(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物の数を検出することが可能な処理装置、および処理方法を提供する。【解決手段】第１の複素伝達関数行列を、複数の送信アンテナから送信され複数の受信アンテナで受信される信号に基づいて推定する伝搬路推定部と、第１の複素伝達関数行列の時間応答を周波数応答に変換して第２の複素伝達関数行列を算出する周波数応答算出部と、第２の複素伝達関数行列から所定の周波数帯域に対応する第２の複素伝達関数行列を抽出する抽出部と、対象物の検出に関する基準値と抽出された第２の複素伝達関数行列に基づく対象物の検出に関する算出値との比較結果に基づいて、対象物の数を検出する対象検出部とを備え、対象検出部は、対象物の検出に関する基準値よりも大きな値を有する対象物の検出に関する算出値の数、または、対象物の検出に関する基準値以上の値を有する対象物の検出に関する算出値の数を、対象物の数として検出する、処理装置。【選択図】図７
2015117972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間で形成される伝搬路を示す第１の複素伝達関数行列を、前記複数の送信アンテナから送信され、前記複数の受信アンテナで受信される信号に基づいて推定する伝搬路推定部と、
前記第１の複素伝達関数行列の時間応答を周波数応答に変換して、第２の複素伝達関数行列を算出する周波数応答算出部と、
算出された前記第２の複素伝達関数行列から、所定の周波数帯域に対応する前記第２の複素伝達関数行列を抽出する抽出部と、
対象物が存在しない場合における対象物の検出に関する基準値と、抽出された前記所定の周波数帯域に対応する前記第２の複素伝達関数行列に基づき算出される、対象物の検出に関する算出値との比較結果に基づいて、対象物の数を検出する対象検出部と、
を備え、
前記対象検出部は、前記対象物の検出に関する基準値よりも大きな値を有する前記対象物の検出に関する算出値の数、または、前記対象物の検出に関する基準値以上の値を有する前記対象物の検出に関する算出値の数を、前記対象物の数として検出することを特徴とする、処理装置。
【請求項２】
前記対象検出部は、
抽出された前記所定の周波数帯域に対応する前記第２の複素伝達関数行列に基づいて、前記送信アンテナに対する前記複数の受信アンテナの相関を示す受信相関行列と、前記受信アンテナに対する前記複数の送信アンテナの相関を示す送信相関行列とを算出し、
前記受信相関行列と前記送信相関行列とをそれぞれ固有値分解して、受信固有値と送信固有値とを、前記対象物の検出に関する算出値として算出し、
前記対象物の検出に関する基準値は、対象物が存在しない場合における前記受信固有値の最大値である基準受信固有値と、対象物が存在しない場合における前記送信固有値の最大値である基準送信固有値とであり、
前記対象検出部は、算出された前記受信固有値と前記基準受信固有値との比較結果、および、算出された前記送信固有値と前記基準送信固有値との比較結果に基づいて、前記対象物の数を検出することを特徴とする、請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記対象検出部において数が検出された前記対象物それぞれに対応する前記対象物の位置を推定する位置推定部をさらに備え、
検出された前記対象物の数が複数である場合、
前記位置推定部は、
前記受信相関行列と検出された前記対象物の数とに基づいて、複数の前記受信アンテナにおける第１の基準位置を起点とした前記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、
前記送信相関行列と検出された前記対象物の数とに基づいて、複数の前記送信アンテナにおける第２の基準位置を起点とした前記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、
前記受信相関行列を固有値分解して算出される受信固有ベクトルの中から、前記基準受信固有値よりも大きな前記受信固有値、または、前記基準受信固有値以上の前記受信固有値に対応する、受信固有ベクトルを特定し、
前記送信相関行列を固有値分解して算出される送信固有ベクトルとの中から、前記基準送信固有値よりも大きな前記送信固有値、または、前記基準送信固有値以上の前記送信固有値に対応する、送信固有ベクトルを特定し、
特定された前記受信固有ベクトルに対応する前記受信固有値と、特定された前記送信固有ベクトルに対応する前記送信固有値とについて、前記受信固有値の大きさの順番と、前記送信固有値の大きさの順番とを特定し、
前記送信アンテナにおける前記第１の基準位置を起点として推定された複数の検出方向に対応する複数の送信ステアリングベクトルと、特定された複数の前記送信固有ベクトルとの内積を示す第１の内積値を、全ての前記送信ステアリングベクトルと前記送信固有ベクトルとの組み合わせについて算出し、
算出された前記第１の内積値が最大となる前記送信ステアリングベクトルと前記送信固有ベクトルとの組み合わせを特定し、
前記受信アンテナにおける前記第２の基準位置を起点として推定された複数の検出方向に対応する複数の受信ステアリングベクトルと、特定された複数の前記受信固有ベクトルとの内積を示す第２の内積値を、全ての前記受信ステアリングベクトルと前記受信固有ベクトルとの組み合わせについて算出し、
算出された前記第２の内積値が最大となる受信ステアリングベクトルと前記受信固有ベクトルとの組み合わせを特定し、
大きさの順番が特定された前記受信固有値のうちの大きさが最大の前記受信固有値に対応する前記第２の内積値の算出に用いられた、前記受信ステアリングベクトルの方向と、大きさの順番が特定された前記送信固有値のうちの大きさが最大の前記送信固有値に対応する前記第１の内積値の算出に用いられた、前記送信ステアリングベクトルの方向とに基づいて、検出された第一番目の対象物の位置を推定し、
大きさの順番が特定された前記受信固有値のうちの大きさが二番目以降の前記受信固有値に対応する前記第２の内積値の算出に用いられた、前記受信ステアリングベクトルの方向と、大きさの順番が特定された前記送信固有値のうちの大きさが二番目以降の前記送信固有値に対応する前記第１の内積値の算出に用いられた、前記送信ステアリングベクトルの方向とに基づいて、検出された第二番目以降の対象物の位置を推定することを特徴とする、請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記対象検出部において数が検出された前記対象物それぞれに対応する前記対象物の位置を推定する位置推定部をさらに備え、
検出された前記対象物の数が複数である場合、
前記位置推定部は、
前記受信相関行列と検出された前記対象物の数とに基づいて、複数の前記受信アンテナにおける第１の基準位置を起点とした前記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、
前記送信相関行列と検出された前記対象物の数とに基づいて、複数の前記送信アンテナにおける第２の基準位置を起点とした前記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、
前記受信相関行列を固有値分解して算出される受信固有ベクトルの中から、前記基準受信固有値よりも大きな前記受信固有値、または、前記基準受信固有値以上の前記受信固有値に対応する、受信固有ベクトルを特定し、
前記送信相関行列を固有値分解して算出される送信固有ベクトルとの中から、前記基準送信固有値よりも大きな前記送信固有値、または、前記基準送信固有値以上の前記送信固有値に対応する、送信固有ベクトルを特定し、
特定された前記受信固有ベクトルに対応する前記受信固有値と、特定された前記送信固有ベクトルに対応する前記送信固有値とについて、前記受信固有値の大きさの順番と、前記送信固有値の大きさの順番とを特定し、
前記受信相関行列を固有値分解して算出される前記受信固有値と前記受信固有ベクトルとについて、前記受信相関行列においてＫ番目（Ｋは、１以上、かつ検出された前記対象物の数以下の整数）に大きい前記受信固有値以外に対応する全ての前記受信固有ベクトルを用いて前記受信アンテナ側を起点とした方向を算出し
前記送信相関行列を固有値分解して算出される前記送信固有値と前記送信固有ベクトルとについて、前記送信相関行列においてＫ番目に大きい前記送信固有値以外に対応する全ての前記送信固有ベクトルを用いて前記送信アンテナ側を起点とした方向を算出し、
前記送信アンテナ側を起点として算出された方向と、前記受信アンテナ側を起点として算出された方向との双方を用いて、Ｋ番目の前記受信固有値と前記送信固有値とに対応する前記対象物の位置を推定することを特徴とする、請求項２に記載の処理装置。
【請求項５】
前記対象検出部は、抽出された前記所定の周波数帯域に対応する前記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して、特異値を前記対象物の検出に関する算出値として算出し、
前記対象物の検出に関する基準値は、対象物が存在しない場合における前記特異値の最大値である基準特異値であり、
前記対象検出部は、算出された前記特異値と前記基準特異値との比較結果に基づいて、前記対象物の数を検出することを特徴とする、請求項１に記載の処理装置。
【請求項６】
前記対象検出部において数が検出された前記対象物それぞれに対応する前記対象物の位置を推定する位置推定部をさらに備え、
検出された前記対象物の数が複数である場合、
前記位置推定部は、
前記第２の複素伝達関数行列と検出された前記対象物の数とに基づいて、複数の前記受信アンテナにおける第１の基準位置を起点とした前記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、
前記第２の複素伝達関数行列と検出された前記対象物の数とに基づいて、複数の前記送信アンテナにおける第２の基準位置を起点とした前記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、
前記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される左特異ベクトルの中から、前記基準特異値よりも大きな前記特異値、または、前記基準特異値以上の前記特異値に対応する、左特異ベクトルを特定し、
前記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される右特異ベクトルとの中から、前記基準特異値よりも大きな前記特異値、または、前記基準特異値以上の前記特異値に対応する、右特異ベクトルを特定し、
特定された前記左特異ベクトルに対応する前記特異値と、特定された前記右特異ベクトルに対応する前記特異値とについて、前記特異値の大きさの順番と、前記特異値の大きさの順番とを特定し、
前記送信アンテナにおける前記第１の基準位置を起点として推定された複数の検出方向に対応する複数の送信ステアリングベクトルと、特定された複数の前記右特異ベクトルとの内積を示す第１の内積値を、全ての前記送信ステアリングベクトルと前記右特異ベクトルとの組み合わせについて算出し、
算出された前記第１の内積値が最大となる前記送信ステアリングベクトルと前記右特異ベクトルとの組み合わせを特定し、
前記受信アンテナにおける前記第２の基準位置を起点として推定された複数の検出方向に対応する複数の受信ステアリングベクトルと、特定された複数の前記左特異ベクトルとの内積を示す第２の内積値を、全ての前記受信ステアリングベクトルと前記左特異ベクトルとの組み合わせについて算出し、
算出された前記第２の内積値が最大となる受信ステアリングベクトルと前記左特異ベクトルとの組み合わせを特定し、
大きさの順番が特定された前記特異値のうちの大きさが最大の前記特異値に対応する前記第２の内積値の算出に用いられた、前記受信ステアリングベクトルの方向と、大きさの順番が特定された前記特異値のうちの大きさが最大の前記特異値に対応する前記第１の内積値の算出に用いられた、前記送信ステアリングベクトルの方向とに基づいて、検出された第一番目の対象物の位置を推定し、
大きさの順番が特定された前記特異値のうちの大きさが二番目以降の前記特異値に対応する前記第２の内積値の算出に用いられた、前記受信ステアリングベクトルの方向と、大きさの順番が特定された前記特異値のうちの大きさが二番目以降の前記特異値に対応する前記第１の内積値の算出に用いられた、前記送信ステアリングベクトルの方向とに基づいて、検出された第二番目以降の対象物の位置を推定することを特徴とする、請求項５に記載の処理装置。
【請求項７】
前記対象検出部において数が検出された前記対象物それぞれに対応する前記対象物の位置を推定する位置推定部をさらに備え、
検出された前記対象物の数が複数である場合、
前記位置推定部は、
前記第２の複素伝達関数行列と検出された前記対象物の数とに基づいて、複数の前記受信アンテナにおける第１の基準位置を起点とした前記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、
前記第２の複素伝達関数行列と検出された前記対象物の数とに基づいて、複数の前記送信アンテナにおける第２の基準位置を起点とした前記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、
前記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される左特異ベクトルの中から、前記基準特異値よりも大きな前記特異値、または、前記基準特異値以上の前記特異値に対応する、左特異ベクトルを特定し、
前記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される右特異ベクトルとの中から、前記基準特異値よりも大きな前記特異値、または、前記基準特異値以上の前記特異値に対応する、右特異ベクトルを特定し、
特定された前記左特異ベクトルに対応する前記特異値と、特定された前記右特異ベクトルに対応する前記特異値とについて、前記特異値の大きさの順番と、前記特異値の大きさの順番とを特定し、
前記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される前記特異値と前記左特異ベクトルとについて、前記第２の複素伝達関数行列においてＫ番目（Ｋは、１以上、かつ検出された前記対象物の数以下の整数）に大きい前記特異値以外に対応する全ての前記左特異ベクトルを用いて前記受信アンテナ側を起点とした方向を算出し
前記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される前記特異値と前記右特異ベクトルとについて、前記第２の複素伝達関数行列においてＫ番目に大きい前記特異値以外に対応する全ての前記右特異ベクトルを用いて前記送信アンテナ側を起点とした方向を算出し、
前記送信アンテナ側を起点として算出された方向と、前記受信アンテナ側を起点として算出された方向との双方を用いて、Ｋ番目の前記特異値と前記特異値とに対応する前記対象物の位置を推定することを特徴とする、請求項５に記載の処理装置。
【請求項８】
複数の前記受信アンテナと、
複数の前記受信アンテナにおいて受信された信号を復調する受信処理部と、
をさらに備え、
前記伝搬路推定部は、前記受信処理部において復調された信号を処理することを特徴する、請求項１に記載の処理装置。
【請求項９】
複数の前記送信アンテナから信号を送信させる送信処理部をさらに備えることを特徴する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項１０】
複数の前記送信アンテナをさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の処理装置。
【請求項１１】
複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間で形成される伝搬路を示す第１の複素伝達関数行列を、前記複数の送信アンテナから送信され、前記複数の受信アンテナで受信される信号に基づいて推定する伝搬路推定ステップと、
前記第１の複素伝達関数行列の時間応答を周波数応答に変換して、第２の複素伝達関数行列を算出する周波数応答算出ステップと、
算出された前記第２の複素伝達関数行列から、所定の周波数帯域に対応する前記第２の複素伝達関数行列を抽出する抽出ステップと、
対象物が存在しない場合における対象物の検出に関する基準値と、抽出された前記所定の周波数帯域に対応する前記第２の複素伝達関数行列に基づき算出される、対象物の検出に関する算出値との比較結果に基づいて、対象物の数を検出する対象検出ステップと、
を有し、
前記対象検出ステップでは、前記対象物の検出に関する基準値よりも大きな値を有する前記対象物の検出に関する算出値の数、または、前記対象物の検出に関する基準値以上の値を有する前記対象物の検出に関する算出値の数が、前記対象物の数として検出されることを特徴とする、処理方法。
【請求項１２】
前記対象検出ステップにおいて数が検出された前記対象物それぞれに対応する前記対象物の位置を推定する位置推定ステップをさらに有することを特徴とする、請求項１１に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理装置、および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線で送信される信号を利用して検出対象を検出する技術が開発されている。無線で送信される信号（以下、「無線信号」と示す場合がある。）を利用して検出対象を検出する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術、特許文献２に記載の技術、非特許文献１に記載の技術、および非特許文献２に記載の技術が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４９７１２号公報
【特許文献２】特許第４７８３１３０号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】T.MIWA,  S.OGIWARA,  and  Y.YAMAKOSHI,“Localization  of  living-bodies  using  single-frequency  multistatic  doppler  radar  system,”  IEICE  TRANSACTIONS  on  Communications  Vol.E92-B,  No.7,  pp.2468-2476,  July.2009.
【非特許文献２】今野，南湖，本間，西森，竹村，満井，佐藤，恒川，“多重波環境におけるマイクロ波センサを用いた生体方向推定法”，電子情報通信学会ソサイエティ大会，Ｂ−１−１９１，２０１３年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、特許文献１、２に記載の技術では、所定の領域に無線信号を送信し、検出対象の対象物（以下、単に「対象物」と示す。）で反射した無線信号を受信する。そして、例えば、特許文献１、２に記載の技術では、ドップラー効果（doppler  effect）による無線信号の変化を解析することによって、当該所定の領域中を移動する対象物を検出する。ドップラー効果を利用して対象物を検出する場合には、例えば、無線信号を送受信するアンテナ（antenna）を基準とした場合における対象物の存在する方向を推定することができる可能性はある。
【０００６】
しかしながら、例えば特許文献１、２に記載の技術のように、ドップラー効果を利用して対象物を検出する場合には、上記所定の領域中に存在する対象物の数を検出することができるとは限らない。また、ドップラー効果を利用して対象物を検出する場合には、対象物の位置を推定することも困難である。
【０００７】
また、例えば非特許文献１に記載の技術では、検出範囲の両側あるいは検出範囲を囲むように送信アレーアンテナ（array  antenna）と受信アレーアンテナとを配置し、送信アレーアンテナと受信アレーアンテナとの間の伝搬チャネル情報を取得する。そして、非特許文献１に記載の技術では、伝搬チャネル（channel）情報から変動成分のみを抽出し、球面モード（mode）ステアリングベクトル（steering  vector）と呼ばれる直交３次元座標の関数を用いたＭＵＳＩＣ（MUltiple  Signal  Classification）法によって、検出対象の位置を推定する。また、例えば非特許文献１には、検出範囲に複数の対象物存在する場合であっても、検出対象の位置を同時に推定することができることが開示されている。
【０００８】
しかしながら、例えば非特許文献１に記載の技術が用いられる場合には、対象物の位置を推定するために、検出距離と同等のアレーアンテナ幅が必要となる。非特許文献１に記載の技術において検出距離と同等のアレーアンテナ幅が必要となる理由は、検出距離が大きくなればなる程、伝搬面が球面とみなせず平面となるためである。よって、例えば非特許文献１に記載の技術が用いられる場合には、アレーアンテナ幅を広げる必要があることから装置が大型化し、装置の高コスト（cost）化につながる恐れがある。
【０００９】
また、例えば非特許文献２に記載の技術では、平面波モードのステアリングベクトルを適用することによって、複数の検出対象の方向を同時に検出する。
【００１０】
しかしながら、例えば非特許文献２に記載の技術では、ＳＩＭＯ（Single-Input  Multiple-Output）などの単一アレーアンテナを用いて方向推定を行っているので、非特許文献２に記載の技術を用いたとしても、対象物の数を検出できるとは限らない。また、例えば非特許文献２に記載の技術では、単一アレーアンテナを用いて方向推定を行っているので、非特許文献２に記載の技術を用いたとしても、対象物の位置を推定することはできない。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、対象物の数を検出することが可能な、新規かつ改良された処理装置、および処理方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的とするところは、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することが可能な、新規かつ改良された処理装置、および処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間で形成される伝搬路を示す第１の複素伝達関数行列を、上記複数の送信アンテナから送信され、上記複数の受信アンテナで受信される信号に基づいて推定する伝搬路推定部と、上記第１の複素伝達関数行列の時間応答を周波数応答に変換して、第２の複素伝達関数行列を算出する周波数応答算出部と、算出された上記第２の複素伝達関数行列から、所定の周波数帯域に対応する上記第２の複素伝達関数行列を抽出する抽出部と、対象物が存在しない場合における対象物の検出に関する基準値と、抽出された上記所定の周波数帯域に対応する上記第２の複素伝達関数行列に基づき算出される、対象物の検出に関する算出値との比較結果に基づいて、対象物の数を検出する対象検出部と、を備え、上記対象検出部は、上記対象物の検出に関する基準値よりも大きな値を有する上記対象物の検出に関する算出値の数、または、上記対象物の検出に関する基準値以上の値を有する上記対象物の検出に関する算出値の数を、上記対象物の数として検出する、処理装置が提供される。
【００１４】
かかる構成によって、例えば、雑音よりも大きな変動量が観測された場合に対象物が存在すると判定することが可能となる。よって、かかる構成によって、対象物の数を検出することができる。
【００１５】
また、上記対象検出部は、抽出された上記所定の周波数帯域に対応する上記第２の複素伝達関数行列に基づいて、上記送信アンテナに対する上記複数の受信アンテナの相関を示す受信相関行列と、上記受信アンテナに対する上記複数の送信アンテナの相関を示す送信相関行列とを算出し、上記受信相関行列と上記送信相関行列とをそれぞれ固有値分解して、受信固有値と送信固有値とを、上記対象物の検出に関する算出値として算出し、上記対象物の検出に関する基準値は、対象物が存在しない場合における上記受信固有値の最大値である基準受信固有値と、対象物が存在しない場合における上記送信固有値の最大値である基準送信固有値とであり、上記対象検出部は、算出された上記受信固有値と上記基準受信固有値との比較結果、および、算出された上記送信固有値と上記基準送信固有値との比較結果に基づいて、上記対象物の数を検出してもよい。
【００１６】
また、上記対象検出部において数が検出された上記対象物それぞれに対応する上記対象物の位置を推定する位置推定部をさらに備え、検出された上記対象物の数が複数である場合、上記位置推定部は、上記受信相関行列と検出された上記対象物の数とに基づいて、複数の上記受信アンテナにおける第１の基準位置を起点とした上記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、上記送信相関行列と検出された上記対象物の数とに基づいて、複数の上記送信アンテナにおける第２の基準位置を起点とした上記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、上記受信相関行列を固有値分解して算出される受信固有ベクトルの中から、上記基準受信固有値よりも大きな上記受信固有値、または、上記基準受信固有値以上の上記受信固有値に対応する、受信固有ベクトルを特定し、上記送信相関行列を固有値分解して算出される送信固有ベクトルとの中から、上記基準送信固有値よりも大きな上記送信固有値、または、上記基準送信固有値以上の上記送信固有値に対応する、送信固有ベクトルを特定し、特定された上記受信固有ベクトルに対応する上記受信固有値と、特定された上記送信固有ベクトルに対応する上記送信固有値とについて、上記受信固有値の大きさの順番と、上記送信固有値の大きさの順番とを特定し、上記送信アンテナにおける上記第１の基準位置を起点として推定された複数の検出方向に対応する複数の送信ステアリングベクトルと、特定された複数の上記送信固有ベクトルとの内積を示す第１の内積値を、全ての上記送信ステアリングベクトルと上記送信固有ベクトルとの組み合わせについて算出し、算出された上記第１の内積値が最大となる上記送信ステアリングベクトルと上記送信固有ベクトルとの組み合わせを特定し、上記受信アンテナにおける上記第２の基準位置を起点として推定された複数の検出方向に対応する複数の受信ステアリングベクトルと、特定された複数の上記受信固有ベクトルとの内積を示す第２の内積値を、全ての上記受信ステアリングベクトルと上記受信固有ベクトルとの組み合わせについて算出し、算出された上記第２の内積値が最大となる受信ステアリングベクトルと上記受信固有ベクトルとの組み合わせを特定し、大きさの順番が特定された上記受信固有値のうちの大きさが最大の上記受信固有値に対応する上記第２の内積値の算出に用いられた、上記受信ステアリングベクトルの方向と、大きさの順番が特定された上記送信固有値のうちの大きさが最大の上記送信固有値に対応する上記第１の内積値の算出に用いられた、上記送信ステアリングベクトルの方向とに基づいて、検出された第一番目の対象物の位置を推定し、大きさの順番が特定された上記受信固有値のうちの大きさが二番目以降の上記受信固有値に対応する上記第２の内積値の算出に用いられた、上記受信ステアリングベクトルの方向と、大きさの順番が特定された上記送信固有値のうちの大きさが二番目以降の上記送信固有値に対応する上記第１の内積値の算出に用いられた、上記送信ステアリングベクトルの方向とに基づいて、検出された第二番目以降の対象物の位置を推定してもよい。
【００１７】
かかる構成によって、対象物が複数検出された場合には、虚像を取り除いた複数の対象物の位置を推定することができる。よって、かかる構成によって、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる。
【００１８】
また、上記対象検出部において数が検出された上記対象物それぞれに対応する上記対象物の位置を推定する位置推定部をさらに備え、検出された上記対象物の数が複数である場合、上記位置推定部は、上記受信相関行列と検出された上記対象物の数とに基づいて、複数の上記受信アンテナにおける第１の基準位置を起点とした上記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、上記送信相関行列と検出された上記対象物の数とに基づいて、複数の上記送信アンテナにおける第２の基準位置を起点とした上記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、上記受信相関行列を固有値分解して算出される受信固有ベクトルの中から、上記基準受信固有値よりも大きな上記受信固有値、または、上記基準受信固有値以上の上記受信固有値に対応する、受信固有ベクトルを特定し、上記送信相関行列を固有値分解して算出される送信固有ベクトルとの中から、上記基準送信固有値よりも大きな上記送信固有値、または、上記基準送信固有値以上の上記送信固有値に対応する、送信固有ベクトルを特定し、特定された上記受信固有ベクトルに対応する上記受信固有値と、特定された上記送信固有ベクトルに対応する上記送信固有値とについて、上記受信固有値の大きさの順番と、上記送信固有値の大きさの順番とを特定し、上記受信相関行列を固有値分解して算出される上記受信固有値と上記受信固有ベクトルとについて、上記受信相関行列においてＫ番目（Ｋは、１以上、かつ検出された上記対象物の数以下の整数）に大きい上記受信固有値以外に対応する全ての上記受信固有ベクトルを用いて上記受信アンテナ側を起点とした方向を算出し上記送信相関行列を固有値分解して算出される上記送信固有値と上記送信固有ベクトルとについて、上記送信相関行列においてＫ番目に大きい上記送信固有値以外に対応する全ての上記送信固有ベクトルを用いて上記送信アンテナ側を起点とした方向を算出し、上記送信アンテナ側を起点として算出された方向と、上記受信アンテナ側を起点として算出された方向との双方を用いて、Ｋ番目の上記受信固有値と上記送信固有値とに対応する上記対象物の位置を推定してもよい。
【００１９】
かかる構成によって、虚像を生じさせずに、対象物の位置を推定することができる。よって、かかる構成によって、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる。
【００２０】
また、上記対象検出部は、抽出された上記所定の周波数帯域に対応する上記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して、特異値を上記対象物の検出に関する算出値として算出し、上記対象物の検出に関する基準値は、対象物が存在しない場合における上記特異値の最大値である基準特異値であり、上記対象検出部は、算出された上記特異値と上記基準特異値との比較結果に基づいて、上記対象物の数を検出してもよい。
【００２１】
また、上記対象検出部において数が検出された上記対象物それぞれに対応する上記対象物の位置を推定する位置推定部をさらに備え、検出された上記対象物の数が複数である場合、上記位置推定部は、上記第２の複素伝達関数行列と検出された上記対象物の数とに基づいて、複数の上記受信アンテナにおける第１の基準位置を起点とした上記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、上記第２の複素伝達関数行列と検出された上記対象物の数とに基づいて、複数の上記送信アンテナにおける第２の基準位置を起点とした上記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、上記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される左特異ベクトルの中から、上記基準特異値よりも大きな上記特異値、または、上記基準特異値以上の上記特異値に対応する、左特異ベクトルを特定し、上記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される右特異ベクトルとの中から、上記基準特異値よりも大きな上記特異値、または、上記基準特異値以上の上記特異値に対応する、右特異ベクトルを特定し、特定された上記左特異ベクトルに対応する上記特異値と、特定された上記右特異ベクトルに対応する上記特異値とについて、上記特異値の大きさの順番と、上記特異値の大きさの順番とを特定し、上記送信アンテナにおける上記第１の基準位置を起点として推定された複数の検出方向に対応する複数の送信ステアリングベクトルと、特定された複数の上記右特異ベクトルとの内積を示す第１の内積値を、全ての上記送信ステアリングベクトルと上記右特異ベクトルとの組み合わせについて算出し、算出された上記第１の内積値が最大となる上記送信ステアリングベクトルと上記右特異ベクトルとの組み合わせを特定し、上記受信アンテナにおける上記第２の基準位置を起点として推定された複数の検出方向に対応する複数の受信ステアリングベクトルと、特定された複数の上記左特異ベクトルとの内積を示す第２の内積値を、全ての上記受信ステアリングベクトルと上記左特異ベクトルとの組み合わせについて算出し、算出された上記第２の内積値が最大となる受信ステアリングベクトルと上記左特異ベクトルとの組み合わせを特定し、大きさの順番が特定された上記特異値のうちの大きさが最大の上記特異値に対応する上記第２の内積値の算出に用いられた、上記受信ステアリングベクトルの方向と、大きさの順番が特定された上記特異値のうちの大きさが最大の上記特異値に対応する上記第１の内積値の算出に用いられた、上記送信ステアリングベクトルの方向とに基づいて、検出された第一番目の対象物の位置を推定し、大きさの順番が特定された上記特異値のうちの大きさが二番目以降の上記特異値に対応する上記第２の内積値の算出に用いられた、上記受信ステアリングベクトルの方向と、大きさの順番が特定された上記特異値のうちの大きさが二番目以降の上記特異値に対応する上記第１の内積値の算出に用いられた、上記送信ステアリングベクトルの方向とに基づいて、検出された第二番目以降の対象物の位置を推定してもよい。
【００２２】
かかる構成によって、対象物が複数検出された場合には、虚像を取り除いた複数の対象物の位置を推定することができる。よって、かかる構成によって、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる。
【００２３】
また、上記対象検出部において数が検出された上記対象物それぞれに対応する上記対象物の位置を推定する位置推定部をさらに備え、検出された上記対象物の数が複数である場合、上記位置推定部は、上記第２の複素伝達関数行列と検出された上記対象物の数とに基づいて、複数の上記受信アンテナにおける第１の基準位置を起点とした上記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、上記第２の複素伝達関数行列と検出された上記対象物の数とに基づいて、複数の上記送信アンテナにおける第２の基準位置を起点とした上記対象物の数と等しい数の検出方向を推定し、上記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される左特異ベクトルの中から、上記基準特異値よりも大きな上記特異値、または、上記基準特異値以上の上記特異値に対応する、左特異ベクトルを特定し、上記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される右特異ベクトルとの中から、上記基準特異値よりも大きな上記特異値、または、上記基準特異値以上の上記特異値に対応する、右特異ベクトルを特定し、特定された上記左特異ベクトルに対応する上記特異値と、特定された上記右特異ベクトルに対応する上記特異値とについて、上記特異値の大きさの順番と、上記特異値の大きさの順番とを特定し、上記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される上記特異値と上記左特異ベクトルとについて、上記第２の複素伝達関数行列においてＫ番目（Ｋは、１以上、かつ検出された上記対象物の数以下の整数）に大きい上記特異値以外に対応する全ての上記左特異ベクトルを用いて上記受信アンテナ側を起点とした方向を算出し上記第２の複素伝達関数行列を特異値分解して算出される上記特異値と上記右特異ベクトルとについて、上記第２の複素伝達関数行列においてＫ番目に大きい上記特異値以外に対応する全ての上記右特異ベクトルを用いて上記送信アンテナ側を起点とした方向を算出し、上記送信アンテナ側を起点として算出された方向と、上記受信アンテナ側を起点として算出された方向との双方を用いて、Ｋ番目の上記特異値と上記特異値とに対応する上記対象物の位置を推定してもよい。
【００２４】
かかる構成によって、虚像を生じさせずに、対象物の位置を推定することができる。よって、かかる構成によって、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる。
【００２５】
また、複数の上記受信アンテナと、複数の上記受信アンテナにおいて受信された信号を復調する受信処理部と、をさらに備え、上記伝搬路推定部は、上記受信処理部において復調された信号を処理してもよい。
【００２６】
また、複数の上記送信アンテナから信号を送信させる送信処理部をさらに備えていてもよい。
【００２７】
また、複数の上記送信アンテナをさらに備えていてもよい。
【００２８】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間で形成される伝搬路を示す第１の複素伝達関数行列を、上記複数の送信アンテナから送信され、上記複数の受信アンテナで受信される信号に基づいて推定する伝搬路推定ステップと、上記第１の複素伝達関数行列の時間応答を周波数応答に変換して、第２の複素伝達関数行列を算出する周波数応答算出ステップと、算出された上記第２の複素伝達関数行列から、所定の周波数帯域に対応する上記第２の複素伝達関数行列を抽出する抽出ステップと、対象物が存在しない場合における対象物の検出に関する基準値と、抽出された上記所定の周波数帯域に対応する上記第２の複素伝達関数行列に基づき算出される、対象物の検出に関する算出値との比較結果に基づいて、対象物の数を検出する対象検出ステップと、を有し、上記対象検出ステップでは、上記対象物の検出に関する基準値よりも大きな値を有する上記対象物の検出に関する算出値の数、または、上記対象物の検出に関する基準値以上の値を有する上記対象物の検出に関する算出値の数が、上記対象物の数として検出される、処理方法が提供される。
【００２９】
かかる方法を用いることによって、例えば、雑音よりも大きな変動量が観測された場合に対象物が存在すると判定することが可能となる。よって、かかる方法を用いることによって、対象物の数を検出することができる。
【００３０】
また、上記対象検出ステップにおいて数が検出された上記対象物それぞれに対応する上記対象物の位置を推定する位置推定ステップをさらに有してもよい。
【００３１】
かかる方法を用いることによって、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、対象物の数を検出することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】対象物の位置を推定するための一の方法を説明するための説明図である。
【図２】第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図である。
【図３】第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図である。
【図６】第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う本発明の実施形態に係る受信装置（処理装置）を含む、本発明の実施形態に係る処理システムの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３６】
（本発明の実施形態に係る処理方法）
本発明の実施形態に係る処理装置の構成の一例について説明する前に、本発明の実施形態に係る処理方法について説明する。以下では、本発明の実施形態に係る処理装置が、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理を行うものとして説明する。
【００３７】
［１］対象物の位置を推定するための一の方法
上述したように、例えば特許文献１、２に示すようにドップラー効果を利用して対象物を検出する場合には、対象物の数を検出することができるとは限られず、また、対象物の位置を推定することは困難である。また、例えば非特許文献１に示すように、伝搬チャネル情報から変動成分のみを抽出し、球面モードステアリングベクトルを用いたＭＵＳＩＣ法によって、検出対象の位置を推定する場合には、アレーアンテナ幅を広げる必要があることから装置が大型化し、装置の高コスト化につながる恐れがある。また、例えば非特許文献２に示すように、単一アレーアンテナを用いて方向推定を行う場合には、対象物の数を検出できるとは限られず、また、対象物の位置を推定することはできない。
【００３８】
ここで、対象物の位置を推定するための一の方法としては、例えば、非特許文献２に記載の技術を応用し、送信側と受信側との双方においてアレーアンテナを用いる方法が考えられる。
【００３９】
図１は、対象物の位置を推定するための一の方法を説明するための説明図であり、非特許文献２に記載の技術を応用し、送信側と受信側との双方においてアレーアンテナを用いる方法の一例を示している。
【００４０】
図１に示すＯ１とＯ２とは、対象物を示しており、図１では、対象物として人体を示している。なお、本発明の実施形態に係る対象物は、人体に限られない。本発明の実施形態に係る対象物の他の例については、後述する。
【００４１】
また、図１では、ｍｔ個（ｍｔは、２以上の整数）の送信アンテナからなるアレーアンテナが、送信側に設けられ、ｍｒ個（ｍｒは、２以上の整数）の受信アンテナからなるアレーアンテナが、受信側に設けられている例を示している。以下では、送信アンテナのアレーアンテナを「送信アレーアンテナ」と示し、受信アンテナのアレーアンテナを「受信アレーアンテナ」と示す。また、以下では、送信アンテナ、または、送信アレーアンテナを「Ｔｘ」と示し、受信アンテナ、または、受信アレーアンテナを「Ｒｘ」と示す場合がある。
【００４２】
非特許文献２に記載の技術を応用し、送信側と受信側との双方においてアレーアンテナを用いる場合には、例えば、受信側において対象物の方向θｒが推定され、送信側において対象物の方向θｔが推定される。
【００４３】
例えば、対象物が１人であった場合には、推定される対象物の方向は、受信側、送信側共に１方向のみであり、受信側、送信側の基準点をそれぞれＱｒ，Ｑｔとすると、両基準点から推定された対象物の方向に伸ばした直線の交差する座標が、対象物の推定位置となる。
【００４４】
しかしながら、例えば、対象物が２人であった場合には、図１に示すように、受信側の基準点Ｑｒと送信側の基準点Ｑｔとから推定された対象物の方向に伸ばした直線は、４本となるため、直線の交差する座標は４つとなる。つまり、上記対象物の位置を推定するための一の方法を用いる場合には、例えば図１のＶ１、Ｖ２に示すような、実際には対象物が存在していない虚像が発生してしまう。また、上記対象物の位置を推定するための一の方法を用いる場合、対象物の数が増えれば増える程、虚像の数も増えてしまう。
【００４５】
よって、上記対象物の位置を推定するための一の方法を用いたとしても、対象物の位置を推定することは困難である。
【００４６】
また、上記対象物の位置を推定するための一の方法を用いる場合には、複数の対象物の存在する方向を推定するために、対象物の数が既知であることが必要となる。
【００４７】
［２］本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理
そこで、次に、対象物の数の検出と、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置の推定とを行うことが可能な、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理について説明する。以下では、本発明の実施形態に係る処理装置が、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理として、対象物の数の検出と、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置の推定とを、一連の処理として行う場合を例に挙げる。
【００４８】
ここで、本発明の実施形態に係る対象物としては、例えば、人体や動物などの生体が挙げられる。なお、本発明の実施形態に係る対象物は、生体に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る対象物としては、固有の周波数成分を検出することが可能な、任意のオブジェクト（object）が挙げられる。以下では、本発明の実施形態に係る対象物が、人体である場合を例に挙げる。
【００４９】
なお、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理として、対象物の数の検出に係る処理のみを行うことも可能である。本発明の実施形態に係る処理装置が対象物の数の検出に係る処理のみを行う場合であっても、本発明の実施形態に係る処理装置は、対象物の数を検出することが可能である。本発明の実施形態に係る対象物の数の検出に係る処理に含まれる処理の一例については、後述する。
【００５０】
また、本発明の実施形態に係る処理装置が、対象物の数の検出に係る処理のみを行う場合、後述する対象物の位置の推定に係る処理は、例えば、本発明の実施形態に係る処理装置の外部装置である、本発明の実施形態に係る位置推定装置において行われてもよい。
【００５１】
よって、以下に示す“対象物の数の検出”と“数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置の推定”との一連の処理は、例えば、１の装置（例えば、本発明の実施形態に係る処理装置）により行われてもよいし、複数の装置を有する処理システム（processing  system）（例えば、本発明の実施形態に係る処理装置、および本発明の実施形態に係る位置推定装置）により行われてもよい。
【００５２】
［２−１］第１の実施形態に係る処理方法に係る処理
本発明の実施形態に係る処理装置は、無線信号を利用することによって、対象物の数を検出し、対象物の位置を推定する。本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、送信アレーアンテナと受信アレーアンテナとの間で形成される各伝搬路の伝達関数を推定することによって、伝達関数の推定結果に基づき伝搬路が形成される所定の領域内に存在する対象物の数を検出し、対象物の位置を推定する。
【００５３】
より具体的には、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、下記に示す「伝搬路推定処理」、「周波数応答算出処理」、「抽出処理」、「対象検出処理」、および「位置推定処理」を行うことによって、対象物の数を検出し、対象物の位置を推定する。ここで、例えば、下記に示す「伝搬路推定処理」、「周波数応答算出処理」、「抽出処理」、および「対象検出処理」が、対象物の数の検出に係る処理に含まれる処理に該当する。
【００５４】
（１）伝搬路推定処理
ｍｒ個の受信アンテナを用いて、送信アレーアンテナにより送信されたｍｔ個の信号を受信する場合には、送信アレーアンテナＴｘと受信アレーアンテナＲｘとの間にはｍｔ×ｍｒの伝送路が存在する。本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、送信アレーアンテナＴｘ（複数の送信アンテナ）から送信され、受信アレーアンテナＲｘ（複数の受信アンテナ）で受信される信号に基づいて、送信アレーアンテナＴｘと受信アレーアンテナＲｘとの間で形成される伝搬路を示す複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）を推定する（伝搬路推定処理）。以下では、複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）を「第１の複素伝達関数行列」または「第１の複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）」と示す場合がある。
【００５５】
ここで、ｊ番目（ｊは、１以上の整数。）の送信アンテナＴｘｊから送信されｉ番目（ｉは、１以上の整数。）の受信アンテナＲｘｉで受信される場合の伝達関数をｈｉｊ（ｔ）とすると、伝達関数をｈｉｊ（ｔ）を第（ｉ，ｊ）成分とするｍｒ行ｍｔ列の行列が、第１の複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）である。第１の複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）は、例えば下記の数式１で表される。数式１に示す“ｔ”は、第１の複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）が取得された時間、すなわち、第１の複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）の算出元となる信号が受信された時間を示している。
【００５６】
【数１】
2015117972.tif 000003
【００５７】
（２）周波数応答算出処理
例えば上記数式１により第１の複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）が推定されると、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、第１の複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）の時間応答を周波数応答に変換して、複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を算出する（周波数応答算出処理）。以下では、複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を「第２の複素伝達関数行列」または「第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）」と示す場合がある。
【００５８】
より具体的には、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、時間ｔにおける第１の複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）の時系列に沿った変化、すなわち、ｈｉｊ（ｔ）の時間応答をフーリエ変換（fourier  transform）することによって、周波数ごとに各伝搬路の周波数応答Ｆｉｊ（ｆ）を算出する。つまり、本発明の実施形態に係る処理装置は、周波数ごとに算出した各伝搬路の周波数応答Ｆｉｊ（ｆ）を第（ｉ，ｊ）成分とする、周波数ごとの第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を算出する。第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）は、例えば下記の数式２で表される。
【００５９】
【数２】
2015117972.tif 000004
【００６０】
本発明の実施形態に係る処理装置は、例えばフーリエ変換により算出された、上記数式２に示す第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を用い、以下に示す手順の処理（抽出処理、対象検出処理、および位置推定処理）を行うことによって、対象物の数を検出し、対象物の位置を推定する。
【００６１】
（３）抽出処理
本発明の実施形態に係る処理装置は、算出された第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）から、所定の周波数帯域に対応する第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を抽出する（抽出処理）。本発明の実施形態に係る抽出処理は、例えば、フーリエ変換された複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）の直流以外の対象物固有の周波数帯域における行列を抽出する処理に該当する。
【００６２】
例えば、対象物が人体の場合には、第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）には、呼吸や心拍などの人体の生体反応に固有の周波数が含まれる周波数成分が含まれる。ここで、本発明の実施形態に係る処理装置が、第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）から、人体特有の周波数成分のみ（所定の周波数帯域の一例）に対応する第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を抽出することによって、人体の数の検出精度や、人体の位置の推定の推定精度を高めることが可能となる。
【００６３】
ここで、本発明の実施形態に係る所定の周波数帯域としては、例えば、０．１５［Ｈｚ］〜１．６［Ｈｚ］の周波数帯域が挙げられる（対象物が、人体である場合）。対象物が、人体である場合には、所定の周波数帯域を、０．１５［Ｈｚ］〜１．６［Ｈｚ］の周波数帯域とすることによって、より高い人体の数の検出精度と、より高い人体の位置の推定の推定精度とを得ることができる。なお、本発明の実施形態に係る所定の周波数帯域は、上記に示す例に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る所定の周波数帯域は、対象物に対応する固有の周波数成分を含む、任意の周波数帯域が挙げられる。
【００６４】
また、本発明の実施形態に係る所定の周波数帯域は、例えば、予め設定されている固定の周波数帯域であってもよいし、ユーザ（user）操作などに基づいて変更可能な可変の周波数帯域であってもよい。本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、記録媒体に記憶されている所定の周波数帯域を示す情報を参照して、本発明の実施形態に係る抽出処理を行う。ここで、本発明の実施形態に係る所定の記録媒体としては、例えば、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）や、フラッシュメモリ（flash  memory）などの不揮発性メモリ（nonvolatile  memory）などが挙げられる。また、本発明の実施形態に係る所定の周波数帯域を示す情報としては、例えば、周波数帯域を示すデータ（data）や、対象物と周波数帯域とが対応付けられたテーブル（table）（またはデータベース（data  base））などが挙げられる。
【００６５】
（４）対象検出処理、および位置推定処理
本発明の実施形態に係る処理装置は、“対象物が存在しない場合における対象物の検出に関する基準値”と、“上記（３）に示す抽出処理により抽出された第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）に基づき算出される、対象物の検出に関する算出値”との比較結果に基づいて、対象物の数を検出する（対象検出処理）。より具体的には、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、対象物の検出に関する基準値よりも大きな値を有する、対象物の検出に関する算出値の数を、対象物の数として検出する。また、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、対象物の検出に関する基準値以上の値を有する、対象物の検出に関する算出値の数を、対象物の数として検出してもよい。
【００６６】
ここで、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する算出値としては、例えば、第２の複素伝達関数行列に基づく受信相関行列（後述する）と送信相関行列（後述する）とをそれぞれ固有値分解することにより得られる、受信固有値（後述する）と送信固有値（後述する）とが挙げられる。なお、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する算出値は、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する算出値は、上記（３）に示す抽出処理により抽出された第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を特異値分解することにより得られる、特異値（後述する）であってもよい。第１の実施形態に係る処理方法では、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する算出値が、受信固有値（後述する）と送信固有値（後述する）とである場合を示す。
【００６７】
また、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する基準値としては、例えば、上記受信固有値（後述する）に対応する基準値である基準受信固有値（後述する）と、上記送信固有値（後述する）に対応する基準値である基準送信固有値（後述する）とが挙げられる。なお、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する基準値は、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する基準値は、上記特異値（後述する）に対応する基準値である基準特異値（後述する）であってもよい。第１の実施形態に係る処理方法では、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する基準値が、基準受信固有値（後述する）と基準送信固有値（後述する）とである場合を示す。
【００６８】
また、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、上記対象検出処理において数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定する（位置推定処理）。本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、数が検出された対象物それぞれの検出方向を、受信アレーアンテナＲｘ側と送信アレーアンテナＴｘ側とでそれぞれ推定して、対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定する。
【００６９】
以下、第１の実施形態に係る対象検出処理、および位置推定処理について、より具体的に説明する。
【００７０】
まず、受信アレーアンテナＲｘ側（以下、「受信側」と示す場合がある。）における対象物の方向の推定方法について説明する。
【００７１】
ここで、本発明の実施形態に係る受信側における対象物の方向の推定方法により推定される、受信側における対象物の方向は、後述する本発明の実施形態に係る対象物の位置の推定方法に係る処理において用いられる。つまり、本発明の実施形態に係る受信側における対象物の方向の推定方法に係る処理は、例えば、本発明の実施形態に係る位置推定処理に含まれる処理であるといえる。
【００７２】
本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、上記（３）に示す抽出処理により抽出された第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）に基づいて、受信アレーアンテナＲｘに対応する受信相関行列Ｒｒを算出する。受信相関行列Ｒｒは、例えば下記の数式３で表される。ここで、“｛・｝Ｈ”は、複素共役転置を示している。
【００７３】
【数３】
2015117972.tif 000005
【００７４】
例えば数式３に示すように、受信相関行列Ｒｒは、対象物に対応する所定の周波数帯域間（例えば、対象物が人体である場合には、０．１５［Ｈｚ］〜１．６［Ｈｚ］）で平均化されている。上記平均化によって、例えば人体由来成分など、対象物由来の成分のみを抽出することが可能となり、また、対象物の方向推定の精度を向上させることができる。
【００７５】
次に、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば下記の数式４に示すように、算出した受信相関行列Ｒｒを固有値分解して、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルＵと、固有ベクトルＵの複素共役転置ベクトルＵＨとを算出する。以下では、固有ベクトルＵを「受信固有ベクトル」と示す場合がある。
【００７６】
【数４】
2015117972.tif 000006
【００７７】
数式４に示す固有ベクトルＵは、例えば下記の数式５で表される。ここで、数式５に示す“ｕｉ”は、ｉ列目の固有ベクトルを示しており、要素数はｍｒである。
【００７８】
【数５】
2015117972.tif 000007
【００７９】
また、数式４に示す“Ｄｒ”は、対角要素が固有値である対角行列であり、例えば下記の数式６で表される。
【００８０】
【数６】
2015117972.tif 000008
【００８１】
次に、本発明の実施形態に係る処理装置は、受信アレーアンテナＲｘからの対象物の方向推定を行う。本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、下記の数式７に示す評価関数Ｐｒ（θｒ）を算出することによって、対象物の方向の推定結果を得る。
【００８２】
【数７】
2015117972.tif 000009
【００８３】
ここで、数式７に示す“Ｌ”（１≦Ｌ≦ｍｒ−１）は、対象物の数を表している。つまり、第１の実施形態に係る処理方法が用いられる場合、受信アレーアンテナＲｘのアンテナ数ｍｒは、対象物の数Ｌよりも大きい必要がある。
【００８４】
また、数式７に示す“ａｒ（θｒ）”は、受信側におけるステアリングベクトル（以下、「受信ステアリングベクトル」と示す場合がある。）であり、下記の数式８で表される。
【００８５】
【数８】
2015117972.tif 000010
【００８６】
上記数式８に示す受信ステアリングベクトルａｒ（θｒ）の各要素は、基準位置からの各受信アンテナの位置に基づいて決定される。例えば、数式７では、受信相関行列Ｒｒに着目しているので、受信ステアリングベクトルａｒ（θｒ）の各要素は、例えば図１に示す基準位置Ｑｒを基準とし、受信アンテナＲｘ１〜Ｒｘｍｒそれぞれの位置に基づいて決定される。ここで、本発明の実施形態に係る受信アレーアンテナＲｘにおける基準位置（第１の基準位置）は、例えば、予め設定されている固定の位置であってもよいし、ユーザ操作などに基づき変更可能な可変の位置であってもよい。
【００８７】
上記数式７により得られる、受信側において推定される対象物の方向θｒに対する評価関数値Ｐｒ（θｒ）の特性は、ＭＵＳＩＣスペクトラムと呼ばれ、ピーク（peak）の位置θｒが、対象物の方向に対応する。
【００８８】
本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば上記のように、上記数式７に示す評価関数Ｐｒ（θｒ）を算出することによって、対象物の方向の推定結果を得る。
【００８９】
ここで、上記数式７に示す対象物の数“Ｌ”は、後述する本発明の実施形態に係る対象物の数の検出方法に係る処理（本発明の実施形態に係る対象検出処理に該当する処理）によって、検出される。よって、本発明の実施形態に係る処理装置は、受信相関行列Ｒｒと、検出された対象物の数とに基づいて、基準位置Ｑｒ（第１の基準位置の一例）を起点とした対象物の数と等しい数の検出方向を推定することができる。
【００９０】
次に、送信アレーアンテナＴｘ側（以下、「送信側」と示す場合がある。）における対象物の方向の推定方法について説明する。
【００９１】
ここで、本発明の実施形態に係る送信側における対象物の方向の推定方法により推定される、送信側における対象物の方向は、後述する本発明の実施形態に係る対象物の位置の推定方法に係る処理において用いられる。つまり、本発明の実施形態に係る送信側における対象物の方向の推定方法に係る処理は、例えば、本発明の実施形態に係る位置推定処理に含まれる処理であるといえる。
【００９２】
本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、上記（３）に示す抽出処理により抽出された第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）に基づいて、送信アレーアンテナＴｘに対応する送信相関行列Ｒｔを算出する。送信相関行列Ｒｔは、例えば下記の数式９で表される。
【００９３】
【数９】
2015117972.tif 000011
【００９４】
例えば数式９に示すように、送信相関行列Ｒｔは、受信相関行列Ｒｒと同様に、対象物に対応する所定の周波数帯域間（例えば、対象物が人体である場合には、０．１５［Ｈｚ］〜１．６［Ｈｚ］）で平均化されている。
【００９５】
本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば下記の数式１０に示すように、算出した受信相関行列Ｒｒを固有値分解して、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルＶと、固有ベクトルＶの複素共役転置ベクトルＶＨとを算出する。以下では、固有ベクトルＶを「送信固有ベクトル」と示す場合がある。
【００９６】
【数１０】
2015117972.tif 000012
【００９７】
数式１０に示す固有ベクトルＶは、例えば下記の数式１１で表される。ここで、数式１１に示す“ｖｉ”は、ｉ列目の固有ベクトルを示しており、要素数はｍｔである。
【００９８】
【数１１】
2015117972.tif 000013
【００９９】
また、数式１０に示す“Ｄｔ”は、対角要素が固有値である対角行列であり、例えば下記の数式１２で表される。
【０１００】
【数１２】
2015117972.tif 000014
【０１０１】
次に、送信アレーアンテナＴｘからの対象物の方向の推定方法について説明する。
【０１０２】
本発明の実施形態に係る処理装置は、上記数式７に示す受信アレーアンテナＲｘからの対象物の方向推定と同様に、例えば、下記の数式１３に示す評価関数Ｐｔ（θｔ）を算出することによって、対象物の方向の推定結果を得る。
【０１０３】
【数１３】
2015117972.tif 000015
【０１０４】
ここで、数式１３に示す“Ｌ”（１≦Ｌ≦ｍｔ−１）は、対象物の数を表している。つまり、第１の実施形態に係る処理方法が用いられる場合には、受信アレーアンテナのアンテナ数ｍｒと同様に、送信アレーアンテナのアンテナ数ｍｔは、対象物の数Ｌよりも大きい必要がある。
【０１０５】
また、数式１３に示す“ａｔ（θｔ）”は、送信側におけるステアリングベクトル（以下、「送信ステアリングベクトル」と示す場合がある。）であり、下記の数式１４で表される。
【０１０６】
【数１４】
2015117972.tif 000016
【０１０７】
上記数式１４に示す送信ステアリングベクトルａｔ（θｔ）の各要素は、基準位置からの各送信アンテナの位置に基づいて決定される。例えば、数式１４では、送信相関行列Ｒｔに着目しているので、送信ステアリングベクトルａｔ（θｔ）の各要素は、例えば図１に示す基準位置Ｑｔを基準とし、送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘｍｔそれぞれの位置に基づいて決定される。ここで、本発明の実施形態に係る送信アレーアンテナＴｘにおける基準位置（第２の基準位置）は、例えば、予め設定されている固定の位置であってもよいし、ユーザ操作などに基づき変更可能な可変の位置であってもよい。
【０１０８】
上記数式１３により得られる、送信側において推定される対象物の方向θｔに対する評価関数値Ｐｔ（θｔ）の特性は、ＭＵＳＩＣスペクトラムと呼ばれ、ピークの位置θｔが、対象物の方向に対応する。
【０１０９】
本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば上記のように、上記数式１３に示す評価関数Ｐｔ（θｔ）を算出することによって、対象物の方向の推定結果を得る。
【０１１０】
ここで、上記数式１３に示す対象物の数“Ｌ”は、後述する本発明の実施形態に係る対象物の数の検出方法に係る処理（本発明の実施形態に係る対象検出処理に該当する処理）によって、検出される。よって、本発明の実施形態に係る処理装置は、送信相関行列Ｒｔと、検出された対象物の数とに基づいて、基準位置Ｑｔ（第２の基準位置の一例）を起点とした対象物の数と等しい数の検出方向を推定することができる。
【０１１１】
次に、本発明の実施形態に係る対象物の数の検出方法について説明する。ここで、本発明の実施形態に係る対象物の数の検出方法に係る処理は、例えば、本発明の実施形態に係る対象検出処理に該当する。
【０１１２】
本発明の実施形態に係る処理装置は、対象物が存在しない場合において上述した処理が行われた結果得られる、受信側・送信側それぞれにおいて対象物が無い場合の最大固有値（λｒ０，λｔ０）を用いて、対象物の数を検出する。
【０１１３】
ここで、受信側における最大固有値λｒ０が、本発明の実施形態に係る基準受信固有値に該当する。送信側における最大固有値λｔ０が、本発明の実施形態に係る基準送信固有値に該当する。
【０１１４】
また、最大固有値（λｒ０，λｔ０）は、本発明の実施形態に係る処理装置が算出したものであってもよいし、外部装置において算出されたものであってもよい。最大固有値（λｒ０，λｔ０）は、例えば記録媒体に記憶され、本発明の実施形態に係る処理装置は、当該記録媒体から最大固有値（λｒ０，λｔ０）を読み出して、本発明の実施形態に係る対象検出処理に用いる。
【０１１５】
より具体的には、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、受信側で“λｉ＞λｒ０”となる固有値の数を求め、また、送信側で“λｊ＞λｔ０”となる固有値の数を求めることによって、対象物の数を求める。本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、“λｉ＞λｒ０”となる固有値の数と“λｊ＞λｔ０”となる固有値の数との最大値を、対象物の数とする。
【０１１６】
ここで、“λｉ”は、受信相関行列Ｒｒを固有値分解することにより得られる固有値であり、本発明の実施形態に係る受信固有値に該当する。また、“λｊ”は、送信相関行列Ｒｔを固有値分解することにより得られる固有値であり、本発明の実施形態に係る送信固有値に該当する。
【０１１７】
“λｉ”と“λｊ”とは、例えば、上記“本発明の実施形態に係る受信側における対象物の方向の推定方法に係る処理”と、上記“本発明の実施形態に係る送信側における対象物の方向の推定方法に係る処理”とにおける固有値分解により得られる。なお、“λｉ”と“λｊ”とは、例えば、本発明の実施形態に係る対象物の数の検出方法に係る処理において新たに固有値分解がされることにより得られてもよい。
【０１１８】
なお、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、受信側で“λｉ≧λｒ０”となる固有値の数を求め、また、送信側で“λｊ≧λｔ０”となる固有値の数を求めることによって、対象物の数を求めてもよい。
【０１１９】
図２、第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図であり、測定環境の一例を示している。図２に示す測定環境では、６．０［ｍ］×７．０［ｍ］の屋内環境において対向するように送信アレーアンテナＴｘと受信アレーアンテナＲｘとが配置されており、送信アレーアンテナＴｘと受信アレーアンテナＲｘとの間に対象物である人が静止している。なお、図２では、対象物が２人である例を示しているが、図２に示す測定環境における対象物は、２人に限られない。
【０１２０】
また、図３は、第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図であり、図２に示す測定環境において、対象物が存在する場合と対象物が存在しない場合とにおける、固有値を算出した結果の一例を示している。図３では、固有値を降順に並べ、降順に番号を付した例を示している。また、図３に示す“雑音の固有値の最大値”が、本発明の実施形態に係る基準受信固有値、または本発明の実施形態に係る基準送信固有値に該当する。
【０１２１】
例えば図３に示すように、対象物が存在する場合には、固有値の値が、全体的に対象物が存在しない場合よりも大きくなることが分かる。
【０１２２】
ここで、対象物が存在しない場合には、チャネルが固定であるはずであるのだが、複数の固有値が存在している。対象物が存在しない場合において複数の固有値が存在する理由は、見かけのチャネルが雑音により変動するためである。つまり、雑音よりも大きな変動量が観測された場合に、対象物が存在するものと判定することが可能である。
【０１２３】
よって、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、対象物が存在しない場合における最大固有値（基準受信固有値、基準送信固有値）より大きい固有値の数を、検出範囲に存在する対象物の数とする。
【０１２４】
例えば、対象物が２人の場合、検出範囲に存在する場合の固有値に注目すると、第１固有値と第２固有値が、雑音により生じる固有値の最大値（図３に示す“雑音の固有値の最大値”）より大きな変動を示す。また、第３固有値は雑音によって生じる固有値の最大値以下であり、これは雑音電力以下の変動成分であると考えられる。つまり、第３固有値以降は対象物ではない雑音に由来するものと考えられる。したがって、上記の場合は基準値以上の固有値が２個あるため、本発明の実施形態に係る処理装置は、対象物が２人存在すると判定することができる。
【０１２５】
本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば上記のような処理を行うことによって、対象物の検出に関する基準値と、対象物の検出に関する算出値との比較結果に基づいて、対象物の数を検出することができる。なお、上記では、チャネル行列の振幅は規格化されないことを前提としているが、対象物が存在しない場合と対象物が存在する場合との相対的なチャネル行列の振幅が保存されていればよい。
【０１２６】
次に、本発明の実施形態に係る対象物の位置の推定方法について説明する。
【０１２７】
図４は、第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図であり、例えば上述した対象物の方向の推定方法によって推定された、対象物の方向の推定結果の一例を示している。
【０１２８】
ここで、図４は、例えば上記数式７に算出された、受信アレーアンテナＲｘ側におけるステアリングベクトル方向θｒに対するＭＵＳＩＣスペクトラムの一例を示している。また、図４では、“−４０［ｄｅｇ］”、“−２０［ｄｅｇ］”、および“２０［ｄｅｇ］”の方向に３人の対象物Ｏ１〜Ｏ３が存在する場合における、受信アレーアンテナＲｘ側におけるステアリングベクトル方向θｒに対するＭＵＳＩＣスペクトラムの一例を示している。
【０１２９】
図４に示すように、ＭＵＳＩＣスペクトラムは、“−４２［ｄｅｇ］”、“−１８［ｄｅｇ］”、および“２６［ｄｅｇ］”の３つの方向で極大（上述したピークの位置θｒ。以下、「ピーク」と示す場合がある。）を取っている。
【０１３０】
しかしながら、図４に示すＭＵＳＩＣスペクトラムでは、どの固有値がどの極大に対応しているかを判別することはできない。
【０１３１】
そこで、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、極大に対応するステアリングベクトルと、固有値に対応している固有ベクトルの内積値を算出することによって、固有値とステアリングベクトルの対応を求める。
【０１３２】
図５は、第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図であり、図４に示すＭＵＳＩＣスペクトラムのピーク方向に対応する３つのステアリングベクトルと、受信固有ベクトルｕ１，…，ｕ４との全組み合わせの内積を計算した結果の一例を表形式で示している。
【０１３３】
図５に示す表の各列に注目すると、内積が最も大きくなる組み合わせが存在することが分かる。内積が最も大きくなる組み合わせから、固有値とステアリングベクトルの関係を知ることができる。例えば、“−４２［ｄｅｇ］”のステアリングベクトルに対応する固有ベクトルはｕ３であり、“−４２［ｄｅｇ］”のピークは第３固有値に対応していることが分かる。
【０１３４】
ここで、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、受信固有ベクトルに対応する固有値の大きさを特定する。そして、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば図５に示すように、固有値の大きさ順に固有ベクトルの番号を付す。
【０１３５】
図５において、“−４２［ｄｅｇ］”では、３番目の固有ベクトルに対応する組み合わせ（図５のＯ１）において内積が最も大きくなっているので、“−４２［ｄｅｇ］”のピークが、大きさが３番目の固有値に対応することが分かる。同様に、“−１８［ｄｅｇ］”では、１番目の固有ベクトルに対応する組み合わせ（図５のＯ２）において内積が最も大きくなっているので、“−１８［ｄｅｇ］”のピークが、大きさが１番目の固有値に対応することが分かる。また、“２６［ｄｅｇ］”では、２番目の固有ベクトルに対応する組み合わせ（図５のＯ３）において内積が最も大きくなっているので、“２６［ｄｅｇ］”のピークが、大きさが２番目の固有値に対応することが分かる。
【０１３６】
本発明の実施形態に係る処理装置は、送信アレーアンテナＴｘ側においても、受信アレーアンテナＲｘ側と同様に、例えば上記数式１３に算出された、送信アレーアンテナＴｘ側におけるステアリングベクトル方向θｔに対するＭＵＳＩＣスペクトラムのピークと、固有値との対応を求める。
【０１３７】
ここで、送信アレーアンテナＴｘと受信アレーアンテナＲｘとのアンテナ数が等しい場合であっても、送信相関行列Ｒｔから求めた固有値と受信相関行列Ｒｒから求めた固有値とは、必ずしも一致するというわけではない。しかしながら、例えば、固有値を降順に並べた場合には、第ｉ番目の固有値は、互いに近い値となる。よって、送信相関行列Ｒｔと受信相関行列Ｒｒとから求めたそれぞれｉ番目の固有値は、同じ対象物に対応するものとすることが可能である。
【０１３８】
よって、本発明の実施形態に係る対象検出処理によって検出された対象物が複数人である場合には、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、“受信側におけるＭＵＳＩＣスペクトラムのピーク位置θｒにより推定される対象物の方向”、“送信側におけるＭＵＳＩＣスペクトラムのピーク位置θｔにより推定される対象物の方向”、および、上記のように求められる“ＭＵＳＩＣスペクトラムのピークと固有値との対応”によって、例えば図１のＶ１、Ｖ２で示されるような虚像を取り除いた複数の対象物の位置を推定することができる。
【０１３９】
また、対象物が１人である場合には、例えば図１のＶ１、Ｖ２で示されるような虚像は生じない。よって、本発明の実施形態に係る対象検出処理によって検出された対象物が１人である場合には、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、“受信側におけるＭＵＳＩＣスペクトラムのピーク位置θｒにより推定される対象物の方向”、および“送信側におけるＭＵＳＩＣスペクトラムのピーク位置θｔにより推定される対象物の方向”によって、対象物の位置を推定することができる。
【０１４０】
図６は、第１の実施形態に係る処理方法の一例を説明するための説明図であり、対象物が２人の場合において対象物の位置が推定された結果の一例を示している。
【０１４１】
対象物が２人の場合において、例えば図１を参照して示したように、上記対象物の位置を推定するための一の方法を用いるとき（または、単にＭＵＳＩＣスペクトラムのみから対象物の位置を推定するとき）には、虚像を含む４つの位置が、４つの交点により推定されてしまう。
【０１４２】
これに対して、第１の実施形態に係る処理方法が用いられる場合には、虚像を取り除いて対象物の位置を推定することが可能であるので、図６に示すように、虚像が取り除かれた２つの位置が、２つの交点により推定される。
【０１４３】
ここで、図６では、実際の対象物の位置と、推定された対象物の位置とに、約３０［ｃｍ］程度の誤差が生じている。しかしながら、上記誤差は、対象物である人体の幅と同等であり、許容可能な推定誤差であるといえる。
【０１４４】
よって、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば上記のような処理を行うことによって、検出された複数の対象物の位置を精度良く推定することができる。なお、上述したように、本発明の実施形態に係る処理装置は、検出された対象物の数が１人であっても、対象物の位置を推定することが可能である。
【０１４５】
したがって、本発明の実施形態に係る処理装置は、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる。
【０１４６】
なお、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理は、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理に限られない。
【０１４７】
以下、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理の他の例として、第２の実施形態に係る処理方法に係る処理と、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理とについて説明する。なお、以下に示す第２の実施形態に係る処理方法に係る処理と、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理とでは、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理と相違する処理について説明し、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理と同様の処理については、説明を省略する。
【０１４８】
［２−２］第２の実施形態に係る処理方法に係る処理
上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う場合、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば上記数式７に示す評価関数Ｐｒ（θｒ）を算出することによって、受信側からの対象物の方向を推定した。
【０１４９】
これに対して、第２の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば下記の数式１５に示す評価関数Ｐｒ（θｒ，Ｋ）を算出することによって、受信側からの対象物の方向を推定する。
【０１５０】
【数１５】
2015117972.tif 000017
【０１５１】
ここで、上記数式１５に示す“Ｋ”（Ｋは、１≦Ｋ≦Ｌの整数であり、Ｌは、対象物の総数）は、対象物の番号を示している。また、対象物の総数である上記“Ｌ”は、上述した本発明の実施形態に係る対象物の数の検出方法に係る処理（本発明の実施形態に係る対象検出処理に該当する処理）によって、検出される。つまり、第２の実施形態に係る処理方法が用いられる場合には、上述した第１の実施形態に係る処理方法が用いられる場合と同様に、受信アレーアンテナのアンテナ数ｍｒは、対象物の数Ｌよりも大きい必要がある。
【０１５２】
本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、上記数式１５により得られる、Ｋ番目の対象物におけるＭＵＳＩＣスペクトラムによって、Ｋ番目における受信側からの対象物の方向を推定する。本発明の実施形態に係る処理装置は、数が検出された対象物それぞれに対して、受信側からの対象物の方向を推定する。
【０１５３】
また、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う場合、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば上記数式１３に示す評価関数Ｐｔ（θｔ）を算出することによって、送信側からの対象物の方向を推定した。
【０１５４】
これに対して、第２の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば下記の数式１６に示す評価関数Ｐｔ（θｔ，Ｋ）を算出することによって、送信側からの対象物の方向を推定する。
【０１５５】
【数１６】
2015117972.tif 000018
【０１５６】
ここで、上記数式１６に示す“Ｋ”（Ｋは、１≦Ｋ≦Ｌの整数であり、Ｌは、対象物の総数）は、対象物の番号を示している。また、対象物の総数である上記“Ｌ”は、上述した本発明の実施形態に係る対象物の数の検出方法に係る処理（本発明の実施形態に係る対象検出処理に該当する処理）によって、検出される。つまり、第２の実施形態に係る処理方法が用いられる場合には、上述した第１の実施形態に係る処理方法が用いられる場合と同様に、送信アレーアンテナのアンテナ数ｍｔは、対象物の数Ｌよりも大きい必要がある。
【０１５７】
本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、上記数式１６により得られる、Ｋ番目の対象物におけるＭＵＳＩＣスペクトラムによって、Ｋ番目における送信側からの対象物の方向を推定する。本発明の実施形態に係る処理装置は、数が検出された対象物それぞれに対して、送信側からの対象物の方向を推定する。
【０１５８】
第２の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、上記数式１５に示す評価関数Ｐｒ（θｒ，Ｋ）と上記数式１６に示す評価関数Ｐｔ（θｔ，Ｋ）とを用いて、数が検出された対象物それぞれについて、受信側・送信側それぞれからの対象物の方向を推定する。
【０１５９】
また、第２の実施形態に係る処理方法に係る処理は、対象物の方向の推定に係る処理以外は、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理と基本的に同様である。よって、第２の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、上記数式１５に示す評価関数Ｐｒ（θｒ，Ｋ）により推定される受信側からのＫ番目の対象物の方向と、上記数式１６に示す評価関数Ｐｔ（θｔ，Ｋ）により推定される送信側からのＫ番目の対象物の方向とに基づいて、Ｋ番目の対象物の位置を推定することが可能である。
【０１６０】
ここで、第２の実施形態に係る処理方法に係る処理が行われる場合には、数が検出された対象物それぞれについて、対象物ごとに位置を推定する。よって、第２の実施形態に係る処理方法に係る処理が行われる場合には、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば図１に示すような虚像を生じさせずに、対象物の位置を推定することができる。
【０１６１】
［２−３］第３の実施形態に係る処理方法に係る処理
上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理、および上述した第２の実施形態に係る処理方法に係る処理では、例えば上記数式２に示す第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）から抽出された所定の周波数帯域に対応する第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を固有値分解して、対象物の数の検出と、対象物の位置の推定とを行った。
【０１６２】
これに対して、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、抽出された所定の周波数帯域に対応する第２の複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を特異値分解する。
【０１６３】
そして、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、特異値分解により得られた特異値を、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する算出値として用いて、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理と同様に、対象物の数を検出する。
【０１６４】
ここで、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理が行われる場合には、対象物が存在しない場合における特異値の最大値である基準特異値が、本発明の実施形態に係る対象物の検出に関する基準値として用いられる。基準特異値は、本発明の実施形態に係る処理装置が算出したものであってもよいし、外部装置において算出されたものであってもよい。基準特異値は、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理における最大固有値（λｒ０，λｔ０）と同様に、例えば記録媒体に記憶され、本発明の実施形態に係る処理装置は、当該記録媒体から基準特異値を読み出す。
【０１６５】
また、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、特異値分解によって、右特異ベクトルと左特異ベクトルとを算出する。
【０１６６】
第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、算出された右特異ベクトルを、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理における送信固有ベクトルとし、算出された左特異ベクトルを、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理における受信固有ベクトルとして用いて、数が検出された対象物それぞれの位置を推定する。より具体的には、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、算出された右特異ベクトルと左特異ベクトルとを用いて、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理、または、上述した第２の実施形態に係る処理方法に係る処理を行うことによって、数が検出された対象物それぞれの位置を推定する。
【０１６７】
より具体的に説明すると、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、下記に数式１７に示すように、上記数式２に示す複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）から抽出された、所定の周波数帯域に対応する複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を、対象物に対応する所定の周波数帯域間（例えば、対象物が人体である場合には、０．１５［Ｈｚ］〜１．６［Ｈｚ］）で平均化して、特異値分解する。下記の数式１７に示す“Ｕ”は、左特異ベクトルを示し、下記の数式１７に示す“Ｖ”は、右特異ベクトルを示している。また、下記の数式１７に示す“Σ”は、特異値を示している。
【０１６８】
【数１７】
2015117972.tif 000019
【０１６９】
第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、特異値Σと基準特異値とを用いて、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理と同様に、対象物の数を検出する。
【０１７０】
また、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理または上述した第２の実施形態に係る処理方法に係る処理における送信固有ベクトルを、右特異ベクトルＶに置き換え、また、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理または上述した第２の実施形態に係る処理方法に係る処理における受信固有ベクトルを、左特異ベクトルＵに置き換えて、上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理または上述した第２の実施形態に係る処理方法に係る処理と同様の処理を行う。
【０１７１】
よって、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、検出された対象物の数が複数である場合であっても虚像を取り除くことが可能であるので、数が検出された対象物それぞれの位置を推定することができる（上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理と同様の処理を行う場合）。また、第３の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う、本発明の実施形態に係る処理装置は、検出された対象物の数が複数である場合であっても虚像を生じさせずに、数が検出された対象物それぞれの位置を推定することができる（上述した第２の実施形態に係る処理方法に係る処理と同様の処理を行う場合）。
【０１７２】
（本発明の実施形態に係る処理装置）
次に、上述した本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理を行うことが可能な、本発明の実施形態に係る処理装置の構成の一例について説明する。以下では、本発明の実施形態に係る処理装置が、受信装置に適用される場合を主に例に挙げる。
【０１７３】
図７は、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う本発明の実施形態に係る受信装置２００（処理装置）を含む、本発明の実施形態に係る処理システム１０００の一例を示す説明図である。
【０１７４】
［Ｉ］送信装置１００
送信装置１００は、例えば、送信部１０２と、送信処理部１０４とを備える。
【０１７５】
また、送信装置１００は、例えば、制御部（図示せず）や、ＲＯＭ（図示せず）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory。図示せず）などを備えていてもよい。送信装置１００は、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）により上記各構成要素間を接続する。
【０１７６】
ここで、送信装置１００が備える制御部（図示せず）は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）や各種処理回路などで構成され、送信装置１００全体を制御する。また、送信装置１００が備える制御部（図示せず）は、例えば、送信処理部１０２の役目を果たしてもよい。なお、送信処理部１０２は、専用の（または汎用の）処理回路で構成されていてもよいことは、言うまでもない。
【０１７７】
送信装置１００が備えるＲＯＭ（図示せず）は、制御部（図示せず）が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データを記憶する。送信装置１００が備えるＲＡＭ（図示せず）は、制御部（図示せず）により実行されるプログラムなどを一時的に記憶する。
【０１７８】
送信部１０２は、複数の送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘｍｔを有し、信号を無線で送信する。送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘｍｔは、送信アレーアンテナＴｘに該当する。
【０１７９】
送信処理部１０４は、送信部１０２を構成する複数の送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘｍｔから信号を送信させる。送信処理部１０４は、例えば、２．４［ＧＨｚ］などの所定の周波数帯の信号を送信部１０２に伝達して、送信部１０２を構成する複数の送信アンテナＴｘ１〜Ｔｘｍｒから信号を送信させる。
【０１８０】
送信装置１００は、例えば、送信部１０２、および送信処理部１０４を備えることによって、送信アレーアンテナＴｘから信号を無線で送信する。
【０１８１】
［ＩＩ］受信装置２００（本発明の実施形態に係る処理装置）
受信装置２００は、例えば、受信部２０２と、受信処理部２０４と、処理部２０６とを備える。
【０１８２】
また、受信装置２００は、例えば、制御部（図示せず）や、ＲＯＭ（図示せず）、ＲＡＭ（図示せず）などを備えていてもよい。受信装置２００は、例えば、データの伝送路としてのバスにより上記各構成要素間を接続する。
【０１８３】
ここで、受信装置２００が備える制御部（図示せず）は、例えば、ＣＰＵや各種処理回路などで構成され、送信装置１００全体を制御する。また、受信装置２００が備える制御部（図示せず）は、例えば、受信処理部２０２、および／または、処理部２０６の役目を果たしてもよい。なお、受信処理部２０２と処理部２０６とは、専用の（または汎用の）処理回路で構成されていてもよいことは、言うまでもない。
【０１８４】
受信装置２００が備えるＲＯＭ（図示せず）は、制御部（図示せず）が使用するプログラム（program）や演算パラメータ（parameter）などの制御用データを記憶する。受信装置２００が備えるＲＡＭ（図示せず）は、制御部（図示せず）により実行されるプログラムなどを一時的に記憶する。
【０１８５】
受信部２０２は、複数の受信アンテナＲｘ１〜Ｒｘｍｒを有し、信号を無線で送信する。受信アンテナＲｘ１〜Ｒｘｍｒは、受信アレーアンテナＲｘに該当する。
【０１８６】
受信処理部２０４は、複数の受信アンテナＲｘ１〜Ｒｘｍｒにおいて受信された信号を復調する。受信処理部２０４は、例えば、受信アンテナＲｘ１〜Ｒｘｍｒそれぞれにおいて受信された信号を、所定の周波数帯域でフィルタリング（filtering）する。また、受信処理部２０４は、例えば、フィルタリングされた信号の増幅や周波数変換などを行った上で、送信装置１００から送信された信号を復調する。受信処理部２０４は、例えば、フィルタ回路（filter  circuit）や、増幅回路、周波数変換回路など、復調に係る任意の構成を有する。
【０１８７】
処理部２０６は、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理を主導的に行う役目を果たす。処理部２０６は、例えば、受信処理部２０４において復調された信号を処理することによって、対象物の数を検出する。また、処理部２０６は、受信処理部２０４において復調された信号を処理することによって、数が検出された対象物それぞれの位置を推定する。
【０１８８】
処理部２０６は、例えば、伝搬路推定部２１０と、周波数応答算出部２１２と、抽出部２１４と、対象検出部２１６と、位置推定部２１８とを備える。
【０１８９】
伝搬路推定部２１０は、上記（１）に示す本発明の実施形態に係る伝搬路推定処理を行う役目を果たす。伝搬路推定部２１０は、例えば、受信処理部２０４において復調された信号に基づいて、複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）（第１の複素伝達関数行列）を推定する。
【０１９０】
周波数応答算出部２１２は、上記（２）に示す本発明の実施形態に係る周波数応答算出処理を行う役目を果たす。周波数応答算出部２１２は、例えば、伝搬路推定部２１０において推定された複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）の時間応答を周波数応答に変換して、複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）（第２の複素伝達関数行列）を算出する。
【０１９１】
ここで、周波数応答算出部２１２は、例えば、バッファ（buffer）などの記録媒体に記憶された、一定時間分の複素伝達関数行列Ｈ（ｔ）をフーリエ変換することによって、複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を算出する。上記バッファなどの記録媒体は、例えば、処理部２０６が備えていてもよいし、処理部２０６の外部の記録媒体であってもよい。
【０１９２】
抽出部２１４は、上記（３）に示す本発明の実施形態に係る抽出処理を行う役目を果たす。抽出部２１４は、周波数応答算出部２１２において算出された複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）から、所定の周波数帯域に対応する複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を抽出する。
【０１９３】
対象検出部２１６は、上記（４）に示す本発明の実施形態に係る対象検出処理を行う役目を果たす。対象検出部２１６は、例えば、対象物の検出に関する基準値と、抽出部２１４において抽出された複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）に基づき算出される、対象物の検出に関する算出値との比較結果に基づいて、対象物の数を検出する。より具体的には、対象検出部２１６は、例えば、“複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）に基づく受信相関行列Ｒｒと送信相関行列Ｒｔとをそれぞれ固有値分解した結果得られる固有値（上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理）”や、“複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を特異値分解した結果得られる特異値（上述した第３の実施形態に係る処理方法に係る処理）”を、対象物の検出に関する算出値として用いて、対象物の数を検出する。
【０１９４】
位置推定部２１８は、上記（４）に示す本発明の実施形態に係る位置推定処理を行う役目を果たす。位置推定部２１８は、例えば、対象検出部２１６において検出された対象物の数に基づいて、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定する。より具体的には、位置推定部２１８は、例えば、“複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）に基づく受信相関行列Ｒｒと送信相関行列Ｒｔとをそれぞれ固有値分解した結果得られる送信固有ベクトルおよび受信固有ベクトル（上述した第１の実施形態に係る処理方法に係る処理、または、上述した第２の実施形態に係る処理方法に係る処理）”や、“複素伝達関数行列Ｆ（ｆ）を特異値分解した結果得られる右特異ベクトルおよび左特異ベクトル（上述した第３の実施形態に係る処理方法に係る処理）”を用いて、対象物の位置を推定する。
【０１９５】
処理部２０６は、例えば、伝搬路推定部２１０、周波数応答算出部２１２、抽出部２１４、対象検出部２１６、および位置推定部２１８を備えることによって、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う。
【０１９６】
受信装置２００は、例えば、伝搬路推定部２１０、周波数応答算出部２１２、抽出部２１４、対象検出部２１６、および位置推定部２１８を備えることによって、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理を行う。
【０１９７】
よって、受信装置２００は、例えば図７に示す構成によって、対象物の数を検出することができる。受信装置２００は、例えば図７に示す構成によって、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる。
【０１９８】
なお、本発明の実施形態に係る処理装置として機能する受信装置の構成は、図７に示す構成に限られない。
【０１９９】
例えば、本発明の実施形態に係る処理装置として機能する受信装置は、図７に示す位置推定部２１８を備えない構成をとってもよい。位置推定部２１８を備えない構成であっても、本発明の実施形態に係る処理装置として機能する受信装置は、上記本発明の実施形態に係る対象検出処理を行うことが可能であるので、対象物の数を検出することができる。また、本発明の実施形態に係る処理装置として機能する受信装置が、位置推定部２１８を備えない場合には、例えば、位置推定部２１８と同様の機能を有する外部装置において、対象物の位置が推定されてもよい。
【０２００】
また、本発明の実施形態に係る処理装置として機能する受信装置は、例えば、図７に示す伝搬路推定部２１０、周波数応答算出部２１２、抽出部２１４、対象検出部２１６、および位置推定部２１８のうちの１または２以上を、処理部２０６とは個別に備える（例えば、別の処理回路で実現する）ことができる。
【０２０１】
［ＩＩＩ］本発明の実施形態に係る処理装置の他の構成例
なお、本発明の実施形態に係る処理装置の構成は、図７の受信装置２００に示す構成（変形例も含む。）に限られない。
【０２０２】
例えば、本発明の実施形態に係る処理装置は、図７に示す受信部２０２と受信処理部２０４とを備えない構成であってもよい。受信部２０２と受信処理部２０４とを備えない構成をとる場合、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、受信部２０２および受信処理部２０４と同様の機能を有する外部の受信装置において受信された信号を処理する。
【０２０３】
ここで、受信部２０２と受信処理部２０４とを備えない構成をとる場合であっても、本発明の実施形態に係る処理装置は、本発明の実施形態に係る処理方法に係る処理を行うことが可能である。よって、受信部２０２と受信処理部２０４とを備えない構成をとる場合であっても、本発明の実施形態に係る処理装置は、対象物の数を検出することができる。また、受信部２０２と受信処理部２０４とを備えない構成をとる場合であっても、本発明の実施形態に係る処理装置は、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる（位置推定部２１８を備える場合）。
【０２０４】
また、本発明の実施形態に係る処理装置は、図７に示す送信装置１００が備える送信処理部１０４をさらに備えていてもよい。
【０２０５】
送信処理部１０４をさらに備える場合、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、送信部１０２と同様の構成、機能を有する外部アンテナから、信号を送信させる。また、送信部１０２をさらに備えている場合には、本発明の実施形態に係る処理装置は、送信部１０２を構成する送信アレーアンテナＴｘから、信号を送信させる。
【０２０６】
また、送信処理部１０４をさらに備える場合には、本発明の実施形態に係る処理装置は、例えば、送信させた上記信号を処理することによって、対象物の数の検出を行い、または、対象物の数の検出および対象物の位置の推定を行う。
【０２０７】
以上、本発明の実施形態として、処理装置を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、携帯電話やスマートフォンなどの通信装置や、タブレット型の装置、映像／音楽再生装置（または映像／音楽記録再生装置）、ゲーム機、ＰＣ（Personal  Computer）などのコンピュータなど、様々な機器に適用することができる。また、本発明の実施形態は、例えば、上記のような機器に組み込むことが可能な、処理ＩＣ（Integrated  Circuit）に適用することもできる。
【０２０８】
（本発明の実施形態に係るプログラム）
コンピュータを、本発明の実施形態に係る処理装置として機能させるためのプログラム（例えば、“コンピュータを、図７に示す伝搬路推定部２１０、周波数応答算出部２１２、抽出部２１４、および対象検出部２１６として機能させるためのプログラム” が、コンピュータにおいてプロセッサなどにより実行されることによって、対象物の数を検出することができる。
【０２０９】
また、コンピュータを、本発明の実施形態に係る処理装置として機能させるためのプログラム（例えば、“コンピュータを、図７に示す伝搬路推定部２１０、周波数応答算出部２１２、抽出部２１４、対象検出部２１６、および位置推定部２１８として機能させるためのプログラム”）が、コンピュータにおいてプロセッサなどにより実行されることによって、数が検出された対象物それぞれに対応する対象物の位置を推定することができる。
【０２１０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０２１１】
例えば、上記では、コンピュータを、本発明の実施形態に係る処理装置として機能させるためのプログラム（コンピュータプログラム）が提供されることを示したが、本発明の実施形態は、さらに、上記プログラムを記憶させた記録媒体も併せて提供することができる。
【符号の説明】
【０２１２】
１００    送信装置
１０２    送信部
１０４    送信処理部
２００    受信装置
２０２    受信部
２０４    受信処理部
２０６    処理部
２１０    伝搬路推定部
２１２    周波数応答算出部
２１４    抽出部
２１６    対象検出部
２１８    位置推定部
【図１】
2015117972.tif 000020
【図２】
2015117972.tif 000021
【図３】
2015117972.tif 000022
【図４】
2015117972.tif 000023
【図５】
2015117972.tif 000024
【図６】
2015117972.tif 000025
【図７】
2015117972.tif 000026