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特開2024-92179ＦＳＫ信号識別装置、ＦＳＫ信号識別方法、およびプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024092179
(43)【公開日】2024-07-08
(54)【発明の名称】ＦＳＫ信号識別装置、ＦＳＫ信号識別方法、およびプログラム
(51)【国際特許分類】
H04L 27/14 20060101AFI20240701BHJP
H04L 27/144 20060101ALI20240701BHJP
【ＦＩ】
H04L27/14 A
H04L27/144
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022207936
(22)【出願日】2022-12-26
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】島村 淳一
(57)【要約】
【課題】 ＦＳＫ信号を復調せずに正確に識別すること。
【解決手段】 実施形態によれば、ＦＳＫ信号識別装置は、スペクトラム生成部と、ピーク算出部と、ピークペアリング部と、特徴量生成部と、特徴量マッチング部とを具備する。スペクトラム生成部は、受信した信号から生成されたデジタルＩＱ信号のスペクトラムを生成する。ピーク算出部は、スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出する。ピークペアリング部は、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する。特徴量生成部は、組み合わせ情報から特徴量を生成する。特徴量マッチング部は、特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する。
【選択図】 図１
【解決手段】 実施形態によれば、ＦＳＫ信号識別装置は、スペクトラム生成部と、ピーク算出部と、ピークペアリング部と、特徴量生成部と、特徴量マッチング部とを具備する。スペクトラム生成部は、受信した信号から生成されたデジタルＩＱ信号のスペクトラムを生成する。ピーク算出部は、スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出する。ピークペアリング部は、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する。特徴量生成部は、組み合わせ情報から特徴量を生成する。特徴量マッチング部は、特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
デジタルＩＱ信号からスペクトラムを生成するスペクトラム生成部と、
前記スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出するピーク算出部と、
異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成するピークペアリング部と、
前記組み合わせ情報から特徴量を生成する特徴量生成部と、
前記特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する特徴量マッチング部とを具備する、ＦＳＫ信号識別装置。
前記スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出するピーク算出部と、
異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成するピークペアリング部と、
前記組み合わせ情報から特徴量を生成する特徴量生成部と、
前記特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する特徴量マッチング部とを具備する、ＦＳＫ信号識別装置。
【請求項2】
前記参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記参照信号の前記信号特徴量を蓄積する参照信号特徴量蓄積部とをさらに具備し、
前記特徴量マッチング部は、前記参照信号特徴量蓄積部から前記信号特徴量を取得して対象のＦＳＫ信号の特徴量と比較する、請求項１に記載のＦＳＫ信号識別装置。
前記参照信号の前記信号特徴量を蓄積する参照信号特徴量蓄積部とをさらに具備し、
前記特徴量マッチング部は、前記参照信号特徴量蓄積部から前記信号特徴量を取得して対象のＦＳＫ信号の特徴量と比較する、請求項１に記載のＦＳＫ信号識別装置。
【請求項3】
前記デジタルＩＱ信号のサンプリングレートを変換するサンプリングレート変更部をさらに具備する、請求項１または２に記載のＦＳＫ信号識別装置。
【請求項4】
コンピュータが、受信した信号から生成されたデジタルＩＱ信号のスペクトラムを生成する過程と、
コンピュータが、前記スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出する過程と、
コンピュータが、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する過程と、
コンピュータが、前記組み合わせ情報から特徴量を生成する過程と、
コンピュータが、前記特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する過程とを具備する、ＦＳＫ信号識別方法。
コンピュータが、前記スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出する過程と、
コンピュータが、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する過程と、
コンピュータが、前記組み合わせ情報から特徴量を生成する過程と、
コンピュータが、前記特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する過程とを具備する、ＦＳＫ信号識別方法。
【請求項5】
コンピュータに、受信した信号から生成されたデジタルＩＱ信号のスペクトラムを生成させる命令と、
コンピュータに、前記スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出させる命令と、
コンピュータに、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成させる命令と、
コンピュータに、前記組み合わせ情報から特徴量を生成させる命令と、
コンピュータに、前記特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別させる命令とを含む、プログラム。
コンピュータに、前記スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出させる命令と、
コンピュータに、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成させる命令と、
コンピュータに、前記組み合わせ情報から特徴量を生成させる命令と、
コンピュータに、前記特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別させる命令とを含む、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、ＦＳＫ信号識別装置、ＦＳＫ信号識別方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調された信号（ＦＳＫ信号）を識別することは、例えば電波源の特定などに応用することができ、その他にも様々なニーズがある。受信した信号を復調することができれば、ＦＳＫ信号を識別することは比較的容易である。つまり、未知のＦＳＫ信号を受信してデジタル復調し、シンボル列を生成し、シンボル列と所望のシンボル列とを比較して、ＦＳＫ信号を識別することができる。
【0003】
信号を復調するには、中心周波数、通信速度、シフト幅、トーン数、あるいはシンボルパターンなどの信号諸元を知ることが必要である。これらを正確に測定することが信号を正確に識別する前提となる。当然ながら、誤った測定値で復調すると、正しいシンボル列を得ることができず、識別の結果も正確ではなくなる。
【0004】
その対策として、あらゆる信号諸元を設定し、設定された全ての信号諸元を用いて受信信号を復調し、結果を比較する方法が考えられる。しかし、対象の信号諸元やシンボル列の数が多くなればなるほど計算量が増えてしまい、リソースが大量に消費されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２１－１３６４９３号公報
【特許文献2】特許第５１１５９９１号公報
【特許文献3】特許第５９７１７６８号公報
【特許文献4】特許第４９５０９６３号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】An Industrial-Strength Audio Search Algorithm Avery Li-chun Wang , Th Floor Block F
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ＦＳＫ信号を識別するには、対象とする信号を復調することが必要であった。このため、期待した精度を得られなかったり、大量の計算機資源が必要であった。このような課題を解決し得る技術が求められる。
【0008】
ところで、例えばスマートフォンアプリで知られるように、音声データから曲名を識別する技術がある。しかし、この技術をＦＳＫ信号の識別に応用することは難しい。例えば、キーを変えただけで曲を識別できなくなる。キーが変わることは中心周波数が変化することと同様で、この技術をＦＳＫ信号の識別に応用するには中心周波数を高い精度で合わせる必要がある。そもそもＦＳＫ信号はトーン信号なので、音声信号とは信号の性質が著しく異なる。例えば、ＦＳＫ信号はピーク周波数の時間変化が少ないことから、音声データと比較して同じ特徴量が多く発生する。このため信号ごとの特徴量の違いが小さくなり、対象信号の識別の精度が劣化してしまう。
【0009】
そこで、目的は、ＦＳＫ信号を復調せずに正確に識別することの可能なＦＳＫ信号識別装置、ＦＳＫ信号識別方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
実施形態によれば、ＦＳＫ信号識別装置は、スペクトラム生成部と、ピーク算出部と、ピークペアリング部と、特徴量生成部と、特徴量マッチング部とを具備する。スペクトラム生成部は、デジタルＩＱ信号からスペクトラムを生成する。ピーク算出部は、スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出する。ピークペアリング部は、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する。特徴量生成部は、組み合わせ情報から特徴量を生成する。特徴量マッチング部は、特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
＜構成＞
図１は、実施形態に係わるＦＳＫ信号識別装置の一例を示すブロック図である。図１において、アンテナ１０は実空界から到来する電波を受信し、受信部２０に出力する。受信部２０は、アンテナ１０からのアナログ信号をデジタルに変換し、互いに直交する成分を含むデジタルＩＱ信号を出力する。
図１は、実施形態に係わるＦＳＫ信号識別装置の一例を示すブロック図である。図１において、アンテナ１０は実空界から到来する電波を受信し、受信部２０に出力する。受信部２０は、アンテナ１０からのアナログ信号をデジタルに変換し、互いに直交する成分を含むデジタルＩＱ信号を出力する。
【0013】
信号検出部３０は、受信部２０からデジタルＩＱ信号を取得し、信号を検出する。信号検出部３０は、検出した信号を抽出し信号識別装置４０に出力する。
【0014】
信号識別装置４０は、信号検出部３０からのデジタルＩＱ信号の特徴量と、予め準備した比較対照のための信号（以下、参照信号と表記する）の特徴量（区別のため信号特徴量とする）とを比較し、その結果に基づいてＦＳＫ信号を識別する。
【0015】
図１において、信号識別装置４０は、特徴量計算部６０、参照信号情報管理部５０、および、特徴量マッチング部７０を備える。特徴量計算部６０は、信号検出部３０からのデジタルＩＱ信号の特徴量を計算する。参照信号情報管理部５０は、参照信号の信号諸元の管理、それぞれの信号諸元を用いたデジタルＩＱ信号の生成、および、参照信号の信号特徴量の蓄積などを行う。特徴量マッチング部７０は、信号検出部３０からのデジタルＩＱ信号の特徴量と、参照信号の信号特徴量とのマッチング処理を行う。
【0016】
特徴量計算部６０は、サンプリングレート変更部６１、スペクトラム生成部６２、ピーク算出部６３、ピークペアリング部６４、および、特徴量生成部６５を備える。
【0017】
サンプリングレート変更部６１は、信号検出部３０からのデジタルＩＱ信号を、帯域幅などに応じて適切なサンプリングレートに変換する。スペクトラム生成部６２は、サンプリングレートを変換したデジタルＩＱ信号から、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等の手法によりスペクトラムの時系列データを生成する。
【0018】
ピーク算出部６３は、スペクトラム生成部６２で生成されたスペクトラムの時系列データから、時間フレームごとの周波数のピーク値を算出する。
ピークペアリング部６４は、ピーク算出部６３で算出されたピークの時系列データから、異なるピークどうしのペアを作成し、ペアリングする。そして、ピークペアリング部６４は、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する。
特徴量生成部６５は、ピークペアリング部６４で生成された、ピークのペアごとの組み合わせ情報を入力としてハッシュ値を生成し、特徴量とする。
ピークペアリング部６４は、ピーク算出部６３で算出されたピークの時系列データから、異なるピークどうしのペアを作成し、ペアリングする。そして、ピークペアリング部６４は、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する。
特徴量生成部６５は、ピークペアリング部６４で生成された、ピークのペアごとの組み合わせ情報を入力としてハッシュ値を生成し、特徴量とする。
【0019】
一方、参照信号情報管理部５０は、参照信号諸元情報蓄積部５１、参照信号生成部５２、および、参照信号特徴量蓄積部５３を備える。
参照信号諸元情報蓄積部５１は、参照信号の信号諸元を管理する。ここで、実施形態では、例えば通信速度、シフト幅、シンボルパターンなどを信号諸元とする。
参照信号生成部５２は、参照信号諸元情報蓄積部５１において管理される信号諸元を用いて複数の参照信号を生成する。さらに、参照信号生成部５２は、これらの参照信号に由来するデジタルＩＱ信号を生成する。生成されたデジタルＩＱ信号は、特徴量計算部６０に入力されてその信号特徴量を予め計算される。
参照信号特徴量蓄積部５３は、特徴量計算部６０で計算された信号特徴量を、その元になる参照信号の識別情報（ＩＤ）と対応付けて蓄積する。
参照信号諸元情報蓄積部５１は、参照信号の信号諸元を管理する。ここで、実施形態では、例えば通信速度、シフト幅、シンボルパターンなどを信号諸元とする。
参照信号生成部５２は、参照信号諸元情報蓄積部５１において管理される信号諸元を用いて複数の参照信号を生成する。さらに、参照信号生成部５２は、これらの参照信号に由来するデジタルＩＱ信号を生成する。生成されたデジタルＩＱ信号は、特徴量計算部６０に入力されてその信号特徴量を予め計算される。
参照信号特徴量蓄積部５３は、特徴量計算部６０で計算された信号特徴量を、その元になる参照信号の識別情報（ＩＤ）と対応付けて蓄積する。
【0020】
特徴量マッチング部７０は、信号検出部３０からのデジタルＩＱ信号の特徴量と、参照信号の信号特徴量とのマッチング処理を行う。つまり特徴量マッチング部７０は、信号検出部３０からのデジタルＩＱ信号の特徴量と、参照信号の信号特徴量とを比較し、その結果に基づいてＦＳＫ信号を識別する。
【0021】
＜作用＞
次に、上記構成における作用を説明する。
図２は、図１に示されるＦＳＫ信号識別装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。図２を参照して、参照信号の生成とその信号特徴量の計算について説明する。
次に、上記構成における作用を説明する。
図２は、図１に示されるＦＳＫ信号識別装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。図２を参照して、参照信号の生成とその信号特徴量の計算について説明する。
【0022】
（ステップＳ１）
参照信号生成部５２は、参照信号諸元情報蓄積部５１に蓄積された信号諸元（通信速度、シフト幅、シンボルパターン）を取得する。
参照信号生成部５２は、参照信号諸元情報蓄積部５１に蓄積された信号諸元（通信速度、シフト幅、シンボルパターン）を取得する。
【0023】
（ステップＳ２）
参照信号生成部５２は、ステップＳ１で取得した信号諸元を反映するデジタルＩＱ信号を生成する。生成されたデジタルＩＱ信号は、特徴量計算部６０のスペクトラム生成部６２に入力される。
参照信号生成部５２は、ステップＳ１で取得した信号諸元を反映するデジタルＩＱ信号を生成する。生成されたデジタルＩＱ信号は、特徴量計算部６０のスペクトラム生成部６２に入力される。
【0024】
（ステップＳ３）
スペクトラム生成部６２は、スペクトラムの時系列データを生成する。
図３に示されるように、スペクトラム生成部６２は、参照信号生成部５２から取得したデジタルＩＱ信号を、スライディングポイント数（Ｎｓ）ずつずらしながらＦＦＴ処理を施す。これにより、時間＝ｔ１でのスペクトラム、時間＝ｔ２でのスペクトラム、、、時間ｔｎでのスペクトラム、というように、スペクトラムの時系列データが生成される。ここで、ＮＦはＦＦＴポイント数を表す。
スペクトラム生成部６２は、スペクトラムの時系列データを生成する。
図３に示されるように、スペクトラム生成部６２は、参照信号生成部５２から取得したデジタルＩＱ信号を、スライディングポイント数（Ｎｓ）ずつずらしながらＦＦＴ処理を施す。これにより、時間＝ｔ１でのスペクトラム、時間＝ｔ２でのスペクトラム、、、時間ｔｎでのスペクトラム、というように、スペクトラムの時系列データが生成される。ここで、ＮＦはＦＦＴポイント数を表す。
【0025】
（ステップＳ４）
ピーク算出部６３は、スペクトラム生成部６２で生成されたスペクトラムの時系列データから、各時間に対応するスペクトラムごとにピークを求める。
図４（ｂ）に示されるように、それぞれのスペクトラムの波形は周波数のピークを持つ。予め定められた閾値とピーク値とを比較し、閾値以上のピークを採用する。採用されたピークは、図４（ａ）に示されるように、例えば（時間，周波数）の形式で保存される。ピーク算出部６３は、（時間，周波数）の形式のピーク情報をピークペアリング部６４に入力する。
ピーク算出部６３は、スペクトラム生成部６２で生成されたスペクトラムの時系列データから、各時間に対応するスペクトラムごとにピークを求める。
図４（ｂ）に示されるように、それぞれのスペクトラムの波形は周波数のピークを持つ。予め定められた閾値とピーク値とを比較し、閾値以上のピークを採用する。採用されたピークは、図４（ａ）に示されるように、例えば（時間，周波数）の形式で保存される。ピーク算出部６３は、（時間，周波数）の形式のピーク情報をピークペアリング部６４に入力する。
【0026】
（ステップＳ５）
ピークペアリング部６４は、与えられたピーク情報をもとにペアリング処理を行う。すなわちピークペアリング部６４は、以下に示す１）～３）の手順で、複数のピークのペアを生成する（ペアリング）。
ピークペアリング部６４は、与えられたピーク情報をもとにペアリング処理を行う。すなわちピークペアリング部６４は、以下に示す１）～３）の手順で、複数のピークのペアを生成する（ペアリング）。
【0027】
１） それぞれのピークに、時系列順に番号を付与する。同じ時間にあるピークについては、周波数が低いピークから昇順に順番を付与する。
【0028】
２） 各ピークについて、Ｎ番以上離れたピーク（Ｎは２以上の自然数）から順番にペアを生成する。１つのピークについては最大でＭ個のペアを（Ｍは２以上の自然数）生成する。そして、生成されたペアごとにピークペアリング情報を生成する。
【0029】
図５、および図６はピークペアリングについて説明するための図である。例えばＮ＝２，Ｍ＝３とすると、図５の例では、ピーク１はピーク２とはペアリングをせず、ピーク３とから順にペアリングする。すなわちピーク１はピーク３、ピーク４、ピーク５とペアリングする。
【0030】
３） ピークペアリング情報は、（Ｔｘ，Ｂｘ，Ｔｙ，Ｂｙ）の形式で保存される。こここで、ピークペアリング情報の成分はそれぞれ以下のとおりである。
Ｔｘ：基準ピークの時間
Ｂｘ：基準ピークの周波数ｂｉｎ番号
Ｔｙ：対象ピークの時間
Ｂｙ：対象ピークの周波数ｂｉｎ番号
図６に示されるように、実施形態においては、基準ピークのｂｉｎ番号とペア対象ピークのｂｉｎ番号とが同じ場合には、ピークペアリング情報として採用しない。すなわち図６において、周波数ｂｉｎ番号＝１０に１，２，３，４の４つのピークが表れているが、これらはピークペアとして採用されない。
Ｔｘ：基準ピークの時間
Ｂｘ：基準ピークの周波数ｂｉｎ番号
Ｔｙ：対象ピークの時間
Ｂｙ：対象ピークの周波数ｂｉｎ番号
図６に示されるように、実施形態においては、基準ピークのｂｉｎ番号とペア対象ピークのｂｉｎ番号とが同じ場合には、ピークペアリング情報として採用しない。すなわち図６において、周波数ｂｉｎ番号＝１０に１，２，３，４の４つのピークが表れているが、これらはピークペアとして採用されない。
【0031】
図７は、図６に示されるスペクトラムでのペアリング処理について説明するための図である。Ｎ＝２，Ｍ＝３の設定では、ピーク１のペアリングの候補は、ピーク３、ピーク４、およびピーク５である。ただしピーク３、ピーク４については、周波数ｂｉｎ番号が同じであるので、ペアとして採用しない。従ってペアリング処理ではピーク１と５に関するピークペアリング情報（ｔ１，１０，ｔ５，２５）が生成される。
【0032】
（ステップＳ６）
再び図２に戻って説明を続ける。ピークペアリング部６４は、生成したピークペアリング情報を特徴量生成部６５に入力する。
特徴量生成部６５は、ピークペアリング情報をハッシュ関数に渡してハッシュ値を生成する。上記のとおり、ピークペアリング情報を（Ｔｘ，Ｂｘ，Ｔｙ，Ｂｙ）で表すと、特徴量生成部６５は、（Ｔｙ－Ｔｘ，Ｂｙ－Ｂｘ）をハッシュ関数に入力する。すなわち実施形態では、（対象ピークの時間－基準ピークの時間，対象ピークの周波数ｂｉｎ番号－基準ピークの周波数ｂｉｎ番号）を用いてハッシュ値を生成し、これを特徴量とする。
再び図２に戻って説明を続ける。ピークペアリング部６４は、生成したピークペアリング情報を特徴量生成部６５に入力する。
特徴量生成部６５は、ピークペアリング情報をハッシュ関数に渡してハッシュ値を生成する。上記のとおり、ピークペアリング情報を（Ｔｘ，Ｂｘ，Ｔｙ，Ｂｙ）で表すと、特徴量生成部６５は、（Ｔｙ－Ｔｘ，Ｂｙ－Ｂｘ）をハッシュ関数に入力する。すなわち実施形態では、（対象ピークの時間－基準ピークの時間，対象ピークの周波数ｂｉｎ番号－基準ピークの周波数ｂｉｎ番号）を用いてハッシュ値を生成し、これを特徴量とする。
【0033】
周波数ｂｉｎ番号の差を取ることで、トーン周波数の相対値を処理に用いることができる。これにより、中心周波数の変化に対する抗たん性を持たせることができ、単純な曲名識別技術によっては得られない、高い識別精度を得ることが可能になる。
【0034】
図８は、ハッシュ値の生成の一例について説明するための図である。実施形態では、ハッシュ値の計算に際して、例えば入力の（Ｔｙ－Ｔｘ）成分をＸビットにエンコードし、（Ｂｙ－Ｂｘ）成分をＹビットにエンコードし、さらに数ビットを付加してＺビットの整数値にエンコードする。ここで、ＸはＴｙ－Ｔｘの取り得る最大値に依存し、ＹはＢｙ－Ｂｘの取り得る最大値に依存する。そして、ハッシュ値Ｈと基準ピークの時間Ｔｘとを対応付けて、（Ｔｘ，Ｈ）を信号の特徴量とする。
【0035】
（ステップＳ７）
再び図２に戻って説明を続ける。特徴量生成部６５は、生成した参照信号の特徴量を、参照信号の識別情報（ＩＤ）と対応付けて参照信号特徴量蓄積部５３に保存する。参照信号特徴量蓄積部５３に保存される特徴量の形式は、
ハッシュ値Ｈ→［（信号識別ＩＤ、基準ピークの時間Ｔｘ），．．．］
となる。ハッシュ値と（信号識別ＩＤ、基準ピークの時間Ｔｘ）の関係は必ずしも１対１である必要はなく、１つのハッシュ値に複数の（信号識別ＩＤ、基準ピークの時間Ｔｘ）が紐づくこともある。
再び図２に戻って説明を続ける。特徴量生成部６５は、生成した参照信号の特徴量を、参照信号の識別情報（ＩＤ）と対応付けて参照信号特徴量蓄積部５３に保存する。参照信号特徴量蓄積部５３に保存される特徴量の形式は、
ハッシュ値Ｈ→［（信号識別ＩＤ、基準ピークの時間Ｔｘ），．．．］
となる。ハッシュ値と（信号識別ＩＤ、基準ピークの時間Ｔｘ）の関係は必ずしも１対１である必要はなく、１つのハッシュ値に複数の（信号識別ＩＤ、基準ピークの時間Ｔｘ）が紐づくこともある。
【0036】
【0037】
（ステップＳ１１）
アンテナ１０で捕捉されたのち受信部２０によりデジタルＩＱに変換され、信号検出部３０で検出された信号は、特徴量計算部６０のサンプリングレート変更部６１に入力される。サンプリングレート変更部７１は、入力されたデジタルＩＱ信号を、信号の帯域幅などに応じて適切なサンプリングレートに変換する。
アンテナ１０で捕捉されたのち受信部２０によりデジタルＩＱに変換され、信号検出部３０で検出された信号は、特徴量計算部６０のサンプリングレート変更部６１に入力される。サンプリングレート変更部７１は、入力されたデジタルＩＱ信号を、信号の帯域幅などに応じて適切なサンプリングレートに変換する。
【0038】
（ステップＳ１２）
スペクトラム生成部６２は、ステップＳ３と同様の手順によりスペクトラムの時系列データを生成する。
（ステップＳ１３）
ピーク算出部６３は、スペクトラム生成部６２で生成されたスペクトラムの時系列データから、ステップＳ４と同様の手順によりスペクトラムのピークを算出する。
スペクトラム生成部６２は、ステップＳ３と同様の手順によりスペクトラムの時系列データを生成する。
（ステップＳ１３）
ピーク算出部６３は、スペクトラム生成部６２で生成されたスペクトラムの時系列データから、ステップＳ４と同様の手順によりスペクトラムのピークを算出する。
【0039】
（ステップＳ１４）
ピークペアリング部６４は、与えられたピーク情報をもとに、ステップＳ５と同様の手順によりペアリング処理を行う。
ピークペアリング部６４は、与えられたピーク情報をもとに、ステップＳ５と同様の手順によりペアリング処理を行う。
【0040】
（ステップＳ１５）
特徴量生成部６５は、ピークペアリング部６４から渡されたピークペアリング情報を用いて、ステップＳ６と同様の手順によりハッシュ値を求め、特徴量を生成する。生成された特徴量は、特徴量マッチング部７０に渡される。
特徴量生成部６５は、ピークペアリング部６４から渡されたピークペアリング情報を用いて、ステップＳ６と同様の手順によりハッシュ値を求め、特徴量を生成する。生成された特徴量は、特徴量マッチング部７０に渡される。
【0041】
（ステップＳ１６）
特徴量マッチング部７０は、特徴量生成部６５から渡された特徴量と、参照信号特徴量蓄積部５３に保存されている特徴量とを比較照合し、マッチング処理を行う。すなわち特徴量マッチング部７０は、以下に示す４）～６）の手順でマッチング処理を行い、受信したＦＳＫ信号を識別する。
特徴量マッチング部７０は、特徴量生成部６５から渡された特徴量と、参照信号特徴量蓄積部５３に保存されている特徴量とを比較照合し、マッチング処理を行う。すなわち特徴量マッチング部７０は、以下に示す４）～６）の手順でマッチング処理を行い、受信したＦＳＫ信号を識別する。
【0042】
４） 特徴量マッチング部７０は、参照信号特徴量蓄積部５３を探索して、受信信号の特徴量のハッシュ値と合致するハッシュ値を取得する。合致するハッシュ値があれば、受信信号の基準ピークの時間Ｔｚ→［（信号識別ＩＤ、基準ピークの時間Ｔｘ），．．．］を保持する。
【0043】
５） 特徴量マッチング部７０は、手順４）で求めた関係式を、信号識別ＩＤごとに、
受信信号の基準ピークの時間Ｔｚ→［基準ピークの時間Ｔｘ１，…］
として一覧にまとめる。以下に例を示す。
受信信号の基準ピークの時間Ｔｚ→［基準ピークの時間Ｔｘ１，…］
として一覧にまとめる。以下に例を示す。
【0044】
＜信号識別ＩＤ：０３＞
５→［１１，２３］
６→［１２］
１１→［１７，３４］
・・・
＜信号識別ＩＤ：２１＞
１２→［３，１３，１６］
２０→［１２］
２２→［４，１４］
・・・
６） 特徴量マッチング部７０は、識別対象の基準ピークの時間Ｔｘから、以下のように受信信号の基準ピークの時間Ｔｚを減算する。
５→［１１，２３］
６→［１２］
１１→［１７，３４］
・・・
＜信号識別ＩＤ：２１＞
１２→［３，１３，１６］
２０→［１２］
２２→［４，１４］
・・・
６） 特徴量マッチング部７０は、識別対象の基準ピークの時間Ｔｘから、以下のように受信信号の基準ピークの時間Ｔｚを減算する。
【0045】
［基準ピークの時間Ｔｘ１－受信信号の基準ピークの時間Ｔｚ，…］
以下に例を示す。
以下に例を示す。
【0046】
＜信号識別ＩＤ：０３＞
５→［１１，２３］ ⇒ ［６，１８］
６→［１２］ ⇒ ［６］
１１→［１７，３４］ ⇒ ［６，２２］
・・・
＜信号識別ＩＤ：２１＞
１２→［３，１３，１６］ ⇒ ［－９，１，４］
２０→［１２］ ⇒ ［－８］
２２→［４，２５］ ⇒ ［－１８，３］
（ステップＳ１７）
４） 特徴量マッチング部７０は、手順６）で求めたすべての値のヒストグラムを作成する。そして、ヒストグラムの最大値が既定のしきい値を超えている場合、識別対象の受信信号は該当の信号識別ＩＤの信号と判定する。
５→［１１，２３］ ⇒ ［６，１８］
６→［１２］ ⇒ ［６］
１１→［１７，３４］ ⇒ ［６，２２］
・・・
＜信号識別ＩＤ：２１＞
１２→［３，１３，１６］ ⇒ ［－９，１，４］
２０→［１２］ ⇒ ［－８］
２２→［４，２５］ ⇒ ［－１８，３］
（ステップＳ１７）
４） 特徴量マッチング部７０は、手順６）で求めたすべての値のヒストグラムを作成する。そして、ヒストグラムの最大値が既定のしきい値を超えている場合、識別対象の受信信号は該当の信号識別ＩＤの信号と判定する。
【0047】
図１０は、マッチング処理について説明するための図である。図１０（ｂ）に示されるように、＜信号識別ＩＤ：２１＞のヒストグラムはしきい値を超えていない。よって対象信号は、＜信号識別ＩＤ：２１＞の参照信号に該当しない。一方、図１０（ａ）に示されるように、＜信号識別ＩＤ：３＞のヒストグラムはしきい値を超えている。よって対象信号は、＜信号識別ＩＤ：０３＞の参照信号に該当すると結論付けられる。
【0048】
＜効果＞
以上説明したようにこの実施形態では、受信したＦＳＫ信号のスペクトログラムを生成し、スペクトログラムのピークの周波数位置と時間位置とをセットとしてハッシュ値を求める。一方、様々な信号諸元に基づいて参照信号を予め生成し、同様に、ハッシュ値に基づく特徴量を計算してデータベースに蓄積する。そして、識別対象のＦＳＫ信号の特徴量と、参照信号の特徴量とをマッチングさせ、その結果に基づいてＦＳＫ信号を識別できるようにした。
以上説明したようにこの実施形態では、受信したＦＳＫ信号のスペクトログラムを生成し、スペクトログラムのピークの周波数位置と時間位置とをセットとしてハッシュ値を求める。一方、様々な信号諸元に基づいて参照信号を予め生成し、同様に、ハッシュ値に基づく特徴量を計算してデータベースに蓄積する。そして、識別対象のＦＳＫ信号の特徴量と、参照信号の特徴量とをマッチングさせ、その結果に基づいてＦＳＫ信号を識別できるようにした。
【0049】
以上の過程において、受信したＦＳＫ信号を復調する必要がない。従って実施形態によれば、受信したＦＳＫ信号を復調するために必要な信号諸元（中心周波数、通信速度、シフト幅、および、トーン数）を、信号から測定し取得する必要がない。
【0050】
これらのことから、実施形態によれば、ＦＳＫ信号を復調せずに正確に識別することの可能なＦＳＫ信号識別装置、ＦＳＫ信号識別方法、およびプログラムを提供することが可能となる。従って、識別の精度を向上させることができるのに加え、大量の計算機資源を必要とせず、ＦＳＫ信号を識別することが可能になる。
【0051】
図１１は、ＦＳＫ信号識別装置４０の機能を実装可能なコンピュータの一例を示すブロック図である。図１１において、汎用コンピュータとしてのＦＳＫ信号識別装置４０は、ＣＰＵなどのプロセッサ８６と、ＲＯＭ（Read Only Memory）８８やＲＡＭ（Random Access Memory）９０やＨＤＤ（ハードディスクドライブ）９２などの記憶装置と、各種機器とのインタフェースであるＩ／Ｆ部８２と、出力情報などの各種情報を出力する出力部８０と、ユーザによる操作を受付ける入力部９４と、各部を接続するバス９６とを備える。
【0052】
上記構成において、プロセッサ８６が、ＲＯＭ８８からプログラムをＲＡＭ９０上に読み出して実行することにより、図１に示される各部が汎用のコンピュータで実現される。
【0053】
なお、ＦＳＫ信号識別装置４０で実行される各処理を実行するためのプログラムは、ＨＤＤ９２のファイルシステムに記憶されていてもよいし、または、ＲＯＭ８８に予め組み込まれて提供されてもよい。
【0054】
さらに、ＦＳＫ信号識別装置４０で実行される処理を実行するためのプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されるようにしてもよい。また、当該プログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。
【0055】
実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0056】
１０…アンテナ、２０…受信部、３０…信号検出部、４０…ＦＳＫ信号識別装置、５０…参照信号情報管理部、５１…参照信号諸元情報蓄積部、５２…参照信号生成部、５３…参照信号特徴量蓄積部、６０…特徴量計算部、６１…サンプリングレート変更部、６２…スペクトラム生成部、６３…ピーク算出部、６４…ピークペアリング部、６５…特徴量生成部、７０…特徴量マッチング部、７１…サンプリングレート変更部、８０…出力部、８２…Ｉ／Ｆ部、８６…プロセッサ、８８…ＲＯＭ、９０…ＲＡＭ、９４…入力部、９６…バス。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
