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JPH0340874B2 - - Google Patents
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JPH0340874B2 - - Google Patents

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JPH0340874B2
JPH0340874B2 JP5904482A JP5904482A JPH0340874B2 JP H0340874 B2 JPH0340874 B2 JP H0340874B2 JP 5904482 A JP5904482 A JP 5904482A JP 5904482 A JP5904482 A JP 5904482A JP H0340874 B2 JPH0340874 B2 JP H0340874B2
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correlation coefficient
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は電力スペクトルの相互相関係数を計
算することにより、入力信号の中から基準となる
電力スペクトルと同等のスペクトルを持つ信号を
検出する相関処理装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention is a correlation method for detecting a signal having a spectrum equivalent to a reference power spectrum from an input signal by calculating a cross-correlation coefficient of a power spectrum. It relates to a processing device.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

第1図は従来の相関処理装置を示すものであ
る。入力信号iはアナログ/デイジタル(A/
D)変換回路11に供給され、この変換回路11
において所定周期のサンプリングパルス信号s
より、デイジタル時系列信号に変換される。この
サンプルデータは第1の記憶回路12に供給され
記憶される。この記憶されるサンプル数は2N個
とする。この記憶回路12より読出されたサンプ
ルデータは順次電力スペクトル計算回路13に供
給され、例えばFFT(Fast Fourier Transform)
方式によつてN個の電力スペクトルデータxi(i
=0、1、…、N−1)が求められる。この電力
スペクトルデータxiは第2の記憶回路14に供給
され記憶される。
FIG. 1 shows a conventional correlation processing device. Input signal i is analog/digital (A/
D) is supplied to the conversion circuit 11, and this conversion circuit 11
At the sampling pulse signal s of a predetermined period, the signal is converted into a digital time series signal. This sample data is supplied to the first storage circuit 12 and stored therein. The number of samples stored is 2N. The sample data read out from the storage circuit 12 is sequentially supplied to the power spectrum calculation circuit 13, and is processed using, for example, FFT (Fast Fourier Transform).
N power spectrum data x i (i
=0, 1,...,N-1) are obtained. This power spectrum data x i is supplied to the second storage circuit 14 and stored therein.

一方、第3の記憶回路15には予じめ検出した
い信号に対応する基準の電力スペクトルデータyi
(i=0、1、…、M−1;M<N)が記憶され
ている。この記憶回路15および14に記憶され
たデータはそれぞれ順次読出され、相互相関計算
回路16に供給される。この計算回路16では次
の計算が行なわれる。
On the other hand, the third storage circuit 15 stores reference power spectrum data y i corresponding to the signal to be detected in advance.
(i=0, 1, . . . , M-1; M<N) are stored. The data stored in storage circuits 15 and 14 are read out in sequence and supplied to cross-correlation calculation circuit 16. This calculation circuit 16 performs the following calculation.

但し、 k=0、1、…N−1 =1/Mk+M-1i=K xi =1/MM-1i=n yi この計算によつて得られた相関係数r(k)は判定
回路17に供給され、この判定回路17において
相関係数r(k)の最大値r(k)naxが判定される。そ
して、このkの値により基準のスペクトルパター
ンとその電力スペクトルパターンが一致する信号
の中心周波数が求められる。第2図a,b,cは
それぞれxi、yi、r(k)の一例を示すものである。
However, k=0, 1,...N-1 = 1/M k+M-1i=K x i = 1/M M-1i=n y iThe correlation obtained by this calculation The number r(k) is supplied to a determination circuit 17, which determines the maximum value r(k) nax of the correlation coefficient r(k). Then, from this value of k, the center frequency of the signal whose power spectrum pattern matches the reference spectrum pattern is determined. Figures 2a, b, and c show examples of x i , y i , and r(k), respectively.

ところで、入力信号の電力スペクトルxiは周波
数分解能Δ(但し、Δ=s/2N)毎の離散的なデ
ー タであるため、第3図a,bに示す如く信号の中
心周波数0の値によつて本来は同一スペクトルの
筈が、かなり異なつたスペクトルデータとなる可
能性を有している。尚、第3図a,b中点線は連
続スペクトルエンベロープを示し、 第3図aは0=(m+1/2)×Δの場合 第3図bは0=m×Δの場合 (但し、mは正整数) であり、0の値によつてこの両者を両極端として
その中間のスペクトルパターンをとることにな
る。
By the way, since the power spectrum x i of the input signal is discrete data for each frequency resolution Δ (Δ = s / 2N), it is determined by the value of the center frequency 0 of the signal as shown in Figure 3 a and b. Therefore, what should originally be the same spectrum has the possibility of becoming quite different spectrum data. The dotted line between a and b in Figure 3 shows the continuous spectral envelope. (a positive integer), and a value of 0 makes these two extremes and a spectral pattern in between.

このことは、即ち基準のスペクトルパターンが
例えば第3図aの形で記憶されているとすると、
第3図に示すaとbの中間のパターンの場合には
それだけ相関係数の最大値r(k)naxが変動するこ
とになる。このように、従来の装置は信号の中心
周波数と周波数分解能との相対関係によつて相関
係数が大きく変動するという欠点を有している。
This means that if the reference spectral pattern is stored, for example, in the form shown in Figure 3a,
In the case of a pattern between a and b shown in FIG. 3, the maximum value r(k) nax of the correlation coefficient varies accordingly. As described above, the conventional apparatus has the drawback that the correlation coefficient varies greatly depending on the relative relationship between the center frequency of the signal and the frequency resolution.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は上記事情に基づいてなされたもの
で、その目的とするところは入力信号の中心周波
数が如何なる場合であつても所定の相関係数を得
ることが可能な相関処理装置を提供しようとする
ものである。
The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to provide a correlation processing device that can obtain a predetermined correlation coefficient no matter what the center frequency of the input signal. It is something.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は入力信号を電力スペクトル計算回路
によつて決まる周波数分解能Δより小さい周波
数Δ/nずつ変化させ、この変化したそれぞれ
の信号について基準スペクトルとの相関係数を求
め、この内より最大値を判定することにより基準
スペクトルパターンに最も近似した相関係数を求
めるものである。
This invention changes the input signal by a frequency Δ/n smaller than the frequency resolution Δ determined by the power spectrum calculation circuit, calculates the correlation coefficient with the reference spectrum for each of the changed signals, and calculates the maximum value from among these. By making this determination, the correlation coefficient that most closely approximates the reference spectrum pattern is determined.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。尚、第4図中第1図と同一部分に
は同一符号を付す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same parts in FIG. 4 as in FIG. 1 are given the same reference numerals.

第4図において、入力信号iは周波数変換回路
41に供給される。この変換回路41には局部発
振回路42の出力信号が供給され、この信号によ
り前記入力信号iの周波数が変化される。即ち、
局部発振回路42は出力周波数が所定の範囲変化
可能とされており、この信号により入力信号i
周波数は(N−M+1)Δの範囲内を偏移され
るようになつている。この周波数変換された信号
は前記と全く同様にA/D変換回路11において
サンプリングされ、このサンプルデータは第1の
記憶回路12に供給され記憶される。この記憶回
路12より読出されたサンプルデータは順次電力
スペクトル計算回路13に供給され、N個の電力
スペクトルデータxiが求められる。この電力スペ
クトルデータxiは第2の記憶回路14に供給され
記憶される。そして、この記憶回路14から第5
図に示す如くM個のデータのみが読出され、この
データは第3の記憶回路15より読出された基準
電力スペクトルデータyi(i=0、1、…、M−
1;M<N)とともに相互相関計算回路16に供
給される。この計算回路16では(2)式に示す計算
が行なわれ、相関係数rが求められる。
In FIG. 4, input signal i is supplied to frequency conversion circuit 41. In FIG. An output signal from a local oscillation circuit 42 is supplied to this conversion circuit 41, and the frequency of the input signal i is changed by this signal. That is,
The output frequency of the local oscillation circuit 42 can be varied within a predetermined range, and this signal causes the frequency of the input signal i to be shifted within the range of (N-M+1)Δ. This frequency-converted signal is sampled in the A/D conversion circuit 11 in exactly the same manner as described above, and this sample data is supplied to the first storage circuit 12 and stored therein. The sample data read from the storage circuit 12 is sequentially supplied to the power spectrum calculation circuit 13, and N pieces of power spectrum data x i are determined. This power spectrum data x i is supplied to the second storage circuit 14 and stored therein. Then, from this memory circuit 14, a fifth
As shown in the figure, only M pieces of data are read out, and this data is the reference power spectrum data y i (i=0, 1, . . . , M−) read out from the third storage circuit 15.
1; M<N) and is supplied to the cross-correlation calculation circuit 16. This calculation circuit 16 performs the calculation shown in equation (2) to determine the correlation coefficient r.

但し、 =1/MM-1i=0 xi =1/MM-1i=0 yi さて、この装置では先ず第1回目に周波数変換
回路41の出力周波数が入力信号iの周波数と等
しくなるよう局部発振回路42の周波数が選択さ
れ、このときの相関係数の最大値r1が求められ
る。次に第2回目は局部発振回路42の周波数が
Δ/nだけ変化され、第5図に示す如く変換前
の周波数帯域Δ/n〜(Δ/n)+Δ・Mが丁
度x0〜xM-1のスペクトルとして出力されるように
して相関係数r2が求められる。以下、同様にして
局部発振回路42の周波数がΔ/nずつ変化さ
れてn(N−M+1)回計算が行なわれ、相関係
数r1、r2、…、ro(N-M+1)が求められる。この結果、
求める信号のスペクトルはΔ/nのきざみで第
5図に示す斜線部を通過することになるから、第
3図aから同図bまでの中間のパターンが必ず現
われる筈である。したがつて、判定回路17によ
つてr1〜ro(N-M+1)の中より最大の相関係数を選ぶ
ことにより基準の周波数スペクトルパターンに最
も近いときの相関係数を得ることができる。即
ち、信号の周波数0がどの位置にあつても常に変
動の少ない相関係数rnaxを得ることができる。
However, = 1/M M-1i=0 x i = 1/M M-1i=0 y i Now, in this device, first, the output frequency of the frequency conversion circuit 41 is equal to that of the input signal i. The frequency of the local oscillation circuit 42 is selected to be equal to the frequency, and the maximum value r 1 of the correlation coefficient at this time is determined. Next, for the second time, the frequency of the local oscillation circuit 42 is changed by Δ/n, and as shown in FIG . The correlation coefficient r 2 is determined so that it is output as a -1 spectrum. Thereafter, the frequency of the local oscillation circuit 42 is similarly changed by Δ/n and calculations are performed n(N-M+1) times, and the correlation coefficients r 1 , r 2 , ..., r o(N-M+1 ) is required. As a result,
Since the spectrum of the desired signal passes through the shaded area shown in FIG. 5 in steps of Δ/n, an intermediate pattern between FIG. 3a and FIG. 3b will necessarily appear. Therefore, the determination circuit 17 selects the largest correlation coefficient from r 1 to r o (N-M+1) to obtain the correlation coefficient closest to the reference frequency spectrum pattern. I can do it. That is, a correlation coefficient r nax with little variation can always be obtained no matter where the frequency 0 of the signal is located.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、詳述したようにこの発明によれば、入力
信号の中心周波数が如何なる場合であつても所定
の相関係数を得ることが可能な相関処理装置を提
供できる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a correlation processing device that can obtain a predetermined correlation coefficient regardless of the center frequency of the input signal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の相関処理装置の一例を示す構成
図、第2図a,b,cおよび第3図a,bはそれ
ぞれ従来およびこの発明の動作を説明するために
示す図、第4図はこの発明に係わる相関処理装置
の一実施例を示す構成図、第5図はこの発明の動
作を説明するために示す図である。 11……A/D変換回路、13……電力スペク
トル計算回路、16……相互相関計算回路、17
……判定回路、41……周波数変換回路、42…
…局部発振回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional correlation processing device, FIG. 5 is a block diagram showing one embodiment of the correlation processing device according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram shown for explaining the operation of the present invention. 11...A/D conversion circuit, 13...Power spectrum calculation circuit, 16...Cross correlation calculation circuit, 17
... Judgment circuit, 41 ... Frequency conversion circuit, 42 ...
...Local oscillation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 発振周波数を変化させることが可能な発振回
路と、この発振信号により入力信号の周波数を変
化させる周波数変換回路と、この変換出力信号を
所定のサンプリングパルス信号でA/D変換する
回路と、このサンプリングされた信号より電力ス
ペクトルを求める回路と、前記発振周波数を前記
電力スペクトルを求める回路の周波数分解能より
も小さい所定周波数ずつ変化して求められた電力
スペクトルおよび基準電力スペクトルが供給され
相互相関係数を求める回路と、この求められた相
関係数より最大値を求める判定回路とを具備した
ことを特徴とする相関処理装置。
1. An oscillation circuit that can change the oscillation frequency, a frequency conversion circuit that changes the frequency of an input signal using this oscillation signal, a circuit that A/D converts this conversion output signal with a predetermined sampling pulse signal, and A circuit that obtains a power spectrum from a sampled signal is supplied with a power spectrum and a reference power spectrum that are obtained by changing the oscillation frequency by a predetermined frequency that is smaller than the frequency resolution of the circuit that obtains the power spectrum, and a cross-correlation coefficient is obtained. What is claimed is: 1. A correlation processing device comprising: a circuit for determining the correlation coefficient; and a determination circuit for determining the maximum value from the determined correlation coefficient.
JP5904482A 1982-04-09 1982-04-09 Correlation processor Granted JPS58176776A (en)

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