JP3394412B2 - Pulse sound detection method and apparatus - Google Patents
Pulse sound detection method and apparatusInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、艦船等から放射さ
れたパルス音をセンサで受信し、このセンサで受信した
信号のうち、パルス音の存在しない部分から背景雑音レ
ベルの推定を行い、前記背景雑音レベルの推定結果に基
づき、パルス音の存在する部分の判定を行うパルス音探
知方法及びその装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention receives a pulse sound radiated from a ship or the like by a sensor and estimates a background noise level from a portion of the signal received by the sensor where the pulse sound does not exist. The present invention relates to a pulse sound detection method and apparatus for determining a portion where a pulse sound exists based on an estimation result of a background noise level.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、以下に示すようなものがあった。図２は従来の
パルス音探知装置の一構成例を示す機能ブロック図であ
る。このパルス音探知装置は、入力端子１、周波数分割
処理部２、瞬時パワー算出処理部３、パルス成分検出処
理部４、背景雑音レベル推定処理部５、閾値算出処理部
６及び出力端子７で構成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
For example, there were the following. FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of a conventional pulse sound detection device. This pulse sound detection device is composed of an input terminal 1, a frequency division processing unit 2, an instantaneous power calculation processing unit 3, a pulse component detection processing unit 4, a background noise level estimation processing unit 5, a threshold value calculation processing unit 6 and an output terminal 7. Has been done.
【０００３】図３はセンサで受信するパルス音の波形例
を示す図である。図３の波形の下に記載されている矢印
の範囲は、後述する周波数分割処理でのＦＦＴを実施す
る範囲を示し、矢印の範囲の下に記載されている数字は
本処理を実施する周期の番号である。次に、従来のパル
ス音探知装置の動作について図２を用いて説明する。FIG. 3 is a diagram showing an example of a waveform of a pulse sound received by a sensor. The range of the arrow described below the waveform in FIG. 3 indicates the range in which FFT is performed in the frequency division processing described later, and the numbers described below the range of the arrow indicate the period in which this processing is performed. It is a number. Next, the operation of the conventional pulse sound detection device will be described with reference to FIG.
【０００４】入力端子１では、図３に示すようなパルス
音及び背景雑音をディジタル化した信号が入力され、そ
の信号を周波数分割処理部２に出力する。周波数分割処
理部２では、入力端子１から入力したその信号に対し、
図３に示すように、一定の時間幅で、その信号をオーバ
ーラップさせながら切り出し、その切り出した信号に適
当な窓関数をかけた後、高速フーリエ変換（以下、ＦＦ
Ｔという）等の離散フーリエ変換を行うことにより、入
力信号をＮ個の周波数ビンに分割し、その分割結果を瞬
時パワー算出処理部３に出力する。A signal obtained by digitizing pulse sound and background noise as shown in FIG. 3 is input to the input terminal 1, and the signal is output to the frequency division processing unit 2. In the frequency division processing unit 2, for the signal input from the input terminal 1,
As shown in FIG. 3, the signal is cut out with a certain time width while overlapping, and the cut out signal is applied with an appropriate window function, and then the fast Fourier transform (hereinafter, FF) is performed.
The input signal is divided into N frequency bins by performing a discrete Fourier transform such as T), and the division result is output to the instantaneous power calculation processing unit 3.
【０００５】瞬時パワー算出処理部３では、周波数分割
処理部２の結果を入力し、各周波数ビン毎に下記に示す
式（１）を用いて、その分割結果を自乗することによ
り、短時間積分パワーである瞬時パワーを算出し、この
瞬時パワーをパルス成分検出処理部４及び背景雑音レベ
ル推定処理部５に出力する。In the instantaneous power calculation processing unit 3, the result of the frequency division processing unit 2 is input, and the division result is squared by using the following equation (1) for each frequency bin to integrate for a short time. Instantaneous power, which is power, is calculated, and this instantaneous power is output to the pulse component detection processing unit 4 and the background noise level estimation processing unit 5.
【０００６】[0006]
【数１】 [Equation 1]
【０００７】パルス成分検出処理部４では、瞬時パワー
算出処理部３から瞬時パワーを入力すると共に、閾値算
出処理部６からは、パルス成分検出のための閾値を入力
し、各周波数ビン毎にその瞬時パワーとその閾値を比較
し、その閾値を越えた瞬時パワーに関してはパルス成分
（パルス音部の一部分のＦＦＴ結果であることから、以
下、パルス成分と称する）として検出し、検出したその
瞬時パワーとその周波数ビンの周波数情報を出力端子７
に出力する。例えば、図３に示す周期「４」の瞬時パワ
ー算出結果は、パルス成分として検出される。In the pulse component detection processing unit 4, the instantaneous power is input from the instantaneous power calculation processing unit 3 and the threshold value for pulse component detection is input from the threshold value calculation processing unit 6, and the threshold value is detected for each frequency bin. The instantaneous power is compared with the threshold value, and the instantaneous power exceeding the threshold value is detected as a pulse component (hereinafter, referred to as a pulse component because it is the FFT result of a part of the pulse sound part), and the detected instantaneous power is detected. And the frequency information of that frequency bin is output terminal 7
Output to. For example, the instantaneous power calculation result of cycle “4” shown in FIG. 3 is detected as a pulse component.
【０００８】さらに、パルス成分検出処理部４では、パ
ルス成分が検出されなかった場合に背景雑音レベルの推
定値の更新を意味する制御信号を、パルス成分が検出さ
れた場合に、背景雑音レベルの推定値の更新停止を意味
する制御信号を背景雑音レベル推定処理部５に出力す
る。背景雑音レベル推定処理部５では、瞬時パワー算出
処理部３から瞬時パワーを入力すると共に、パルス成分
検出処理部４から制御信号を入力する。この制御信号が
背景雑音レベルの推定値の更新を意味する信号であった
場合には、その瞬時パワーを用いて下記に示す式（２）
により、各周波数ビン毎に積分処理を実施することで背
景雑音レベルの推定値を更新し、その結果を閾値算出処
理部６に出力する。Further, the pulse component detection processing unit 4 outputs a control signal which means updating of the estimated value of the background noise level when the pulse component is not detected, and a control signal which indicates the background noise level when the pulse component is detected. A control signal indicating stop of updating the estimated value is output to the background noise level estimation processing unit 5. In the background noise level estimation processing unit 5, the instantaneous power is input from the instantaneous power calculation processing unit 3 and the control signal is input from the pulse component detection processing unit 4. When this control signal is a signal that means updating the estimated value of the background noise level, the instantaneous power is used to calculate the following equation (2).
Thus, the estimated value of the background noise level is updated by performing the integration process for each frequency bin, and the result is output to the threshold value calculation processing unit 6.
【０００９】また、その制御信号が背景雑音レベルの推
定値の更新停止を意味する信号であった場合には、下記
式（３）に示すように、前回までの背景雑音レベルの推
定値を閾値算出処理部６に出力する。Further, when the control signal is a signal indicating the stop of updating the estimated value of the background noise level, the estimated value of the background noise level up to the previous time is set to the threshold value as shown in the following equation (3). It is output to the calculation processing unit 6.
【００１０】[0010]
【数２】 [Equation 2]
【００１１】[0011]
【数３】 [Equation 3]
【００１２】閾値算出処理部６では、背景雑音レベル推
定処理部５から入力した背景雑音レベルの推定値から誤
警報確率等を考慮して周波数ビン毎に閾値を算出し、そ
の閾値を次回のパルス成分検出処理で、使用する閾値と
してパルス成分検出処理部４に出力する。The threshold value calculation processing unit 6 calculates a threshold value for each frequency bin from the estimated value of the background noise level input from the background noise level estimation processing unit 5 in consideration of false alarm probability and the like, and the calculated threshold value is used for the next pulse. In the component detection processing, the threshold value to be used is output to the pulse component detection processing unit 4.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のパルス音探知方法では、次のような問題があっ
た。従来のパルス音探知方法では、例えば、艦船が速力
を急に上げる等、何らかの要因で背景雑音のレベルが急
激に上昇して、背景雑音の瞬時パワーが閾値を越え続け
た場合、背景雑音がパルス成分として、多数検出され続
け、パルス音ではなく背景雑音の瞬時パワーと周波数情
報が出力され続けるという問題があった。However, the above-described conventional pulse sound detection method has the following problems. In the conventional pulse sound detection method, for example, if the background noise level rises sharply for some reason, such as a ship suddenly increasing its speed, and the instantaneous power of the background noise continues to exceed the threshold, the background noise will be pulsed. As a component, there is a problem that many are continuously detected and instantaneous power and frequency information of background noise are continuously output instead of pulse sound.
【００１４】以下、上記問題である背景雑音レベルが急
激に上昇した場合の、従来のパルス音探知装置の問題点
を具体的に説明する。ただし、入力端子１、周波数分割
処理部２、瞬時パワー算出処理部３については、上記し
た処理内容と同様なので、その説明は省略する。パルス
成分検出処理部４では、瞬時パワー算出処理部３からレ
ベルが急激に上昇した背景雑音の瞬時パワーを入力し、
背景雑音レベルが急激に上昇する以前に算出した閾値
と、この瞬時パワーとを周波数ビン毎に比較する。しか
しながら、今回入力した背景雑音の瞬時パワーは、その
レベルが急激に上昇していることにより、大半の周波数
ビンがこの閾値を越えることになる。その結果、閾値を
越えた大半の周波数ビンがパルス成分として検出され、
背景雑音の瞬時パワーと周波数情報が出力端子７に出力
されることになる。Hereinafter, the problem of the conventional pulse sound detecting apparatus when the background noise level, which is the above-mentioned problem, sharply rises will be described. However, the input terminal 1, the frequency division processing unit 2, and the instantaneous power calculation processing unit 3 are the same as the above-mentioned processing contents, and therefore the description thereof will be omitted. In the pulse component detection processing unit 4, the instantaneous power of the background noise whose level suddenly rises is input from the instantaneous power calculation processing unit 3,
The threshold value calculated before the background noise level sharply rises is compared with this instantaneous power for each frequency bin. However, most of the frequency bins of the instantaneous power of the background noise input this time exceed the threshold because the level thereof is rapidly increasing. As a result, most frequency bins above the threshold are detected as pulse components,
The instantaneous power of background noise and frequency information are output to the output terminal 7.
【００１５】また、パルス成分検出処理部４では、パル
ス成分が検出されたことにより、背景雑音レベルの推定
値の更新停止を意味する制御信号を背景雑音レベル推定
処理部５に出力する。背景雑音レベル推定処理部５で
は、パルス成分検出処理部４から背景雑音レベルの推定
値の更新停止を意味する制御信号を入力するため、瞬時
パワー算出処理部３から入力した前記レベルが急激に上
昇した背景雑音の瞬時パワーを用いての背景雑音レベル
の推定値の更新は行わない。そのため、背景雑音レベル
推定処理部５では、レベルが急激に上昇する以前の背景
雑音レベルの推定値を閾値算出処理部６に出力すること
になる。In addition, the pulse component detection processing unit 4 outputs to the background noise level estimation processing unit 5 a control signal indicating that the updating of the estimated value of the background noise level has stopped due to the detection of the pulse component. In the background noise level estimation processing unit 5, since the control signal indicating the stop of updating the estimated value of the background noise level is input from the pulse component detection processing unit 4, the level input from the instantaneous power calculation processing unit 3 rapidly increases. The estimated value of the background noise level is not updated using the instantaneous power of the background noise. Therefore, the background noise level estimation processing unit 5 outputs the estimated value of the background noise level before the level rises rapidly to the threshold value calculation processing unit 6.
【００１６】閾値算出処理部６では、背景雑音レベル推
定処理部５から前周期と同じ背景雑音レベルの推定値を
入力することにより、算出する閾値は前周期の閾値と同
じとなり、前回と同じ閾値をパルス成分検出処理部４に
出力する。パルス成分検出処理部４では、閾値算出処理
部６から入力した閾値に背景雑音レベルの上昇分が考慮
されていないことから、以後、同様に、背景雑音をパル
ス成分として検出し続けることになる。In the threshold value calculation processing unit 6, by inputting the same estimated value of the background noise level as the previous cycle from the background noise level estimation processing unit 5, the calculated threshold value becomes the same as the threshold value of the previous cycle, and the same threshold value as the previous cycle. Is output to the pulse component detection processing unit 4. In the pulse component detection processing unit 4, since the threshold value input from the threshold value calculation processing unit 6 does not consider the increase in the background noise level, the background noise will continue to be detected as a pulse component in the same manner thereafter.
【００１７】本発明は、上記問題点を除去し、背景雑音
レベルが急激に上昇した場合でも、背景雑音レベルの推
定が正しく実施され、かつ、背景雑音をパルス成分とし
て検出し続けることを防ぐことができるパルス音探知方
法及びその装置を提供するものである。The present invention eliminates the above-mentioned problems and prevents the background noise level from being correctly estimated even when the background noise level sharply rises, and prevents the background noise from being continuously detected as a pulse component. The present invention provides a pulse sound detection method and a device therefor.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、
〔１〕音源から放射されたパルス音をセンサで受信した
信号の狭帯域分析結果もしくはセンサアレイで受信し整
相したビーム出力の狭帯域分析結果を入力とし、背景雑
音レベルの推定値から算出した閾値と、前記狭帯域分析
結果との周波数ビン毎の比較処理により、前記狭帯域分
析結果中のパルス音の存在する狭帯域成分の判定を行う
と共に、前記狭帯域分析結果中にパルス音が存在しない
と判定された場合にのみ、前記狭帯域分析結果を用いて
前記背景雑音レベルの推定を行うパルス音探知方法にお
いて、（ａ）前記狭帯域分析結果を周波数方向に加算す
ることにより、前記狭帯域分析結果の広帯域レベルを算
出し、（ｂ）前記背景雑音レベルの推定結果を周波数方
向に加算することにより、前記広帯域レベルの長時間平
均レベルを算出し、（ｃ）前記広帯域レベルと該広帯域
レベルの長時間平均レベルとを広帯域で比較処理するこ
とにより、前記広帯域レベルの急激な変化を検出し、
（ｄ）前記周波数ビン毎の比較処理により、閾値を越え
る前記狭帯域分析結果が存在し、かつ、前記広帯域での
比較処理により、前記広帯域レベルの急激な変化が検出
されなかった場合にのみ、前記閾値を越えた狭帯域分析
結果をパルス音と判定するようにしたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides [1] a narrow band analysis result of a signal received by a sensor of a pulse sound radiated from a sound source or a phasing by a sensor array. The input of the narrow band analysis result of the beam output, the threshold value calculated from the estimated value of the background noise level, and the presence of the pulse sound in the narrow band analysis result by the comparison processing for each frequency bin with the narrow band analysis result. Pulse sound detection method for estimating the background noise level using the narrow band analysis result only when it is determined that the pulse sound does not exist in the narrow band analysis result. In (a), the wideband level of the narrowband analysis result is calculated by adding the narrowband analysis result in the frequency direction, and (b) the background noise level estimation result in the frequency direction. To calculate the long-time average level of the wide-band level, and (c) compare the wide-band level and the long-time average level of the wide-band level in the wide-band to obtain a rapid change in the wide-band level. Detect
(D) Only when the narrow band analysis result exceeding the threshold value is present by the comparison process for each frequency bin, and the abrupt change in the wide band level is not detected by the wide band comparison process, The narrow band analysis result that exceeds the threshold value is determined to be a pulse sound.
【００１９】〔２〕上記〔１〕記載のパルス音探知方法
において、上記〔１〕（ｂ）の代わりに、前記狭帯域分
析結果の広帯域レベルを積分することにより、この広帯
域レベルの長時間平均レベルを算出するようにしたもの
である。
〔３〕上記〔１〕記載のパルス音探知方法において、上
記〔１〕（ａ）の代わりに、前記センサで受信した信号
もしくはセンサアレイで受信し、整相したビーム出力の
時系列データに対して、前記狭帯域分析を実施する区間
の自乗平均値を求めることにより、この区間の広帯域レ
ベルを算出するとともに、上記〔１〕（ｂ）の代わり
に、前記狭帯域分析を実施する区間の広帯域レベルを積
分することにより、この広帯域レベルの長時間平均レベ
ルを算出するようにしたものである。[2] In the pulse sound detection method described in [1] above, instead of [1] (b) above, the wide band level of the narrow band analysis result is integrated to obtain a long-term average of this wide band level. The level is calculated. [3] In the pulse sound detection method described in [1] above, instead of [1] (a) above, the time-series data of the beam output that is received by the sensor or the sensor array and is phased Then, by calculating the root mean square value of the section in which the narrow band analysis is performed, the wide band level of this section is calculated, and instead of the above [1] (b), the wide band of the section in which the narrow band analysis is performed. By integrating the levels, the long-term average level of the broadband level is calculated.
【００２０】〔４〕音源から放射されたパルス音をセン
サで受信した信号の狭帯域分析結果もしくはセンサアレ
イで受信し整相したビーム出力の狭帯域分析結果を入力
とし、背景雑音レベルの推定値から算出した閾値と、前
記狭帯域分析結果との周波数ビン毎の比較処理により、
前記狭帯域分析結果中のパルス音の存在する狭帯域成分
の判定を行うと共に、前記狭帯域分析結果中にパルス音
が存在しないと判定された場合に関してのみ、前記狭帯
域分析結果を用いて前記背景雑音レベルの推定を行うパ
ルス音探知装置において、（ａ）前記狭帯域分析結果を
周波数方向に加算することにより、前記狭帯域分析結果
の広帯域レベルを算出する手段と、（ｂ）前記背景雑音
レベルの推定結果を周波数方向に加算することにより、
前記広帯域レベルの長時間平均レベルを算出する手段
と、（ｃ）前記広帯域レベルと該広帯域レベルの長時間
平均レベルとを広帯域で比較処理することにより、前記
広帯域レベルの急激な変化を検出する手段とを備え、
（ｄ）前記周波数ビン毎の比較処理により、閾値を越え
る前記狭帯域分析結果が存在し、かつ、前記広帯域での
比較処理により、前記広帯域レベルの急激な変化が検出
されなかった場合にのみ、前記閾値を越えた狭帯域分析
結果をパルス音と判定してなる。[4] The estimated value of the background noise level is input with the narrowband analysis result of the signal received by the sensor of the pulse sound emitted from the sound source or the narrowband analysis result of the beam output received by the sensor array and phased. By the comparison processing for each frequency bin between the threshold calculated from and the narrowband analysis result,
Along with the determination of the narrow band component of the pulse sound in the narrow band analysis result, only when it is determined that no pulse sound in the narrow band analysis result, using the narrow band analysis result In a pulse sound detecting apparatus for estimating a background noise level, (a) means for calculating a wideband level of the narrowband analysis result by adding the narrowband analysis result in the frequency direction, and (b) the background noise By adding the level estimation results in the frequency direction,
Means for calculating a long-term average level of the wideband level; and (c) means for detecting a sudden change in the wideband level by comparing the wideband level and the long-term average level of the wideband level in a wideband. With and
(D) Only when the narrow band analysis result exceeding the threshold value is present by the comparison process for each frequency bin, and the abrupt change in the wide band level is not detected by the wide band comparison process, The narrow band analysis result that exceeds the threshold value is determined to be a pulse sound.
【００２１】〔５〕上記〔４〕記載のパルス音探知装置
において、上記〔４〕（ｄ）の代わりに、前記狭帯域分
析結果の広帯域レベルを積分することにより、この広帯
域レベルの長時間平均レベルを算出する手段を設けるよ
うにしたものである。
〔６〕上記〔４〕記載のパルス音探知装置において、上
記〔４〕（ａ）の代わりに、前記センサで受信した信号
もしくはセンサアレイで受信し、整相したビーム出力の
時系列データに対して、前記狭帯域分析を実施する区間
の自乗平均値を求めることにより、この区間の広帯域レ
ベルを算出する手段を設けると共に、上記〔４〕（ｂ）
の代わりに、前記狭帯域分析を実施する区間の広帯域レ
ベルを積分することにより、この広帯域レベルの長時間
平均レベルを算出する手段を設けるようにしたものであ
る。[5] In the pulse sound detecting apparatus described in [4] above, instead of [4] (d) above, the wide band level of the narrow band analysis result is integrated to obtain a long-term average of this wide band level. A means for calculating the level is provided. [6] In the pulse sound detection device according to [4], instead of [4] (a), the time-series data of the beam output that is received by the sensor or the sensor array and is phased And means for calculating the wide band level of this section by obtaining the root mean square value of the section in which the narrow band analysis is carried out, and the above [4] (b)
Instead of, the means for calculating the long-term average level of the wide band level is provided by integrating the wide band level of the section for performing the narrow band analysis.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例
を示すパルス音探知方式の機能ブロック図である。この
実施例では、入力端子１、周波数分割処理部２、閾値算
出処理部６、及び出力端子７は従来技術と同じ構成であ
り、これに、新たに瞬時パワー算出処理部１１、パルス
成分検出処理部１２、背景雑音レベル推定処理部１３、
及び広帯域レベル算出処理部１４、長時間平均レベル算
出処理部１５、広帯域検出処理部１６を追加したもので
ある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram of a pulse sound detection system showing a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the input terminal 1, the frequency division processing unit 2, the threshold value calculation processing unit 6, and the output terminal 7 have the same configuration as in the prior art, and additionally, an instantaneous power calculation processing unit 11 and a pulse component detection process are newly added. Unit 12, background noise level estimation processing unit 13,
In addition, a wideband level calculation processing unit 14, a long-time average level calculation processing unit 15, and a wideband detection processing unit 16 are added.
【００２３】瞬時パワー算出処理部１１では、従来と同
様に、周波数分割処理部２の結果を入力し、各周波数ビ
ン毎に瞬時パワーを算出し、この瞬時パワーをパルス成
分検出処理部１２、背景雑音レベル推定処理部１３及び
広帯域レベル算出処理部１４に出力する。パルス成分検
出処理部１２では、従来技術と同様に、瞬時パワー算出
処理部１１から入力した瞬時パワーと閾値算出処理部６
から入力した閾値とを比較してパルス成分を検出すると
共に、広帯域検出処理部１６から入力した広帯域信号
（背景雑音の変化）の検出結果を用いることにより、前
記瞬時パワーがパルス成分であるか、背景雑音であるか
の判定を行い、この判定結果により、出力端子７への出
力を制御すると共に、背景雑音レベル推定処理を制御す
る制御信号を背景雑音レベル推定処理部１３に出力する
処理を行う。In the instantaneous power calculation processing section 11, the result of the frequency division processing section 2 is input, the instantaneous power is calculated for each frequency bin, and the instantaneous power is calculated by the pulse component detection processing section 12 and the background as in the conventional case. It outputs to the noise level estimation processing unit 13 and the broadband level calculation processing unit 14. In the pulse component detection processing unit 12, the instantaneous power input from the instantaneous power calculation processing unit 11 and the threshold value calculation processing unit 6 as in the prior art.
Whether the instantaneous power is a pulse component by detecting the pulse component by comparing it with a threshold value input from the above, and using the detection result of the wideband signal (change of background noise) input from the wideband detection processing unit 16, It is determined whether there is background noise, and the output to the output terminal 7 is controlled based on the determination result, and the control signal for controlling the background noise level estimation processing is output to the background noise level estimation processing unit 13. .
【００２４】背景雑音レベル推定処理部１３では、従来
技術と同様に、瞬時パワー算出処理部１１から瞬時パワ
ーを入力すると共に、パルス成分検出処理部１２から制
御信号を入力し、この制御信号により、背景雑音レベル
の推定値の更新、または更新停止を行い、この更新され
た推定値もしくは、前回までの背景雑音レベルの推定値
を閾値算出処理部６及び長時間平均レベル算出処理部１
５に出力する処理を行う。In the background noise level estimation processing unit 13, as in the prior art, the instantaneous power is input from the instantaneous power calculation processing unit 11 and the control signal is input from the pulse component detection processing unit 12, and by this control signal, The estimated value of the background noise level is updated or stopped, and the updated estimated value or the estimated value of the background noise level up to the previous time is used as the threshold calculation processing unit 6 and the long-term average level calculation processing unit 1.
5 is output.
【００２５】広帯域レベル算出処理部１４では、瞬時パ
ワー算出処理部１１から瞬時パワーを入力し、この瞬時
パワーから広帯域レベルを求め、この広帯域レベルを広
帯域検出処理部１６に出力する処理を行う。長時間平均
レベル算出処理部１５では、背景雑音レベル推定処理部
１３から推定結果を入力し、この推定結果から長時間平
均レベルを求め、この長時間平均レベルを広帯域検出処
理部１６に出力する処理を行う。The wide band level calculation processing unit 14 inputs the instantaneous power from the instantaneous power calculation processing unit 11, obtains the wide band level from the instantaneous power, and outputs the wide band level to the wide band detection processing unit 16. The long-time average level calculation processing unit 15 inputs the estimation result from the background noise level estimation processing unit 13, obtains the long-time average level from the estimation result, and outputs the long-time average level to the wideband detection processing unit 16. I do.
【００２６】広帯域検出処理部１６では、広帯域レベル
算出処理部１４から入力した広帯域レベルと長時間平均
レベル算出処理部１５から入力した長時間平均レベルと
を比較し、この比較結果をパルス成分検出処理部１２に
出力する処理を行う。次に、本発明の第１実施例の動作
について説明する。入力端子１では、図３に示すよう
な、パルス音及び背景雑音をディジタル化した信号が入
力され、この信号を周波数分割処理部２に出力する。The wide band detection processing unit 16 compares the wide band level input from the wide band level calculation processing unit 14 with the long time average level input from the long time average level calculation processing unit 15, and the comparison result is subjected to pulse component detection processing. Processing for outputting to the unit 12 is performed. Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. A signal obtained by digitizing pulse sound and background noise as shown in FIG. 3 is input to the input terminal 1, and the signal is output to the frequency division processing unit 2.
【００２７】周波数分割処理部２では、入力端子１から
入力したその信号に対し、図３に示すように、一定の時
間幅で、その信号をオーバーラップさせながら切り出
し、その切り出した信号に適当な窓関数をかけた後、Ｆ
ＦＴ等の離散フーリエ変換を行うことにより、入力信号
をＮ個の周波数ビンに分割し、その分割結果を瞬時パワ
ー算出処理部１１に出力する。In the frequency division processing section 2, the signal input from the input terminal 1 is cut out while overlapping the signal with a constant time width, as shown in FIG. 3, and is suitable for the cut out signal. After applying the window function, F
The input signal is divided into N frequency bins by performing a discrete Fourier transform such as FT, and the division result is output to the instantaneous power calculation processing unit 11.
【００２８】瞬時パワー算出処理部１１では、周波数分
割処理部２の結果を入力し、各周波数ビン毎に前記式
（１）を用いて、この分割結果を自乗することにより、
短時間積分パワーである瞬時パワーを算出し、この瞬時
パワーをパルス成分検出処理部１２、背景雑音レベル推
定処理部１３及び広帯域レベル算出処理部１４に出力す
る。In the instantaneous power calculation processing unit 11, the result of the frequency division processing unit 2 is input, and the division result is squared using the above equation (1) for each frequency bin.
The instantaneous power, which is the short-time integrated power, is calculated, and this instantaneous power is output to the pulse component detection processing unit 12, the background noise level estimation processing unit 13, and the wideband level calculation processing unit 14.
【００２９】パルス成分検出処理部１２では、瞬時パワ
ー算出処理部１１から瞬時パワーを入力すると共に、閾
値算出処理部６からはパルス成分検出のための閾値を、
広帯域検出処理部１６からは広帯域信号（背景雑音の変
化）の検出結果を入力し、各周波数ビン毎にその瞬時パ
ワーとその閾値を比較し、その閾値を越えた瞬時パワー
に関してはパルス成分として検出する。In the pulse component detection processing unit 12, the instantaneous power is input from the instantaneous power calculation processing unit 11, and the threshold value for pulse component detection is input from the threshold value calculation processing unit 6.
A detection result of a wideband signal (change in background noise) is input from the wideband detection processing unit 16, the instantaneous power of each frequency bin is compared with its threshold value, and the instantaneous power exceeding the threshold value is detected as a pulse component. To do.
【００３０】パルス成分が検出され、かつ広帯域信号
（背景雑音の変化）が検出されなかった場合には、その
瞬時パワーがパルス成分を含んでいるとして、この瞬時
パワーと、その周波数ビンの周波数情報を出力端子７に
出力し、背景雑音レベルの推定値の更新停止を意味する
制御信号を背景雑音レベル推定処理部１３に出力する。
また、パルス成分が検出され、かつ広帯域信号（背景雑
音の変化）が検出された場合には、広帯域レベルが変化
したものとして、もしくは、パルス成分が検出されなか
った場合には、前記瞬時パワーにパルス音が含まれてお
らず、背景雑音のみであるとして、出力端子７への出力
を停止し、背景雑音レベルの推定値の更新を意味する制
御信号を背景雑音レベル推定処理部１３に出力する。When the pulse component is detected and the wideband signal (change in background noise) is not detected, it is assumed that the instantaneous power includes the pulse component, and the instantaneous power and the frequency information of the frequency bin. Is output to the output terminal 7, and a control signal indicating stop of updating the estimated value of the background noise level is output to the background noise level estimation processing unit 13.
If a pulse component is detected and a wideband signal (change in background noise) is detected, it means that the wideband level has changed, or if no pulse component is detected, the instantaneous power is Assuming that the pulse sound is not included and only the background noise is present, the output to the output terminal 7 is stopped, and the control signal indicating the update of the estimated value of the background noise level is output to the background noise level estimation processing unit 13. .
【００３１】背景雑音レベル推定処理部１３では、瞬時
パワー算出処理部１１から瞬時パワーを入力すると共
に、パルス成分検出処理部１２からの制御信号を入力す
る。この制御信号が背景雑音レベル推定値の更新を意味
する制御信号であった場合には、その瞬時パワーを用い
て前記式（２）により、各周波数ビン毎に積分を行うこ
とで背景雑音レベルの推定値の更新を行い、その結果を
閾値算出処理部６及び長時間平均レベル算出処理部１５
に出力する。また、その制御信号が背景雑音レベルの推
定値の更新停止を意味する制御信号であった場合には、
前記式（３）に示すように、前回までの背景雑音レベル
の推定値を、閾値算出処理部６及び長時間平均レベル算
出処理部１５に出力する。In the background noise level estimation processing unit 13, the instantaneous power is input from the instantaneous power calculation processing unit 11 and the control signal from the pulse component detection processing unit 12 is input. When this control signal is a control signal that means updating of the background noise level estimated value, the instantaneous power is used to perform integration for each frequency bin according to the above equation (2) to determine the background noise level. The estimated value is updated, and the result is updated by the threshold value calculation processing unit 6 and the long-term average level calculation processing unit 15.
Output to. Also, if the control signal is a control signal that means stop updating the estimated value of the background noise level,
As shown in the equation (3), the estimated value of the background noise level up to the previous time is output to the threshold value calculation processing unit 6 and the long-time average level calculation processing unit 15.
【００３２】閾値算出処理部６では、背景雑音レベル推
定処理部１３から入力した背景雑音レベルの推定値か
ら、誤警報確率等を考慮して周波数ビン毎に閾値を算出
し、この閾値を次回のパルス成分検出処理で使用する閾
値として、パルス成分検出処理部１２に出力する。広帯
域レベル算出処理部１４では、瞬時パワー算出処理部１
１から入力した瞬時パワーの全周波数ビンを加算するこ
とにより、この瞬時パワーから広帯域レベルの算出を行
い、この広帯域レベルを広帯域検出処理部１６に出力す
る。The threshold value calculation processing unit 6 calculates a threshold value for each frequency bin from the estimated value of the background noise level input from the background noise level estimation processing unit 13 in consideration of false alarm probability and the like. It is output to the pulse component detection processing unit 12 as a threshold value used in the pulse component detection process. In the broadband level calculation processing unit 14, the instantaneous power calculation processing unit 1
The wideband level is calculated from the instantaneous power by adding all frequency bins of the instantaneous power input from 1, and the wideband level is output to the wideband detection processing unit 16.
【００３３】長時間平均レベル算出処理部１５では、背
景雑音レベル推定処理部１３から入力した背景雑音レベ
ルの推定値の全周波数ビンを加算することにより、その
推定値から長時間平均レベルの算出を行い、この長時間
平均レベルを広帯域検出処理部１６に出力する。広帯域
検出処理部１６では、広帯域レベル算出処理部１４から
入力した広帯域レベルと、長時間平均レベル算出処理部
１５から入力した長時間平均レベルとを比較し、その広
帯域レベルと長時間平均レベルの比が一定の割合以上の
場合には、この瞬時パワーは背景雑音が急激に変化した
ものであるとして、広帯域信号（背景雑音の変化）を検
出し、また、この広帯域レベルと長時間平均レベルの比
が一定の割合より小さい場合には、その瞬時パワーから
広帯域信号（背景雑音の変化）が検出されなかったとし
て、この検出結果をパルス成分検出処理部１２に出力す
る。ここで、前記広帯域信号（背景雑音の変化）の有無
を判定する基準となる広帯域レベルと長時間平均レベル
の比の割合は、パルスが入力された場合に、広帯域信号
（背景雑音の変化）として検出されないような値に設定
する。The long-time average level calculation processing unit 15 adds all frequency bins of the background noise level estimation value input from the background noise level estimation processing unit 13 to calculate the long-time average level from the estimation value. Then, the long-time average level is output to the wideband detection processing unit 16. In the wide band detection processing unit 16, the wide band level input from the wide band level calculation processing unit 14 and the long time average level input from the long time average level calculation processing unit 15 are compared, and the ratio between the wide band level and the long time average level is compared. Is a certain ratio or more, it is assumed that this instantaneous power is due to a sudden change in background noise, a wideband signal (change in background noise) is detected, and the ratio between this wideband level and the long-term average level is detected. Is less than a certain ratio, it is determined that no wideband signal (change in background noise) is detected from the instantaneous power, and the detection result is output to the pulse component detection processing unit 12. Here, the ratio of the ratio of the wide band level and the long-term average level, which is the reference for determining the presence or absence of the wide band signal (change of background noise), is as a wide band signal (change of background noise) when a pulse is input. Set to a value that will not be detected.
【００３４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図４は本発明の第２実施例を示すパルス音探知方式
の機能ブロック図である。この第２実施例と第１実施例
との相違点は、長時間平均レベル算出処理部２３を広帯
域レベル算出処理部２２の出力側に設け、パルス成分検
出処理部２１からの制御信号を長時間平均レベル算出処
理部２３に入力するようにしたことである。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a functional block diagram of a pulse sound detection system showing a second embodiment of the present invention. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the long-time average level calculation processing unit 23 is provided on the output side of the wide band level calculation processing unit 22 and the control signal from the pulse component detection processing unit 21 is supplied for a long time. That is, the average level calculation processing unit 23 is input.
【００３５】なお、入力端子１、周波数分割処理部２、
背景雑音レベル測定処理部５、閾値算出処理部６及び出
力端子７においては、従来技術と同様の処理を行い、瞬
時パワー算出処理部１１と広帯域検出処理部１６におい
ては、第１実施例と同様の処理を行う。パルス成分検出
処理部２１では、第１実施例と同様の処理を実施すると
共に、パルス成分が検出され、かつ広帯域信号（背景雑
音の変化）が検出されていなかった場合には、長時間平
均レベルの算出停止を意味する制御信号を長時間平均レ
ベル算出処理部２３に出力する。また、パルス成分が検
出され、かつ広帯域信号（背景雑音の変化）が検出され
ていた場合、及びパルス成分が検出されなかった場合に
は、長時間平均レベルの算出を意味する制御信号を長時
間平均レベル算出処理部２３に出力する。Input terminal 1, frequency division processing unit 2,
The background noise level measurement processing unit 5, the threshold value calculation processing unit 6 and the output terminal 7 perform the same processing as in the prior art, and the instantaneous power calculation processing unit 11 and the wide band detection processing unit 16 are the same as in the first embodiment. Process. The pulse component detection processing unit 21 performs the same processing as in the first embodiment, and when the pulse component is detected and the wideband signal (change in background noise) is not detected, the long-term average level is detected. A control signal indicating that the calculation is stopped is output to the long-time average level calculation processing unit 23. In addition, when the pulse component is detected and the wideband signal (change of background noise) is detected, and when the pulse component is not detected, the control signal that means the calculation of the long-term average level is set for a long time. It is output to the average level calculation processing unit 23.
【００３６】広帯域レベル算出処理部２２では、瞬時パ
ワー算出処理部１１から入力した瞬時パワーの全周波数
ビンを加算することにより、前記瞬時パワーの広帯域レ
ベルを算出し、この広帯域レベルを長時間平均レベル算
出処理部２３及び広帯域検出処理部１６に出力する。長
時間平均レベル算出処理部２３では、広帯域レベル算出
処理部２２から広帯域レベルを入力すると共に、パルス
成分検出処理部２１から制御信号を入力し、この制御信
号が長時間平均レベルの算出停止を意味する制御信号で
あった場合には、下記の式（５）に示すように、この広
帯域レベルを用いた積分を実施せず、前回出力した長時
間平均レベルを広帯域検出処理部１６に出力する。The wide band level calculation processing unit 22 calculates the wide band level of the instantaneous power by adding all frequency bins of the instantaneous power input from the instantaneous power calculation processing unit 11, and calculates the wide band level as the long-term average level. It outputs to the calculation processing unit 23 and the wideband detection processing unit 16. In the long-time average level calculation processing unit 23, the wideband level is input from the wideband level calculation processing unit 22 and the control signal is input from the pulse component detection processing unit 21. This control signal means that the calculation of the long-time average level is stopped. If it is a control signal to be performed, the long-time average level output last time is output to the wide band detection processing unit 16 without performing integration using this wide band level, as shown in the following equation (5).
【００３７】また、その制御信号が長時間平均レベルの
算出を意味する制御信号であった場合には、その広帯域
レベルを用いて下記の式（４）に示す積分を実施するこ
とにより、長時間平均レベルを算出し、この長時間平均
レベルを広帯域検出処理部１６に出力する。If the control signal is a control signal that means calculation of an average level for a long time, the integration shown in the following equation (4) is performed using the wide band level to obtain a long time. The average level is calculated, and this long-time average level is output to the wideband detection processing unit 16.
【００３８】[0038]
【数４】 [Equation 4]
【００３９】[0039]
【数５】 [Equation 5]
【００４０】従って、第１実施例とほぼ同様の作用、効
果を得ることができる。次に、本発明の第３実施例につ
いて説明する。図５は本発明の第３実施例を示すパルス
音探知方式の機能ブロック図である。この第３実施例と
第１実施例との相違点は、広帯域レベル算出処理部３３
を入力端子３１の出力側に設けると共に、長時間平均レ
ベル算出処理部３４を広帯域レベル算出処理部３３の出
力側に設け、パルス成分検出処理部３２からの制御信号
を長時間平均レベル算出処理部３４に入力するようにし
たことである。Therefore, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as in the first embodiment. Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a functional block diagram of a pulse sound detection system showing a third embodiment of the present invention. The difference between the third embodiment and the first embodiment is that the wide band level calculation processing unit 33
Is provided on the output side of the input terminal 31, the long-time average level calculation processing unit 34 is provided on the output side of the wideband level calculation processing unit 33, and the control signal from the pulse component detection processing unit 32 is supplied to the long-time average level calculation processing unit. That is, the input is made to 34.
【００４１】周波数分割処理部２、瞬時パワー算出処理
部３、背景雑音レベル推定処理部５、閾値算出処理部６
及び出力端子７は、従来技術と同様の処理を行い、広帯
域検出処理部１６は、第１実施例と同様の処理を行う。
入力端子３１では、入力した信号を周波数分割処理部２
及び広帯域レベル算出処理部３３に出力する。Frequency division processing unit 2, instantaneous power calculation processing unit 3, background noise level estimation processing unit 5, threshold value calculation processing unit 6
The output terminal 7 and the output terminal 7 perform the same processing as in the conventional technique, and the wideband detection processing unit 16 performs the same processing as in the first embodiment.
At the input terminal 31, the input signal is fed to the frequency division processing unit 2
And to the broadband level calculation processing unit 33.
【００４２】パルス成分検出処理部３２では、第１実施
例と同様の処理を実施すると共に、パルス成分が検出さ
れ、かつ広帯域信号（背景雑音の変化）が検出されてい
なかった場合には、長時間平均レベルの算出停止を意味
する制御信号を長時間平均レベル算出処理部３４に出力
する。また、パルス成分が検出され、かつ広帯域信号
（背景雑音の変化）が検出されていた場合、及びパルス
成分が検出されなかった場合には、長時間平均レベルの
算出を意味する制御信号を長時間平均レベル算出処理部
３４に出力する。The pulse component detection processing unit 32 performs the same processing as that of the first embodiment, and when the pulse component is detected and the wide band signal (change of background noise) is not detected, the A control signal indicating stop of calculation of the time average level is output to the long time average level calculation processing unit 34. In addition, when the pulse component is detected and the wideband signal (change of background noise) is detected, and when the pulse component is not detected, the control signal that means the calculation of the long-term average level is set for a long time. It outputs to the average level calculation processing unit 34.
【００４３】広帯域レベル算出処理部３３では、入力端
子３１から信号を入力し、周波数分割処理を実施する区
間と同じ区間の時系列データに対して、下記の式（６）
に示すように自乗平均値を求めることにより、この区間
の広帯域レベルを算出し、この広帯域レベルを長時間平
均レベル算出処理部３４及び広帯域検出処理部１６に出
力する。In the wide band level calculation processing unit 33, a signal is input from the input terminal 31 and time-series data in the same section as the section in which frequency division processing is carried out is applied to the following equation (6).
By calculating the root mean square value as shown in, the broadband level of this section is calculated, and this broadband level is output to the long-term average level calculation processing unit 34 and the broadband detection processing unit 16.
【００４４】[0044]
【数６】 [Equation 6]
【００４５】長時間平均レベル算出処理部３４では、広
帯域レベル算出処理部３３から広帯域レベルを入力する
と共に、パルス成分検出処理部３２から制御信号を入力
し、この制御信号が長時間平均レベルの算出停止を意味
する制御信号であった場合には、前記式（５）に示すよ
うに、この広帯域レベルを用いた積分を実施せず、前回
出力した長時間平均レベルを広帯域検出処理部１６に出
力する。In the long-time average level calculation processing unit 34, the wide-band level is input from the wide-band level calculation processing unit 33, and the control signal is input from the pulse component detection processing unit 32. This control signal calculates the long-time average level. When the control signal indicates stop, the long-time average level output last time is output to the wide band detection processing unit 16 without performing the integration using the wide band level, as shown in the equation (5). To do.
【００４６】また、この制御信号が長時間平均レベルの
算出を意味する制御信号であった場合には、この広帯域
レベルを用いて前記式（４）に示す積分を実施すること
により、長時間平均レベルを算出し、この長時間平均レ
ベルを広帯域検出処理部１６に出力する。従って、第１
実施例とほぼ同様の作用、効果を得ることができる。If this control signal is a control signal that means the calculation of the long-term average level, the integration shown in the equation (4) is performed using this wideband level to obtain the long-term average level. The level is calculated, and this long-term average level is output to the wideband detection processing unit 16. Therefore, the first
It is possible to obtain substantially the same operation and effect as the embodiment.
【００４７】なお、本発明は、更に、以下のような利用
形態を有する。
（１）第１、２及び第３実施例では、背景雑音レベル推
定処理部１３及び５で使用している積分について指数型
の積分を用いて説明したが、加算型の積分を用いること
もできる。
（２）第２及び第３実施例では、長時間平均レベル算出
処理部２３及び３４で使用している積分について指数型
の積分を用いて説明したが、加算型の積分を用いること
もできる。The present invention further has the following usage forms. (1) In the first, second, and third embodiments, the integral used in the background noise level estimation processing units 13 and 5 is described by using the exponential integral, but it is also possible to use the integral integral. . (2) In the second and third embodiments, the integral used in the long-term average level calculation processing units 23 and 34 is described by using the exponential type integral, but it is also possible to use the addition type integral.
【００４８】（３）第１、２及び第３実施例では、背景
雑音レベル推定処理部１３及び５で背景雑音レベルの推
定値の更新を停止する制御信号を入力したとき、積分処
理を実施しないという説明をしたが、この制御信号を入
力した時、積分定数α及びβをそれぞれ０及び１に変更
し、式（２）を用いた積分処理を行うことにより、等価
的にこの推定値の更新停止を行うこともできる。(3) In the first, second and third embodiments, when the control signal for stopping the updating of the background noise level estimation value is input to the background noise level estimation processing units 13 and 5, the integration processing is not performed. However, when this control signal is input, the integration constants α and β are changed to 0 and 1, respectively, and the integration process using equation (2) is performed to equivalently update this estimated value. You can also stop.
【００４９】（４）第２及び第３実施例では、長時間平
均レベル算出処理部２３及び３４で長時間平均レベルの
算出を停止する制御信号を入力したとき、積分処理を実
施しないという説明をしたが、この制御信号を入力した
時、積分定数α及びβをそれぞれ０及び１に変更し、式
（２）を用いた積分処理を行うことにより、等価的に、
この長時間平均レベルの算出停止を行うこともできる。(4) In the second and third embodiments, when the control signal for stopping the calculation of the long-time average level in the long-time average level calculation processing units 23 and 34 is input, the integration process is not executed. However, when this control signal is input, the integration constants α and β are changed to 0 and 1, respectively, and the integration process using the equation (2) is performed, so that equivalently,
It is also possible to stop the calculation of the long-term average level.
【００５０】上記した実施例の装置は、集積回路を用い
た個別回路で構成しても構わないし、あるいはディジタ
ル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）等でソフト的に構
成してもよい。このように、第１実施例によれば、ディ
ジタル化された信号をＮ個の周波数ビンに周波数分割
し、この分割した周波数ビン毎に瞬時パワーを求め、こ
の瞬時パワーを閾値と比較することにより、各周波数ビ
ン毎にパルス成分の検出を行い、また、この瞬時パワー
の広帯域レベルを長時間平均レベルと比較することによ
り、広帯域レベルの急激な変化の検出を行い、この検出
したパルス成分及びこの検出した広帯域レベルの急激な
変化に応じて、パルスが存在しない場合、パルスが存在
し、かつ広帯域レベルに急激な変化が発生している場
合、パルスが存在し、かつ広帯域レベルの急激な変化が
無い場合の３つの状態を判定し、その判定結果に基づい
て、背景雑音レベルの推定方法、広帯域レベルの長時間
レベルでの推定方法及び検出したパルス成分の出力を制
御するようにしたので、背景雑音レベルが急激に上昇し
た場合でも、背景雑音レベルの推定が正しく実施され、
かつ背景雑音をパルス成分として検出し続けることを防
ぐことができるという効果が期待できる。The apparatus of the above-mentioned embodiment may be constructed by an individual circuit using an integrated circuit, or may be constructed by software such as a digital signal processor (DSP). As described above, according to the first embodiment, the digitized signal is frequency-divided into N frequency bins, the instantaneous power is obtained for each of the divided frequency bins, and the instantaneous power is compared with the threshold value. , The pulse component is detected for each frequency bin, and the wide band level of the instantaneous power is compared with the long-term average level to detect a sudden change in the wide band level. In response to the detected rapid change in the broadband level, if there is no pulse, if there is a pulse, and if there is an abrupt change in the broadband level, there is a pulse and there is an abrupt change in the broadband level. When there are no states, the three states are judged, and based on the judgment results, the background noise level estimation method, the wideband long-term estimation method, and the detected pulse are detected. Since so as to control the output of the component, even when the background noise level suddenly increases, the estimation of the background noise level is correctly implemented,
Moreover, it is possible to expect an effect that it is possible to prevent the background noise from being continuously detected as a pulse component.
【００５１】第２実施例では、第１実施例における長時
間平均レベルを広帯域レベル算出処理の出力を用いて算
出している。そのため、第１実施例とほぼ同様の効果が
期待できる。第３実施例では、第１実施例における入力
端子から入力した時系列信号に対し、広帯域レベル算出
処理を実施し、長時間平均レベルを算出している。その
ため、第１実施例とほぼ同様の効果が期待できる。In the second embodiment, the long-term average level in the first embodiment is calculated using the output of the wide band level calculation processing. Therefore, an effect similar to that of the first embodiment can be expected. In the third embodiment, wideband level calculation processing is performed on the time-series signal input from the input terminal in the first embodiment to calculate the long-term average level. Therefore, an effect similar to that of the first embodiment can be expected.
【００５２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ディジタル化された信号をＮ個の周波数ビンに
周波数分割し、この分割した周波数ビン毎に瞬時パワー
を求め、この瞬時パワーを閾値と比較することにより、
各周波数ビン毎にパルス成分の検出を行い、また、この
瞬時パワーの広帯域レベルを長時間平均レベルと比較す
ることにより、広帯域レベルの急激な変化の検出を行
い、この検出したパルス成分及びこの検出した広帯域レ
ベルの急激な変化に応じて、パルスが存在しない場合、
パルスが存在し、かつ広帯域レベルに急激な変化が発生
している場合、パルスが存在し、かつ広帯域レベルの急
激な変化が無い場合の３つの状態を判定し、その判定結
果に基づいて、背景雑音レベルの推定方法、広帯域レベ
ルの長時間平均レベルの推定方法及び検出したパルス成
分の出力を制御するようにしたので、背景雑音レベルが
急激に上昇した場合でも、背景雑音レベルの推定が正し
く実施され、かつ、背景雑音をパルス成分として検出し
続けることを防ぐことができる。As described above in detail, according to the present invention, the digitized signal is frequency-divided into N frequency bins, and the instantaneous power is obtained for each of the divided frequency bins. By comparing the power with a threshold,
A pulse component is detected for each frequency bin, and a rapid change in the wideband level is detected by comparing the wideband level of this instantaneous power with the long-term average level. In the absence of a pulse, due to a sharp change in broadband level,
If there is a pulse and an abrupt change in the wideband level occurs, three conditions are determined, if there is a pulse and there is no abrupt change in the wideband level. Since the noise level estimation method, wideband long-term average level estimation method, and output of detected pulse components are controlled, the background noise level is correctly estimated even when the background noise level rises sharply. In addition, it is possible to prevent the background noise from being continuously detected as a pulse component.
【図１】本発明の第１実施例を示すパルス音探知方式の
機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram of a pulse sound detection system showing a first embodiment of the present invention.
【図２】従来のパルス音探知装置の一構成例を示す機能
ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of a conventional pulse sound detection device.
【図３】センサで受信するパルス音の波形例を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a waveform example of a pulse sound received by a sensor.
【図４】本発明の第２実施例を示すパルス音探知方式の
機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram of a pulse sound detection system showing a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３実施例を示すパルス音探知方式の
機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram of a pulse sound detection system showing a third embodiment of the present invention.
１，３１ 入力端子 ２ 周波数分割処理部 ３，１１ 瞬時パワー算出処理部 ５，１３ 背景雑音レベル推定処理部 ６ 閾値算出処理部 ７ 出力端子 １２，２１，３２ パルス成分検出処理部 １４，２２，３３ 広帯域レベル算出処理部 １５，２３，３４ 長時間平均レベル算出処理部 １６ 広帯域検出処理部 1,31 Input terminal 2 Frequency division processing unit 3,11 Instantaneous power calculation processing unit 5, 13 Background noise level estimation processing unit 6 Threshold calculation processing unit 7 output terminals 12, 21, 32 Pulse component detection processing unit 14, 22, 33 Wide band level calculation processing unit 15,23,34 Long-time average level calculation processing unit 16 Wideband detection processing unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−230033（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−220215（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−73654（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−260240（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−235371（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−113288（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−99981（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−86579（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−86578（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 1/72 - 1/82 G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-9-230033 (JP, A) JP-A-8-220215 (JP, A) JP-A-10-73654 (JP, A) JP-A-10- 260240 (JP, A) JP 4-235371 (JP, A) JP 4-113288 (JP, A) JP 4-99981 (JP, A) JP 4-86579 (JP, A) JP-A-4-86578 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 1/72-1/82 G01S 3/80-3/86 G01S 5/18-5 / 30 G01S 7/52-7/64 G01S 15/00-15/96
Claims (6)
受信した信号の狭帯域分析結果もしくはセンサアレイで
受信し整相したビーム出力の狭帯域分析結果を入力と
し、背景雑音レベルの推定値から算出した閾値と、前記
狭帯域分析結果との周波数ビン毎の比較処理により、前
記狭帯域分析結果中のパルス音の存在する狭帯域成分の
判定を行うと共に、前記狭帯域分析結果中にパルス音が
存在しないと判定された場合にのみ、前記狭帯域分析結
果を用いて前記背景雑音レベルの推定を行うパルス音探
知方法において、（ａ）前記狭帯域分析結果を周波数方
向に加算することにより、前記狭帯域分析結果の広帯域
レベルを算出し、（ｂ）前記背景雑音レベルの推定結果
を周波数方向に加算することにより、前記広帯域レベル
の長時間平均レベルを算出し、（ｃ）前記広帯域レベル
と該広帯域レベルの長時間平均レベルとを広帯域で比較
処理することにより、前記広帯域レベルの急激な変化を
検出し、（ｄ）前記周波数ビン毎の比較処理により、閾
値を越える前記狭帯域分析結果が存在し、かつ、前記広
帯域での比較処理により、前記広帯域レベルの急激な変
化が検出されなかった場合にのみ、前記閾値を越えた狭
帯域分析結果をパルス音と判定することを特徴とするパ
ルス音探知方法。1. A background noise level estimated value is input with a narrow band analysis result of a signal received by a sensor of a pulse sound emitted from a sound source or a narrow band analysis result of a beam output received by a sensor array and phased. By the comparison processing for each frequency bin between the calculated threshold and the narrow band analysis result, the narrow band component in which the pulse sound in the narrow band analysis result exists is determined, and the pulse sound is included in the narrow band analysis result. Only when it is determined that there is no, in the pulse sound detection method for estimating the background noise level using the narrow band analysis result, (a) by adding the narrow band analysis result in the frequency direction, The wideband level of the narrowband analysis result is calculated, and (b) the long-term average level of the wideband level is calculated by adding the background noise level estimation result in the frequency direction. By calculating (c) the wideband level and the long-term average level of the wideband level in a wideband comparison process, a rapid change in the wideband level is detected, and (d) by the comparison process for each frequency bin. The narrowband analysis result exceeding the threshold value is pulsed only when the narrowband analysis result exceeding the threshold value is present and no abrupt change in the wideband level is detected by the comparison processing in the wideband. A method for detecting a pulse sound, which is characterized in that it is judged as sound.
受信した信号の狭帯域分析結果もしくはセンサアレイで
受信し整相したビーム出力の狭帯域分析結果を入力と
し、背景雑音レベルの推定値から算出した閾値と、前記
狭帯域分析結果との周波数ビン毎の比較処理により、前
記狭帯域分析結果中のパルス音の存在する狭帯域成分の
判定を行うと共に、前記狭帯域分析結果中にパルス音が
存在しないと判定された場合にのみ、前記狭帯域分析結
果を用いて前記背景雑音レベルの推定を行うパルス音探
知方法において、（ａ）前記狭帯域分析結果を周波数方
向に加算することにより、前記狭帯域分析結果の広帯域
レベルを算出し、（ｂ）前記狭帯域分析結果の広帯域レ
ベルを積分することにより、該広帯域レベルの長時間平
均レベルを算出し、（ｃ）前記広帯域レベルと該広帯域
レベルの長時間平均レベルとを広帯域で比較処理するこ
とにより、前記広帯域レベルの急激な変化を検出し、
（ｄ）前記周波数ビン毎の比較処理により、閾値を越え
る前記狭帯域分析結果が存在し、かつ、前記広帯域での
比較処理により、前記広帯域レベルの急激な変化が検出
されなかった場合にのみ、前記閾値を越えた狭帯域分析
結果をパルス音と判定することを特徴とするパルス音探
知方法。2. From the estimated value of the background noise level, the narrow band analysis result of the signal received by the sensor of the pulse sound emitted from the sound source or the narrow band analysis result of the beam output received by the sensor array and phased is input. By the comparison processing for each frequency bin between the calculated threshold and the narrow band analysis result, the narrow band component in which the pulse sound in the narrow band analysis result exists is determined, and the pulse sound is included in the narrow band analysis result. Only when it is determined that there is no, in the pulse sound detection method for estimating the background noise level using the narrow band analysis result, (a) by adding the narrow band analysis result in the frequency direction, Calculating a wideband level of the narrowband analysis result, and (b) calculating a long-term average level of the wideband level by integrating the wideband level of the narrowband analysis result, c) Detecting an abrupt change in the wide band level by comparing the wide band level and a long-term average level of the wide band level in a wide band,
(D) Only when the narrow band analysis result exceeding the threshold value is present by the comparison process for each frequency bin, and the abrupt change in the wide band level is not detected by the wide band comparison process, A method for detecting a pulse sound, characterized in that a narrow band analysis result exceeding the threshold value is determined as a pulse sound.
受信した信号の狭帯域分析結果もしくはセンサアレイで
受信し整相したビーム出力の狭帯域分析結果を入力と
し、背景雑音レベルの推定値から算出した閾値と、前記
狭帯域分析結果との周波数ビン毎の比較処理により、前
記狭帯域分析結果中のパルス音の存在する狭帯域成分の
判定を行うと共に、前記狭帯域分析結果中にパルス音が
存在しないと判定された場合にのみ、前記狭帯域分析結
果を用いて前記背景雑音レベルの推定を行うパルス音探
知方法において、（ａ）前記センサで受信した信号もし
くはセンサアレイで受信し、整相したビーム出力の時系
列データに対して、前記狭帯域分析を実施する区間の自
乗平均値を求めることにより、該区間の広帯域レベルを
算出し、（ｂ）前記狭帯域分析を実施する区間の広帯域
レベルを積分することにより、該広帯域レベルの長時間
平均レベルを算出し、（ｃ）前記広帯域レベルと該広帯
域レベルの長時間平均レベルとを広帯域で比較処理する
ことにより、前記広帯域レベルの急激な変化を検出し、
（ｄ）前記周波数ビン毎の比較処理により、閾値を越え
る前記狭帯域分析結果が存在し、かつ、前記広帯域での
比較処理により、前記広帯域レベルの急激な変化が検出
されなかった場合にのみ、前記閾値を越えた狭帯域分析
結果をパルス音と判定することを特徴とするパルス音探
知方法。3. A background noise level estimated value is input with a narrow band analysis result of a signal received by a sensor of a pulse sound emitted from a sound source or a narrow band analysis result of a beam output received by a sensor array and phased. By the comparison processing for each frequency bin between the calculated threshold and the narrow band analysis result, the narrow band component in which the pulse sound in the narrow band analysis result exists is determined, and the pulse sound is included in the narrow band analysis result. In the pulse sound detection method for estimating the background noise level by using the narrowband analysis result only when it is determined that (a) the signal received by the sensor or the sensor array is received, The broadband level of the section is calculated by obtaining the root mean square value of the section in which the narrow band analysis is performed on the time-series data of the matched beam outputs, and (b) the narrow band level is calculated. Calculating a long-term average level of the wide-band level by integrating the wide-band level of the section where the band analysis is performed, and (c) comparing the wide-band level and the long-term average level of the wide-band level in a wide-band. Detects a rapid change in the broadband level,
(D) Only when the narrow band analysis result exceeding the threshold value is present by the comparison process for each frequency bin, and the abrupt change in the wide band level is not detected by the wide band comparison process, A method for detecting a pulse sound, characterized in that a narrow band analysis result exceeding the threshold value is determined as a pulse sound.
受信した信号の狭帯域分析結果もしくはセンサアレイで
受信し整相したビーム出力の狭帯域分析結果を入力と
し、背景雑音レベルの推定値から算出した閾値と、前記
狭帯域分析結果との周波数ビン毎の比較処理により、前
記狭帯域分析結果中のパルス音の存在する狭帯域成分の
判定を行うと共に、前記狭帯域分析結果中にパルス音が
存在しないと判定された場合に関してのみ、前記狭帯域
分析結果を用いて前記背景雑音レベルの推定を行うパル
ス音探知装置において、（ａ）前記狭帯域分析結果を周
波数方向に加算することにより、前記狭帯域分析結果の
広帯域レベルを算出する手段と、（ｂ）前記背景雑音レ
ベルの推定結果を周波数方向に加算することにより、前
記広帯域レベルの長時間平均レベルを算出する手段と、
（ｃ）前記広帯域レベルと該広帯域レベルの長時間平均
レベルとを広帯域で比較処理することにより、前記広帯
域レベルの急激な変化を検出する手段とを備え、（ｄ）
前記周波数ビン毎の比較処理により、閾値を越える前記
狭帯域分析結果が存在し、かつ、前記広帯域での比較処
理により、前記広帯域レベルの急激な変化が検出されな
かった場合にのみ、前記閾値を越えた狭帯域分析結果を
パルス音と判定してなるパルス音探知装置。4. A background noise level estimated value is input with a narrow band analysis result of a signal received by a sensor of a pulse sound emitted from a sound source or a narrow band analysis result of a beam output received by a sensor array and phased. By the comparison processing for each frequency bin between the calculated threshold and the narrow band analysis result, the narrow band component in which the pulse sound in the narrow band analysis result exists is determined, and the pulse sound is included in the narrow band analysis result. Only in the case where it is determined that the narrow band analysis result does not exist, in the pulse sound detection device that estimates the background noise level using the narrow band analysis result, (a) by adding the narrow band analysis result in the frequency direction, Means for calculating a wide band level of the narrow band analysis result, and (b) adding the result of estimation of the background noise level in the frequency direction to obtain a long time of the wide band level. Means for calculating the inter-average level,
(C) means for detecting an abrupt change in the wide band level by comparing the wide band level and a long-term average level of the wide band level in a wide band, (d)
By the comparison processing for each frequency bin, the narrow band analysis result exceeding the threshold exists, and only when the abrupt change of the wide band level is not detected by the comparison processing in the wide band, the threshold value is set. A pulse sound detection device that judges the exceeded narrow band analysis result as a pulse sound.
受信した信号の狭帯域分析結果もしくはセンサアレイで
受信し整相したビーム出力の狭帯域分析結果を入力と
し、背景雑音レベルの推定値から算出した閾値と、前記
狭帯域分析結果との周波数ビン毎の比較処理により、前
記狭帯域分析結果中のパルス音の存在する狭帯域成分の
判定を行うと共に、前記狭帯域分析結果中にパルス音が
存在しないと判定された場合にのみ、前記狭帯域分析結
果を用いて前記背景雑音レベルの推定を行うパルス音探
知装置において、（ａ）前記狭帯域分析結果を周波数方
向に加算することにより、前記狭帯域分析結果の広帯域
レベルを算出する手段と、（ｂ）前記狭帯域分析結果の
広帯域レベルを積分することにより、該広帯域レベルの
長時間平均レベルを算出する手段と、（ｃ）前記広帯域
レベルと該広帯域レベルの長時間平均レベルとを広帯域
で比較処理をすることにより、広帯域レベルの急激な変
化を検出する手段とを備え、（ｄ）前記周波数ビン毎の
比較処理により、閾値を越える前記狭帯域分析結果が存
在し、かつ、前記広帯域での比較処理により、前記広帯
域レベルの急激な変化が検出されなかった場合にのみ、
前記閾値を越えた狭帯域分析結果をパルス音と判定して
なるパルス音探知装置。5. From the estimated value of the background noise level, the narrow band analysis result of the signal received by the sensor of the pulse sound radiated from the sound source or the narrow band analysis result of the beam output received by the sensor array and phased is input. By the comparison processing for each frequency bin between the calculated threshold and the narrow band analysis result, the narrow band component in which the pulse sound in the narrow band analysis result exists is determined, and the pulse sound is included in the narrow band analysis result. In the pulse sound detection device that estimates the background noise level by using the narrowband analysis result only when it is determined that (a) by adding the narrowband analysis result in the frequency direction, Means for calculating a wide band level of the narrow band analysis result, and (b) calculating a long-term average level of the wide band level by integrating the wide band level of the narrow band analysis result. And (c) means for detecting an abrupt change in wideband level by comparing the wideband level and a long-term average level of the wideband level in a wideband, and (d) the frequency By the comparison process for each bin, there is the narrowband analysis result exceeding the threshold, and, by the comparison process in the wideband, only when a rapid change in the wideband level is not detected,
A pulse sound detection device that determines a narrow band analysis result that exceeds the threshold value as a pulse sound.
受信した信号の狭帯域分析結果もしくはセンサアレイで
受信し整相したビーム出力の狭帯域分析結果を入力と
し、背景雑音レベルの推定値から算出した閾値と、前記
狭帯域分析結果との周波数ビン毎の比較処理により、前
記狭帯域分析結果中のパルス音の存在する狭帯域成分の
判定を行うと共に、前記狭帯域分析結果中にパルス音が
存在しないと判定された場合にのみ、前記狭帯域分析結
果を用いて前記背景雑音レベルの推定を行うパルス音探
知装置において、（ａ）前記センサで受信した信号もし
くはセンサアレイで受信し、整相したビーム出力の時系
列データに対して、前記狭帯域分析を実施する区間の自
乗平均値を求めることにより、該区間の広帯域レベルを
算出する手段と、（ｂ）前記狭帯域分析を実施する区間
の広帯域レベルを積分することにより、該広帯域レベル
の長時間平均レベルを算出する手段と、（ｃ）前記広帯
域レベルと該広帯域レベルの長時間平均レベルとを広帯
域で比較処理をすることにより、広帯域レベルの急激な
変化を検出する手段とを備え、（ｄ）前記周波数ビン毎
の比較処理により、閾値を越える前記狭帯域分析結果が
存在し、かつ、前記広帯域での比較処理により、前記広
帯域レベルの急激な変化が検出されなかった場合にの
み、前記閾値を越えた狭帯域分析結果をパルス音と判定
してなるパルス音探知装置。6. From the estimated value of the background noise level, the narrow band analysis result of the signal received by the sensor of the pulse sound radiated from the sound source or the narrow band analysis result of the beam output received by the sensor array and phased is input. By the comparison processing for each frequency bin between the calculated threshold and the narrow band analysis result, the narrow band component in which the pulse sound in the narrow band analysis result exists is determined, and the pulse sound is included in the narrow band analysis result. In the pulse sound detection device that estimates the background noise level by using the narrowband analysis result only when it is determined that (a) the signal received by the sensor or the sensor array, Means for calculating a wideband level of the section by obtaining a root mean square value of the section in which the narrowband analysis is performed with respect to the time series data of the matched beam outputs; ) Means for calculating a long-term average level of the wide-band level by integrating the wide-band level of the section for performing the narrow-band analysis; and (c) a wide-band of the wide-band level and the long-term average level of the wide-band level. Means for detecting an abrupt change in wideband level by performing the comparison processing in step (d), and (d) the comparison processing for each frequency bin has the narrowband analysis result exceeding a threshold value, and the wideband The pulse sound detection apparatus that determines the narrow band analysis result exceeding the threshold value as a pulse sound only when the rapid change in the wide band level is not detected by the comparison process in (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07171197A JP3394412B2 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Pulse sound detection method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07171197A JP3394412B2 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Pulse sound detection method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10268020A JPH10268020A (en) | 1998-10-09 |
| JP3394412B2 true JP3394412B2 (en) | 2003-04-07 |
Family
ID=13468404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07171197A Expired - Fee Related JP3394412B2 (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Pulse sound detection method and apparatus |
Country Status (1)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5996325B2 (en) * | 2012-08-08 | 2016-09-21 | 株式会社日立製作所 | Pulse detector |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP07171197A patent/JP3394412B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH10268020A (en) | 1998-10-09 |
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