(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原信号変換部を備える信号処理システムであって、（１）前記原信号変換部には、原信号変換部に入力された入力信号から原信号の同期信号を抽出する同期信号抽出手段と、前記入力信号からインパルスレスポンスの応答から導かれる内部信号を出力する入力部と、前記内部信号を、特異点を含む信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段からの特異点を含む信号を出力させる出力部と、を備え、（２）原信号を有する入力信号からインパルスレスポンスの応答から導かれる内部信号に変換し、原信号の同期信号を基準に、特異点を含む信号を発生する事ができる特定の関数を用いて前記内部信号を、特異点を含む信号に変換し、特異点を含む信号を出力することを特徴とする信号処理システム。
【請求項２】
原信号変換部を備える信号処理システムであって、（１）前記原信号変換部には、原信号変換部に入力された入力信号から原信号の同期信号を抽出する同期信号抽出手段と、前記入力信号から入力部が持つインパルスレスポンスの応答から導かれる内部信号を出力する入力部と、前記内部信号を、準特異点を含む信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段からの準特異点を含む信号を出力させる出力部と、を備え、（２）原信号を有する入力信号から内部の信号変換に適した内部信号を生成し、原信号の同期信号を基準に信号処理して準特異点を含む信号を発生する事ができる特定の関数を用いて前記内部信号を、準特異点を含む信号に変換し、準特異点を含む信号を出力することを特徴とする信号処理システム。
【請求項３】
請求項１に記載する原信号変換部を備える信号処理システムであって、（１）前記原信号変換部には、原信号変換手段からの特異点を含む信号を、特定の信号処理により特異点を持つ信号に変換し、この特異点が持つ信号の誤差を検出する誤差検出手段と、前記誤差検出手段で検出された誤差信号から前記信号変換手段で変換された信号を、精度の高い特異点を含む信号に修正する修正手段と、を新たに備え、（２）特異点を含む信号を特定の信号処理により特異点を持つ信号に変換し、変換された特異点が持つ信号の誤算を検出し、検出した誤差信号から特異点を含む信号を修正し、精度の高い特異点を含む信号を出力することを特徴とする信号処理システム。
【請求項４】
請求項１と３のいずれか１項に記載する原信号変換部を備える信号処理システムであって、（１）原信号変換部の同期信号抽出手段の出力の同期信号から、ある割合で同期間隔を短くした第２の同期信号を発生させる第２同期信号発生手段と、前記同期信号から符号列に同期した列同期信号を発生する列同期信号発生手段と、前記列同期信号と第２の同期信号とを基準にして、原信号変換部の入力部からの内部信号に直交特異点を発生させる符号列作成手段と、を新たに備え、（２）内部信号を、所定の符号を付加した符号列を作成して列同期信号間あるいは列同期信号列内で直交特異点を発生させ、第２の同期信号毎に特異点を含み、且つ列同期信号毎に少なくとも１個の直交特異点を持つ信号を出力することを特徴とする信号処理システム。
【請求項５】
請求項１と３から４のいずれか１項に記載する原信号変換部を備える信号処理システムであって、（１）前記原信号変換部には、新たに同期信号を基準に同期信号より同期長が短い短同期信号を発生する短同期信号発生手段と、前記短同期信号発生手段により発生された短同期信号を基準に短符号信号に変換する短符号変換処理と、また信号処理システムの信号変換手段に代えて前記短符号信号を、特異点を含む信号に変換する短信号変換手段と、を備え、（２）同期信号より同期長が短い短同期信号を基準に所定の符合との演算から短符号信号に変換し、この短符号信号に特異点を含む信号を発生させ、特異点を含む信号には短同期毎に特異点を含む信号を出力することを特徴とする信号処理システム。
【請求項６】
請求項５項に記載する原信号変換部を備える信号処理システムであって、同期信号区間に対して複数の所定の符号から順次選択し、選択されたと符号と演算して短符号信号を発生し、この短符号信号を、特異点を含む信号に変換し、短特異点を含む信号には短同期毎に特異点を含む信号を出力することを特徴とする信号処理システム。
【請求項７】
請求項５から６のいずれか１項に記載する原信号変換部を備える信号処理システムであって、短符号変換処理に用いる特定の符合には、特定の位置に直交特異点を持つ符号とし、短同期毎に特異点を含み、また同期毎に直交特異点を持つ信号を出力することを特徴とする信号処理システム。
【請求項８】
請求項１と３から７のいずれか１項に記載する原信号変換部を備え信号処理システムであって、前記信号処理システムの原信号変換部の信号変換手段で発生させる特異点を含む信号は、特異点領域での符号判定による識別点との差を少なくし、出力される信号に対応する符号判定による識別点が、特異点を含む信号が他の識別方法でも識別可能とするようにした、特異点を含む信号を出力することを特徴とする信号処理システム。
【請求項９】
請求項１と３から８のいずれか１項に記載する原信号変換部を備える信号処理システムであって、符号化手段を新しく備え、前記原信号変換部の入力部からの内部信号を信号処理して、特異点を含む信号に変換する特定の関数を構成要素に分解して、特異点を含む信号とともに出力する事を特徴とする信号処理システム。
【請求項１０】
請求項１と３から９のいずれか１項に記載する原信号変換部を備える信号処理システムであって、（１）前記原信号変換部に、雑音信号を発生する雑音発生手段と、出力部から出力される信号に雑音を付加する合成部と、新たに備え、（２）特異点を含む信号が付加された雑音と合成されて出力する事を特徴とする信号処理システム。
【請求項１１】
コンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体であって、
（１）前記プログラムは、
入力された入力信号から原信号の同期信号を抽出する同期信号抽出ステップと、
前記入力信号からインパルスレスポンスの応答から導かれる内部信号を出力する入力ステップと、
前記内部信号を、特異点を含む信号に変換する信号変換ステップと、
信号変換ステップからの特異点を含む信号を出力させる出力ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
（２）前記信号変換ステップは、原信号の同期信号を基準に、特異点を含む信号を発生する事ができる特定の関数を用いて前記内部信号を、特異点を含む信号に変換するものであり、
（３）前記プログラムは、更に、特定の被特異点関数を発生させる被特異点関数発生ステップをコンピュータに実行させるためのものであり、
前記特異点を含む信号を発生する事ができる前記特定の関数は、前記特定の被特異点関数であることを特徴とする、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１２】
請求項１１項に記載するコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体であって、
（１）前記プログラムは、更に、
ある割合で同期間隔を短くした第２の同期信号を発生させる第２同期信号発生ステップと、
前記第２の同期信号から符号列に同期した列同期信号を発生する列同期信号発生ステップと、
特定の被特異点関数を用いて前記第２同期信号を基準に特異点を含む信号に変換する信号変換ステップと、
信号変換ステップで変換された特異点を含む信号に、所定の符号を付加し直交特異点を持つ符号列信号を作成させる符号列作成ステップと、
外部に特異点および直交特異点を持つ符号列信号を含む信号を渡すステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
（２）前記符号列作成ステップは、同期間隔を短くした第２の同期信号を用いて所定の符号を付加した符号列信号を作成し、符号列間あるいは符号列内で直交特異点を持つ信号を発生させ、第２の同期信号毎に特異点を含み、また列同期毎に直交特異点を持つ信号を得る
ことを特徴とする、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１３】
請求項１１から１２のいずれか１項に記載するコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体であって、
（１）前記プログラムは、更に、
前記同期信号から短同期信号を発生する短同期信号発生ステップと、
前記短同期信号により所定の短符号信号を発生する短符号発生ステップと、
前記短符号信号に特異点を含む信号に変換する短信号変換ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
（２）前記特異点を含む信号には短同期毎に特異点を含む
ことを特徴とする、コンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１４】
請求項１１から１２のいずれか１項に記載するコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体であって、
（１）前記プログラムは、更に、
前記同期信号から短同期信号を発生する短同期信号発生ステップと、
所定の短信号を発生する短信号発生ステップと、
短符号発生ステップにより発生された短信号に特異点を含む信号に変換する短信号変換ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
（２）前記特異点を含む信号には短同期毎に特異点を含み、また同期毎に直交特異点を持つ信号である
ことを特徴とする、コンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１５】
請求項１１に記載するコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体であって、
前記信号変換ステップは、
（１）特異点を含む信号が、特異点領域で符号識別の差を少なくし、
（２）出力される信号に対応する符号識別が、他の識別方法とも識別可能とするようにした、
特異点を含む信号を得る
ことを特徴とする、コンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１６】
請求項１１から１５のいずれか１項に記載するコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体であって、
前記プログラムは、更に、演算処理して特定の特異点関数とする演算関数を、構成要素に分解して、記号化し、特異点を含む信号とともに出力するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである
事を特徴とする、コンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１７】
請求項１１から１６のいずれか１項に記載するコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体であって、
前記プログラムは、更に、
（１）雑音信号を発生する雑音発生ステップと、
特異点変換ステップから出力される信号に雑音を付加する合成ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴とする、コンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１８】
コンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体であって、
（１）前記プログラムは、入力された入力信号から原信号の同期信号を抽出する同期信号抽出ステップと、
前記入力信号からインパルスレスポンスの応答から導かれる内部信号を出力する入力ステップと、
前記内部信号を、準特異点を含む信号に変換する信号変換ステップと、
前記信号変換ステップで変換された前記準特異点を含む信号を出力させる出力ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
（２）前記内部信号を出力する前記入力ステップは、原信号を有する入力信号からインパルスレスポンスの応答から導かれる内部信号を生成するものであり、
前記準特異点を含む信号に変換する信号変換ステップは、原信号の同期信号を基準に信号処理して準特異点を含む信号を発生する事ができる特定の関数を用いて前記内部信号を、準特異点を含む信号に変換するものである
ことを特徴とする、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、信号処理システムには原信号変換機能を備え、原信号変換機能には信号変換手段、同期信号抽出手段、入力部、および出力部を備え、特異点を有する信号処理システムおよび情報記憶媒体に関する。【０００２】  特に、入力された原信号を有する信号から原信号の同期信号に合わせて同期周期毎に特異点を含む信号に変換し、使用条件の劣化環境に対して原信号の特定化に優れ、雑音等の信号劣化に強い、原信号の再生に適した信号を生成する手段を持った特異点を有する信号処理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】  従来から、雑音あるいは不要波に埋まっている受信波から信号を抽出する技術は提案されている。これらの技術では信号および雑音あるいは不要波の統計的性質、あるいは２乗平均誤差最小化基準から信号を推定している。これらの統計的検出理論としては、たとえば非特許文献１に記載がある。
また、復元した信号と原信号との差の二乗平均が最小になるようなフィルタとしてウィナーフィルタがある。これらの最低分散推定としては、たとえば非特許文献２に記載がある。【０００４】  一方で、帯域外干渉波は受信フィルタで除去されるが、エコー干渉等の受信フィルタで除去できない干渉除去に関する技術も広く研究されている。【０００５】
【非特許文献１】Ｊ．Ｈａｎｃｏｃｋ，Ｐ．Ｗｉｎｔｚ「ＳＩＧＮＡＬ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＴＨＥＯＲＹ」（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ  Ｎｅｗ−Ｙｏｒｋ  １９６６）
【非特許文献２】片山「新版応用カルマンフィルタ」（朝倉書店２０００年１月）
【非特許文献３】上野、砂田、新井編集「数学のたのしみ（特異点の世界：その広さ豊かさ）」、日本評論社、２００５年１１月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、これらの統計的検出では、以下のような問題が生じていた。
一般に統計的に安定した状態でしか信号の再生の最適値が得られないために、変動する信号の統計的特性、妨害波の統計的特性が不正確なために、信号の再生は難しかった。また、遅延波、干渉雑音、歪波等の複数の妨害が存在するときには、信号の統計的検出が複雑になり、推理、推測の域に留まっていた。
一方で、統計的特性を確定するには、統計処理時間を長くして、結局処理時間の遅延をきたす事と処理が煩雑になる欠点を有していた。また、デジタル信号送出する信号処理において再生された信号の信頼性から、使用環境下での遅延波、干渉雑音、機器の非線形性から発生する歪波等の複数の劣化要因に対しても強い方式が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、以上のような問題を解決するために、解析的手法を用いてなされたもので、原信号の信号処理による特異点を含む信号への変換と特異点領域の解析を適用して、使用条件の劣化環境に対しても原信号の特定化に優れ、雑音等の信号劣化に強く、かつ信号の再生に適した信号を生成する手段を提供するものであり、原信号の信号処理により特異点を含む信号に変換する信号変換部、同期信号抽出手段、入力部、出力部からなる信号処理システムの提供、および特定の関数発生ステップ、特異点変換ステップ、同期信号抽出ステップ、入力部、出力部、およびこれらを実現するプログラムを記録した情報記録媒体の提供をすることで、上記課題を解決する。【０００８】  ここで、特異点は、原信号を有する信号を所定の信号処理することにより信号処理後の原信号上で、原信号の情報を極小（零を含む）となす箇所を有し、且つ原信号以外の信号では信号の情報を持つポイント或いは状態を特異点と呼ぶ。（以下同様）。数学上では「周囲と異なる特徴をもったところ」と定義され、たとえば非特許文献３に記載がある。【００９】  特定の信号処理により特異点を持つ信号に変換できる変換前の信号を、特異点を含む信号と呼ぶ。（以下同様）。特異点を含む信号を特定の信号処理をして、特異点を持つ信号に変換することを特定の信号処理と呼ぶ。（以下同様）。  さらに、特異点を持つ信号を特定の信号処理をして、特異点を含む信号に戻すことを特定の逆信号処理と呼ぶ。（以下同様）。【００１０】  特異点を処理する場所が複数あり、総合で特異点が生成されるときには各々の特異点処理された信号は準特異点を含む信号と呼ぶ。（以下同様）。ただし、区別する必要が無い場所では、特異点と準特異点とを総称して、特異点を含む信号とする。（以下同様）。
また、原信号と直交する特異点の場合には、直交特異点と呼ぶ。（以下同様）。
さらに、原信号を短周期で符号化して短信号に変換された場合には、特異点、準特異点、直交特異点と区別するために短特異点、短準特異点、短直交特異点と呼ぶ。（以下同様）。【００１１】  特異点を持つ信号の伝達関数を特定の特異点関数と呼ぶ。（以下同様）。また、特異点を含む信号の伝達関数を特定の被特異点関数と呼ぶ。（以下同様）。
被特異点関数から特異点関数に変換する演算を特異点演算と呼ぶ。（以下同様）。また逆に特異点関数から被特異点関数に変換する演算を逆特異点演算と呼ぶ。（以下同様）。
また、熱雑音、干渉波、ひずみ雑音等の原信号以外の信号を不要信号と呼ぶ。（以下同様）。
【発明の効果】
【００１２】  本発明により、原信号を特定の信号処理し、特異点を含む信号へ変換して、特異点領域の原信号の特異点を行う事によって、使用条件の劣化環境下にあっても原信号の特定化が維持でき、雑音等の信号劣化に強い、信号の再生に適した信号を生成する手段を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、本発明の実施例を示す図面に基づいて説明する。なお、本図において、同じ部を果たす要素には、以下の図面には同じ符号を付してある。【００１４】  なお、以下に説明する最良の形態は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。【００１５】  また、以下の説明では同期抽出手段を用いるほか、これをもとに以下のようにしても同期信号を供給でき、本発明の範囲に含まれる。（図１には図示せず）。
当該同期抽出手段は、外部同期信号が入力される時は、同期信号分配手段に置き換えられる。入力信号に同期情報が含まれない場合には、内部同期信号にて同期信号を生成する。【００１６】  また、以下の説明では入力される原信号としては、連続デジタル信号であるが、これ以外に離散デジタル信号、パッケト信号、アナログ信号、および複合信号（同期信号を含む）、符号等のあらゆる信号形態にたいしても、本発明の範囲に含まれる。（図１には図示せず）。【００１７】  また、信号処理システムとは別に、本発明の特定の信号処理、特異点を含む信号、およびプログラムを記録した情報記録媒体を配布、販売することができる。【００１８】  図１は本発明の第１の観点に係る特異点信号処理システムの原信号変換部１１の構成図であり、原信号変換部には信号変換手段１５と、同期信号抽出手段１３と、入力部１２と、出力部１８と、から構成されている。【００１９】  原信号変換部の入力１０である原信号が含まれる信号には、同期信号抽出手段１３により原信号の同期信号１６が抽出され、入力部１２と、信号変換手段１５と、出力部１８と、に接続される。  一方、信号１０は入力部１２で、抽出された同期信号１６を基準に、内部信号１７に変換されて信号変換手段１５に渡される。  さらに、信号変換手段１５は抽出された同期信号１６を基準にし、入力部１２からの内部信号１７を信号変換手段に渡し、信号変換手段では、特定の被特異点関数を用いた信号処理から特異点を含む信号に変換し、出力部１８に渡し、出力部１８では特異点を含む信号１９を出力する。【００２０】  図２は時間軸上に特異点を持つ特異点関数の一例を示している。  ここでは、区間内に特異点が３箇所有する特異点関数である。この特異点関数と逆特異点演算（ここでは２重積分）との関係にある被特異点関数を図３に示す。
図４では、入力された信号１０から抽出された同期信号１６を基準にして、被特異点関数を用いて内部信号が特異点を含む信号に変換される領域を示す。  ここで、同期時間長内の楕円形は特異点を含む領域を示し、特定の信号処理により特異点を有する信号に変換できる被特異点の領域を示している。【００２１】  特異点を含む信号に変換するまでの動作を、式を用いて説明する。  原信号を含む入力信号である１０をｆ（ｔ）とし、入力部１２のインパルスレスポンスをｈ（ｔ）とすれば入力部出力の内部信号１７であるｘ（ｔ）は数１で表わされる。
【数１】
0005544549.tif 000002
また、特定の特異点を持つ特異点関数をｇ（ｔ）と置き、この関数と逆演算Ｒ（ｇ）の関係にある被特異点関数ｓ（ｔ）は以下の式で求められる。図３は２重積分の演算処理をした場合で、数２は数３で表される。
【数２】
0005544549.tif 000003
【数３】
0005544549.tif 000004
ここで、図２で示される特異点関数ｇ（ｔ）を数４とすると、
【数４】
0005544549.tif 000005
となる。数４のｇ（ｔ）を逆演算処理すると、被特異点関数ｓ（ｔ）は数５となり、図３に示される波形を示す。
【数５】
0005544549.tif 000006
【００２２】  次に、数１で示されるデジタル信号ｘ（ｔ）と被特異点関数ｓ（ｔ）とは以下の演算を行うと、特異点を含む信号ｕ（ｔ）は以下の式で求められる。
【数６】
0005544549.tif 000007
ここで、Ｔはデジタル信号のサンプル長であり、ｔ＝ｎＴ、τ＝ｍＴとし、離散時間系列で、ｕ（ｔ）−＞ｕ（ｎ）、ｘ（ｔ−τ）−＞ｘ（ｎ−ｍ）、ｓ（τ）−＞ｓ（ｍ）とすると数６は数７で表される。
【数７】
0005544549.tif 000008
図５は数７をデジタル回路で実現する構成の一例を示す。ここで、
0005544549.tif 000009
【００２３】  次に、特異点逆関数ｓ（ｔ）を周波数軸上での演算処理により求める手段を示す。
数１の関係式で、信号をラプラス変換して、ｆ（ｔ）−＞Ｆ（ｓ）、ｈ（ｔ）−＞Ｈ（ｓ）、ｘ（ｔ）−＞Ｘ（ｓ）  とすると、デジタル信号Ｘ（ｓ）は数８で表される。
【数８】
0005544549.tif 000010
また、数２にある特異点関数ｇ（ｔ）、被特異点関数ｓ（ｔ）を、ｇ（ｔ）−＞Ｇ（ｓ）、ｓ（ｔ）−＞Ｓ（ｓ）で表し、逆演算をＲ（ｓ）とすると、数２は数９で表される。
【数９】
0005544549.tif 000011
ここで、Ｒ（ｓ）がｎ階の積分を表しているときには数１０で、ｎ階の微分を表しているときには数１１で各々表される。
【数１０】
0005544549.tif 000012
【数１１】
0005544549.tif 000013
デジタル信号Ｘ（ｓ）を、特異点を含む信号に変換する為の伝達関数をＱ（ｓ）で表すと、数１２で表される。
【数１２】
0005544549.tif 000014
よって、数１３が導かれて、Ｑ（ｓ）が決まる。
【数１３】
0005544549.tif 000015
【００２４】  信号変換手段では、数１３で表される伝達関数Ｑ（ｓ）を角周波数に戻して、アナログフィルタ或いはデジタルフィルタで構成して、信号変換手段が実現できる。【００２５】  図６は本発明の第２の観点に係る信号処理システムの原信号変換部２１の構成図であり、原信号変換部２１は信号変換手段２３と、同期信号抽出手段１３と、入力部１２と、出力部１８と、から構成されている。
原信号変換部に入力１０される原信号が含まれる信号には、同期信号抽出手段１３により原信号の同期信号が抽出され、入力部１２と、信号変換手段２３と、出力部１８と、に接続される。一方、原信号１０は入力部１２で、抽出された同期信号１６を基準に内部信号１７に変換されて、信号変換手段２３に渡される。さらに、信号変換手段２３は、抽出された同期信号を基準にし、特定の特異点を持つ特異点関数を分割した準特異点関数を逆演算して求めた被準特異点関数を用いて、特定の信号処理をして、入力部１２からの内部信号１７を、準特異点を含む信号に変換して出力部１８に渡す。出力部１８は準信号変換手段２３からの準特異点を含む信号２５を出力する。【００２６】  特異点を含むとデジタル信号に変換するまでの動作は、本発明の第１の観点と同じなので省略し、ここでは、特異点関数を分割した準特異点関数を用いて、準特異点関数の逆演算から準特異点信号に変換するまでの動作を、式を用いて説明する。【００２７】  特定の特異点を有する特異点関数をｇ（ｔ）と置き、この関数のラプラス変換した関数をＧ（ｓ）＝Ｇ１（ｓ）Ｇ２（ｓ）と表し、関数Ｇ１（ｓ）と関数Ｇ２（ｓ）に分離し、逆ラプラス変換したおのおのの関数ｇ１（ｔ）、ｇ２（ｔ）を準特異点関数と呼ぶ。（以下同様）
逆演算Ｒ（ｇ）の処理をすると、逆準特異点関数ｓ１（ｔ）は数１４で求められる。
【数１４】
0005544549.tif 000016
次に、数１で示されるデジタル信号ｘ（ｔ）と特異点逆関数ｓ１（ｔ）とは以下の演算を行うと、特異点を含む信号ｕ１（ｔ）は以下の式で求められる。
【数１５】
0005544549.tif 000017
ここで、Ｔはデジタル信号のサンプル長として、ｔ＝ｎＴ、τ＝ｍＴとし、離散時間系列で、ｕ１（ｔ）−＞ｕ１（ｎ）、ｘ（ｔ−τ）−＞ｘ（ｎ−ｍ）、ｓ１（τ）−＞ｓ１（ｍ）  とすると数１５は数１６で表される。
【数１６】
0005544549.tif 000018
数１６は本発明の第１の観点に係るデジタル回路（図５）で実現できる。【００２８】  図７は本発明の第３の観点に係る信号処理システムの原信号変換部３１の構成図であり、原信号変換部３１は信号変換手段１５と、同期信号抽出手段１３と、誤差検出手段３２と、修正手段３３と、入力部１２と、出力部１８と、から構成される。
特異点を含むと信号に変換するまでの動作は、本発明の第１の観点と同じなので省略し、ここでは、誤差検出手段３２と、修正手段３３との動作を図７と式を用いて説明する。
本発明の第３の観点に係る信号処理システムの原信号変換部３１では、誤差検出手段３２は、信号変換手段１５で変換された特異点を含む信号を特定の信号処理をして得られる特異点信号ｕ（ｔ）と、特定の特異点を持つ特異点関数ｇ（ｔ）との違いを修正する誤差関数をｒ（ｔ）とすると、ラプラス変換して、ｕ（ｔ）−＞Ｕ（ｓ）、ｇ（ｔ）−＞Ｇ（ｓ）、ｒ（ｔ）−＞Ｒ（ｓ）にして、誤差関数Ｒ（ｓ）は数１７で表される。
【数１７】
0005544549.tif 000019
誤差検出手段３２はこの誤差関数Ｒ（ｓ）を逆ラプラス変換して誤差信号ｒ（ｔ）を得る。この誤差信号を逆信号処理し、修正誤差信号ｒ’（ｔ）を生成して修正手段３３に出力する。  ここで、Ｔはデジタル信号のサンプル長として、ｔ＝ｎＴ  とし、離散時間系列で、ｒ’（ｔ）−＞ｒ’（ｍ）とすると、修正後の信号ｕ（ｎ）は数１８で表される。
【数１８】
0005544549.tif 000020
数１８は本発明の第１の観点に係るデジタル回路（図５）を用いて実現できる。
また、本発明の第３の観点に係る信号処理システムでは、特異点を含む信号を特定の信号処理をして得られた特異点を持つ信号と、特定の特異点を持つ特異点関数ｇ（ｔ）との違いから修正する誤差関数を得ていたが、特異点を含む信号ｕ‘（ｔ）と特定の特異点を有する被特異点関数ｇ’（ｔ）との違いから修正する誤差関数を得ることも可能である。
この場合には、誤差検出手段３２は、信号変換手段１５で変換された特異点を含む特異点信号ｕ（ｔ）と特定の特異点を含む被特異点関数ｇ’（ｔ）との違いを修正する誤差関数をｒ’（ｔ）とすると、ラプラス変換して、ｕ‘（ｔ）−＞Ｆ’（ｓ）、ｇ’（ｔ）−＞Ｇ’（ｓ）、ｒ’（ｔ）−＞Ｒ’（ｓ）にして、誤差関数Ｒ’（ｓ）は数１９で表される。
【数１９】
0005544549.tif 000021
誤差検出手段３１はこの修正関数Ｒ’（ｓ）から、Ｒ’（ｓ）を逆ラプラス変換して修正信号ｒ’（ｔ）を得て、修正手段３２に出力する。  ここで、Ｔはデジタル信号のサンプル長として、ｔ＝ｎＴとし、離散時間系列で、ｒ‘（ｔ）−＞ｒ’（ｍ）とすると、修正後の信号ｕ‘（ｎ）は数１８で表される。【００２９】  図８は本発明の第４の観点に係る信号処理システムの原信号変換部の直交機能４１と信号変換手段４５との構成を示し、直交機能４１には、符号列作成手段４２と、列同期信号発生手段４３と、第２同期信号発生手段４４と、から構成されている。
直交機能４１の入力は入力部からの内部信号１７と、同期信号抽出手段により抽出された同期信号１６であり、列同期信号発生手段４３は同期信号１６を基準に、符号列の長さに対応した列同期信号を発生させる。  また、第２同期信号発生手段４４は前記同期信号１６を基に、所定の割合で高速化された第２の同期信号４６を発生させる。  符号列作成手段４２は、列同期信号と前記第２同期信号４６を基準に、符号列毎に直交特異点を生じる符号を挿入する。  図９は符号列作成手段４２で生成され、符号間で極性反した信号を示している。また、特異点を含む信号を発生させる特異点変換手段４５には、第２同期信号４６が供給される。【００３０】  図１０は本発明の第５と第６の観点に係る信号処理システムの原信号変換部の符号内符号処理機能５１の構成図を示し、短符号変換手段５２と、短信号変換手段５３と、短同期信号発生手段５４と、から構成されている。
短同期信号発生手段５４は前記符号内符号処理機能５１に入力される同期信号１６を基に、符号内符号長に対応した所定の割合で、短い短同期信号を発生させるもので、この短同期信号を短符号変換手段５２と、短信号変換手段５３に供給する。  短符号変換手段５２は、前記短同期信号を基に、特定の符号を発生させ、入力した内部信号１７を演算処理して原信号より短時間長で構成される短内部信号を生成し信号変換手段５３に渡す。信号変換手段５３は前記短同期信号を基に、短内部信号を、特異点を有する信号に変換する。図１１から図１３は、上の信号処理を図示したもので、図１２は短同期信号発生手段５４で発生した短同期信号の波形を表している。図１１は所定の短同期信号に同期した所定の符号列から構成される短変換符号を表している。図１３は前記信号変換手段５３により変換された特異点を含む信号を表していて、特異点を含む特異点領域と、短変換符号が有する直交特異点の領域の一例を示している。【００３１】  図１４は本発明の第８の観点に係る原信号変換部を有する信号処理システムで、原信号変換部からの出力される特異点を有する信号は、固定の識別レベル６１を保持していて、特異点を含む特異点信号の符号識別方法と固定レベル識別方法とも共用可能としている。【００３２】  図１５は本発明の第９の観点に係る原信号変換部７１を有する信号処理システムで、原信号変換部７１からの出力には、演算処理して特定の特異点関数とする演算関数を、構成要素に分解して、符号化信号として出力し、特異点を含む信号とともに出力している。
図１５は、特異点を含む信号と符号化信号は平行して出力されるが、特異点を含む信号内に含めて送信する事も可能である。【００３３】  図１６は本発明の第１０の観点に係る信号処理システムの原信号変換部に新に備えた、雑音信号を発生する雑音信号発生手段と、出力される信号に雑音を付加する合成部と、の構成図を示している。  雑音信号発生手段は、擬似ランダム信号を信号処理手段で発生させる手段、抵抗体から発生する熱雑音源を用いて発生する手段、予め計測されたデータを記憶させて置いて、参照する手段等で実現できる。【００３４】  図１７は本発明の第１１の観点に係る原信号変換機能を備える信号処理システムであって、以下に示すステップによりプログラム実行を実現する。
ステップ１    入力部から信号を受け取るステップ１０２
ステップ２    入力した信号から同期信号を抽出する同期信号生成ステップ１０３
ステップ３    同期信号を基準にして、特定の被特異点関数を発生する被特異点関数生成              ステップ１０４
ステップ４    入力部からの信号を、特定の被特異点関数を用いて、特定の特異点を含む信号に変換する信号変換ステップ１０５
ステップ５    出力部に、特異点を含む信号を渡す出力ステップ１０８【００３５】  図１８は本発明の第１２の観点に係る原信号変換機能を備える信号処理システムであって、以下に示すステップによりプログラム実行を実現する。
ステップ１    入力部から信号を受け取るステップ１０２
ステップ２    入力部からの信号から同期信号を抽出する同期信号生成ステップ１０３
ステップ３    同期信号を基準にして、特定の被特異点関数を発生する被特異点関数生成              ステップ１０４
ステップ４    入力部からの信号を特定の特異点を含む信号に変換する信号変換ステップ              １０５
ステップ５    特異点を含む信号を特定の演算処理して、特異点を持つ信号に変換し、こ              の特異点を持つ信号と特定の特異点をもつ関数との誤差を検出する誤差検              出ステップ１１１
ステップ６    信号変換ステップで変換された特異点を含む信号を、誤差検出ステップか              らの誤差信号を逆演算した信号で修正する修正ステップ１１２
ステップ７    出力部に、特異点を含む信号を渡すステップ１０８
本発明の第１２の観点に係る原信号変換機能を備える信号処理システムであって、特異点を含む信号と被特異点関数との誤差信号より修正する場合には、上記ステップの内、ステップ５とステップ６は以下に示すステップによりプログラム実行を実現する。
ステップ５    特異点を含む信号と、特定の特異点を含む特定の被特異点関数との誤差を              検出する誤差検出ステップ１１１
ステップ６    信号変換ステップで変換された特異点を含む信号を、誤差検出ステップか              らの誤差信号で修正する修正ステップ１１２【００３６】  図１９は本発明の第１３の観点に係る原信号変換機能を備える信号処理システムであって、以下に示すステップによりプログラム実行を実現する。
ステップ１    入力部から信号を受け取るステップ１０２
ステップ２    入力部からの信号から、同期信号を抽出する同期信号生成ステップ１０３
ステップ３    同期信号を基準に、第２の同期信号を発生させる第２同期信号発生ステッ              プ１２１
ステップ４    第２同期信号を基準にして、特定の被特異点関数を発生する被特異点関数              生成ステップ１０４
ステップ５    符号列に同期した列同期信号を発生する列同期信号発生ステップ１２２
ステップ５    直交特異点を発生させ、所定の符号を付加した符号列を作成する符号列作              成ステップ１２３
ステップ６    第２の同期信号を基準にして、特定の特異点を含む信号を発生する信号変              換ステップ１２４
ステップ７    出力部に、特異点を含み、直交特異点を有する信号を渡すステップ１２５【００３７】  図２０は本発明の第１４の観点に係る原信号変換機能を備える信号処理システムであって、以下に示すステップによりプログラム実行を実現する。
ステップ１    入力部から信号を受け取るステップ１０２
ステップ２    入力部からの信号から同期信号を抽出する同期信号生成ステップ１０３
ステップ３    同期信号抽出ステップからの同期信号を基準に短同期信号を発生させる短              同期信号発生ステップ１３１
ステップ４    短同期信号発生ステップからの短同期信号を基準にして、短符号に変換す              る短符号変換ステップ１３２
ステップ５    特定の被特異点関数を発生させる被特異点関数発生ステップ１３３
ステップ６    特定の被特異点関数を用いて、短符号信号を特異点を含む信号に変換する              信号変換ステップ１３４
ステップ７    出力部に、特異点を含む信号を渡すステップ１３５【００３８】  本発明の第１５の観点に係る原信号変換機能を備える信号処理システムでは、原信号変換部機能からの出力される特異点を有する信号は、通常の識別レベルを保持していて、特異点を含む特異点信号の符号識別方法と固定レベル識別方法とも共用可能とするプログラム実行を実現する。【００３９】  図２１は本発明の第１６の観点に係る原信号変換部を備える信号処理システムであって、以下に示すステップによりプログラム実行を実現する。
なお、図２１には発明の第１１の観点に関わる共通のステップ、１０１，１０２，１０３は図示していない。
ステップ１    入力部から信号を受け取るステップ１０２
ステップ２    入力部からの信号から、同期信号を抽出する同期信号抽出ステップ１０３
ステップ３    被特異点関数を発生させる特定の被特異点関数生成ステップ１０４
ステップ４    同期信号を基準に、特異点を含む信号に変換する信号変換ステップ１０５
ステップ５    被特異点関数を符号化する被特異点関数符号化ステップ１４１
ステップ６    出力部に特定の特異点関数と特異点を含む信号を渡す合成ステップ１４２【００４０】  図２２は本発明の第１７の観点に係る原信号変換機能を備える信号処理システムであって、以下に示すステップによりプログラム実行を実現する。
なお、図２２には発明の第１１の観点に関わる共通のステップ、１０１，１０２，１０３は図示していない。
ステップ１    入力部から信号を受け取るステップ１０２
ステップ２    入力した信号から同期信号を抽出する同期信号生成ステップ１０３
ステップ３    同期信号を基準にして、特定の被特異点関数を発生する被特異点関数発生              ステップ１０４
ステップ４    入力部からの信号を特定の特異点を含む信号に変換する信号変換ステップ              １０５
ステップ５    雑音信号を発生するステップ１５１
ステップ６    信号変換ステップから出力される信号に雑音を付加し、雑音を付加した特              異点を含む信号を渡す合成ステップ１５２【００４１】本発明の第１８項は、原信号変換部からの信号を特異点の変わりに準特異点を有する信号を信号処理することを特徴とする信号処理システムなので、説明は省略する。
また、本発明の１項から１８項に記載の信号処理システム以外に、本発明の情報記録媒体に記録されたプログラムの実行を使用して、信号処理装置、信号測定装置、情報処理装置（汎用コンピュータなど）、信号処理部品、信号測定部品、および情報処理部品を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】  本発明の信号処理システムは、信号処理装置、情報処理装置、および情報記憶媒体を用いて実現でき、原信号としては電気信号、光信号、音響信号に係らず、どれにでも適用できる。
また、本発明の信号処理システムは、原信号変換方法を実現するプログラム、本発明の特異点逆関数発生手段で発生する信号、および特異点を含むデジタル信号を、コンパクトディスク、フロッピーディスク、ハードディスク、半導体メモリなどの情報記録媒体に記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】  本発明の信号処理システムの一実施例を示す構成図である。
【図２】  特定の特異点関数の一例を示す。
【図３】  特定の被特異点関数の一例を示す。
【図４】  特異点を含む信号の特異点生成領域の一例を示す。
【図５】  特異点を含む信号に変換する信号変換手段の一例を示す。
【図６】  本発明の信号処理システムの第二の実施例を示す構成図である。
【図７】  本発明の信号処理システムの第三の実施例を示す構成図である
【図８】  本発明の信号処理システムの第四の実施例を示す構成図である。
【図９】  第四の実施例における符号列間で極性反転をもつ信号の一例を示す。
【図１０】  本発明の信号処理システムの第五の実施例を示す構成図である。
【図１１】  短変換信号の一例を示す。
【図１２】  短変換信号の同期信号の一例を示す
【図１３】  特異点を含む短符号信号の一例を示す。
【図１４】  本発明の第八の実施例を示す特異点を含む信号と識別レベルとの関係図である。
【図１５】  本発明の第九の実施例を示す構成図である。
【図１６】  本発明の第十の実施例を示す構成図である。
【図１７】  本発明の信号処理システムの第十一の実施例を示す信号処理ステップである。
【図１８】  本発明の信号処理システムの第十二の実施例を示す信号処理ステップである。
【図１９】  本発明の信号処理システムの第十三の実施例を示す信号処理ステップである。
【図２０】  本発明の信号処理システムの第十四の実施例を示す信号処理ステップである。
【図２１】  本発明の信号処理システムの第十六の実施例を示す信号処理ステップである。
【図２２】  本発明の信号処理システムの第十七の実施例を示す雑音を付加する信号処理ステップである。
【符号の説明】
【００４４】１０      原信号を有する信号の入力
１１      原信号変換部
１２      入力部
１３      同期信号抽出手段
１５      信号変換手段
１６      同期信号
１７      内部信号
１８      出力部
１９      特異点を含む信号の出力信号
２１      原信号変換部
２３      準信号点変換手段
３１      原信号変換部
３２      誤差検出手段
３３      修正手段
３５      精度の高い特異点を含む信号の出力信号
４１      直交機能
４２      符号列作成手段
４３      列同期信号発生手段
４４      第２同期信号発生手段
４５      信号変換手段
４６      第２同期信号
４８      特異点を含む信号
５１      原信号変換部
５２      短符号変換手段
５３      短信号変換手段
５４      短同期信号発生手段
５５      特異点を含む信号
６１      通常の識別レベル
７１      原信号変換部
７２      符号化手段
７３      符号化信号
８１      関数発生信号の出力
９１      雑音発生手段
９２      合成手段
９３      合成出力信号
１００    信号処理ステップ
１０１    入力部
１０２    入力ステップ
１０３    同期信号生成ステップ
１０４    被特異点関数生成ステップ
１０５    信号変換ステップ
１０８    出力ステップ
１０９    出力部
１１０    信号処理ステップ
１１１    誤差検出ステップ
１１２    修正ステップ
１２０    信号処理ステップ
１２１    第２同期信号生成ステップ
１２２    列同期信号発生ステップ
１２３    符号列作成ステップ
１２４    信号変換ステップ
１２５    出力ステップ
１３０    信号処理ステップ
１３１    短同期信号発生ステップ
１３２    短符号変換ステップ
１３３    被特異点関数生成ステップ
１３４    信号変換ステップ
１３５    出力ステップ
１４０    信号処理ステップ
１４１    被特異店関数符号化ステップ
１４２    出力ステップ
１５０    信号処理ステップ
１５１    雑音発生ステップ
１５２    合成ステップ
【図１】
0005544549.tif 000022
【図２】
0005544549.tif 000023
【図３】
0005544549.tif 000024
【図４】
0005544549.tif 000025
【図５】
0005544549.tif 000026
【図６】
0005544549.tif 000027
【図７】
0005544549.tif 000028
【図８】
0005544549.tif 000029
【図９】
0005544549.tif 000030
【図１０】
0005544549.tif 000031
【図１１】
0005544549.tif 000032
【図１２】
0005544549.tif 000033
【図１３】
0005544549.tif 000034
【図１４】
0005544549.tif 000035
【図１５】
0005544549.tif 000036
【図１６】
0005544549.tif 000037
【図１７】
0005544549.tif 000038
【図１８】
0005544549.tif 000039
【図１９】
0005544549.tif 000040
【図２０】
0005544549.tif 000041
【図２１】
0005544549.tif 000042
【図２２】
0005544549.tif 000043