(57)【要約】【課題】目標信号が短時間信号や一過性信号の場合の方位誤差を小さくするとともに、異なる方位から同時に受信した信号を検出・表示する。【解決手段】本発明の目標信号検出装置は、短時間信号判定部１８及び周波数方向ベクトル加算部１９を備えている。短時間信号判定部１８は、方位ベクトルを方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定する。周波数方向ベクトル加算部１９は、複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、その周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返す。【選択図】図１
2010169644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号から周波数及び方位の情報を取り出す周波数分析部と、
前記周波数ごとの前記方位である方位ベクトルを算出する方位計算前処理部と、
前記方位ベクトルを前記方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定する短時間信号判定部と、
複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、当該周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、当該ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返し、前記周波数方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する周波数方向ベクトル加算部と、
を備えたことを特徴とする目標信号検出装置。
【請求項２】
前記方位ベクトルを一定時間ごとに加算して周波数ごとの時間方向加算ベクトルを算出する時間方向ベクトル加算部と、
これらの時間方向加算ベクトルの中で一定以上の大きさの時間方向加算ベクトルを長時間信号として判定し、前記時間方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する長時間信号判定部と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の目標信号検出装置。
【請求項３】
前記方位計算前処理部は前記方位ベクトルの大きさを全て１とする、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の目標信号検出装置。
【請求項４】
前記出力された目標の有意情報を、時間軸と方位軸とから成る平面上に輝度レベル又はヒストグラムによって表示部に表示する表示処理部、
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の目標信号検出装置。
【請求項５】
前記受信信号が水中音響信号である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の目標信号検出装置。
【請求項６】
受信信号から周波数及び方位の情報を取り出し、前記周波数ごとの前記方位である方位ベクトルを算出し、
前記方位ベクトルを前記方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定し、
複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、当該周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、当該ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返し、
前記周波数方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する、
ことを特徴とする目標信号検出方法。
【請求項７】
更に前記方位ベクトルを一定時間ごとに加算して周波数ごとの時間方向加算ベクトルを算出し、
これらの時間方向加算ベクトルの中で一定以上の大きさの時間方向加算ベクトルを長時間信号として判定し、
前記時間方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する、
ことを特徴とする請求項６記載の目標信号検出方法。
【請求項８】
前記方位ベクトルの大きさを全て１とする、
ことを特徴とする請求項６又は７記載の目標信号検出方法。
【請求項９】
前記出力された目標の有意情報を、時間軸と方位軸とから成る平面上に輝度レベル又はヒストグラムによって表示する、
ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項記載の目標信号検出方法。
【請求項１０】
前記受信信号が水中音響信号である、
ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項記載の目標信号検出方法。
【請求項１１】
受信信号から周波数及び方位の情報を取り出す周波数分析手段、
前記周波数ごとの前記方位である方位ベクトルを算出する方位計算前処理手段、
前記方位ベクトルを前記方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定する短時間信号判定手段、及び、
複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、当該周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、当該ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返し、前記周波数方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する周波数方向ベクトル加算手段、
としてコンピュータを機能させるための目標信号検出プログラム。
【請求項１２】
更に、前記方位ベクトルを一定時間ごとに加算して周波数ごとの時間方向加算ベクトルを算出する時間方向ベクトル加算手段、及び、
これらの時間方向加算ベクトルの中で一定以上の大きさの時間方向加算ベクトルを長時間信号として判定し、前記時間方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する長時間信号判定手段、
として前記コンピュータを機能させるための請求項１１記載の目標信号検出プログラム。
【請求項１３】
前記方位計算前処理手段は前記方位ベクトルの大きさを全て１とする、
ことを特徴とする請求項１１又は１２記載の目標信号検出プログラム。
【請求項１４】
更に、前記出力された目標の有意情報を、時間軸と方位軸とから成る平面上に輝度レベル又はヒストグラムによって表示部に表示する表示処理手段、
として前記コンピュータを機能させるための請求項１１乃至１３のいずれか一項記載の目標信号検出プログラム。
【請求項１５】
前記受信信号が水中音響信号である、
ことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一項記載の目標信号検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標信号検出装置、方法及びプログラムに関し、特に、受信した水中音響信号を解析して表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中に存在する音源から発生する音響信号を受信して信号処理することにより、音響信号の到来方位を探知し、その到来方位情報を輝度レベルに変換して、方位軸と時間軸の平面上に表示する技術が特許文献１等で提案されている（特許文献１の図３、図４、図６等参照）。
【０００３】
図１１は、本発明に関連する受信音響信号の処理の例を示すブロック図である。図１２は、音響信号の到来方位算出方法の一例を示す概念図である。
【０００４】
図１１（ａ）に示す目標信号表示処理装置は、複数の指向性ビームにより受信した音響信号のレベルを計測するレベル計算部４０１と、各ビームの音響信号のレベルや位相情報により、方位を計測する方位計算処理部４０２と、レベル計算部４０１から出力されたレベル計測結果と方位計算処理部４０２から出力された方位計測結果により、方位軸と時間軸の平面上に目標信号を輝度で表示する表示処理部４０３とから、構成されている。
【０００５】
また、図１１（ｂ）に示す別の音響信号表示処理装置は、複数の指向性ビームにより受信した音響信号を周波数分析する周波数分析部４１０と、周波数ごとに音響信号のレベルを計測するレベル計算部４１１と、各ビームの音響信号のレベルや位相情報により、周波数ごとに方位を計算する方位計算処理部４１２と、レベル計算部４１１から出力された周波数ごとのレベル計測結果と方位計算処理部４１２から出力された周波数ごとの方位計測結果により、レベルの高いものを抽出し、方位軸と時間軸の平面上に目標信号を輝度で表示する表示処理部４１３と、から構成されている。
【０００６】
音響信号の到来方位の算出は、図１２に示すように、全方位に同一感度である（以降、無指向性と呼ぶ）ＯＭＮＩ信号と南北方向に８の字の指向性を形成するＮＳ信号及び東西方向に８の字の指向性を形成するＥＷ信号のレベル及び位相関係によってその方位を算出することができる。図１２において、ＮＳ信号及びＥＷ信号の破線による表示は、ＯＭＮＩ信号と比較した場合に位相が逆になっていることを示している。
【０００７】
例えば図１２において、１２０度方向から音響信号が到来した場合には、ＮＳ信号のレベルは、ＯＡ［０．５］であり、ＥＷ信号のレベルは、ＯＢ［０．８６６］である。なお、［  ］内の数字は、ＯＭＮＩ信号のレベルを１としたときのＮＳ信号及びＥＷ信号のレベルの値を示している。また、この場合、位相関係は、ＯＭＮＩ信号を基準としＮＳ信号は逆位相、ＥＷ信号は同位相となっている。
【０００８】
このことから、位相関係により象限が決定され、次の式により方位が算出される。なお、象限は、平面を南北方向の軸及び東西方向の軸で４つに分割したもので、０度から９０度にあたる平面を象限１、９０度から１８０度にあたる平面を象限２、１８０度から２７０度にあたる平面を象限３、２７０度から３６０度にあたる平面を象限４とする。
【０００９】
θ＝｜Ｔａｎ−１（ＯＡ／ＯＢ）｜＋９０（象限数−１）
象限１：ＮＳ信号（同位相）、ＥＷ信号（同位相）
象限２：ＮＳ信号（逆位相）、ＥＷ信号（同位相）
象限３：ＮＳ信号（逆位相）、ＥＷ信号（逆位相）
象限４：ＮＳ信号（同位相）、ＥＷ信号（逆位相）
【００１０】
上記式に、それぞれの値を代入すると、θ≒１２０の結果が得られる。したがって、ＯＭＮＩ信号と南北方向に８の字の指向性を形成するＮＳ信号及び東西方向に８の字の指向性を形成するＥＷ信号のレベルと位相を計測することにより音響信号の到来方位を求めることができる。
【００１１】
また図１１（ｂ）に示す、周波数分析を行い周波数ごとに方位を算出する方法の場合、狭帯域分析により広帯域にわたって分布する雑音のレベルを低下させているので、狭帯域の受信信号のときにはＳ／Ｎが改善される。しかし、受信信号が広帯域信号の場合には、信号レベルも各帯域に分散して低下してしまうため、Ｓ／Ｎ改善の効果が得られない。このような広帯域性の水中音響信号に対して、Ｓ／Ｎを改善して検出を容易にする技術が特許文献２〜３等で提案されている。
【００１２】
例えば特許文献２では、指向性ソノブイの受波信号から周波数毎の信号方位値とパワースペクトル値を生成し、これらの信号方位とパワースペクトル値により周波数毎の信号ベクトルを合成し、これらの信号ベクトルを全周波数で加算して全周波数の和信号ベクトルを求め、次にこの和信号ベクトルのスレッショルドレベルを越える信号を検出する構成としている。これにより、信号成分は、全周波数で信号成分方位が等しいから全周波数のベクトル加算によりレベルの総和が得られるとともに信号成分方位が保存され、雑音成分は、各周波数で雑音成分方位がランダムであるため、全周波数のベクトル加算によりレベルが０となることを利用して、Ｓ／Ｎの改善を図っている。
【００１３】
また、特許文献３では、音響信号の周波数セル毎の信号エネルギーを算出するスペクトル分析手段と、該スペクトル分析手段にて算出された信号エネルギーに基づいて前記音響信号の周波数帯域を抽出し、抽出された周波数帯域における信号エネルギーのみを出力する周波数選択手段と、該周波数選択手段から出力された周波数セルの信号エネルギーをスカラー量として合成し、スカラーエネルギーとして出力する全エネルギー算出手段と、前記周波数選択手段から出力された周波数セルの信号エネルギーに基づいて、前記音響信号の到来方位を周波数セル毎に算出する方位算出手段と、前記方位算出手段にて算出された周波数セル毎の信号到来方位によって構成されるベクトルを合成し、ベクトルエネルギーとして出力するベクトル合成手段と、該ベクトル合成手段から出力されたベクトルエネルギーの大きさと前記全エネルギー算出手段から出力されたスカラーエネルギーの大きさとに基づいて、音響信号が発せられる音源の有無を判断する探知判定手段を備えることにより、同様の効果を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−９８０１６号公報
【特許文献２】特開平８−１５２４６５号公報
【特許文献３】特開平１１−５２０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
水中の音響信号を解析する目標信号表示処理装置の中に、一定の周波数帯域幅の特性をもつ信号、特に短時間信号や過渡信号を検出して表示する目標信号表示処理装置があるが、短時間信号や一過性信号の場合、一般的に信号の特性として一定幅の周波数帯域内にエネルギーが分散しており、そのため、上記図１１に示す目標信号表示処理装置を用いて、短時間信号や一過性信号の検出処理を行った場合には、方位誤差が大きくなるとともに、表示輝度範囲が小さくなって信号の方位が強調できなくなるという問題がある。
【００１６】
すなわち、図１１（ａ）に示す受信信号を直接用いて方位を算出する方法では、一般に受信周波数帯域幅が短時間信号や一過性信号の帯域幅よりも大きいために、雑音成分しかない帯域も受信してしまい、その結果、ＳＮ比が低下し方位誤差（偏差）が大きくなる。また、ＳＮ比の低下により十分なレベルの輝度情報が得られないために、輝度変化が小さくなって信号の方位を強調できなくなる。
【００１７】
また、図１１（ｂ）に示す周波数分析を行い周波数ごとに方位を算出する方法では、信号エネルギーが各周波数に分散され、かつ、レベルの大きい周波数のみの方位（１サンプル）を採用して信号検出を行っているので、一定の周波数帯域幅の特性をもつ信号のエネルギーを十分に利用できず、結果として方位誤差（偏差）が大きくなる。また、周波数分析するために信号の溜め込みを行っているために時間的な平滑化が行われる結果、レベル変動が小さくなり輝度変化が小さくなってしまう。小さなレベル変動にて表示輝度を大きくする方法はあるが、その場合、雑音による変動も強調表示されてしまうために、目標からの信号と雑音との区別がつけ難くなる。
【００１８】
更に、上記特許文献２、３に記載の目標信号表示処理装置の場合、基本的に、周波数分析された全帯域を対象にしたベクトル加算を行う構成であるため、連続性のある（常時発生している）広帯域信号を検出する場合には、その効果が発揮される。しかし、一定の周波数帯域幅の特性をもつ信号、特に短時間信号や過渡信号を検出する場合であっても、信号が存在しない帯域（雑音成分のみの帯域）も含めて全て加算された信号として出力するので、結果としてＳ／Ｎの低下を招くことになる。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決することが可能な、目標信号検出装置、方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る目標信号検出装置は、
受信信号から周波数及び方位の情報を取り出す周波数分析部と、
前記周波数ごとの前記方位である方位ベクトルを算出する方位計算前処理部と、
前記方位ベクトルを前記方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定する短時間信号判定部と、
複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、当該周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、当該ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返し、前記周波数方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する周波数方向ベクトル加算部と、
を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の目標信号検出方法は、
受信信号から周波数及び方位の情報を取り出し、前記周波数ごとの前記方位である方位ベクトルを算出し、
前記方位ベクトルを前記方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定し、
複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、当該周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、当該ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返し、
前記周波数方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する、
ことを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る目標信号検出プログラムは、
受信信号から周波数及び方位の情報を取り出す周波数分析手段、
前記周波数ごとの前記方位である方位ベクトルを算出する方位計算前処理手段、
前記方位ベクトルを前記方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定する短時間信号判定手段、及び、
複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、当該周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、当該ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返し、前記周波数方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する周波数方向ベクトル加算手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数の周波数帯域のそれぞれについてその周波数帯域に属する方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することにより、一定の周波数帯域から成る目標信号（短時間信号や一過性信号など）を正確に検出できるので、その目標信号の方位誤差を小さくできる。これに加え、ある周波数帯域に短時間信号が複数ある場合に、その周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、短時間信号の数だけ繰り返すことにより、短時間信号同士の合成ベクトルの発生を防げるので、異なる方位から同時に受信した目標信号をそれぞれ検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態を示す目標信号表示処理装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の前提技術において短時間信号が入力された場合の問題点を示す概念図である。
【図３】本発明の前提技術において長時間信号が入力された場合の問題点を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態における長時間信号処理部の動作を示す概念図である。
【図５】本発明の一実施形態における短時間信号処理部の動作を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施形態において目標信号処理装置をソフトウェアにより実現する場合の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態における方位計算後処理部の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態における長時間信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態における短時間信号処理部の動作（その１）を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態における短時間信号処理部の動作（その２）を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に関連する受信音響信号の処理の例を示すブロック図である。
【図１２】本音響信号の到来方位算出方法の一例を示す概念図である。
【図１３】本発明の前提技術を示す目標信号表示処理装置の機能ブロック図である。
【図１４】本発明の前提技術における方位計算後処理部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の前提技術について説明する。図１３は、本発明の前提技術を示す目標信号表示処理装置の機能ブロック図である。
【００２６】
本前提技術の目標信号表示処理装置１００は、周波数分析部１０１、方位計算前処理部１０２、方位計算後処理部１０３、及び表示処理部１０４にて構成される。周波数分析部１０１及び方位計算前処理部１０２は、図１１（ｂ）における周波数分析部４１０及び方位計算処理部４１２と同様の回路である。
【００２７】
周波数分析部１０１は、受信した音響信号を入力し、その音響信号に対して周波数分析を行い、その周波数分析結果を方位計算前処理部１０２へ出力する。方位計算前処理部１０２は、入力した周波数分析結果に基づき、図１２で示した各ビームのレベル及び位相関係から周波数ごとに方位計算を行い、周波数ごとの方位計算結果を方位計算後処理部１０３へ出力する。
【００２８】
方位計算後処理部１０３は、入力した周波数ごとの方位算出結果から、対象とする目標信号の周波数帯域幅ごとの方位とその集中度を計算して求め、その中から集中度が最大となる方位及びその集中度を対象信号の有意情報として抽出し、抽出した方位と集中度を表示処理部１０４へ出力する。表示処理部１０４は、入力した方位と集中度をもとに、方位軸と時間軸の平面上に、集中度を輝度情報に変換して表示させる。
【００２９】
図１４は、本前提技術における方位計算後処理部１０３の動作を示すフローチャートである。以下、図１３及び図１４を参照して本前提技術の動作について説明する。
【００３０】
周波数分析部１０１は、受信した音響信号を入力し、その音響信号に対して周波数分析を行い、その周波数分析結果を方位計算前処理部１０２へ出力する。ＯＭＮＩ信号、ＮＳ信号及びＥＷ信号から方位を算出する際には、３つの信号それぞれを周波数分析して、その結果を出力することになる。また、全周に複数の指向性ビームを形成し方位を算出するようなシステムである場合には、全てのビームについて周波数分析を行う。
【００３１】
方位計算前処理部１０２は、周波数分析部１０１から入力された周波数分析結果を元にして、各ビームのレベル及び位相関係から周波数ごとに方位計算を行って、周波数ごとの方位計算結果（周波数ごとの方位ベクトル）を方位計算後処理部１０３へ出力する。全周に複数の指向性ビームを形成し方位を算出する場合には、レベルのみで方位を算出する方法を用いる。簡単に説明すると、レベルの高いビームを抽出しその両側の信号レベルの関係から二次曲線近似等によりピークレベルを求めることで周波数ごとの方位ベクトルを算出する方法等を採用することができる。
【００３２】
方位計算後処理部１０３は、方位計算前処理部１０２から入力した周波数ごとの方位ベクトルを用いて、一定の周波数帯域幅ごとの方位とその集中度を計算し、集中度が最大となる方位及びその集中度を対象信号の有意情報として抽出し、抽出した方位と集中度を表示処理部１０４へ出力する。方位計算後処理部１０３の動作を、図１４を用いて具体的に説明する。
【００３３】
受信した信号から対象信号（過渡信号）に合わせた周波数帯域のみを処理させるために、対象信号（過渡信号）の入力が想定される下限周波数と上限周波数を設定する（例えば下限周波数を２００Ｈｚ、上限周波数を２０００Ｈｚなど）。また、対象信号（過渡信号）の周波数帯域幅を設定する（例えば周波数帯域幅２００Ｈｚなど）。更に、上下限周波数範囲内の帯域周波数間をシフトさせながら方位ベクトル加算処理を行うために、周波数シフト幅を設定する（例えば周波数シフト幅１００Ｈｚなど）（Ｓ１）。
【００３４】
この周波数シフト幅は、大きすぎる場合、対象信号を適切に捕らえられない可能性があり、また小さすぎる場合には、処理負荷が大きくなるので、処理負荷と対象信号捕捉効果のバランスにより決定する必要がある。これらの設定値は、操作者が入力部から設定することが可能であり、設定データは記憶部のＲＡＭ等に格納される。ＣＰＵは、処理プログラムを実行する際に、この設定値をＲＡＭから読み出して参照する。
【００３５】
パラメータ設定完了後、方位計算前処理部１０２から入力した周波数ごとの方位ベクトルの中から、２００Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲（最初の周波数帯域幅２００Ｈｚ）に含まれる周波数ごとの方位ベクトルの加算処理を実施して、加算ベクトルの方向（信号方位）と加算ベクトルの大きさ（方位集中度）を求める（Ｓ２）。方位が、特定方位に集中している場合は、方向は平均的な方位を示し、ベクトルの大きさは方位の集中度を示すことになる。一方、方位が雑音などで一様に分布している場合には、加算ベクトルは中心部に近づき、ベクトルの大きさ（方位集中度）が小さくなる。
【００３６】
なお、本例の方位ベクトル加算処理では、周波数ごとに持つ方位計算結果（方位ベクトル）について、ベクトルの大きさを全て「１」に正規化して、方位方向に加算していく処理を行っている。これは、加算される周波数帯域内の特定の周波数に大きな信号（狭帯域信号）が存在した場合、受信対象信号（過渡信号）の方位がこの狭帯域信号の方位に依存してしまう可能性を防ぐためである。ただし、そのような影響が少ない場合には、周波数ごとに持つ方位計算結果（方位ベクトル）をそのまま加算してもよい。
【００３７】
続いて、設定パラメータに基づき、周波数を１００Ｈｚシフトして（Ｓ３）、方位計算前処理部１０２から入力した周波数ごとの方位ベクトルの中から、３００Ｈｚ〜５００Ｈｚの範囲（次の周波数帯域幅２００Ｈｚ）に含まれる周波数ごとの方位ベクトルの加算処理を実施して、加算ベクトルの方向（信号方位）と加算ベクトルの大きさ（方位集中度）を求める（Ｓ２）。
【００３８】
以下同様にして、方位計算前処理部１０２から入力した周波数ごとの方位ベクトルの中から、周波数を１００Ｈｚシフトしながら周波数帯域幅２００Ｈｚの範囲に含まれる周波数ごとの方位ベクトルの加算処理を、１８００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの範囲に含まれる周波数ごとの方位ベクトルの加算処理が終了するまで、合計１６回の方位ベクトル加算処理を繰り返す（Ｓ２〜Ｓ４）。
【００３９】
設定された上限周波数（２０００Ｈｚ）までの方位ベクトル加算処理が終了した（Ｓ４、ＹＥＳ）後、求められた１６個の加算ベクトル値の中で、ベクトルの大きさが最大となる加算ベクトルの値及び加算ベクトルの方向を有意情報として選択するとともに、最大加算ベクトル値が求められた周波数帯域を抽出する（Ｓ５）。
【００４０】
有意情報として選択された加算ベクトルの方向及び加算ベクトルの値は、目標の方位及び集中度として表示処理部１０４に出力される（Ｓ６）。表示処理部１０４は、入力した方位と集中度をもとに、方位軸と時間軸の平面上に集中度を輝度として表示するためのデータを生成して表示部へ出力する。表示部は、表示処理部１０４からのデータを入力して、方位軸と時間軸の平面上に前記集中度を輝度レベルに変換して表示する。
【００４１】
本前提技術によれば、予め受信対象信号（過渡信号）の周波数帯域特性及び周波数範囲を予想して方位ベクトル加算処理を行っているので、対象信号検出効率を高めることができ、かつ方位ベクトル加算処理によりＳ／Ｎも改善されるので、表示輝度範囲を大きくすることができ信号の方位を強調して表示することができる。このように、本前提技術によれば、次の効果を奏する。
【００４２】
第１の効果は、目標信号が短時間信号や一過性信号の場合の方位誤差が小さくなることである。その理由は、方位算出に関し、周波数分析の分解能単位で得られる方位算出結果のベクトル加算及びベクトル値（最大）方位の抽出により、目標信号の集中している方位が有意情報として得られるためである。
【００４３】
第２の効果は、信号が強調され表示されることである。その理由は、方位算出に関し、周波数分析の分解能単位で得られる方位算出結果の信号帯域のベクトル加算及び方位集中度の算出結果を輝度として表示することにより、雑音に関しては、周波数ごとの方位算出結果がランダムな結果となるためにベクトル加算した場合にベクトルは小さく（ゼロに近づく）なり、信号に関しては、特定の方位に集中するためにベクトルは大きくなるためである。
【００４４】
上記前提技術の目標信号表示処理装置の場合、雑音成分しかない帯域はベクトル加算の結果輝度が小さくなるため、上記特許文献１〜３の問題を解決できる。しかし、上記前提技術の目標信号表示処理装置では、短時間信号の検出を目的としていることから、図２のように長時間信号を受信していても、ベクトル加算の際に加算される成分が少ないため、有意情報として検出されにくいという問題がある。また、一度周波数帯域を設定すると、図３のように方位の異なる短時間信号が同時に受信されたときには２つの信号を合成して１つにしてしまうために、Ｓ／Ｎの低下や誤差の拡大を招くという問題がある。
【００４５】
本発明の実施形態は、前述の課題を解決するとともに、上記前提技術の問題をも解決し得るものである。図１は、本発明の一実施形態を示す目標信号表示処理装置の機能ブロック図である。まず、本実施形態の概要について説明する。
【００４６】
本発明の目標信号検出装置は、本実施形態の目標信号表示処理装置１０に含まれている。本発明の目標信号検出方法は、本実施形態において目標信号検出装置の動作として実現されている。本発明の目標信号検出プログラムは、本実施形態において目標信号検出装置の各機能をコンピュータに実現するためのものである。
【００４７】
本実施形態における目標信号検出装置は、周波数分析部１１と、方位計算前処理部１２と、短時間信号判定部１８と、周波数方向ベクトル加算部１９とを、基本的に備えている。周波数分析部１１は、受信信号から周波数及び方位の情報を取り出す。方位計算前処理部１２は、前記周波数ごとの前記方位である方位ベクトルを算出する。短時間信号判定部１８は、前記方位ベクトルを前記方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定する。例えば、グループ分けは、横軸を方位かつ縦軸を方位ベクトルの個数（周波数セル数）とする、ヒストグラムを用いる。周波数方向ベクトル加算部１９は、複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、当該周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、当該ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返し、前記周波数方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する。例えば、複数の周波数帯域は、一定の周波数帯域を一定の周波数間隔で上限周波数及び下限周波数の一方から他方まで移動させることにより設定する。
【００４８】
本発明によれば、複数の周波数帯域のそれぞれについてその周波数帯域に属する方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することにより、一定の周波数帯域から成る目標信号（短時間信号や一過性信号など）を正確に検出できるので、その目標信号の方位誤差を小さくできる。これに加え、ある周波数帯域に短時間信号が複数ある場合に、その周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、短時間信号の数だけ繰り返すことにより、短時間信号同士の合成ベクトルの発生を防げるので、異なる方位から同時に受信した目標信号をそれぞれ検出できる。
【００４９】
また、本実施形態における目標信号検出装置は、時間方向ベクトル加算部１６と、長時間信号判定部１７とを、更に備えてもよい。時間方向ベクトル加算部１６は、前記方位ベクトルを一定時間ごとに加算して周波数ごとの時間方向加算ベクトルを算出する。長時間信号判定部１７は、これらの時間方向加算ベクトルの中で一定以上の大きさの時間方向加算ベクトルを長時間信号として判定し、前記時間方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する。この場合は、短時間信号と同時に長時間信号を検出・表示できる。
【００５０】
本実施形態における目標信号検出装置は、表示処理部１５を更に備えてもよい。表示処理部１５は、前記出力された目標の有意情報を、時間軸と方位軸とから成る平面上に輝度レベル又はヒストグラムによって表示部２０に表示する。
【００５１】
方位計算前処理部１２は、前記方位ベクトルの大きさを全て１とする、としてもよい。この場合は、加算される周波数帯域内の特定の周波数に大きな信号（狭帯域信号）が存在しても、受信対象信号（過渡信号）の方位がこの狭帯域信号の方位に依存してしまうことを防ぐことができる。また、前記受信信号は、例えば水中音響信号である。
【００５２】
本実施形態における目標信号検出方法は、受信信号から周波数及び方位の情報を取り出し、前記周波数ごとの前記方位である方位ベクトルを算出し、前記方位ベクトルを前記方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定し、複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、当該周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、当該ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返し、前記周波数方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する、ことを特徴とする。他の構成は、本実施形態における目標信号検出装置に準ずる。
【００５３】
本実施形態における目標信号検出プログラムは、受信信号から周波数及び方位の情報を取り出す周波数分析手段（周波数分析部１１に相当）、前記周波数ごとの前記方位である方位ベクトルを算出する方位計算前処理手段（方位計算前処理部１２に相当）、前記方位ベクトルを前記方位の一定範囲ごとに複数のグループに分け、これらのグループの中から方位ベクトルの個数が一定以上のグループを短時間信号として判定する短時間信号判定手段（短時間信号判定部１８に相当）、及び、複数の周波数帯域のうち前記短時間信号をｎ個（ｎは自然数）含む周波数帯域について、当該周波数帯域に属する方位ベクトルから、一つの短時間信号を選択して他の短時間信号の方位ベクトルを除いた後、各方位ベクトル同士を加算して周波数方向加算ベクトルを算出することを、当該ｎ個の短時間信号の全てを選択するまで繰り返し、前記周波数方向加算ベクトルの方位及び大きさを目標の有意情報として出力する周波数方向ベクトル加算手段（周波数方向ベクトル加算部１９に相当）、としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。他の構成は、本実施形態における目標信号検出装置に準ずる。
【００５４】
換言すると、本実施形態における目標信号検出装置等によれば、次の効果を奏する。
【００５５】
第１の効果は、短時間信号と同時に長時間信号を検出・表示できることである。その理由は、方位算出に関し、時間方向のベクトル加算処理によって長時間信号を別途検出することで、周波数方向ベクトル加算での短時間信号の検出結果とあわせて表示することができるためである。
【００５６】
第２の効果は、異なる方位から同時に受信した信号を検出・表示できることである。その理由は、方位算出結果をヒストグラムで集計し、その数により短時間信号を検出することで、同じ処理帯域内にある複数の信号を独立して検出し表示することができるためである。
【００５７】
第３の効果は、パラメータ設定を容易にし、オペレータの負担を軽減することである。その理由は、対象信号の周波数帯域が未知の場合や帯域の異なる複数の信号を対象信号とする場合において、ヒストグラムの表示により、オペレータが直感的に方位の偏りを判断して、状況に応じたパラメータの設定をすることができるためである。
【００５８】
次に、本実施形態の詳細について説明する。
【００５９】
図１に示すように、本実施形態の目標信号表示処理装置１０は、周波数分析部１１、方位計算前処理部１２、時間方向ベクトル加算部１６、長時間信号判定部１７、短時間信号判定部１８、周波数方向ベクトル加算部１９、及び表示処理部１５にて構成される。
【００６０】
周波数分析部１１及び方位計算前処理部１２は、上記前提技術と同様の回路である。周波数分析部１１は、受信した音響信号を入力し、その音響信号について例えばＦＦＴなどの周波数分析を行い、その周波数分析結果を方位計算前処理部１２へ出力する。方位計算前処理部１２は、入力した周波数分析結果から、各受波器から合成されたビームのレベル及び位相関係に基づき周波数ごとに方位計算を行い、その周波数ごとの方位計算結果を方位計算後処理部に出力する。
【００６１】
方位計算後処理部に相当する長時間信号処理部１３及び短時間信号処理部１４は、入力した周波数ごとの方位算出結果から、対象とする目標信号の周波数帯域幅ごとの方位とその集中度とを計算して求め、その中から集中度がしきい値より大きい方位及びその集中度を、対象信号の有意情報として抽出し、その抽出した方位及び集中度を表示処理部１５へ出力する。
【００６２】
表示処理部１５は、入力した方位及び集中度をもとに、方位軸と時間軸とから成る平面上に、集中度を輝度情報又はヒストグラムに変換して表示させる。
【００６３】
この目標信号表示処理装置１０は、例えば図６に示すように、データバス１１１、受信音響信号をデジタルデータに変換してデータバス１１１へ出力するＡ／Ｄ変換器１１０、ＣＰＵ１１２、ＲＯＭ及びＲＡＭを有する記憶部１１３、表示部２０及び入力部２１とデータバス１１１間を接続する入出力インタフェース部１１４等を含む構成として実現することができる。
【００６４】
この場合、デジタルデータに変換された受信音響信号は、記憶部１１３のＲＡＭに一旦格納される。記憶部１１３のＲＯＭには、本実施形態の目標信号表示処理を実行するためのプログラムが格納されており、ＣＰＵ１１２は、このＲＯＭに格納されたプログラムを読み込み、このプログラムに従って、ＲＡＭに格納されているデジタル受信音響信号に対して本実施形態の目標信号表示処理を実行する。したがって、ＣＰＵ１１２及び記憶部１１３は、本実施形態の目標信号表示処理プログラムを実行するためのコンピュータとしての機能を有している。
【００６５】
図４は、本実施形態の長時間信号処理部１３の動作を示す概念図である。図５は、本実施形態の短時間信号処理部１４の動作を示す概念図である。以下、図面を参照して本実施形態の動作について説明する。
【００６６】
周波数分析部１１は、受信した音響信号を入力し、その音響信号に対して周波数分析を行い、その周波数分析結果を方位計算前処理部１２へ出力する。
【００６７】
方位計算前処理部１２は、周波数分析部１１から入力された周波数分析結果を元にして、各ビームのレベル及び位相関係から周波数ごとに方位計算を行って、周波数ごとの方位計算結果（周波数ごとの方位ベクトル）を方位計算後処理部（長時間信号処理部１３及び短時間信号処理部１４）へ出力する。
【００６８】
図６及び図７を用いて、方位計算後処理部の動作の概要を説明する。
【００６９】
まず、受信した信号から対象信号（短時間信号）に合わせた周波数帯域のみを処理させるために、対象信号（短時間信号）の入力が想定される下限周波数と上限周波数を設定する（例えば下限周波数を２００Ｈｚ、上限周波数を２０００Ｈｚなど）。また、対象信号の短時間信号の周波数帯域幅と長時間信号のベクトル加算時間とを設定する（例えば周波数帯域幅２００Ｈｚ、５分など）。長時間信号のベクトル加算時間は、長時間信号の音源とセンサの相対速度や記憶部１１３の容量によって決まる。目標の更に上下限周波数範囲内の帯域周波数間をシフトさせながら方位ベクトル加算処理を行うために周波数シフト幅を設定する（例えば周波数シフト幅１００Ｈｚなど）。次に、加算ベクトルが信号と判断される集中度及び周波数セル数のしきい値（例えば１０など）を設定する（Ｓ０１）。
【００７０】
これらの設定値は、操作者が入力部２１から設定することが可能であり、設定データは記憶部１１３のＲＡＭ等に格納される。ＣＰＵ１１２は本実施形態の処理プログラムを実行する際にこの設定値をＲＡＭから読み出して参照する。
【００７１】
長時間信号処理部１３は、方位計算前処理部１２から入力した周波数ごとの方位ベクトルを用いて、周波数セルごとに最新の値から一定時間内の方位ベクトルを加算し、しきい値より大きい方位及びその集中度を長時間信号の有意情報として抽出し、短時間信号処理部１４へ出力する（Ｓ０２）。
【００７２】
短時間信号処理部１４は、方位計算前処理部１２から入力した周波数ごとの方位ベクトルを用いて、一定の周波数帯域幅ごとの方位とその集中度を計算し、集中度がしきい値より大きい方位及びその集中度を対象信号の有意情報として抽出し、方位と集中度を表示処理部１５へ出力する（Ｓ０３）。
【００７３】
長時間信号処理部１３の動作を、図８を用いて具体的に説明する。
【００７４】
時間方向ベクトル加算部１６は、方位計算前処理部１２から入力された方位計算結果を用いて、時間方向・周波数セルごとに、設定されたベクトル加算時間分の方位ベクトルをベクトル加算する（Ｓ１１）。そして、計算結果を長時間信号判定部１７へ出力する。加算される方位ベクトルは記憶部１１３に保存されており、信号処理結果の更新とともに先入れ先出し方式で加算ベクトルの値を更新する。記憶部１１３の容量の制限が厳しい場合などはこの方法によらず、合成されたベクトルのみを保存し、最新のベクトル値に重み付けをして合成するなどの方法でも良い。
【００７５】
長時間信号判定部１７は、入力された計算結果と設定したしきい値を比較して、周波数セルに長時間信号が存在するか否かを判定し、長時間信号が存在する場合（Ｓ１２、ＹＥＳ）には当該周波数セルを長時間信号領域として記録し（Ｓ１３）、次の加算する周波数セルをシフトする（Ｓ１４）。シフトした周波数が上限周波数より大きい場合は、処理結果を短時間信号処理部１４に出力して処理を終了する（Ｓ１５、ＹＥＳ）。
【００７６】
短時間信号処理部１４の動作を、図９及び図１０を用いて具体的に説明する。
【００７７】
短時間信号判定部１８は、方位計算前処理部１２から入力された方位計算結果を用いてヒストグラムを作成し、周波数セル数がしきい値より大きい方位を短時間信号領域として抽出する（Ｓ２１）。次に、長時間信号処理部１３で抽出された長時間信号領域を読み込む（Ｓ２２）。これらを元に、短時間信号領域が一つになるよう、ベクトル加算領域を分割する（Ｓ２３）。ここで、長時間信号は狭帯域の信号であればベクトル加算する時に短時間信号に与える影響が小さいので、長時間信号領域を分割するか否かは任意に決定できるものとする。処理結果を、周波数方向ベクトル加算部１９へ出力する。
【００７８】
周波数方向ベクトル加算部１９は、それぞれのベクトル加算領域に対して周波数方向にベクトル加算する（Ｓ２４）。手順は以下の通りである。
【００７９】
先に設定したパラメータを呼び出し、方位計算前処理部１２から入力した周波数ごとの方位ベクトルの中から、２００Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲（最初の周波数帯域幅２００Ｈｚ）に含まれる周波数ごとの方位ベクトルの加算処理を実施して、加算ベクトルの方向（信号方位）と加算ベクトルの大きさ（方位集中度）を求める。方位が特定方位に集中している場合は、方向は平均的な方位を示し、ベクトルの大きさは方位の集中度を示すことになる。一方、方位が雑音などで一様に分布している場合には、加算ベクトルは中心部に近づき、ベクトルの大きさ（方位集中度）が小さくなる。
【００８０】
続いて、同じ周波数帯域に複数のベクトル加算領域があるか判定し（Ｓ２５）、ある場合は、加算領域を変更して同様の処理を行う（Ｓ２６）。加算領域を全てについてベクトル加算した後（Ｓ２６、ＮＯ）、設定パラメータ（１００Ｈｚ）に基づいて周波数帯域をシフトする（Ｓ２７）。
【００８１】
方位計算前処理部１２から入力した周波数ごとの方位ベクトルの中から、３００Ｈｚ〜５００Ｈｚの範囲（次の周波数帯域幅２００Ｈｚ）に含まれる周波数ごとの方位ベクトルの加算処理を実施して、加算ベクトルの方向（信号方位）と加算ベクトルの大きさ（方位集中度）を求める。
【００８２】
以下同様にして、方位計算前処理部１２から入力した周波数ごとの方位ベクトルの中から、周波数を１００Ｈｚシフトしながら周波数帯域幅２００Ｈｚの範囲に含まれる周波数ごとの方位ベクトルの加算処理を、１８００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの範囲に含まれる周波数ごとの方位ベクトルの加算処理が終了するまで、方位ベクトル加算処理を繰り返す。
【００８３】
設定された上限周波数（２０００Ｈｚ）までの方位ベクトル加算処理が終了した（Ｓ２８、ＹＥＳ）後、求められた加算ベクトル値の中で、ベクトルの大きさがしきい値より大きい加算ベクトルの値及び加算ベクトルの方向を有意情報として選択するとともに、当該加算ベクトル値が求められた周波数帯域を抽出する（Ｓ２９）。
【００８４】
有意情報として選択された加算ベクトルの方向及び加算ベクトルの値は、目標の方位及び集中度として表示処理部１５へ出力される（Ｓ３０）。表示処理部１５は、入力した方位と集中度をもとに、方位軸と時間軸の平面上に集中度を輝度として表示するためのデータを生成して、そのデータを表示部２０へ出力する。表示部２０は、表示処理部１５からデータを入力して、方位軸と時間軸の平面上に前記方位ベクトル及び集中度を輝度レベル及びヒストグラムに変換して表示する。
【００８５】
なお、本実施形態において（  ）内に示された設定パラメータは一例であってこれに限定されるものではなく、しきい値、下限周波数、上限周波数、周波数帯域幅、及び周波数シフト幅は、受信対象信号（短時間信号）の予想周波数範囲、周波数帯域特性、及び処理能力等に合わせて、適宜変更して設定することができる。
【００８６】
なお、上記実施形態は、受信信号として水中に存在する音源から発生する音響信号をその対象として適用したが、本発明は、空中に存在する音源から発生する音響信号、又はレーダ信号等の電波信号に対しても適用することができる。
【００８７】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【００８８】
本発明の課題及び解決手段は、次のように表現することもできる。従来の目標信号表示処理装置を用いて短時間信号や一過性信号の検出処理を行った場合には、信号のエネルギーが広い周波数帯域に分散しているため、方位誤差が大きくなるとともに、表示輝度範囲が小さくなって信号の方位が強調できなくなるという問題がある。一定周波数帯域内の方位情報をベクトルとして加算することでＳ／Ｎの低下を防ぐ表示方法が提案されているが、長時間信号に対応できない、複数の短時間信号受信時に誤差が拡大する、といった問題がある。そこで、本発明では、時間方向にベクトル加算する処理と、方位情報のヒストグラムから短時間信号を判定する処理を加えることで、信号が多様な場合でも表示時にＳ／Ｎの低下を防ぐと同時に、パラメータの設定を容易にすることができる。
【００８９】
また、本発明は、次のような構成にすることもできる。（１）受信信号を周波数分析し、該周波数分析により分析された周波数ごとに方位ベクトルを算出し、該算出された周波数ごとの方位ベクトルから目標信号の到来方位を算出する目標信号検出方法であって、該算出された周波数ごとの方位ベクトルを時間方向に加算して加算ベクトルを算出し、前記周波数ごとの加算ベクトルの中からしきい値より大きい加算ベクトルを長時間信号として判定し、算出された周波数ごとの方位ベクトルから方位が集中している方位を短時間信号として判定し、予め設定された下限周波数と上限周波数の間にあって短時間信号と判定された帯域が重ならないように処理周波数帯域を分割し、前記方位ベクトルに対して、予め設定された周波数シフト幅だけシフトさせながら、各シフト位置において予め設定された周波数帯域幅内に含まれる前記方位ベクトルを加算して周波数方向加算ベクトルを算出し、該判定した加算ベクトルの方位及びベクトル値を目標の有意情報として出力すること
を特徴とする目標信号検出方法。（２）前記下限周波数と上限周波数、及び前記周波数帯域幅は、対象とする目標信号入力が想定される下限周波数と上限周波数、及び対象とする目標信号からの周波数が集中する周波数帯域幅に設定されることを特徴とする上記（１）に記載の目標信号検出方法。（３）前記周波数帯域幅内に含まれる前記方位ベクトルの加算処理は、前記周波数ごとの方位ベクトルの大きさを全て１に正規化して加算することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の目標信号検出方法。（４）前記出力された目標の有意情報を、時間軸と方位軸の平面上に輝度レベル及びヒストグラムによって表示することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の目標信号検出方法。（５）前記受信信号は、水中音響信号であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の目標信号検出方法。
【００９０】
（６）受信信号を周波数分析する周波数分析部と、該周波数分析部で分析された周波数ごとに方位算出を行って周波数ごとの方位ベクトルを出力する方位計算前処理部と、該方位計算前処理部で算出された周波数ごとの方位ベクトルを入力して長時間信号の到来方位算出を行う長時間信号処理部と、該方位計算前処理部で算出された周波数ごとの方位ベクトルを入力して短時間信号の到来方位算出を行う短時間信号処理部と、方位及び加算ベクトル値を目標の有意情報として出力する表示処理部と、を備えた目標信号検出装置であって、前記長時間信号処理部は、前記算出された方位ベクトルを時間方向に加算する時間方向ベクトル加算手段と、該周波数方向ベクトル加算手段により前記各シフト位置で求められた加算ベクトルの中からしきい値より大きい加算ベクトルを判定する長時間信号判定手段と、を備えていることを特徴とし、前記短時間信号処理部は、下限周波数と上限周波数、周波数帯域幅、及び周波数シフト幅をそれぞれ設定する目標信号処理周波数領域設定手段と、算出された周波数ごとの方位ベクトルから方位が集中している方位を短時間信号として判定してベクトル加算領域を分割する短時間信号判定手段と、該目標信号処理周波数領域設定手段により設定された前記下限周波数と上限周波数の間で前記設定された周波数シフト幅だけシフトさせながら、各シフト位置において前記設定された周波数帯域幅内に含まれる前記方位ベクトルを加算する周波数方向ベクトル加算手段と、を備えていることを特徴とし、該短時間信号判定手段と長時間信号判定手段で選択された加算ベクトルの方位及び加算ベクトル値を目標の有意情報として出力する目標信号出力手段を備えていることを特徴とする目標信号検出装置。（７）前記時間方向ベクトル加算手段と周波数方向ベクトル加算手段は、前記方位計算前処理部から出力される前記周波数ごと、時間ごとの方位ベクトルの大きさを全て１に正規化して加算処理を行う手段から成ることを特徴とする上記（６）記載の目標信号検出装置。（８）前記目標信号出力手段から出力された目標の有意情報を入力して、時間軸と方位軸からなる平面上に輝度レベル及びヒストグラムに変換した表示を行う表示部を備えていることを特徴とする上記（６）又は（７）記載の目標信号検出装置。（９）前記受信信号は、水中音響信号であることを特徴とする上記（６）〜（８）のいずれかに記載の目標信号検出装置。
【００９１】
（１０）周波数ごとの方位ベクトルに周波数分析された受信信号から目標信号の到来方位を算出する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、該コンピュータに、前記算出された方位ベクトルを時間方向に加算して時間方向加算ベクトルを算出する処理と、前記算出された時間方向加算ベクトルの中からしきい値より大きい加算ベクトルを判定する処理と、方位ベクトルが集中している方位を短時間信号として判定してベクトル加算領域を分割する処理と、該コンピュータに、予め設定された下限周波数と上限周波数の間の前記方位ベクトルに対して、予め設定された周波数シフト幅だけシフトさせながら、各シフト位置において予め設定された周波数帯域幅内に含まれる前記方位ベクトルを加算して周波数方向加算ベクトルを算出する処理と、該判定した加算ベクトルの方位及びベクトル値を目標の有意情報として出力する処理を実行させることを特徴とするプログラム。（１１）前記加算ベクトルを算出する処理は、前記周波数ごとの方位ベクトルの大きさを全て１に正規化して加算する処理であることを特徴とする上記（１０）記載のプログラム。（１２）前記出力された目標の有意情報を、時間軸と方位軸の平面上に、輝度レベル及びヒストグラムに変換して表示する処理を含むことを特徴とする上記（１０）又は（１１）記載のプログラム。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、ソーナー装置及びレーダ装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１０  目標信号表示処理装置
１１  周波数分析部
１２  方位計算前処理部
１３  長時間信号処理部
１４  短時間信号処理部
１５  表示処理部
１６  時間方向ベクトル加算部
１７  長時間信号判定部
１８  短時間信号判定部
１９  周波数方向ベクトル加算部
２０  表示部
２１  入力部
１１０  Ａ／Ｄ変換器
１１１  データバス
１１２  ＣＰＵ
１１３  記憶部（ＲＯＭ／ＲＡＭ）
１１４  入出力インタフェース部
【図１】
2010169644.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010169644.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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