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信号処理装置および方法 コモンズ

国内特許コード P110004249
整理番号 A222P47
掲載日 2011年7月8日
出願番号 特願2008-305829
公開番号 特開2010-128406
登録番号 特許第4864070号
出願日 平成20年12月1日(2008.12.1)
公開日 平成22年6月10日(2010.6.10)
登録日 平成23年11月18日(2011.11.18)
発明者
  • 寅市 和男
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 信号処理装置および方法 コモンズ
発明の概要 【課題】信号に含まれる複数の成分の割合を精度よく分析することができる信号処理装置および方法を提供すること。
【解決手段】信号処理装置は、複数の離散データに対応する信号に含まれる複数の関数の含有率としての各成分値を抽出するためのものであり、複数の離散データと、関数の形状を示す複数の関数値データとの内積を演算する複数の内積演算手段としての乗算部20および加算器30と、複数の内積演算手段による演算結果に基づいて複数の関数の成分値を抽出する成分値抽出手段としての乗算部40、加算器50、乗算器60とを備える。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


離散的なデジタル信号を連続的なアナログ信号に変換する場合に、離散的なデジタル信号の間を補間するために標本化関数が用いられる。この標本化関数としては、従来から様々なものが用いられているが、信号の特性にあった標本化関数を用いることにより、精度の高いデジタル-アナログ変換を行うことが可能になる。例えば、オーディオ信号を考えると、演奏会等で録音された音声信号をサンプリングしてデジタル信号が生成される。この段階で、信号の特性を調べて、その特性に適合する標本化関数を知ることができれば、後に行われるデジタル-アナログ変換処理においてこの標本化関数を用いることができる。



従来から、入力データに含まれる特異点を求め、隣接する特異点間の信号に対して、微分可能回数に着目してクラス分けを行う手法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この手法によると、隣接する特異点間の信号のクラスを判別することができるため、信号の波形成分を分析することができる。
【特許文献1】
特開2001-51979号公報

産業上の利用分野


本発明は、入力される信号の波形成分を分析する信号処理装置および方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の離散データに対応する信号に含まれる複数の関数の含有率としての各成分値を抽出する信号処理装置であって、
前記複数の離散データのそれぞれと、これら複数の離散データの平均値との差分を演算する差分演算手段と、
前記複数の関数のそれぞれについて複数の関数値データとこれら複数の関数値データの平均値との差分を関数差分値としたときに、前記差分演算手段によって前記複数の離散データのそれぞれに対応して演算された複数の差分値と、前記複数の関数のそれぞれに対応する前記関数差分値とを用いて内積演算を行う前記複数の関数のそれぞれに対応する複数の第1の内積演算手段と、
前記複数の関数の関数値データと各関数毎の関数値データの平均との差分の相互積和演算値で構成される行列の逆行列と、前記複数の第1の内積演算手段の出力である内積値列との積を演算することにより、前記複数の関数のそれぞれの前記含有率を抽出する成分値抽出手段と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。

【請求項2】
請求項1において、
アナログ信号を所定周期でサンプリングして前記複数の離散データを出力するアナログ-デジタル変換器をさらに備えることを特徴とする信号処理装置。

【請求項3】
請求項1または2において、
前記第1の内積演算手段は、前記差分演算手段によって演算された複数の差分値のそれぞれと複数の前記関数差分値のそれぞれとを乗算して複数の乗算結果を出力する複数の乗算器を含む第1の乗算部と、前記複数の乗算器から出力される複数の乗算結果を加算する第1の加算器とを有することを特徴とする信号処理装置。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかにおいて、
前記成分値抽出手段は、前記複数の第1の内積演算手段のそれぞれの出力値と、前記複数の関数の中の2つの関数の関数値データと各関数毎の関数値データの平均との差分から作られる行列の余因子行列の要素との内積を演算する複数の第2の内積演算手段を有し、前記複数の第2の内積演算手段による演算結果に、前記2つ関数の値から作られる行列の絶対値の逆数を乗算して前記複数の関数の成分値を抽出することを特徴とする信号処理装置。

【請求項5】
請求項1~4のいずれかにおいて、
前記複数の関数は、微分可能回数によって分類されていることを特徴とする信号処理装置。

【請求項6】
請求項1~5のいずれかにおいて、
前記離散データに対応する信号および前記複数の関数は1変数で表されることを特徴とする信号処理装置。

【請求項7】
請求項1~5のいずれかにおいて、
前記離散データに対応する信号および前記複数の関数は2変数で表されることを特徴とする信号処理装置。

【請求項8】
複数の離散データに対応する信号に含まれる複数の関数の含有率としての各成分値を抽出する信号処理方法であって、
前記複数の離散データのそれぞれと、これら複数の離散データの平均値との差分を差分演算手段によって演算する差分演算ステップと、
前記複数の関数のそれぞれについて複数の関数値データとこれら複数の関数値データの平均値との差分を関数差分値としたときに、前記差分演算ステップにおいて前記複数の離散データのそれぞれに対応して演算された複数の差分値と、前記複数の関数のそれぞれに対応する前記関数差分値とを用いた内積演算を前記複数の関数のそれぞれに対応する複数の第1の内積演算手段で行う第1の内積演算ステップと、
前記複数の関数の関数値データと各関数毎の関数値データの平均との差分の相互積和演算値で構成される行列の逆行列と、前記複数の第1の内積演算手段の出力である内積値列との積を演算することにより、前記複数の関数のそれぞれの前記含有率を抽出する動作を成分値抽出手段によって行う成分値抽出ステップと、
を有することを特徴とする信号処理方法。

【請求項9】
請求項8において、
アナログ信号を所定周期でサンプリングして前記複数の離散データを出力する動作をアナログ-デジタル変換器を用いて行うアナログ-デジタル変換ステップをさらに有することを特徴とする信号処理方法。

【請求項10】
請求項8または9において、
前記第1の内積演算手段は、前記差分演算手段によって演算された複数の差分値のそれぞれと複数の前記関数差分値のそれぞれとを乗算して複数の乗算結果を出力する複数の乗算器を含む第1の乗算部と、前記複数の乗算器から出力される複数の乗算結果を加算する第1の加算器とを有することを特徴とする信号処理方法。

【請求項11】
請求項8~10のいずれかにおいて、
前記成分値抽出手段は、前記複数の第1の内積演算手段のそれぞれの出力値と、前記複数の関数の中の2つの関数の関数値データと各関数毎の関数値データの平均との差分からから作られる行列の余因子行列の要素との内積を演算する複数の第2の内積演算手段を有し、前記複数の第2の内積演算手段による演算結果に、前記2つ関数の値から作られる行列の絶対値の逆数を乗算して前記複数の関数の成分値を抽出することを特徴とする信号処理方法。
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 情報社会を支える新しい高性能情報処理技術 領域
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