(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置から信号を入力し、信号処理結果として、その入力信号の信号振幅が閾値以上であったか否かを表す情報を出力すると共に、少なくともその入力信号の信号振幅が閾値以上の場合に前記信号振幅を出力する信号処理部の信号処理結果を入力して、その信号処理結果から所望信号を検出する信号検出装置であって、
前記信号処理部の信号処理結果を入力し、前記信号処理結果が閾値以上であったことを表す情報の場合に、前記信号処理部から出力される信号振幅、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数、信号モデルの信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号処理結果が閾値未満であったことを表す情報の場合に、前記雑音モデルの信号不検出確率、前記信号モデルの信号不検出確率に基づいて評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出される評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する評価値判定部と、
前記信号処理結果に基づく閾値以上回数と閾値未満回数をそれぞれの閾値と比較して判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する回数判定部と、
前記評価値判定部による判定の結果と前記回数判定部による判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する総合判定部と
を具備する信号検出装置。
【請求項２】
外部装置から信号を入力し、信号処理結果として、その入力信号の信号振幅が閾値以上であったか否かを表す情報を出力すると共に、少なくともその入力信号の信号振幅が閾値以上の場合に前記信号振幅を出力する信号処理部の信号処理結果を入力して、その信号処理結果から所望信号を検出する信号検出装置であって、
前記信号処理部の信号処理結果を入力し、前記信号処理結果が閾値以上であったことを表す情報の場合に、前記信号処理部から出力される信号振幅、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数、信号モデルの信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号処理結果が閾値未満であったことを表す情報の場合に、前記雑音モデルの信号不検出確率、前記信号モデルの信号不検出確率に基づいて評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出される評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する評価値判定部と、
前記信号処理結果に基づく閾値以上回数又は閾値未満回数と判定保留回数（閾値以上回数と閾値未満回数の和）をそれぞれの閾値と比較して判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する回数判定部と、
前記評価値判定部による判定の結果と前記回数判定部による判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する総合判定部と
を具備する信号検出装置。
【請求項３】
前記信号処理部をさらに備える請求項１又は２記載の信号検出装置。
【請求項４】
外部装置から信号を入力し、信号処理結果として、その入力信号の信号振幅が閾値以上であったか否かを表す情報を出力すると共に、少なくともその入力信号の信号振幅が閾値以上の場合に前記信号振幅を出力する信号処理による信号処理結果を入力して、その信号処理結果から所望信号を検出する信号検出方法であって、
前記信号処理結果を入力し、前記信号処理結果が閾値以上であったことを表す情報の場合に、前記信号処理結果の信号振幅、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数、信号モデルの信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号処理結果が閾値未満であったことを表す情報の場合に、前記雑音モデルの信号不検出確率、前記信号モデルの信号不検出確率に基づいて評価値を算出し、
前記評価値について上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択し、
前記信号処理結果に基づく閾値以上回数と閾値未満回数をそれぞれの閾値と比較して判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択し、
前記評価値について判定を行った結果と前記閾値以上回数と前記閾値未満回数について判定を行った結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する信号検出方法。
【請求項５】
外部装置から信号を入力し、信号処理結果として、その入力信号の信号振幅が閾値以上であったか否かを表す情報を出力すると共に、少なくともその入力信号の信号振幅が閾値以上の場合に前記信号振幅を出力する信号処理による信号処理結果を入力して、その信号処理結果から所望信号を検出する信号検出方法であって、
前記信号処理結果を入力し、前記信号処理結果が閾値以上であったことを表す情報の場合に、前記信号処理結果の信号振幅、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数、信号モデルの信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号処理結果が閾値未満であったことを表す情報の場合に、前記雑音モデルの信号不検出確率、前記信号モデルの信号不検出確率に基づいて評価値を算出し、
前記評価値について上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択し、
前記信号処理結果に基づく閾値以上回数又は閾値未満回数と判定保留回数（閾値以上回数と閾値未満回数の和）をそれぞれの閾値と比較して判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択し、
前記評価値について判定を行った結果と前記閾値以上回数又は前記閾値未満回数と前記判定保留回数について判定を行った結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する信号検出方法。
【請求項６】
外部装置から信号を入力し、信号処理結果として、その入力信号の信号振幅が閾値以上であったか否かを表す情報を出力すると共に、少なくともその入力信号の信号振幅が閾値以上の場合に前記信号振幅を出力する信号処理による信号処理結果を入力して、その信号処理結果から所望信号を検出する処理をコンピュータに実行させるための信号検出プログラムであって、
前記信号処理結果を入力し、前記信号処理結果が閾値以上であったことを表す情報の場合に、前記信号処理結果の信号振幅、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数、信号モデルの信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号処理結果が閾値未満であったことを表す情報の場合に、前記雑音モデルの信号不検出確率、前記信号モデルの信号不検出確率に基づいて評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップで算出される評価値について上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する評価値判定ステップと、
前記信号処理結果に基づく閾値以上回数と閾値未満回数をそれぞれの閾値と比較して判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する回数判定ステップと、
前記評価値判定ステップによる判定の結果と前記回数判定ステップによる判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する総合判定ステップと
を具備する信号検出プログラム。
【請求項７】
外部装置から信号を入力し、信号処理結果として、その入力信号の信号振幅が閾値以上であったか否かを表す情報を出力すると共に、少なくともその入力信号の信号振幅が閾値以上の場合に前記信号振幅を出力する信号処理による信号処理結果を入力して、その信号処理結果から所望信号を検出する処理をコンピュータに実行させるための信号検出プログラムであって、
前記信号処理結果を入力し、前記信号処理結果が閾値以上であったことを表す情報の場合に、前記信号処理結果の信号振幅、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数、信号モデルの信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号処理結果が閾値未満であったことを表す情報の場合に、前記雑音モデルの信号不検出確率、前記信号モデルの信号不検出確率に基づいて評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップで算出される評価値について上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する評価値判定ステップと、
前記信号処理結果に基づく閾値以上回数又は閾値未満回数と判定保留回数（閾値以上回数と閾値未満回数の和）をそれぞれの閾値と比較して判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する回数判定ステップと、
前記評価値判定ステップによる判定の結果と前記回数判定ステップによる判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する総合判定ステップと
を具備する信号検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、外部装置からの信号（又は信号処理結果）に基づいて、所望信号を検出する信号検出装置、信号検出方法及び信号検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置における信号検出装置にあっては、目標信号が航空機のように持続時間の短い、パルス状の信号である場合の信号検出方法がある（非特許文献１参照）。この方法による信号検出装置は、背景雑音と比較して信号強度の大きなパルス状の信号を目標信号として検出するもので、このために、信号が所定の閾値以上であるか否か判定することを特徴とする。
【０００３】
一方、ＳＰＲＴ（Sequential Probability Ratio Test：逐次確率比検定）を用い、レーダ装置からの信号検出結果に基づいて、目標を検出する目標検出処理方法もある（非特許文献２、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４３１３２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】電子情報通信学会知識ベース、１１群２編５章、５−２−１  検出技術
【非特許文献２】Samuel S. Blackman, Multiple-Target Tracking with Radar Applications, Artech House, 1986.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のレーダ装置等のセンサに適用される信号検出装置では、背景雑音と比較して信号強度の大きなパルス状の信号を所望信号として検出するように構成されている。このため、信号強度が大きくても所望信号の持続時間が長くなってパルス状でなくなるにつれ、所望信号が混入した背景雑音と所望信号の信号強度の差異も小さくなってしまい、所望信号の検出確率が低下するという課題がある。
【０００７】
本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、パルス状ではない所望信号の検出確率を向上させることのできる信号検出装置、信号検出方法及び信号検出プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、外部装置から信号を入力し、信号処理結果として、その入力信号の信号振幅が閾値以上であったか否かを表す情報を出力すると共に、少なくともその入力信号の信号振幅が閾値以上の場合に前記信号振幅を出力する信号処理部の信号処理結果を入力して、その信号処理結果から所望信号を検出する信号検出装置であって、評価値算出部と、評価値判定部と、回数判定部と、総合判定部とを備える。前記評価値算出部は、前記信号処理部の信号処理結果を入力し、前記信号処理結果が閾値以上であったことを表す情報の場合に、前記信号処理部から出力される信号振幅、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数、信号モデルの信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号処理結果が閾値未満であったことを表す情報の場合に、前記雑音モデルの信号不検出確率、前記信号モデルの信号不検出確率に基づいて評価値を算出する。前記評価値判定部は、前記評価値算出部で算出される評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。前記回数判定部は、前記信号処理結果に基づく閾値以上回数と閾値未満回数をそれぞれの閾値と比較して判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。前記総合判定部は、前記評価値判定部による判定の結果と前記回数判定部による判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る信号検出装置の構成を示すブロック図。
【図２Ａ】実施形態に係る信号検出装置において、第１の実施例の処理の流れの具体例を示すフローチャート。
【図２Ｂ】実施形態に係る信号検出装置において、第１の実施例の処理の流れの具体例を示すフローチャート。
【図３Ａ】実施形態に係る信号検出装置において、第２の実施例の処理の流れの具体例を示すフローチャート。
【図３Ｂ】実施形態に係る信号検出装置において、第２の実施例の処理の流れの具体例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
ここで、本実施形態に係る信号検出装置は、「所望信号が存在しない」とする仮説Ｈ０と、「所望信号が存在する」とする仮説Ｈ１を設定し、仮説検定により「所望信号が存在する」とする仮説Ｈ１が採択された場合、「信号検出」と判定するものとする。
【００１２】
なお、以下の説明では、外部装置（レーダ装置、ソナー装置等のセンサ）からの信号に対し、その信号に基づいて「信号検出」を判定するものとし、その例として、外部装置からの信号を、その信号の絶対値を取るなどして信号振幅（背景技術の「信号強度」と同じ意味）に変換し、その信号振幅に基づいて「信号検出」を判定する構成の場合について述べる。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る信号検出装置の構成を示すブロック図である。この信号検出装置は、尤度比閾値算出部１１、信号処理部１２、尤度比算出部１３、尤度比判定部１４、回数閾値選定部１５、回数判定部１６、総合判定部１７を備える。なお、信号処理部１２については、本実施形態に係る信号検出装置に含めず、外部装置としてもよい。
【００１４】
上記尤度比閾値算出部１１は、本実施形態の評価値である尤度比の上側閾値ＴＵと下側閾値ＴＬを算出する。
【００１５】
上記信号処理部１２は、外部装置からの信号として、ｋサンプル目の信号ｘ（ｋ）（以下、単に信号ｘ（ｋ）と呼ぶ）を入力し、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａが閾値Ｔａ以上か閾値Ｔａ未満かを判定する。そして、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａが閾値Ｔａ以上の場合には、ｋサンプル目の信号処理結果ｙ（ｋ）（以下、単に信号処理結果ｙ（ｋ）と呼ぶ）として信号振幅ａを出力する。また、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａが閾値Ｔａ未満の場合には、信号処理結果ｙ（ｋ）として信号振幅ａが閾値未満であったことを表す情報（本実施形態では０とする）を出力する。
【００１６】
上記尤度比算出部１３は、確率密度関数に基づいて尤度比を算出する第１の算出部１３１と、信号不検出確率に基づいて尤度比を算出する第２の算出部１３２とを備え、信号処理部１２からの信号処理結果ｙ（ｋ）を入力し、この信号処理結果ｙ（ｋ）が信号振幅ａか閾値未満であったことを表す情報０かを判定する。信号処理結果ｙ（ｋ）が信号振幅ａの場合には、第１の算出部１３１において、信号処理結果である信号振幅ａ、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数ｆ（ａ｜θ０）、信号モデルの信号振幅の確率密度関数ｇ（ａ｜θ１）に基づいて評価値としてｋサンプル目の尤度比ＳＴ（ｋ）（以下、単に尤度比ＳＴ（ｋ）と呼ぶ）を算出する。また、信号処理結果ｙ（ｋ）が閾値未満であったことを表す情報０の場合、第２の算出部１３２において、雑音モデルの信号不検出確率（１−ＰＦ）、信号モデルの信号不検出確率（１−ＰＤ）に基づいて評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する。
【００１７】
上記尤度比判定部１４は、尤度比閾値算出部１１からの上側閾値ＴＵと下側閾値ＴＬ、尤度比算出部１３からの尤度比ＳＴ（ｋ）に基づいて尤度比による判定を行う。すなわち、その尤度比が上側閾値以上（ＳＴ（ｋ）≧ＴＵ）か、下側閾値以下（ＳＴ（ｋ）≦ＴＬ）かを判定し、尤度比による判定の結果（以下、尤度比判定結果）として、上側閾値以上の場合は「信号検出」、下側閾値以下の場合は「信号不検出」、いずれでもない場合は「判定保留」を選択する。
【００１８】
上記回数閾値選定部１５は、第１の実施例では、閾値以上回数閾値Ｔｍと閾値未満回数閾値Ｔｎを選定する。第２の実施例では、閾値以上回数閾値Ｔｍと判定保留回数閾値Ｔｏを選定する。
【００１９】
上記回数判定部１６は、第１の実施例では、信号処理部１２からの信号処理結果に基づいて閾値以上回数ｍ（後述の尤度比の初期化以降、信号処理結果が閾値以上となった回数）と閾値未満回数ｎ（後述の尤度比の初期化以降、信号処理結果が閾値未満となった回数）をカウントし、閾値以上回数ｍと閾値未満回数ｎ、それぞれの回数閾値である上記回数閾値選定部１５からの閾値以上回数閾値Ｔｍと閾値未満回数閾値Ｔｎに基づいて回数による判定を行う。すなわち、閾値以上回数ｍがその閾値以上回数閾値Ｔｍ以上（ｍ≧Ｔｍ）か、閾値未満回数ｎがその閾値未満回数閾値Ｔｎ以上（ｎ≧Ｔｎ）かを判定し、回数による判定の結果（以下、回数判定結果）として、閾値以上回数ｍがその閾値Ｔｍ以上の場合は「信号検出」、閾値未満回数ｎがその閾値Ｔｎ以上の場合は「信号不検出」、いずれでもない場合は「判定保留」を選択する。第２の実施例では、信号処理部１２からの信号処理結果に基づいて閾値以上回数ｍと閾値未満回数ｎをカウントし、閾値以上回数ｍと閾値未満回数ｎから判定保留回数ｏ（＝ｍ＋ｎ）を算出し、閾値以上回数ｍと判定保留回数ｏ、それぞれの回数閾値である上記回数閾値選定部１５からの閾値以上回数閾値Ｔｍと判定保留回数閾値Ｔｏに基づいて回数による判定を行う。すなわち、閾値以上回数ｍがその閾値以上回数閾値Ｔｍ以上（ｍ≧Ｔｍ）か、判定保留回数ｏがその判定保留回数閾値Ｔｏ以上（ｏ≧Ｔｏ）かを判定し、その回数判定結果として、閾値以上回数ｍがその閾値Ｔｍ以上の場合は「信号検出」、判定保留回数ｏがその閾値Ｔｏ以上の場合は「信号不検出」、いずれでもない場合は「判定保留」を選択する。
【００２０】
上記総合判定部１７は、尤度比判定部１４からの尤度比判定結果と回数判定部１６からの回数判定結果に基づいて、総合的な判定の結果（以下、総合判定結果）として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。総合判定結果の具体例を表１に示す。
【表１】
0006486850.tif 000002
【００２１】
なお、上記表１に示す具体例では、尤度比判定部１４からの尤度比判定結果と回数判定部１６からの回数判定結果の一方が「信号検出」であり、他方が「信号不検出」の場合に総合判定結果を「信号検出」とする例を示したが、総合判定結果を「信号不検出」とするように構成することもできる。また、上記以外の対応関係に設定することもできる。
【００２２】
（第１の実施例）
図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態に係る信号検出装置において、第１の実施例の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。同図に沿って、第１の実施例に係る信号検出装置の処理の流れを説明する。
【００２３】
最初に、上記尤度比算出部１３において、尤度比の初期値である尤度比ＳＴ（ｋ−１）を初期化する（ステップＳ１０１）。
【００２４】
次に、上記尤度比閾値算出部１１において、第一種の過誤率αと第二種の過誤率βに基づいて、尤度比ＳＴ（ｋ）の上側閾値ＴＵと下側閾値ＴＬを算出する（ステップＳ１０２）。上側閾値ＴＵと下側閾値ＴＬの概略値は、以下の（１）式で算出される。
【数１】
0006486850.tif 000003
【００２５】
次に、上記信号処理部１２において、外部装置から信号ｘ（ｋ）を入力し、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａと閾値Ｔａとを比較する。そして、以下の（２）式に示すように、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａが閾値Ｔａ以上（ａ≧Ｔａ）の場合には、信号処理結果ｙ（ｋ）として信号振幅ａ（すなわち、ｙ（ｋ）＝ａ）を出力する。また、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａが閾値Ｔａ未満（ａ＜Ｔａ）の場合には、信号処理結果ｙ（ｋ）として信号振幅ａが閾値未満であったことを表す情報として信号振幅０（すなわち、ｙ（ｋ）＝０）を出力する（ステップＳ１０３）。
【数２】
0006486850.tif 000004
【００２６】
次に、上記尤度比算出部１３において、まず、信号処理結果ｙ（ｋ）が０以外であるか０であるかを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、信号処理結果ｙ（ｋ）が０以外の場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）には、信号処理結果である信号振幅ａ、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数ｆ（ａ｜θ０）、信号モデルの信号振幅の確率密度関数ｇ（ａ｜θ１）に基づいて評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する（ステップＳ１０５）。また、信号処理結果ｙ（ｋ）が０の場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）には、雑音モデルの信号不検出確率（１−ＰＦ）、信号モデルの信号不検出確率（１−ＰＤ）に基づいて評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する（ステップＳ１０６）。尤度比ＳＴ（ｋ）は、以下の（３）式で算出される。
【数３】
0006486850.tif 000005
【００２７】
ここで、θ０は、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数ｆ（・）のパラメータ又は複数のパラメータからなるパラメータ群を表し、θ１は、信号モデルの信号振幅の確率密度関数ｇ（・）のパラメータ又は複数のパラメータからなるパラメータ群を表す。また、雑音モデルの信号不検出確率（１−ＰＦ）は、雑音モデルの信号振幅が閾値Ｔａ未満である確率に対応しており、雑音モデルの信号振幅変数ｘの確率密度関数ｆ（ｘ｜θ０）の０から閾値Ｔａまでの積分値として算出することができる。同様に、信号モデルの信号不検出確率（１−ＰＤ）は、信号モデルの信号振幅が閾値Ｔａ未満である確率に対応しており、信号モデルの信号振幅変数ｘの確率密度関数ｇ（ｘ｜θ１）の０から閾値Ｔａまでの積分値として算出することができる。
【００２８】
なお、信号モデルの信号振幅の確率分布が、雑音モデルの信号振幅の確率分布と同じ確率分布に属する場合、信号モデルの信号振幅の確率密度関数は、ｆ（ａ｜θ１）で表すことができる。
【００２９】
次に、上記尤度比判定部１４において、尤度比算出部１３からの尤度比ＳＴ（ｋ）と尤度比閾値算出部１１からの上側閾値ＴＵとを比較し（ステップＳ１０７）、尤度比ＳＴ（ｋ）が上側閾値ＴＵ以上（ＳＴ（ｋ）≧ＴＵ）の場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）には、尤度比判定結果を「信号検出」とする（ステップＳ１０８）。尤度比ＳＴ（ｋ）が上側閾値ＴＵよりも小さい（ＳＴ（ｋ）＜ＴＵ）場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、尤度比ＳＴ（ｋ）と尤度比閾値算出部１１からの下側閾値ＴＬとを比較し（ステップＳ１０９）、尤度比ＳＴ（ｋ）が下側閾値ＴＬ以下（ＳＴ（ｋ）≦ＴＬ）の場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）には、尤度比判定結果を「信号不検出」とする（ステップＳ１１０）。上記以外（尤度比ＳＴ（ｋ）が下側閾値ＴＬよりも大きく、上側閾値ＴＵよりも小さい（ＴＬ＜ＳＴ（ｋ）＜ＴＵ））の場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）には、尤度比判定結果を「判定保留」とする（ステップＳ１１１）。
【００３０】
このようにして、上記尤度比判定部１４では、尤度比閾値算出部１１からの上側閾値ＴＵと下側閾値ＴＬ、尤度比算出部１３からの尤度比ＳＴ（ｋ）に基づいて、以下の（４）式により判定を行い、尤度比判定結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。
【数４】
0006486850.tif 000006
【００３１】
次に、上記回数閾値選定部１５において、閾値以上回数閾値Ｔｍと閾値未満回数閾値Ｔｎを選定する（ステップＳ１１２）。
【００３２】
次に、上記回数判定部１６において、信号処理部１２からの信号処理結果に基づいてカウントした閾値以上回数ｍと閾値以上回数閾値Ｔｍとを比較し（ステップＳ１１３）、閾値以上回数ｍが閾値以上回数閾値Ｔｍ以上（ｍ≧Ｔｍ）の場合（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、回数判定結果を「信号検出」とする（ステップＳ１１４）。閾値以上回数ｍが閾値以上回数閾値Ｔｍよりも小さい（ｍ＜Ｔｍ）場合（ステップＳ１１３：ＮＯ）、信号処理部１２からの信号処理結果に基づいてカウントした閾値未満回数ｎと閾値未満回数閾値Ｔｎとを比較し（ステップＳ１１５）、閾値未満回数ｎが閾値未満回数閾値Ｔｎ以上（ｎ≧Ｔｎ）の場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、回数判定結果を「信号不検出」とする（ステップＳ１１６）。上記以外（ｍ＜Ｔｍ，ｎ＜Ｔｎ）の場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、回数判定結果を「判定保留」とする（ステップＳ１１７）。
【００３３】
このようにして、上記回数判定部１６では、閾値以上回数ｍと閾値未満回数ｎ、それぞれの回数閾値である回数閾値選定部１５からの閾値以上回数閾値Ｔｍと閾値未満回数閾値Ｔｎに基づいて、以下の（５）式により判定を行い、回数判定結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。
【数５】
0006486850.tif 000007
【００３４】
最後に、上記総合判定部１７において、尤度比判定部１４からの尤度比判定結果と回数判定部１６からの回数判定結果に基づいて、総合判定結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する（ステップＳ１１８）。総合判定部１７の総合判定結果が「判定保留」の場合、（ｋ＋１）サンプル目の信号ｘ（ｋ＋１）に基づいて、ステップＳ１０２からの処理が繰り返される。総合判定部１７の総合判定結果が「信号検出」又は「信号不検出」の場合、判定結果を外部に出力する（ステップＳ１２０）。その後、新たな信号検出を行うため、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。
【００３５】
（第２の実施例）
図３Ａ及び図３Ｂは、本実施形態に係る信号検出装置において、第２の実施例の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。同図に沿って、第２の実施例に係る信号検出装置の処理の流れを説明する。
【００３６】
図３Ａ及び図３Ｂは、図２Ａ及び図２ＢのステップＳ１１２がステップＳ１２１に、ステップＳ１１５がステップＳ１２２に変更されていることを除き、図２Ａ及び図２Ｂと同じである。また、本実施例では、回数閾値選定部１５において、閾値未満回数閾値Ｔｎの代わりに判定保留回数閾値Ｔｏを選定し、回数判定部１６において、閾値未満回数ｎの代わりに判定保留回数ｏを用いるものとする。
【００３７】
第２の実施例では、ステップＳ１２１で閾値以上回数閾値Ｔｍと判定保留回数閾値Ｔｏを選定し、ステップＳ１１３において、閾値以上回数ｍが閾値以上回数閾値Ｔｍよりも小さい（ｍ＜Ｔｍ）場合に、閾値以上回数ｍと閾値未満回数ｎから算出した判定保留回数ｏ（＝ｍ＋ｎ）と判定保留回数閾値Ｔｏとを比較し（ステップＳ１２２）、判定保留回数ｏが判定保留回数閾値Ｔｏ以上（ｏ≧Ｔｏ）の場合に回数判定結果を「信号不検出」とする（ステップＳ１１６）。上記以外の場合（ｍ＜Ｔｍ，ｏ＜Ｔｏ）には、回数判定結果を「判定保留」とする（ステップＳ１１７）。
【００３８】
このようにして、上記回数判定部１６では、閾値以上回数ｍと判定保留回数ｏ、それぞれの回数閾値である回数閾値選定部１５からの閾値以上回数閾値Ｔｍと判定保留回数閾値Ｔｏに基づいて、以下の（６）式により判定を行い、回数判定結果として「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。
【数６】
0006486850.tif 000008
【００３９】
なお、上記の第２の実施例の回数判定部１６では、閾値以上回数ｍと判定保留回数ｏに基づいて、回数判定を行う例を示したが、閾値未満回数ｎと判定保留回数ｏに基づいて、回数判定を行うように構成することもできる。
【００４０】
また、上記では、信号処理結果ｙ（ｋ）が信号振幅ａの場合、信号処理結果である信号振幅ａ、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数ｆ（ａ｜θ０）、信号モデルの信号振幅の確率密度関数ｇ（ａ｜θ１）に基づいて評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する例を示した。これについては、信号処理結果である信号振幅ａ、雑音モデルの信号振幅の尤度関数Ｌ０（ａ）、信号モデルの信号振幅の尤度関数Ｌ１（ａ）に基づいて評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出することもできる。また、信号処理結果である信号振幅ａ、雑音モデルの信号振幅の尤度関数Ｌ０（ａ）と信号モデルの信号振幅の尤度関数Ｌ１（ａ）の尤度比ＬＲ（ａ）（＝Ｌ１（ａ）／Ｌ０（ａ））に基づいて評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出することもできる。
【００４１】
また、上記では、評価値として尤度比を用いる例を示したが、それぞれの値を対数変換した尤度比（より正確には対数尤度比）を用いて処理を行うように構成することができる。この場合、上側閾値ＴＵと下側閾値ＴＬの概略値は、以下の（７）式で算出される。
【数７】
0006486850.tif 000009
【００４２】
対応する尤度比ＳＴ（ｋ）は、以下の（８）式で算出される。
【数８】
0006486850.tif 000010
【００４３】
また、上記の信号処理部１２では、外部装置からの信号として信号ｘ（ｋ）を入力し、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａが閾値Ｔａ以上の場合、信号処理結果ｙ（ｋ）として信号振幅ａを出力し、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａが閾値Ｔａ未満の場合、信号処理結果ｙ（ｋ）として信号振幅ａが閾値未満であったことを表す情報を出力する例を示した。これについては、以下の（９）式に示すように、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａが閾値Ｔａ以上（ａ≧Ｔａ）の場合、信号処理結果ｙ（ｋ）として信号振幅ａが閾値以上であったことを表す情報（（９）式では１とする）と信号振幅ａを出力し、信号ｘ（ｋ）の信号振幅ａが閾値Ｔａ未満（ａ＜Ｔａ）の場合、信号処理結果ｙ（ｋ）として信号振幅ａが閾値未満であったことを表す情報（（９）式では０とする）と信号振幅ａを出力する、すなわち、信号振幅ａを常時出力するように構成することもできる。
【数９】
0006486850.tif 000011
【００４４】
また、上記の処理は、サンプリングされた信号が入力されるたびに処理を行う逐次処理の他に、複数サンプル（例えば、ｋサンプル目から（ｋ＋２）サンプル目までの３サンプル分）の信号を纏めて処理を行うミニバッチ処理によって実施するように構成することができる。更に、ミニバッチ処理では、複数サンプルの信号を用いて、評価値として尤度比を算出し、算出された尤度比について、判定を行うように構成することができる。
【００４５】
以上説明したように、実施形態に係る信号検出装置によれば、外部装置から信号を入力し、信号の信号振幅が閾値以上の場合、信号処理結果として信号振幅を出力し、信号の信号振幅が閾値未満の場合、信号処理結果として閾値未満であったことを表す情報を出力し、前記信号処理結果が信号振幅の場合、出力された信号振幅、雑音モデルの信号振幅の確率密度関数、信号モデルの信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号処理結果が閾値未満であったことを表す情報の場合、雑音モデルの信号不検出確率、信号モデルの信号不検出確率に基づいて評価値を算出し、前記評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行うと共に、回数による判定を行い、これらの判定に基づいて、総合的に「信号検出」、「信号不検出」、「判定保留」のいずれかを選択することで、パルス状ではない所望信号の検出確率を向上させることができる。
【００４６】
なお、実施形態に係る信号検出処理は、尤度比閾値算出部１１、信号処理部１２、尤度比算出部１３、尤度比判定部１４、回数閾値選定部１５、回数判定部１６、総合判定部１７の機能をコンピュータに実現させるプログラムとして構成することができる。
【００４７】
上記実施形態は、いずれもレーダ装置、ソナー装置等の外部装置からの信号に基づいて、所望信号を検出する信号検出装置に適用可能である。
【００４８】
その他、本実施形態は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１１…尤度比閾値算出部、
１２…信号処理部、
１３…尤度比算出部、１３１…第１の算出部、１３２…第２の算出部、
１４…尤度比判定部、
１５…回数閾値選定部、
１６…回数判定部、
１７…総合判定部。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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