JPS60144669A - 信号周波数変化の検出装置 - Google Patents
信号周波数変化の検出装置Info
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- JPS60144669A JPS60144669A JP17584A JP17584A JPS60144669A JP S60144669 A JPS60144669 A JP S60144669A JP 17584 A JP17584 A JP 17584A JP 17584 A JP17584 A JP 17584A JP S60144669 A JPS60144669 A JP S60144669A
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- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 44
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 4
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 abstract 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
本発明は、信号周波数変化の検出装置に関し、特に1主
として水中音響信号の周波数が一定周波数から他の周波
数へ変化するのを検出する信号周波数変化の検出装置に
関する。
として水中音響信号の周波数が一定周波数から他の周波
数へ変化するのを検出する信号周波数変化の検出装置に
関する。
従来技術の説明
従来、この種の周波数変化の検出は、音響入力をあらか
じめ定めた周波数帯域及び分析周期で次々に周波数分析
し、その結果について同じ周波数成分ごとに累加平均し
、その累加平均結果が最大となる周波数が1分析周期前
にくらべて異なる時に信号周波数が変化したと判定して
いる。
じめ定めた周波数帯域及び分析周期で次々に周波数分析
し、その結果について同じ周波数成分ごとに累加平均し
、その累加平均結果が最大となる周波数が1分析周期前
にくらべて異なる時に信号周波数が変化したと判定して
いる。
図を用いて更に説明するに、第1図は信号の周波数が一
定の周波数から他の周波数に変化する前後の周波数スペ
クトルの一部を示したものである。
定の周波数から他の周波数に変化する前後の周波数スペ
クトルの一部を示したものである。
第1図では、時刻tn 、 tn+1 t tn+2+
−)tn+9の各時刻の周波数スペクトルが示されてお
シ、各周波数スペクトルの水平方向は周波数、垂直方向
はレベルをそれぞれ示している。なお、第1図において
、Xn 、 Xn+1.・・・、 Xn+9 は変化前
の周波数foKおける周波数分析結果のレベルであシ、
このうちXn 、 Xnl 、 −・、 Xn+4は信
号レベル、 xn+s。
−)tn+9の各時刻の周波数スペクトルが示されてお
シ、各周波数スペクトルの水平方向は周波数、垂直方向
はレベルをそれぞれ示している。なお、第1図において
、Xn 、 Xn+1.・・・、 Xn+9 は変化前
の周波数foKおける周波数分析結果のレベルであシ、
このうちXn 、 Xnl 、 −・、 Xn+4は信
号レベル、 xn+s。
Xn+6・・・、 Xn+9は雑音レベルである。また
、第1図において%’/” e ’i”’ +・・・、
Xn+9 は、変化後の周波数f1における周波数分
析結果のレベルであり、yn 、 Xn+1 、・・・
、 Xn+4は、雑音レベル、Xn+5゜Xn+4 、
・・・、 Xn+9は信号レベルである。第1図では時
刻tn+4とXn+5の間で周波数変化があったことを
示している。
、第1図において%’/” e ’i”’ +・・・、
Xn+9 は、変化後の周波数f1における周波数分
析結果のレベルであり、yn 、 Xn+1 、・・・
、 Xn+4は、雑音レベル、Xn+5゜Xn+4 、
・・・、 Xn+9は信号レベルである。第1図では時
刻tn+4とXn+5の間で周波数変化があったことを
示している。
このような信号に対して従来のこの種の装置では、周波
数変化の検出が実際の変化にくらべ遅れると−う欠点が
ある。これを第2図を参照して説明する。
数変化の検出が実際の変化にくらべ遅れると−う欠点が
ある。これを第2図を参照して説明する。
第2図は、第1図の例に対し、累加数5として各時刻の
累加平均レベルの推移を示している。第2図の・印は周
波数f、の累加平均レベル、X印は周波数f1の累加平
均レベルをそれぞれ示している。
累加平均レベルの推移を示している。第2図の・印は周
波数f、の累加平均レベル、X印は周波数f1の累加平
均レベルをそれぞれ示している。
また第一図でAn+’4 、 An+5 、・・・、
An+9 は各時刻における周波数foの累加平均レベ
ルの値であシ、Bn+4 、 Bn+5 、・・・、
Bn+9 は各時刻における周波数f、の累加平均レベ
ルの値であり、Aj 、 Bjは各々次で与えられる。
An+9 は各時刻における周波数foの累加平均レベ
ルの値であシ、Bn+4 、 Bn+5 、・・・、
Bn+9 は各時刻における周波数f、の累加平均レベ
ルの値であり、Aj 、 Bjは各々次で与えられる。
なお、第1図における周波数f0及びf1以外の周波数
成分は雑音であり、その累加平均結果はAj。
成分は雑音であり、その累加平均結果はAj。
Bjいずれよシも小さいために、第2図において蝋省略
されている。第1図で信号レベルと雑音レベルが各々は
ぼ一定とすると、 Xn+3中Xn+4キyn+s*yn+6キyn+7)
Xn+5中Xn+6中Xn+7中yn+4キyn+4
・・・・・・・・・ (3)であるので次式(弘)が成
立する。
されている。第1図で信号レベルと雑音レベルが各々は
ぼ一定とすると、 Xn+3中Xn+4キyn+s*yn+6キyn+7)
Xn+5中Xn+6中Xn+7中yn+4キyn+4
・・・・・・・・・ (3)であるので次式(弘)が成
立する。
Bn+7=7 (yn+3+yn+4+yn+s+yn
+6+yn+7)> An+7=7 (xn+t+xn
+4−4−xn+4+xn+6+xn+7)−−−(p
)上式に示されるように、実際□には、時刻tn+4と
tn+5 の間で周波数変化しているにもかかわらず、
従来のこの種の装置では、それより遅れた時刻tn+7
で検出される。一般に1水中音響信号ではS/Nが良
好である場合がまれであり、8/N改善をはかるために
、累加平均をとることは不可欠である。第2図の例では
累加数3の場合を示したが累加数が他の場合でも累加平
均をともなう以上は、周波数変化の検出までの時間遅れ
はまぬがれ得ないことは明白である。
+6+yn+7)> An+7=7 (xn+t+xn
+4−4−xn+4+xn+6+xn+7)−−−(p
)上式に示されるように、実際□には、時刻tn+4と
tn+5 の間で周波数変化しているにもかかわらず、
従来のこの種の装置では、それより遅れた時刻tn+7
で検出される。一般に1水中音響信号ではS/Nが良
好である場合がまれであり、8/N改善をはかるために
、累加平均をとることは不可欠である。第2図の例では
累加数3の場合を示したが累加数が他の場合でも累加平
均をともなう以上は、周波数変化の検出までの時間遅れ
はまぬがれ得ないことは明白である。
以上のように、従来のこの種の装置では信号の周波数変
化を検出するのが、実際の変化がおこってから遅れると
いう欠点を持っておシ、この結果として周波数変化が示
す情報、すなわち、ドツプラ周波数変化による音源の最
近接時刻等の・リアルタイム測定での誤差が大であった
。
化を検出するのが、実際の変化がおこってから遅れると
いう欠点を持っておシ、この結果として周波数変化が示
す情報、すなわち、ドツプラ周波数変化による音源の最
近接時刻等の・リアルタイム測定での誤差が大であった
。
発明の目的
□本発明は従来の上記事情に鑑みてなされたものであり
、従って本発明の目的は、上記欠点を除去し、信号の累
加平均結果が/分析周期前の値K〈らべ減少傾向を示し
た場合に、他の周波数成分の累加平均結果を増幅し、1
分析周期前まで信号と見なされていた累加平均結果と比
較することKよシ、従来の装置よりも実際の周波数変化
により近い時点で、周波数変化を検知できる新規な検出
装置を提供することにある。
、従って本発明の目的は、上記欠点を除去し、信号の累
加平均結果が/分析周期前の値K〈らべ減少傾向を示し
た場合に、他の周波数成分の累加平均結果を増幅し、1
分析周期前まで信号と見なされていた累加平均結果と比
較することKよシ、従来の装置よりも実際の周波数変化
により近い時点で、周波数変化を検知できる新規な検出
装置を提供することにある。
発明の構成
上記目的を達成する為に、本発明に係る信号周波数変化
の検出装置は、音源の発する音響信号の周波数が一定周
波数から他の周波数に変化したことを検出する信号周波
数変化検出装置において、あらかじめ定めた周波数帯域
及び分析周期で次々に周波数を分析する周波数分析回路
と、この周波数分析回路の分析結果を同じ周波数成分ご
とに累加平均する累加平均回路と、1分析周期だけ前に
得られた信号の周波数とその累加平均結果を記憶するメ
モリ回路と、このメモリ回路に記憶されている累加平均
結果を前記メモリ回路に記憶されている周波数に相当す
る最新の累加平均結果で割算し、その商がl以下の場合
には係数をlとし商が7を越える場合にはその商にあら
かじめ設定する7以上の定数を掛けた値を係数とする係
数計算回路と、信号を除く累加平均結果のうち最大のも
のに前記係数計算回路でめられた係数を掛ける係数掛算
回路と、この係数掛算回路で得られた掛算結果と信号の
累加平均結果とを比較し信号の累加平均結果の方が小さ
い時に出力を発生する比較回路とを備えて構成される。
の検出装置は、音源の発する音響信号の周波数が一定周
波数から他の周波数に変化したことを検出する信号周波
数変化検出装置において、あらかじめ定めた周波数帯域
及び分析周期で次々に周波数を分析する周波数分析回路
と、この周波数分析回路の分析結果を同じ周波数成分ご
とに累加平均する累加平均回路と、1分析周期だけ前に
得られた信号の周波数とその累加平均結果を記憶するメ
モリ回路と、このメモリ回路に記憶されている累加平均
結果を前記メモリ回路に記憶されている周波数に相当す
る最新の累加平均結果で割算し、その商がl以下の場合
には係数をlとし商が7を越える場合にはその商にあら
かじめ設定する7以上の定数を掛けた値を係数とする係
数計算回路と、信号を除く累加平均結果のうち最大のも
のに前記係数計算回路でめられた係数を掛ける係数掛算
回路と、この係数掛算回路で得られた掛算結果と信号の
累加平均結果とを比較し信号の累加平均結果の方が小さ
い時に出力を発生する比較回路とを備えて構成される。
次に本発明をその好ましい一実施例について図面を参照
して具体的に説明する。
して具体的に説明する。
第3図は本発明に係る信号周波数変化検出装置の一実施
例を示すブロック構成図である。第3図に示す本発明の
一実施例は、入力端子//、周波数分析回路11累加平
均回路λ、メモリ回路3、係数計算回路ダ、係数掛算回
路S、比較回路6、出力端子61を備えて構成される。
例を示すブロック構成図である。第3図に示す本発明の
一実施例は、入力端子//、周波数分析回路11累加平
均回路λ、メモリ回路3、係数計算回路ダ、係数掛算回
路S、比較回路6、出力端子61を備えて構成される。
入力端子//で入力された音響入力は周波数分析回路l
へ送られる。周波数分析回路lはA/D変換、高速7−
リエ変換等をそなえ、音響入力の周波数分析を行なう。
へ送られる。周波数分析回路lはA/D変換、高速7−
リエ変換等をそなえ、音響入力の周波数分析を行なう。
累加平均回路λは周波数分析回路/の出力を各周波数成
分ごとに累加平均する。メモリ回路3は、1分析周期前
における累加平均結果の最大値と、その最大値をとる周
波数、すなわち、信号周波数を記憶している。一方、係
数掛算回路亭はメモリ回路3に記憶されている前回の累
加平均結果を最新の累加平均結果で割算し、その商がl
以下の場合にはlを係数とし、その商が/を越える場合
には、その商にあらかじめ設定する定数を掛け1c値を
係数とする。次K、係数掛算回路!で、メモリ回路3に
記憶されている信号周波数に相当する累加平均を除く最
新の累加平均結果のうち、最大値の累加平均の結果、に
、前、配係数計算回路4から出力される係数を掛ける。
分ごとに累加平均する。メモリ回路3は、1分析周期前
における累加平均結果の最大値と、その最大値をとる周
波数、すなわち、信号周波数を記憶している。一方、係
数掛算回路亭はメモリ回路3に記憶されている前回の累
加平均結果を最新の累加平均結果で割算し、その商がl
以下の場合にはlを係数とし、その商が/を越える場合
には、その商にあらかじめ設定する定数を掛け1c値を
係数とする。次K、係数掛算回路!で、メモリ回路3に
記憶されている信号周波数に相当する累加平均を除く最
新の累加平均結果のうち、最大値の累加平均の結果、に
、前、配係数計算回路4から出力される係数を掛ける。
これにより、変化前の信号周波数における累加平均結果
が減少傾向を示した場合に、変化後のイム号周波数の累
加平均結果を増幅することができる。これを第9図を参
照して説明する。
が減少傾向を示した場合に、変化後のイム号周波数の累
加平均結果を増幅することができる。これを第9図を参
照して説明する。
第弘図は第1図の例の周波数fOとflについて各時刻
における累加平均結果の推移を示したものである。第9
図における×印及び・印は第2図と同じ意味を示してい
る。第9図の○印は周波数f1についての係数掛算回路
Sの出力を示す。なお、第1図における周波数f、及び
f1以外の周波数成分はいずれも雑音レベルであり、そ
の累加平均結果は周波数f。及びflの各累加平均結果
より小さいために、第4図においては省略されている。
における累加平均結果の推移を示したものである。第9
図における×印及び・印は第2図と同じ意味を示してい
る。第9図の○印は周波数f1についての係数掛算回路
Sの出力を示す。なお、第1図における周波数f、及び
f1以外の周波数成分はいずれも雑音レベルであり、そ
の累加平均結果は周波数f。及びflの各累加平均結果
より小さいために、第4図においては省略されている。
第グ図の時刻tn4−5 の時に、係数計算回路ダでは
、まず次の割算が行なわれる。
、まず次の割算が行なわれる。
第り図より、 An+4 ) Anu5であるので、こ
の商は/より大である。従って、あらかじめ設定する定
数Kにこの商を掛けて係数計算回路ダの出力kn+5は
、 なる。同様に、時刻in+61 tn+7における係数
計算回路ダの出力kn+6 、 kn+7は各々次のよ
うになる。
の商は/より大である。従って、あらかじめ設定する定
数Kにこの商を掛けて係数計算回路ダの出力kn+5は
、 なる。同様に、時刻in+61 tn+7における係数
計算回路ダの出力kn+6 、 kn+7は各々次のよ
うになる。
従って、時刻tn+51 ’Gn+6 r tn+7に
2ける係数掛算回路!の出力はB’n+5 、 B’n
+6 、 B’n+7は各々次となる。
2ける係数掛算回路!の出力はB’n+5 、 B’n
+6 、 B’n+7は各々次となる。
このようにB’i ) Biとなるために、比較回路6
でB’iとA1とを比較する場合、従来のようにB1と
A1を比較するのにくらべよシ小さい1においてB’1
)Aiとなり、従来よシ早い時期に検出され、その出力
が出力端子61に発生する。
でB’iとA1とを比較する場合、従来のようにB1と
A1を比較するのにくらべよシ小さい1においてB’1
)Aiとなり、従来よシ早い時期に検出され、その出力
が出力端子61に発生する。
第亭図では、時刻tn+4 において周波数変化を検出
できるようすを示しているがこれは定数にの値を適切に
設定することによシさらに早い時点での検出も可能であ
る。
できるようすを示しているがこれは定数にの値を適切に
設定することによシさらに早い時点での検出も可能であ
る。
発明の詳細
な説明したように、本発明は、周波数分析した信号の周
波数成分の累加結果が減少傾向を示したときに他の周波
数成分を増幅して判別する手段を備えているので、従来
よシ早期に信号の周波数変化を検出できる効果を有する
。
波数成分の累加結果が減少傾向を示したときに他の周波
数成分を増幅して判別する手段を備えているので、従来
よシ早期に信号の周波数変化を検出できる効果を有する
。
第1図は信号の周波数変化のある周波数スペクトルを示
す図、第2図は従来の方式における計算値を示す図、第
3図は、本発明の一実施例を示すブロック構成図、第q
図は第3図に示した本発明の一実施例における計算値を
示す図である。 l/・・・入力端子、l・・・周波数分析回路、λ・・
・累加平均回路、3・・・メモリ回路、ダ・・・係数計
算回路、!・・・係数掛算回路、6・・・比較回路、乙
ハ・・出力端子特許出願人 日本電気株式会社 代 理 人 弁理士 熊谷雄太部 箔1閃 杭4図
す図、第2図は従来の方式における計算値を示す図、第
3図は、本発明の一実施例を示すブロック構成図、第q
図は第3図に示した本発明の一実施例における計算値を
示す図である。 l/・・・入力端子、l・・・周波数分析回路、λ・・
・累加平均回路、3・・・メモリ回路、ダ・・・係数計
算回路、!・・・係数掛算回路、6・・・比較回路、乙
ハ・・出力端子特許出願人 日本電気株式会社 代 理 人 弁理士 熊谷雄太部 箔1閃 杭4図
Claims (1)
- 音源の発する音響信号の周波数が一定周波数から他の周
波数に変化したことを検出する信号周波数変化検出装置
において、あらかじめ定めた周波数帯域及び分析周期で
次々に周波数を分析する周波数分析回路と、この周波数
分析回路の周波数分析結果を同じ周波数成分ごとに累加
平均する累加平均回路と、I分析周期だけ前に得られた
信号の周波数とその累加平均結果を記憶するメモリ回路
と、このメモリ回路に記憶されている累加平均結果を前
記メモリ回路に記憶されている周波数に相当する最新の
累加平均結果で割算しその商がl以下の場合には係数を
7とし商がlを越える場合にはその商にあらかじめ設定
する7以上の定数を掛けた値を係数とする係数計算回路
と、前記係数の値を信号を除く累加平均結果のうち最大
のものに掛算する係数掛算回路と、この係数掛算回路で
得られた掛算結果と信号の累加平均結果とを比較し信号
の累加平均結果の方が小の時に出力を発生する比較回路
とを備えて成ることを特徴とする信号周波数変化の検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17584A JPS60144669A (ja) | 1984-01-01 | 1984-01-01 | 信号周波数変化の検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17584A JPS60144669A (ja) | 1984-01-01 | 1984-01-01 | 信号周波数変化の検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60144669A true JPS60144669A (ja) | 1985-07-31 |
Family
ID=11466671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17584A Pending JPS60144669A (ja) | 1984-01-01 | 1984-01-01 | 信号周波数変化の検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60144669A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016197030A (ja) * | 2015-04-02 | 2016-11-24 | 川崎重工業株式会社 | 音信号の信号処理装置及び方法 |
-
1984
- 1984-01-01 JP JP17584A patent/JPS60144669A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016197030A (ja) * | 2015-04-02 | 2016-11-24 | 川崎重工業株式会社 | 音信号の信号処理装置及び方法 |
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