JPH0484784A - 模擬船舶航行雑音発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は模擬船舶航行雑音発生装置に関し、特に設定速
度に対応した模擬船舶航行雑音を発生する模擬船舶航行
発生装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、水中音響分野におけるこの種の模擬船舶航行雑音
発生装置は、実際の航行船舶から取得したアナログデー
タをそのまま再生するものく方式１）２周波数特性を予
め規定しこれをＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）して実時間
信１号に変換し発生するか、この時間波形を記憶してお
き、これを繰返し再生して発生するもの（方式２）が主
であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の各方式にはそれぞれ次のような欠点があ
る。

方式１は、アナログデータを再生するため。

いつも同一データしか発生できず、この為、多様な信号
を必要とする場合には対応できないという欠点がある。

また、対応を可能とするためには大量のアナログデータ
を必要とするという欠点がある。

方式２は、与えられた周波数特性に対し９発生される信
号は一様であり、また周期的であるため、多様な信号を
必要とする場合には対応できないという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の装置は、船舶の航行雑音を模擬した模擬船舶航
行雑音を発生する模擬船舶航行雑音発生装置において、
あらかし設定した模擬船舶航行雑音の周波数特性に対し
、線形予測手法によりその周波数特性の２乗平均誤差が
最小となるように近似し、かつ設定船舶航行速度に対応
するレベルを付与した模擬船舶航行雑音の発生を特徴と
する特徴を有する。

また本発明の装置は、前記模擬船舶航行雑音を、白色雑
音を入力として発生する特徴を有する。

〔実施例〕

次に１本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図である。第１図に示
す実施例は、白色雑音発生部１と、白色雑音発生部１の
出力する白色雑音７をディジタル化するＡ／Ｄ変換器２
と、あらかしめ設定した模擬船舶航行雑音の周波数特性
に近似した周波数特性を有するディジタル模擬船舶航行
雑音８を発生するシグナルプロセッサ３と、シグナルプ
ロセッサ３の出力をアナログ化して模擬船舶航行雑音５
として出力する６／Ａ変換器４と、全体の処理タイミン
グ、動作の制御を行なうコントローラ６とを備えて成る
。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

白色雑音発生部１により発生された白色雑音７は、Ａ／
Ｄ変換器２によりディジタル信号に変換され、シグナル
プロセッサ３に入力される。シグナルプロセッサ３は、
入力信号を処理してディジタル模擬船舶航行雑音８を発
生し、結果をＤ／Ａ変換器４に出力する。Ｄ／Ａ変換器
４は、ディジタルデータをアナログデータに変換し出力
する。

このアナログ信号は模擬船舶航行雑音５になる。

コントローラ６は上述した動作をサンプリング定理を満
足するクロック周波数にて制御する。

第２図は第１図のシグナルプロセッサ３を詳細に示す構
成図である。第２図に示すシグナルプロセッサはトラン
スバーサルフィルタとして構成され、そのフィルタ係数
ａｌ、ａ２．・・・ａｎは所望の模擬船舶航行雑音の周
波数応答特性を提供するものとして線形予測手法により
あらがしめ設定される。第２図において、記号３１はｎ
個の単位遅延素子Ｚ−１を含む遅延回路２記号３２は線
形予測係数としてあらがしめ設定されるｎ個のフィルタ
係数ａｌ　、ａ２．・・・ａヶを含むフィルタ係数回路
、記号３３は加算器、記号３４は模擬すべき船舶航行雑
音の設定速度に対応して、このフィルタの応答８力に乗
算すべき船舶航行速度対応係数を乗算する船舶航行速度
対応係数乗算器である。

ディジタル化された白色雑音７は、遅延回路２の単位遅
延素子ｚ−１により遅延されつつ、後述するアルゴリズ
ムにより予め計算され設定された線形予測係数を利用す
るフィルタ係数ａｌ　、　ａ２　。

・・・ａ、と乗算され、その結果は加算回路３３により
加算され１Ｍ択した船舶航行速度に対応した船舶航行速
度対応係数を船舶航行速度対応係数乗算器３４で乗算し
、出力信号としてディジタル模擬船舶航行雑音８を発生
する。

第３図（ａ）は模擬航行船舶雑音の周波数特性の一例を
示す図である。また第３図（ｂ）は第３図（ａ）の周波
数特性を合成するに必要な線形予測係数算出のためのデ
ータを示す図である。

第３図（ａ）の周波数特性は、模擬すべき船舶航行速度
における船舶航行雑音の周波数特性として予め与えられ
、基本的には最低速度に対応するものが用意される。第
３図（ｂ）は、第３図（ａ＞の周波数特性の特徴を示す
ｎ個の周波数に対するレベル値と、船舶航行速度に対応
する係数表記して示すものである。船舶航行速度につい
ては任意に作成する。

これらのデータは７サンプリング定理を満足する最大周
波数及び希望する船舶航行速度とともに、端末から計算
機に入力し、入力された値に基づいて周波数特性を補間
し、この補間された特性をサンプリング定理を満足する
サンプリング間隔でサンプルし１Ｍサンプルよりなる周
波数特性を作る。

次に、このようなＭサンプルよりなる周波数特性を近似
合成するアルゴリズムを示す。まず次の（１）式による
相関係数Ｒ（ｉ）を求める。

Ｒ（ｉ）＝’　　Ｙ：’Ｐ（ω、）ｃｏｓ（ｉｉ、）　
　　、、、ｎ＞Ｍ　　　ｍｇＯ １＝０〜ｎ−１ ここでＰ（０ｍ）は、上述したＭサンプルよりなる周波
数特性における周波数ω１に対するパワーを示す。この
（１）式により相関係数Ｒ（０）〜Ｒ（ｎ−１）が求め
られる。

次に（１）式で求められた相関係数Ｒ（ｉ）■−０〜ｎ
−１より、線形予測手法にもとづき次の（２）式に示す
関係式を利用し、線形予測係数ａ１．　　＜　ｋ　＝　
１〜ｎ）を求める。

Ｒ（ｉ）−ＩＴ、　　ａｋＲ（：　ｉ　　”）、＝（２
）ｋ＝１ （１≦　ｉ　≦ｎ　） 第２図に示すシグナルプロセッサ３に入力するディジタ
ル化された白色雑音７と、シグナルプロセッサ３の出力
信号たるディジタル模擬船舶航行雑音８と、上述した線
形予測係数ａア　（ｋ−１〜ｎ）の関係は次のり３）式
のようになる。

５１＝（Ｉ＋　　Ｅ　　ａｂｓ＋−ｋ）＊Ａ、、、＜３
）ｋ＝ま たたし、■、：ディジタル化された白色雑音Ｓ、：出力
信号（ディジタル模擬船 舶航行雑音） ｉ　：任意のサンプル点 Ａ　：船舶航行速度に対応して設定 された船舶航行速度対応係数 こうして任意の特定の船舶航行雑音を発生することがて
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、あらかじめ与えられた任
意の周波数特性に対し、線形予測の手法により、その周
波数特性の２乗平均誤差が最小となるように近似された
周波数特性を有し。

かつ設定した船舶航行速度に対応した模擬船舶航行雑音
の発生を実現することができる効果がある。

ントローラ、３１・・・遅延回路、３２・・・フィルタ
係数回路、３３・・・加算回路、３４・・・船舶航行速
度対応係数乗算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、船舶の航行雑音を模擬した模擬船舶航行雑音を発生
   する模擬船舶航行雑音発生装置において、あらかじ設定
   した模擬船舶航行雑音の周波数特性に対し、線形予測手
   法により、その周波数特性の２乗平均誤差が最小となる
   ように近似し、かつ設定船舶航行速度に対応するレベル
   を付与した模擬船舶航行雑音の発生を可能とすることを
   特徴とする模擬船舶航行雑音発生装置。 ２、前記模擬船舶航行雑音を、白色雑音を入力として発
   生することを特徴とする請求項１記載の模擬船舶航行雑
   音発生装置。