目標検出装置
【課題】ウェーブレット変換を用いて目標を効率よく検出することができ、回路構成や信号処理の規模を小さくできる目標検出装置を提供する。
【解決手段】検出制御回路１７からの指定に応じてＮ個（Ｎは正の整数）の異なる位置で入力信号をサンプリングしてＮ個の信号を出力する入力変換回路１０と、Ｎ個の信号の各々に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路１１と、入力信号中の目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルにおいて、ウェーブレット変換回路からのＮ個のウェーブレット展開係数の各々が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器１４と、Ｎ個のウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路１６を備える。
【解決手段】検出制御回路１７からの指定に応じてＮ個（Ｎは正の整数）の異なる位置で入力信号をサンプリングしてＮ個の信号を出力する入力変換回路１０と、Ｎ個の信号の各々に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路１１と、入力信号中の目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルにおいて、ウェーブレット変換回路からのＮ個のウェーブレット展開係数の各々が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器１４と、Ｎ個のウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路１６を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標を捜索または追尾するレーダ装置や信号波形を観測する受信装置に適用されて目標を検出する目標検出装置に関し、特にウェーブレット変換を用いて目標を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は信号処理分野において、フーリエ変換や離散コサイン変換（ＤＣＴ）に代えてウェーブレット変換がよく利用されている。ウェーブレット変換は、強度が局所的に分布する信号を効率良く処理できるため、画像処理や音声信号処理、さらにはレーダ装置におけるビデオ信号処理などといった種々の分野で応用されている。なお、ウェーブレット変換の詳細に関しては、例えば非特許文献１に記述されている。
【０００３】
ところで、従来のレーダ装置に適用された目標検出装置において、瞬時にしか出現しない目標を表す目標信号を検出するためには、大きいＳＮ比（信号電力対雑音電力比）が必要になるが、目標信号が小さい場合やレーダ装置のアンテナ利得が小さい場合にはＳＮ比が小さく、目標信号を検出できないという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、ウェーブレット変換が信号の変化点に対する感度が高いことに着目し、ウェーブレット変換を利用して目標を検出するレーダ装置が知られている。図１１は、このようなウェーブレット変換を利用した従来のレーダ装置の構成を示す図である。このレーダ装置は、ウェーブレット変換回路１１、展開係数選定回路１２、逆ウェーブレット変換回路６０、ＣＦＡＲ回路１３および検出器１４から構成されている。
【０００５】
このレーダ装置においては、ウェーブレット変換回路１１において入力データをウェーブレット変換することにより生成された展開係数Ｗ１〜Ｗｊは、展開係数選定回路１２に送られる。展開係数選定回路１２は、ノイズが含まれることが予想される展開係数成分を除去した展開係数を逆ウェーブレット変換回路６０に送る。逆ウェーブレット変換回路６０は、与えられた展開係数成分を再び周波数成分に戻し、ＣＦＡＲ（一定誤警報；Constant False Alarm Rate：）回路１３に送る。ＣＦＡＲ回路１３は、逆ウェーブレット変換回路６０から送られてくる再変換後のデータを用いてＣＦＡＲ処理を行い、検出器１４に送る。検出器１４は、ＣＦＡＲ回路１３からの信号に基づき目標検出処理を実行し、検出した目標を表す検出信号を出力する。なお、ＣＦＡＲ回路１３において行われるＣＦＡＲ処理の詳細は、例えば非特許文献２に説明されている。
【非特許文献１】中野他著、“ウェーブレットによる信号処理と画像処理”、共立出版株式会社、ｐｐ．４９−７０、ｐｐ．１０１−１１０（１９９９）
【非特許文献２】関根著、“レーダ信号処理技術”、電子情報通信学会、ｐｐ．９６−１０６（１９９１）
【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、上述したウェーブレット変換を利用した従来のレーダ装置では、受信した信号をウェーブレット変換し、ウェーブレット軸上で不要な成分を除去したのち再合成して時間軸上の信号に戻す。そして、この時間軸上の信号を所定のスレッショルドレベルと比較して目標の有無を判別する。したがって、ウェーブレット変換後の再合成処理が必須であり、回路構成や信号処理の規模が増大するという問題がある。
【０００７】
本発明は、ウェーブレット変換を用いて目標を効率よく検出することができ、しかも、回路構成や信号処理の規模を小さくできる目標検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明は、入力信号のサンプリング位置を指定する検出制御回路と、検出制御回路からの指定に応じてＮ個（Ｎは正の整数）の異なるサンプリング位置で入力信号をサンプリングしてＮ個の信号を出力する入力変換回路と、入力変換回路から出力されるＮ個の信号の各々に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路と、入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルにおいて、ウェーブレット変換回路から出力されるＮ個のウェーブレット展開係数の各々が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器と、検出器によって、Ｎ個のウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、入力信号に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路と、入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルの前後のＮ個（Ｎは正の整数）のレベルの各々において、ウェーブレット変換回路から出力されるウェーブレット展開係数が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器と、検出器によって、Ｎ個のレベルにおけるウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、ウェーブレット変換が信号の変化点に対する感度が高いことを利用して、ウェーブレット展開係数を用いて目標を検出するので、再合成処理が不要であり、回路構成および信号処理の規模を小さくすることができる。また、入力信号のサンプリング位置をずらしたＮ個の信号についてウェーブレット変換を実施し、そのうちのＭ個以上がスレッショルドレベルより大きければ目標を検出した旨の検出信号を出力するので、入力信号に含まれる目標信号の時間的な位置がウェーブレット展開係数の時間的な位置とマッチしていないことによるロスを解消でき、効率よく目標を検出することができる。
【００１１】
また、第２の発明によれば、ウェーブレット変換が信号の変化点に対する感度が高いことを利用して、ウェーブレット展開係数を用いて目標を検出するので、再合成処理が不要であり、回路構成および信号処理の規模を小さくすることができる。また、入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルの前後のＮ個のレベルにおけるウェーブレット展開係数のうちのＭ個以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するので、効率よく目標を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る目標検出装置が捜索用のレーダ装置に適用された場合について説明する。また、以下の各実施例において、同一または相当する構成部分には同一の符号を付して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１に係る目標検出装置の構成を示すブロック図である。この目標検出装置は、入力変換回路１０、ウェーブレット変換回路１１、展開係数選定回路１２、ＣＦＡＲ回路１３、検出器１４、データ蓄積回路１５、Ｍ／Ｎ検出回路１６および検出制御回路１７から構成されている。
【００１４】
入力変換回路１０には、図示しないアンテナを介してビームを送受信することにより得られた受信信号が、入力データｆとして入力される。この入力データｆとしては、送受信信号のレンジセル毎のデータやＰＲＩ（Pulse Repetition Interval：パルス繰返し間隔）毎のデータが用いられる。入力変換回路１０は、検出制御回路１７から送られてくるシフト制御信号に応じて入力データｆをシフトし、ウェーブレット変換回路１１に送る。
【００１５】
ウェーブレット変換回路１１は、入力変換回路１０から送られてくる信号を入力データとし、この入力データに対して離散ウェーブレット変換を施す。ここで、ウェーブレット変換回路１１への入力データを、複素信号ｆ０（Ｉ＋ｊＱ）で表すと、離散ウェーブレット変換の対象となる信号ｆとしては、下式（１）〜（４）に示す４通りなどを考えることができる。
【数１】
【００１６】
ここで、
Ｉ：実部
Ｑ：虚部
ｊ：虚数単位
ウェーブレット変換回路１１は、このような信号ｆを入力データとして、離散ウェーブレット変換を実行し、複数のウェーブレット展開係数ｗｋを求める。離散ウェーブレット変換は、図３（ａ）に示すような入力信号（原波形）をスケーリング係数とウェーブレット展開係数で近似するものである。スケーリング係数には複数のレベル１〜Ｊがあり、各レベルに応じて近似の程度が異なる。ウェーブレット展開係数は、スケーリング係数のレベル間における差に相当する。
【００１７】
このような離散ウェーブレット変換は時間−周波数フィルタで表すことができる。図２は、離散ウェーブレット変換のフィルタ特性を示す図である。レベルの順に、周波数領域は、広域から低域へ遷移する。すなわち、高域においては短時間のフィルタ特性を持ち、低域に行くほど長時間のフィルタ特性を持つようになる。このフィルタ特性は、例えば非特許文献１に説明されているように、下式（５）〜（１０）で表すことができる。
【数２】
【００１８】
ここで、
ｆｊ：ｊレベルの近似関数（ｊ＝１〜Ｊ）
ｇｊ：ｊレベルの展開関数
ｓｋ：スケーリング展開係数（ｋ＝１〜Ｋ）
ｗｋ：ウェーブレット展開係数
φ ：スケーリング関数
ψ ：マザー・ウェーブレット関数
ｐｋ：マザー・ウェーブレット関数により決まる数列
＊ ：複素共役
ここで、（９）式に示すｗは、レベルｊにおける近似関数と実際の波形との差分を表す成分であり、ウェーブレット展開係数を表す。ウェーブレット展開係数が算出される様子を図３に示す。このウェーブレット展開を用いると、少ないヒット数で、目標を表す信号を検出できるというメリットがある。ウェーブレット変換回路１１において得られたウェーブレット展開係数は、展開係数選定回路１２に送られる。
【００１９】
展開係数選定回路１２は、検出制御回路１７から送られてくる選定制御信号に応じて、ウェーブレット変換回路１１から送られてくるウェーブレット展開係数から所定のレベルの展開係数を選定し、ＣＦＡＲ回路１３に送る。
【００２０】
ＣＦＡＲ回路１３は、展開係数選定回路１２から送られてくる展開係数に対して、誤警報確率を一定の低さに抑えた信号を生成し、検出器１４に送る。ＣＦＡＲ回路１３において行われるＣＦＡＲ処理の詳細は、例えば非特許文献２に説明されている。図４は、ＣＦＡＲ回路１３の一例として、相加平均で規格化を行うリニアＣＦＡＲ回路の構成を示すブロック図である。ＣＦＡＲ回路１３は、遅延回路５１、加算回路５２、平均化処理回路５３および除算回路５４から構成されている。
【００２１】
遅延回路５１は、入力された信号ｘｉを遅延させた後、加算回路５２および除算回路５４に送る。加算回路５２は、一定期間に遅延回路５１から送られてくるＮ個のデータを加算し、平均化処理回路５３に送る。平均化処理回路５３は、加算回路５２から送られてくるＮ個のデータの平均値を算出し、除算回路５４に送る。除算回路５４は、遅延回路５１から送られてくるデータを平均値で除算して出力する。なお、ＣＦＡＲ回路１３は、相乗平均で規格化を行う対数ＣＦＡＲ回路によって実現することもできる。
【００２２】
検出器１４は、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号を所定のスレッショルドレベルと比較し、その比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベルより大きければ「検出あり」を表すデータを、そうでなければ「検出なし」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。
【００２３】
データ蓄積回路１５は、検出器１４から送られてくる「検出あり」を表すデータおよび「検出なし」を表すデータを順次記憶する。このデータ蓄積回路１５に記憶されている内容は、Ｍ／Ｎ検出回路１６によって参照される。
【００２４】
Ｍ／Ｎ検出回路１６は、データ蓄積回路１５の内容を参照し、該データ蓄積回路１５に記憶されているＮ個（Ｎは正の整数）のデータのうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が「検出あり」を表すデータである場合に、目標を検出した旨を表す検出信号を出力する。
【００２５】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係る目標検出装置の動作を説明する。まず、概略の動作を説明する。
【００２６】
上述したウェーブレット変換回路１１におけるウェーブレット変換において、もし、入力信号（原波形）にノイズのような非定常な信号が含まれていれば、そのノイズはウェーブレット展開係数ｗに含まれる。そこで、入力信号からノイズを除去するために、図１１に示す従来のレーダ装置では、入力信号を（５）〜（１０）式で分解し、ウェーブレット展開係数ｗのうちノイズが含まれることが予想される成分を除去した上で、（５）〜（１０）式によって再合成して、ノイズ等を除去した出力信号を得ている。
【００２７】
これに対して、本発明に係る目標検出装置では、入力信号を分解した後のウェーブレット展開係数ｗに、検出対象である目標信号も含まれることに着目し、ウェーブレット展開係数ｗの軸で、所定のスレッショルドレベルと比較することにより目標信号を検出する。そのために、ウェーブレット展開係数ｗの軸で、ＣＦＡＲ処理を実施して、スレッショルドレベルを越えた信号を検出信号とする。
【００２８】
この場合において、ウェーブレット展開係数Ｗｃは、入力信号に含まれる目標を表す信号（目標信号）の幅をｎとすると、２ｃ＝ｎを満足するｃより決めることができるが、入力信号中の目標信号の位置によっては、このウェーブレット展開係数Ｗｃの値が小さい場合がある。これを防ぐために、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、入力信号のサンプリング位置をシフトして変化させたＮ個のケースについて、ウェーブレット変換を実施し、ウェーブレット展開係数ＷｃでＣＦＡＲ処理を実施し、Ｎ個のケースのうちのＭ個のケ−ス（Ｎ≧Ｍ）がスレッショルドを越えた場合に目標が検出された旨を表す検出信号を出力する。
【００２９】
図６は、入力信号のサンプリング位置を変えた場合のウェーブレット変換による時間−周波数フィルタと目標信号の関係を示す図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に示す位置（シフトする前の位置）で入力信号をサンプリングした場合の目標信号を示し、目標信号（斜線で示す部分）がレベルＷ３にマッチしていない。これに対し、図６（ｂ）は、図５（ｂ）に示す位置（図５（ａ）に示すサンプリング位置をシフトした位置）で入力信号をサンプリングした場合の目標信号を示し、目標信号（斜線で示す部分）がレベルＷ３にマッチしている。このように、入力信号をシフトすることにより、目標信号が時間−周波数フィルタにマッチして、検出効率を上げることができることがわかる。
【００３０】
次に、本発明の実施例１に係る目標検出装置の詳細な動作を、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３１】
レーダ装置による捜索が開始されると、まず、サンプリング位置のシフトが行われる（ステップＳ１０）。すなわち、検出制御回路１７は、シフト制御信号を入力変換回路１０に送ることによりサンプリング位置をシフトさせる。なお、検出制御回路１７は、各ビームポジションに対する処理の１回目は、サンプリング位置を初期位置に設定する。これにより、入力変換回路１０は、入力データを、検出制御回路１７から送られてくるシフト制御信号に応じた位置でサンプリングし、ウェーブレット変換回路１１に送る。
【００３２】
次いで、離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）が行われる（ステップＳ１１）。ウェーブレット変換回路１１は、入力されたデータに対して離散ウェーブレット変換を実施し、ウェーブレット展開係数を生成して展開係数選定回路１２に送る。展開係数選定回路１２は、検出制御回路１７からの選定制御信号に応じて、目標信号の信号幅に応じたウェーブレット展開係数を選定し、ＣＦＡＲ回路１３に送る。
【００３３】
次いで、ＣＦＡＲ処理が行われる（ステップＳ１２）。すなわち、ＣＦＡＲ回路１３は、展開係数選定回路１２から送られてくるウェーブレット展開係数に対してＣＦＡＲ処理を実施し、検出器１４に送る。次いで、目標信号の検出があるかどうかが調べられる（ステップＳ１３）。すなわち、検出器１４は、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号を所定のスレッショルドレベルと比較する。この比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベルより大きければ「検出あり」と判断され、「検出あり」データ蓄積が行われる（ステップＳ１４）。すなわち、検出器１４は、「検出あり」と判断した場合は、「検出あり」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。
【００３４】
一方、上記比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベル以下であれば「検出なし」と判断され、「検出なし」データ蓄積が行われる（ステップＳ１５）。すなわち、検出器１４は、「検出なし」と判断した場合は、「検出なし」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。
【００３５】
次いで、Ｎ回のサンプリング位置のシフトが終了したかどうかが調べられる（ステップＳ１６）。このステップＳ１６において、終了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳ１０に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、終了したことが判断されると、次いで、Ｍ／Ｎ検出が行われる（ステップＳ１７）。具体的には、Ｍ／Ｎ検出回路１６は、上記ステップＳ１０〜Ｓ１６の処理によってデータ蓄積回路１５に蓄積されたデータを参照し、Ｎ個のデータのうちのＭ個以上が「検出あり」を表すデータである場合に、目標を検出した旨を表す検出信号を外部に出力する。
【００３６】
次いで、全空間の捜索が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ１８）。このステップＳ１８において、全空間の捜索が終了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳ１０に戻り、ビーム方向を次の方向に変更して上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳ１８において、全空間の捜索が終了したことが判断されると、ビーム方向が捜索空間の最初の位置に戻される（ステップＳ１９）。その後、シーケンスはステップＳ１０に戻り、上述した処理が繰り返される。
【実施例２】
【００３７】
本発明の実施例２に係る目標検出装置は、ＣＦＡＲ処理を実施するウェーブレット展開係数の選定方法として、２ｃ＝ｎを満足するウェーブレット展開係数Ｗｃのみを用いるのではなく、ウェーブレット展開係数Ｗｃの前後の複数（Ｎ個）のレベルのウェーブレット展開係数Ｗｃ＋Ｎ／２〜Ｗｃ−Ｎ／２＋１を用い、図９に示すように、Ｎ個のレベルのうち、少なくともＭ個のレベルで所定のスレッショルドレベルを越えた場合に、目標が検出された旨を表す検出信号を出力するようにしたものである。
【００３８】
図８は、本発明の実施例２に係る目標検出装置の構成を示すブロック図である。この目標検出装置は、実施例１に係る目標検出装置から入力変換回路１０が除去されるとともに、実施例１に係る目標検出装置の検出制御回路１７が、検出制御回路１８に置き換えられて構成されている。
【００３９】
検出制御回路１８は、１つのウェーブレット展開係数Ｗｃを選定するのみならず、その前後のＮ個のレベルのウェーブレット展開係数Ｗｃ＋Ｎ／２〜Ｗｃ−Ｎ／２＋１を順次選定するような選定制御信号を発生し、展開係数選定回路１２に送る。
【００４０】
次に、本発明の実施例２に係る目標検出装置の詳細な動作を、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４１】
レーダ装置による捜索が開始されると、まず、展開係数の変更が行われる（ステップＳ２０）。すなわち、検出制御回路１７は、選定制御信号を展開係数選定回路１２に送ることによりウェーブレット展開係数のレベルを変更する。なお、検出制御回路１７は、各ビームポジションに対する処理の初回は、ウェーブレット展開係数のレベルを初期値に設定する。
【００４２】
次いで、離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）が行われる（ステップＳ２１）。ウェーブレット変換回路１１は、入力されたデータに対して離散ウェーブレット変換を実施し、ウェーブレット展開係数を生成して展開係数選定回路１２に送る。展開係数選定回路１２は、検出制御回路１７からの選定制御信号に応じて、ウェーブレット展開係数を選定し、ＣＦＡＲ回路１３に送る。
【００４３】
次いで、ＣＦＡＲ処理が行われる（ステップＳ２２）。すなわち、ＣＦＡＲ回路１３は、展開係数選定回路１２から送られてくるウェーブレット展開係数に対してＣＦＡＲ処理を実施し、検出器１４に送る。次いで、目標信号の検出があるかどうかが調べられる（ステップＳ２３）。すなわち、検出器１４は、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号を所定のスレッショルドレベルと比較する。この比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベルより大きければ「検出あり」と判断され、「検出あり」データ蓄積が行われる（ステップＳ２４）。すなわち、検出器１４は、「検出あり」と判断した場合は、「検出あり」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。一方、上記比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベル以下であれば「検出なし」と判断され、「検出なし」データ蓄積が行われる（ステップＳ２５）。すなわち、検出器１４は、「検出なし」と判断した場合は、「検出なし」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。
【００４４】
次いで、Ｎ回の展開係数の変更が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２６）。このステップＳ２６において、終了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳ２０に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、終了したことが判断されると、次いで、Ｍ／Ｎ検出が行われる（ステップＳ２７）。具体的には、Ｍ／Ｎ検出回路１６は、上記ステップＳ２０〜Ｓ２６の処理によってデータ蓄積回路１５に蓄積されたデータを参照し、Ｎ個のデータのうちのＭ個以上が「検出あり」を表すデータである場合に、目標を検出した旨を表す検出信号を外部に出力する。
【００４５】
次いで、全空間の捜索が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２８）。このステップＳ１８において、全空間の捜索が終了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳ２０に戻り、ビーム方向を次の方向に変更して上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳ２８において、全空間の捜索が終了したことが判断されると、ビーム方向が捜索空間の最初の位置に戻される（ステップＳ２９）。その後、シーケンスはステップＳ２０に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００４６】
この実施例２に係る目標検出装置によれば、目標信号の信号幅が変動する場合や、信号幅が明確に既知でない場合に有効である。
【００４７】
なお、上述した実施例１と実施例２とを組合せ、複数のウェーブレット展開係数の各々についてサンプリング位置を変更しながら目標を検出するように構成することができる。この構成によれば、目標の検出精度を向上させることができる。
【００４８】
また、入力データをウェーブレット変換することにより得られたウェーブレット展開係数をＣＦＡＲ処理して目標を検出するように構成したが、ＣＦＡＲ処理に限らず、例えば固定のスレッショルドレベルを用いて目標を検出する方法、その他の方法で目標を検出するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る目標検出装置は、レーダ装置や受信装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１に係る目標検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】離散ウェーブレット変換のフィルタ特性を示す図である。
【図３】離散ウェーブレット変換においてウェーブレット展開係数が算出される様子を示す図である。
【図４】図１に示すＣＦＡＲ回路の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例１に係る目標検出装置における入力信号の変換を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例１に係る目標検出装置において入力信号のサンプリング位置を変えた場合の時間−周波数フィルタと目標信号の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例１に係る目標検出装置の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の実施例２に係る目標検出装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例２に係る目標検出装置における目標検出の様子を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る目標検出装置の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】従来のウェーブレット変換を利用した目標検出装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 入力変換回路
１１ ウェーブレット変換回路
１２ 展開係数選定回路
１３ ＣＦＡＲ回路
１４ 検出器
１５ データ蓄積回路
１６ Ｍ／Ｎ検出回路
１７、１８ 検出制御回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標を捜索または追尾するレーダ装置や信号波形を観測する受信装置に適用されて目標を検出する目標検出装置に関し、特にウェーブレット変換を用いて目標を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は信号処理分野において、フーリエ変換や離散コサイン変換（ＤＣＴ）に代えてウェーブレット変換がよく利用されている。ウェーブレット変換は、強度が局所的に分布する信号を効率良く処理できるため、画像処理や音声信号処理、さらにはレーダ装置におけるビデオ信号処理などといった種々の分野で応用されている。なお、ウェーブレット変換の詳細に関しては、例えば非特許文献１に記述されている。
【０００３】
ところで、従来のレーダ装置に適用された目標検出装置において、瞬時にしか出現しない目標を表す目標信号を検出するためには、大きいＳＮ比（信号電力対雑音電力比）が必要になるが、目標信号が小さい場合やレーダ装置のアンテナ利得が小さい場合にはＳＮ比が小さく、目標信号を検出できないという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、ウェーブレット変換が信号の変化点に対する感度が高いことに着目し、ウェーブレット変換を利用して目標を検出するレーダ装置が知られている。図１１は、このようなウェーブレット変換を利用した従来のレーダ装置の構成を示す図である。このレーダ装置は、ウェーブレット変換回路１１、展開係数選定回路１２、逆ウェーブレット変換回路６０、ＣＦＡＲ回路１３および検出器１４から構成されている。
【０００５】
このレーダ装置においては、ウェーブレット変換回路１１において入力データをウェーブレット変換することにより生成された展開係数Ｗ１〜Ｗｊは、展開係数選定回路１２に送られる。展開係数選定回路１２は、ノイズが含まれることが予想される展開係数成分を除去した展開係数を逆ウェーブレット変換回路６０に送る。逆ウェーブレット変換回路６０は、与えられた展開係数成分を再び周波数成分に戻し、ＣＦＡＲ（一定誤警報；Constant False Alarm Rate：）回路１３に送る。ＣＦＡＲ回路１３は、逆ウェーブレット変換回路６０から送られてくる再変換後のデータを用いてＣＦＡＲ処理を行い、検出器１４に送る。検出器１４は、ＣＦＡＲ回路１３からの信号に基づき目標検出処理を実行し、検出した目標を表す検出信号を出力する。なお、ＣＦＡＲ回路１３において行われるＣＦＡＲ処理の詳細は、例えば非特許文献２に説明されている。
【非特許文献１】中野他著、“ウェーブレットによる信号処理と画像処理”、共立出版株式会社、ｐｐ．４９−７０、ｐｐ．１０１−１１０（１９９９）
【非特許文献２】関根著、“レーダ信号処理技術”、電子情報通信学会、ｐｐ．９６−１０６（１９９１）
【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、上述したウェーブレット変換を利用した従来のレーダ装置では、受信した信号をウェーブレット変換し、ウェーブレット軸上で不要な成分を除去したのち再合成して時間軸上の信号に戻す。そして、この時間軸上の信号を所定のスレッショルドレベルと比較して目標の有無を判別する。したがって、ウェーブレット変換後の再合成処理が必須であり、回路構成や信号処理の規模が増大するという問題がある。
【０００７】
本発明は、ウェーブレット変換を用いて目標を効率よく検出することができ、しかも、回路構成や信号処理の規模を小さくできる目標検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明は、入力信号のサンプリング位置を指定する検出制御回路と、検出制御回路からの指定に応じてＮ個（Ｎは正の整数）の異なるサンプリング位置で入力信号をサンプリングしてＮ個の信号を出力する入力変換回路と、入力変換回路から出力されるＮ個の信号の各々に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路と、入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルにおいて、ウェーブレット変換回路から出力されるＮ個のウェーブレット展開係数の各々が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器と、検出器によって、Ｎ個のウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、入力信号に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路と、入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルの前後のＮ個（Ｎは正の整数）のレベルの各々において、ウェーブレット変換回路から出力されるウェーブレット展開係数が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器と、検出器によって、Ｎ個のレベルにおけるウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、ウェーブレット変換が信号の変化点に対する感度が高いことを利用して、ウェーブレット展開係数を用いて目標を検出するので、再合成処理が不要であり、回路構成および信号処理の規模を小さくすることができる。また、入力信号のサンプリング位置をずらしたＮ個の信号についてウェーブレット変換を実施し、そのうちのＭ個以上がスレッショルドレベルより大きければ目標を検出した旨の検出信号を出力するので、入力信号に含まれる目標信号の時間的な位置がウェーブレット展開係数の時間的な位置とマッチしていないことによるロスを解消でき、効率よく目標を検出することができる。
【００１１】
また、第２の発明によれば、ウェーブレット変換が信号の変化点に対する感度が高いことを利用して、ウェーブレット展開係数を用いて目標を検出するので、再合成処理が不要であり、回路構成および信号処理の規模を小さくすることができる。また、入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルの前後のＮ個のレベルにおけるウェーブレット展開係数のうちのＭ個以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するので、効率よく目標を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る目標検出装置が捜索用のレーダ装置に適用された場合について説明する。また、以下の各実施例において、同一または相当する構成部分には同一の符号を付して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１に係る目標検出装置の構成を示すブロック図である。この目標検出装置は、入力変換回路１０、ウェーブレット変換回路１１、展開係数選定回路１２、ＣＦＡＲ回路１３、検出器１４、データ蓄積回路１５、Ｍ／Ｎ検出回路１６および検出制御回路１７から構成されている。
【００１４】
入力変換回路１０には、図示しないアンテナを介してビームを送受信することにより得られた受信信号が、入力データｆとして入力される。この入力データｆとしては、送受信信号のレンジセル毎のデータやＰＲＩ（Pulse Repetition Interval：パルス繰返し間隔）毎のデータが用いられる。入力変換回路１０は、検出制御回路１７から送られてくるシフト制御信号に応じて入力データｆをシフトし、ウェーブレット変換回路１１に送る。
【００１５】
ウェーブレット変換回路１１は、入力変換回路１０から送られてくる信号を入力データとし、この入力データに対して離散ウェーブレット変換を施す。ここで、ウェーブレット変換回路１１への入力データを、複素信号ｆ０（Ｉ＋ｊＱ）で表すと、離散ウェーブレット変換の対象となる信号ｆとしては、下式（１）〜（４）に示す４通りなどを考えることができる。
【数１】
【００１６】
ここで、
Ｉ：実部
Ｑ：虚部
ｊ：虚数単位
ウェーブレット変換回路１１は、このような信号ｆを入力データとして、離散ウェーブレット変換を実行し、複数のウェーブレット展開係数ｗｋを求める。離散ウェーブレット変換は、図３（ａ）に示すような入力信号（原波形）をスケーリング係数とウェーブレット展開係数で近似するものである。スケーリング係数には複数のレベル１〜Ｊがあり、各レベルに応じて近似の程度が異なる。ウェーブレット展開係数は、スケーリング係数のレベル間における差に相当する。
【００１７】
このような離散ウェーブレット変換は時間−周波数フィルタで表すことができる。図２は、離散ウェーブレット変換のフィルタ特性を示す図である。レベルの順に、周波数領域は、広域から低域へ遷移する。すなわち、高域においては短時間のフィルタ特性を持ち、低域に行くほど長時間のフィルタ特性を持つようになる。このフィルタ特性は、例えば非特許文献１に説明されているように、下式（５）〜（１０）で表すことができる。
【数２】
【００１８】
ここで、
ｆｊ：ｊレベルの近似関数（ｊ＝１〜Ｊ）
ｇｊ：ｊレベルの展開関数
ｓｋ：スケーリング展開係数（ｋ＝１〜Ｋ）
ｗｋ：ウェーブレット展開係数
φ ：スケーリング関数
ψ ：マザー・ウェーブレット関数
ｐｋ：マザー・ウェーブレット関数により決まる数列
＊ ：複素共役
ここで、（９）式に示すｗは、レベルｊにおける近似関数と実際の波形との差分を表す成分であり、ウェーブレット展開係数を表す。ウェーブレット展開係数が算出される様子を図３に示す。このウェーブレット展開を用いると、少ないヒット数で、目標を表す信号を検出できるというメリットがある。ウェーブレット変換回路１１において得られたウェーブレット展開係数は、展開係数選定回路１２に送られる。
【００１９】
展開係数選定回路１２は、検出制御回路１７から送られてくる選定制御信号に応じて、ウェーブレット変換回路１１から送られてくるウェーブレット展開係数から所定のレベルの展開係数を選定し、ＣＦＡＲ回路１３に送る。
【００２０】
ＣＦＡＲ回路１３は、展開係数選定回路１２から送られてくる展開係数に対して、誤警報確率を一定の低さに抑えた信号を生成し、検出器１４に送る。ＣＦＡＲ回路１３において行われるＣＦＡＲ処理の詳細は、例えば非特許文献２に説明されている。図４は、ＣＦＡＲ回路１３の一例として、相加平均で規格化を行うリニアＣＦＡＲ回路の構成を示すブロック図である。ＣＦＡＲ回路１３は、遅延回路５１、加算回路５２、平均化処理回路５３および除算回路５４から構成されている。
【００２１】
遅延回路５１は、入力された信号ｘｉを遅延させた後、加算回路５２および除算回路５４に送る。加算回路５２は、一定期間に遅延回路５１から送られてくるＮ個のデータを加算し、平均化処理回路５３に送る。平均化処理回路５３は、加算回路５２から送られてくるＮ個のデータの平均値を算出し、除算回路５４に送る。除算回路５４は、遅延回路５１から送られてくるデータを平均値で除算して出力する。なお、ＣＦＡＲ回路１３は、相乗平均で規格化を行う対数ＣＦＡＲ回路によって実現することもできる。
【００２２】
検出器１４は、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号を所定のスレッショルドレベルと比較し、その比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベルより大きければ「検出あり」を表すデータを、そうでなければ「検出なし」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。
【００２３】
データ蓄積回路１５は、検出器１４から送られてくる「検出あり」を表すデータおよび「検出なし」を表すデータを順次記憶する。このデータ蓄積回路１５に記憶されている内容は、Ｍ／Ｎ検出回路１６によって参照される。
【００２４】
Ｍ／Ｎ検出回路１６は、データ蓄積回路１５の内容を参照し、該データ蓄積回路１５に記憶されているＮ個（Ｎは正の整数）のデータのうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が「検出あり」を表すデータである場合に、目標を検出した旨を表す検出信号を出力する。
【００２５】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係る目標検出装置の動作を説明する。まず、概略の動作を説明する。
【００２６】
上述したウェーブレット変換回路１１におけるウェーブレット変換において、もし、入力信号（原波形）にノイズのような非定常な信号が含まれていれば、そのノイズはウェーブレット展開係数ｗに含まれる。そこで、入力信号からノイズを除去するために、図１１に示す従来のレーダ装置では、入力信号を（５）〜（１０）式で分解し、ウェーブレット展開係数ｗのうちノイズが含まれることが予想される成分を除去した上で、（５）〜（１０）式によって再合成して、ノイズ等を除去した出力信号を得ている。
【００２７】
これに対して、本発明に係る目標検出装置では、入力信号を分解した後のウェーブレット展開係数ｗに、検出対象である目標信号も含まれることに着目し、ウェーブレット展開係数ｗの軸で、所定のスレッショルドレベルと比較することにより目標信号を検出する。そのために、ウェーブレット展開係数ｗの軸で、ＣＦＡＲ処理を実施して、スレッショルドレベルを越えた信号を検出信号とする。
【００２８】
この場合において、ウェーブレット展開係数Ｗｃは、入力信号に含まれる目標を表す信号（目標信号）の幅をｎとすると、２ｃ＝ｎを満足するｃより決めることができるが、入力信号中の目標信号の位置によっては、このウェーブレット展開係数Ｗｃの値が小さい場合がある。これを防ぐために、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、入力信号のサンプリング位置をシフトして変化させたＮ個のケースについて、ウェーブレット変換を実施し、ウェーブレット展開係数ＷｃでＣＦＡＲ処理を実施し、Ｎ個のケースのうちのＭ個のケ−ス（Ｎ≧Ｍ）がスレッショルドを越えた場合に目標が検出された旨を表す検出信号を出力する。
【００２９】
図６は、入力信号のサンプリング位置を変えた場合のウェーブレット変換による時間−周波数フィルタと目標信号の関係を示す図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に示す位置（シフトする前の位置）で入力信号をサンプリングした場合の目標信号を示し、目標信号（斜線で示す部分）がレベルＷ３にマッチしていない。これに対し、図６（ｂ）は、図５（ｂ）に示す位置（図５（ａ）に示すサンプリング位置をシフトした位置）で入力信号をサンプリングした場合の目標信号を示し、目標信号（斜線で示す部分）がレベルＷ３にマッチしている。このように、入力信号をシフトすることにより、目標信号が時間−周波数フィルタにマッチして、検出効率を上げることができることがわかる。
【００３０】
次に、本発明の実施例１に係る目標検出装置の詳細な動作を、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３１】
レーダ装置による捜索が開始されると、まず、サンプリング位置のシフトが行われる（ステップＳ１０）。すなわち、検出制御回路１７は、シフト制御信号を入力変換回路１０に送ることによりサンプリング位置をシフトさせる。なお、検出制御回路１７は、各ビームポジションに対する処理の１回目は、サンプリング位置を初期位置に設定する。これにより、入力変換回路１０は、入力データを、検出制御回路１７から送られてくるシフト制御信号に応じた位置でサンプリングし、ウェーブレット変換回路１１に送る。
【００３２】
次いで、離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）が行われる（ステップＳ１１）。ウェーブレット変換回路１１は、入力されたデータに対して離散ウェーブレット変換を実施し、ウェーブレット展開係数を生成して展開係数選定回路１２に送る。展開係数選定回路１２は、検出制御回路１７からの選定制御信号に応じて、目標信号の信号幅に応じたウェーブレット展開係数を選定し、ＣＦＡＲ回路１３に送る。
【００３３】
次いで、ＣＦＡＲ処理が行われる（ステップＳ１２）。すなわち、ＣＦＡＲ回路１３は、展開係数選定回路１２から送られてくるウェーブレット展開係数に対してＣＦＡＲ処理を実施し、検出器１４に送る。次いで、目標信号の検出があるかどうかが調べられる（ステップＳ１３）。すなわち、検出器１４は、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号を所定のスレッショルドレベルと比較する。この比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベルより大きければ「検出あり」と判断され、「検出あり」データ蓄積が行われる（ステップＳ１４）。すなわち、検出器１４は、「検出あり」と判断した場合は、「検出あり」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。
【００３４】
一方、上記比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベル以下であれば「検出なし」と判断され、「検出なし」データ蓄積が行われる（ステップＳ１５）。すなわち、検出器１４は、「検出なし」と判断した場合は、「検出なし」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。
【００３５】
次いで、Ｎ回のサンプリング位置のシフトが終了したかどうかが調べられる（ステップＳ１６）。このステップＳ１６において、終了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳ１０に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、終了したことが判断されると、次いで、Ｍ／Ｎ検出が行われる（ステップＳ１７）。具体的には、Ｍ／Ｎ検出回路１６は、上記ステップＳ１０〜Ｓ１６の処理によってデータ蓄積回路１５に蓄積されたデータを参照し、Ｎ個のデータのうちのＭ個以上が「検出あり」を表すデータである場合に、目標を検出した旨を表す検出信号を外部に出力する。
【００３６】
次いで、全空間の捜索が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ１８）。このステップＳ１８において、全空間の捜索が終了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳ１０に戻り、ビーム方向を次の方向に変更して上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳ１８において、全空間の捜索が終了したことが判断されると、ビーム方向が捜索空間の最初の位置に戻される（ステップＳ１９）。その後、シーケンスはステップＳ１０に戻り、上述した処理が繰り返される。
【実施例２】
【００３７】
本発明の実施例２に係る目標検出装置は、ＣＦＡＲ処理を実施するウェーブレット展開係数の選定方法として、２ｃ＝ｎを満足するウェーブレット展開係数Ｗｃのみを用いるのではなく、ウェーブレット展開係数Ｗｃの前後の複数（Ｎ個）のレベルのウェーブレット展開係数Ｗｃ＋Ｎ／２〜Ｗｃ−Ｎ／２＋１を用い、図９に示すように、Ｎ個のレベルのうち、少なくともＭ個のレベルで所定のスレッショルドレベルを越えた場合に、目標が検出された旨を表す検出信号を出力するようにしたものである。
【００３８】
図８は、本発明の実施例２に係る目標検出装置の構成を示すブロック図である。この目標検出装置は、実施例１に係る目標検出装置から入力変換回路１０が除去されるとともに、実施例１に係る目標検出装置の検出制御回路１７が、検出制御回路１８に置き換えられて構成されている。
【００３９】
検出制御回路１８は、１つのウェーブレット展開係数Ｗｃを選定するのみならず、その前後のＮ個のレベルのウェーブレット展開係数Ｗｃ＋Ｎ／２〜Ｗｃ−Ｎ／２＋１を順次選定するような選定制御信号を発生し、展開係数選定回路１２に送る。
【００４０】
次に、本発明の実施例２に係る目標検出装置の詳細な動作を、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４１】
レーダ装置による捜索が開始されると、まず、展開係数の変更が行われる（ステップＳ２０）。すなわち、検出制御回路１７は、選定制御信号を展開係数選定回路１２に送ることによりウェーブレット展開係数のレベルを変更する。なお、検出制御回路１７は、各ビームポジションに対する処理の初回は、ウェーブレット展開係数のレベルを初期値に設定する。
【００４２】
次いで、離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）が行われる（ステップＳ２１）。ウェーブレット変換回路１１は、入力されたデータに対して離散ウェーブレット変換を実施し、ウェーブレット展開係数を生成して展開係数選定回路１２に送る。展開係数選定回路１２は、検出制御回路１７からの選定制御信号に応じて、ウェーブレット展開係数を選定し、ＣＦＡＲ回路１３に送る。
【００４３】
次いで、ＣＦＡＲ処理が行われる（ステップＳ２２）。すなわち、ＣＦＡＲ回路１３は、展開係数選定回路１２から送られてくるウェーブレット展開係数に対してＣＦＡＲ処理を実施し、検出器１４に送る。次いで、目標信号の検出があるかどうかが調べられる（ステップＳ２３）。すなわち、検出器１４は、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号を所定のスレッショルドレベルと比較する。この比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベルより大きければ「検出あり」と判断され、「検出あり」データ蓄積が行われる（ステップＳ２４）。すなわち、検出器１４は、「検出あり」と判断した場合は、「検出あり」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。一方、上記比較の結果、ＣＦＡＲ回路１３から送られてくる信号が所定のスレッショルドレベル以下であれば「検出なし」と判断され、「検出なし」データ蓄積が行われる（ステップＳ２５）。すなわち、検出器１４は、「検出なし」と判断した場合は、「検出なし」を表すデータをデータ蓄積回路１５に送る。
【００４４】
次いで、Ｎ回の展開係数の変更が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２６）。このステップＳ２６において、終了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳ２０に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、終了したことが判断されると、次いで、Ｍ／Ｎ検出が行われる（ステップＳ２７）。具体的には、Ｍ／Ｎ検出回路１６は、上記ステップＳ２０〜Ｓ２６の処理によってデータ蓄積回路１５に蓄積されたデータを参照し、Ｎ個のデータのうちのＭ個以上が「検出あり」を表すデータである場合に、目標を検出した旨を表す検出信号を外部に出力する。
【００４５】
次いで、全空間の捜索が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２８）。このステップＳ１８において、全空間の捜索が終了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳ２０に戻り、ビーム方向を次の方向に変更して上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳ２８において、全空間の捜索が終了したことが判断されると、ビーム方向が捜索空間の最初の位置に戻される（ステップＳ２９）。その後、シーケンスはステップＳ２０に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００４６】
この実施例２に係る目標検出装置によれば、目標信号の信号幅が変動する場合や、信号幅が明確に既知でない場合に有効である。
【００４７】
なお、上述した実施例１と実施例２とを組合せ、複数のウェーブレット展開係数の各々についてサンプリング位置を変更しながら目標を検出するように構成することができる。この構成によれば、目標の検出精度を向上させることができる。
【００４８】
また、入力データをウェーブレット変換することにより得られたウェーブレット展開係数をＣＦＡＲ処理して目標を検出するように構成したが、ＣＦＡＲ処理に限らず、例えば固定のスレッショルドレベルを用いて目標を検出する方法、その他の方法で目標を検出するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る目標検出装置は、レーダ装置や受信装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１に係る目標検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】離散ウェーブレット変換のフィルタ特性を示す図である。
【図３】離散ウェーブレット変換においてウェーブレット展開係数が算出される様子を示す図である。
【図４】図１に示すＣＦＡＲ回路の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例１に係る目標検出装置における入力信号の変換を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例１に係る目標検出装置において入力信号のサンプリング位置を変えた場合の時間−周波数フィルタと目標信号の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例１に係る目標検出装置の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の実施例２に係る目標検出装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例２に係る目標検出装置における目標検出の様子を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る目標検出装置の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】従来のウェーブレット変換を利用した目標検出装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 入力変換回路
１１ ウェーブレット変換回路
１２ 展開係数選定回路
１３ ＣＦＡＲ回路
１４ 検出器
１５ データ蓄積回路
１６ Ｍ／Ｎ検出回路
１７、１８ 検出制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号のサンプリング位置を指定する検出制御回路と、
前記検出制御回路からの指定に応じてＮ個（Ｎは正の整数）の異なるサンプリング位置で前記入力信号をサンプリングしてＮ個の信号を出力する入力変換回路と、
前記入力変換回路から出力されるＮ個の信号の各々に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路と、
前記入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルにおいて、前記ウェーブレット変換回路から出力されるＮ個のウェーブレット展開係数の各々が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器と、
前記検出器によって、Ｎ個のウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路と、
を備えたことを特徴とする目標検出装置。
【請求項２】
入力信号に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路と、
前記入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルの前後のＮ個（Ｎは正の整数）のレベルの各々において、前記ウェーブレット変換回路から出力されるウェーブレット展開係数が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器と、
前記検出器によって、Ｎ個のレベルにおけるウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路と、
を備えたことを特徴とする目標検出装置。
【請求項１】
入力信号のサンプリング位置を指定する検出制御回路と、
前記検出制御回路からの指定に応じてＮ個（Ｎは正の整数）の異なるサンプリング位置で前記入力信号をサンプリングしてＮ個の信号を出力する入力変換回路と、
前記入力変換回路から出力されるＮ個の信号の各々に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路と、
前記入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルにおいて、前記ウェーブレット変換回路から出力されるＮ個のウェーブレット展開係数の各々が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器と、
前記検出器によって、Ｎ個のウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路と、
を備えたことを特徴とする目標検出装置。
【請求項２】
入力信号に対してウェーブレット変換を行うウェーブレット変換回路と、
前記入力信号に含まれる目標を表す信号の幅に応じて決定されたウェーブレット展開係数のレベルの前後のＮ個（Ｎは正の整数）のレベルの各々において、前記ウェーブレット変換回路から出力されるウェーブレット展開係数が所定のスレッショルドレベルより大きいかどうかを検出する検出器と、
前記検出器によって、Ｎ個のレベルにおけるウェーブレット展開係数のうちのＭ個（Ｍは正の整数であり、Ｎ≧Ｍ）以上が所定のスレッショルドレベルより大きいことが検出された場合に、目標を検出した旨の検出信号を出力するＭ／Ｎ検出回路と、
を備えたことを特徴とする目標検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−４７１１８（Ｐ２００７−４７１１８Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３４３６８（Ｐ２００５−２３４３６８）
【出願日】平成１７年８月１２日（２００５．８．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１２日（２００５．８．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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