特許 7616379 波動信号処理装置、波動信号処理方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】波動信号処理装置、波動信号処理方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 17/30 20150101AFI20250109BHJP

   G01R 23/16 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H04B17/30

G01R23/16 D

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023529306

(86)(22)【出願日】2021-06-23

(86)【国際出願番号】 JP2021023746

(87)【国際公開番号】W WO2022269789

(87)【国際公開日】2022-12-29

【審査請求日】2023-12-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】荒井 友督

【審査官】赤穂 美香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１９３０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０６０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－８０８６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １７／３０

Ｇ０１Ｒ ２３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一つのセンサによって検出された波動に由来する入力信号に基づいて、高分解能の第１スペクトルと低分解能の第２スペクトルを生成するスペクトル生成手段と、
対象時間フレームにおいて、抽出条件を満たす第１ピークを前記第２スペクトルから抽出する抽出手段と、
前記第１ピークが抽出された対象時間フレームに後続する時間フレームに関して、前記抽出条件を満たす第２ピークを前記第１スペクトルにおいて追尾する追尾手段と、
前記第１ピークを始端として複数の前記第２ピークを含む周波数の時系列データであるピーク波形を生成する波形生成手段と、を備える波動信号処理装置。

【請求項2】

前記スペクトル生成手段は、
時間領域の前記入力信号を時間フレームごとに、周波数領域の信号である周波数スペクトルに変換し、
前記周波数スペクトルを時系列に配列して、前記第１スペクトルを生成し、
前記第１スペクトルを用いて、単位時間ごとに単位周波数で前記第１スペクトルを切り取ったビンごとに周波数の振幅の代表値を計算し、算出された前記代表値に基づいて前記第２スペクトルを生成し、
前記追尾手段は、
前記対象時間フレームに後続する複数の前記時間フレームに関して、前記抽出条件を満たす前記第２ピークを前記第１スペクトルにおいて順次抽出することによって、前記第１ピークに後続する複数の前記第２ピークを追尾する請求項１に記載の波動信号処理装置。

【請求項3】

前記スペクトル生成手段は、
時間領域の前記入力信号を時間フレームごとに、周波数領域の信号である周波数スペクトルに変換し、
前記周波数スペクトルの周波数成分を間引き、
周波数成分が間引かれた前記周波数スペクトルを時系列に配列して、前記第２スペクトルを生成し、
前記第１ピークおよび前記第２ピークが抽出された周辺の分解能をあげて、前記第１スペクトルを局所的に生成し、
前記追尾手段は、
前記対象時間フレームに後続する複数の前記時間フレームに関して、局所的に生成された前記第１スペクトルにおいて前記抽出条件を満たす前記第２ピークを順次抽出することによって、前記第１ピークに後続する複数の前記第２ピークを追尾する請求項１に記載の波動信号処理装置。

【請求項4】

前記抽出手段は、
前記対象時間フレームのビンから抽出された前記第１ピークに関して、前記ビンの内部における振幅が最大となるピーク周波数と、周波数変化量を計算し、
前記追尾手段は、
前記ピーク周波数と前記周波数変化量に基づいて、前記第１ピークに後続するピークの周波数予測値を推定し、推定された前記周波数予測値に応じた追尾範囲の内部において、前記対象時間フレームに後続する前記時間フレームから前記抽出条件を満たす前記第２ピークを検出し、
前記第２ピークが検出された前記時間フレームに後続する時間フレームに関して、前記第２ピークに後続する第２ピークを順次検出することによって、前記第１ピークに後続する前記第２ピークを追尾する請求項２または３に記載の波動信号処理装置。

【請求項5】

前記追尾手段は、
前記第２ピークが最後に検出されてから所定時間が経過すると、最後に検出されていた前記第２ピークが終端の第３ピークであると判定し、
前記波形生成手段は、
前記第１ピークを始端とし、複数の前記第２ピークを経由し、前記第３ピークを終端とする前記ピーク波形を生成する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の波動信号処理装置。

【請求項6】

前記スペクトル生成手段は、
前記対象時間フレームのビンに含まれるフレームの振幅に関する代表値および分散のうち少なくともいずれかを計算し、
前記抽出条件は、
前記代表値が第１閾値以上であるという第１抽出条件と、
前記代表値を雑音レベルで割った値が第２閾値以上であるという第２抽出条件と、
前記代表値の鋭さが第３閾値以上であるという第３抽出条件と、
前記分散が第４閾値以下であるという第４抽出条件と、
前記代表値が極大値を持つという第５抽出条件とのうち少なくともいずれかの条件を含む請求項１乃至５のいずれか一項に記載の波動信号処理装置。

【請求項7】

前記波形生成手段は、
重複する前記ピーク波形に関しては、一つの前記ピーク波形を残してその他の前記ピーク波形を削除し、
時間長が所定の長さに満たない前記ピーク波形に関しては、前記ピーク波形を削除する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の波動信号処理装置。

【請求項8】

少なくとも一つの前記ピーク波形に基づいて、前記波動の波源を有する移動体の軌道を推定する軌道推定手段を備える請求項１乃至７のいずれか一項に記載の波動信号処理装置。

【請求項9】

コンピュータが、
少なくとも一つのセンサによって検出された波動に由来する入力信号に基づいて、高分解能の第１スペクトルと低分解能の第２スペクトルを生成し、
対象時間フレームにおいて、抽出条件を満たす第１ピークを前記第２スペクトルから抽出し、
前記第１ピークが抽出された対象時間フレームに後続する時間フレームに関して、前記抽出条件を満たす第２ピークを前記第１スペクトルにおいて追尾し、
前記第１ピークを始端として複数の前記第２ピークを含む周波数の時系列データであるピーク波形を生成する波動信号処理方法。

【請求項10】

少なくとも一つのセンサによって検出された波動に由来する入力信号に基づいて、高分解能の第１スペクトルと低分解能の第２スペクトルを生成する処理と、
対象時間フレームにおいて、抽出条件を満たす第１ピークを前記第２スペクトルから抽出する処理と、
前記第１ピークが抽出された対象時間フレームに後続する時間フレームに関して、前記抽出条件を満たす第２ピークを前記第１スペクトルにおいて追尾する処理と、
前記第１ピークを始端として複数の前記第２ピークを含む周波数の時系列データであるピーク波形を生成する処理とをコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、波動に由来する信号を処理する波動信号処理装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

複数のセンサによって検出された波動を検証することによって、波源の方向を推定できる。例えば、波動に由来する信号のドップラー効果による周波数変化（ピーク波形とも呼ぶ）を用いれば、波源の方向や位置、速度（軌道とも呼ぶ）を推定できる。波源の軌道の推定における信号解析においては、分解能を高めるために多くの周波数フレームを解析する。周波数フレームが多いほど、ピーク波形を生成するための計算負荷が大きくなる。そのため、波動に由来する信号を解析するためには、計算負荷を軽減することが求められる。

【0003】

特許文献１には、無線信号をスペクトル解析するスペクトル解析装置について開示されている。特許文献１の装置は、ＣＳＳ（Chirp Spread Spectrum）信号の特徴を可視化可能な分解能で無線信号を高速フーリエ変換して、スペクトルを求める。特許文献１の装置は、一定周波数領域内の有効値を採用してスペクトルの周波数分解能を粗くして、無線信号の持続時間を算出する。特許文献１の装置は、持続時間内の有効値を採用してスペクトルの時間分解能を粗くして、無線信号の帯域幅を算出する。特許文献１の装置は、算出された持続時間および帯域幅に基づき、各規格の無線信号の特徴を判別する。

【0004】

特許文献２には、電子デバイスによる発話を復元する方法が開示されている。特許文献２の方法においては、発話信号の中の雑音を抑制して、少なくとも３つのサブバンドを含む帯域幅を有する雑音抑制発話信号を作成する。特許文献２の方法においては、少なくとも３つのサブバンドの各々を繰り返し復元する。特許文献２の方法においては、発話スペクトル信号の極大値をピークとして決定し、それらのピークを追跡する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１９３０４９号公報

【文献】特表２０１８－５０６０７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の手法では、スペクトルの周波数分解能および時間分解能を粗くして求められた持続時間および帯域幅に基づいて、各規格の無線信号の特徴を判別する。特許文献１の手法によれば、複数の規格の無線信号が混在する環境において、ＣＳＳ信号を検出できる。しかしながら、特許文献１の手法は、検出された信号の追尾には適用できなかった。

【0007】

特許文献２の手法において、少なくとも３つのサブバンドの各々は、以前に復元されたサブバンドに基づいて復元される。特許文献２の手法では、データ量の多い発話スペクトル信号から検出されるピークを追跡できるが、データ量が低減されたスペクトルに基づいてピークを追尾することはできない。そのため、特許文献２の手法では、ピークを追尾するための計算にかかる負荷を十分に削減できなかった。

【0008】

本開示の目的は、波動に由来する信号の処理にかかる負荷を軽減できる波動信号処理装置等を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一態様の波動信号処理装置は、少なくとも一つのセンサによって検出された波動に由来する入力信号に基づいて、高分解能の第１スペクトルと低分解能の第２スペクトルを生成するスペクトル生成部と、対象時間フレームにおいて、抽出条件を満たす第１ピークを第２スペクトルから抽出する抽出部と、第１ピークが抽出された対象時間フレームに後続する時間フレームに関して、抽出条件を満たす第２ピークを第１スペクトルにおいて追尾する追尾部と、第１ピークを始端として複数の第２ピークを含む周波数の時系列データであるピーク波形を生成する波形生成部と、を備える。

【0010】

本開示の一態様の波動信号処理方法においては、コンピュータが、少なくとも一つのセンサによって検出された波動に由来する入力信号に基づいて、高分解能の第１スペクトルと低分解能の第２スペクトルを生成し、対象時間フレームにおいて、抽出条件を満たす第１ピークを第２スペクトルから抽出し、第１ピークが抽出された対象時間フレームに後続する時間フレームに関して、抽出条件を満たす第２ピークを第１スペクトルにおいて追尾し、第１ピークを始端として複数の第２ピークを含む周波数の時系列データであるピーク波形を生成する。

【0011】

本開示の一態様のプログラムは、少なくとも一つのセンサによって検出された波動に由来する入力信号に基づいて、高分解能の第１スペクトルと低分解能の第２スペクトルを生成する処理と、対象時間フレームにおいて、抽出条件を満たす第１ピークを第２スペクトルから抽出する処理と、第１ピークが抽出された対象時間フレームに後続する時間フレームに関して、抽出条件を満たす第２ピークを第１スペクトルにおいて追尾する処理と、第１ピークを始端として複数の第２ピークを含む周波数の時系列データであるピーク波形を生成する処理とをコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、波動に由来する信号の処理にかかる負荷を軽減できる波動信号処理装置等を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態に係る波動信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態に係る波動信号処理装置に入力される信号の元となる波動を検出する複数のセンサの配置例について説明するための概念図である。

【図3】第１の実施形態に係る波動信号処理装置によって処理されるフレームについて説明するための概念図である。

【図4】第１の実施形態に係る波動信号処理装置の第１生成部によって生成される第１スペクトルについて説明するための概念図である。

【図5】第１の実施形態に係る波動信号処理装置の第２生成部によって生成される第２スペクトルについて説明するための概念図である。

【図6】第１の実施形態に係る波動信号処理装置の追尾部によるピーク追尾の一例について説明するための概念図である。

【図7】第１の実施形態に係る波動信号処理装置の波形生成部によって生成されるピーク波形の一例を示す概念図である。

【図8】第１の実施形態に係る波動信号処理装置の動作の概要の一例について説明するためのフローチャートである。

【図9】第１の実施形態に係る波動信号処理装置による波形生成処理の一例について説明するためのフローチャートである。

【図10】第１の実施形態に係る波動信号処理装置によるピーク追尾処理の一例について説明するためのフローチャートである。

【図11】第２の実施形態に係る波動信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図12】第２の実施形態に係る波動信号処理装置に入力される信号の元となる波動を検出する複数のセンサの配置例について説明するための概念図である。

【図13】第２の実施形態に係る波動信号処理装置によって推定された軌道を表示機器の画面に表示させる一例を示す概念図である。

【図14】第２の実施形態に係る波動信号処理装置の動作の概要の一例について説明するためのフローチャートである。

【図15】第２の実施形態に係る波動信号処理装置による軌道推定処理の一例について説明するためのフローチャートである。

【図16】第３の実施形態に係る波動信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図17】各実施形態の処理を実行するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。

【0015】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る波動信号処理装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、移動体が有する波源から発せられた波動を、複数のセンサによって検出する。本実施形態の波動信号処理装置は、複数のセンサによって検出された波動に基づいて、検出された波動に関するスペクトログラムを生成する。本実施形態の波動信号処理装置は、生成されたスペクトログラムに関して、移動体の移動に伴うドップラー効果を検証可能にする周波数の時系列データ（ピーク波形とも呼ぶ）を生成する。本実施形態において、センサによって検出される波動の周波数帯は、ドップラー効果を検証可能な帯域幅であるものとする。

【0016】

（構成）
図１は、本実施形態の波動信号処理装置１０の構成の一例を示すブロック図である。波動信号処理装置１０は、信号入力部１１、第１生成部１２、第２生成部１３、抽出部１４、追尾部１５、および波形生成部１６を備える。第１生成部１２および第２生成部１３は、スペクトル生成部１２０を構成する。以下においては、第１生成部１２と第２生成部１３を異なる構成として説明するが、第１生成部１２と第２生成部１３はスペクトル生成部１２０として統一的に構成されてもよい。

【0017】

波動信号処理装置１０は、間隔を空けて配置された複数のセンサ１００に接続される。センサ１００は、移動体１１０の有する波源から発せられた波動と、その波源の周囲で発生した様々な波動とが混在した波動を検知する。センサ１００は、検知した波動をデジタル信号（サンプル値系列とも呼ぶ）に変換する。例えば、波源が音源である場合、センサ１００はマイクロホンによって実現できる。例えば、波源が振動源である場合、センサ１００は振動センサによって実現できる。センサ１００は、波動を検出できさえすれば、マイクロホンや振動センサに限定されない。波動信号処理装置１０と複数のセンサ１００によって構成されるシステムを、信号処理システムとも呼ぶ。

【0018】

信号入力部１１は、複数のセンサ１００によって検出された波動に由来する信号（入力信号とも呼ぶ）を取得する。信号入力部１１は、時間領域の入力信号を取得する。例えば、信号入力部１１は、入力信号に対して、フィルタリングや雑音除去などの信号処理を行う。信号入力部１１は、複数のセンサ１００に有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。例えば、信号入力部１１は、図示しないネットワーク経由で複数のセンサ１００に接続されてもよい。

【0019】

図２は、複数のセンサ１００の配置例を示す概念図である。複数のセンサ１００が配置された空間には、波源を有する移動体１１０が位置する。複数のセンサ１００は、どのように配置されてもよい。例えば、複数のセンサ１００は、移動体１１０の種別に応じた間隔を空けて配置される。例えば、複数のセンサ１００は、等間隔に配置されてもよいし、任意の間隔で配置されてもよい。また、複数のセンサ１００は、互いに位置関係が変化してもよい。

【0020】

第１生成部１２は、入力信号から高分解能のスペクトル（第一スペクトルと呼ぶ）を算出する。第１生成部１２は、一定の規則に則った単位（時間フレームとも呼ぶ）で時間領域の入力信号から、周波数領域の信号（周波数スペクトルとも呼ぶ）を生成する。例えば、時間フレームの長さは、１０２４サンプルや４０９６サンプルなど、２のｎ乗サンプル（ｎは自然数）に設定される。

【0021】

図３は、第１生成部１２によって生成される時間フレームを時間軸に沿って並べた概念図である。図３には、特定の時刻（時刻ｔ₁、時刻ｔ₂、時刻ｔ₃、・・・）に対応付けられた複数のフレームを示す。図３の例では、複数の時間フレームが、時間的に重複するように設定される。複数の時間フレームは、時間的に重複せずに、シーケンシャルに設定されてもよい。また、複数の時間フレームは、時間的に間隔を空けて設定されてもよい。時間フレームの設定方法について、特に限定を加えない。

【0022】

周波数スペクトルは、各時間フレームにおける周波数成分である。例えば、第１生成部１２は、フーリエ変換によって、周波数スペクトルを生成する。例えば、第１生成部１２は、ＣＱＴ（Constant-Q Transform）やウェーブレット変換などによって、周波数スペクトルを生成してもよい。

【0023】

図４は、第１生成部１２によって生成される第１スペクトルについて説明するための概念図である。図４の第１スペクトルは、図３に示した各時間フレームから算出した周波数スペクトルを時間軸（縦軸）に沿って時系列の順番に配列したものである。図４の横軸は周波数を表し、各周波数スペクトルを構成するフレーム（図３の時間フレームと区別するため、これを「周波数フレーム」と呼ぶ）の数が９個の例を示すが、実用的な周波数フレームの数を反映させたものではない。周波数分解能を大きくするためには、図３の各周波数フレーム内のサンプル数を増やせばよい。

【0024】

第２生成部１３は、第１生成部１２によって生成された第１スペクトルの分解能を粗くし、低分解能のスペクトル（第２スペクトルとも呼ぶ）を生成する。第２生成部１３は、第１スペクトルに基づいて、単位時間および単位周波数ごとに複数のフレームを統合した塊（ビンとも呼ぶ）を設定する。互いに隣接し合うビンは、境界部分のフレームを共有してもよい。言い換えると、互いに隣接し合うビンは、重なっていてもよい。第２生成部１３は、ビンに含まれるフレームの振幅の強度やエネルギーの代表値を計算し、算出された代表値に基づいて第２スペクトルを生成する。例えば、第２生成部は、ビンに含まれるフレームの振幅の強度やエネルギーの最大値を代表値として算出する。例えば、第２生成部は、ビンに含まれるフレームの振幅の強度やエネルギーの中央値を代表値として算出する。例えば、第２生成部は、ビンに含まれるフレームの振幅の強度やエネルギーの相加平均値や相乗平均値、調和平均値などの平均値を代表値として算出する。また、第２生成部１３は、ビンごとの振幅の強度やエネルギーの分散を計算し、算出された分散に基づいて第２スペクトルを生成してもよい。例えば、第２生成部は、ビンに含まれるフレームの振幅の強度やエネルギーの分散を算出する。

【0025】

図５は、第２生成部１３によって生成される第２スペクトルについて説明するための概念図である。図５の第２スペクトルは、図４の第１スペクトルに基づいて生成されたものである。図５の例では、複数の時刻（時刻ｔ₁、時刻ｔ₂、時刻ｔ₃、・・・）を含む単位時間（時間窓とも呼ぶ）ごとに、単位周波数（周波数窓とも呼ぶ）で周波数スペクトルを切り取ったビンを構成する。図５の例では、時間窓は４フレーム（４マス）ごとに設定され、周波数窓は３フレーム（３マス）ごとに設定される。以下において、時間窓ｍと周波数窓ｎで切り取られたビンは、ビンｍ－ｎと表記される（ｍ、ｎは自然数）。例えば、時間窓１と周波数窓２で切り取られたビンは、ビン１－２と表記される。

【0026】

抽出部１４は、振幅に関する所定の条件（抽出条件とも呼ぶ）を満たすピーク（第１ピークとも呼ぶ）を、第２スペクトルの各ビンから抽出する。抽出部１４は、抽出条件を満たす複数のピークを、第２スペクトルの各ビンから抽出してもよい。抽出部１４は、時間窓の時系列順で、時間窓を共通とする複数のビンからピークを抽出する。以下において、時間窓を共通とする複数のビンを時間ビンとも呼ぶ。抽出されるピークを始端とする周波数の時系列データをピーク波形と呼ぶ。抽出部１４が抽出するピーク（第１ピーク）は、ピーク波形の始端（ピーク始端とも呼ぶ）である。すなわち、抽出部１４は、第２スペクトルの時間ビンから、ピーク波形のピーク始端を抽出する。ピーク波形を構成するピークのうち、ピーク始端に後続するピーク（第２ピークとも呼ぶ）は、追尾部１５によって追尾される。

【0027】

抽出条件は、以下の条件（第１～第５抽出条件）を含む。以下の第１～第５抽出条件においては、第２スペクトルの複数のビンの振幅の値（強度、エネルギー）について設定される。抽出条件は、第１スペクトルにおいてピーク（第２ピーク）の追尾にも用いられる。

【0028】

第１抽出条件は、第２生成部１３で生成された代表値が閾値以上であるという条件である。第１抽出条件における代表値は、例えば、振幅の強度やエネルギーの平均値や中央値、最大値である。第１抽出条件における代表値には、分散は含まれない。第１抽出条件において設定される閾値を第１閾値とも呼ぶ。

【0029】

第２抽出条件は、第２生成部１３で生成された代表値を雑音レベルで割った値が閾値以上であるという条件である。第２抽出条件における代表値は、例えば、振幅の強度やエネルギーの平均値や中央値、最大値である。第２抽出条件における代表値には、分散は含まれない。第２抽出条件において設定される閾値を第２閾値とも呼ぶ。例えば、雑音レベルは、波動が検出されない時刻に取得された入力信号に基づいて算出しておけばよい。

【0030】

第３抽出条件は、第２生成部１３で生成された代表値の鋭さが閾値以上であるという条件である。第３抽出条件における代表値は、例えば、振幅の強度やエネルギーの平均値や中央値、最大値である。第３抽出条件における代表値には、分散は含まれない。第３抽出条件において設定される閾値を第３閾値とも呼ぶ。第３抽出条件は、対象の周波数ビンにおける代表値が、前後の周波数ビンにおける代表値に比べて十分大きいことを示す。

【0031】

第４抽出条件は、第２生成部１３で生成された分散が閾値以下であるという条件である。第４抽出条件における分散は、例えば、振幅の強度やエネルギーの分散である。第４抽出条件は、代表値ではなく、分散に関する条件である。第４抽出条件において設定される閾値を第４閾値とも呼ぶ。

【0032】

第５抽出条件は、第２生成部１３で生成された代表値が極大値をもつという条件である。第５抽出条件における代表値は、例えば、振幅の強度やエネルギーの平均値や中央値、最大値である。第５抽出条件における代表値には、分散は含まれない。

【0033】

抽出条件は、第１～第５抽出条件のうち少なくともいずれかが満たされればよい。例えば、抽出条件は、一つだけ満たされてもよいし、全て満たされてもよい。また、第１～第５抽出条件の閾値は、それぞれの抽出条件において検証されるパラメータについて個別に設定される。抽出条件は、第１スペクトルや第２スペクトルから、ピークの候補を検出できれば、第１～第５抽出条件に限定されない。

【0034】

追尾部１５は、ピーク始端が抽出された各ビンの振幅が最大となる周波数（ピーク周波数とも呼ぶ）を計算する。追尾部１５は、ピーク始端が抽出された各ビンの内部における周波数の変化量（周波数変化量とも呼ぶ）を計算する。例えば、各ビンの内部における周波数を線形回帰することで得られる直線の傾きを周波数変化量として算出する。

【0035】

追尾部１５は、各ビンから抽出されたピーク始端と、各ビンに関するピーク周波数および周波数変化量に基づいて、各ビンから抽出されたピーク始端に後続するピーク（第２ピーク）を、第１スペクトルから検出する。追尾部１５は、始端ピークが抽出されたビン内のフレームのうち、第１～第５の抽出条件のうちいずれかを満たす最初のフレームを検出して、それを始端フレーム（フレーム１）とする。追尾部１５は、フレーム１とその次の時間フレームの中で抽出条件を満たす周波数フレーム（フレーム２）との間で周波数変化量（傾き）を求める。追尾部１５は、フレーム１とフレーム２の間の周波数変化量に基づいて、第２ピークの周波数予測値を計算する。追尾部１５は、算出された周波数予測値に基づいて、フレーム２とその次の時間フレームの中で抽出条件を満たす周波数フレーム（フレーム３）を特定する。追尾部１５は、フレーム２とフレーム３の間の周波数変化量に基づいて、フレーム３とその次の時間フレームの中で抽出条件を満たす周波数フレーム（フレーム４）を特定する。追尾部１５は、このような処理を繰り返して、ピークを追尾する。上記においては、２つのフレームから次のフレームを特定する例をあげたが、３つ以上のフレームに基づいて次のフレームを特定してもよい。例えば、５つのフレーム（フレーム１～５）に関する周波数変化量を求めて、その周波数変化量に基づいて、フレーム５に後続する周波数フレーム（フレーム６）を求めてもよい。ただし、１つのフレームのみから周波数変化量を算出することはできないので、周波数変化量を算出するためには、最低でも２つのフレームが必要である。

【0036】

図６は、追尾部１５によるピークの追尾について説明するための概念図である。図６には、第１スペクトルにおいて追尾されたピークを結ぶ曲線（ピーク波形）を示す。追尾部１５は、ピーク始端が抽出された時間フレーム１に後続する時間フレーム２における、ピークの周波数の予測値（周波数予測値と呼ぶ）を算出する。例えば、追尾部１５は、以下の式１－１を用いて、時間フレーム２における周波数予測値Ｆ_p（２）を計算する。下記の式１－１において、ｓ（１）は、時間フレーム１における周波数の変化量（傾き）である。Ｆ_p（１）は、時間フレーム１におけるピーク始端の周波数である。Δｔ（２）は、時間フレーム１の中央の時間と時間フレーム２の中央の時間との間の時間差である。
Ｆ_p（２）＝Ｆ_p（１）－ｓ（１）×Δｔ（２）・・・（１－１）

【0037】

追尾部１５は、周波数予測値に応じた範囲（追尾範囲とも呼ぶ）の内部で、抽出条件を満たすピークを第１スペクトルから抽出する。例えば、追尾範囲は、波源の移動に伴ってドップラーシフトが起こりうる周波数帯と、周波数予測値とに基づいて設定される。例えば、追尾部１５は、以下の式１－２で示す追尾範囲の内部の周波数Ｆに関してピークを検出する。
Ｆ_p（２）－β＜Ｆ＜Ｆ_p（２）＋β・・・（１－２）

【0038】

例えば、上記の式１－２において、βは、波源の移動に伴うドップラーシフトが起こりうる範囲に設定される。βは、周波数予測値Ｆp（２）ごとに異なる値に設定されてもよい。例えば、βは、音源の速度に応じて、ドップラーシフトの公式に基づいて決められる。βは、波源ごとに設定されてもよいし、波源によらず一定値が設定されてもよい。図６の例において、追尾部１５は、時間フレーム１に含まれる周波数フレームｉ＋２における傾きに基づいて周波数予測値を予測する。追尾部１５は、予測された周波数予測値に応じた追尾範囲の内部で、抽出条件を満たす極大値を時間フレーム２のピークとして抽出する。追尾部１５は、抽出された時間フレーム２のピークと、そのピークの抽出に用いられたピーク始端とを、同一の波源に基づくピーク波形を構成する要素として追尾する。

【0039】

追尾範囲が設定されると、抽出部１４は、対象の時間フレーム１に後続する時間フレーム２以降の時間フレームにおいて、追尾範囲の外部で抽出条件を満たす新たなピーク始端を、第２スペクトルから抽出する。抽出部１４による新たなピーク始端の抽出は、追尾範囲が設定されていれば、任意のタイミングで開始できる。追尾部１５は、時間フレーム１において抽出されたピーク始端と同様に、時間フレーム２において新たに抽出されたピーク始端についてピークの追尾を行う。

【0040】

追尾部１５は、時間フレーム３以降についても、時間的に連続する時間フレームにおいてピークを追尾する。例えば、追尾部１５は、以下の式１－３を用いて、時間フレーム３以降の時間フレームｗにおける周波数予測値Ｆ_p（ｗ）を計算する（ｗは３以上の自然数）。下記の式１－３において、ｓ（ｗ－１）は、時間フレームｗ－１における周波数変化量（傾き）である。Ｆ_p（ｗ－１）は、時間フレームｗ－１におけるピーク始端の周波数である。Δｔ（ｗ）は、時間フレームｗ－１の中央の時間と時間フレームｗの中央の時間との間の時間差である。
Ｆ_p（ｗ）＝Ｆ_p（ｗ－１）－ｓ（ｗ－１）×Δｔ（ｗ）・・・（１－３）

【0041】

追尾部１５は、時間フレーム３以降についても、追尾範囲の内部で、抽出条件を満たすピークを第１スペクトルから抽出する。例えば、追尾部１５は、以下の式１－４で示す追尾範囲の内部の周波数Ｆに関してピークを検出する。下記の式１－４のβは、上述した式１－２のβと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
Ｆp（ｗ）－β＜Ｆ＜Ｆp（ｗ）＋β・・・（１－４）

【0042】

ピークが抽出された時間フレームに後続する時間フレームにおいてピークが抽出されなかった場合、追尾部１５は、それまでに最後に抽出されたピークの追尾範囲の内部で、抽出条件を満たす追尾中の波動のピークを第１スペクトルから抽出する。例えば、所定時間が経過するまでの間にピークが抽出されなかった場合、時間の経過に応じて追尾範囲を広げてもよい。

【0043】

追尾部１５は、予め設定された所定時間が経過するまで、ピークの追尾を継続する。所定時間は、波動を検出できる時間範囲に応じて設定される。例えば、所定時間は、波源の種別に応じて設定される。波源が自動車である場合、信号待ちなどの想定される停止時間を超えて波動が検出されなければ、自動車が駐車したものとみなせる。この場合、想定される停止時間を所定時間に設定すればよい。例えば、所定時間の経過以降に、追尾が終了した波動が再び抽出された場合、自動車が走行を再開したと判定できる。

【0044】

ピークが抽出されずに所定時間が経過すると、追尾部１５は、それまでに最後に抽出されていたピークを終端（ピーク終端とも呼ぶ）であると判定する。

【0045】

波形生成部１６は、追尾部１５によって追尾されたピークに関して、ピーク始端からピーク終端に至るピークの周波数の時系列データ（ピーク波形とも呼ぶ）を生成する。

【0046】

図７は、波形生成部１６によって生成されるピーク波形の一例を示すグラフである。図７のピーク波形は、図７の第１スペクトルにおいて追尾されたピークに基づくピーク波形を示す。ピーク波形は、波源ごとに生成される。

【0047】

波形生成部１６は、生成された複数のピーク波形に関して、重複する波形を削除する。例えば、波形生成部１６は、生成された複数のピーク波形に関して、部分的に重複する波形を合一化してもよい。例えば、波形生成部１６は、ピーク波形の長さ（時間長）が所定の長さに満たない場合、そのピーク波形を削除してもよい。例えば、波形生成部１６は、生成されたピーク波形を記憶部（図示しない）に保存する。例えば、波形生成部１６は、生成されたピーク波形を外部システム（図示しない）に出力する。例えば、波形生成部１６によって生成されたピーク波形は、波源の軌道推定や、音源の識別などの用途に用いられる。波源の軌道推定については、第２の実施形態において説明する。音源の識別に関しては、音源の種類を推定するために用いられる基底（周波数）の生成に、ピーク波形に関する情報を用いることができる。例えば、学習データとして移動する音源Ａの発する音を収録したデータを入力し、ピーク波形を１つまたは複数生成する。ピーク波形の変曲点における周波数が音源Ａの周波数に対応するため、これを音源Ａの基底として学習することができる。未知の音源Ｘを識別する際は、音源Ｘの周波数スペクトル（Ｖ）と音源Ａの基底（Ｗ）に基づいて、非負値行列因子分解（ＮＭＦ：Non-Negative Matrix Factorization）（下記の式１－５）を用いて、重み（Ｈ）を算出することができる。
Ｖ≒ＷＨ・・・（１－５）
上記の重みＨが予め設定された閾値を上回ったら、音源Ｘを音源Ａとして識別することができる。音源Ｘの周波数もドップラー効果により変動している可能性が高いため、周波数の変動幅ｄｆを計算に入れて、基底Ｗの代わりにＷ±ｄｆとしてもよい。あるいは、より単純な識別方法として、未知の音源Ｘのピーク波形に基づいて推定された周波数が、学習された音源Ａの周波数と同一または近い場合に、音源Ａとして識別することもできる。上記では、識別する音源が１つの場合を例に挙げて説明したが、音源は複数あってもよい。

【0048】

波形生成部１６によって生成されたピーク波形のうち、移動体が有する波源からの信号に基づく波形を、ここではドップラーシフトと呼ぶ。移動体が単一の波源を有し、雑音に起因するピーク波形が観測されないと仮定すると、生成される全てのピーク波形がドップラーシフトに相当する。移動体が複数の波源を有し、雑音に起因するピーク波形が観測されると仮定すると、生成される全てのピーク波形には、複数の波源に関するドップラーシフトと雑音成分が含まれる。

【0049】

上記の手法では、高分解能の第１スペクトルを生成し、第１スペクトルを用いて低分解能の第２スペクトルを生成する例について説明した。例えば、高分解能の第１スペクトルを生成せずに、低分解能の第２スペクトルを生成し、第２スペクトルから抽出されたピークの周辺の追尾範囲を部分的に高分解能にしてピークを追尾するように構成してもよい。追尾範囲を部分的に高分解能にするように構成すれば、全ての時間および周波数に関して高分解能の第１スペクトルを生成しなくてもよい。そのため、初めに第１スペクトルを生成する場合と比較して計算量を低減できる。

【0050】

（動作）
次に、本実施形態の波動信号処理装置１０の動作について図面を参照しながら説明する。図８は、波動信号処理装置１０の動作の概略について説明するためのフローチャートである。図８のフローチャートに沿った処理は、波動信号処理装置１０を動作の主体として説明する。

【0051】

図８において、まず、波動信号処理装置１０は、複数のセンサ１００によって検出された波動に由来する信号を取得する（ステップＳ１１）。

【0052】

次に、波動信号処理装置１０は、取得された信号に関して、高分解能の第１スペクトルを生成する（ステップＳ１２）。

【0053】

次に、波動信号処理装置１０は、生成された第１スペクトルに基づいて、低分解能の第２スペクトルを生成する（ステップＳ１３）。

【0054】

次に、波動信号処理装置１０は、波形生成処理を実行する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の波形生成処理の詳細については後述する。

【0055】

ステップＳ１４の後に処理を継続する場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１４の後に処理を継続しない場合（ステップＳ１５でＮｏ）、図８のフローチャートに沿った処理は終了である。例えば、予定された回数の処理が行われたり、予定の処理時間が経過したりすると、処理が停止される。例えば、ユーザの操作に応じて、処理を停止するように構成されてもよい。

【0056】

〔波形生成処理〕
次に、波動信号処理装置１０による波形生成処理（図８のステップＳ１４）の詳細について図面を参照しながら説明する。図９は、波形生成処理について説明するためのフローチャートである。図９のフローチャートに沿った処理の説明においては、波動信号処理装置１０の構成要素を動作の主体として説明する。

【0057】

図９において、第２スペクトルにおいて抽出条件を満たすピークを検出すると（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、抽出部１４は、最初の時間フレームについて、抽出条件を満たすピークを第２スペクトルから抽出する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２で抽出されるピークは、ピーク波形のピーク始端（第１ピーク）に相当する。第２スペクトルにおいて抽出条件を満たすピークが検出されなかった場合（ステップＳ１１１でＮｏ）、図９のフローチャートに沿った処理は終了である（図８のステップＳ１５に進む）。

【0058】

ステップＳ１１２の次に、追尾部１５は、ピーク追尾処理を実行する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１３のピーク追尾処理の詳細については後述する。

【0059】

次に、波形生成部１６は、ステップＳ１１３のピーク追尾処理で追尾されたピークを用いて、ピーク波形を生成する（ステップＳ１１４）。

【0060】

次に、波形生成部１６は、生成されたピーク波形を保存する（ステップＳ１１５）。波形生成部１６は、生成されたピーク波形を外部に出力してもよい。

【0061】

第２スペクトルにおいて、予測値に基づく追尾範囲の外部で抽出条件を満たす新たなピークが検出されると（ステップＳ１１６でＹｅｓ）、ステップＳ１１２に戻る。そして、新たに検出されたピークに関して、ピーク追尾が行われる。第２スペクトルにおいて、予測値に基づく追尾範囲の外部で抽出条件を満たす新たなピークが検出されなかった場合（ステップＳ１１６でＮｏ）、図９のフローチャートに沿った処理は終了である（図８のステップＳ１５に進む）。

【0062】

〔ピーク追尾処理〕
次に、波動信号処理装置１０によるピーク追尾処理（図９のステップＳ１１３）の詳細について図面を参照しながら説明する。図１０は、ピーク追尾処理について説明するためのフローチャートである。ピーク追尾処理は、高分解能の第１スペクトルにおいて実行される。図１０のフローチャートに沿った処理の説明においては、波動信号処理装置１０の構成要素（追尾部１５）を動作の主体として説明する。

【0063】

図１０において、まず、追尾部１５は、図９のステップＳ１１２で抽出されたピーク（ピーク始端）に関して、対象の時間フレームについて、最大周波数と周波数変化量を計算する（ステップＳ１２１）。対象の時間フレームが最初の時間フレームである場合、追尾部１５は、ピーク始端（第１ピーク）に関して、最大周波数と周波数変化量を計算する。対象の時間フレームが最初の時間フレームではない場合、追尾部１５は、ピーク始端に基づいて抽出されたピーク（第２ピーク）に関して、最大周波数と周波数変化量を計算する。

【0064】

次に、追尾部１５は、対象の時間フレームの最大周波数と周波数変化量に基づいて、対象の時間フレームに後続する時間フレームにおけるピークの周波数の予測値を計算する（ステップＳ１２２）。対象の時間フレームに後続する時間フレームは、対象の時間フレーム以降であれば、対象の時間フレームに時間的に連続してもよいし、対象の時間フレームに時間的に連続しなくてもよい。

【0065】

算出された予測値に基づく追尾範囲の内部で抽出条件を満たすピークが検出された場合（ステップＳ１２３でＹｅｓ）、追尾部１５は、検出されたピーク（第２ピーク）を抽出する（ステップＳ１２４）。ステップＳ１２４の後は、ステップＳ１２１に戻って、後続する時間フレームを対象の時間フレームとし、ピーク追尾処理を継続する。

【0066】

算出された予測値に基づく追尾範囲の内部で抽出条件を満たすピークが検出されなかった場合（ステップＳ１２３でＮｏ）、ピークが最後に検出されてからの経過時間に応じて、異なる処理が実行される。最後にピークが検出されてから所定時間が経過していない場合（ステップＳ１２５でＮｏ）、ステップＳ１２２に戻って、処理中である対象の時間フレームに関して、ピーク追尾処理を継続する。最後にピークが検出されてから所定時間が経過した場合（ステップＳ１２５でＹｅｓ）、図１０のフローチャートに沿った処理は終了である（図９のステップＳ１１４に進む）。

【0067】

以上のように、本実施形態に係る波動信号処理装置は、信号入力部、第１生成部、第２生成部、抽出部、追尾部、および波形生成部を備える。信号入力部は、少なくとも一つのセンサによって検出された波動に由来する信号が入力される。第１生成部は、入力信号に基づいて、高分解能の第１スペクトルを生成する。第２生成部は、低分解能の第２スペクトルを生成する。抽出部は、対象時間フレームにおいて、抽出条件を満たす第１ピークを第２スペクトルから抽出する。追尾部は、第１ピークが抽出された対象時間フレームに後続する時間フレームに関して、抽出条件を満たす第２ピークを第１スペクトルにおいて追尾する。波形生成部は、第１ピークを始端として複数の第２ピークを含む周波数の時系列データであるピーク波形を生成する。

【0068】

本実施形態では、低分解能の第２スペクトルにおいてピーク波形の始端（第１ピーク）を抽出し、高分解能の第１スペクトルにおいて始端（第１ピーク）に後続するピーク（第２ピーク）を追尾する。そのため、本実施形態によれば、ピーク波形の始端（第１ピーク）を抽出する処理を軽減することによって、波動に由来する信号の処理にかかる負荷を軽減できる。また、本実施形態によれば、始端（第１ピーク）に後続するピーク（第２ピーク）の追尾を高分解能の第１スペクトルにおいて実行するため、周波数の推定精度を落とすことなく処理を軽減できる。

【0069】

本実施形態の一態様において、第１生成部は、時間領域の入力信号を時間フレームごとに、周波数領域の信号である周波数スペクトルに変換する。第１生成部は、周波数スペクトルを時系列に配列して、第１スペクトルを生成する。第２生成部は、第１スペクトルを用いて、単位時間ごとに単位周波数で第１スペクトルを切り取ったビンごとの周波数の振幅の代表値を計算し、算出された代表値に基づいて第２スペクトルを生成する。追尾部は、対象時間フレームに後続する複数の時間フレームに関して、抽出条件を満たす第２ピークを第１スペクトルにおいて順次抽出する。追尾部は、抽出条件を満たす第２ピークを第１スペクトルにおいて順次抽出することによって、第１ピークに後続する複数の第２ピークを追尾する。

【0070】

本態様では、時間および周波数の分解能が低い第２スペクトルから第１ピーク（始端）を抽出する。そのため、本態様によれば、第１ピーク（始端）を抽出する処理の負荷を軽減できる。

【0071】

本実施形態の一態様において、第１生成部は、時間領域の入力信号を時間フレームごとに、周波数領域の信号である周波数スペクトルに変換する。第２生成部は、周波数スペクトルの周波数成分を間引き、周波数成分が間引かれた周波数スペクトルを時系列に配列して、第２スペクトルを生成する。第１生成部は、第１ピークおよび第２ピークが抽出された周辺の分解能をあげて、第１スペクトルを局所的に生成する。追尾部は、対象時間フレームに後続する複数の時間フレームに関して、局所的に生成された第１スペクトルにおいて抽出条件を満たす第２ピークを順次抽出する。追尾部は、局所的に生成された第１スペクトルにおいて抽出条件を満たす第２ピークを順次抽出することによって、第１ピークに後続する複数の第２ピークを追尾する。

【0072】

本態様では、ピーク追尾の際に、ピークの周辺の時間および周波数の分解能を高くするため、全ての周波数領域に亘って高分解能の第１スペクトルを生成しなくてもよい。そのため、本態様によれば、スペクトルの生成における処理の負荷を軽減できる。

【0073】

本実施形態の一態様において、抽出部は、対象時間フレームのビンから抽出された第１ピークに関して、ビンの内部における振幅が最大となるピーク周波数と、周波数変化量を計算する。追尾部は、ピーク周波数と周波数変化量に基づいて、第１ピークに後続するピークの周波数予測値を推定する。追尾部は、推定された周波数予測値に応じた追尾範囲の内部において、対象時間フレームに後続する時間フレームから抽出条件を満たす第２ピークを検出する。追尾部は、第２ピークが検出された時間フレームに後続する時間フレームに関して、第２ピークに後続する第２ピークを順次検出することによって、第１ピークに後続する第２ピークを追尾する。

【0074】

本態様では、先行する時間フレームにおけるピーク周波数と周波数変化量（傾き）に基づいて、後続する時間フレームの第２ピークの位置を推定する。そのため、本態様によれば、極大値のみに基づいてピークを抽出する方法に比べて、ノイズに対する頑健性が高くなる。

【0075】

本実施形態の一態様において、追尾部は、最後に第２ピークが検出されてから所定時間が経過すると、最後に検出されていた第２ピークが終端の第３ピークであると判定する。波形生成部は、第１ピークを始端とし、複数の第２ピークを経由し、第３ピークを終端とするピーク波形を生成する。

【0076】

本態様では、第２ピークが最後に検出されてからの経過時間に応じて、ピーク波形の終端を抽出する。そのため、本態様によれば、経過時間に応じてピーク波形の追尾を終了することによって、無駄にピークを追尾し続けることがなくなるので、ピーク追尾の処理を軽減できる。また、本態様によれば、経過時間に応じてピーク波形の終端を明確に判定するので、ピーク波形の長さ（時間長）を明確に決めることができる。

【0077】

本実施形態の一態様において、スペクトル生成部は、対象時間フレームのビンに含まれる時間フレームの振幅に関する代表値および分散のうち少なくともいずれかを計算する。抽出条件は、第１抽出条件、第２抽出条件、第３抽出条件、第４抽出条件、および第５抽出条件のうち少なくともいずれかの条件を含む。第１抽出条件は、代表値が第１閾値以上であるという条件である。第２抽出条件は、代表値を雑音レベルで割った値が第２閾値以上であるという条件である。第３抽出条件は、代表値の鋭さが第３閾値以上であるという条件である。第４抽出条件は、分散が第４閾値以下であるという条件である。第５抽出条件は、代表値が極大値を持つという条件である。本態様によれば、明確な抽出条件に基づいてピークが抽出され、抽出されるピークの質が維持されるため、無駄なピークの抽出に費やされる処理の負荷を軽減できる。

【0078】

本実施形態の一態様において、波形生成部は、重複する前記ピーク波形に関しては、一つのピーク波形を残して、その他のピーク波形を削除する。波形生成部は、時間長が所定の長さに満たないピーク波形に関しては、ピーク波形を削除する。本態様によれば、不要なピーク波形を削除することによって、ピーク波形を記憶する領域を低減できる。

【0079】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る波動信号処理装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の波動信号処理装置は、複数のセンサによって検出された波動に基づいて、その波動の波源を有する移動体の位置の時間変化や速度（以下、軌道と呼ぶ）を推定する。本実施形態において、移動体は、少なくとも一つの波源を有し、各波源が単一の波動を発すると仮定する。本実施形態においては、同一の移動体に関しては、ドップラーシフト量が全ての波源に関して同一であると仮定する。本実施形態において、センサによって検出される波動の周波数帯は、ドップラー効果による変化を検出できる帯域幅であるものとする。

【0080】

（構成）
図１１は、本実施形態の波動信号処理装置２０の構成の一例を示すブロック図である。波動信号処理装置２０は、信号入力部２１、第１生成部２２、第２生成部２３、抽出部２４、追尾部２５、波形生成部２６、および軌道推定部２７を備える。第１生成部２２および第２生成部２３は、スペクトル生成部２２０を構成する。以下においては、第１生成部２２と第２生成部２３を異なる構成として説明するが、第１生成部２２と第２生成部２３をスペクトル生成部２２０として統一的に構成されてもよい。以下においては、第１の実施形態と同様の点については説明を簡略化し、第１の実施形態とは異なる点に焦点を当てて説明する。

【0081】

波動信号処理装置２０は、第１の実施形態と同様に、間隔を空けて配置された複数のセンサ２００に接続される。センサ２００は、第１の実施形態のセンサ１００と同様の構成である。波動信号処理装置２０と複数のセンサ２００によって構成されるシステムを、信号処理システムとも呼ぶ。

【0082】

信号入力部２１は、第１の実施形態の信号入力部１１と同様の構成である。信号入力部２１は、複数のセンサ２００によって検出された波動に由来する信号（入力信号とも呼ぶ）を取得する。また、信号入力部２１は、波源からの波動を検出しうるセンサ２００の位置を取得する。センサ２００の位置が波動信号処理装置２０の記憶部（図示しない）に予め登録されている場合、信号入力部２１は、予め登録されたセンサ２００の位置を取得する。信号入力部２１は、複数のセンサ２００に有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。例えば、信号入力部２１は、図示しないネットワーク経由で複数のセンサ２００に接続されてもよい。

【0083】

図１２は、複数のセンサ２００の配置例を示す概念図である。複数のセンサ２００が配置された空間においては、波源を有する移動体２１０が移動する。移動体２１０の移動に伴う軌跡が、推定対象の軌道Ｒである。複数のセンサ２００は、各々のセンサ２００の位置が特定できれば、どのように配置されてもよい。例えば、複数のセンサ２００は、等間隔に配置されてもよいし、任意の間隔で配置されてもよい。また、複数のセンサ２００は、各々のセンサ２００の位置を判別できれば、互いに位置関係が変化してもよい。例えば、センサ２００として、ＧＰＳ（Global Positioning System）などによって位置情報を特定できる携帯端末に搭載されたマイクロホンや振動センサなどを用いてもよい。以下においては、波源を有する移動体２１０の軌道Ｒの推定に用いられる単位期間において、複数のセンサ２００が配置された空間を移動体２１０が等速直線運動するものとする。

【0084】

第１生成部２２は、第１の実施形態の第１生成部１２と同様の構成である。第１生成部２２は、一定の規則に則った単位（時間フレームとも呼ぶ）で時間領域の入力信号をフーリエ変換し、周波数領域の時系列データ（周波数スペクトルとも呼ぶ）を生成する。第１生成部２２は、生成された複数の周波数スペクトルを用いて、高分解能のスペクトル（第１スペクトルとも呼ぶ）を生成する。

【0085】

第２生成部２３は、第１の実施形態の第２生成部１３と同様の構成である。第２生成部２３は、第１生成部２２によって生成された第１スペクトルの分解能を粗くし、低分解能のスペクトル（第２スペクトルとも呼ぶ）を生成する。第２生成部２３は、第１スペクトルに基づいて、単位時間および単位周波数ごとに複数のフレームを統合した塊（ビンとも呼ぶ）を設定する。第２生成部２３は、ビンに含まれるフレームの振幅（強度、エネルギー）の代表値を計算し、第２スペクトルを生成する。

【0086】

抽出部２４は、第１の実施形態の抽出部１４と同様の構成である。抽出部２４は、各ビンの振幅（強度、エネルギー）に基づいて、抽出条件を満たすピークを各ビンから抽出する。抽出部２４は、時間フレームの時系列順で、時間フレームを共通とする複数のビン（時間ビン）からピークを抽出する。抽出部２４は、第２スペクトルの時間ビンから、ピーク波形のピーク始端（第１ピーク）を抽出する。ピーク波形を構成するピークのうち、ピーク始端に後続するピーク（第２ピーク）は、追尾部２５によって追尾される。

【0087】

追尾部２５は、第１の実施形態の追尾部１５と同様の構成である。追尾部２５は、ピーク始端が抽出された各ビンの内部で振幅が最大となる周波数（ピーク周波数）を計算する。追尾部２５は、ピーク始端が抽出された各ビンの内部における周波数の変化量（周波数変化量とも呼ぶ）を計算する。

【0088】

追尾部２５は、各ビンから抽出されたピーク始端と、各ビンに関するピーク周波数および周波数変化量に基づいて、各ビンから抽出されたピーク始端に後続するピーク（第２ピーク）を、第１スペクトルから検出する。

【0089】

追尾部２５は、周波数予測値に応じた範囲（追尾範囲とも呼ぶ）の内部で、抽出条件を満たすピークを第１スペクトルから抽出する。例えば、追尾範囲は、波源の移動に伴ってドップラーシフトが起こりうる周波数帯と、周波数予測値とに基づいて設定される。

【0090】

追尾範囲が設定されると、抽出部２４は、対象の時間フレームに後続する時間フレームにおいて、追尾範囲の外部で抽出条件を満たす新たなピーク始端を抽出する。抽出部２４による新たなピーク始端の抽出は、追尾範囲が設定されていれば、任意のタイミングで開始できる。追尾部２５は、対象の時間フレームにおいて抽出されたピーク（ピーク始端）と同様に、後続する時間フレームにおいて新たに抽出されたピーク始端についてピークの追尾を行う。

【0091】

連続する時間フレームにおいてピークが抽出されなかった場合、追尾部２５は、最後に抽出されたピークの追尾範囲の内部で、第１スペクトルにおいて抽出条件を満たす追尾中の波動のピークを抽出する。追尾部２５は、予め設定された所定時間が経過するまで、ピークの追尾を継続する。例えば、所定時間が経過するまでの間にピークが抽出されなかった場合、時間の経過に応じて追尾範囲を広げてもよい。ピークが抽出されずに所定時間が経過すると、追尾部２５は、それまでに最後に抽出されていたピークを終端（ピーク終端とも呼ぶ）であると判定する。

【0092】

波形生成部２６は、第１の実施形態の波形生成部１６と同様の構成である。波形生成部２６は、追尾部２５によって追尾された波動に関して、ピーク始端からピーク終端に至るピークの周波数の時系列データ（ピーク波形）を生成する。

【0093】

波形生成部２６は、生成された複数のピーク波形に関して、重複する波形を削除する。例えば、波形生成部２６は、生成された複数のピーク波形に関して、部分的に重複する波形を合一化してもよい。例えば、波形生成部２６は、ピーク波形の長さ（時間長）が所定の長さに満たない場合、そのピーク波形を削除してもよい。波形生成部２６は、生成されたピーク波形を軌道推定部２７に出力する。波形生成部２６によって生成されたピーク波形は、波源を有する移動体２１０の軌道Ｒの推定に用いられる。

【0094】

波形生成部２６によって抽出されたピーク波形のうち、軌道Ｒの推定対象である移動体２１０の波源からの信号に基づく波形をドップラーシフトと呼ぶ。移動体２１０が単一の波源を有し、雑音に起因するピーク波形が観測されないと仮定すると、生成される全てのピーク波形がドップラーシフトに相当する。移動体が複数の波源を有し、雑音に起因するピーク波形が観測されると仮定すると、生成される全てのピーク波形には、複数の波源に関するドップラーシフトと雑音成分が含まれる。

【0095】

軌道推定部２７は、取得されたピーク波形をドップラーシフトの理論式ｆにフィッティングさせて、選択されたセンサ２００の各々について、移動体の軌道に関するパラメータ（軌道パラメータとも呼ぶ）を推定する。軌道推定部２７は、波源を有する移動体２１０の速度ｖ、波源が発する波動の周波数ｆ₀、移動体２１０とセンサ２００の最短距離ａ、移動体がセンサ２００に最接近する時刻ｔ₀等の軌道パラメータを推定する。移動体は、検証中の時間フレームにおいて、軌道Ｒに沿って、速度ｖで等速直線運動をするものと仮定する。軌道推定部２７は、下記の式２－１のドップラーシフトの理論式ｆをピーク波形にフィッティングさせて、軌道パラメータを推定する。以下の式２－１において、θ（ｔ）は、時刻ｔにおける、移動体とセンサ１００を結ぶ直線と、波源を有する移動体の軌道Ｒとの成す角（波源方向とも呼ぶ）である。下記の式１において、ｃは、観測環境における波動の速度である。

【0096】

軌道推定部２７は、推定された軌道パラメータを用いて、三つのセンサ２００が測定したピーク波形の中から、全てのピーク波形のペアに関して波源方向の候補（以下、波源方向候補とも呼ぶ）を推定する。軌道推定部２７は、推定された波源方向候補を用いて、移動体の軌道の候補（以下、軌道候補とも呼ぶ）を推定する。

【0097】

例えば、軌道推定部２７は、ピーク波形ごとに推定された軌道パラメータを用いて、全てのピーク波形のペアに関して波源方向候補を推定する。軌道推定部２７は、以下の式２－２を用いて、センサ１００－ｍとセンサ１００－ｎに関する波源方向候補φmnを計算する（ｍ、ｎは、自然数）。

【0098】

上記の式２－２において、ｍはセンサ２００－ｍの識別番号を示し、ｎはセンサ２００－ｎの識別番号を示す。ｔmはセンサ２００－ｍに移動体２１０が最接近した時刻（始端時刻とも呼ぶ）を示し、ａmは始端時刻ｔmにおけるセンサ２００－ｍと移動体２１０の距離を示す。同様に、ｔ_nはセンサ２００－ｎに移動体２１０が最接近した時刻（終端時刻とも呼ぶ）を示し、ａ_nは終端時刻ｔ_nにおけるセンサ２００－ｎと移動体２１０の距離を示す。移動体２１０とセンサ２００の最短距離ａと、波源方向候補φ_mnは、二つのセンサ２００を結ぶ線分に対して時計回りの向きを正とする。ただし、始端時刻ｔ_mから終端時刻ｔ_nまでの時間において、移動体２１０は等速直線運動すると仮定する。

【0099】

軌道推定部２７は、二つのセンサ２００と軌道との位置関係に応じて、ピーク波形のペアの各々に対して、波源方向候補を推定する。二つのセンサ２００と軌道との位置関係には、以下の四つのケース（ケースＡ、ケースＢ、ケースＣ、ケースＤ）がある。軌道推定部２７は、ケースごとに推定された四つの波源方向候補の各々について、軌道候補を推定する。以下に、二つのセンサ２００（センサ２００－１、センサ２００－２）と軌道との位置関係に応じた波源方向候補φ₁₂の推定に関して、四つのケースについて個別に説明する。

【0100】

ケースＡは、移動体２１０の軌道Ｒに対して、二つのセンサ２００がともに上側に位置するケースである。ケースＡでは、センサ２００－１に移動体２１０が最接近した時刻ｔ₁におけるセンサ２００－１と移動体２１０の距離ａ₁は正である。センサ２００－２に移動体２１０が最接近した時刻ｔ₂におけるセンサ２００－２と移動体の距離ａ₂も正である。ケースＡでは、波源方向候補φ₁₂は正である。

【0101】

ケースＢは、移動体２１０の軌道Ｒに対して、センサ２００－１が下側に位置し、センサ２００－２が上側に位置するケースである。ケースＢでは、センサ２００－１に移動体２１０が最接近した際の時刻ｔ₁におけるセンサ２００－１と移動体２１０の距離ａ₁は負である。センサ２００－２に移動体２１０が最接近した時刻ｔ₂におけるセンサ２００－２と移動体２１０の距離ａ₂は正である。ケースＢの場合、波源方向候補φ₁₂は正である。

【0102】

ケースＣは、移動体の軌道Ｒに対して、センサ２００－１とセンサ２００－２がともに下側に位置するケースＣである。ケースＣでは、センサ２００－１に移動体２１０が最接近した時刻ｔ₁におけるセンサ２００－１と移動体２１０の距離ａ₁は負である。センサ２００－２に移動体２１０が最接近した時刻ｔ₂におけるセンサ２００－２と移動体２１０の距離ａ₂は負である。ケースＣの場合、波源方向候補φ₁₂は負である。

【0103】

ケースＤは、移動体の軌道Ｒに対して、センサ２００－１が上側に位置し、センサ２００－２が下側に位置するケースである。ケースＤでは、センサ２００－１に移動体２１０が最接近した時刻ｔ₁におけるセンサ２００－１と移動体２１０の距離ａ₁は正である。センサ２００－２に移動体２１０が最接近した時刻ｔ₂におけるセンサ２００－２と移動体２１０の距離ａ₂は負である。ケースＤの場合、波源方向候補φ₁₂は負である。

【0104】

軌道推定部２７は、三つのセンサ２００から選択される二つのセンサ２００の組み合わせの全てに関して、上述した四つのケースにおける波源方向候補を推定する。軌道推定部２７は、三つのセンサ２００の全ての組み合わせに関して、重なり合う三つの軌道候補を推定する。軌道推定部２７は、三つのセンサ２００の全ての組み合わせに関して重なり合う三つの軌道候補を、移動体２１０の軌道Ｒとして推定する。なお、重なり合う三つの軌道候補は、完全に一致するとは限らない。そのような場合、軌道推定部２７は、推定された複数の軌道候補のうち、最も近い三つの軌道候補を選択して、軌道Ｒを推定すればよい。例えば、軌道推定部２７は、選択された三つの軌道候補のうちいずれかを選択したり、選択された三つの軌道候補を平均化したりすることによって、軌道Ｒを推定する。推定された軌道Ｒにおける、センサ２００－ｎとセンサ２００－ｍから見た方向をφ_Rnmとする。また、軌道推定部２７は、例えば、三つのセンサ２００の全ての組み合わせに関して推定された速度の平均値や中間値等を、軌道Ｒにおける速度として推定する。

【0105】

軌道推定部２７によって推定された軌道Ｒは、次に検証される時間フレーム（検証フレームとも呼ぶ）における移動体２１０の位置を推定するために用いられる。例えば、現在の検証フレームにおける軌道Ｒが、次の検証フレームでも方向を変えずに延長した軌道Ｒ’を描くと仮定する。この場合、軌道Ｒ’の中の代表点の位置を、次の検証フレームにおける移動体２１０の位置として推定する。例えば、代表点の位置を軌道Ｒ’の中間点とする。また、現在の検証フレームにおいて推定された移動体２１０の速度をｖ_R、次の検証フレームの長さ（時間長ｓ）の半分をｓ／２とする。この場合、次の検証フレームにおける移動体２１０の位置は、現在の検証フレームの終端位置から、方向φ_R12にｓ｜ｖ_R｜／２の距離の位置として推定される。例えば、次の検証フレームを検証する際に、軌道推定部２７は、このような手法で推定された移動体２１０の位置に近いセンサ２００によって検出された信号を選択すればよい。

【0106】

例えば、軌道推定部２７によって推定された移動体２１０の軌道Ｒは、表示装置（図示しない）の画面に表示される。例えば、軌道推定部２７によって推定された移動体２１０の軌道Ｒは、推定された軌道Ｒに基づいて処理を行うシステム（図示しない）に出力されたり、データベース（図示しない）に蓄積されたりしてもよい。

【0107】

図１３は、波動信号処理装置２０によって推定された移動体２１０の軌道Ｒを表示装置２５０の画面に表示させる一例を示す概念図である。図１３は、複数のセンサ２００が配置された地区の路上を、自動車や自転車などの移動体２１０が移動する例である。例えば、移動体２１０の軌道Ｒは、移動体２１０が移動する経路を含む地図上に表示される。例えば、移動体２１０の軌道Ｒは、自動車や船舶、潜水艦などの移動体２１０の種別に応じて、それらの移動体２１０の航路を含む地図上に表示される。例えば、移動体２１０は、サイレンを出しながら走行する救急車や、警笛を鳴らしながら航行する船舶、ブザーを鳴らしながら走行する自転車等である。一定の周波数の排気音を出しながら走行する自動二輪車や自動車も、移動体２１０の対象になりうる。

【0108】

（動作）
次に、本実施形態の波動信号処理装置２０の動作について図面を参照しながら説明する。図１４は、波動信号処理装置２０の動作の概略について説明するためのフローチャートである。図１４のフローチャートに沿った処理は、波動信号処理装置２０を動作の主体として説明する。

【0109】

図１４において、まず、波動信号処理装置２０は、複数のセンサ２００によって検出された波動に由来する信号を取得する（ステップＳ２１）。

【0110】

次に、波動信号処理装置２０は、取得された信号に関して、高分解能の第１スペクトルを生成する（ステップＳ２２）。

【0111】

次に、波動信号処理装置２０は、生成された第１スペクトルに基づいて、低分解能の第２スペクトルを生成する（ステップＳ２３）。

【0112】

次に、波動信号処理装置２０は、波形生成処理を実行する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の波形生成処理は、第１の実施形態の波形生成処理（図９）と同様である。

【0113】

次に、波動信号処理装置２０は、波形生成処理によって生成されたピーク波形を用いて、軌道推定処理を実行する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５の軌道推定処理の詳細については後述する。

【0114】

ステップＳ２５の後に処理を継続する場合（ステップＳ２６でＹｅｓ）、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２５の後に処理を継続しない場合（ステップＳ２６でＮｏ）、図１４のフローチャートに沿った処理は終了である。例えば、予定された回数の処理が行われたり、予定の処理時間が経過したりすると、処理が停止される。例えば、ユーザの操作に応じて、処理を停止するように構成されてもよい。

【0115】

〔軌道推定処理〕
次に、波動信号処理装置２０による軌道推定処理（図１４のステップＳ２５）について図面を参照しながら説明する。図２５は、軌道推定処理について説明するためのフローチャートである。図１５のフローチャートに沿った処理は、波動信号処理装置２０の構成要素（軌道推定部２７）を動作の主体として説明する。

【0116】

図１５において、まず、軌道推定部２７は、波源が同一であると想定されるピーク波形をドップラーシフトの理論式にフィッティングさせて、軌道パラメータを推定する（ステップＳ２５１）。

【0117】

次に、軌道推定部２７は、推定された軌道パラメータを用いて、全てのピーク波形のペアに関する波源方向候補を推定する（ステップＳ２５２）。

【0118】

次に、軌道推定部２７は、推定された波源方向候補に基づいて、全てのピーク波形のペアに関する軌道候補を推定する（ステップＳ２５３）。

【0119】

次に、軌道推定部２７は、推定された軌道候補のうち、三つのセンサの組み合わせに関して、重なり合う軌道候補を移動体の軌道として推定する（ステップＳ２５４）。例えば、軌道推定部２７によって推定された移動体の軌道は、表示機器（図示しない）の画面に表示される。例えば、軌道推定部２７によって推定された移動体の軌道は、推定された軌道に基づいて処理を行う任意のシステム（図示しない）に出力されたり、データベース（図示しない）に蓄積されたりしてもよい。

【0120】

以上のように、本実施形態に係る波動信号処理装置は、信号入力部、第１生成部、第２生成部、抽出部、追尾部、波形生成部、および軌道推定部を備える。信号入力部は、少なくとも一つのセンサによって検出された波動に由来する信号が入力される。第１生成部は、入力信号に基づいて、高分解能の第１スペクトルを生成する。第２生成部は、低分解能の第２スペクトルを生成する。抽出部は、対象時間フレームにおいて、抽出条件を満たす第１ピークを第２スペクトルから抽出する。追尾部は、第１ピークが抽出された対象時間フレームに後続する時間フレームに関して、抽出条件を満たす第２ピークを第１スペクトルにおいて追尾する。波形生成部は、第１ピークを始端として複数の第２ピークを含む周波数の時系列データであるピーク波形を生成する。軌道推定部は、少なくとも一つのピーク波形に基づいて、波動の波源を有する移動体の軌道を推定する。

【0121】

本実施形態では、ピーク波形の始端（第１ピーク）を抽出する処理を軽減しつつ、始端（第１ピーク）に後続するピーク（第２ピーク）を追尾する処理を高精度で行う。本実施形態では、高精度に追尾されたピーク（第２ピーク）によって構成されるピーク波形に基づいて、そのピーク波形の元となる波動の波源を有する移動体の軌道を推定する。本実施形態によれば、ピーク波形に基づいて波源を有する移動体の軌道を推定する処理を、精度を落とさずに軽減できる。

【0122】

本実施形態においては、選択された複数のセンサの各々について、ドップラーシフトの理論式ｆにピーク波形をフィッティングさせて、移動体の軌道に関するパラメータ（軌道パラメータとも呼ぶ）を推定する例について説明した。例えば、二つのセンサの間を通る直線と波源の軌道とのなす角の正負が既知である場合は、その二つのセンサについて、ドップラーシフトの理論式ｆにピーク波形をフィッティングさせれば、単一の軌道を推定できる。

【0123】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る波動信号処理装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の波動信号処理装置は、第１～第２の実施形態の波動信号処理装置を簡略化した構成である。図１６は、本実施形態の波動信号処理装置３０の構成の一例を示すブロック図である。波動信号処理装置３０は、スペクトル生成部３２、抽出部３４、追尾部３５、および波形生成部３６を備える。

【0124】

スペクトル生成部３２は、少なくとも一つのセンサによって検出された波動に由来する入力信号に基づいて、高分解能の第１スペクトルと低分解能の第２スペクトルを生成する。抽出部３４は、対象時間フレームにおいて、抽出条件を満たす第１ピークを第２スペクトルから抽出する。追尾部３５は、第１ピークが抽出された対象時間フレームに後続する時間フレームに関して、抽出条件を満たす第２ピークを第１スペクトルにおいて追尾する。波形生成部３６は、第１ピークを始端として複数の第２ピークを含む周波数の時系列データであるピーク波形を生成する。

【0125】

本実施形態では、低分解能の第２スペクトルにおいてピーク波形の始端を抽出し、高分解能の第１スペクトルにおいて始端に後続するピークを追尾する。そのため、本実施形態によれば、ピーク波形の始端を抽出する処理を軽減することによって、波動に由来する信号の処理にかかる負荷を軽減できる。

【0126】

（ハードウェア）
ここで、本開示の各実施形態に係る波動信号処理装置による処理を実行するハードウェア構成について、図１７の情報処理装置９０を一例として挙げて説明する。なお、図１７の情報処理装置９０は、各実施形態の波動信号処理装置による処理を実行するための構成例であって、本開示の範囲を限定するものではない。

【0127】

図１７のように、情報処理装置９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６を備える。図１７においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６は、バス９８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。

【0128】

プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを、主記憶装置９２に展開する。プロセッサ９１は、主記憶装置９２に展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、情報処理装置９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る波動信号処理装置による処理を実行する。

【0129】

主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２には、プロセッサ９１によって、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムが展開される。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリによって実現される。また、主記憶装置９２として、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリが構成／追加されてもよい。

【0130】

補助記憶装置９３は、プログラムなどの種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって実現される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。

【0131】

入出力インターフェース９５は、規格や仕様に基づいて、情報処理装置９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。

【0132】

情報処理装置９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器が接続されてもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成としてもよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。

【0133】

また、情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、情報処理装置９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。

【0134】

また、情報処理装置９０には、ドライブ装置が備え付けられてもよい。ドライブ装置は、プロセッサ９１と記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータやプログラムの読み込み、情報処理装置９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。ドライブ装置は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。

【0135】

以上が、本発明の各実施形態に係る波動信号処理装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図１７のハードウェア構成は、各実施形態に係る波動信号処理装置の演算処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る波動信号処理装置に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体によって実現されてもよい。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現されてもよい。プロセッサが実行するプログラムが記録媒体に記録されている場合、その記録媒体はプログラム記録媒体に相当する。

【0136】

各実施形態の波動信号処理装置の構成要素は、任意に組み合わせてもよい。また、各実施形態の波動信号処理装置の構成要素は、ソフトウェアによって実現されてもよいし、回路によって実現されてもよい。

【0137】

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【符号の説明】

【0138】

１０、２０、３０ 波動信号処理装置
１１、２１ 信号入力部
１２、２２ 第１生成部
１３、２３ 第２生成部
１４、２４、３４ 抽出部
１５、２５、３５ 追尾部
１６、２６、３６ 波形生成部
２７ 軌道推定部
３２ スペクトル生成部
１００、２００ センサ
１２０、２２０ スペクトル生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】