JPS63261180A - 広帯域周波数雑音源パワ−スペクトル検出方式 - 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、広帯域周波数雑音源パワースペクトル検出方
式に関し、詳しくは、無指向性パッシブソノブイにより
受信された音響信号を処理し、音源を探知及び類別する
音響信号処理装置に用いられ、特に音源が一定時間ごと
に類似した波形を繰返す広周波数帯域の雑音を発生し、
これを７本の無指向性パッシブソノブイで受信した場合
の発生雑音のパワースペクトル検出方式に関する。

従来の技術 従来、１本の無指向性パッシブソノブイにより。

海中雑音とともに受信された音源からの広帯域周波数雑
音を検出する場合、音源が発生する雑音が一定の期間ご
とに類似した波形を繰返すという性質を利用し、受信信
号の自己相関ピークを検出−１る方式が用いられていた
。この種の方式の原理を以下に説明する。

無指向性パッシブソノブイで受信される信号は（ハ式の
ように表現される。

（ソノブイ受信信号）＝ｎ（ｔ）＋ｎ５（ｔ）　　・曲
曲　（１）（１）式においてｎ（１）は海中の雑音であ
り、平均０゜分散σ□のガウスランダム雑音の性質を有
する。

（２）式で表わされる自己相関はタイムラグｌがＯのと
きにσ　、それ以外でθである。

（海中雑音の自己相関） ｎｓ（ｔ）は音源の発生する雑音であり、平均Ｏ１分散
σ８　である。音源の発生する雑音は一定時間りごとに
類似した波形が繰返されるので（３）式で示される音源
が発生した雑音の自己相関は、タイムラグｌがＮ、Ｌ（
Ｎ−θ、　／、　、２．　、？・・・）のときにσｓ′
１、それ以外はＯである。

（音源発生雑音の自己相関） ｎ（ｔ）とｎｓ（ｔ）　　の相互の相関は無い。

従来の方式においては上述のソノブイ受信信号の性質を
利用し、（ａ）式に示すソノブイ受信信号の自己相関を
求め、タイムラグｌがＮφＬ（Ｎ＝Ｏ。

／、ｕ、３・・）のとき表われる相関ピークを検出する
ことで、音源発生雑音の検出を行っていた。

（ソノブイ受信信号の自己相関） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　
（ｌｌ）パワースペクトルについては、比較的通過帯域
幅の広いバンドパスフィルタにより、複数の中心周波数
に３ける信号のパワーを測定する方法、ＦＦＴによる周
波数分析結果を移動平均する方法等が用いられていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述した従来の広帯域周波数雑音の検出
方式においては、雑音発生音源の有無は検出できるが、
音源を類別するのに必要なパワースペクトルが得られな
いという欠点がある。

丑た。パワースペクトル検出方式では、海中雑音と音源
の発生した雑音のパワーを合成したスペクトルが得られ
るために、海中雑音のみの場合のパワースペクトルを知
らない限り、音源のパワースペクトルが得られないとい
う欠点があった。

本発明は従来の上記実情に鑑みて方されたものであり、
従って本発明の目的は、従来の技術に内在する上記諸欠
点を解消することを可能とした新規な広帯域周波数雑音
源パワースペクトル検出方式を提供することにある。

問題点を解決するだめの手段 上記目的を達成する為に、本発明に係る広帯域周波数雑
音源パワースペクトル検出方式は、７本のパッシブソノ
ブイから得られる受信信号の自己相関から音源の発生す
る信号波形の繰返し周期に対応するタイムラグを推定す
るタイムラグ推定部と１Ｍを７以上の整数とするときに
タイムラグのＭ＋／倍の時間分の受信信号波形を記憶す
る波形メモリ部と、波形の累加結果を記憶する積分メモ
リ分と、前記波形メモリ部の記憶波形とｔｑＴＪ記積分
メモリ部の記憶波形の相互相関を求め相関の最大となる
時間差を求める相関検出部と、相関の最大となる前記波
形メモリ部の記憶部分をタイムラグのＭ倍の時間分抽出
する波形抽出部と、該波形抽出部の出力を前記積分メモ
リ部の記憶内容に累加し前記積分メモリ部の記憶内容を
更新する累加部と、前記積分メモリ部の記憶内容を周波
数分析しパワースペクトルを検出するパワースペクトル
検出部とを具備して構成される。

実施例 次に１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。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図である
。

第１図を参照するに、前記（ハ式で示されるソノブイ受
信信号ｇはタイムラグ推定部／に入力される。タイムラ
グ推定部／は従来の広帯域周波数雑音検出方式と同様に
前記（り）式を計算し、相関ピークからタイムラグｑを
推定する。タイムラグデは波形メモリ部−に入力され、
記憶する受信信号ｔの時間長を決定するのに用いられる
。

波形メモリ部ユはタイムラグｔのＭ＋／倍の時間分の受
信信号ｇの波形を記憶する。ここでＭば７以上の整数で
ある。波形メモリ部コの出力１０はタイムラゲタのＭ＋
／倍の時間分の受信信号ｇであり、これは相関検出部３
に入力される。相関検出部３には積分メモリ部ｌの出力
／／も入力されへ積分メモリ部ｌは複数の時点で抽出さ
れたタイムラグ９のＭ倍の時間分の受信信号とを累力日
した結果を記憶しており、これが積分メモリ部出力／／
となる。積分メモリ部ｑの初期値としては、任意の時点
から抽出されたタイムラゲタのＭ倍の時間分の受信信号
ｇが入力される。

相関検出部３は、波形メモリ部出力／θと積分メモリ部
出力／／の相互相関を求める。相互相関は。

波形メモリ部出力１０　ｆ、ｘ（ｃ　）　、　１＊分メ
モリ部出力／／をＸ工（１）、タイムラグ９をＬとして
（５）式で表わされる。

相互相関が最大となるΔをＯくΔくＬの範囲で求め、こ
れをΔｍａｘ　／、２として波形抽出部５へ出力する。

波形抽出部Ｓは波形メモリ部出力１０をΔｍａｘ＜ｔ＜
　Ｍ−Ｌ＋Δｍａｘ　の範囲で抽出し、累加部６へ出力
する。

累加部６は第２図の例に示すように、波形抽出剤出力／
、３（！：積部メモリ部出力／／の和をとり、累加部出
力／４’として積分メモリ部ダに入力され、積分メモリ
部ダは、それ壕での記憶を累加部出力／グと置換する。

積分メモリ部出力／／は音源が発生した雑音波形の繰返
し周期と同期して累加されているために、音源が発生し
た波形が強調され１周期と無関係な海中雑音は平均値θ
に近づく。

スペクトル検出部７は積分メモリ部出力ｌ／を周波数分
析し、パワースペクトル／左を検出する。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、従来困難であった
海中雑音中の広周波数帯域雑音源発生信号のパワースペ
クトルを検出することが可能であり、音源を類別する上
で非常に有効な情報を得ら（り　　） れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第７図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図は累加部乙の動作例を示す図である。 ｌ・・・タイムラグ推定部、コ・・・波形メモリ部、３
・・・相関検出部、＜ｚ・・・積分メモリ部、り・・・
波形抽出部、６・・・累加部、り・・・スペクトル検出
部、ざ・・・ンノブイ受信信号、９・・・タイムラグ、
１０・・・波形メモリ部出力、ｉｉ・・・積分メモリ部
出力、／、２・・・相互相関を最大にするタイムラグΔ
ｍａＸ、　　／３・・・波形抽出剤出力、ｌｌ・・・累
加部出力、／Ｓ・・・パワースペクトル特許出願人　　
　日本電気株式会社 代　理　人　　　弁理士　熊谷雄太部 （ｇ　）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 海中に存在する広帯域周波数雑音源が発生する信号のパ
   ワースペクトルを検出する方式において、１本のパッシ
   ブソノブイから得られる受信信号の自己相関から音源の
   発生する信号波形の繰返し周期に対応するタイムラグを
   推定するタイムラグ推定部と、Ｍを１以上の整数とする
   ときにタイムラグのＭ＋１倍の時間分の受信信号波形を
   記憶する波形メモリ部と、波形の累加結果を記憶する積
   分メモリ部と、前記波形メモリ部の記憶波形と前記積分
   メモリ部の記憶波形の相互相関を求め相関の最大となる
   時間差を求める相関検出部と、相関の最大となる前記波
   形メモリ部の記憶部分をタイムラグのＭ倍の時間分抽出
   する波形抽出部と、該波形抽出部の出力を前記積分メモ
   リ部の記憶内容に累加し前記積分メモリ部の記憶内容を
   更新する累加部と、前記積分メモリ部の記憶内容を周波
   数分析してパワースペクトルを検出するパワースペクト
   ル検出部とを具備することを特徴とする広帯域周波数雑
   音源パワースペクトル検出方式。