JP6251486B2 - エンベロープを検出する方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンベロープ検出方法及びその装置に関し、特に、サンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法及び装置に関する。

エンベロープ検出（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）は変調信号を受信して復調工程が行われる音声処理分野、画像処理分野、データ通信分野などで信号処理（Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式として利用されてきた。
また、近年、エンベロープ検出は、エネルギ／データ送信のような分野でも利用されている。

一般的に利用されているエンベロープ検出方式は、主に周波数帯域でのバンドパスフィルタ（ｂａｎｄ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）又はロウパスフィルタ（ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）を通す方式、ヒルベルト変換（Ｈｉｌｂｅｒｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により求めた分析的信号（ａｎａｌｙｔｉｃ ｓｉｇｎａｌ）でピークホールド（ｐｅａｋ ｈｏｌｄ）を通す方式などのような信号処理を活用している。

しかしながら、信号処理を活用する方式は実現上、回路が複雑である。
また、ダイオードとキャパシタなどのアナログ回路を用いた方式は、回路複雑度は低いものの、精巧なエンベロープを検出するには困難である。それだけではなく、周波数帯域でのフィルタを通した方式を除いてバイアス（ｂｉａｓｉｎｇ）によってエンベロープ検出の正確度は低下するという問題がある。

本発明の目的は、低い算出複雑度及び簡単な回路構成だけで変調信号のエンベロープを検出する方法及びその装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ＤＣオフセット変化には影響を受けないため、バイアスに強靭な変調信号のエンベロープを検出する方法及びその装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、変調信号に対する任意のサンプリングレートにも正確なエンベロープを検出する方法及びその装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明によるエンベロープを検出する方法は、変調された信号の複数のサンプリング信号に基づいて複数のサンプリングセットを生成するステップと、前記複数のサンプリングセットからサンプリングセットを決定するステップと、前記決定されたサンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の差、及び前記決定されたサンプリングセットと異なるサンプリングセットにそれぞれに含まれるサンプリング信号間の差に基づいて、決定されたサンプリングセットに含まれるサンプリング信号のうちサンプリング信号に関連するエンベロープ成分値を決定するステップと、前記エンベロープ成分値に基づいて前記変調された信号のエンベロープを検出するステップとを有することを特徴とする。

前記変調された信号の複数のサンプリング信号から、少なくとも４個の順次的なサンプリング信号を含むサンプリング信号を決定するステップをさらに有することが好ましい。
前記サンプリングセットは、３つのサンプリングセットを含み、前記３つのサンプリングセットのそれぞれは、少なくとも４個の順次的なサンプリング信号の組をそれぞれ含むことが好ましい。
前記サンプリング信号間の時間間隔は、同一であることが好ましい。
前記決定されたサンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行うステップと、前記決定されたサンプリングセットと異なる２つのサンプリングセットそれぞれに含まれるサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行うステップと、前記エンベロープ成分値を決定するために、前記乗算演算によって決定された値に対して引き算を行うステップとをさらに有することが好ましい。
前記複数のサンプリング信号各々に関連するエンベロープ成分値を決定するステップと、前記エンベロープ成分値の平均値を決定するステップとをさらに有することが好ましい。

前記変調された信号の複数のサンプリング信号から、少なくとも第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号を含むサンプリング信号を決定するステップをさらに有し、前記第１サンプリング信号と前記第２サンプリング信号間の第１時間間隔、前記第２サンプリング信号と前記第３サンプリング信号間の第２時間間隔、及び前記第３サンプリング信号と前記第４サンプリング信号間の第３時間間隔は、互いに同一であることが好ましい。
前記変調された信号の複数のサンプリング信号から、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号を含むサンプリング信号を決定するステップと、前記第１サンプリング信号と前記第２サンプリング信号間の第１時間間隔と、前記第２サンプリング信号と前記第３サンプリング信号間の第２時間間隔と、前記第３サンプリング信号と前記第４サンプリング信号間の第３時間間隔とをそれぞれ調整するステップとをさらに有することが好ましい。
前記決定されたサンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の時間間隔、及び前記決定されたサンプリングセットと異なる２つのサンプリングセットそれぞれに含まれるサンプリング信号間の時間間隔は、互いに一定であることが好ましい。

上記目的を達成するためになされた本発明によるエンベロープを検出する装置は、変調された信号の複数のサンプリング信号に基づいて複数のサンプリングセットを生成し、前記複数のサンプリングセットからサンプリングセットを決定する決定部と、前記決定されたサンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の差、及び前記決定されたサンプリングセットと異なるサンプリングセットにそれぞれに含まれるサンプリング信号間の差に基づいて、決定されたサンプリングセットに含まれるサンプリング信号のうちサンプリング信号に関連するエンベロープ成分値を決定する算出部と、前記エンベロープ成分値に基づいて前記変調信号のエンベロープを検出する検出部とを備えることを特徴とする。

前記変調された信号の複数のサンプリング信号から、少なくとも４個の順次的なサンプリング信号を含むサンプリング信号を決定する抽出部をさらに備えることが好ましい。
前記サンプリングセットは、３つのサンプリングセットを含み、前記３つのサンプリングセットのそれぞれは、少なくとも４個の順次的なサンプリング信号の組をそれぞれ含むことが好ましい。
前記サンプリング信号間の時間間隔は、同一であることが好ましい。
前記算出部は、前記決定されたサンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行い、前記決定されたサンプリングセットと異なる２つのサンプリングセットそれぞれに含まれるサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行う乗算演算器と、前記エンベロープ成分値を決定するために、前記乗算演算によって決定された値に対して引き算を行う加算器とを含むことが好ましい。
前記算出部は、前記複数のサンプリング信号各々に関連するエンベロープ成分値をさらに決定し、前記エンベロープを検出する装置は、前記エンベロープ成分値の平均値を決定する平均演算器をさらに備えることが好ましい。

前記変調された信号の複数のサンプリング信号から、少なくとも第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号を含むサンプリング信号を決定する抽出部をさらに備え、前記第１サンプリング信号と前記第２サンプリング信号間の第１時間間隔、前記第２サンプリング信号と前記第３サンプリング信号間の第２時間間隔、及び記第３サンプリング信号と前記第４サンプリング信号間の第３時間間隔は、互いに同一であることが好ましい。
前記変調された信号の複数のサンプリング信号から、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号を含むサンプリング信号を決定する抽出部と、前記第１サンプリング信号と前記第２サンプリング信号間の第１時間間隔と、前記第２サンプリング信号と前記第３サンプリング信号間の第２時間間隔と、前記第３サンプリング信号と前記第４サンプリング信号間の第３時間間隔とをそれぞれ調整する調整部とをさらに備えることが好ましい。
前記決定されたサンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の時間間隔、及び前記決定されたサンプリングセットと異なる２つのサンプリングセットそれぞれに含まれるサンプリング信号間の時間間隔は、互いに一定であることが好ましい。
前記算出部は、スケーリングファクターに基づいて前記エンベロープ成分値をさらに決定することが好ましい。

本発明に係るエンベロープを検出する方法及びその装置によれば、時間間隔が同一な複数のサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出することによって、低い算出複雑度及び簡単な回路構成だけで変調信号のエンベロープを検出することができるという効果がある。
また、時間間隔が同一な複数のサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出することによって、ＤＣオフセット変化には影響を受けずにバイアスに強靭な変調信号のエンベロープを検出することができるという効果がある。
また、複数のサンプリングセットに含まれた各サンプリング信号間の時間間隔を調整することによって、変調信号に対する任意のサンプリングレートにも正確なエンベロープを検出することができるという効果がある。

本発明の一実施形態に係るＤＣオフセットが存在するときの正弦波とその正弦波のエンベロープを示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る６個のサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るエンベロープ成分値を算出する方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る５個のサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係る４個のサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係る４個のサンプリング信号間の差及び５個のサンプリング信号間の差のそれぞれを用いてエンベロープを検出する方式におけるスケーリングファクターを比較したグラフである。 本発明の一実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法において、ｓｅｔ−ｌｅｎｇｔｈ及びｓｅｔ−ｇａｐが全てΔｔであり、サンプリングレートが１／４Δｔである４個のサンプリング信号を用いてエンベロープを検出することを説明するためのグラフである。 本発明の一実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する装置の構成を示すブロック図である。 ＤＣオフセットが「０」である状態で本発明の一実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法（ＳＤＥＤ）と、エンベロープを検出する方法（ＳＥＤ）とを実際に適用した結果を比較したグラフである。 ＤＣオフセットが「−１」である状態で本発明の一実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法（ＳＤＥＤ）とエンベロープを検出する方法（ＳＥＤ）とを実際に適用した結果を比較した図である。

次に、本発明に係るエンベロープを検出する方法及びその装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

しかし、本発明が一実施形態によって制限されたり限定されることはない。また、各図面に提示する同一の参照符号は同一の部材を示す。

図１は、本発明の一実施形態に係るＤＣオフセットが存在するときの正弦波とその正弦波のエンベロープを示すグラフである。
図１に示すサイン（ｓｉｎｅ）波は正弦波の信号波形である。
ここで、エンベロープは、変調された搬送波信号波形の頂点（ｐｅａｋ）値を連結して取得される曲線として「包絡線」と言う。
正弦波のエンベロープは、図１から確認されるように、当該波形の頂点値を連結した結果をバイアス（ｂｉａｓｉｎｇ）して取得することができる。

一実施形態として、任意の連続的な正弦波ｘ（ｔ）は下記の数式（１）のように表現してもよい。

ここで、Ａは任意の定数値、ｆ_ｃはｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、θは０、２π間の値を有する位相値である。また、ｄは時間による流動が少ない定数値として、ｘ（ｔ）をｔに対して微分すれば除去される値であり、ＤＣオフセットを参照してもよい。

しかし、微分の実際的実行において、回路の複雑度を上昇させるため、一実施形態ではサンプル間の差を用いて単純な回路でエンベロープ検出の実現が可能である。
数式（１）において、ｘ（ｔ）はＡ／Ｄ変換（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ；ＡＤＣ）によって取得した変調信号に対応する複数のサンプリング信号（ＡＤＣ ｓａｍｐｌｅｓ）を意味し、ｘ（ｔ_１）、ｘ（ｔ_２）、ｘ（ｔ_３）、…、ｘ（ｔ_ｍ）と表現してもよい。

図２は、本発明の一実施形態に係る６個のサンプリング信号間の差に基づいてエンベロープを検出する方法を説明するための図である。
ＡＤＣサンプリング周波数がｆ_ｓ＝１／Δｔとして一定であるという仮定の下に、図２に示すようにオリジナル信号の６個のサンプリング信号をｘ（Ｔ−τ−ｌ）、ｘ（Ｔ−τ）、ｘ（Ｔ−ｌ）、ｘ（Ｔ）、ｘ（Ｔ＋τ−ｌ）、ｘ（Ｔ＋τ）のように選択すれば、τ値、ｌ値はΔｔの定数倍となる。

６個のサンプリング信号は、以下の数式（２）のように表現してもよい。

ここで、α＝２πｆ_ＣＴ＋θ、ε＝２πｆ_Ｃτ、γ＝２πｆ_Ｃｌ、τ＝ｃ_１Δｔ、ｌ＝ｃ_２Δｔ（ｃ_１、ｃ_２は整数）である。

このような６個のサンプリング信号に対して、例えば、たし算、引き算、自乗、乗算、及び標準化のような演算を図２に示すように実行すれば、下記の数式（３）のような結果を取得することができる。

ここで、εとγは既知の定数であるため、ｋはスケーリングファクターであり、Ｒ（Ｔ）はエンベロープサンプルに表す。

ｓｃａｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ（ｋ）＝２ｓｉｎ（γ／２）ｓｉｎεにすれば、下記の数式（４）のように最終的に予め決定された定数値Ａ（例えば、エンベロープ成分値）を抽出することができる（但し、ε≠ｎπ、γ≠２ｍπ）。

図２及び後述する図５及び図６に示すように、本発明の実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｅｎｖｅｌｏｐｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ＳＤＥＤ）ではサンプリング信号を求めるとき、３組のサンプリングセットと２つのパラメータを用いてもよい。
パラメータの一例として、ｓｅｔ−ｌｅｎｇｔｈ及びｓｅｔ−ｇａｐが挙げられ、ｓｅｔ−ｌｅｎｇｔｈ（γ＝２πｆＣｌ）は１サンプリングセット内に含まれたサンプリング信号間の距離であり、ｓｅｔ−ｇａｐ（ε＝２πｆＣτ）はサンプリングセットの中心間の距離である。

本発明の一実施形態では、図２に示すように３つのサンプリングセットに含まれたサンプリング信号を用いて１つの変調信号のエンベロープを検出する。
ここで、１サンプリングセット内に含まれたサンプリング信号間の間隔（ｓｅｔ−ｌｅｎｇｔｈ）は全て一定であり、３つのサンプリングセットの中心間の距離（ｓｅｔ−ｇａｐ）は同一である。しかし、この値（ｓｅｔ−ｌｅｎｇｔｈ及びｓｅｔ−ｇａｐ）が互いに同一である必要はない。

図３は、本発明の一実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法を説明するためのフローチャートである。
図３を参照すると、本発明の一実施形態に係るエンベロープを検出する装置（以下「検出装置」）は、変調信号に対応する複数のサンプリング信号のうち少なくとも４個の順次的なサンプリング信号を抽出する（ステップＳ３１０）。

ここで、検出装置は５個、６個など、４個以上の様々な個数の順次的なサンプリング信号を抽出してもよい。ここで、抽出された少なくとも４個のサンプリング信号間の時間間隔は同一であり得る。
例えば、少なくとも４個の順次的なサンプリング信号は、少なくとも第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号を含む。そして、第１サンプリング信号と第２サンプリング信号間の第１時間間隔、第２サンプリング信号と第３サンプリング信号間の第２時間間隔、及び第３サンプリング信号と第４サンプリング信号間の第３時間間隔は互いに同一であってもよい。

検出装置は、少なくとも４個の順次的なサンプリング信号に基づいて３つのサンプリングセットを生成する（ステップＳ３２０）。
検出装置は、３つのサンプリングセットから１つの対象サンプリングセットを決定（例えば、抽出）する（ステップＳ３３０）。
対象サンプリングセットに含まれたサンプリング信号間の時間間隔は、互いに異なるサンプリングセットそれぞれに含まれたサンプリング信号間の時間間隔と同一であってもよい。

検出装置は、対象サンプリングセットに含まれたサンプリング信号間の差を含む成分、及び残り２つのサンプリングセットそれぞれに含まれたサンプリング信号間の差を含む成分間の差に基づいて、対象サンプリングセットに含まれた対象サンプリング信号に関連するエンベロープ成分値を決定する（ステップＳ３４０）。

ここで、対象サンプリングセットに含まれたサンプリング信号間の差に関連する成分は、図２を参照すると、（ｘ（Ｔ）−ｘ（Ｔ−ｌ））^２であり、残り２つのサンプリングセットそれぞれに含まれたサンプリング信号間の差に関連する成分は（ｘ（Ｔ−τ）−ｘ（Ｔ−τ−ｌ））＊（ｘ（Ｔ＋τ）−ｘ（Ｔ＋τ−ｌ）））であってもよい。
検出装置がエンベロープ成分値を決定するステップＳ３４０の方法については図４を参照して具体的に説明する。

検出装置は、各サンプリング信号に関連し、検出装置によって決定されたエンベロープ成分値に基づいて変調信号のエンベロープを検出する。
その他にも、検出装置は、対象サンプリング信号に関連するエンベロープ成分値を決定するためのサンプリング信号間の時間間隔（例えば、第１サンプリング信号と第２サンプリング信号間の第１時間間隔、第２サンプリング信号と第３サンプリング信号間の第２時間間隔、及び第３サンプリング信号と第４サンプリング信号間の第３時間間隔）をそれぞれ調整してもよい。

図４は、本発明の一実施形態に係る図３に示す方法でエンベロープ成分値を決定するステップＳ３４０の動作をさらに詳細に説明するためのフローチャートである。
検出装置は、対象サンプリングセットに含まれたサンプリング信号間の差に対して乗算演算、より詳しくは自乗演算を行う（ステップＳ４１０）。

検出装置は、残り２つのサンプリングセットそれぞれに含まれたサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行う（ステップＳ４２０）。
検出装置は、対象サンプリング信号に関連するエンベロープ成分値を決定するための乗算によって決定される値に対して引き算を行う（ステップＳ４３０）。
その他にも対象サンプリング信号に関連して、検出装置によって決定されたエンベロープ成分値の標準化のために、検出装置は、対象サンプリングセットに含まれた対象サンプリング信号に対応するエンベロープ成分値の平均値を算出してもよい。

図５は、本発明の一実施形態に係る５個のサンプリング信号間の差に基づいてエンベロープを検出する方法を示す図である。
ここで、ｓｅｔ−ｌｅｎｇｔｈはｓｅｔ−ｇａｐの２倍であり、最初のサンプリングセットと最後のサンプリングセットは一個のサンプルを共有する。
図５に示すように、周期が１／ｆ_Ｓとして一定な５個のサンプルを３組のサンプリングセットにグルーピングすれば、３組のサンプリングセットそれぞれは（ｘ（ｎ＋１）−ｘ（ｎ−１））、（ｘ（ｎ＋２）−ｘ（ｎ））及び（ｘ（ｎ）−ｘ（ｎ−２））と示し得る。その中で１個のサンプリング信号（すなわち、ｘ（ｎ））は引き算に２回用いられる。ここで、ｓｃａｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ（ｋ）＝２ｓｉｎ^２（２πｆ_Ｃ／ｆ_Ｓ）となる。

図６は、本発明の一実施形態に係る４個のサンプリング信号間の差に基づいてエンベロープを検出する方法を示す図である。
図６に示すように、周期が１／ｆ_Ｓとして一定な４個のサンプリング信号を３組のサンプリングセットにグルーピングすれば、３組のサンプリングセットそれぞれは（ｘ（ｎ）−ｘ（ｎ−１））、（ｘ（ｎ＋１）−ｘ（ｎ））及び（ｘ（ｎ＋２）−ｘ（ｎ＋１））に示し得る。ここで、ｓｅｔ−ｌｅｎｇｔｈとｓｅｔ−ｇａｐは、値が同一であり、２番目のサンプリングセット（ｘ（ｎ＋１）−ｘ（ｎ））は１番のサンプリングセット（ｘ（ｎ）−ｘ（ｎ−１））と１個のサンプリング信号ｘ（ｎ）を、最後のサンプリングセット（ｘ（ｎ＋２）−ｘ（ｎ＋１））と一個のサンプリング信号（ｘ（ｎ＋１））を共有する。
すなわち、中間の２つのサンプリング信号（ｘ（ｎ）、ｘ（ｎ＋１））は、たし算に２回ずつ用いられる。ここで、ｓｃａｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ（ｋ）＝２ｓｉｎ（２πｆ_Ｃ／ｆ_Ｓ）ｓｉｎ（πｆ_Ｃ／ｆ_Ｓ）となる。

図７は、本発明の一実施形態に係る４個のサンプリング信号間の差及び５個のサンプリング信号間の差それぞれを用いてエンベロープを検出する方式におけるスケーリングファクターを比較したグラフである。
４個のサンプリング信号を用いる場合には、さらに少ない数のサンプリング信号にエンベロープサンプリングが可能である。
一方、５個のサンプルを用いる場合には２（ｆ_Ｃ／ｆ_Ｓ）値が奇数であれば、ｓｃａｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ（ｋ）／２値が１に近接するため、正確なスケーリングファクター値が把握できなくてもエンベロープを検出することができる。

図８は、本発明の一実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法において、ｓｅｔ−ｌｅｎｇｔｈ及びｓｅｔ−ｇａｐが全てΔｔであり、サンプリングレートが１／４Δｔである４個のサンプリング信号を用いてエンベロープを検出することを説明するためのグラフである。
図８を参照すると、第１エンベロープサンプルはサンプリングセット１、２、３から取得してもよい。次のエンベロープサンプルは、サンプリングセット５、６、７から取得してもよい。
エンベロープサンプリング周期は、ｓｅｔ−ｇａｐΔｔ及び４個（例えば、５−１＝６−２＝７−３）の関連サンプリングセット間の差の積である。このような理由により、エンベロープサンプリング周期は４Δｔである。そして、サンプリングレートは１／４Δｔである。

図９は、本発明の一実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する装置の構成を示すブロック図である。
図９を参照すると、本発明の一実施形態に係るエンベロープを検出する装置９００は、抽出部９１０、決定部９２０、算出部９３０、検出部９４０、及び調整部９５０を備える。

抽出部９１０は、変調信号のサンプリング信号から少なくとも４個の順次的なサンプリング信号を決定（例えば、抽出）する。
ここで、少なくとも４個のサンプリング信号は互いに同一の時間間隔に決定する。
例えば、少なくとも４個の連続するサンプリング信号は、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、第４サンプリング信号を含む。第１サンプリング信号と第２のサンプリング信号間の第１時間間隔、第２サンプリング信号と第３サンプリング信号間の第２時間間隔、及び第３サンプリング信号と第４サンプリング信号間の第３時間間隔は互いに同一である。

決定部９２０は、少なくとも４個の順次的なサンプリング信号に基づいて３つのサンプリングセットを生成する。
決定部９２０は、３つのサンプリングセットから対象サンプリングセットを決定する。
対象サンプリングセットに含まれたサンプリング信号間の時間間隔は、互いに異なるサンプリングセットそれぞれに含まれたサンプリング信号間の時間間隔と同一である。

算出部９３０は、対象サンプリングセットに含まれたサンプリング信号間の差を含む成分、及び残り２つのサンプリングセットそれぞれに含まれたサンプリング信号間の差を含む成分間の差に基づいて、対象サンプリングセットに含まれた対象サンプリング信号に関連するエンベロープ成分値を決定（例えば、算出）する。
対象サンプリングセットに含まれたサンプリング信号間の差に関連する成分、及び残り２つのサンプリングセットそれぞれに含まれたサンプリング信号間の差に関連する成分それぞれを算出するために、算出部９３０は、乗算演算器９３１、加算器９３３、及び平均演算器９３５を備える。

乗算演算器９３１は、対象サンプリングセットに含まれたサンプリング信号間の差に対して乗算演算（例えば、自乗演算）を行う。
そして、乗算演算器９３１は、残り２つのサンプリングセットそれぞれに含まれたサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行う。
加算器９３３は、エンベロープ成分値を決定するために乗算演算によって決定された値に対して引き算を行う。
平均演算器９３５は、エンベロープ成分値を標準化するために、対象サンプリングセットに含まれた対象サンプリング信号に関連して、加算器９３３によって決定されるエンベロープ成分値の平均値を決定する。ここで、平均演算器９３５は本実施形態のように算出部９３０内に含まれてもよく、算出部９３０とは別個の構成要素で構成されてもよい。

検出部９４０は各サンプリング信号に関連して、算出部９３０によって決定されたエンベロープ成分値に基づいて変調された信号のエンベロープを検出する。
調整部９５０は、対象サンプリング信号に関連するエンベロープ成分値を決定するために、サンプリング信号間の時間間隔（例えば、第１サンプリング信号と第２サンプリング信号間の第１時間間隔、第２サンプリング信号と第３サンプリング信号間の第２時間間隔、及び第３サンプリング信号と第４サンプリング信号間の第３時間間隔）を調整する。

図１０及び図１１は、それぞれのＤＣオフセットが「０」である状態、及び「−１」である状態において、本発明の一実施形態に係るサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法（ＳＤＥＤ）とエンベロープを検出する方法（ＳＥＤ）を実際に適用した結果を比較して示す図である。

図１０を参照すると、ＤＣオフセットがない場合には２つの方法の全てがエンベロープ検出が可能であることを確認することができる。
しかし、図１１に示すようにＤＣオフセットがある場合には、サンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法（ＳＤＥＤ）のみがエンベロープ検出性能を保持できることが確認される。

以上で説明したように、サンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法（ＳＤＥＤ）は、ＡＤＣサンプリング信号間の差を用いることによって簡単ながらもバイアスの必要ないエンベロープ検出を可能にする。
また、サンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法（ＳＤＥＤ）ではｓｅｔ−ｌｅｎｇｔｈとｓｅｔ−ｇａｐの値を調整することによって、必要なサンプリング信号の個数を減らすことができ、スケーリングファクターに強靭なエンベロープ検出を可能にする。

上述したサンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出する方法及びその装置は、携帯電話又は無線ＴＶなど無線電力伝送を用いるシステムにおいて、送受信端間の制御情報及びその他の情報交換に用いられてもよい。
また、バイオヘルスケア（ｂｉｏ ｈｅａｌｔｈ ｃａｒｅ）分野において応用可能であり、人体に挿入されたデバイスに遠隔で電力送信したり、心拍数測定のための包帯タイプのデバイスなどに無線で電力送信するために応用されてもよい。

本発明の一実施形態によれば、時間間隔が同一の複数サンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出することによって、低い算出複雑度及び簡単な回路構成だけで変調信号のエンベロープを検出することができる。
本発明の一実施形態によれば、時間間隔が同一の複数サンプリング信号間の差を用いてエンベロープを検出することによって、ＤＣオフセット変化に影響を受けることなくバイアスに強靭な変調信号のエンベロープを検出することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、複数のサンプリングセットに含まれた各サンプリング信号間の時間間隔を調整することによって、変調信号に対する任意のサンプリングレートにも正確なエンベロープを検出することができる。

本発明の一実施形態に係るエンベロープを検出する方法は、多様なコンピュータ手段を介して様々な処理を実行することができるプログラム命令の形態で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されてもよい。
コンピュータ読取可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などのうちの１つ又はその組み合わせを含んでもよい。記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり、使用可能なものであってもよい。

コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、光ディスクのような光磁気媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コード（ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｄｅ）だけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コード（ｈｉｇｈｅｒ ｌｅｖｅｌ ｃｏｄｅ）を含む。上述したハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアのレイヤで動作するように構成されてもよい。

尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

９００ エンベロープを検出する装置
９１０ 抽出部
９２０ 決定部
９３０ 算出部
９３１ 乗算演算器
９３３ 加算器
９３５ 平均演算器
９４０ 検出部
９５０ 調整部

Claims (16)

1. 変調信号に対応する複数のサンプリング信号のうちから少なくとも４個の順次的なサンプリング信号を抽出するステップと、
   前記少なくとも４個の順次的なサンプリング信号に基づいて３つのサンプリングセットを生成するステップと、
   前記３つのサンプリングセットから１つの対象サンプリングセットを決定するステップと、
   前記対象サンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の差を含む成分、及び前記対象サンプリングセットと異なる残りの２つのサンプリングセットのそれぞれに含まれるサンプリング信号間の差を含む成分間の差に基づいて、前記対象サンプリングセットに含まれるサンプリング信号のうちから対象サンプリング信号に関連するエンベロープ成分値を決定するステップと、
   前記エンベロープ成分値に基づいて前記変調信号のエンベロープを検出するステップと、を有し、
   前記エンベロープ成分値を決定するステップは、
   前記対象サンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行うステップと、
   前記残りの２つのサンプリングセットのそれぞれに含まれるサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行うステップと、
   前記乗算演算によって決定された値に対して引き算を行って前記エンベロープ成分値を決定するステップと、を含むことを特徴とするエンベロープを検出する方法。
2. 前記３つのサンプリングセットのそれぞれは、少なくとも４個の順次的なサンプリング信号の組をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載のエンベロープを検出する方法。
3. 前記サンプリング信号間の時間間隔は、同一であることを特徴とする請求項１に記載のエンベロープを検出する方法。
4. 前記対象サンプリングセットに含まれる対象サンプリング信号に対応する前記エンベロープ成分値の平均値を算出するステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載のエンベロープを検出する方法。
5. 前記少なくとも４個の順次的なサンプリング信号を抽出するステップは、前記変調信号に対応する複数のサンプリング信号のうちから、少なくとも第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号を含むサンプリング信号を抽出するステップを含み、
   前記第１サンプリング信号と前記第２サンプリング信号間の第１時間間隔、前記第２サンプリング信号と前記第３サンプリング信号間の第２時間間隔、及び前記第３サンプリング信号と前記第４サンプリング信号間の第３時間間隔は、互いに同一であることを特徴とする請求項１に記載のエンベロープを検出する方法。
6. 前記少なくとも４個の順次的なサンプリング信号を抽出するステップは、
   前記変調信号に対応する複数のサンプリング信号のうちから、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号を含むサンプリング信号を抽出するステップと、
   前記第１サンプリング信号と前記第２サンプリング信号との間の第１時間間隔、前記第２サンプリング信号と前記第３サンプリング信号との間の第２時間間隔、及び前記第３サンプリング信号と前記第４サンプリング信号との間の第３時間間隔をそれぞれ調整するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のエンベロープを検出する方法。
7. 前記対象サンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の時間間隔、及び前記対象サンプリングセットと異なる残りの２つのサンプリングセットのそれぞれに含まれるサンプリング信号間の時間間隔は、互いに一定であることを特徴とする請求項１に記載のエンベロープを検出する方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のエンベロープを検出する方法を実行させるためのプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
9. 変調信号に対応する複数のサンプリング信号のうちから少なくとも４個の順次的なサンプリング信号を抽出する抽出部と、
   前記少なくとも４個の順次的なサンプリング信号に基づいて３つのサンプリングセットを生成し、前記３つのサンプリングセットから１つの対象サンプリングセットを決定する決定部と、
   前記対象サンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の差を含む成分、及び前記対象サンプリングセットと異なる残りの２つのサンプリングセットのそれぞれに含まれるサンプリング信号間の差を含む成分間の差に基づいて、前記対象サンプリングセットに含まれるサンプリング信号のうちから対象サンプリング信号に関連するエンベロープ成分値を決定する算出部と、
   前記エンベロープ成分値に基づいて前記変調信号のエンベロープを検出する検出部と、を備え、
   前記算出部は、
   前記対象サンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行い、前記残りの２つのサンプリングセットのそれぞれに含まれるサンプリング信号間の差に対して乗算演算を行う乗算演算器と、
   前記乗算演算によって決定された値に対して引き算を行って前記エンベロープ成分値を決定する加算器と、を含むことを特徴とするエンベロープを検出する装置。
10. 前記３つのサンプリングセットのそれぞれは、少なくとも４個の順次的なサンプリング信号の組をそれぞれ含むことを特徴とする請求項９に記載のエンベロープを検出する装置。
11. 前記サンプリング信号間の時間間隔は、同一であることを特徴とする請求項９に記載のエンベロープを検出する装置。
12. 前記算出部は、前記対象サンプリングセットに含まれる対象サンプリング信号に対応する前記エンベロープ成分値の平均値を算出する平均演算器を更に含むことを特徴とする請求項９に記載のエンベロープを検出する装置。
13. 前記抽出部は、前記変調信号に対応する複数のサンプリング信号のうちから、少なくとも第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号を含むサンプリング信号を抽出し、
    前記第１サンプリング信号と前記第２サンプリング信号との間の第１時間間隔、前記第２サンプリング信号と前記第３サンプリング信号との間の第２時間間隔、及び記第３サンプリング信号と前記第４サンプリング信号との間の第３時間間隔は、互いに同一であることを特徴とする請求項９に記載のエンベロープを検出する装置。
14. 前記抽出部は、前記変調信号に対応する複数のサンプリング信号のうちから、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号を含むサンプリング信号を決定し、
    前記エンベロープを検出する装置は、前記第１サンプリング信号と前記第２サンプリング信号との間の第１時間間隔、前記第２サンプリング信号と前記第３サンプリング信号との間の第２時間間隔、前記第３サンプリング信号と前記第４サンプリング信号との間の第３時間間隔をそれぞれ調整する調整部を更に備えることを特徴とする請求項９に記載のエンベロープを検出する装置。
15. 前記対象サンプリングセットに含まれるサンプリング信号間の時間間隔、及び前記対象サンプリングセットと異なる残りの２つのサンプリングセットのそれぞれに含まれるサンプリング信号間の時間間隔は、互いに一定であることを特徴とする請求項９に記載のエンベロープを検出する装置。
16. 前記算出部は、更にスケーリングファクターに基づいて前記エンベロープ成分値を決定することを特徴とする請求項９に記載のエンベロープを検出する装置。
    

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