JPH0340876B2 - - Google Patents
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- JPH0340876B2 JPH0340876B2 JP5904682A JP5904682A JPH0340876B2 JP H0340876 B2 JPH0340876 B2 JP H0340876B2 JP 5904682 A JP5904682 A JP 5904682A JP 5904682 A JP5904682 A JP 5904682A JP H0340876 B2 JPH0340876 B2 JP H0340876B2
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/15—Correlation function computation including computation of convolution operations
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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.
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に
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).
Depending on the method, N pieces of power spectrum data xi(i
=0, 1,...,N-1) are obtained. This power spectrum data xi 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 yi 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-1
〓i=k
xi
＝１／ＭM-1
〓i=0
yi
この計算によつて得られた相関係数γ(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γ(k)の最大値γ(k)max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、γ(k)の一例を示すものであ
る。 However, k=0, 1,..., N-1 = 1/M k+M-1 〓 i=k xi = 1/M M-1 〓 i=0 yi Correlation coefficient obtained by this calculation γ(k) is supplied to a determination circuit 17, which determines the maximum value γ(k)max of the correlation coefficient γ(k).
Then, from this value of k, the center frequency of the signal whose power spectrum pattern matches the reference spectrum pattern is determined. Figure 2 a, b, c
are examples of xi, yi, and γ(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 xi of the input signal is discrete data for each frequency resolution Δ (where 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. 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の中間パターンの場合にはそ
れだけ相関係数の最大値γ(k)max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 an intermediate pattern between a and b shown in FIG. 3, the maximum value γ(k)max 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.
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.
この発明は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の範囲内にわたりΔ／ｎず
つサンプリング位置が変化されたｎ個の基準電力
スペクトルを予じめ記憶しておき、この基準電力
スペクトルそれぞれと入力信号より求めた電力ス
ペクトルとの相関係数の最大値を求め、この最大
値により相関係数の計算範囲を制御するととも
に、求められた最大値群よりさらに最大値を求め
ることにより変動の少ない相関係数を得るもので
ある。
This invention stores in advance n reference power spectra whose sampling positions are changed by Δ/n over a range of frequency resolution Δ determined by a power spectrum calculation circuit, and inputs each of these reference power spectra. The maximum value of the correlation coefficient with the power spectrum determined from the signal is determined, and the calculation range of the correlation coefficient is controlled by this maximum value, and by determining the maximum value further from the determined maximum value group, the correlation coefficient with less fluctuation is obtained. This is to obtain the related number.
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の電力スペクトル
xiは第１図と同様の動作によつて得られる。一
方、第３の記憶回路４１1〜４１oには周波数領域
におけるサンプリング位置が電力スペクトル計算
回路１３によつて決まる周波数分解能Δの範囲
内においてΔ／ｎずつ変化された基準電力スペ
クトルy1i〜yoiがそれぞれ記憶されている。この
基準電力スペクトルy1i〜yoiは切換回路４２によ
つて順次読出され、第２の記憶回路１４より読出
された電力スペクトルxiとともに相互相関計算回
路１６に供給される。即ち、最初に記憶回路４１
１より基準電力スペクトルy1iが読出され、このス
ペクトルy1iとスペクトルxiとの相関係数が求めら
れる。第１の判定回路１７ではこの中から最大値
γ1（k1）が判定される。次に、記憶回路４１2より
スペクトルy2iが読出され、これとスペクトルxiと
の相関係数が求められる。このとき、求める信号
の中心周波数に対応する相関係数はk1の近傍の値
であることは明白である。計算範囲制御回路４３
は記憶回路４１2〜４１oより読出される基準電力
スペクトルy2i〜yoiに対する相関係数の計算範囲
をk1の値に基づいて制御するものである。即ち、
基準電力スペクトルy2i〜yoiについては相互相関
計算回路１６における(1)式の計算をｋ＝０、１、
…、Ｎ−１の全範囲について計算せず、k1を中心
として例えば幅2Mの範囲内で計算するよう制御
する。このようにして、順次記憶回路４１2〜４
１oより基準電力スペクトルy2i〜yoiが読出されて
相関係数の最大値が求められ、γ1（k1）、γ2（k2）、
…、γo（ko）のｎ個の最大値群が求められる。こ
の結果、サンプリング位置をΔ／ｎずつ変化さ
せたｎ個の基準スペクトルパターンと入力信号と
のｎ個の相関係数の最大値が得られたことにな
る。したがつて、このｎ個の最大値群の中から第
２の判定回路４４によつて最大値γ(k)maxを判
定すれば、基準の周波数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。 In Figure 4, the power spectrum of input signal i
x i can be obtained by the same operation as in FIG. On the other hand, the third storage circuits 41 1 to 41 o store reference power spectra y 1i to y whose sampling positions in the frequency domain are varied by Δ/n within the range of frequency resolution Δ determined by the power spectrum calculation circuit 13 . oi is memorized respectively. The reference power spectra y 1i to y oi are sequentially read out by the switching circuit 42 and supplied to the cross-correlation calculation circuit 16 together with the power spectrum x i read out from the second storage circuit 14 . That is, first the memory circuit 41
1 , the reference power spectrum y 1i is read out, and the correlation coefficient between this spectrum y 1i and the spectrum x i is determined. The first determination circuit 17 determines the maximum value γ 1 (k 1 ) from among them. Next, the spectrum y 2i is read out from the storage circuit 41 2 and the correlation coefficient between this and the spectrum x i is determined. At this time, it is clear that the correlation coefficient corresponding to the center frequency of the desired signal is a value near k1 . Calculation range control circuit 43
is for controlling the calculation range of the correlation coefficients for the reference power spectra y 2i - y oi read out from the storage circuits 41 2 - 41 o based on the value of k 1 . That is,
Regarding the reference power spectra y 2i to y oi , the calculation of equation (1) in the cross-correlation calculation circuit 16 is performed using k=0, 1,
..., the calculation is not performed for the entire range of N-1, but is controlled to be performed within a range of width 2M, for example, with k1 as the center. In this way, the sequential storage circuits 41 2 to 4
The reference power spectrum y 2i to y oi is read out from 1 o and the maximum value of the correlation coefficient is determined, and γ 1 (k 1 ), γ 2 (k 2 ),
..., n maximum value groups of γ o (k o ) are found. As a result, the maximum value of the n correlation coefficients between the input signal and the n reference spectrum patterns whose sampling positions are changed by Δ/n is obtained. Therefore, if the second determination circuit 44 determines the maximum value γ(k)max from among the group of n maximum values, the correlation coefficient closest to the reference frequency pattern can be obtained. Can be done.
このような構成とすることにより入力信号iの
中心周波数0が周波数分解能Δの中のどの位置
にあつても常に変動の少ない相関係数γ(k)max
を得ることが可能となる。 With this configuration, no matter where the center frequency 0 of input signal i is within the frequency resolution Δ, the correlation coefficient γ(k)max always has little variation.
It becomes possible to obtain.
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.
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
……第１の判定回路、４１1〜４１o……第３の記
憶回路、４２……切換回路、４３……計算範囲制
御回路、４４……第２の判定回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional correlation processing device, FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a correlation processing device according to the present invention. 11...A/D conversion circuit, 13...Power spectrum calculation circuit, 16...Cross correlation calculation circuit, 17
...first judgment circuit, 41 1 to 41 o ... third storage circuit, 42 ... switching circuit, 43 ... calculation range control circuit, 44 ... second judgment circuit.
Claims (1)
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、この回
路の周波数分解能Δの範囲内にわたりΔ／ｎず
つサンプリング位置が変化されたｎ個の基準電力
スペクトルを記憶する回路と、この基準電力スペ
クトルを順次読出す回路と、この読出された基準
電力スペクトルおよび前記求められた電力スペク
トルより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第１の判定回
路と、この求められた最大値により前記相互相関
係数の計算範囲を制御する回路と、前記第１の判
定回路より出力される基準電力スペクトルを変え
て得られたｎ個の最大値群の中からさらに最大値
を求める第２の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. A circuit that A/D converts an input signal using a predetermined sampling pulse signal, a circuit that obtains a power spectrum from this sampled signal, and a sampling position that is changed by Δ/n within the frequency resolution Δ range of this circuit. a circuit for storing n reference power spectra; a circuit for sequentially reading out the reference power spectra; a circuit for calculating a cross-correlation coefficient from the read reference power spectrum and the determined power spectrum; a first determination circuit that determines a maximum value from the determined correlation coefficient; a circuit that controls a calculation range of the cross-correlation coefficient based on the determined maximum value; and a reference power output from the first determination circuit. A correlation processing device comprising: a second determination circuit that further determines a maximum value from a group of n maximum values obtained by changing the spectrum.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5904682A JPS58176778A (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Correlation processor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5904682A JPS58176778A (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Correlation processor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176778A JPS58176778A (en) | 1983-10-17 |
| JPH0340876B2 true JPH0340876B2 (en) | 1991-06-20 |
Family
ID=13101975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5904682A Granted JPS58176778A (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Correlation processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176778A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011003948A (en) | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Sony Corp | Data processing apparatus and method, receiving apparatus and method, synchronous detection apparatus and method, and computer program |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP5904682A patent/JPS58176778A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58176778A (en) | 1983-10-17 |
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