JPS6189575A - 雑音抑圧装置 - 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〕 この発明はレーダ信号処理装置において。

レーダ受信信号の振幅分布が任意のワイプル分布をする
クラッタに対して、クラッタを抑圧し一定誤警報率（０
ｏｎｓｔａｎ−ｔ　Ｆａｌｓｅ　Ａｌａｒｍ＆ｔｅ）を
実現する雑音抑圧装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば、電子通信学会論文誌゛７９／　ｌ　ｖ
ｏｌ　、　Ｊ　６２−Ｂ　ｆｆ１ｌ　　ｐｐ　４５−４
９　「ワイプル分布をするレーダクラッタの抑圧」の４
８Ｐ図６に示された従来の雑音抑圧装置を示す図でめり
２図において（ハ）は入力信号を２乗し出力する２乗回
路、　　（３ａ）はこの２乗回路出力の移動平均を出力
する第１の移動平均回路、α２はこの第１の移動平均回
路出力の平方根を出力する平方根回路、　　（３ｂ）は
前記入力信号の移動平均を出力する第２の移動平均回路
、（５）はこの第２の移動平均回路出力を前記平方根回
路α２で割った商Ｑを出力する除算器、　　（６ｂ）は
この除算器出力Ｑを導入し第１の出力としてＹｌ、第２
の出力としてＹ２．ここに。

Ｙｌ＝　−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（１＋
Ｙ、　＝　−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　＋２１と
なるようなｒ　　Ｙ１＋　Ｙ２　　を出力する演算器。

（４）は前記入力信号を対数変換し出力する対数変換回
路、　　（３ｃ）はこの対数変換回路の出力の移動平均
を第１の出力とし、その移動平均幅の２分の１遅延した
前記対数変換回路（４）出力信号を第２の出力として出
力する第３の移動平均回路、（７）は前記演算回路（６
）の第１の出力と前記第３の移動平均回路（３Ｃ）の第
１の出力を加算し出力する加算器、（８）は前記第３の
移動平均回路（３りの第２の出力から前記加算器（７）
の出力を減算し出力する減算器、（９）はこの減算器出
力と前記演算器（６ｂ）の第２の出力の積を出力する乗
算器、αＱはこの乗算器出力の逆対数変換を出力する逆
対数変換回路であるここで、入力信号Ｘがワイブル分布
に従う場合、ワイブル分布の確率照度関数Ｐ　（ｘ）は
次式で表せる。

ここで、ａは形状パラメータ、ｂはスケール・パラメー
タである。

Ｘの平均値Ｅ（Ｘ’ｌと２乗平均値ＥＣＸ”ｌは次式％
式％ Ｅ（ｘ’ｌとＪ：［ｉ［ｘ’］の比をとると。

とｌる。Ｅ［Ｘｌを入力Ｘの移動平均で推定し。

Ｅ［Ｘ′〕をＸの２乗の移動平均の平方根で推定すれば
。

となり、形状パラメータａのみの関数となる。したがっ
てＱを求めれば式（８）から２が求まる。Ｑは除算器（
５）の出力でめる。

式（４）のワイブル分布に従う入力信号Ｘを対数変換回
路（４）に通し、その出力をｙとおくとｙ吐ｌｎｘ　　
　　　　　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・　
（９１このｙの平均値ＥＣｙ）は ＥＩＪ１＝Ｊ。　ｌｎｘ　−Ｐ（ｘ）ｄ　ｘ”　ｌｎ　
ｂ−−・・・・・・・・・・・・・・α１となる。ここ
でｒはオイラーの定数で、γ＝０．５７７２１　　でる
る。平均値Ｅ　Ｃｙ〕を移動平均回路（３Ｃ）で推定す
れば。

ｌｎ　ｂ　＝　Ｅ　［ｙ］＋− となる。これは加算器（７）の出力である。

ここで、対数変換回路（４）の出力信号ｙと１ｊｎｂの
差は次式のようになる。

Ｙ　　　　／？ｎｂ　　＝　ｌｎＸ　−ｅｎｂ　　＝　
ｌｌｎ　　（、）　　　　−−・　　αｔこれが減算器
（８）の出力になる。

これにａ／２を乗すると。

Ｘ　！！− 一・／！！ｎ　（）　＝　６ｎ　（）　２　　　　・・
・・・・・・・・αＪ、２　　　　　　ｂｂ となり１乗算器（９）の出力になる。

逆対数変換回路Ｑｌの出力Ｚは次式で与えられる。

したがって、Ｚの確率密度関数Ｐｚ（Ｚ）は次式で与え
られる。

Ｐｚ（句＝Ｐ−（ｘ　）　ａ　ｚ　　　　　・・・・・
・・・・・・・・・・ａＳｘ ＝２Ｚｅ” このＺが雑音抑圧装置の出力となる。式０Ｓは、第４図
に示した従来の雑音抑圧装置の出力の分布が、入力信号
の分布の形状パラメータａやスケール・パラメータｂに
依存せずに一定でるることを示している。したがって。

固定スレッショルドＴに対する誤警報確率Ｐｆａは。

■　　　−が Ｐｅａ　＝　ｆｏ２Ｚｅ　　ａＺ＝（−ｅ　　ＪＴ＝８
イ“　　　　　１１１０９１０１０９０．２０．ａｅの
ように、一定になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の雑音抑圧装置は、多くの非線形変換
すなわち、２乗回路ａυ、平方根回路ａＺ、除算器（５
）、演算器（６ｂ）、乗算器（９）。

対数変換回路（４）、逆対数変換回路ａ１かめるため９
ハードウエアで実現する場合、特にディジタル信号処理
を行う場合、ハードウェア量が多くなるという問題点が
めった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、２乗回路αυと平方根回路Ｑ３が不要と永る雑音
抑圧装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る雑音抑圧装置は、ワイプル分布の形状パ
ラメータａを求める原理を変えたものである。すなわち
、従来の雑音抑圧装置が入力の２乗平均平方根と平均値
の比から形状パラメータａを求めていたのに対して。

この発明は入力の区間最小値の平均と入力の平均値の比
から形状パラメータａを求めるようにしたものである。

〔作　用〕

この発明においては、入力の区間最小値の平均と入力の
平均値の比から形状パラメータａを求めているため、２
乗回路と平方根回路が不要となり、ハードウェアを減ら
すことができる。

また、この発明においては、演算器（６）の入出力関係
を解析的に解けるため、演算器（６）の設計が容易にな
るという作用もるる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す図でろり９演算器（
６ａ）を除り（３）〜ｔｔｔｕ家上記従来の装置と全く
同一のものでるる。（１）は入力信号の相関時間以上の
時間だけ入力信号を遅延きせる遅延回路、（２）はこの
遅延回路出力と前記入力信号の振幅を比軟し、振幅の小
さい方を出力する最小値検出回路、　（６ａ）は除算器
（５）の出力Ｑを導入し、第１の出力としてＹｌ、第２
の出力としてＹｌ、ここに。

Ｙ、　＝γｌｏｇ２　Ｑ　　　　　　　　・・・・・・
・・・・・・・・−αｎ（ｒはオイラーの定数） となるようなＹｌ、Ｙｌ　を出力する演算器でるる。

第２図（ａ）は移動平均回路（３ａ）（３ｂ）の構成例
を示す図でめり９図中、　　（ｌａ）は入力を連続して
遅延させ出力するＮ段（Ｎ＝８）の遅延回路、　（７ａ
）はこの遅延回路のＭ個の出力を加算し出力する加算器
である。

第２図（ｂ）は移動平均回路（３Ｃ）の構成例を示す図
であり９図中、　（Ｉｂ）は入力を連続して遅延させ出
力するＮ段（Ｎ＝８）の出力と遅延量の％の時点の出力
を持つ遅延回路、　　（７ａ）はこの遅延回路のＮ個の
出力を加算し出力する加算器でろる。

第３図（ａ）は最小値検出回路（２）の構成例を示す図
であり１図中、αＪは第１及び第２の入力の振幅を比較
し、第１の入力が第２の入力よりも太きいときに論理”
ｌ”、そうでないときに論理”ｏ”を出力する比較器、
α心はこの比較器出力を制御信号とし、前記第１及び第
２の入力を入力し、制御信号が論理“０”のとき第１の
入力を、制御信号が論理“０″のとき第２の入力を選択
し出力するセレクタである。第３図（ｂ）はこのセレク
タの入出力論理を示す図である。

上記のように構成された雑音抑圧装置では、ワイブル分
布の形状パラメータａを求める方法のみ従来の装置と異
る。

ここで、入力信号Ｘがワイブル分布に従う場合、ワイブ
ル分布の確率密度関数Ｐｘ（ｘ）は式（４）で与えられ
るので、最小値検出回路の出力Ｕの確率密度関数Ｐｕ（
ｕ）は次式で与えられる。

Ｐｕ（ｕ）　＝　　２Ｐｘ（ｕ）　・ｆ：ＰＫ（ｘ）ｄ
　ｘ式０９のごと＜、　　Ｐｕ（ｕ）は形状パラメータ
がａ、スケール・パラメータがｂ／２１Ａのワイブル分
布となる。したがってＵの平均値ＥＩ：ｕ〕は。

となる。これは、移動平均回路（３ａ）出力の推定値と
なる。

したがって、除算器（５）の出力Ｑは。

となり、ａについて解くと。

１　　　　　　　　　　、、、、、、、、、、、、、、
、　。

ｏｇ２　Ｑ となるので、演算器（６ａ）の第１の出力Ｙｌ及び第２
の出力Ｙ２は次式・で与えられる。

Ｙｌ＝　−−γｌｏｇ２　Ｑ　　　　　・・・・・・・
・・・・・・・・■Ｙ２＝−＝□　　　・・・・・・・
・・・・・・・・（至）２　　２１ｏｇ２Ｑ 〔発明の効果〕 この発明は以上説明したとおり、入力信号の区間最小値
の平均を用いることによって。

入力の２乗平均平方根を用いる従来の方法よりもハード
ウェア量か減るという効果かめるまた。演算器（６）の
入出力関係を解析的に解り−るため、演算器（６）の設
計か容易になるという効果ｔろる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は移動平
均回路の一構成例を示す図、第３図は最小値検出回路の
一構成例を示１図、第４図は従来の雑音抑圧装置を示す
図である。 図において、（１）は遅延回路、（２）は最小値検出回
路、（３］は移動平均回路、（４）は約数変換回路。 （５）は除算器、（６；は演算器、（７）は加算器、（
８）は減算器、（９）は乗算器、αｌは逆対数変換回路
、αＤは２乗回路、　ａａは平方根回路、０９は比較器
、α４はセレクタでるる。 なお２図中同一行号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号を導入し遅延させる遅延回路と、前記入力信号
   と前記遅延回路出力の振幅の小さい方を出力する最小値
   検出回路と、前記最小値検出回路出力の移動平均を出力
   する第１の移動平均回路と、前記入力信号の移動平均を
   出力する第２の移動平均回路と、前記入力信号の対数を
   出力する対数変換回路と、前記対数変換回路出力の移動
   平均を第１の出力とし、その移動平均幅の２分の１遅延
   した前記対数変換回路出力信号を第２の出力として出力
   する第３の移動平均回路と、前記第２の移動平均回路出
   力を前記第１の移動平均回路出力で除算した商Ｑを出力
   する除算器と、前記除算器出力を導入し第１の出力とし
   てγｌｏｇ＿２Ｑ（γはオイラーの定数）を出力し、第
   ２の出力として１／（２ｌｏｇ＿２Ｑ）を出力する演算
   器と、前記第３の移動平均回路の第１の出力と前記演算
   器の第１の出力を加算し出力する加算器と、前記第３の
   移動平均回路の第２の出力から前記加算器出力を減算し
   出力する減算器と、前記減算器出力と前記演算器の第２
   の出力との積を出力する乗算器と、前記乗算器出力の逆
   対数を出力する逆対数変換回路を備えたことを特徴とす
   る雑音抑圧装置。