(57)【要約】【課題】特定の周波数ｆを有する信号の抽出を処理量を増大させることなく行うことができ、処理能力に制限がある場合であっても十分な抽出性能を得ることができる周波数抽出器等を提供する。【解決手段】タイミング制御部２０の制御に基づき加算制御部１２が入力信号Ｉｎから抽出したい周波数成分ｆに対応した周期Ｔ間隔でサンプリングを行い、レジスタ１４ｊ（ｊ＝１〜ｋ）に周期Ｔ内の同一のタイミングｊ（ｊ＝１〜ｋ≦ｎ）でサンプリングされたデータを各々累算させていく。一定期間経過後に、加算制御部１２が絶対値化部群１６の各絶対値化部１６ｊ等に対して対応するレジスタ１４ｊ等のデータの絶対値を求めさせる。加算制御部１２が総加算部１８に対して各絶対値化部１６ｊ等の絶対値の総加算値Ｓを求めさせる。判定部２２が、総加算値Ｓと所定の評価値λとを比較して、所定の周波数ｆの信号を抽出できた場合に抽出情報Ｄｏｕｔを出力する。【選択図】  図２
2005159681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号から所定の周波数を有する信号を抽出する周波数抽出器であって、
入力したデータの累算を行なう所定のレジスタ数個のレジスタを有するレジスタ群と、
前記レジスタ群の各レジスタと対応して接続され、対応するレジスタから入力したデータの絶対値を求める前記所定のレジスタ数個の絶対値化部を有する絶対値化部群と、
前記絶対値化部群の各絶対値化部と接続され、各絶対値化部から入力したデータの総加算値を求める総加算部と、
前記入力信号に対するサンプリングの開始および終了を制御し、前記所定の周波数に対応する周期内では前記所定のレジスタ数のサンプリング回数を越えないサンプリングのタイミングを制御し、前記所定の周波数を有する信号の抽出を判定させるタイミング制御部と、
前記タイミング制御部、前記レジスタ群の各レジスタ、前記絶対値化部群の各絶対値化部および前記総加算部と接続され、該タイミング制御部からの制御に基づきサンプリングを開始し、該制御に基づくタイミングでサンプリングしたデータであって前記所定の周波数に対応する周期間隔でサンプリングしたデータを、該レジスタ群中の同じレジスタに累算させ、該制御に基づくサンプリングの終了後、前記絶対値化部群の各絶対値化部に対して対応するレジスタのデータの絶対値を求めさせ、前記総加算部に対して各絶対値化部の絶対値の総加算値を求めさせる制御を行なう加算制御部と、
前記タイミング制御部および前記総加算部と接続され、前記タイミング制御部からの制御に基づき、前記総加算部で求められた総加算値と所定の評価値とを比較して、前記所定の周波数の信号を抽出できた場合に抽出情報を出力する判定部と
を備えたことを特徴とする周波数抽出器。
【請求項２】
請求項１記載の周波数抽出器において、前記判定部および前記レジスタ群の各レジスタと接続され、前記判定部からの制御に基づき、前記レジスタ群の各レジスタに累算されたデータを前記所定の周波数に対応する周期内でサンプリングされた回数で除算した値を再現信号として出力する再現部をさらに備えたことを特徴とする周波数抽出器。
【請求項３】
請求項２記載の周波数抽出器において、前記再現部は前記レジスタ群の各レジスタに累算されたデータをビットシフトして逐次出力することを特徴とする周波数抽出器。
【請求項４】
入力信号から所定の周波数を有する信号を周波数抽出器に抽出させる周波数抽出方法であって、
前記周波数抽出器は、入力したデータの累算を行なう所定のレジスタ数個のレジスタを有するレジスタ群と、前記レジスタ群の各レジスタと対応して接続され、対応するレジスタから入力したデータの絶対値を求める前記所定のレジスタ数個の絶対値化部を有する絶対値化部群と、前記絶対値化部群の各絶対値化部と接続され、各絶対値化部から入力したデータの総加算値を求める総加算部とを有しており、
前記入力信号に対するサンプリングを制御するタイミング制御部が、該入力信号に対するサンプリングを開始させるステップと、
前記タイミング制御部が、前記所定の周波数に対応する周期内では前記所定のレジスタ数のサンプリング回数を越えないサンプリングのタイミングを制御するタイミング制御ステップと、
前記タイミング制御部、前記レジスタ群の各レジスタ、前記絶対値化部群の各絶対値化部および前記総加算部と接続された加算制御部が、前記タイミング制御ステップに基づくタイミングでサンプリングしたデータであって前記所定の周波数に対応する周期間隔でサンプリングしたデータを、該レジスタ群中の同じレジスタに累算させる累算ステップと、
前記タイミング制御部がサンプリングを終了させるサンプリング終了ステップと、
前記加算制御部が、前記絶対値化部群の各絶対値化部に対して前記累算ステップで累算された対応するレジスタのデータの絶対値を求めさせる絶対値取得ステップと、
前記加算制御部が、前記総加算部に対して前記絶対値取得ステップで求められた各絶対値化部の絶対値の総加算値を求めさせる総加算値取得ステップと、
前記タイミング制御部および前記総加算部と接続された判定部が、前記サンプリング終了ステップの後に前記総加算値取得ステップで求められた総加算値と所定の評価値とを比較して、前記所定の周波数の信号を抽出できた場合に抽出情報を出力する判定ステップと
を備えたことを特徴とする周波数抽出方法。
【請求項５】
請求項４記載の周波数抽出方法において、前記判定ステップで前記所定の周波数の信号を抽出できた場合、前記レジスタ群の各レジスタと接続された再現部が、前記累算ステップで累算された前記レジスタ群の各レジスタのデータを前記所定の周波数に対応する周期内でサンプリングされた回数で除算した値を再現信号として出力する再現ステップをさらに備えたことを特徴とする周波数抽出方法。
【請求項６】
請求項５記載の周波数抽出方法において、前記再現ステップは前記レジスタ群の各レジスタに累算されたデータをビットシフトして出力することを特徴とする周波数抽出方法。
【請求項７】
入力信号から所定の周波数を有する信号を周波数抽出器に抽出させるための周波数抽出プログラムであって、該周波数抽出器は、入力したデータの累算を行なう所定のレジスタ数個のレジスタを有するレジスタ群と、前記レジスタ群の各レジスタと対応して接続され、対応するレジスタから入力したデータの絶対値を求める前記所定のレジスタ数個の絶対値化部を有する絶対値化部群と、前記絶対値化部群の各絶対値化部と接続され、各絶対値化部から入力したデータの総加算値を求める総加算部とを有しており、該周波数抽出器のコンピュータに、
前記入力信号に対するサンプリングを開始させるステップ、
前記所定の周波数に対応する周期内では前記所定のレジスタ数のサンプリング回数を越えないサンプリングのタイミングを制御するタイミング制御ステップ、
前記タイミング制御ステップに基づくタイミングでサンプリングしたデータであって前記所定の周波数に対応する周期間隔でサンプリングしたデータを、前記レジスタ群中の同じレジスタに累算させる累算ステップ、
サンプリングを終了させるサンプリング終了ステップ、
前記絶対値化部群の各絶対値化部に対して前記累算ステップで累算された対応するレジスタのデータの絶対値を求めさせる絶対値取得ステップ、
前記総加算部に対して前記絶対値取得ステップで求められた各絶対値化部の絶対値の総加算値を求めさせる総加算値取得ステップ、
前記サンプリング終了ステップの後に前記総加算値取得ステップで求められた各絶対値の総加算値と所定の評価値とを比較して、前記所定の周波数の信号を抽出できた場合に抽出情報を出力する判定ステップ
を実行させるための周波数抽出プログラム。
【請求項８】
請求項７記載の周波数抽出プログラムにおいて、前記判定ステップで前記所定の周波数の信号を抽出できた場合、前記周波数抽出器は前記レジスタ群の各レジスタと接続された再現部に対して、前記累算ステップで累算された前記レジスタ群の各レジスタのデータを前記所定の周波数に対応する周期内でサンプリングされた回数で除算した値を再現信号として出力させる再現ステップをさらに備えたことを特徴とする周波数抽出プログラム。
【請求項９】
請求項８記載の周波数抽出プログラムにおいて、前記再現ステップは前記レジスタ群の各レジスタに累算されたデータをビットシフトして出力することを特徴とする周波数抽出プログラム。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれかに記載の周波数抽出プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号から所定の周波数を有する信号を抽出する周波数抽出器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特定の周波数を有する信号の抽出のために、バンドパスフィルタまたはＦＦＴ（Fast Fourier Transform : 高速フーリエ変換）による処理等が一般的に用いられてきた。ＦＦＴに関しては種々の文献、例えば非特許文献１に記載されている。これらの処理では、特定の周波数成分を急峻に抽出するために以下のような技術が用いられていた。例えば、ディジタルＦＩＲ（Finite Impulse Response : 有限インパルス応答）フィルタの場合、十分な特性を実現するためにフィルタ次数であるタップ数を増大させていた。一方、ＦＦＴの場合、やはり十分な特性を実現するためにＦＦＴ点数を増加させていた。
【０００３】
【非特許文献１】日本数学会編集、岩波数学辞典第３版、１９９４年１２月５日発行、岩波書店発行。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のディジタルＦＩＲフィルタの場合におけるタップ数の増大は処理量を増大させるという問題があった。ＦＦＴの場合、基本演算であるバタフライ演算等により元々処理量は大きかった。その上、さらにＦＦＴ点数を増加させることは、極めて処理量を増大させるという問題があった。このため、処理能力に制限がある場合には特定の周波数を有する信号の抽出性能が十分ではなくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、特定の周波数を有する信号の抽出を処理量を増大させることなく行うことができ、処理能力に制限がある場合であっても十分な抽出性能を得ることができる周波数抽出器等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の周波数抽出器は、入力信号から所定の周波数を有する信号を抽出する周波数抽出器であって、入力したデータの累算を行なう所定のレジスタ数個のレジスタを有するレジスタ群と、前記レジスタ群の各レジスタと対応して接続され、対応するレジスタから入力したデータの絶対値を求める前記所定のレジスタ数個の絶対値化部を有する絶対値化部群と、前記絶対値化部群の各絶対値化部と接続され、各絶対値化部から入力したデータの総加算値を求める総加算部と、前記入力信号に対するサンプリングの開始および終了を制御し、前記所定の周波数に対応する周期内では前記所定のレジスタ数のサンプリング回数を越えないサンプリングのタイミングを制御し、前記所定の周波数を有する信号の抽出を判定させるタイミング制御部と、前記タイミング制御部、前記レジスタ群の各レジスタ、前記絶対値化部群の各絶対値化部および前記総加算部と接続され、該タイミング制御部からの制御に基づきサンプリングを開始し、該制御に基づくタイミングでサンプリングしたデータであって前記所定の周波数に対応する周期間隔でサンプリングしたデータを、該レジスタ群中の同じレジスタに累算させ、該制御に基づくサンプリングの終了後、前記絶対値化部群の各絶対値化部に対して対応するレジスタのデータの絶対値を求めさせ、前記総加算部に対して各絶対値化部の絶対値の総加算値を求めさせる制御を行なう加算制御部と、前記タイミング制御部および前記総加算部と接続され、前記タイミング制御部からの制御に基づき、前記総加算部で求められた総加算値と所定の評価値とを比較して、前記所定の周波数の信号を抽出できた場合に抽出情報を出力する判定部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、本発明の周波数抽出器において、前記判定部および前記レジスタ群の各レジスタと接続され、前記判定部からの制御に基づき、前記レジスタ群の各レジスタに累算されたデータを前記所定の周波数に対応する周期内でサンプリングされた回数で除算した値を再現信号として出力する再現部をさらに備えることができる。
【０００８】
ここで、本発明の周波数抽出器において、前記再現部は前記レジスタ群の各レジスタに累算されたデータをビットシフトして逐次出力することができる。
【０００９】
本発明の周波数抽出方法は、入力信号から所定の周波数を有する信号を周波数抽出器に抽出させる周波数抽出方法であって、前記周波数抽出器は、入力したデータの累算を行なう所定のレジスタ数個のレジスタを有するレジスタ群と、前記レジスタ群の各レジスタと対応して接続され、対応するレジスタから入力したデータの絶対値を求める前記所定のレジスタ数個の絶対値化部を有する絶対値化部群と、前記絶対値化部群の各絶対値化部と接続され、各絶対値化部から入力したデータの総加算値を求める総加算部とを有しており、前記入力信号に対するサンプリングを制御するタイミング制御部が、該入力信号に対するサンプリングを開始させるステップと、前記タイミング制御部が、前記所定の周波数に対応する周期内では前記所定のレジスタ数のサンプリング回数を越えないサンプリングのタイミングを制御するタイミング制御ステップと、前記タイミング制御部、前記レジスタ群の各レジスタ、前記絶対値化部群の各絶対値化部および前記総加算部と接続された加算制御部が、前記タイミング制御ステップに基づくタイミングでサンプリングしたデータであって前記所定の周波数に対応する周期間隔でサンプリングしたデータを、該レジスタ群中の同じレジスタに累算させる累算ステップと、前記タイミング制御部がサンプリングを終了させるサンプリング終了ステップと、  前記加算制御部が、前記絶対値化部群の各絶対値化部に対して前記累算ステップで累算された対応するレジスタのデータの絶対値を求めさせる絶対値取得ステップと、前記加算制御部が、前記総加算部に対して前記絶対値取得ステップで求められた各絶対値化部の絶対値の総加算値を求めさせる総加算値取得ステップと、前記タイミング制御部および前記総加算部と接続された判定部が、前記サンプリング終了ステップの後に前記総加算値取得ステップで求められた総加算値と所定の評価値とを比較して、前記所定の周波数の信号を抽出できた場合に抽出情報を出力する判定ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明の周波数抽出方法において、前記判定ステップで前記所定の周波数の信号を抽出できた場合、前記レジスタ群の各レジスタと接続された再現部が、前記累算ステップで累算された前記レジスタ群の各レジスタのデータを前記所定の周波数に対応する周期内でサンプリングされた回数で除算した値を再現信号として出力する再現ステップをさらに備えることができる。
【００１１】
ここで、本発明の周波数抽出方法において、前記再現ステップは前記レジスタ群の各レジスタに累算されたデータをビットシフトして出力することができる。
【００１２】
本発明の周波数抽出プログラムは、入力信号から所定の周波数を有する信号を周波数抽出器に抽出させるための周波数抽出プログラムであって、該周波数抽出器は、入力したデータの累算を行なう所定のレジスタ数個のレジスタを有するレジスタ群と、前記レジスタ群の各レジスタと対応して接続され、対応するレジスタから入力したデータの絶対値を求める前記所定のレジスタ数個の絶対値化部を有する絶対値化部群と、前記絶対値化部群の各絶対値化部と接続され、各絶対値化部から入力したデータの総加算値を求める総加算部とを有しており、該周波数抽出器のコンピュータに、前記入力信号に対するサンプリングを開始させるステップ、前記所定の周波数に対応する周期内では前記所定のレジスタ数のサンプリング回数を越えないサンプリングのタイミングを制御するタイミング制御ステップ、前記タイミング制御ステップに基づくタイミングでサンプリングしたデータであって前記所定の周波数に対応する周期間隔でサンプリングしたデータを、前記レジスタ群中の同じレジスタに累算させる累算ステップ、サンプリングを終了させるサンプリング終了ステップ、前記絶対値化部群の各絶対値化部に対して前記累算ステップで累算された対応するレジスタのデータの絶対値を求めさせる絶対値取得ステップ、前記総加算部に対して前記絶対値取得ステップで求められた各絶対値化部の絶対値の総加算値を求めさせる総加算値取得ステップ、前記サンプリング終了ステップの後に前記総加算値取得ステップで求められた各絶対値の総加算値と所定の評価値とを比較して、前記所定の周波数の信号を抽出できた場合に抽出情報を出力する判定ステップを実行させるための周波数抽出プログラムである。
【００１３】
ここで、本発明の周波数抽出プログラムにおいて、前記判定ステップで前記所定の周波数の信号を抽出できた場合、前記周波数抽出器は前記レジスタ群の各レジスタと接続された再現部に対して、前記累算ステップで累算された前記レジスタ群の各レジスタのデータを前記所定の周波数に対応する周期内でサンプリングされた回数で除算した値を再現信号として出力させる再現ステップをさらに備えることができる。
【００１４】
ここで、本発明の周波数抽出プログラムにおいて、前記再現ステップは前記レジスタ群の各レジスタに累算されたデータをビットシフトして出力することができる。
【００１５】
本発明の記録媒体は、本発明のいずれかの周波数抽出プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１６】
入力信号から抽出したい周波数成分ｆに対応した周期Ｔ間隔でサンプリングを行い、各レジスタに周期Ｔ内の同一のタイミングでサンプリングされたデータを各々累算させていく。一定期間経過後に、各レジスタのデータの絶対値を求め、当該絶対値の総加算値を求める。総加算値と所定の評価値とを比較して、所定の周波数ｆの信号を抽出できた場合に抽出情報を出力することができる。特定の周波数成分ｆを有する信号の場合、周期Ｔ間隔で累算された値はピークを持たせることができるため、上述のように累算された値の絶対値を加算することにより特定周波数成分ｆが入力信号中に存在するか否かを判定することができる。本発明の周波数抽出器等は基本的に繰返し加算のみで実現することができるため、特定の周波数ｆを有する信号の抽出を処理量を増大させることなく行うことができ、処理能力に制限がある場合であっても十分な抽出性能を得ることができる。さらに、入力信号にノイズが重畳されている場合であっても、繰返し加算による統計的ノイズリダクションの効果によりノイズレベルを抑圧することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、各実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の周波数抽出器等の概要を説明するための入力信号Ｉｎのサンプリングを示す図である。図１において、横軸は時間、縦軸は電圧（Ｖ）（電流としてもよい）であり、ｆは入力信号Ｉｎから抽出したい所定の周波数、Ｔ（＝１／ｆ）は周波数ｆに対応する周期、Ｖ１（１）、Ｖ２（１）等はサンプリングされたデータである。ここで、Ｖｊ（ｍ）は周期Ｔ内のｊ番目のタイミング（ｊ＝１〜ｋ）でサンプリングされた繰返しがｍ回目のデータを示す。図１に示されるように、まず入力信号からＶ１（１）のデータをサンプリングする。このＶ１（１）から周期Ｔだけ時間が経過したタイミングでＶ１（２）をサンプリングする。すなわち、Ｖ１（１）は周期Ｔ内の１番目のタイミングでサンプリングされた繰返しが１回目のデータを示し、Ｖ１（２）は周期Ｔ内の１番目のタイミングでサンプリングされた繰返しが２回目のデータを示す。次にＶ１（１）とＶ１（２）とを加算する（Ｖ１＝Ｖ１（１）+Ｖ１（２））。同様にＶ１（２）から周期Ｔだけ時間が経過したタイミングでＶ１（３）をサンプリングし、Ｖ１（３）をＶ１に加算する（新Ｖ１＝従前までのＶ１+Ｖ１（３））。以下、同様に一定期間繰返してＶ１にＶ１（ｍ）を累算していく。他のタイミングについても同様に、入力信号からＶ２（１）のデータをサンプリングし、このＶ２（１）から周期Ｔだけ時間が経過したタイミングでＶ２（２）をサンプリングする。次にＶ２（１）とＶ２（２）とを加算（Ｖ２＝Ｖ２（１）+Ｖ２（２））する。同様に、Ｖ２（２）から周期Ｔだけ時間が経過したタイミングでＶ２（３）をサンプリングし、Ｖ２（３）をＶ２に加算する（新Ｖ２＝従前までのＶ２+Ｖ２（３））。以下、同様に一定期間繰返してＶ２にＶ２（ｍ）を累算していく。Ｖｋ（１）からＶｋ（ｍ）についても同様でありＶｋに累算していく。周期Ｔ内のサンプリング回数（＝タイミングの回数）をｋとすると、Ｖｊ（ｍ）とＶｊ＋１（ｍ）との時間間隔は好適には  図１に表示されているようにＴ／ｋの等間隔であり、この場合に特性が良い。しかし、これはあくまでも一例であって、上記時間間隔は任意の時間間隔であってもよいことは勿論である。
【００１９】
上述のように、本発明の周波数抽出器等では入力信号Ｉｎから抽出したい周波数成分ｆに対応した周期Ｔ間隔でサンプリングを行い、周期Ｔ内の同一のタイミングでサンプリングされたデータＶｊ（ｍ）を各々累算していく。特定の周波数成分ｆを有する信号の場合、周期Ｔ間隔で累算された値Ｖｊはピークを持たせることができる。このため、累算された値Ｖｊの絶対値を加算することにより特定周波数成分ｆが入力信号Ｉｎ中に存在するか否かを判定することができる。逆に、特定の周波数成分ｆを有していない信号または他の周波数成分を有する信号の場合、周期Ｔ間隔で累算された値Ｖｊではピークが立たないため、これらの値はノイズとして認識することができる。ノイズの場合、周期Ｔ間隔で累算されていく間にその絶対値は０へ近づくため、ノイズを分離することができる。
【００２０】
上述の処理は基本的に繰り返し加算のみで実現することができるため、ハードウェアまたはソフトウェアのいずれを用いても容易に実現することができる。図２は、本発明の実施例１における周波数抽出器１０を示す。図２で要素ＡからＢへの矢印付の点線は要素ＡからＢへの制御信号を示し、実線は要素ＡとＢとの間のデータ信号を示す。図２において、符号Ｉｎは所定の周波数ｆを有する信号を抽出したい入力信号、１４ａないし１４ｎは入力したデータ（入力信号Ｉｎ）の累算を行なうｎ個（所定のレジスタ数個）のタイミングｊ用レジスタ（ｊ＝１〜ｎ）、１４はタイミング１用レジスタ１４ａないしタイミングｎ用１４ｎを有するレジスタ群（１点鎖線で囲んで示す）、１６ａないし１６ｎはレジスタ群１４の各タイミングｊ用レジスタ１４ｊ等と対応して接続され、対応するタイミングｊ用レジスタ１４ｊ等から入力したデータの絶対値を求めるｎ個の絶対値化部、１６は絶対値化部１６ａないし１６ｎを有する絶対値化部群（１点鎖線で囲んで示す）、１８は絶対値化部群１６の各絶対値化部１６ａないし１６ｎと接続され、各絶対値化部１６ｊ等から入力したデータの総加算値Ｓを求める総加算部である。以下、「タイミングｊ用レジスタ１４ｊ」等は単に「レジスタ１４ｊ」等と省略する。
【００２１】
続いて図２において、符号２０は入力信号Ｉｎに対するサンプリングの開始および終了を制御し、所定の周波数ｆに対応する周期Ｔ内では所定のレジスタ数ｎのサンプリング回数を越えないサンプリング（すなわちサンプリング回数ｋ≦ｎ）のタイミングを制御し、所定の周波数ｆを有する信号の抽出を判定させるタイミング制御部である。周期Ｔ内のサンプリング回数ｋは１≦ｋ≦ｎの範囲で任意の値とすることができる。符号１２はタイミング制御部２０、レジスタ群１４の各レジスタ１４ａないし１４ｎ、絶対値化部群１６の各絶対値化部１６ａないし１６ｎおよび総加算部１８と接続された加算制御部である。加算制御部１２は、タイミング制御部２０からの制御に基づきサンプリングを開始し、当該制御に基づくタイミングｊでサンプリングしたデータであって所定の周波数ｆに対応する周期Ｔ間隔でサンプリングしたデータを、レジスタ群１４中の同じレジスタ１４ｊ（ｊ＝１〜ｋ）に累算させる。当該制御に基づくサンプリングの終了後、加算制御部１２は絶対値化部群１６の各絶対値化部１６ｊ等に対して対応するレジスタ１４ｊ等のデータの絶対値を求めさせ、総加算部１８に対して各絶対値化部１６ｊ等の絶対値の総加算値Ｓを求めさせる制御を行なう。符号２２はタイミング制御部１２および総加算部１８と接続され、タイミング制御部１２からの制御に基づき、総加算部１８で求められた総加算値Ｓと所定の評価値λとを比較して、所定の周波数ｆの信号を抽出できた場合に抽出情報Ｄｏｕｔを出力する判定部である。
【００２２】
次に、周波数抽出器１０の動作について説明する。図３は本発明の実施例１における周波数抽出器１０の動作または周波数抽出方法若しくは周波数抽出プログラムの流れをフローチャートで示す。図２および図３に示されるように、まず、タイミング制御部２０が、入力信号Ｉｎに対するサンプリングを開始させる（ステップＳ１０）。次に、タイミング制御部２０が、所定の周波数ｆに対応する周期Ｔ内では所定のレジスタｎ数のサンプリング回数を越えないサンプリング（すなわちサンプリング回数ｋ≦ｎ）のタイミングｊを制御する（タイミング制御ステップ。ステップＳ１２）。加算制御部１２が、タイミング制御ステップ（ステップＳ１２）に基づくタイミングｊでサンプリングしたデータＶｊ（ｍ）であって所定の周波数ｆに対応する周期Ｔ間隔でサンプリングしたデータＶｊ（ｍ）を、レジスタ群１４中の同じレジスタ１４ｊに累算させる（累算ステップ。ステップＳ１４）。一定期間経過後、タイミング制御部２０がサンプリングを終了させる（サンプリング終了ステップ。ステップＳ１６）。当該一定期間は任意に設定することができる。加算制御部１２が、絶対値化部群１６の各絶対値化部１６ｊ等に対して累算ステップ（ステップＳ１４）で累算された対応するレジスタ１４ｊ等のデータＶｊ等の絶対値を求めさせる（絶対値取得ステップ。ステップＳ１８）。加算制御部１２が、総加算部１８に対して絶対値取得ステップ（ステップ１８）で求められた各絶対値化部１６ｊ等の絶対値｜Ｖｊ|等の総加算値Ｓを求めさせる（総加算値取得ステップ。ステップＳ２０）。判定部２２が、サンプリング終了ステップ（ステップＳ１６）の後に総加算値取得ステップ（ステップＳ２０）で求められた総加算値Ｓと所定の評価値λとを比較して（ステップＳ２２）、所定の周波数ｆの信号を抽出できた場合に抽出情報Ｄｏｕｔを出力する（判定ステップ。ステップＳ２４）。
【００２３】
以上より、本発明の実施例１によれば、タイミング制御部２０の制御に基づき加算制御部１２が入力信号Ｉｎから抽出したい周波数成分ｆに対応した周期Ｔ間隔でサンプリングを行い、レジスタ１４ｊ（ｊ＝１〜ｋ）に周期Ｔ内の同一のタイミングｊ（ｊ＝１〜ｋ≦ｎ）でサンプリングされたデータＶｊ（ｍ）等を各々累算させていく。一定期間経過後に、加算制御部１２が絶対値化部群１６の各絶対値化部１６ｊ等に対して対応するレジスタ１４ｊ等のデータＶｊ等の絶対値を求めさせる。続いて加算制御部１２が総加算部１８に対して各絶対値化部１６ｊ等の絶対値｜Ｖｊ|等の総加算値Ｓを求めさせる。最後に、判定部２２が、総加算値Ｓと所定の評価値λとを比較して、所定の周波数ｆの信号を抽出できた場合に抽出情報Ｄｏｕｔを出力する。特定の周波数成分ｆを有する信号の場合、周期Ｔ間隔で累算された値Ｖｊはピークを持たせることができるため、上述のように累算された値Ｖｊ等の絶対値｜Ｖｊ｜等を加算することにより特定周波数成分ｆが入力信号Ｉｎ中に存在するか否かを判定することができる。実施例１の処理は基本的に繰返し加算のみで実現することができるため、特定の周波数ｆを有する信号の抽出を処理量を増大させることなく行うことができ、処理能力に制限がある場合であっても十分な抽出性能を得ることができる。入力信号Ｉｎにノイズが重畳されている場合であっても、繰返し加算による統計的ノイズリダクションの効果によりノイズレベルを抑圧することができる。累算の回数（繰返し回数）を増加させることにより、ノイズの分離（セパレーション）精度をあげることができる。ディジタルフィルタで十分な特性を実現できない場合であっても、本発明の周波数抽出器等により抽出性能を上げることが可能である。
【実施例２】
【００２４】
図４は、本発明の実施例２における周波数抽出器３０を示す。図４で図２と同じ符号を付した要素は同じ機能を有するため説明は省略する。図４において、符号２４は判定部２２およびレジスタ群１４の各レジスタ１４ｊ等と接続された再現部である。再現部２４は、判定部２２からの制御に基づき、レジスタ群１４の各レジスタ１４ｊ等に累算されたデータＶｊ等を所定の周波数ｆに対応する周期Ｔ内でサンプリングされた回数ｋ（≦ｎ）で除算した値（Ｖｊ／ｋ）を再現信号Ｒとして逐次出力する。各レジスタ１４ｊ等にはｋ回分の入力信号ＩｎのサンプリングデータＶｊ等が累算されているため、当該サンプリングデータをｋで除算して逐次出力（再現信号Ｒ）することにより、例えば元の振幅値の波形を再現（正規化）することができる。再現部２４としては、例えばレジスタ群１４の各レジスタ１４ｊ等に累算されたデータをビットシフトして逐次出力する回路を用いることができる。
【００２５】
次に、周波数抽出器３０の動作について説明する。図５は本発明の実施例２における周波数抽出器３０の動作または周波数抽出方法若しくは周波数抽出プログラムの流れをフローチャートで示す。図５で図３と同じステップＳ番号を付したブロックは同じ機能を実行するため説明は省略する。図４および図５に示されるように、判定ステップ(ステップＳ２２)で所定の周波数ｆの信号を抽出できた場合、レジスタ群１４の各レジスタ１４ｊ等と接続された再現部２４が、累算ステップ（ステップＳ１４）で累算されたレジスタ群１４の各レジスタ１４ｊのデータＶｊ等を所定の周波数ｆに対応する周期Ｔ内でサンプリングされた回数ｋ（≦ｎ）で除算した値（Ｖｊ／ｋ）を再現信号Ｒとして逐次出力する（再現ステップ。ステップＳ２６）。
【００２６】
以上より、本発明の実施例２によれば、判定部２２およびレジスタ群１４の各レジスタ１４ｊ等と接続された再現部をさらに設けることにより、レジスタ群１４の各レジスタ１４ｊ等に累算されたデータＶｊ等を所定の周波数ｆに対応する周期Ｔ内でサンプリングされた回数ｋ（≦ｎ）で除算した値（Ｖｊ／ｋ）を再現信号Ｒとして出力することができる。再現部２４としては、例えばレジスタ群１４の各レジスタ１４ｊ等に累算されたデータＶｊ等をビットシフトして逐次出力する回路を用いることができる。このため、実施例１の効果に加えて、簡易なビットシフト回路等を付加することにより、抽出された周波数成分ｆを有する元の波形を再現することができる周波数抽出器等を提供することができる。
【実施例３】
【００２７】
図６は、上述した各実施例を実現するための本発明のコンピュータ・プログラムを実行する周波数抽出器１０等のコンピュータの内部回路４０を示すブロック図である。図６に示されるように、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、画像制御部４６、コントローラ４７、入力制御部４９および外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）部５１はバス５２に接続されている。図６において、上述の本発明のコンピュータ・プログラムは、ＲＯＭ４２、ディスク４８ａまたはＣＤ−ＲＯＭ４８ｎ等の記録媒体（脱着可能な記録媒体を含む）に記録されている。本発明のコンピュータ・プログラムは、ＲＯＭ４２からバス５２を介し、またはディスク４８ａ若しくはＣＤ−ＲＯＭ４８ｎ等の記録媒体からコントローラ４７を経由してバス５２を介しＲＡＭ４３へロードされる。入力制御部４９は周波数抽出器１０等にサンプリングを行なう一定期間の値または抽出したい周波数ｆの値等を入力するためのマウス、テンキー等の入力装置（不図示）と接続され入力制御を行なうことができる。画像メモリであるＶＲＡＭ４５は周波数抽出器１０等の表示部（不図示）の少なくとも一画面分のデータ容量に相当する容量を有しており、画像制御部４６はＶＲＡＭ４５のデータを画像データへ変換して表示部４４へ送出する機能を有している。外部Ｉ／Ｆ部５１は周波数抽出器１０等が外部の装置等と接続する際の入出力インタフェース機能を有する。
【００２８】
上述のようにＣＰＵ４１が上述の本発明のコンピュータ・プログラムを実行することにより、本発明の目的を達成することができる。当該コンピュータ・プログラムは上述のようにＣＤ−ＲＯＭ４８ｎ等の記録媒体の形態でコンピュータＣＰＵ４１に供給することができ、当該コンピュータ・プログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ４８ｎ等の記録媒体も同様に本発明を構成することになる。当該コンピュータ・プログラムを記録した記録媒体としては上述された記録媒体の他に、例えばメモリ・カード、メモリ・スティック、ＤＶＤ、光ディスク、ＦＤ等を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の活用例として、例えばアナログテレビの音声復調部またはＦＭラジオ復調部をディジタル処理で実現させる際のステレオモードを示すステレオ制御信号の抽出に適用することができる。従来のディジタル処理では多大なタップ数を必要としたが、本発明の周波数抽出器等を適用することにより、簡易な繰返し加算処理等のみでノイズを抑圧した特定周波数抽出器等を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の周波数抽出器等の概要を説明するための入力信号のサンプリングを示す図である。
【図２】本発明の実施例１における周波数抽出器１０を示す図である。
【図３】本発明の実施例１における周波数抽出器１０の動作または周波数抽出方法若しくは周波数抽出プログラムの流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２における周波数抽出器３０を示す図である。
【図５】本発明の実施例２における周波数抽出器３０の動作または周波数抽出方法若しくは周波数抽出プログラムの流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明のコンピュータ・プログラムを実行する周波数抽出器１０等のコンピュータの内部回路４０を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  周波数抽出器、  １２  加算制御部、  １４  レジスタ群、  １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，．．．，１４ｎ  タイミングｊ（ｊ＝１〜ｎ）用レジスタ、  １６  絶対値化部群、  １６ａ，１６ｂ，１６ｃ，．．．，１６ｎ  絶対値化部ｊ（ｊ＝１〜ｎ）、  １８  総加算部、  ２０  タイミング制御部、  ２２  判定部、  ２４  再現部、  ４０  内部回路、  ４１  ＣＰＵ、  ４２  ＲＯＭ、  ４３  ＲＡＭ、  ４４  表示部、  ４５  ＶＲＡＭ、  ４６  画像制御部、  ４７  コントローラ、  ４８ａ  ディスク、  ４８ｎ  ＣＤ−ＲＯＭ、  ４９  入力制御部、  ５０  入力操作部、  ５１  外部Ｉ／Ｆ部、  ５２  バス。
【図１】
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【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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