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SIGNAL ANALYSIS METHOD, SIGNAL ANALYSIS DEVICE, AND SIGNAL ANALYSIS PROGRAM

Foreign code F110002764
File No. S2008-0216-C0
Posted date Apr 13, 2011
Country WIPO
International application number 2008JP066689
International publication number WO 2009/038056
Date of international filing Sep 17, 2008
Date of international publication Mar 26, 2009
Priority data
  • P2007-243858 (Sep 20, 2007) JP
Title SIGNAL ANALYSIS METHOD, SIGNAL ANALYSIS DEVICE, AND SIGNAL ANALYSIS PROGRAM
Abstract Provided is a signal analysis device having a high frequency resolution not depending on an analysis window length and can perform a highly accurate frequency analysis. When the signal analysis device inputs an analysis object signal to be analyzed, the device calculates such a frequency f', an amplitude A', and an initial phase .phi.' that the sum of a square of a difference between the analysis object signal and a sinusoidal wave model signal expressed by a phase using the frequency f' and the initial phase .phi.', and the amplitude A' is a minimum value.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】入力された信号の周波数解析を行う信号解析方法において、解析対象となる解析対象信号を信号解析装置に入力し、メモリに記憶させる信号入力工程と、前記信号解析装置の演算手段が、前記信号入力工程にて入力されて前記メモリに記憶された前記解析対象信号を読み出し、前記解析対象信号と、周波数f’及び初期位相φ’を用いた位相と振幅A’とによって表される正弦波モデル信号との差の二乗和が最小値になるような前記周波数f’、前記振幅A’、及び前記初期位相φ’を求めるパラメータ算出工程と、前記演算手段が、前記パラメータ算出工程にて求められた前記周波数f’、前記振幅A’、及び前記初期位相φ’に基づく解析結果を解析結果出力手段に出力する解析結果出力工程とを備えることを特徴とする信号解析方法。

【請求項2】前記パラメータ算出工程では、前記演算手段が、前記解析対象信号が1次元の解析対象信号s(xn)である場合、下記一般式(1)の右辺が最小値になるような周波数fx’、振幅A’、及び初期位相φ’を求め、前記解析対象信号が2次元の解析対象信号s(xm,yn)である場合、下記一般式(2)の右辺が最小値になるような周波数fx’,fy’、振幅A’、及び初期位相φ’を求め、前記解析対象信号が3次元の解析対象信号s(xl,ym,zn)である場合、下記一般式(3)の右辺が最小値になるような周波数fx’,fy’,fz’、振幅A’、及び初期位相φ’を求め、前記解析対象信号が4次元の解析対象信号s(xk,yl,zm,wn)である場合、下記一般式(4)の右辺が最小値になるような周波数fx’,fy’,fz’,fw’、振幅A’、及び初期位相φ’を求め、前記解析対象信号がn次元(nは1以上の整数)の解析対象信号s(x1n1,x2n2,x3n3,・・・,xnnn)である場合、下記一般式(5)の右辺が最小値になるような周波数fx1’,fx2’,fx3’,・・・,fxn’、振幅A’、及び初期位相φ’を求めることを特徴とする請求項1記載の信号解析方法。【数1】【数2】【数3】【数4】【数5】

【請求項3】前記パラメータ算出工程では、前記演算手段が、前記周波数f’、前記振幅A’、及び前記初期位相φ’のそれぞれについて適切な初期値を求め、求めた初期値から非線形方程式の最適解に収束させて前記周波数f’、前記振幅A’、及び前記初期位相φ’を求めることを特徴とする請求項1記載の信号解析方法。

【請求項4】前記パラメータ算出工程は、前記演算手段が、前記正弦波モデル信号の位相を構成する前記周波数f’及び前記初期位相φ’について最急降下法を適用して収束させ、当該周波数f’及び当該初期位相φ’を求める第1の算出工程と、前記演算手段が、前記第1の算出工程にて前記周波数f’及び前記初期位相φ’を求めた後、前記正弦波モデル信号の係数としての前記振幅A’について最急降下法を適用して収束させ、当該振幅A’を求める第2の算出工程とを有することを特徴とする請求項3記載の信号解析方法。

【請求項5】前記第1の算出工程では、前記演算手段が、前記最急降下法を適用して前記周波数f’及び前記初期位相φ’を収束させた後、さらに、ニュートン法を適用して前記周波数f’及び前記初期位相φ’を収束させることを特徴とする請求項4記載の信号解析方法。

【請求項6】入力された信号の周波数解析を行う信号解析装置において、解析対象となる解析対象信号を入力する信号入力手段と、前記信号入力手段を介して入力された前記解析対象信号と、周波数f’及び初期位相φ’を用いた位相と振幅A’とによって表される正弦波モデル信号との差の二乗和が最小値になるような前記周波数f’、前記振幅A’、及び前記初期位相φ’を求めるパラメータ算出手段と、前記パラメータ算出手段によって求められた前記周波数f’、前記振幅A’、及び前記初期位相φ’に基づく解析結果を出力する解析結果出力手段とを備えることを特徴とする信号解析装置。

【請求項7】入力された信号の周波数解析を行うコンピュータ実行可能な信号解析プログラムにおいて、前記コンピュータを、解析対象となる解析対象信号を入力する信号入力手段、前記信号入力手段を介して入力された前記解析対象信号と、周波数f’及び初期位相φ’を用いた位相と振幅A’とによって表される正弦波モデル信号との差の二乗和が最小値になるような前記周波数f’、前記振幅A’、及び前記初期位相φ’を求めるパラメータ算出手段、及び、前記パラメータ算出手段によって求められた前記周波数f’、前記振幅A’、及び前記初期位相φ’に基づく解析結果を出力する解析結果出力手段として機能させることを特徴とする信号解析プログラム。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • National University Corporation University of Toyama
  • Inventor
  • HIROBAYASHI, Shigeki
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE(UTILITY MODEL),AG,AL(UTILITY MODEL),AM(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),AO(UTILITY MODEL),AT(UTILITY MODEL),AU,AZ(UTILITY MODEL),BA,BB,BG(UTILITY MODEL),BH(UTILITY MODEL),BR(UTILITY MODEL),BW(UTILITY MODEL),BY(UTILITY MODEL),BZ(UTILITY MODEL),CA,CH,CN(UTILITY MODEL),CO(UTILITY MODEL),CR(UTILITY MODEL),CU(INVENTOR'S CERTIFICATE),CZ(UTILITY MODEL),DE(UTILITY MODEL),DK(UTILITY MODEL),DM(UTILITY MODEL),DO(UTILITY MODEL),DZ,EC(UTILITY MODEL),EE(UTILITY MODEL),EG(UTILITY MODEL),ES(UTILITY MODEL),FI(UTILITY MODEL),GB,GD,GE(UTILITY MODEL),GH(UTILITY CERTIFICATE),GM,GT(UTILITY MODEL),HN,HR(CONSENSUAL PATENT),HU(UTILITY MODEL),ID,IL,IN,IS,JP(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),KG(UTILITY MODEL),KM,KN,KP(INVENTOR'S CERTIFICATE)(UTILITY MODEL),KR(UTILITY MODEL),KZ(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),LA,LC,LK,LR,LS(UTILITY MODEL),LT,LU,LY,MA,MD(UTILITY MODEL),ME(PETTY PATENT),MG,MK,MN,MW,MX(UTILITY MODEL),MY(UTILITY-INNOVATION),MZ(UTILITY MODEL),NA,NG,NI(UTILITY MODEL),NO,NZ,OM(UTILITY MODEL),PG,PH(UTILITY MODEL),PL(UTILITY MODEL),PT(UTILITY MODEL),RO,RS(PETTY PATENT),RU(UTILITY MODEL),SC,SD,SE,SG,SK(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SM,ST,SV(UTILITY MODEL),SY,TJ(UTILITY MODEL),TM(PROVISIONAL PATENT),TN,TR(UTILITY MODEL),TT(UTILITY CERTIFICATE),TZ,UA(UTILITY MODEL),UG(UTILITY CERTIFICATE),US,UZ(UTILITY MODEL),VC(UTILITY CERTIFICATE),VN(PATENT FOR UTILITY SOLUTION),ZA,ZM,ZW,EP(AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MT,NL,NO,PL,PT,RO,SE,SI,SK,TR),OA(BF(UTILITY MODEL),BJ(UTILITY MODEL),CF(UTILITY MODEL),CG(UTILITY MODEL),CI(UTILITY MODEL),CM(UTILITY MODEL),GA(UTILITY MODEL),GN(UTILITY MODEL),GQ(UTILITY MODEL),GW(UTILITY MODEL),ML(UTILITY MODEL),MR(UTILITY MODEL),NE(UTILITY MODEL),SN(UTILITY MODEL),TD(UTILITY MODEL),TG(UTILITY MODEL)),AP(BW(UTILITY MODEL),GH(UTILITY MODEL),GM(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),LS(UTILITY MODEL),MW(UTILITY MODEL),MZ(UTILITY MODEL),NA(UTILITY MODEL),SD(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SZ(UTILITY MODEL),TZ(UTILITY MODEL),UG(UTILITY MODEL),ZM(UTILITY MODEL),ZW(UTILITY MODEL)),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
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