコー信号処理装置４、及び表示装置５を備えている。尚、水中探知装置１は、表示装置５を備えていなくてもよい。この場合、水中探知装置１は、エコー信号処理装置４から出力した表示用データＤ１（ｎ）を、外部の表示装置で表示させる構成とすることができる。   As shown in FIG. 1, the underwater detection device 1 according to the present embodiment includes a transducer 2, a transmission / reception device 3, an echo signal processing device 4, and a display device 5. The underwater detection device 1 may not include the display device 5. In this case, the underwater detection device 1 can be configured to display the display data D1 (n) output from the echo signal processing device 4 on an external display device.

［送受波器］
送受波器２は、超音波を送受信する機能を有し、自船の船底に取り付けられている。なお、送受波器２は、略円筒形状であって、その軸方向が垂直方向に沿い、半径方向が水平方向に沿うように配置されている。 [Transmitter / Transmitter]
The transducer 2 has a function of transmitting and receiving ultrasonic waves and is attached to the ship bottom of the ship. The transducer 2 has a substantially cylindrical shape, and is arranged such that its axial direction is along the vertical direction and the radial direction is along the horizontal direction.

詳細には、送受波器２は、略円筒形状の筐体と、この筐体の外周面に取り付けられた複数の超音波振動子と、を有している。超音波振動子は、超音波を水中に送信するとともに、水中からのエコー信号を受信し、このエコー信号を電気信号に変換して受信信号を生成する。なお、本実施形態において、送受波器２は、筐体が円筒形の場合を示したけれども、形状は特に限定されず、例えば、球形等のように他の形状とすることもできる。   Specifically, the transducer 2 includes a substantially cylindrical housing and a plurality of ultrasonic transducers attached to the outer peripheral surface of the housing. The ultrasonic transducer transmits ultrasonic waves into the water, receives an echo signal from the water, converts the echo signal into an electrical signal, and generates a reception signal. In the present embodiment, the transducer 2 shows a case where the casing is cylindrical. However, the shape is not particularly limited, and may be other shapes such as a spherical shape.

送受波器２によって受信されるエコーは、主に、所望エコーと、残響と、を含んでいる。所望エコーとは、魚群、漁網、及び航跡等からのエコーであり、表示装置に表示されるべきエコーを意味する。また、残響（Reverberation）とは、海面、海底、及びプランクトン等からのエコーであり、表示装置に表示されない方が好ましいエコーを意味する。本実施形態では、所望エコーのレベルは、当該所望エコーの周囲の残響のレベルよりも大きいとの前提で、説明する。   The echo received by the transducer 2 mainly includes a desired echo and reverberation. The desired echo is an echo from a school of fish, a fishing net, a wake or the like, and means an echo to be displayed on a display device. The reverberation is an echo from the sea surface, the sea floor, plankton, etc., and means an echo that is preferably not displayed on the display device. In the present embodiment, description will be made on the assumption that the level of the desired echo is higher than the level of reverberation around the desired echo.

［送受信装置］
送受信装置３は、送受切替部３１、送信信号生成部３２、増幅部３３、Ａ／Ｄ変換部３４、及び受信ビーム形成部３５を有している。 [Transceiver]
The transmission / reception apparatus 3 includes a transmission / reception switching unit 31, a transmission signal generation unit 32, an amplification unit 33, an A / D conversion unit 34, and a reception beam forming unit 35.

送受切替部３１は、送信信号生成部３２からの送信信号を送受波器２に出力するとともに、送受波器２からの受信信号を増幅部３３に出力する。   The transmission / reception switching unit 31 outputs the transmission signal from the transmission signal generation unit 32 to the transducer 2 and outputs the reception signal from the transducer 2 to the amplification unit 33.

送信信号生成部３２は、送受切替部３１を介して、送受波器２の各振動子へ送信信号を所定の周期で出力する。この送信信号により、各振動子が駆動され、送受波器２から自船回りの各方位に、超音波が放射される。   The transmission signal generation unit 32 outputs the transmission signal to each transducer of the transducer 2 via the transmission / reception switching unit 31 at a predetermined cycle. Each transducer is driven by this transmission signal, and ultrasonic waves are radiated from the transducer 2 in each direction around the ship.

増幅部３３は、送受切替部３１を介して送られてきた、送受波器２の各振動子からの受信信号を増幅する。   The amplifying unit 33 amplifies the reception signals transmitted from the transducers of the transducer 2 transmitted via the transmission / reception switching unit 31.

Ａ／Ｄ変換部３４は、増幅部３３によって増幅された受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。これにより、アナログの受信信号は、デジタルの受信信号に変換される。詳細には、Ａ／Ｄ変換部３４は、増幅部３３により増幅処理された受信信号を所定の時間間隔でサンプリングして、デジタルの受信信号を生成する。なお、各時刻における受信信号のレベルは、送受波器２が出力した電気信号の瞬時値を示している。この電気信号の瞬時値としては、例えば、電圧（単位：Ｖ）を例示することができる。   The A / D conversion unit 34 converts the reception signal amplified by the amplification unit 33 from an analog signal to a digital signal. As a result, the analog reception signal is converted into a digital reception signal. Specifically, the A / D conversion unit 34 samples the reception signal amplified by the amplification unit 33 at a predetermined time interval to generate a digital reception signal. The level of the received signal at each time indicates the instantaneous value of the electric signal output from the transducer 2. As an instantaneous value of this electric signal, a voltage (unit: V) can be illustrated, for example.

受信ビーム形成部３５は、Ａ／Ｄ変換部３４によってデジタル化された受信信号に対して、遅延処理を行うことで各受信信号の位相を整相する。また、受信ビーム形成部３５は、整相した各受信信号に対して、ガウス関数又はハニング窓等によって決定されるウェイト値を乗算する。そして、受信ビーム形成部３５は、これらの受信信号を合成することによって、方位毎に指向性の強い受信信号（受信ビーム）を生成する。   The reception beam forming unit 35 delays the received signal digitized by the A / D conversion unit 34, thereby phasing the phase of each reception signal. The reception beam forming unit 35 multiplies each phased reception signal by a weight value determined by a Gaussian function or a Hanning window. Then, the reception beam forming unit 35 generates a reception signal (reception beam) having strong directivity for each direction by synthesizing these reception signals.

図２は、受信ビーム形成部３５で生成された受信信号Ｓ１を示すグラフである。図２では、後述する残響推定部４１で生成される残響推定信号Ｓ２も示している。図２では、横軸は、受信信号Ｓ１のサンプリング開始からの時刻ｎを示している。この時間は、自船からの距離に比例する。即ち、受信信号Ｓ１のサンプリング時刻が遅いほど、自船からの距離が遠い位置からの信号であることを示す。図２のグラフの縦軸は、信号レベルを示している。   FIG. 2 is a graph showing the reception signal S1 generated by the reception beam forming unit 35. FIG. 2 also shows a reverberation estimation signal S2 generated by a reverberation estimation unit 41 described later. In FIG. 2, the horizontal axis indicates time n from the start of sampling of the received signal S1. This time is proportional to the distance from the ship. That is, as the sampling time of the received signal S1 is later, the signal is from a position farther from the ship. The vertical axis of the graph in FIG. 2 indicates the signal level.

受信信号Ｓ１は、離散信号である。受信信号Ｓ１のレベルとしての受信信号レベルｘ（ｎ）は、エコーの強さに応じた値を有している。時刻ｎとして、ｎ＝０，１，２，…（Ｎ−１）が規定されている。ｎ＝０は、受信信号Ｓ１のサンプリング開始時点の時刻を示す。また、ｎの値が１つ増えるごとに、サンプリングの時間間隔に等しい時間が経過していることを示す。即ち、受信信号レベルｘ（ｎ）は、時刻ｎに対応する位置からのエコーの強さを示している。ｎ＝（Ｎ−１）は、受信信号Ｓ１のサンプリング終了時の時刻を示す。各受信信号レベルｘ（０）、…、ｘ（Ｎ−１）は、それぞれ、個別の値として処理される。   The received signal S1 is a discrete signal. The received signal level x (n) as the level of the received signal S1 has a value corresponding to the strength of the echo. As time n, n = 0, 1, 2,... (N−1) is defined. n = 0 indicates the time when the reception signal S1 starts sampling. In addition, every time the value of n increases, it indicates that a time equal to the sampling time interval has elapsed. That is, the received signal level x (n) indicates the strength of the echo from the position corresponding to time n. n = (N−1) indicates the time when the sampling of the received signal S1 ends. Each reception signal level x (0),..., X (N−1) is processed as an individual value.

図２では、受信信号Ｓ１の包絡線が、示されている。この包絡線は、各時刻ｎでの受信信号レベルｘ（ｎ）を示す点を繋ぐ線である。受信信号Ｓ１は、時刻ｎ＝０と、時刻ｎ＝（Ｎ−１）との中間の時刻において、受信信号レベルｘ（ｎ）の大きな領域を含んでいる。この領域は、所望エコー信号領域Ｓ１１であり、魚群等の所望エコーの存在を示している。また、受信信号Ｓ１は、残響信号領域Ｓ１２を含んでいる。残響信号領域Ｓ１２は、受信信号Ｓ１のうち所望エコーを含んでいない信号の領域である。図１及び図２に示すように、受信ビーム形成部３５で生成された受信信号Ｓ１は、エコー信号処理装置４へ出力される。   In FIG. 2, the envelope of the received signal S1 is shown. This envelope is a line connecting points indicating the received signal level x (n) at each time n. The reception signal S1 includes a region where the reception signal level x (n) is large at a time intermediate between the time n = 0 and the time n = (N−1). This area is a desired echo signal area S11 and indicates the presence of a desired echo such as a school of fish. The received signal S1 includes a reverberation signal region S12. The reverberation signal area S12 is an area of a signal that does not include a desired echo in the received signal S1. As shown in FIGS. 1 and 2, the reception signal S <b> 1 generated by the reception beam forming unit 35 is output to the echo signal processing device 4.

［エコー信号処理装置］
エコー信号処理装置４は、自船の周囲の方位毎に生成された受信信号Ｓ１を処理するように構成されている。エコー信号処理装置４は、１つの受信信号Ｓ１のそれぞれの時刻ｎにおける受信信号レベルｘ（ｎ）毎に、個別にゲイン係数ｇ（ｎ）を設定する。また、エコー信号処理装置４は、各時刻ｎにおける受信信号レベルｘ（ｎ）に、個別に設定されたゲイン係数ｇ（ｎ）を乗算する。これにより、エコー信号処理装置４は、表示装置５に出力するための表示用データＤ１（ｎ）を生成する。表示装置５は、表示用データＤ１（ｎ）で特定される画像を表示する。このような構成により、表示装置５は、残響が確実に抑制され、且つ、所望エコーが明瞭に示された画像を表示することができる。 [Echo signal processor]
The echo signal processing device 4 is configured to process the reception signal S1 generated for each direction around the ship. The echo signal processing device 4 individually sets the gain coefficient g (n) for each received signal level x (n) at each time n of one received signal S1. Further, the echo signal processing device 4 multiplies the received signal level x (n) at each time n by an individually set gain coefficient g (n). Accordingly, the echo signal processing device 4 generates display data D1 (n) to be output to the display device 5. The display device 5 displays an image specified by the display data D1 (n). With such a configuration, the display device 5 can display an image in which reverberation is reliably suppressed and a desired echo is clearly shown.

エコー信号処理装置４は、残響推定部４１と、ゲイン係数設定部４２と、出力制御部（乗算部）４３と、予備推定部４４と、補正定数算出部（第１補正定数算出部、第２補正定数算出部）４５と、を有している。   The echo signal processing device 4 includes a reverberation estimation unit 41, a gain coefficient setting unit 42, an output control unit (multiplication unit) 43, a preliminary estimation unit 44, and a correction constant calculation unit (first correction constant calculation unit, second correction unit Correction constant calculation unit) 45.

残響推定部４１は、受信信号Ｓ１に基づいて、残響推定信号Ｓ２を生成する。受信信号Ｓ１は複数の受信信号レベルｘ（ｎ）で構成され、残響推定信号Ｓ２は複数の残響推定信号レベルｙ１（ｎ）で構成される。残響推定部４１は、受信信号レベルｘ（ｎ）毎に処理を施すことにより、残響信号レベルの推定結果としての、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を出力する。即ち、残響推定部４１は、１つの受信信号レベルｘ（ｎ）毎に、１つの残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を算出する。この残響推定信号Ｓ２のレベルは、残響信号のレベルに比例するように設定されている。   The reverberation estimation unit 41 generates a reverberation estimation signal S2 based on the received signal S1. The reception signal S1 is composed of a plurality of reception signal levels x (n), and the reverberation estimation signal S2 is composed of a plurality of reverberation estimation signal levels y1 (n). The reverberation estimation unit 41 outputs a reverberation estimation signal level y1 (n) as a reverberation signal level estimation result by performing processing for each received signal level x (n). That is, the reverberation estimation unit 41 calculates one reverberation estimation signal level y1 (n) for each reception signal level x (n). The level of the reverberation estimation signal S2 is set to be proportional to the level of the reverberation signal.

残響推定部４１は、受信信号Ｓ１の所望エコー信号領域Ｓ１１についての残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を、所望エコーの影響を排除して、算出できる。以下、残響推定部４１に関する、より具体的な構成を説明する。   The reverberation estimation unit 41 can calculate the reverberation estimation signal level y1 (n) for the desired echo signal region S11 of the received signal S1 without the influence of the desired echo. Hereinafter, a more specific configuration regarding the reverberation estimation unit 41 will be described.

図３は、残響推定部４１の構成を示すブロック図である。図２及び図３に示すように、残響推定部４１は、第１比較部（レベル判定部）５１と、第１フィルタ制御部５２と、第１フィルタ演算部５３と、第２比較部（大小判定部）５４と、平滑フィルタ部５５と、を有している。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the reverberation estimation unit 41. 2 and 3, the reverberation estimation unit 41 includes a first comparison unit (level determination unit) 51, a first filter control unit 52, a first filter calculation unit 53, and a second comparison unit (large and small). A determination unit) 54 and a smoothing filter unit 55.

第１比較部５１は、処理対象の受信信号レベルｘ（ｎ）と、残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）に関連付けられた第１しきい値Ｔｈ１と、を比較するために設けられている。この受信信号レベルｘ（ｎ）は、第１時刻にサンプリングされた受信信号レベルである。残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）は、処理対象の受信信号レベルｘ（ｎ）がサンプリングされた時刻の直前の過去の第２時刻でサンプリングされた受信信号レベルｘ（ｎ−１）における、残響推定信号レベルである。具体的には、第１比較部５１は、第１時刻における受信信号レベルｘ（ｎ）を参照する。また、第１比較部５１は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）に関連する第１しきい値Ｔｈ１を、参照する。第１比較部５１は、これらの第１しきい値Ｔｈ１と、受信信号レベルｘ（ｎ）との関係を判定する。   The first comparison unit 51 is provided to compare the received signal level x (n) to be processed with the first threshold value Th1 associated with the reverberation estimation signal level y1 (n-1). . This reception signal level x (n) is the reception signal level sampled at the first time. The reverberation estimation signal level y1 (n-1) is the reception signal level x (n-1) sampled at the past second time immediately before the time when the reception signal level x (n) to be processed is sampled. Reverberation estimation signal level. Specifically, the first comparison unit 51 refers to the reception signal level x (n) at the first time. The first comparison unit 51 also refers to the first threshold value Th1 related to the reverberation estimation signal level y1 (n−1). The first comparison unit 51 determines the relationship between the first threshold value Th1 and the received signal level x (n).

より具体的には、第１比較部５１は、受信信号レベルｘ（ｎ）を読み出すように構成されている。また、第１比較部５１は、第１フィルタ演算部５３と接続されており、残響推定レベルｙ１（ｎ）を受け入れるように構成されている。第１比較部５１は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を記憶する。第１比較部５１は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を、受信信号レベルｘ（ｎ＋１）の処理時に用いる。即ち、第１比較部５１は、受信信号レベルｘ（ｎ）を処理する際には、１つ前の時刻（ｎ−１）における残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）を用いる。   More specifically, the first comparison unit 51 is configured to read the received signal level x (n). The first comparison unit 51 is connected to the first filter calculation unit 53 and configured to accept the reverberation estimation level y1 (n). The first comparison unit 51 stores the reverberation estimation signal level y1 (n). The first comparison unit 51 uses the reverberation estimation signal level y1 (n) when processing the reception signal level x (n + 1). That is, the first comparison unit 51 uses the reverberation estimation signal level y1 (n-1) at the previous time (n-1) when processing the reception signal level x (n).

第１比較部５１は、過去の残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）に関連する値として、第１しきい値Ｔｈ１を設定する。第１比較部５１は、受信信号レベルｘ（ｎ）≧第１しきい値Ｔｈ１が成立するか否かを判定する。即ち、第１比較部５１は、下記式（１）が成立するか否かを判定する。
ｘ（ｎ）≧Ｔｈ１・・・・・（１）
換言すれば、第１比較部５１は、受信信号レベルｘ（ｎ）が、残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）よりも著しく大きいか否かを判定する。 The 1st comparison part 51 sets 1st threshold value Th1 as a value relevant to the past reverberation estimation signal level y1 (n-1). The first comparison unit 51 determines whether or not the reception signal level x (n) ≧ first threshold value Th1 is satisfied. That is, the first comparison unit 51 determines whether or not the following formula (1) is established.
x (n) ≧ Th1 (1)
In other words, the first comparison unit 51 determines whether or not the received signal level x (n) is significantly higher than the reverberation estimation signal level y1 (n−1).

上記式（１）が成立する場合とは、例えば、送受波器２が、受信信号Ｓ１の所望エコー信号領域Ｓ１１の立ち上がりエッジを検出した場合である。この場合、受信信号Ｓ１が、残響信号領域Ｓ１２から所望エコー信号領域Ｓ１１に移行することで、受信信号レベルｘ（ｎ）は、急峻に上昇する。一方、残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）は、後述するように、平滑化処理されたデータであるので、急峻には上昇しない。上記（１）式が成立する場合の受信信号レベルｘ（ｎ）は、所望エコー信号領域Ｓ１１の信号レベルとして扱われる。   The case where the above formula (1) is satisfied is, for example, a case where the transducer 2 detects the rising edge of the desired echo signal region S11 of the reception signal S1. In this case, the reception signal level x (n) rises sharply as the reception signal S1 moves from the reverberation signal region S12 to the desired echo signal region S11. On the other hand, since the reverberation estimation signal level y1 (n-1) is data that has been smoothed as will be described later, it does not rise steeply. The reception signal level x (n) when the above equation (1) is satisfied is handled as the signal level of the desired echo signal region S11.

本実施形態では、第１しきい値Ｔｈ１は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）に基づいて、適宜設定される。本実施形態では、第１しきい値Ｔｈ１は、下記（２）式によって表される。
Ｔｈ１＝ａ１×ｙ１（ｎ−１）＋ｂ１・・・・・（２） In the present embodiment, the first threshold value Th1 is appropriately set based on the reverberation estimation signal level y1 (n-1). In the present embodiment, the first threshold value Th1 is expressed by the following equation (2).
Th1 = a1 × y1 (n−1) + b1 (2)

尚、ａ１は、所定の係数であり、例えば、２又は３程度に設定される。この定数ａ１は、図示しない操作部をユーザが操作することによって、調整可能とされていてもよい。また、ｂ１は、所定の第１補正定数であり、補正定数算出部４５（図１参照）によって、算出される。   In addition, a1 is a predetermined coefficient, and is set to about 2 or 3, for example. The constant a1 may be adjustable by a user operating an operation unit (not shown). Further, b1 is a predetermined first correction constant, and is calculated by the correction constant calculation unit 45 (see FIG. 1).

第１比較部５１は、比較結果に基づいて、出力制御信号Ｆ１を出力可能である。本実施形態では、上記（１）式が成立する場合、即ちｘ（ｎ）≧Ｔｈ１である場合、第１比較部５１は、出力制御信号Ｆ１をＯＮにする。   The first comparison unit 51 can output the output control signal F1 based on the comparison result. In the present embodiment, when the above equation (1) is satisfied, that is, when x (n) ≧ Th1, the first comparison unit 51 turns on the output control signal F1.

一方、上記式（１）が成立しない場合、即ち、ｘ（ｎ）＜Ｔｈ１である場合、第１比較部５１は、出力制御信号Ｆ１をＯＦＦにする。   On the other hand, when the above formula (1) is not satisfied, that is, when x (n) <Th1, the first comparison unit 51 turns off the output control signal F1.

第１フィルタ制御部５２は、第１フィルタ演算部５３を制御するために設けられている。第１フィルタ制御部５２は、出力制御信号Ｆ１と、後述する係数制御信号Ｆ２とに基づいて、第１フィルタ演算部５３を制御する。   The first filter control unit 52 is provided to control the first filter calculation unit 53. The first filter control unit 52 controls the first filter calculation unit 53 based on the output control signal F1 and a coefficient control signal F2 described later.

第１フィルタ演算部５３は、受信信号レベルｘ（ｎ）を用いて、残響信号レベルに関連付けられた第１演算結果ｃ１（ｎ）を算出するように構成されている。第１演算結果ｃ１（ｎ）は、後述する第１参照信号レベルｚ１（ｎ）、又は残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として用いられる。   The first filter calculation unit 53 is configured to calculate the first calculation result c1 (n) associated with the reverberation signal level using the received signal level x (n). The first calculation result c1 (n) is used as a first reference signal level z1 (n) or a reverberation estimation signal level y1 (n) described later.

第１フィルタ演算部５３は、第１出力選択部５６と、第１フィルタ５７と、第１係数選択部５８と、を有している。   The first filter calculation unit 53 includes a first output selection unit 56, a first filter 57, and a first coefficient selection unit 58.

第１出力選択部５６は、第１フィルタ５７で算出された演算結果ｃ１（ｎ）を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）又は第１参照信号レベルｚ１（ｎ）として出力するように構成されている。また、第１出力選択部５６は、過去の残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）を記憶している。   The first output selection unit 56 is configured to output the calculation result c1 (n) calculated by the first filter 57 as the reverberation estimation signal level y1 (n) or the first reference signal level z1 (n). Yes. Further, the first output selection unit 56 stores a past reverberation estimation signal level y1 (n−1).

出力制御信号Ｆ１がＯＮである場合、第１出力選択部５６は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を、過去の残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）と同じ値に設定する。即ち、第１出力選択部５６は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として、ｙ１（ｎ−１）と同じ値を、第１比較部５１及び平滑フィルタ部５５へ出力する。   When the output control signal F1 is ON, the first output selection unit 56 sets the reverberation estimation signal level y1 (n) to the same value as the past reverberation estimation signal level y1 (n-1). That is, the first output selection unit 56 outputs the same value as y1 (n−1) as the reverberation estimation signal level y1 (n) to the first comparison unit 51 and the smoothing filter unit 55.

一方、出力制御信号Ｆ１がＯＦＦである場合、第１出力選択部５６は、第１フィルタ５７の演算結果ｃ１（ｎ）を、一旦、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）として、第２比較部５４へ出力する。第１出力選択部５６は、その後、第２比較部５４の比較結果に応じて、第１フィルタ５７がフィルタ係数αを変えて算出する演算結果（詳細後述）か、あるいは前記演算結果ｃ１（ｎ）を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として設定する。第１出力選択部５６は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を、第１比較部５１及び平滑フィルタ部５５へ出力する。   On the other hand, when the output control signal F1 is OFF, the first output selection unit 56 temporarily sets the calculation result c1 (n) of the first filter 57 as the first reference signal level z1 (n). To 54. The first output selection unit 56 then calculates the calculation result (details will be described later) calculated by the first filter 57 by changing the filter coefficient α according to the comparison result of the second comparison unit 54 or the calculation result c1 (n ) Is set as the reverberation estimation signal level y1 (n). The first output selection unit 56 outputs the reverberation estimation signal level y1 (n) to the first comparison unit 51 and the smoothing filter unit 55.

第１フィルタ５７は、受信信号レベルｘ（ｎ）に対して平滑化処理を施すことで、第１演算結果ｃ１（ｎ）を算出するように構成されている。本実施形態では、第１フィルタ５７は、ＩＩＲフィルタ（Infinite Impulse Response Filter）である。   The first filter 57 is configured to calculate a first calculation result c1 (n) by performing a smoothing process on the received signal level x (n). In the present embodiment, the first filter 57 is an IIR filter (Infinite Impulse Response Filter).

尚、本実施形態では、第１フィルタ５７は、ＩＩＲフィルタであるけれども、この通りでなくてもよい。第１フィルタ５７は、受信信号レベルｘ（ｎ）に対して平滑化処理を施すことができればよく、例えば、ＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response Filter）であってもよい。尚、ＩＩＲフィルタを用いた場合、ＦＩＲフィルタを用いた場合の演算量よりも少ない演算量で、ＦＩＲフィルタと同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the first filter 57 is an IIR filter, but this need not be the case. The first filter 57 only needs to be able to perform a smoothing process on the received signal level x (n), and may be, for example, an FIR filter (Finite Impulse Response Filter). When the IIR filter is used, the same effect as that of the FIR filter can be obtained with a calculation amount smaller than that when the FIR filter is used.

第１フィルタ５７は、乗算器６１と、加算器６２と、遅延器６３と、乗算器６４と、を有している。   The first filter 57 includes a multiplier 61, an adder 62, a delay unit 63, and a multiplier 64.

乗算器６１には、受信信号レベルｘ（ｎ）と、第１フィルタ係数αと、が入力される。第１フィルタ係数αは、第１係数選択部５８で設定される。乗算器６１は、α×ｘ（ｎ）を算出し、算出結果を、加算器６２へ出力する。   The multiplier 61 receives the received signal level x (n) and the first filter coefficient α. The first filter coefficient α is set by the first coefficient selection unit 58. Multiplier 61 calculates α × x (n) and outputs the calculation result to adder 62.

遅延器６３は、第１フィルタ５７の第１演算結果ｃ１（ｎ）を受け付けるように構成されている。遅延器６３は、第１演算結果ｃ１（ｎ）を受け付けてから単位時間が経過した後に、第１演算結果ｃ１（ｎ）を、直近の過去の第１演算結果ｃ１（ｎ−１）として、乗算器６４へ出力する。尚、時刻ｎ＝０時点では、ｃ１（ｎ−１）＝ｘ（０）として設定されている。   The delay unit 63 is configured to receive the first calculation result c1 (n) of the first filter 57. After the unit time has elapsed since the delay unit 63 received the first calculation result c1 (n), the delay unit 63 sets the first calculation result c1 (n) as the most recent first calculation result c1 (n−1). Output to the multiplier 64. At time n = 0, c1 (n−1) = x (0) is set.

乗算器６４は、（１−α）×第１演算結果ｃ１（ｎ−１）を算出し、この乗算結果を、加算器６２へ出力する。第１フィルタ係数αは、第１係数選択部５８で設定される。   The multiplier 64 calculates (1−α) × first calculation result c1 (n−1), and outputs the multiplication result to the adder 62. The first filter coefficient α is set by the first coefficient selection unit 58.

加算器６２は、乗算器６１で算出されたα×ｘ（ｎ）に、乗算器６４で算出された（１−α）×ｃ１（ｎ−１）を加算する。即ち、第１演算結果ｃ１（ｎ）は、下記式（３）で表される。
ｃ１（ｎ）＝α×ｘ（ｎ）＋（１−α）×ｃ１（ｎ−１）・・・・・（３）
ここで、第１フィルタ係数αは、０≦α≦１である。第１フィルタ係数αは、受信信号レベルｘ（ｎ）を平滑化する度合いを設定する係数である。第１フィルタ係数αが小さいほど、受信信号レベルｘ（ｎ）を平滑化する度合いは、大きく設定される。第１フィルタ５７は、第１フィルタ係数αに基づいて、受信信号レベルｘ（ｎ）を平滑化する度合いを設定される。 The adder 62 adds (1−α) × c1 (n−1) calculated by the multiplier 64 to α × x (n) calculated by the multiplier 61. That is, the first calculation result c1 (n) is represented by the following formula (3).
c1 (n) = α × x (n) + (1−α) × c1 (n−1) (3)
Here, the first filter coefficient α is 0 ≦ α ≦ 1. The first filter coefficient α is a coefficient that sets the degree of smoothing the received signal level x (n). The smaller the first filter coefficient α is, the larger the degree of smoothing the received signal level x (n) is set. The first filter 57 is set with a degree of smoothing the received signal level x (n) based on the first filter coefficient α.

第１係数選択部５８は、第１フィルタ係数αを選択（設定）するために設けられている。本実施形態では、第１係数選択部５８は、第１フィルタ係数αとして、第１の値α１、及び第２の値α２を設定可能である。α１は、α２よりも大きく設定されている（α１＞α２）。第１係数選択部５８は、選択した値α１又はα２を、各乗算器６１，６４へ出力する。   The first coefficient selection unit 58 is provided to select (set) the first filter coefficient α. In the present embodiment, the first coefficient selection unit 58 can set the first value α1 and the second value α2 as the first filter coefficient α. α1 is set larger than α2 (α1> α2). The first coefficient selection unit 58 outputs the selected value α1 or α2 to the multipliers 61 and 64.

式（３）から明らかなように、フィルタ係数αの値がα１である場合、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動に対する、第１演算結果ｃ１（ｎ）の変動の応答性が高くなり、この変動を平滑化する効果が小さくなる。この場合、第１演算結果ｃ１（ｎ）を残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として用いると、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動に対する、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）の応答性を高くできる。よって、受信信号Ｓ１が、所望エコー信号領域Ｓ１１から残響信号領域Ｓ１２に移行する時刻において、第１フィルタ係数αの値をα１にすることが好ましい。これにより、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動に対して、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を、より応答性よく変動させることができる。   As is clear from the equation (3), when the value of the filter coefficient α is α1, the response of the fluctuation of the first calculation result c1 (n) to the fluctuation of the received signal level x (n) becomes high. The effect of smoothing the fluctuation is reduced. In this case, when the first calculation result c1 (n) is used as the reverberation estimation signal level y1 (n), the responsiveness of the reverberation estimation signal level y1 (n) to the fluctuation of the reception signal level x (n) can be increased. Therefore, it is preferable to set the value of the first filter coefficient α to α1 at the time when the received signal S1 shifts from the desired echo signal region S11 to the reverberation signal region S12. As a result, the reverberation estimation signal level y1 (n) can be varied with better responsiveness to the variation in the received signal level x (n).

一方、式（３）から明らかなように、第１フィルタ係数αの値がα２である場合、第１演算結果ｃ１（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動を抑制した、安定性の高い値となり、この変動に対する応答性が、小さくなる。この場合、第１演算結果ｃ１（ｎ）を残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として用いると、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動に対して、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）が過度に変動することを抑制できる。よって、残響信号領域Ｓ１２の受信信号レベルｘ（ｎ）が処理されている場合は、基本的には、第１フィルタ係数αの値は、α２であることが好ましい。   On the other hand, as is clear from the equation (3), when the value of the first filter coefficient α is α2, the first calculation result c1 (n) is stable with the fluctuation of the received signal level x (n) suppressed. The response to this variation becomes small. In this case, when the first calculation result c1 (n) is used as the reverberation estimation signal level y1 (n), the reverberation estimation signal level y1 (n) varies excessively with respect to the variation of the reception signal level x (n). This can be suppressed. Therefore, when the reception signal level x (n) in the reverberation signal region S12 is processed, basically, the value of the first filter coefficient α is preferably α2.

第１係数選択部５８は、第１フィルタ制御部５２から出力される係数制御信号Ｆ２に応じて、第１フィルタ係数αを設定する。第１係数選択部５８は、係数制御信号Ｆ２がＯＮである場合に、第１フィルタ係数αの値をα１に設定するように構成されている。また、第１係数選択部５８は、係数制御信号Ｆ２がＯＦＦである場合に、第１フィルタ係数αの値をα２に設定するように構成されている。   The first coefficient selection unit 58 sets the first filter coefficient α in accordance with the coefficient control signal F2 output from the first filter control unit 52. The first coefficient selection unit 58 is configured to set the value of the first filter coefficient α to α1 when the coefficient control signal F2 is ON. Further, the first coefficient selection unit 58 is configured to set the value of the first filter coefficient α to α2 when the coefficient control signal F2 is OFF.

第１フィルタ５７は、第１フィルタ係数αとして、α１、又はα２を用いて算出した第１演算結果ｃ１（ｎ）を、第１出力選択部５６へ出力する。第１出力選択部５６は、平滑化された受信信号レベルｘ（ｎ）としての第１演算結果ｃ１（ｎ）を、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）として、第２比較部５４へ出力する。   The first filter 57 outputs the first calculation result c1 (n) calculated using α1 or α2 as the first filter coefficient α to the first output selection unit 56. The first output selection unit 56 outputs the first calculation result c1 (n) as the smoothed reception signal level x (n) to the second comparison unit 54 as the first reference signal level z1 (n). .

第２比較部５４は、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）と、受信信号レベルｘ（ｎ）と、を用いて、比較処理を行うように構成されている。具体的には、第２比較部５４は、受信信号レベルｘ（ｎ）毎に、受信信号レベルｘ（ｎ）と、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）との大小関係を判定（比較）する。第２比較部５４は、下記式（４）が成立するか否かを判定する。
ｘ（ｎ）＜ｚ１（ｎ）・・・・・（４） The second comparison unit 54 is configured to perform a comparison process using the first reference signal level z1 (n) and the received signal level x (n). Specifically, the second comparison unit 54 determines (compares) the magnitude relationship between the received signal level x (n) and the first reference signal level z1 (n) for each received signal level x (n). . The second comparison unit 54 determines whether or not the following formula (4) is established.
x (n) <z1 (n) (4)

上記式（４）が成立する場合、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）よりも大きい。このため、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）がそのまま残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として設定されると、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）よりも大きくなってしまう。即ち、残響がエコーより大きいと推定されていることとなり、現実に則していない。したがって、上記式（４）が成立する場合は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を、受信信号レベルｘ（ｎ）に迅速に近づける必要がある。   When the above formula (4) is established, the first reference signal level z1 (n) is higher than the received signal level x (n). For this reason, when the first reference signal level z1 (n) is set as the reverberation estimation signal level y1 (n) as it is, the reverberation estimation signal level y1 (n) becomes higher than the reception signal level x (n). End up. That is, it is estimated that the reverberation is larger than the echo, which is not realistic. Therefore, when the above formula (4) is established, it is necessary to quickly bring the reverberation estimation signal level y1 (n) close to the reception signal level x (n).

具体的には、第２比較部５４は、係数制御信号Ｆ２をＯＮにする。この場合、第１フィルタ制御部５２は、第１フィルタ係数αの値がα１となるように、第１係数選択部５８を制御する。   Specifically, the second comparison unit 54 turns on the coefficient control signal F2. In this case, the first filter control unit 52 controls the first coefficient selection unit 58 so that the value of the first filter coefficient α is α1.

一方、上記式（４）が成立しない場合、即ち、ｘ（ｎ）≧ｚ１（ｎ）である場合、第２比較部５４は、係数制御信号Ｆ２をＯＦＦにする。係数制御信号Ｆ２がＯＦＦであるとき、第１フィルタ制御部５２は、フィルタ係数αの値がα２となるように、第１係数選択部５８を制御する。尚、ｘ（ｎ）＞ｚ１（ｎ）である場合は、残響レベルがエコーレベル以下であると推定されていることとなり、現実に則している。よって、この場合、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）を、そのまま残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として使用できる。   On the other hand, when the above equation (4) is not satisfied, that is, when x (n) ≧ z1 (n), the second comparison unit 54 turns off the coefficient control signal F2. When the coefficient control signal F2 is OFF, the first filter control unit 52 controls the first coefficient selection unit 58 so that the value of the filter coefficient α is α2. When x (n)> z1 (n), it is estimated that the reverberation level is equal to or lower than the echo level, which is in reality. Therefore, in this case, the first reference signal level z1 (n) can be used as it is as the reverberation estimation signal level y1 (n).

平滑フィルタ部５５は、例えば移動平均フィルタであり、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を平滑化して出力する。   The smoothing filter unit 55 is, for example, a moving average filter, and smoothes and outputs the reverberation estimation signal level y1 (n).

以上の構成により、出力制御信号Ｆ１がＯＮである場合、残響推定部４１は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）＝ｙ１（ｎ−１）を示すデータを、ゲイン係数設定部４２へ出力する。一方、出力制御信号Ｆ１がＯＦＦである場合、残響推定部４１は、係数制御信号Ｆ２に応じて、第１フィルタ係数αを設定する。   With the above configuration, when the output control signal F1 is ON, the reverberation estimation unit 41 outputs data indicating the reverberation estimation signal level y1 (n) = y1 (n−1) to the gain coefficient setting unit 42. On the other hand, when the output control signal F1 is OFF, the reverberation estimation unit 41 sets the first filter coefficient α according to the coefficient control signal F2.

係数制御信号Ｆ２がＯＮである場合、残響推定部４１は、第１フィルタ係数αの値がα１で演算された第１演算結果ｃ１（ｎ）を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として、ゲイン係数設定部４２へ出力する。一方、係数制御信号Ｆ２がＯＦＦである場合、残響推定部４１は、第１フィルタ係数αの値がα２で演算された第１演算結果ｃ１（ｎ）を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として、ゲイン係数設定部４２へ出力する。   When the coefficient control signal F2 is ON, the reverberation estimation unit 41 uses the first calculation result c1 (n) calculated with the value of the first filter coefficient α as α1 as the reverberation estimation signal level y1 (n), and gain It outputs to the coefficient setting part 42. On the other hand, when the coefficient control signal F2 is OFF, the reverberation estimation unit 41 uses the first calculation result c1 (n) calculated with the value of the first filter coefficient α as α2 as the reverberation estimation signal level y1 (n). And output to the gain coefficient setting unit 42.

図１に示すように、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）と、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）と、の関係に基づいて、受信信号レベルｘ（ｎ）に乗じるゲイン係数ｇ（ｎ）を算出するように構成されている。ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）毎に、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）に基づくゲイン係数ｇ（ｎ）を、算出する。   As shown in FIG. 1, the gain coefficient setting unit 42 multiplies the received signal level x (n) by the gain coefficient based on the relationship between the received signal level x (n) and the reverberation estimation signal level y1 (n). It is configured to calculate g (n). The gain coefficient setting unit 42 calculates a gain coefficient g (n) based on the reverberation estimation signal level y1 (n) for each received signal level x (n).

本実施形態では、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）が所定の第２しきい値Ｔｈ２より大きいか否かを判定する。即ち、ゲイン係数設定部４２は、下記式（６）が成立するか否かを判定する。
ｘ（ｎ）＞Ｔｈ２・・・・・（５） In the present embodiment, the gain coefficient setting unit 42 determines whether or not the received signal level x (n) is greater than a predetermined second threshold value Th2. That is, the gain coefficient setting unit 42 determines whether or not the following formula (6) is established.
x (n)> Th2 (5)

第２しきい値Ｔｈ２は、下記式（６）によって算出される。
Ｔｈ２＝ａ２×ｙ１（ｎ）＋ｂ２・・・・・（６） The second threshold Th2 is calculated by the following formula (6).
Th2 = a2 × y1 (n) + b2 (6)

尚、ａ２は、所定の係数であり、適宜設定される。この係数ａ２は、図示しない操作部材をユーザが操作することによって、調整可能とされていてもよい。また、ｂ２は、所定の第２補正定数であり、補正定数算出部４５によって、算出される。   Note that a2 is a predetermined coefficient and is set as appropriate. The coefficient a2 may be adjustable by a user operating an operation member (not shown). Further, b2 is a predetermined second correction constant, and is calculated by the correction constant calculation unit 45.

受信信号レベルｘ（ｎ）＞第２しきい値Ｔｈ２である場合、受信信号レベルｘ（ｎ）は、所望エコー信号領域Ｓ１１の信号レベルであると考えられる。したがって、この場合、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）を低減させないように、ゲイン係数ｇ（ｎ）を設定する。具体的には、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）に拘らず、ゲイン係数ｇ（ｎ）＝１を設定する。このように、受信信号Ｓ１のうち、所望エコー信号領域Ｓ１１については、受信信号レベルｘ（ｎ）を変更しないようなゲイン係数ｇ（ｎ）が設定される。   When the received signal level x (n)> the second threshold value Th2, the received signal level x (n) is considered to be the signal level of the desired echo signal region S11. Therefore, in this case, the gain coefficient setting unit 42 sets the gain coefficient g (n) so as not to reduce the received signal level x (n). Specifically, the gain coefficient setting unit 42 sets the gain coefficient g (n) = 1 regardless of the reception signal level x (n). Thus, for the desired echo signal region S11 in the received signal S1, a gain coefficient g (n) that does not change the received signal level x (n) is set.

一方、受信信号レベルｘ（ｎ）≦第２しきい値Ｔｈ２である場合、受信信号レベルｘ（ｎ）は、残響信号領域Ｓ１２の信号レベルであると考えられる。したがって、この場合、ゲイン係数設定部４２は、ゲイン係数ｇ（ｎ）を、１未満に設定する。より具体的には、ゲイン係数設定部４２は、ゲイン係数ｇ（ｎ）を、受信信号レベルｘ（ｎ）に応じて設定する。本実施形態では、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）が小さいほど、ゲイン係数ｇ（ｎ）を、より小さい値に設定する。ゲイン係数設定部４２は、算出したゲイン係数ｇ（ｎ）を、出力制御部４３へ出力する。   On the other hand, when the received signal level x (n) ≦ the second threshold Th2, the received signal level x (n) is considered to be the signal level of the reverberation signal region S12. Therefore, in this case, the gain coefficient setting unit 42 sets the gain coefficient g (n) to less than 1. More specifically, the gain coefficient setting unit 42 sets the gain coefficient g (n) according to the received signal level x (n). In the present embodiment, the gain coefficient setting unit 42 sets the gain coefficient g (n) to a smaller value as the received signal level x (n) is smaller. The gain coefficient setting unit 42 outputs the calculated gain coefficient g (n) to the output control unit 43.

出力制御部４３は、受信信号レベルｘ（ｎ）毎に、対応するゲイン係数ｇ（ｎ）を乗算すること等によって、表示用データＤ１（ｎ）を生成するように構成されている。表示用データＤ１（ｎ）は、画面の対応する位置に、受信信号レベルｘ（ｎ）×ゲイン係数ｇ（ｎ）であるレベルに応じた色を表示させるデータである。出力制御部４３は、表示用データＤ１（ｎ）を、表示装置５に出力する。   The output control unit 43 is configured to generate display data D1 (n) by multiplying the corresponding gain coefficient g (n) for each received signal level x (n). The display data D1 (n) is data for displaying a color corresponding to a level of received signal level x (n) × gain coefficient g (n) at a corresponding position on the screen. The output control unit 43 outputs the display data D1 (n) to the display device 5.

表示装置５は、例えば、カラー表示可能な液晶ディスプレイである。表示装置５は、出力制御部４３からの表示用データＤ１（ｎ）を読み込み、この読み込んだ表示用データＤ１（ｎ）によって特定される画像を表示するように構成されている。これにより、表示装置５は、自船の周囲に存在する物標を示す画像を、表示する。   The display device 5 is a liquid crystal display capable of color display, for example. The display device 5 is configured to read the display data D1 (n) from the output control unit 43 and display an image specified by the read display data D1 (n). Thereby, the display apparatus 5 displays the image which shows the target which exists around the own ship.

前述したように、本実施形態では、残響推定部４１で用いられる第１補正定数ｂ１と、ゲイン係数ｇ（ｎ）の設定に用いられる第２補正定数ｂ２とは、補正定数算出部４５によって算出される。補正定数算出部４５は、予備推定部４４で推定されたデータとしての予備推定信号レベルｙ２（ｎ）を基に、各補正定数ｂ１，ｂ２を算出するように構成されている。以下では、予備推定部４４及び補正定数算出部４５の構成を説明する。   As described above, in the present embodiment, the first correction constant b1 used in the reverberation estimation unit 41 and the second correction constant b2 used for setting the gain coefficient g (n) are calculated by the correction constant calculation unit 45. Is done. The correction constant calculation unit 45 is configured to calculate the correction constants b1 and b2 based on the preliminary estimated signal level y2 (n) as the data estimated by the preliminary estimation unit 44. Hereinafter, the configurations of the preliminary estimation unit 44 and the correction constant calculation unit 45 will be described.

図４は、予備推定部４４の構成を示すブロック図である。図１及び図４に示すように、予備推定部４４は、予備推定信号の信号レベルとしての、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）を算出するように構成されている。予備推定信号は、受信信号Ｓ１に含まれる残響信号に概ね比例する信号である。予備推定信号は、受信信号Ｓ１に基づいて推定される離散信号である。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the preliminary estimation unit 44. As shown in FIGS. 1 and 4, the preliminary estimation unit 44 is configured to calculate a preliminary estimated signal level y2 (n) as a signal level of the preliminary estimated signal. The preliminary estimation signal is a signal that is substantially proportional to the reverberation signal included in the reception signal S1. The preliminary estimation signal is a discrete signal estimated based on the reception signal S1.

予備推定部４４は、第２フィルタ制御部７１と、第２フィルタ演算部７２と、第３比較部７３と、を有している。   The preliminary estimation unit 44 includes a second filter control unit 71, a second filter calculation unit 72, and a third comparison unit 73.

第２フィルタ制御部７１は、第２フィルタ演算部７２を制御するために設けられている。第２フィルタ制御部７１は、後述する第２係数制御信号Ｆ３に基づいて、第２フィルタ演算部７２を制御する。   The second filter control unit 71 is provided to control the second filter calculation unit 72. The second filter control unit 71 controls the second filter calculation unit 72 based on a second coefficient control signal F3 described later.

第２フィルタ演算部７２は、受信信号レベルｘ（ｎ）を用いて、第２参照信号レベルｚ２（ｎ）と、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）と、を算出するように構成されている。   The second filter calculation unit 72 is configured to calculate the second reference signal level z2 (n) and the preliminary estimated signal level y2 (n) using the received signal level x (n).

第２フィルタ演算部７２は、第２出力選択部７４と、第２フィルタ７５と、第２係数選択部７６と、を有している。   The second filter calculation unit 72 includes a second output selection unit 74, a second filter 75, and a second coefficient selection unit 76.

第２出力選択部７４は、第２フィルタ７５で算出された第２演算結果ｃ２（ｎ）を、第２参照信号レベルｚ２（ｎ）、又は予備推定信号レベルｙ２（ｎ）として出力するように構成されている。   The second output selection unit 74 outputs the second calculation result c2 (n) calculated by the second filter 75 as the second reference signal level z2 (n) or the preliminary estimated signal level y2 (n). It is configured.

第２出力選択部７４は、まず、第２演算結果ｃ２（ｎ）を、第２参照信号レベルｚ２（ｎ）として、第３比較部７３へ出力する。第２出力選択部７４は、その後、第２比較部７３の比較結果に応じて、第２フィルタ７５がフィルタ係数を変えて算出する演算結果（詳細後述）か、あるいは前記ｃ２（ｎ）を、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）として、出力する。   First, the second output selection unit 74 outputs the second calculation result c2 (n) to the third comparison unit 73 as the second reference signal level z2 (n). The second output selection unit 74 then calculates the calculation result (details will be described later) calculated by the second filter 75 by changing the filter coefficient according to the comparison result of the second comparison unit 73, or the c2 (n), The preliminary estimated signal level y2 (n) is output.

第２フィルタ７５の構成は、第１フィルタ５７（図３参照）と同様の構成である。よって、第２フィルタ７５については、第１フィルタ５７と異なる構成について主に説明し、第１フィルタ５７と同様の構成についての詳細な説明は、省略する。第２フィルタ７５は、受信信号レベルｘ（ｎ）に平滑化処理を施すことで、第２演算結果ｃ２（ｎ）を算出する。   The configuration of the second filter 75 is the same as that of the first filter 57 (see FIG. 3). Therefore, regarding the second filter 75, a configuration different from the first filter 57 will be mainly described, and a detailed description of the same configuration as the first filter 57 will be omitted. The second filter 75 performs a smoothing process on the received signal level x (n) to calculate a second calculation result c2 (n).

第２フィルタ７５は、乗算器８１と、加算器８２と、遅延器８３と、乗算器８４と、を有している。   The second filter 75 includes a multiplier 81, an adder 82, a delay unit 83, and a multiplier 84.

乗算器８１には、受信信号Ｓ１（受信信号レベルｘ（ｎ））と、第２フィルタ係数βと、が入力される。第２フィルタ係数βは、第２係数選択部７６で設定される。乗算器８１は、β×ｘ（ｎ）を算出し、この算出結果を、加算器８２へ出力する。   The multiplier 81 receives the received signal S1 (received signal level x (n)) and the second filter coefficient β. The second filter coefficient β is set by the second coefficient selection unit 76. Multiplier 81 calculates β × x (n) and outputs the calculation result to adder 82.

遅延器８３は、第２フィルタ７５の第２演算結果ｃ２（ｎ）を受け付けるように構成されている。遅延器８３は、第２演算結果ｃ２（ｎ）を受け付けてから単位時間が経過した後に、第２演算結果ｃ２（ｎ）を、直近の第２演算結果ｃ２（ｎ−１）として、乗算器８４へ出力する。尚、時刻ｎ＝０の時点では、ｃ２（ｎ−１）＝ｘ（０）に設定される。   The delay unit 83 is configured to receive the second calculation result c2 (n) of the second filter 75. After the unit time has elapsed since the delay unit 83 received the second calculation result c2 (n), the delay unit 83 sets the second calculation result c2 (n) as the latest second calculation result c2 (n−1) as a multiplier. 84. Note that at time n = 0, c2 (n−1) = x (0) is set.

乗算器８４は、（１−β）×第２演算結果ｃ２（ｎ−１）を算出し、この算出結果を、加算器８２へ出力する。第２フィルタ係数βは、第２係数選択部７６で設定される。   The multiplier 84 calculates (1−β) × second calculation result c2 (n−1), and outputs the calculation result to the adder 82. The second filter coefficient β is set by the second coefficient selection unit 76.

加算器８２は、乗算器８１で算出されたβ×ｘ２（ｎ）に、乗算器８４で算出された（１−β）×ｃ２（ｎ−１）を加算する。即ち、第２演算結果ｃ２（ｎ）は、下記式（７）で表される。
ｃ２（ｎ）＝β×ｘ２（ｎ）＋（１−β）×ｃ２（ｎ−１）・・・・・（７）
ここで、第２フィルタ係数βは、０≦β≦１である。第２フィルタ係数βは、受信信号レベルｘ（ｎ）を平滑化する度合いを決定する係数である。第２フィルタ係数βが小さいほど、受信信号レベルｘ（ｎ）を平滑化する度合いは大きい。第２フィルタ７５は、第２フィルタ係数βに基づいて、受信信号レベルｘ（ｎ）を平滑化する度合いを設定される。 The adder 82 adds (1−β) × c2 (n−1) calculated by the multiplier 84 to β × x2 (n) calculated by the multiplier 81. That is, the second calculation result c2 (n) is represented by the following formula (7).
c2 (n) = β × x2 (n) + (1-β) × c2 (n−1) (7)
Here, the second filter coefficient β is 0 ≦ β ≦ 1. The second filter coefficient β is a coefficient that determines the degree of smoothing the received signal level x (n). The smaller the second filter coefficient β, the greater the degree of smoothing the received signal level x (n). The second filter 75 is set with a degree of smoothing the received signal level x (n) based on the second filter coefficient β.

第２係数選択部７６は、第２フィルタ係数βを選択（設定）するために設けられている。本実施形態では、第２係数選択部７６は、第２フィルタ係数βとして、２つの値β１，β２を設定可能である。β１は、β２よりも大きく設定されている（β１＞β２）。第２係数選択部７６は、選択した値β１又はβ２を、各乗算器８２，８４へ出力する。   The second coefficient selection unit 76 is provided to select (set) the second filter coefficient β. In the present embodiment, the second coefficient selection unit 76 can set two values β1 and β2 as the second filter coefficient β. β1 is set larger than β2 (β1> β2). The second coefficient selection unit 76 outputs the selected value β1 or β2 to the multipliers 82 and 84.

第２係数選択部７６は、係数制御信号Ｆ３に基づいて、第２フィルタ係数βを設定する。第２係数選択部７６は、係数制御信号Ｆ３がＯＮである場合に、β＝β１を設定するように構成されている。また、第２係数選択部７６は、係数制御信号Ｆ３がＯＦＦである場合に、β＝β２を設定するように構成されている。   The second coefficient selection unit 76 sets the second filter coefficient β based on the coefficient control signal F3. The second coefficient selection unit 76 is configured to set β = β1 when the coefficient control signal F3 is ON. Further, the second coefficient selection unit 76 is configured to set β = β2 when the coefficient control signal F3 is OFF.

第２フィルタ７５は、まずβ＝β２を用いて算出した第２演算結果ｃ２（ｎ）を、第２出力選択部７４へ出力する。前述したように、第２出力選択部７４は、第２演算結果ｃ２（ｎ）を、第２参照信号レベルｚ２（ｎ）として、第３比較部７３へ出力する。   The second filter 75 first outputs the second calculation result c2 (n) calculated using β = β2 to the second output selection unit 74. As described above, the second output selection unit 74 outputs the second calculation result c2 (n) to the third comparison unit 73 as the second reference signal level z2 (n).

第３比較部７３は、第２参照信号レベルｚ２（ｎ）と、受信信号レベルｘ（ｎ）と、を用いて、比較処理を行うように構成されている。具体的には、第３比較部７３は、下記式（８）が成立するか否かを判定する。
ｘ（ｎ）＜ｚ２（ｎ）・・・・・（８） The third comparison unit 73 is configured to perform a comparison process using the second reference signal level z2 (n) and the received signal level x (n). Specifically, the third comparison unit 73 determines whether or not the following formula (8) is satisfied.
x (n) <z2 (n) (8)

上記式（８）が成立する場合、第３比較部７３は、第２係数制御信号Ｆ３をＯＮにする。即ち、第３比較部７３は、第２係数制御信号Ｆ３を、第２フィルタ制御部７１へ出力する。第２係数制御信号Ｆ３がＯＮであるとき、第２フィルタ制御部７１は、第２フィルタ係数βの値がβ１となるように、第２係数選択部７６を制御する。この場合、第２フィルタ演算部７２は、設定された第２フィルタ係数β１を用いて、第２演算結果ｃ２（ｎ）を算出し、この演算結果ｃ２（ｎ）を、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）として、補正定数算出部４５へ出力する。   When the above equation (8) is established, the third comparison unit 73 turns on the second coefficient control signal F3. That is, the third comparison unit 73 outputs the second coefficient control signal F3 to the second filter control unit 71. When the second coefficient control signal F3 is ON, the second filter control unit 71 controls the second coefficient selection unit 76 so that the value of the second filter coefficient β is β1. In this case, the second filter calculation unit 72 calculates the second calculation result c2 (n) using the set second filter coefficient β1, and uses the calculation result c2 (n) as the preliminary estimated signal level y2 ( n) and output to the correction constant calculation unit 45.

一方、上記式（８）が成立しない場合、即ち、ｘ（ｎ）≧ｚ２（ｎ）である場合、第３比較部７３は、第２係数制御信号Ｆ３をＯＦＦにする。第２係数制御信号Ｆ３がＯＦＦであるとき、第２フィルタ制御部７１は、第２フィルタ係数βがβ２となるように、第２係数選択部７６を制御する。この場合、第２出力選択部７４は、β＝β２で算出された第２参照信号レベルｚ２（ｎ）を、そのまま、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）として、補正定数算出部４５へ出力する。   On the other hand, when the above equation (8) is not satisfied, that is, when x (n) ≧ z2 (n), the third comparison unit 73 turns off the second coefficient control signal F3. When the second coefficient control signal F3 is OFF, the second filter control unit 71 controls the second coefficient selection unit 76 so that the second filter coefficient β becomes β2. In this case, the second output selection unit 74 outputs the second reference signal level z2 (n) calculated with β = β2 to the correction constant calculation unit 45 as it is as the preliminary estimated signal level y2 (n).

図５は、補正定数算出部４５の構成を示すブロック図である。図１及び図５に示すように、補正定数算出部４５は、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）を用いて、第１補正定数ｂ１と、第２補正定数ｂ２と、を算出する。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the correction constant calculation unit 45. As shown in FIGS. 1 and 5, the correction constant calculation unit 45 calculates the first correction constant b1 and the second correction constant b2 using the preliminary estimated signal level y2 (n).

補正定数算出部４５は、基準値算出部９１と、乗算器９２と、乗算器９３と、を有している。   The correction constant calculation unit 45 includes a reference value calculation unit 91, a multiplier 92, and a multiplier 93.

基準値算出部９１は、補助定数ｂ１，ｂ２の算出に用いる基準値ｂ０を算出するために設けられている。本実施形態では、基準値算出部９１は、各予備推定信号レベルｙ２（０），…，ｙ２（Ｎ−１）の平均値を、基準値ｂ０として算出する。尚、基準値ｂ０は、受信信号Ｓ１の各受信信号レベルｘ（ｎ）の中央値（median）であってもよい。   The reference value calculation unit 91 is provided to calculate a reference value b0 used for calculating the auxiliary constants b1 and b2. In the present embodiment, the reference value calculation unit 91 calculates an average value of the preliminary estimated signal levels y2 (0),..., Y2 (N−1) as the reference value b0. The reference value b0 may be a median value of each received signal level x (n) of the received signal S1.

乗算器９２は、基準値ｂ０に、所定の定数ｅ１を乗算することで、第１補助定数ｂ１を算出する。即ち、ｂ１＝ｂ０×ｅ１である。また、乗算器９３は、基準値ｂ０に、所定の定数ｅ２を乗算することで、第２補助定数ｂ２を算出する。即ち、ｂ２＝ｂ０×ｅ２定数ｅ１，ｅ２は、それぞれ、適宜設定される値である。各定数ｅ１，ｅ２は、一定の値であってもよいし、オペレータによって変更可能な変数であってもよい。   The multiplier 92 calculates the first auxiliary constant b1 by multiplying the reference value b0 by a predetermined constant e1. That is, b1 = b0 × e1. In addition, the multiplier 93 calculates a second auxiliary constant b2 by multiplying the reference value b0 by a predetermined constant e2. That is, b2 = b0 × e2 constants e1 and e2 are values set as appropriate. Each of the constants e1 and e2 may be a constant value or a variable that can be changed by an operator.

乗算器９２は、第１補助定数ｂ１を、残響推定部４１の第１比較部５１（図３参照）へ出力する。また、乗算器９３は、第２補助定数ｂ２を、ゲイン係数設定部４２へ出力する。   The multiplier 92 outputs the first auxiliary constant b1 to the first comparison unit 51 (see FIG. 3) of the reverberation estimation unit 41. The multiplier 93 outputs the second auxiliary constant b2 to the gain coefficient setting unit 42.

［エコー信号処理装置の動作］
次に、エコー信号処理装置４における処理の流れの一例について説明する。エコー信号処理装置４は、以下に示すフローチャートの各ステップを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールできる。このインストールされるプログラムは、例えば記録媒体に格納された状態で流通する。 [Echo signal processor operation]
Next, an example of a processing flow in the echo signal processing device 4 will be described. The echo signal processing device 4 reads out and executes each step of the flowchart shown below from a memory (not shown). This program can be installed externally. The installed program is distributed in a state stored in a recording medium, for example.

以下では、（１）予備推定部４４における処理の流れ、（２）補正定数算出部４５における処理の流れ、（３）残響推定部４１における処理の流れ、（４）ゲイン係数設定部４２における処理の流れ、の順に説明する。尚、出力制御部４３における処理の流れは、前述したとおりであり、且つ簡易であるので、フローチャートを用いた説明は、省略する。また、各フローチャートでは、ｎ＝０から処理が開始される。   In the following, (1) the process flow in the preliminary estimation unit 44, (2) the process flow in the correction constant calculation unit 45, (3) the process flow in the reverberation estimation unit 41, and (4) the process in the gain coefficient setting unit 42 The flow will be described in the order. Note that the flow of processing in the output control unit 43 is as described above and is simple, and therefore description using a flowchart is omitted. In each flowchart, the process starts from n = 0.

まず、（１）予備推定部４４における処理の流れを説明する。図６は、予備推定部４４の処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。以下では、フローチャート以外にも、図１〜図５を適宜参照しながら、説明を行う。   First, (1) the flow of processing in the preliminary estimation unit 44 will be described. FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of the processing flow of the preliminary estimation unit 44. Below, it demonstrates, referring suitably FIGS. 1-5 other than a flowchart.

図６に示すように、予備推定部４４は、まず、受信ビーム形成部３５から、受信信号Ｓ１を読み出す（ステップＳ１０１）。次に、予備推定部４４は、第２参照信号レベルｚ２（ｎ）を算出する（ステップＳ１０２）。具体的には、第２係数選択部７６は、第２フィルタ係数β＝β２を設定する。第２フィルタ７５は、上記式（７）に従って、第２演算結果ｃ２（ｎ）を算出する。第２演算結果ｃ２（ｎ）は、第２出力選択部７４によって、第２参照信号レベルｚ２（ｎ）として、第３比較部７３へ出力される。   As shown in FIG. 6, the preliminary estimation unit 44 first reads the reception signal S1 from the reception beam forming unit 35 (step S101). Next, the preliminary estimation unit 44 calculates the second reference signal level z2 (n) (step S102). Specifically, the second coefficient selection unit 76 sets the second filter coefficient β = β2. The second filter 75 calculates the second calculation result c2 (n) according to the above equation (7). The second calculation result c2 (n) is output to the third comparison unit 73 by the second output selection unit 74 as the second reference signal level z2 (n).

第３比較部７３は、受信信号レベルｘ（ｎ）が、第２参照信号レベルｚ２（ｎ）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ｘ（ｎ）＜ｚ２（ｎ）である場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、第３比較部７３は、第２係数制御信号Ｆ３をＯＮにする（ステップＳ１０４）。一方、受信信号レベルｘ（ｎ）≧第２参照信号レベルｚ２（ｎ）である場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、第３比較部７３は、第２係数制御信号Ｆ３をＯＦＦにする（ステップＳ１０５）。   The third comparison unit 73 determines whether or not the received signal level x (n) is less than the second reference signal level z2 (n) (step S103). If x (n) <z2 (n) (YES in step S103), the third comparison unit 73 turns on the second coefficient control signal F3 (step S104). On the other hand, when the received signal level x (n) ≧ second reference signal level z2 (n) (NO in step S104), the third comparison unit 73 turns off the second coefficient control signal F3 (step S105). .

次に、第２係数選択部７６は、第２フィルタ係数βを設定する（ステップＳ１０６）。具体的には、第２係数制御信号Ｆ３がＯＮである場合、第２係数選択部７６は、β＝β１を設定する。一方、第２係数制御信号Ｆ３がＯＦＦである場合、第２係数選択部７６は、β＝β２を維持する。   Next, the second coefficient selection unit 76 sets the second filter coefficient β (step S106). Specifically, when the second coefficient control signal F3 is ON, the second coefficient selection unit 76 sets β = β1. On the other hand, when the second coefficient control signal F3 is OFF, the second coefficient selection unit 76 maintains β = β2.

次に、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）が算出される（ステップＳ１０７）。第２係数制御信号Ｆ３がＯＦＦである場合、第２出力選択部７４は、ステップＳ１０２で算出された第２演算結果ｃ２（ｎ）を、そのまま予備推定信号レベルｙ２（ｎ）として出力（算出）する。   Next, the preliminary estimated signal level y2 (n) is calculated (step S107). When the second coefficient control signal F3 is OFF, the second output selection unit 74 outputs (calculates) the second calculation result c2 (n) calculated in step S102 as it is as the preliminary estimated signal level y2 (n). To do.

一方、第２係数制御信号Ｆ３がＯＮである場合、第２フィルタ７５は、第２フィルタβ＝β１で、第２演算結果ｃ２（ｎ）を再度算出する。第２出力選択部７４は、この演算結果ｃ２（ｎ）を、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）として、出力する。   On the other hand, when the second coefficient control signal F3 is ON, the second filter 75 calculates the second calculation result c2 (n) again with the second filter β = β1. The second output selection unit 74 outputs the calculation result c2 (n) as the preliminary estimated signal level y2 (n).

次に、第２フィルタ制御部７１は、ｎ＝（Ｎ−１）であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ｎ＜（Ｎ−１）である場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、第２フィルタ制御部７１は、ｎをインクリメントする（ステップＳ１０９）。この場合、予備推定部４４は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理を繰り返す。   Next, the second filter control unit 71 determines whether or not n = (N−1) (step S108). If n <(N−1) (NO in step S108), the second filter control unit 71 increments n (step S109). In this case, the preliminary estimation unit 44 repeats the processes of steps S102 to S108.

ステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理がＮ回繰り返されると、第２フィルタ制御部７１は、ｎ＝Ｎ−１であると判定する（ステップＳ１０８でＹＥＳ）。これにより、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）の算出が完了する。   When the processes of steps S102 to S108 are repeated N times, the second filter control unit 71 determines that n = N−1 (YES in step S108). Thereby, the calculation of the preliminary estimated signal level y2 (n) is completed.

次に、（２）補正定数算出部４５における処理の流れの一例を説明する。図７は、補正定数算出部４５における処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。図７に示すように、補正定数算出部４５の基準値算出部９１は、まず、予備推定信号レベルｙ２（ｎ）のデータを、予備推定部４４から読み出す（ステップＳ２０１）。   Next, (2) an example of the flow of processing in the correction constant calculation unit 45 will be described. FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of the processing flow in the correction constant calculation unit 45. As shown in FIG. 7, the reference value calculation unit 91 of the correction constant calculation unit 45 first reads data of the preliminary estimation signal level y2 (n) from the preliminary estimation unit 44 (step S201).

次に、基準値算出部９１は、基準値ｂ０を算出する（ステップＳ２０２）。本実施形態では、予備推定信号レベルｙ２（０），…，ｙ２（ｎ−１）の平均値を、基準値ｂ０として算出する。次に、乗算器９２は、基準値ｂ０×係数ｅ１＝第１補正定数ｂ１を算出する（ステップＳ２０３）。また、乗算器９３は、基準値ｂ０×係数ｅ２＝第２補正定数ｂ２を算出する（ステップＳ２０４）。   Next, the reference value calculation unit 91 calculates a reference value b0 (step S202). In the present embodiment, the average value of the preliminary estimated signal levels y2 (0),..., Y2 (n−1) is calculated as the reference value b0. Next, the multiplier 92 calculates reference value b0 × coefficient e1 = first correction constant b1 (step S203). The multiplier 93 calculates a reference value b0 × coefficient e2 = second correction constant b2 (step S204).

次に、（３）残響推定部４１における処理の流れを説明する。図８は、残響推定部４１の処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。まず、残響推定部４１は、受信信号Ｓ１を、受信ビーム形成部３５から読み出す（ステップＳ３０１）。また、残響推定部４１は、第１補正定数ｂ１を、補正定数算出部４５から読み出す（ステップＳ３０２）。   Next, (3) the flow of processing in the reverberation estimation unit 41 will be described. FIG. 8 is a flowchart for explaining an example of the processing flow of the reverberation estimation unit 41. First, the reverberation estimation unit 41 reads the reception signal S1 from the reception beam forming unit 35 (step S301). Further, the reverberation estimation unit 41 reads the first correction constant b1 from the correction constant calculation unit 45 (step S302).

次に、残響推定部４１の第１比較部５１は、受信信号レベルｘ（ｎ）が、第１しきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。第１しきい値Ｔｈ１は、前述したように、式（２）、即ちＴｈ１＝ａ１×ｙ１（ｎ−１）＋ｂ１から求まる。第１しきい値Ｔｈ１は、例えば、第１比較部５１によって算出されている。尚、時刻ｎ＝０の場合、例えば、ｙ１（ｎ−１）＝ｘ（０）が適用される。   Next, the first comparison unit 51 of the reverberation estimation unit 41 determines whether or not the received signal level x (n) is greater than or equal to the first threshold value Th1 (step S303). As described above, the first threshold value Th1 is obtained from Expression (2), that is, Th1 = a1 × y1 (n−1) + b1. The first threshold Th1 is calculated by the first comparison unit 51, for example. When time n = 0, for example, y1 (n−1) = x (0) is applied.

受信信号レベルｘ（ｎ）≧第１しきい値Ｔｈ１である場合（ステップＳ３０３でＹＥＳ）、第１比較部５１は、出力制御信号Ｆ１を、ＯＮにする（ステップＳ３０４）。この場合、第１フィルタ演算部５３の第１出力選択部５６は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）と同じ値を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として設定する（ステップＳ３０５）。   When reception signal level x (n) ≧ first threshold value Th1 (YES in step S303), the first comparison unit 51 turns on the output control signal F1 (step S304). In this case, the first output selection unit 56 of the first filter calculation unit 53 sets the same value as the reverberation estimation signal level y1 (n−1) as the reverberation estimation signal level y1 (n) (step S305).

次いで、残響推定部４１は、ｎ＝Ｎ−１であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ｎ＜Ｎ−１である場合（ステップＳ３０６でＮＯ）、第１フィルタ制御部５２は、ｎをインクリメントし（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０３の処理を再び行う。   Next, the reverberation estimation unit 41 determines whether n = N−1 (step S306). When n <N−1 (NO in step S306), the first filter control unit 52 increments n (step S307) and performs the process of step S303 again.

ステップＳ３０３において、受信信号レベルｘ（ｎ）＜第１しきい値Ｔｈ１である場合（ステップＳ３０３でＮＯ）、第１比較部５１は、出力制御信号Ｆ１を、ＯＦＦにする（ステップＳ３０８）。この場合、第１フィルタ演算部５３は、第１フィルタ係数αをα２として設定して、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）を算出する（ステップＳ３０９）。具体的には、第１フィルタ演算部５３は、上記のα２を用いて、第１演算結果ｃ１（ｎ）を算出する。そして、第１出力選択部５６は、この第１演算結果ｃ１（ｎ）を、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）として、第２比較部５４へ出力する。   In step S303, when the received signal level x (n) <the first threshold value Th1 (NO in step S303), the first comparison unit 51 turns off the output control signal F1 (step S308). In this case, the first filter calculation unit 53 sets the first filter coefficient α as α2, and calculates the first reference signal level z1 (n) (step S309). Specifically, the first filter calculation unit 53 calculates the first calculation result c1 (n) using α2 described above. Then, the first output selection unit 56 outputs the first calculation result c1 (n) to the second comparison unit 54 as the first reference signal level z1 (n).

第２比較部５４は、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）と、受信信号レベルｘ（ｎ）と、の大小関係を比較する（ステップＳ３１０）。ｘ１（ｎ）＜ｚ１（ｎ）である場合（ステップＳ３１０でＹＥＳ）、第２比較部５４は、係数制御信号Ｆ２をＯＮにする（ステップＳ３１１）。   The second comparison unit 54 compares the magnitude relationship between the first reference signal level z1 (n) and the received signal level x (n) (step S310). If x1 (n) <z1 (n) (YES in step S310), the second comparison unit 54 turns on the coefficient control signal F2 (step S311).

この場合、第１フィルタ係数αをα１にして、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）が算出される（ステップＳ３１２）。具体的には、第１係数選択部５８は、第１フィルタ係数αをα１に設定する。そして、第１フィルタ５７は、このα１を用いて、第１演算結果ｃ１（ｎ）を、算出する。第１出力選択部５６は、この第１演算結果ｃ１（ｎ）を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として、出力する。   In this case, the first filter coefficient α is set to α1, and the reverberation estimation signal level y1 (n) is calculated (step S312). Specifically, the first coefficient selection unit 58 sets the first filter coefficient α to α1. Then, the first filter 57 calculates the first calculation result c1 (n) using this α1. The first output selection unit 56 outputs the first calculation result c1 (n) as the reverberation estimation signal level y1 (n).

一方、ステップＳ３１０で、ｘ１（ｎ）≧ｚ１（ｎ）である場合（ステップＳ３１０でＮＯ）、第２比較部５４は、係数制御信号Ｆ２をＯＦＦにする（ステップＳ３１３）。   On the other hand, when x1 (n) ≧ z1 (n) is satisfied in step S310 (NO in step S310), the second comparison unit 54 turns off the coefficient control signal F2 (step S313).

この場合、第１フィルタ係数αの値をα２にして、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）が算出される。即ち、本実施形態では、第１出力選択部５６は、ステップＳ３０９で算出された第１演算結果ｃ１（ｎ）を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として出力する（ステップＳ３１４）。   In this case, the value of the first filter coefficient α is set to α2, and the reverberation estimation signal level y1 (n) is calculated. That is, in the present embodiment, the first output selection unit 56 outputs the first calculation result c1 (n) calculated in step S309 as the reverberation estimation signal level y1 (n) (step S314).

ステップＳ３０５、ステップＳ３１２又はステップＳ３１４で残響推定信号レベルｙ１（ｎ）が算出された後、ステップＳ３０６の処理が行われる。ステップＳ３０６において、ｎ＝Ｎ−１であると判定された場合（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、各残響推定信号レベルｙ１（ｎ）は、平滑フィルタ部５５によって、平滑化され（ステップＳ３１５）、ゲイン係数設定部４２へ出力される。   After the reverberation estimation signal level y1 (n) is calculated in step S305, step S312 or step S314, the process of step S306 is performed. If it is determined in step S306 that n = N−1 (YES in step S306), each reverberation estimation signal level y1 (n) is smoothed by the smoothing filter unit 55 (step S315), and a gain coefficient is obtained. The data is output to the setting unit 42.

次に、残響推定部４１で算出された残響推定信号レベルｙ１（ｎ）について、説明する。図２及び図８に示すように、ステップＳ３０３で、ｘ（ｎ）≧Ｔｈ１と判定された場合、受信信号レベルｘ（ｎ）は、所望エコーの存在を示す程度に十分に大きい。この場合、残響推定部４１は、受信信号Ｓ１のうちの、所望エコー信号領域Ｓ１１を処理していることとなる。この場合の残響推定信号レベルｙ１（ｎ）は、ステップＳ３０５で算出されている。即ち、この場合の残響推定信号レベルｙ１（ｎ）＝ｙ１（ｎ−１）である。   Next, the reverberation estimation signal level y1 (n) calculated by the reverberation estimation unit 41 will be described. As shown in FIGS. 2 and 8, when x (n) ≧ Th1 is determined in step S303, the received signal level x (n) is sufficiently large to indicate the presence of the desired echo. In this case, the reverberation estimation unit 41 is processing the desired echo signal area S11 in the received signal S1. The reverberation estimation signal level y1 (n) in this case is calculated in step S305. That is, the reverberation estimation signal level y1 (n) = y1 (n−1) in this case.

一方、ステップＳ３０３で、ｘ（ｎ）＜Ｔｈ１と判定される場合、受信信号レベルｘ（ｎ）からは、明らかに所望エコーが存在していると判定することはできない。この場合は、第１フィルタ係数αとして、α１又はα２を用いたフィルタ処理（ステップＳ３１２、又はステップＳ３１４）によって、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）が算出される。   On the other hand, if it is determined in step S303 that x (n) <Th1, it cannot be determined that the desired echo is clearly present from the received signal level x (n). In this case, the reverberation estimation signal level y1 (n) is calculated by filter processing (step S312 or step S314) using α1 or α2 as the first filter coefficient α.

より具体的には、受信信号レベルｘ（ｎ）＜第１参照信号レベルｚ１（ｎ）である場合、第１フィルタ係数αの値は、α１に設定される。この場合、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動に対する応答性を高くされた演算によって、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）が算出される（ステップＳ３１２）。この処理（ステップＳ３１２）によって算出された残響推定信号レベルｙ１（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）に対する追従性が高くされている。   More specifically, when the received signal level x (n) <the first reference signal level z1 (n), the value of the first filter coefficient α is set to α1. In this case, the reverberation estimation signal level y1 (n) is calculated by an operation with enhanced responsiveness to fluctuations in the received signal level x (n) (step S312). The reverberation estimation signal level y1 (n) calculated by this processing (step S312) has a high followability to the reception signal level x (n).

また、受信信号レベルｘ（ｎ）≧第１参照信号レベルｚ１（ｎ）である場合、第１フィルタ係数αの値は、α２に設定される（ステップＳ３１３）。この場合、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動に対する変動を抑制された、安定性の高い演算によって、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）が算出される（ステップＳ３１４）。この残響推定信号レベルｙ１（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動に対する過度な変動が抑制されており、高い安定性を有している。   When the received signal level x (n) ≧ first reference signal level z1 (n), the value of the first filter coefficient α is set to α2 (step S313). In this case, the reverberation estimation signal level y1 (n) is calculated by a highly stable calculation in which fluctuations with respect to fluctuations in the received signal level x (n) are suppressed (step S314). The reverberation estimation signal level y1 (n) has high stability because excessive fluctuation with respect to fluctuation of the reception signal level x (n) is suppressed.

次に、（４）ゲイン係数設定部４２における処理の流れを説明する。図９は、ゲイン係数設定部４２の処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。ゲイン係数設定部４２は、まず、各残響推定信号Ｓ２を、ゲイン係数設定部４２から読み出す（ステップＳ４０１）。次に、ゲイン係数設定部４２は、補正定数ｂ２を、補正定数算出部４５から読み出す（ステップＳ４０２）。   Next, (4) the flow of processing in the gain coefficient setting unit 42 will be described. FIG. 9 is a flowchart for explaining an example of the processing flow of the gain coefficient setting unit 42. The gain coefficient setting unit 42 first reads each reverberation estimation signal S2 from the gain coefficient setting unit 42 (step S401). Next, the gain coefficient setting unit 42 reads the correction constant b2 from the correction constant calculation unit 45 (step S402).

次に、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）が、第２しきい値Ｔｈ２より大きいか否かを判定する（ステップＳ４０３）。尚、第２しきい値Ｔｈ２は、前述したように、式（６）であるＴｈ２＝ａ２×ｙ１（ｎ）＋ｂ２によって、算出される。   Next, the gain coefficient setting unit 42 determines whether or not the received signal level x (n) is greater than the second threshold value Th2 (step S403). Note that the second threshold value Th2 is calculated by Th2 = a2 × y1 (n) + b2, which is the equation (6), as described above.

受信信号レベルｘ（ｎ）＞Ｔｈ２の場合（ステップＳ４０３でＹＥＳ）、ゲイン係数設定部４２は、ゲイン係数ｇ（ｎ）＝１を設定する（ステップＳ４０４）。一方、受信信号レベルｘ（ｎ）≦Ｔｈ２の場合（ステップＳ４０３でＮＯ）、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）に応じたゲイン係数ｇ（ｎ）を、設定する（ステップＳ４０５）。この場合、ゲイン係数ｇ（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）が小さいほど、小さくなるように設定される。   When the received signal level x (n)> Th2 (YES in step S403), the gain coefficient setting unit 42 sets the gain coefficient g (n) = 1 (step S404). On the other hand, when the received signal level x (n) ≦ Th2 (NO in step S403), the gain coefficient setting unit 42 sets the gain coefficient g (n) corresponding to the received signal level x (n) (step S405). ). In this case, the gain coefficient g (n) is set to be smaller as the received signal level x (n) is smaller.

ゲイン係数設定部４２は、ゲイン係数ｇ（ｎ）を設定した後、ｎ＝Ｎ−１であるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。ｎ＜Ｎ−１である場合（ステップＳ４０６でＮＯ）、ゲイン係数設定部４２は、ｎをインクリメントし（ステップＳ４０７）、再び、ステップＳ４０３〜Ｓ４０６の処理を行う。   After setting the gain coefficient g (n), the gain coefficient setting unit 42 determines whether n = N−1 (step S406). When n <N−1 (NO in step S406), the gain coefficient setting unit 42 increments n (step S407) and performs the processes of steps S403 to S406 again.

一方、ｎ＝Ｎ−１である場合（ステップＳ４０６でＹＥＳ）、ゲイン係数設定部４２は、ｎ＝０時刻から、Ｎ−１時刻までの各時刻におけるゲイン（ｎ）を算出していることとなる。この場合、ゲイン係数設定部４２の処理は完了する。   On the other hand, when n = N−1 (YES in step S406), the gain coefficient setting unit 42 calculates the gain (n) at each time from time n = 0 to time N−1. Become. In this case, the process of the gain coefficient setting unit 42 is completed.

［プログラム］
本実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、エコー信号処理装置４の処理を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施形態におけるエコー信号処理装置４と、信号処理方法と、を実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、残響推定部４１、ゲイン係数設定部４２、出力制御部４３、予備推定部４４、及び補正定数算出部４５として機能し、処理を行う。なお、エコー信号処理装置４は、このようにソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよいし、ハードウェアによって実現されてもよい。 [program]
The program according to the present embodiment may be a program that causes a computer to execute the processing of the echo signal processing device 4. By installing and executing this program in a computer, the echo signal processing device 4 and the signal processing method in the present embodiment can be realized. In this case, a CPU (Central Processing Unit) of the computer functions as a reverberation estimation unit 41, a gain coefficient setting unit 42, an output control unit 43, a preliminary estimation unit 44, and a correction constant calculation unit 45 to perform processing. The echo signal processing device 4 may be realized by the cooperation of software and hardware as described above, or may be realized by hardware.

以上説明したように、水中探知装置１によると、残響推定部４１は、受信信号レベルｘ（ｎ）毎に、残響信号レベルに関連付けられた第１参照信号レベルｚ１（ｎ）を算出する。この構成によると、残響推定部４１は、複数の受信信号レベルｘ（ｎ）について、個別に残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を算出した上で、ゲイン係数ｇ（ｎ）を設定する。このため、１つの受信信号レベルｘ（ｎ）毎に、きめ細かくゲイン係数ｇ（ｎ）を設定できる。その結果、受信信号Ｓ１のうちの所望エコー信号領域Ｓ１１に対しては、ゲイン係数ｙ（ｎ）（増幅率）を、大きくできる。更に、受信信号Ｓ１のうちの残響信号領域Ｓ１２に対しては、ゲイン係数ｇ（ｎ）を、小さくできる。したがって、エコー信号処理装置４は、受信信号Ｓ１に含まれる残響信号を、より確実に低減でき、且つ、受信信号Ｓ１に含まれる所望エコー信号を、より確実に検出できる。   As described above, according to the underwater detection device 1, the reverberation estimation unit 41 calculates the first reference signal level z1 (n) associated with the reverberation signal level for each reception signal level x (n). According to this configuration, the reverberation estimation unit 41 sets the gain coefficient g (n) after calculating the reverberation estimation signal level y1 (n) individually for a plurality of received signal levels x (n). Therefore, the gain coefficient g (n) can be set finely for each received signal level x (n). As a result, the gain coefficient y (n) (amplification factor) can be increased for the desired echo signal region S11 in the received signal S1. Furthermore, the gain coefficient g (n) can be reduced for the reverberation signal region S12 in the received signal S1. Therefore, the echo signal processing device 4 can more reliably reduce the reverberation signal included in the reception signal S1, and more reliably detect the desired echo signal included in the reception signal S1.

しかも、残響推定部４１は、受信信号レベルｘ（ｎ）毎に、受信信号レベルｘ（ｎ）と第１参照信号レベルｚ１（ｎ）との関係（ステップＳ３１０）に基づいて、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を設定可能である（ステップＳ３１２，Ｓ３１４）。その結果、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を、細かく算出できる。よって、受信信号Ｓ１に含まれる残響信号を、より正確に推定できる。即ち、エコー信号処理装置４は、受信信号Ｓ１に含まれる残響信号を、より確実に低減でき、且つ、受信信号Ｓ１に含まれる所望エコー信号を、より確実に検出できる。   Moreover, the reverberation estimation unit 41 determines the reverberation estimation signal level for each reception signal level x (n) based on the relationship (step S310) between the reception signal level x (n) and the first reference signal level z1 (n). y1 (n) can be set (steps S312 and S314). As a result, the reverberation estimation signal level y1 (n) can be calculated in detail. Therefore, the reverberation signal included in the reception signal S1 can be estimated more accurately. That is, the echo signal processing device 4 can more reliably reduce the reverberation signal included in the reception signal S1, and can more reliably detect the desired echo signal included in the reception signal S1.

また、エコー信号処理装置４は、自船回りの方位方向において、方位毎の受信信号Ｓ１を処理している。これにより、残響信号レベルが方位によって異なる場合でも、残響信号を、細かく正確に推定することができる。その結果、エコー信号処理装置４は、残響信号を、より確実に低減するように、受信信号Ｓ１を処理することができる。   Further, the echo signal processing device 4 processes the reception signal S1 for each azimuth in the azimuth direction around the ship. Thereby, even when the reverberation signal level varies depending on the direction, the reverberation signal can be estimated finely and accurately. As a result, the echo signal processing device 4 can process the reception signal S1 so as to more reliably reduce the reverberation signal.

また、エコー信号処理装置４は、ＴＶＧ（Time Varied Gain）処理に影響を与えない。ＴＶＧ処理は、水中を伝播する超音波が伝播距離の増大にしたがって減衰することに対して、この減衰を補償する処理である。より具体的には、ＴＶＧ処理は、受信信号に対して、この受信信号の伝搬距離にしたがって増大されたゲインを乗算する。これにより、遠方からのエコーを示す受信信号レベルを、近方からのエコーを示す受信信号レベルと同等になるように、処理することができる。エコー信号処理装置４は、このようなＴＶＧ処理に影響を与えないので、自船から遠方の所望エコーを示す受信信号を、低減させないようにできる。   The echo signal processing device 4 does not affect TVG (Time Varied Gain) processing. The TVG process is a process for compensating for the attenuation of ultrasonic waves propagating in water as the propagation distance increases. More specifically, the TVG process multiplies the received signal by a gain increased according to the propagation distance of the received signal. As a result, it is possible to process the received signal level indicating the echo from the far side so as to be equal to the received signal level indicating the echo from the near side. Since the echo signal processing device 4 does not affect such TVG processing, it is possible to prevent a received signal indicating a desired echo far from the own ship from being reduced.

また、水中探知装置１によると、残響推定部４１は、第１フィルタ演算部５３で平滑化された受信信号レベルｘ（ｎ）を、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）として使用する。これにより、残響推定部４１は、受信信号レベルｘ（ｎ）に含まれる残響信号レベルを適切に考慮した、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）を算出できる。その結果、受信信号レベルｘ（ｎ）毎に、より適切なゲイン係数ｇ（ｎ）を設定できる。   Further, according to the underwater detection device 1, the reverberation estimation unit 41 uses the reception signal level x (n) smoothed by the first filter calculation unit 53 as the first reference signal level z1 (n). Thereby, the reverberation estimation part 41 can calculate the 1st reference signal level z1 (n) which considered the reverberation signal level contained in the received signal level x (n) appropriately. As a result, a more appropriate gain coefficient g (n) can be set for each received signal level x (n).

また、水中探知装置１によると、残響推定部４１は、第２比較部５４の判定結果（ステップＳ３１０）に基づいて、第１フィルタ係数αを設定する。また、残響推定部４１は、設定された第１フィルタ係数αを用いて算出した第１演算結果ｃ１（ｎ）を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として出力できる（ステップＳ３１２）。この構成によると、受信信号レベルｘ（ｎ）と、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）のどちらが大きいかという簡易な判定方法に基づいて、第１フィルタ係数αを設定できる。   Further, according to the underwater detection device 1, the reverberation estimation unit 41 sets the first filter coefficient α based on the determination result (step S310) of the second comparison unit 54. Further, the reverberation estimation unit 41 can output the first calculation result c1 (n) calculated using the set first filter coefficient α as the reverberation estimation signal level y1 (n) (step S312). According to this configuration, the first filter coefficient α can be set based on a simple determination method as to which of the received signal level x (n) and the first reference signal level z1 (n) is greater.

また、水中探知装置１によると、受信信号レベルｘ（ｎ）が、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）よりも小さい場合（ステップＳ３１０でＹＥＳ）、第１フィルタ演算部５３は、第１フィルタ係数αの値としてα１を用いて、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を算出する。また、受信信号レベルｘ（ｎ）が、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）よりも大きい場合（ステップＳ３１０でＮＯ）、第１フィルタ演算部５３は、第１フィルタ係数αの値としてα２を用いて、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を算出する。   Further, according to the underwater detection device 1, when the received signal level x (n) is smaller than the first reference signal level z1 (n) (YES in step S310), the first filter calculation unit 53 performs the first filter coefficient The reverberation estimation signal level y1 (n) is calculated using α1 as the value of α. When the received signal level x (n) is higher than the first reference signal level z1 (n) (NO in step S310), the first filter calculation unit 53 uses α2 as the value of the first filter coefficient α. Thus, the reverberation estimation signal level y1 (n) is calculated.

この構成によると、受信信号レベルｘ（ｎ）＜第１参照信号レベルｚ１（ｎ）である場合、エコー信号処理装置４は、受信信号レベルｘ（ｎ）＜残響信号レベルであると捉えていることになる。しかしながら、残響信号は、受信信号Ｓ１の一部であるため、実際には、受信信号Ｓ１レベル＜残響信号レベルとなり得ない。そこで、第１フィルタ演算部５３は、受信信号レベルｘ（ｎ）を平滑化する度合いを小さくするようなフィルタ係数α１で、平滑化処理を行う。これにより、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）に近づくように迅速に低減される。その結果、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を、実際の残響信号レベルに、より近くできる。   According to this configuration, when the received signal level x (n) <the first reference signal level z1 (n), the echo signal processing device 4 considers that the received signal level x (n) <the reverberant signal level. It will be. However, since the reverberation signal is a part of the reception signal S1, the reception signal S1 level <the reverberation signal level cannot actually be satisfied. Therefore, the first filter calculation unit 53 performs a smoothing process with a filter coefficient α1 that reduces the degree of smoothing the received signal level x (n). Thereby, the reverberation estimation signal level y1 (n) is rapidly reduced so as to approach the reception signal level x (n). As a result, the reverberation estimation signal level y1 (n) can be made closer to the actual reverberation signal level.

例えば、所望エコー信号領域Ｓ１１を処理している状態から、残響信号領域Ｓ１２を処理している状態に移行した場合に、受信信号レベルｘ（ｎ）＜第１参照信号レベルｚ１（ｎ）となり易い。このような場合でも、上述したように、受信信号レベルｘ（ｎ）に含まれる残響信号レベルを、より正確に推定できる。   For example, when the state where the desired echo signal region S11 is processed is shifted to the state where the reverberation signal region S12 is processed, the reception signal level x (n) <the first reference signal level z1 (n) is likely to occur. . Even in such a case, as described above, the reverberation signal level included in the reception signal level x (n) can be estimated more accurately.

また、受信信号レベルｘ（ｎ）＞第１参照信号レベルｚ１（ｎ）である場合、エコー信号処理装置４は、受信信号レベルｘ（ｎ）＞残響信号レベルであると捉えていることになる。このため、エコー信号処理装置４は、残響信号レベルを、比較的正確に推定できていると考えることができる。したがって、この場合、第１フィルタ演算部５３は、受信信号レベルｘ（ｎ）の平滑化の度合いを大きくした状態（第１フィルタ係数αとしてのα２）で、平滑化処理を行う。これにより、残響推定部４１は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を、より正確に算出できる。   Further, when the received signal level x (n)> the first reference signal level z1 (n), the echo signal processing device 4 recognizes that the received signal level x (n)> the reverberant signal level. . For this reason, the echo signal processing device 4 can be considered to be able to estimate the reverberation signal level relatively accurately. Therefore, in this case, the first filter calculation unit 53 performs the smoothing process in a state where the degree of smoothing of the received signal level x (n) is increased (α2 as the first filter coefficient α). Thereby, the reverberation estimation unit 41 can calculate the reverberation estimation signal level y1 (n) more accurately.

また、水中探知装置１によると、第１フィルタ演算部５３は、第１フィルタ係数αとしてのα２を用いた第１演算結果ｃ１（ｎ）を、第１参照信号レベルｚ１（ｎ）として用いることができる（ステップＳ３０９）。その上、第１フィルタ演算部５３は、この第１演算結果ｃ１（ｎ）を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）としても用いることが可能となる（ステップＳ３１４）。これにより、エコー信号処理装置４における計算負荷を、より低減できる。   Further, according to the underwater detection device 1, the first filter calculation unit 53 uses the first calculation result c1 (n) using α2 as the first filter coefficient α as the first reference signal level z1 (n). (Step S309). In addition, the first filter calculation unit 53 can use the first calculation result c1 (n) as the reverberation estimation signal level y1 (n) (step S314). Thereby, the calculation load in the echo signal processing device 4 can be further reduced.

また、水中探知装置１によると、残響推定部４１は、受信信号レベルｘ（ｎ）が第１しきい値Ｔｈ１以上である場合、残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）を、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として用いる。この構成によると、受信信号レベルｘ（ｎ）が第１しきい値Ｔｈ１を超えている場合、受信信号レベルｘ（ｎ）は、急峻に大きくなっている。この場合、受信信号Ｓ１は、残響信号領域Ｓ１２から、所望エコー領域Ｓ１１に移行していると考えられる。この場合、残響推定部４１は、所望エコー信号領域Ｓ１１を処理する直前における残響推定信号レベルを、そのまま、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）として用いることができる。これにより、受信信号レベルｘ（ｎ）の急峻な増大にともなって、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）が、不必要に増大することを防止できる。したがって、ゲイン係数設定部４２において、所望エコー信号を含む受信信号Ｓ１についてのゲイン係数ｇ（ｎ）が、誤って小さく設定されることを防止できる。   Further, according to the underwater detection device 1, the reverberation estimation unit 41 determines the reverberation estimation signal level y1 (n-1) as the reverberation estimation signal level when the reception signal level x (n) is equal to or higher than the first threshold Th1. Used as y1 (n). According to this configuration, when the received signal level x (n) exceeds the first threshold value Th1, the received signal level x (n) increases sharply. In this case, it is considered that the received signal S1 has shifted from the reverberation signal region S12 to the desired echo region S11. In this case, the reverberation estimation unit 41 can use the reverberation estimation signal level immediately before processing the desired echo signal region S11 as the reverberation estimation signal level y1 (n). As a result, it is possible to prevent the reverberation estimation signal level y1 (n) from increasing unnecessarily as the reception signal level x (n) increases sharply. Therefore, the gain coefficient setting unit 42 can prevent the gain coefficient g (n) for the received signal S1 including the desired echo signal from being set to be small by mistake.

また、水中探知装置１によると、残響推定部４１は、受信信号レベルｘ（ｎ）が第１しきい値Ｔｈ１未満である場合（ステップＳ３０３でＮＯ）に、受信信号レベルｘ（ｎ）と、対応する第１参照信号レベルｚ１（ｎ）との関係に基づいて、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）を設定可能である。この構成によると、残響信号領域Ｓ１２が処理されている場合に、各受信信号レベルｘ（ｎ）に、きめ細かくゲイン係数ｇ（ｎ）を設定できる（ステップＳ３１２，Ｓ３１４）。その結果、残響推定部４１は、受信信号Ｓ１中の残響信号を、より確実に低減できる。   Further, according to the underwater detection device 1, the reverberation estimation unit 41 determines that the received signal level x (n) is equal to or less than the first threshold value Th1 (NO in step S303). The reverberation estimation signal level y1 (n) can be set based on the relationship with the corresponding first reference signal level z1 (n). According to this configuration, when the reverberation signal region S12 is processed, the gain coefficient g (n) can be finely set for each received signal level x (n) (steps S312 and S314). As a result, the reverberation estimation unit 41 can more reliably reduce the reverberation signal in the reception signal S1.

また、水中探知装置１によると、第１しきい値Ｔｈ１は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ−１）に比例する値と、所定の第１補正定数ｂ１と、を加算した値である。この構成によると、残響推定部４１は、受信信号レベルｘ（ｎ）が急峻に増加しているか否かを、より正確に検出できる。   Further, according to the underwater detection device 1, the first threshold value Th1 is a value obtained by adding a value proportional to the reverberation estimation signal level y1 (n-1) and a predetermined first correction constant b1. According to this configuration, the reverberation estimation unit 41 can more accurately detect whether or not the received signal level x (n) has increased sharply.

また、水中探知装置１によると、補正定数算出部４５は、複数の受信信号レベルｘ（ｎ）を平滑化して得られた予備推定信号レベルｙ２（ｎ）に基づいて、第１補正定数ｂ１を設定する。この構成によると、第１しきい値Ｔｈ１を、送受信装置３の感度及び増幅率に応じた適正な値にできる。   Further, according to the underwater detection device 1, the correction constant calculation unit 45 calculates the first correction constant b1 based on the preliminary estimated signal level y2 (n) obtained by smoothing the plurality of reception signal levels x (n). Set. According to this configuration, the first threshold value Th1 can be set to an appropriate value according to the sensitivity and amplification factor of the transmission / reception device 3.

また、水中探知装置１によると、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）が第２しきい値Ｔｈ２より大きい場合（ステップＳ４０３でＹＥＳ）、受信信号レベルｘ（ｎ）に拘らず、ゲイン係数ｇ（ｎ）を、一定の値（本実施形態では、１）に設定する。この構成によると、受信信号レベルｘ（ｎ）が十分に大きい場合には、この受信信号レベルｘ（ｎ）は、所望エコーの存在を示していると考えられる。この場合、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）に拘わらず、十分に大きな、一定のゲイン係数ｇ（ｎ）を設定できる。これにより、所望エコー信号領域Ｓ１１の受信信号レベルｘ（ｎ）を、十分に大きくできる。   Further, according to the underwater detection device 1, the gain coefficient setting unit 42, regardless of the reception signal level x (n), when the reception signal level x (n) is greater than the second threshold Th2 (YES in Step S403). The gain coefficient g (n) is set to a constant value (1 in this embodiment). According to this configuration, when the received signal level x (n) is sufficiently large, the received signal level x (n) is considered to indicate the presence of a desired echo. In this case, the gain coefficient setting unit 42 can set a sufficiently large and constant gain coefficient g (n) regardless of the reception signal level x (n). Thereby, the received signal level x (n) of the desired echo signal area S11 can be sufficiently increased.

一方、受信信号レベルｘ（ｎ）が第２しきい値Ｔｈ２以下である場合（ステップＳ４０３でＮＯ）、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）が小さいほど、ゲイン係数ｇ（ｎ）を小さく設定する。この構成によると、ゲイン係数設定部４２は、受信信号レベルｘ（ｎ）が小さいほど、ゲイン係数ｇ（ｎ）を小さく設定することで、残響信号領域Ｓ１２の受信信号レベルｘ（ｎ）を、より確実に低減できる。   On the other hand, when the received signal level x (n) is equal to or lower than the second threshold Th2 (NO in step S403), the gain coefficient setting unit 42 increases the gain coefficient g (n) as the received signal level x (n) decreases. ) Is set smaller. According to this configuration, the gain coefficient setting unit 42 sets the received signal level x (n) in the reverberation signal region S12 by setting the gain coefficient g (n) to be smaller as the received signal level x (n) is smaller. It can be reduced more reliably.

また、水中探知装置１によると、第２しきい値Ｔｈ２は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）に比例する値と、第２補正定数ｂ２と、を加算した値である。この構成によると、ゲイン係数設定部４２は、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）に対応した、適切な値を、第２しきい値Ｔｈ２として設定できる。   Further, according to the underwater detection device 1, the second threshold value Th2 is a value obtained by adding a value proportional to the reverberation estimation signal level y1 (n) and the second correction constant b2. According to this configuration, the gain coefficient setting unit 42 can set an appropriate value corresponding to the reverberation estimation signal level y1 (n) as the second threshold Th2.

また、水中探知装置１によると、補正定数算出部４５は、複数の受信信号レベルｘ（ｎ）を平滑化処理して得られた予備推定信号レベルｙ２（ｎ）に基づいて、第２補正定数ｂ２を設定する。この構成によると、第２しきい値Ｔｈ２を、送受信装置３の感度及び増幅率に応じた適正な値にできる。   Further, according to the underwater detection device 1, the correction constant calculation unit 45 performs the second correction constant based on the preliminary estimated signal level y2 (n) obtained by smoothing the plurality of reception signal levels x (n). Set b2. According to this configuration, the second threshold value Th2 can be set to an appropriate value according to the sensitivity and amplification factor of the transmission / reception device 3.

以上の次第で、水中探知装置１によると、魚群エコー信号等の、所望エコー信号は低減されず、残響信号は低減された結果としての表示用データＤ１（ｎ）を得ることができる。   As described above, according to the underwater detection device 1, the desired echo signal such as the fish school echo signal is not reduced, and the display data D1 (n) as a result of the reduction of the reverberation signal can be obtained.

［第２実施形態］
図１０は、本発明の第２実施形態に係る水中探知装置の残響推定部４１Ａの構成を示すブロック図である。図１１は、受信信号Ｓ１を示すグラフである。図１１では、残響推定部４１Ａで生成された残響推定信号Ｓ２Ａも示している。本実施形態では、残響推定部４１Ａに平滑フィルタ部５５が設けられていない。この点以外について、残響推定部４１Ａは、残響推定部４１と同様の構成を有している。 [Second Embodiment]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a reverberation estimation unit 41A of the underwater detection device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a graph showing the received signal S1. FIG. 11 also shows a reverberation estimation signal S2A generated by the reverberation estimation unit 41A. In the present embodiment, the smoothing filter unit 55 is not provided in the reverberation estimation unit 41A. Except for this point, the reverberation estimation unit 41A has the same configuration as the reverberation estimation unit 41.

図２及び図１１に示すように、残響推定信号Ｓ２Ａは、残響推定信号Ｓ２と比べて、若干荒い形状となっている。しかしながら、残響推定信号Ｓ２Ａにおいても、残響推定信号Ｓ２と略同様の波形が実現されている。即ち、残響推定部４１Ａは、残響推定部４１と同様に、残響信号を正確に推定できている。   As shown in FIGS. 2 and 11, the reverberation estimation signal S2A has a slightly rougher shape than the reverberation estimation signal S2. However, in the reverberation estimation signal S2A, a waveform substantially similar to that of the reverberation estimation signal S2 is realized. That is, similarly to the reverberation estimation unit 41, the reverberation estimation unit 41A can accurately estimate the reverberation signal.

［第３実施形態］
図１２は、本発明の第３実施形態に係る水中探知装置の残響推定部４１Ｂの構成を示すブロック図である。図１３は、残響推定部４１Ｂにおける処理の流れの一例を説明するためフローチャートである。図１４は、受信信号Ｓ１を示すグラフである。図１４では、残響推定部４１Ｂで生成された残響推定信号Ｓ２Ｂも示している。 [Third Embodiment]
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a reverberation estimation unit 41B of the underwater detection device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 13 is a flowchart for explaining an example of a process flow in the reverberation estimation unit 41B. FIG. 14 is a graph showing the received signal S1. FIG. 14 also shows a reverberation estimation signal S2B generated by the reverberation estimation unit 41B.

図１２、図１３及び図１４に示すように、第３実施形態における残響推定部４１Ｂは、第１比較部５１を有していない。残響推定部４１Ｂは、出力制御信号Ｆ１が常にＯＦＦである場合の残響推定部４１の動作と同様に、動作する。また、残響推定部４１Ｂは、第１比較部５１を有していないため、第１補正定数ｂ１を用いない。以下、残響推定部４１Ｂの動作の詳細を説明する。   As shown in FIGS. 12, 13, and 14, the reverberation estimation unit 41 </ b> B in the third embodiment does not include the first comparison unit 51. The reverberation estimation unit 41B operates similarly to the operation of the reverberation estimation unit 41 when the output control signal F1 is always OFF. Moreover, since the reverberation estimation unit 41B does not include the first comparison unit 51, the first correction constant b1 is not used. Hereinafter, details of the operation of the reverberation estimation unit 41B will be described.

図１３に示すフローチャートのステップは、図８に示す第１実施形態のフローチャートのうち、第１比較部５１における処理が省略されたステップとなっている。具体的には、残響推定部４１は、まず、受信信号Ｓ１を、受信ビーム形成部３５から読み出す（ステップＳ５０１）。   The steps of the flowchart shown in FIG. 13 are steps in which the processing in the first comparison unit 51 is omitted from the flowchart of the first embodiment shown in FIG. Specifically, the reverberation estimation unit 41 first reads the reception signal S1 from the reception beam forming unit 35 (step S501).

以下、図１３のステップＳ５０２〜Ｓ５０７は、それぞれ、図８のステップＳ３０９〜Ｓ３１４と同様である。また、図１３のステップＳ５０８、Ｓ５０９は、それぞれ、図８のステップＳ３０６、Ｓ３０７と同様である。   Hereinafter, steps S502 to S507 in FIG. 13 are the same as steps S309 to S314 in FIG. 8, respectively. Steps S508 and S509 in FIG. 13 are the same as steps S306 and S307 in FIG. 8, respectively.

ステップＳ５０８において、ｎ＝Ｎ−１であると判定された場合（ステップＳ５０８でＹＥＳ）、残響推定信号レベルｙ１（ｎ）の算出は、完了する。   If it is determined in step S508 that n = N−1 (YES in step S508), the calculation of the reverberation estimation signal level y1 (n) is completed.

次に、残響推定部４１Ｂによって、算出された残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）について、説明する。図１３及び図１４に示すように、残響推定部４１は、第１フィルタ係数αの値としてα１又はα２を用いたフィルタ処理（ステップＳ５０５、又はステップＳ５０７）によって、残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）を算出する。   Next, the reverberation estimation signal level y1B (n) calculated by the reverberation estimation unit 41B will be described. As shown in FIGS. 13 and 14, the reverberation estimation unit 41 performs reverberation estimation signal level y1B (n) by filter processing (step S505 or step S507) using α1 or α2 as the value of the first filter coefficient α. Is calculated.

より具体的には、受信信号レベルｘ（ｎ）＜第１参照信号レベルｚ１（ｎ）である場合、第１フィルタ係数αの値としてα１が設定される。この場合、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動に対する応答性を高くされた演算によって、残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）が算出される（ステップＳ５０５）。この演算によって算出された残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）に対する追従性が高くされている。特に、所望エコー信号領域Ｓ１１から、残響信号領域Ｓ１２に切り替わる個所の近傍において、残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）を急峻に低下できている。   More specifically, when the received signal level x (n) <the first reference signal level z1 (n), α1 is set as the value of the first filter coefficient α. In this case, the reverberation estimation signal level y1B (n) is calculated by an operation with enhanced responsiveness to fluctuations in the received signal level x (n) (step S505). The reverberation estimation signal level y1B (n) calculated by this calculation has high followability with respect to the reception signal level x (n). In particular, the reverberation estimation signal level y1B (n) can be sharply reduced in the vicinity of the portion where the desired echo signal region S11 switches to the reverberation signal region S12.

また、受信信号レベルｘ（ｎ）≧第１参照信号レベルｚ１（ｎ）である場合（ステップＳ５０３でＮＯ）、第１フィルタ係数αの値としてα２が設定される。この場合、受信信号レベルｘ（ｎ）の変動を平滑化することによって、残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）が算出される（ステップＳ５０７）。この演算によって算出された残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）は、高い安定性を有している。   Also, when the received signal level x (n) ≧ first reference signal level z1 (n) (NO in step S503), α2 is set as the value of the first filter coefficient α. In this case, the reverberation estimation signal level y1B (n) is calculated by smoothing the fluctuation of the reception signal level x (n) (step S507). The reverberation estimation signal level y1B (n) calculated by this calculation has high stability.

このように、第３実施形態に係る水中探知装置の残響推定部４１Ｂは、第１比較部５１を有していない。しかしながら、第２比較部５４によって、第１フィルタ係数αが適宜変更されることにより、残響推定部４１Ｂは、より適切な残響推定信号Ｓ２Ｂを生成できる。   Thus, the reverberation estimation unit 41B of the underwater detection device according to the third embodiment does not include the first comparison unit 51. However, the reverberation estimation unit 41B can generate a more appropriate reverberation estimation signal S2B by appropriately changing the first filter coefficient α by the second comparison unit 54.

［第４実施形態］
図１５は、本発明の第４実施形態に係る水中探知装置のエコー信号処理装置４Ｃの構成を示すブロック図である。図１５に示すように、残響推定部４１Ｃは、予備推定部４４と、補正定数算出部４５（図１参照）と、を有していない。残響推定部４１Ｃの残響推定部４１は、予め設定された固定値として、第１補正定数ｂ１を記憶している。また、残響推定部４１Ｃのゲイン係数設定部４２は、予め設定された固定値として、第２補正定数ｂ２を記憶している。残響推定部４１Ｃは、上記の構成以外、残響推定部４１（図１参照）と同様の構成を有している。 [Fourth Embodiment]
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an echo signal processing device 4C of the underwater detection device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, the reverberation estimation unit 41C does not include the preliminary estimation unit 44 and the correction constant calculation unit 45 (see FIG. 1). The reverberation estimation unit 41 of the reverberation estimation unit 41C stores the first correction constant b1 as a preset fixed value. Further, the gain coefficient setting unit 42 of the reverberation estimation unit 41C stores the second correction constant b2 as a preset fixed value. The reverberation estimation unit 41C has the same configuration as the reverberation estimation unit 41 (see FIG. 1) except for the above configuration.

このような構成であっても、残響推定部４１Ｃは、残響推定信号を、実際の残響信号に近い信号として生成することができる。   Even with such a configuration, the reverberation estimation unit 41C can generate the reverberation estimation signal as a signal close to the actual reverberation signal.

以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明はこれらに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

［変形例］
（１）上記実施形態において、水中探知装置はスキャニングソナーであるとして説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、水中探知装置は、サーチライトソナーであってもよい。なお、水中探知装置がサーチライトソナーである場合、受信ビーム形成部３５は不要である。また、水中探知装置は、魚群探知機であってもよい。 [Modification]
(1) In the above embodiment, the underwater detection device is described as being a scanning sonar, but this need not be the case. For example, the underwater detection device may be a searchlight sonar. When the underwater detection device is a search light sonar, the reception beam forming unit 35 is not necessary. The underwater detection device may be a fish finder.

（２）また、上述の実施形態では、本発明を水中探知装置に適用した場合の一例を説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、本発明のエコー信号処理装置を、レーダ装置に適用してもよい。   (2) In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an underwater detection device has been described. However, this need not be the case. For example, the echo signal processing device of the present invention may be applied to a radar device.

図１６は、本発明の変形例に係るレーダ装置１０１の構成を示すブロック図である。レーダ装置１０１は、漁船等の船舶に備えられる舶用レーダである。レーダ装置１０１は、他船等の物標の探知に用いられる。   FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus 101 according to a modification example of the present invention. The radar device 101 is a marine radar provided in a vessel such as a fishing boat. The radar apparatus 101 is used for detecting a target such as another ship.

レーダ装置１０１は、アンテナ（送受波器）１０２と、送受信装置１０３と、エコー信号処理装置４と、表示装置５と、を備えている。   The radar apparatus 101 includes an antenna (transmitter / receiver) 102, a transmission / reception apparatus 103, an echo signal processing apparatus 4, and a display apparatus 5.

アンテナ１０２は、指向性の強いパルス状電波を送信及び受信可能なレーダアンテナである。アンテナ１０２は、例えば、船体のマストに取り付けられており、鉛直軸回りを回転可能に構成されている。アンテナ１０２は、パルス状電波の送信方向を変えながら（アンテナ角度を変えながら）、空中を進行する電波の送受信を繰り返し行うように構成されている。これにより、レーダ装置１０１は、自船周囲の平面上の物標を、３６０°にわたり探知することができる。アンテナ１０２へのパルス状電波の供給、及び、アンテナ１０２で受信された受信信号の処理は、送受信装置１０３によって行われる。   The antenna 102 is a radar antenna that can transmit and receive pulsed radio waves with high directivity. The antenna 102 is attached to, for example, the mast of the hull, and is configured to be rotatable around the vertical axis. The antenna 102 is configured to repeatedly transmit and receive radio waves traveling in the air while changing the transmission direction of pulsed radio waves (changing the antenna angle). Thereby, the radar apparatus 101 can detect the target on the plane around the ship over 360 °. Supply of pulsed radio waves to the antenna 102 and processing of received signals received by the antenna 102 are performed by the transmission / reception device 103.

送受信装置１０３は、アンテナ１０２へ送信波としての電磁波を出力するように構成されている。送受信装置１０３は、アンテナ１０２で受信された受信信号を、増幅処理する。また、送受信装置１０３は、増幅処理された受信信号を所定の時間間隔でサンプリングして、受信信号Ｓ１と同様の受信信号を生成する。エコー信号処理装置４は、この受信信号を処理することにより、表示用データを生成する。表示装置５は、この表示用データによって特定される画像を表示する。   The transmission / reception device 103 is configured to output an electromagnetic wave as a transmission wave to the antenna 102. The transmission / reception device 103 amplifies the reception signal received by the antenna 102. The transmission / reception device 103 samples the amplified reception signal at a predetermined time interval to generate a reception signal similar to the reception signal S1. The echo signal processing device 4 generates display data by processing the received signal. The display device 5 displays an image specified by the display data.

このレーダ装置１０１によると、他船、及びブイ等からの所望エコーを低減することなく、クラッタ等の不要な信号（残響信号）は低減されるように、受信信号を処理することができる。   According to the radar apparatus 101, the received signal can be processed so that unnecessary signals (reverberation signal) such as clutter are reduced without reducing desired echoes from other ships, buoys, and the like.

試験例１：第１実施形態の残響推定部４１（図３参照）を、試験例１として作製した。
試験例２：第２実施形態の残響推定部４１Ａ（図１０参照）を、試験例２として作製した。
試験例３：第３実施形態の残響推定部４１Ｂ（図１２参照）を、試験例３として作製した。
比較例 ：図１７に示す残響推定部４１ｒを、比較例として作製した。 Test Example 1: The reverberation estimation unit 41 (see FIG. 3) of the first embodiment was produced as Test Example 1.
Test Example 2: The reverberation estimation unit 41A (see FIG. 10) of the second embodiment was produced as Test Example 2.
Test Example 3: The reverberation estimation unit 41B (see FIG. 12) of the third embodiment was produced as Test Example 3.
Comparative Example: A reverberation estimation unit 41r shown in FIG. 17 was produced as a comparative example.

図１７及び図１８に示すように、残響推定部４１ｒは、ＩＩＲフィルタからなる。残響推定部４１ｒは、残響推定信号レベルｙｒ１（ｎ）を算出する。具体的には、残響推定部４１ｒは、乗算器６１ｒと、加算器６２ｒと、遅延器６３ｒと、乗算器６４ｒと、を有している。乗算器６１ｒは、第１フィルタ係数αの値としてα２を、受信信号Ｓ１の受信信号レベルｘ（ｎ）に乗算する。また、乗算器６４ｒは、（１−α２）を、残響推定信号レベルｙ１ｒ（ｎ−１）に乗算する。この構成により、残響推定部４１ｒは、下記に示す残響推定信号レベルｙ１ｒ（ｎ）を算出する。
ｙ１ｒ（ｎ）＝α２×ｘ（ｎ）＋（１−α２）×ｙ１ｒ（ｎ−１） As shown in FIGS. 17 and 18, the reverberation estimation unit 41r is formed of an IIR filter. The reverberation estimation unit 41r calculates a reverberation estimation signal level yr1 (n). Specifically, the reverberation estimation unit 41r includes a multiplier 61r, an adder 62r, a delay unit 63r, and a multiplier 64r. The multiplier 61r multiplies the received signal level x (n) of the received signal S1 by α2 as the value of the first filter coefficient α. The multiplier 64r multiplies (1-α2) by the reverberation estimation signal level y1r (n−1). With this configuration, the reverberation estimation unit 41r calculates a reverberation estimation signal level y1r (n) shown below.
y1r (n) = α2 × x (n) + (1−α2) × y1r (n−1)

試験例１〜３、及び比較例のそれぞれについて、同一の受信信号Ｓ１から、残響推定信号を生成させた。結果を図１８に示す。図１８は、試験例１〜３、及び比較例のそれぞれにおける、受信信号及び残響推定信号を示すグラフ図である。   For each of the test examples 1 to 3 and the comparative example, a reverberation estimation signal was generated from the same received signal S1. The results are shown in FIG. FIG. 18 is a graph illustrating received signals and reverberation estimation signals in Test Examples 1 to 3 and Comparative Example.

図１８に示すように、比較例では、所望エコー信号領域Ｓ１１における、残響推定信号レベルｙ１ｒ（ｎ）が、時間の経過とともに増加している。そして、所望エコー信号領域Ｓ１１の後の残響信号領域Ｓ１２では、残響推定信号レベルｙ１ｒ（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）を完全に上回っている。しかしながら、残響信号は、受信信号Ｓ１の一部であるため、受信信号レベルｘ（ｎ）を超える残響推定信号レベルｙ１ｒ（ｎ）は、現実に則していない。したがって、比較例では、受信信号Ｓ１に含まれる残響信号を、正確に推定できていない。   As shown in FIG. 18, in the comparative example, the reverberation estimation signal level y1r (n) in the desired echo signal region S11 increases with the passage of time. In the reverberation signal area S12 after the desired echo signal area S11, the reverberation estimation signal level y1r (n) is completely higher than the reception signal level x (n). However, since the reverberation signal is a part of the reception signal S1, the reverberation estimation signal level y1r (n) exceeding the reception signal level x (n) is not realistic. Therefore, in the comparative example, the reverberation signal included in the reception signal S1 cannot be accurately estimated.

試験例３では、第１参照信号レベルが受信信号レベルｘ（ｎ）を上回っている間、第１フィルタ係数αに第１の値α１を用いて残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）が算出されている。即ち、パターン２の処理が実行されている。これにより、残響信号領域Ｓ１２のうち所望エコー信号領域Ｓ１１の直後の領域Ｓ１３において、残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）は、受信信号レベルｘ（ｎ）と略一致している。また、試験例３では、第１参照信号レベルが受信信号レベルｘ（ｎ）以下であるときは、比較例と同様に、第１フィルタ係数αに第２の値α２を用いて残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）が算出されている。即ち、パターン３の処理が実行されている。これにより、所望エコー信号を含まない領域においては、残響推定信号レベルｙ１Ｂ（ｎ）は、安定した低い値を示している。このように、試験例３では、残響信号を精度よく推定できていることが実証された。   In Test Example 3, while the first reference signal level exceeds the reception signal level x (n), the reverberation estimation signal level y1B (n) is calculated using the first value α1 as the first filter coefficient α. Yes. That is, the process of pattern 2 is executed. Thus, in the region S13 immediately after the desired echo signal region S11 in the reverberation signal region S12, the reverberation estimation signal level y1B (n) substantially matches the received signal level x (n). In Test Example 3, when the first reference signal level is equal to or lower than the received signal level x (n), the reverberation estimation signal level is calculated using the second value α2 as the first filter coefficient α, as in the comparative example. y1B (n) is calculated. That is, the pattern 3 process is executed. Thereby, in the area | region which does not contain a desired echo signal, the reverberation estimation signal level y1B (n) has shown the stable low value. Thus, in Test Example 3, it was proved that the reverberation signal was accurately estimated.

試験例２では、受信信号レベルｘ（ｎ）が第１しきい値Ｔｈ１以上であるときには、残響推定信号レベルｙ１Ａ（ｎ）の更新が停止されている。即ち、パターン１の処理が実行されている。これにより、所望エコー信号領域Ｓ１１では、残響推定信号レベルｙ１Ａ（ｎ）は、一定の低い値となっている。また、試験例２では、試験例３と同様に、第１参照信号レベルと受信信号レベルｘ（ｎ）との比較に基づいて、第１フィルタ係数αに第１の値α１あるいは第２の値α２を用いて残響推定信号レベルｙ１Ａ（ｎ）が算出されている。以上より、試験例２では、所望エコー信号の影響を排除することによって、残響信号を極めて精度よく推定できていることが実証された。   In Test Example 2, when the received signal level x (n) is equal to or higher than the first threshold value Th1, updating of the reverberation estimation signal level y1A (n) is stopped. That is, the pattern 1 process is executed. As a result, in the desired echo signal region S11, the reverberation estimation signal level y1A (n) is a constant low value. In Test Example 2, as in Test Example 3, based on the comparison between the first reference signal level and the received signal level x (n), the first filter coefficient α has the first value α1 or the second value. The reverberation estimation signal level y1A (n) is calculated using α2. From the above, it was demonstrated in Test Example 2 that the reverberation signal can be estimated with extremely high accuracy by eliminating the influence of the desired echo signal.

また、試験例１では、実施例２の残響推定信号Ｓ２Ａに平滑フィルタ処理が施された残響推定信号Ｓ２が出力されている。このため、残響推定信号Ｓ２は、より滑らかな波形を示している。よって、実施例１では、残響信号を、より一層精度よく推定できていることが実証された。   In Test Example 1, a reverberation estimation signal S2 obtained by performing smoothing filter processing on the reverberation estimation signal S2A of Example 2 is output. For this reason, the reverberation estimation signal S2 shows a smoother waveform. Therefore, in Example 1, it was proved that the reverberation signal could be estimated more accurately.

本発明は、エコー信号処理装置、水中探知装置、レーダ装置、エコー信号処理方法、及びエコー信号処理プログラムとして広く適用することができる。   The present invention can be widely applied as an echo signal processing device, an underwater detection device, a radar device, an echo signal processing method, and an echo signal processing program.

４ エコー信号処理装置
４１ 残響推定部
４２ ゲイン係数設定部
４３ 出力制御部（乗算部）
ｇ（ｎ） ゲイン係数
ｚ１（ｎ） 第１参照信号レベル（参照信号レベル）
Ｓ１ 受信信号
ｘ（ｎ） 受信信号レベル
ｙ１（ｎ） 残響推定信号レベル
4 Echo Signal Processing Device 41 Reverberation Estimation Unit 42 Gain Coefficient Setting Unit 43 Output Control Unit (Multiplication Unit)
g (n) gain coefficient z1 (n) first reference signal level (reference signal level)
S1 reception signal x (n) reception signal level y1 (n) reverberation estimation signal level

Claims (12)

受信信号を所定の時間間隔でサンプリングして得られる複数の受信信号レベルを用いて、複数の前記受信信号レベルのそれぞれに含まれる残響信号レベルの推定結果としての、複数の残響推定信号レベルを算出する、残響推定部と、
複数の前記受信信号レベルが、それぞれ、対応する前記残響推定信号レベルに関連する所定の第２しきい値より大きい場合、ゲイン係数を一定の値に設定し、前記受信信号レベルが所定の第２しきい値より小さい場合、前記受信信号レベルが小さいほど前記ゲイン係数を小さく設定する、ゲイン係数設定部と、
複数の前記受信信号レベルに、対応する前記ゲイン係数をそれぞれ乗算する乗算部と、を備え、
前記残響推定部は、
複数の前記受信信号レベルを平滑化するフィルタと、
各前記受信信号レベルと、各該受信信号レベルに対応して算出され前記フィルタによって平滑化された前記受信信号レベルとしての参照信号レベルと、の大小関係を判定する大小判定部と、
を有し、
前記フィルタは、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも小さい場合、フィルタ係数として所定の第１の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化する一方、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも大きい場合、前記フィルタ係数として前記第１の値よりも平滑化を大きくする第２の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化し、この平滑化によって得られた信号レベルを、前記残響推定信号レベルとして出力することを特徴とする、エコー信号処理装置。 Using a plurality of received signal levels obtained by sampling the received signal at predetermined time intervals, a plurality of reverberation estimated signal levels are calculated as estimation results of the reverberant signal levels included in each of the plurality of received signal levels. A reverberation estimation unit;
A plurality of the received signal level, respectively, when the corresponding second threshold greater than the predetermined related to the reverberation estimation signal level, set the gain coefficient to a constant value, the received signal level is the predetermined first If more than 2 thresholds smaller is set smaller the gain coefficient as the received signal level is small, the gain coefficient setting unit,
A multiplier that multiplies each of the received signal levels by the corresponding gain coefficient, and
The reverberation estimation unit
A filter for smoothing a plurality of received signal levels;
A magnitude determining unit that determines a magnitude relationship between each received signal level and a reference signal level as the received signal level calculated and smoothed by the filter corresponding to each received signal level;
Have
The filter, the received signal level, corresponding smaller than the reference signal level, a plurality of the received signal level by calculating the reverberation estimation signal level using a predetermined first value as filter coefficients When the received signal level is higher than the corresponding reference signal level, the reverberation estimation signal is used as the filter coefficient by using a second value that makes the smoothing larger than the first value. An echo signal processing apparatus characterized in that a plurality of received signal levels are smoothed by calculating a level, and a signal level obtained by the smoothing is output as the reverberation estimation signal level. 請求項１に記載のエコー信号処理装置であって、
前記フィルタは、前記フィルタ係数として前記第２の値を用いて、前記参照信号レベルを算出することを特徴とする、エコー信号処理装置。 The echo signal processing device according to claim 1,
The echo signal processing apparatus, wherein the filter calculates the reference signal level using the second value as the filter coefficient. 請求項１又は請求項２に記載のエコー信号処理装置であって、
前記残響推定部は、レベル判定部を含み、
前記レベル判定部は、前記受信信号レベル毎に、前記受信信号レベルがサンプリングされた第１時刻よりも過去の第２時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルに対応する前記残響推定信号レベルよりも大きな第１しきい値と、前記第１時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルとの関係を判定し、
前記残響推定部は、前記第１時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルが前記第１しきい値より大きい場合、前記第２時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルにおける前記残響推定信号レベルを、前記第１時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルにおける前記残響推定信号レベルとして用いることを特徴とする、エコー信号処理装置。 The echo signal processing device according to claim 1 or 2,
The reverberation estimation unit includes a level determination unit,
The level determination unit is greater than the reverberation estimation signal level corresponding to the reception signal level sampled at the second time in the past than the first time at which the reception signal level was sampled for each reception signal level. Determining a relationship between a first threshold and the received signal level sampled at the first time;
The reverberation estimation unit, when the received signal level sampled at the first time is greater than the first threshold, the reverberation estimated signal level at the received signal level sampled at the second time, An echo signal processing apparatus, which is used as the reverberation estimation signal level in the reception signal level sampled at a first time. 請求項３に記載のエコー信号処理装置であって、
前記残響推定部は、前記第１時刻でサンプリングされた前記受信信号レベルが前記第１しきい値より小さい場合、前記受信信号レベルと、対応する前記参照信号レベルとの関係に基づいて、前記残響推定信号レベルを算出することを特徴とする、エコー信号処理装置。 The echo signal processing device according to claim 3,
When the received signal level sampled at the first time is smaller than the first threshold, the reverberation estimating unit determines the reverberation based on the relationship between the received signal level and the corresponding reference signal level. An echo signal processing apparatus that calculates an estimated signal level. 請求項３又は請求項４に記載のエコー信号処理装置であって、
前記第１しきい値は、前記第２時刻でサンプリングされた前記受信信号における前記残響推定信号レベルに比例する値と、所定の第１補正定数と、を加算した値であることを特徴とする、エコー信号処理装置。 The echo signal processing device according to claim 3 or 4, wherein:
The first threshold value is a value obtained by adding a value proportional to the reverberation estimation signal level in the received signal sampled at the second time and a predetermined first correction constant. Echo signal processing device. 請求項５に記載のエコー信号処理装置であって、
前記エコー信号処理装置は、前記第１補正定数を算出する、第１補正定数算出部を更に備え、
前記第１補正定数算出部は、複数の前記受信信号レベルを平滑化して得られた予備推定信号レベルに基づいて、前記第１補正定数を設定することを特徴とする、エコー信号処理装置。 The echo signal processing device according to claim 5,
The echo signal processing apparatus further includes a first correction constant calculating unit that calculates the first correction constant,
The echo signal processing apparatus, wherein the first correction constant calculation unit sets the first correction constant based on preliminary estimated signal levels obtained by smoothing a plurality of received signal levels. 請求項５又は請求項６に記載のエコー信号処理装置であって、
前記第２しきい値は、前記残響推定信号レベルに比例する値と、所定の第２補正定数と、を加算した値であることを特徴とする、エコー信号処理装置。 The echo signal processing device according to claim 5 or 6,
The echo signal processing apparatus, wherein the second threshold value is a value obtained by adding a value proportional to the reverberation estimation signal level and a predetermined second correction constant. 請求項７に記載のエコー信号処理装置であって、
前記エコー信号処理装置は、前記第２補正定数を算出する、第２補正定数算出部を更に備え、
前記第２補正定数算出部は、複数の前記受信信号レベルを平滑化処理して得られた予備推定信号レベルに基づいて、前記第２補正定数を設定することを特徴とする、エコー信号処理装置。 The echo signal processing device according to claim 7,
The echo signal processing device further includes a second correction constant calculating unit that calculates the second correction constant,
The second correction constant calculation unit sets the second correction constant based on a preliminary estimated signal level obtained by smoothing a plurality of the received signal levels, and an echo signal processing device . 水中に超音波を送信するとともに、水中からの信号を受信する送受波器と、
前記送受波器に送信波を出力するとともに、前記送受波器で受信された前記信号を所定の時間間隔でサンプリングして受信信号を生成する送受信装置と、
請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のエコー信号処理装置と、
を備える、水中探知装置。 A transmitter / receiver that transmits ultrasonic waves underwater and receives signals from underwater,
A transmission / reception device that outputs a transmission wave to the transducer, and generates a reception signal by sampling the signal received by the transducer at a predetermined time interval;
The echo signal processing device according to any one of claims 1 to 8,
An underwater detection device. 空中に電磁波を送信するとともに、空中からの信号を受信する送受波器と、
前記送受波器に送信波を出力するとともに、前記送受波器で受信された前記信号を所定の時間間隔でサンプリングして受信信号を生成する送受信装置と、
請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のエコー信号処理装置と、
を備える、レーダ装置。 A transmitter / receiver that transmits electromagnetic waves into the air and receives signals from the air,
A transmission / reception device that outputs a transmission wave to the transducer, and generates a reception signal by sampling the signal received by the transducer at a predetermined time interval;
The echo signal processing device according to any one of claims 1 to 8,
A radar apparatus comprising: 受信信号を所定の時間間隔でサンプリングして得られる複数の受信信号レベルを用いて、複数の前記受信信号レベルのそれぞれに含まれる残響信号レベルの推定結果としての、複数の残響推定信号レベルを算出する、残響推定ステップと、
複数の前記受信信号レベルが、それぞれ、対応する前記残響推定信号レベルに関連する所定の第２しきい値より大きい場合、ゲイン係数を一定の値に設定し、前記受信信号レベルが所定の第２しきい値より小さい場合、前記受信信号レベルが小さいほど前記ゲイン係数を小さく設定する、ゲイン係数設定ステップと、
複数の前記受信信号レベルに、対応する前記ゲイン係数をそれぞれ乗算する乗算ステップと、を含み、
前記残響推定ステップは、
複数の前記受信信号レベルを平滑化するフィルタリングステップと、
各前記受信信号レベルと、各該受信信号レベルに対応して算出され前記フィルタリングステップによって平滑化された前記受信信号レベルとしての参照信号レベルと、の大小関係を判定する大小判定ステップと、
を含み、
前記フィルタリングステップでは、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも小さい場合、フィルタ係数として所定の第１の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化する一方、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも大きい場合、前記フィルタ係数として前記第１の値よりも平滑化を大きくする第２の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化し、この平滑化によって得られた信号レベルを、前記残響推定信号レベルとして出力することを特徴とする、エコー信号処理方法。 Using a plurality of received signal levels obtained by sampling the received signal at predetermined time intervals, a plurality of reverberation estimated signal levels are calculated as estimation results of the reverberant signal levels included in each of the plurality of received signal levels. Reverberation estimation step;
A plurality of the received signal level, respectively, when the corresponding second threshold greater than the predetermined related to the reverberation estimation signal level, set the gain coefficient to a constant value, the received signal level is the predetermined first If more than 2 thresholds smaller is set smaller the gain coefficient as the received signal level is small, the gain coefficient setting step,
Multiplying a plurality of the received signal levels by the corresponding gain coefficients, respectively,
The reverberation estimation step includes:
A filtering step of smoothing a plurality of the received signal levels;
A magnitude determination step for determining a magnitude relationship between each received signal level and a reference signal level as the received signal level calculated corresponding to each received signal level and smoothed by the filtering step;
Including
Wherein in the filtering step, the reception signal level is less than said corresponding reference signal level, a plurality of the received signal by calculating the reverberation estimation signal level using a predetermined first value as filter coefficients If the received signal level is greater than the corresponding reference signal level while smoothing the level, the reverberation estimation is performed using a second value that makes smoothing greater than the first value as the filter coefficient. An echo signal processing method comprising: smoothing a plurality of received signal levels by calculating a signal level, and outputting the signal level obtained by the smoothing as the reverberation estimation signal level. 受信信号を所定の時間間隔でサンプリングして得られる受信信号の複数の受信信号レベルを用いて、複数の前記受信信号レベルのそれぞれに含まれる残響信号レベルの推定結果としての、複数の残響推定信号レベルを算出する、残響推定ステップと、
複数の前記受信信号レベルが、それぞれ、対応する前記残響推定信号レベルに関連する所定の第２しきい値より大きい場合、ゲイン係数を一定の値に設定し、前記受信信号レベルが所定の第２しきい値より小さい場合、前記受信信号レベルが小さいほど前記ゲイン係数を小さく設定する、ゲイン係数設定ステップと、
複数の前記受信信号レベルに、対応する前記ゲイン係数をそれぞれ乗算する乗算ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記残響推定ステップは、
複数の前記受信信号レベルを平滑化するフィルタリングステップと、
各前記受信信号レベルと、各該受信信号レベルに対応して算出され前記フィルタリングステップによって平滑化された前記受信信号レベルとしての参照信号レベルと、の大小関係を判定する大小判定ステップと、
を含み、
前記フィルタリングステップでは、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも小さい場合、フィルタ係数として所定の第１の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化する一方、前記受信信号レベルが、対応する前記参照信号レベルよりも大きい場合、前記フィルタ係数として前記第１の値よりも平滑化を大きくする第２の値を用いて前記残響推定信号レベルを算出することにより複数の前記受信信号レベルを平滑化し、この平滑化によって得られた信号レベルを、前記残響推定信号レベルとして出力することを特徴とする、エコー信号処理プログラム。 A plurality of reverberation estimation signals as estimation results of reverberation signal levels included in each of the plurality of reception signal levels using a plurality of reception signal levels of the reception signal obtained by sampling the reception signal at predetermined time intervals A reverberation estimation step for calculating a level;
A plurality of the received signal level, respectively, when the corresponding second threshold greater than the predetermined related to the reverberation estimation signal level, set the gain coefficient to a constant value, the received signal level is the predetermined first If more than 2 thresholds smaller is set smaller the gain coefficient as the received signal level is small, the gain coefficient setting step,
A multiplication step of multiplying a plurality of the received signal levels by the corresponding gain coefficients, respectively,
The reverberation estimation step includes:
A filtering step of smoothing a plurality of the received signal levels;
A magnitude determination step for determining a magnitude relationship between each received signal level and a reference signal level as the received signal level calculated corresponding to each received signal level and smoothed by the filtering step;
Including
Wherein in the filtering step, the reception signal level is less than said corresponding reference signal level, a plurality of the received signal by calculating the reverberation estimation signal level using a predetermined first value as filter coefficients If the received signal level is greater than the corresponding reference signal level while smoothing the level, the reverberation estimation is performed using a second value that makes smoothing greater than the first value as the filter coefficient. An echo signal processing program characterized by smoothing a plurality of received signal levels by calculating a signal level, and outputting the signal level obtained by the smoothing as the reverberation estimation signal level.
JP2012227370A 2012-10-12 2012-10-12 Echo signal processing device, underwater detection device, radar device, echo signal processing method, and echo signal processing program Active JP6179970B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012227370A JP6179970B2 (en) 2012-10-12 2012-10-12 Echo signal processing device, underwater detection device, radar device, echo signal processing method, and echo signal processing program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012227370A JP6179970B2 (en) 2012-10-12 2012-10-12 Echo signal processing device, underwater detection device, radar device, echo signal processing method, and echo signal processing program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014081215A JP2014081215A (en) 2014-05-08
JP6179970B2 true JP6179970B2 (en) 2017-08-16

Family

ID=50785542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012227370A Active JP6179970B2 (en) 2012-10-12 2012-10-12 Echo signal processing device, underwater detection device, radar device, echo signal processing method, and echo signal processing program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6179970B2 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3713708C1 (en) * 1987-04-24 1996-08-22 Diehl Gmbh & Co Adaptive detection of signals
JPH01253677A (en) * 1988-03-31 1989-10-09 Nec Corp Reverberation remover
JP2766166B2 (en) * 1993-07-21 1998-06-18 日本電気株式会社 Radar video compression system
JPH0783747A (en) * 1993-09-20 1995-03-31 Oki Electric Ind Co Ltd Signal detecting circuit
JPH08136641A (en) * 1994-11-14 1996-05-31 Furuno Electric Co Ltd Radar equipment
DE19738260C2 (en) * 1997-09-02 2003-01-23 Eads Deutschland Gmbh Process for the detection of a radar target
JP5072401B2 (en) * 2007-03-26 2012-11-14 古野電気株式会社 Scanning sonar

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014081215A (en) 2014-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3144700A1 (en) Adaptive beamformer for sonar imaging
JP5252578B2 (en) Underwater detection device and fish species discrimination method
WO2017163904A1 (en) Underwater detection apparatus, underwater detection method, and underwater detection program
CN106814360A (en) A kind of multibeam sounding system based on linear FM signal
JPWO2014192532A1 (en) Marine environment information detection device, route setting device, marine environment information detection method, and program
JP6179973B2 (en) Signal processing device, underwater detection device, signal processing method, and program
JP4307223B2 (en) Underwater detector
JP2012018036A (en) Underwater detection device
JPWO2010113926A1 (en) Measuring apparatus, measuring system, measuring method, and program
JP6179970B2 (en) Echo signal processing device, underwater detection device, radar device, echo signal processing method, and echo signal processing program
JP5423713B2 (en) Active sonar device and signal processing method thereof
EP3792655B1 (en) Underwater detection device and bubble detection method
JP6261859B2 (en) Signal processing device, underwater detection device, signal processing method, and program
JP2543610B2 (en) Submarine reflected wave position detector
JP2014020907A (en) Underwater detection device, underwater detection method and program
JP2014020865A (en) Signal processor, underwater searching device, signal processing method, and program
JP7242243B2 (en) Distance/speed measuring device and distance/speed measuring program
CN113777596B (en) Adaptive fish finder gain compensation method and device based on sea depth detection
JP2014020906A (en) Signal processor, underwater searching device, signal processing method, and program
JP2002168937A (en) Device and method for detecting position of submerged target
JP2016121970A (en) Echo signal processing device, radar device, echo signal processing method, and program
JP5603355B2 (en) Ultrasonic measuring device
US12298388B2 (en) Target detection device and target detection method
KR102678096B1 (en) Beam stabilization method for sonobuoy and computing device for executing the method
JP2014235049A (en) Wavefront speed distribution estimation device, wavefront speed distribution estimation method and wavefront speed distribution estimation program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150908

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170712

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170713

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6179970

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250