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JP2015049143A - Detection performance calculation device, method of the same, and program - Google Patents

Detection performance calculation device, method of the same, and program Download PDF

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JP2015049143A
JP2015049143A JP2013181100A JP2013181100A JP2015049143A JP 2015049143 A JP2015049143 A JP 2015049143A JP 2013181100 A JP2013181100 A JP 2013181100A JP 2013181100 A JP2013181100 A JP 2013181100A JP 2015049143 A JP2015049143 A JP 2015049143A
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detection performance
detection
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performance calculation
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英俊 古川
Hidetoshi Furukawa
英俊 古川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate, in short time, at least one of detection performance and detection items of a signal processing part for performing integration during scanning without using a large scale detection performance calculation device for performing Monte Carlo simulation.SOLUTION: A detection performance calculation device comprises a detection performance calculating part for calculating at least one of detection performance and detection items of a signal processing part for performing integration during scanning on the basis of a probability density function of a cumulative distribution function of Gamma distribution or Erlang distribution.

Description

本発明は、レーダ装置、ソナー装置等においてスキャン間積分を行う信号処理部の検出性能と検出諸元の少なくとも一つを算出する検出性能算出装置及びその方法並びにプログラムに関する。   The present invention relates to a detection performance calculation apparatus, a method, and a program for calculating at least one of detection performance and detection specifications of a signal processing unit that performs integration between scans in a radar apparatus, a sonar apparatus, and the like.

スキャン間積分を行う信号処理部の開発においては、その検出性能を算出することが必要になる。検出性能を算出するために、信号処理部や信号処理部の模擬手段(シミュレータ)を用いて多くのモンテカルロ・シミュレーションを実施し、その結果を統計処理して検出性能を算出する検出性能算出装置がある。ここで、スキャン間積分は、スキャン積分、フレーム間積分(またはフレーム積分)とも呼ばれ、特に、低い信号対雑音比の目標に対するTBD(Track Before Detect)アルゴリズムに組み込まれて実施されることが多い。   In developing a signal processing unit that performs integration between scans, it is necessary to calculate the detection performance. In order to calculate the detection performance, a detection performance calculation device that performs many Monte Carlo simulations using a signal processing unit or a simulation means (simulator) of the signal processing unit, statistically processes the result, and calculates the detection performance. is there. Here, the inter-scan integration is also referred to as scan integration or inter-frame integration (or frame integration), and is particularly often implemented by being incorporated in a TBD (Track Before Detect) algorithm for a target having a low signal-to-noise ratio. .

従来の検出性能算出装置の一例を図4に示す。同図は、従来の検出性能算出装置の構成の一例を示すブロック図である。この検出性能算出装置は、模擬信号生成部101、信号処理部(または信号処理模擬部)102、記録部103、統計処理部104及び操作・表示部105を備える。   An example of a conventional detection performance calculation apparatus is shown in FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional detection performance calculation apparatus. The detection performance calculation apparatus includes a simulation signal generation unit 101, a signal processing unit (or signal processing simulation unit) 102, a recording unit 103, a statistical processing unit 104, and an operation / display unit 105.

模擬信号生成部101は、モンテカルロ・シミュレーションのために模擬信号を生成し、信号処理部(または信号処理模擬部)102に出力する。信号処理部(または信号処理模擬部)102は、模擬信号生成部101から模擬信号を入力して、スキャン間積分を含む信号処理を実施し、信号処理結果を記録部103に出力する。記録部103は、信号処理部(または信号処理模擬部)102からの信号処理結果を記録する。統計処理部104は、模擬信号生成部101で生成した模擬信号の諸元と信号処理部(または信号処理模擬部)102で実施した信号処理の諸元毎に、記録部103に記録された信号処理結果を統計処理して検出性能を算出する。操作・表示部105は、統計処理部104で算出された検出性能を表示する。   The simulation signal generation unit 101 generates a simulation signal for Monte Carlo simulation and outputs the simulation signal to the signal processing unit (or signal processing simulation unit) 102. The signal processing unit (or signal processing simulation unit) 102 receives the simulation signal from the simulation signal generation unit 101, performs signal processing including integration between scans, and outputs the signal processing result to the recording unit 103. The recording unit 103 records the signal processing result from the signal processing unit (or signal processing simulation unit) 102. The statistical processing unit 104 records the signal recorded in the recording unit 103 for each specification of the simulation signal generated by the simulation signal generation unit 101 and each specification of the signal processing performed by the signal processing unit (or signal processing simulation unit) 102. The detection results are calculated by statistically processing the processing results. The operation / display unit 105 displays the detection performance calculated by the statistical processing unit 104.

スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能(雑音に対する検出性能である誤警報確率PFAや目標に対する検出性能である探知確率P)を算出するためには、モンテカルロ・シミュレーションを実施するための大規模な検出性能算出装置を構成する必要があった。同様に、検出性能を満足する検出諸元(閾値T、スキャン間積分数K及び信号振幅の期待値a)を算出(逆算)するためにも、上記のような大規模な検出性能算出装置を構成する必要があった。また、誤差が少ない検出性能や検出諸元を算出する場合、多くのモンテカルロ・シミュレーションを実施する必要があり、検出性能や検出諸元の算出に時間がかかっていた。 Scan between the detection performance of the signal processing unit performs integration to calculate the (detection probability P D is the detection performance for the false alarm probability P FA and the target is a detection performance against noise) is for performing a Monte Carlo simulation It was necessary to configure a large-scale detection performance calculation device. Similarly, in order to calculate (back-calculate) the detection specifications (threshold value T, integral number K between scans, and expected value a of the signal amplitude) satisfying the detection performance, a large-scale detection performance calculation apparatus as described above is used. There was a need to configure. In addition, when calculating detection performance and detection specifications with few errors, it is necessary to perform many Monte Carlo simulations, and it takes time to calculate detection performance and detection specifications.

特開2003−107149号公報JP 2003-107149 A 特開2010−276475号公報JP 2010-276475 A

S.M. Tonissen, et al. “Performance of Dynamic Programming Techniques for Track-Before-Detect”, IEEE Trans. AES, Vol.32, No.4, pp.1440-1451, Oct. 1996.S.M. Tonissen, et al. “Performance of Dynamic Programming Techniques for Track-Before-Detect”, IEEE Trans. AES, Vol.32, No.4, pp.1440-1451, Oct. 1996.

以上述べたように、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能や検出諸元を算出するには、モンテカルロ・シミュレーションを実施するための大規模な検出性能算出装置が必要になるという課題があった。また、誤差が少ない検出性能や検出諸元を算出する場合、多くのモンテカルロ・シミュレーションを実施する必要があり、検出性能や検出諸元の算出に時間がかかるという課題があった。   As described above, in order to calculate the detection performance and detection specifications of a signal processing unit that performs integration between scans, there is a problem that a large-scale detection performance calculation device for performing a Monte Carlo simulation is required. It was. In addition, when calculating detection performance and detection specifications with small errors, it is necessary to perform many Monte Carlo simulations, and there is a problem that it takes time to calculate detection performance and detection specifications.

本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、モンテカルロ・シミュレーションを実施するための大規模な検出性能算出装置を用いずに、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能と検出諸元の少なくとも一つを短時間に算出することができる検出性能算出装置及びその方法並びにプログラムを提供することを目的とする。   The present embodiment has been made in view of the above problems, and without using a large-scale detection performance calculation device for performing Monte Carlo simulation, at least the detection performance and detection specifications of the signal processing unit that performs inter-scan integration. It is an object of the present invention to provide a detection performance calculation apparatus, method and program capable of calculating one in a short time.

本実施形態における検出性能算出装置は、ガンマ分布またはアーラン分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能と検出諸元の少なくとも一つを算出する検出性能算出部を備えることを特徴とする。   The detection performance calculation apparatus according to the present embodiment is a detection that calculates at least one of detection performance and detection specifications of a signal processing unit that performs integration between scans based on a probability density function or cumulative distribution function of gamma distribution or Erlang distribution. A performance calculating unit is provided.

また、本実施形態における検出性能算出方法は、ガンマ分布またはアーラン分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能と検出諸元の少なくとも一つを算出する検出性能算出ステップを含むことを特徴とする。   In addition, the detection performance calculation method according to the present embodiment calculates at least one of the detection performance and detection specifications of the signal processing unit that performs inter-scan integration based on the probability density function or cumulative distribution function of the gamma distribution or Erlang distribution. And a detection performance calculating step.

また、本実施形態におけるプログラムは、コンピュータを、ガンマ分布またはアーラン分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能と検出諸元の少なくとも一つを算出する検出性能算出手段として機能させることを特徴とする。   In addition, the program in the present embodiment calculates at least one of detection performance and detection specifications of a signal processing unit that performs integration between scans based on a probability density function or cumulative distribution function of gamma distribution or Erlang distribution. It is characterized by functioning as detection performance calculation means.

第1の実施形態における検出性能算出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the detection performance calculation apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施形態における検出性能算出部が行う処理の流れの具体例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific example of the flow of the process which the detection performance calculation part in 1st Embodiment performs. 第2の実施形態における信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus in 2nd Embodiment. 従来の検出性能算出装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the conventional detection performance calculation apparatus.

以下、実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の検出性能算出装置の構成を示すブロック図である。この検出性能算出装置は、検出性能算出部1と操作・表示部2から構成される。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a detection performance calculation apparatus according to the first embodiment. This detection performance calculation apparatus includes a detection performance calculation unit 1 and an operation / display unit 2.

検出性能算出部1は、操作・表示部2からスキャン間積分の諸元を入力し、スキャン間積分の検出性能を算出する。操作・表示部2は、検出性能算出部1で算出された検出性能を表示する。
処理の流れの具体例を示す前に背景理論を説明する。
The detection performance calculation unit 1 inputs the specifications of the inter-scan integration from the operation / display unit 2 and calculates the detection performance of the inter-scan integration. The operation / display unit 2 displays the detection performance calculated by the detection performance calculation unit 1.
The background theory will be described before showing a specific example of the flow of processing.

観測セルの信号振幅をz、スキャン間積分k回目の状態ベクトルをxとすると、スキャン間積分の累積セルI(x)は、以下の式で表わされる。ここで、qは累積セル探索数、max[・]は最大値演算を表す。 Assuming that the signal amplitude of the observation cell is z and the state vector of the k-th integration between scans is x k , the cumulative cell I (x k ) of the integration between scans is expressed by the following equation. Here, q represents the cumulative cell search number, and max [·] represents the maximum value calculation.

Figure 2015049143
Figure 2015049143

本実施形態では、累積セル探索数qを1にすることにより、以下のように最大値演算を含まない簡略化された式を用いる。なお、以下の式によって得られる検出性能のうち、雑音に対する検出性能(誤警報確率PFA)は、理論上の下限となる値を示し、目標に対する検出性能(探知確率P)は、理論上の上限となる値を示す。 In the present embodiment, by setting the cumulative cell search number q to 1, a simplified expression that does not include the maximum value calculation is used as follows. Of the detection performance obtained by the following equation, the detection performance for noise (false alarm probability P FA ) indicates a theoretical lower limit value, and the detection performance for the target (detection probability P D ) is theoretically Indicates the upper limit value of.

Figure 2015049143
Figure 2015049143

また、本実施形態では、検出性能を算出する信号処理部の検波方式として、二乗検波を仮定する。これにより、目標が存在せず雑音のみの観測セルの信号振幅zの分布は、確率密度関数f(z;a)が以下の式で表わされる指数分布に従う。ここで、aは信号振幅の期待値を表す。さらに、スワーリングの分類1の変動目標が存在する観測セルの信号振幅zの分布も、指数分布に従う。 In the present embodiment, square detection is assumed as the detection method of the signal processing unit for calculating the detection performance. As a result, the distribution of the signal amplitude z of the observation cell with no noise and no target follows an exponential distribution in which the probability density function f 0 (z; a) is expressed by the following equation. Here, a represents an expected value of the signal amplitude. Furthermore, the distribution of the signal amplitude z of the observation cell in which the swirling classification 1 variation target exists also follows the exponential distribution.

Figure 2015049143
Figure 2015049143

指数分布に従う確率変数Zのk個の和の分布(z+z+・・・+z)は、確率密度関数f(z;k,a)が以下の式で表わされるガンマ分布に従う。ここで、Γ(・)は、ガンマ関数を表す。 The distribution of the k sums (z 1 + z 2 +... + Z k ) of the random variable Z according to the exponential distribution follows a gamma distribution in which the probability density function f 1 (z; k, a) is expressed by the following equation. Here, Γ (·) represents a gamma function.

Figure 2015049143
Figure 2015049143

また、ガンマ分布の累積分布関数F(z;k,a)は、以下の式で表わされる。ここで、γ(・)は、不完全ガンマ関数を表す。 Further, the cumulative distribution function F 1 (z; k, a) of the gamma distribution is expressed by the following expression. Here, γ (·) represents an incomplete gamma function.

Figure 2015049143
Figure 2015049143

本実施形態では、ガンマ分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、雑音に対する検出性能と目標に対する検出性能の少なくとも1つを算出する。   In the present embodiment, at least one of detection performance for noise and detection performance for a target is calculated based on a probability density function or cumulative distribution function of a gamma distribution.

図2は、第1の実施形態における検出性能算出部が行う処理の流れの具体例を示すフローチャートである。最初に、雑音に対する検出性能である誤警報確率PFAと閾値Tの関係を算出する具体例を示す。 FIG. 2 is a flowchart illustrating a specific example of the flow of processing performed by the detection performance calculation unit according to the first embodiment. First, a specific example of calculating the relationship between detection performance and false is alarm probability P FA and the threshold value T to noise.

検出性能算出部1は、操作・表示部2から諸元を入力する(ステップS11)。ここで、操作・表示部2からの諸元として、スキャン間積分数K=10、雑音の信号振幅の期待値a=1、目標の信号振幅の期待値a=0、閾値Tとして複数の値[0,1,・・・,40]が入力された場合、検出性能を算出する諸元として、スキャン間積分数K=10、信号振幅の期待値a=a+a=1、閾値T=0(複数の値のうち最初の値)を設定する(ステップS12)。 The detection performance calculation unit 1 inputs specifications from the operation / display unit 2 (step S11). Here, the specifications from the operation / display unit 2 include an inter-scan integration number K = 10, an expected value of noise signal amplitude a n = 1, an expected value of target signal amplitude a t = 0, and a plurality of threshold values T. values [0, 1, 40] is applied at, as specifications for calculating the detection performance, scanning between integral number K = 10, the expected value a = a n + a t = 1 the signal amplitude, A threshold T = 0 (first value among a plurality of values) is set (step S12).

ステップS12で諸元が設定されると、ガンマ分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、設定された諸元の検出性能を算出し(ステップS13)、算出した検出性能を操作・表示部2へ出力する(ステップS14)。   When the specifications are set in step S12, the detection performance of the set specifications is calculated based on the probability density function or cumulative distribution function of the gamma distribution (step S13), and the calculated detection performance is displayed on the operation / display unit. 2 (step S14).

なお、操作・表示部2から入力した諸元が、上記閾値Tのように複数の値である場合、最後の値(上記の例では閾値T=40)に対する検出性能が算出されるまで、ステップS12からステップS14までのステップが繰り返される。   In the case where the specifications input from the operation / display unit 2 are a plurality of values such as the threshold value T, the steps until the detection performance for the last value (the threshold value T = 40 in the above example) is calculated. The steps from S12 to step S14 are repeated.

次に、目標に対する検出性能である探知確率Pと閾値Tの関係を算出する具体例を示す。目標の信号振幅の期待値aが0を超えることを除き、検出性能算出部が行う処理の流れは同じである。具体例として、雑音の信号振幅の期待値a=1、目標の信号振幅の期待値a=2(信号対雑音比3dB)の場合、信号振幅の期待値a=3として、目標に対する検出性能である探知確率Pと閾値Tの関係を算出することができる。 Next, a specific example of calculating the relationship between the detection probability P D and the threshold value T is a detection performance with respect to the target. Except that the expectation value a t of the signal amplitude of the target exceeds 0, the flow of processing detection performance calculating unit performs are the same. As a specific example, in the case of an expected value a n = 1 of a noise signal amplitude and an expected value a t = 2 of a target signal amplitude (signal-to-noise ratio 3 dB), detection with respect to a target is performed with an expected signal amplitude value a = 3. it is possible to calculate the relationship between the detection probability P D and the threshold value T is the performance.

ここで、ガンマ分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、設定された諸元の検出性能を算出するステップS13の処理内容について、具体的に説明する。雑音に対する検出性能である誤警報確率PFAと目標に対する検出性能である探知確率Pは、上記に示したように同じステップにより算出することができるため、便宜上、誤警報確率PFAと探知確率Pを区分せずに確率Pと表現すると、確率Pは以下の式で算出できる。 Here, the processing content of step S13 which calculates the detection performance of the set item based on the probability density function or cumulative distribution function of the gamma distribution will be specifically described. Detection probability P D is the detection performance for false alarm probability P FA and the target is a detection performance against noise because it can be calculated by the same steps as shown above for convenience, false alarm probability P FA and detection probability If P D is expressed as a probability P without being divided, the probability P can be calculated by the following equation.

Figure 2015049143
Figure 2015049143

上述のように、第1の実施形態の検出性能算出装置の検出性能算出部1は、ガンマ分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能を算出することができる。   As described above, the detection performance calculation unit 1 of the detection performance calculation apparatus according to the first embodiment calculates the detection performance of the signal processing unit that performs inter-scan integration based on the probability density function or cumulative distribution function of the gamma distribution. can do.

また、(6)式を逆関数として用いることにより、検出性能を満足する検出諸元(閾値T、スキャン間積分数K及び信号振幅の期待値a)を算出(逆算)することもできる。具体例として、雑音に対する検出性能である誤警報確率PFA、スキャン間積分数K及び信号振幅の期待値aが既知の場合、未知数である閾値Tを算出(逆算)できる。 In addition, by using the equation (6) as an inverse function, it is possible to calculate (reverse calculation) the detection specifications (threshold value T, integral number K between scans, and expected value a of the signal amplitude) that satisfy the detection performance. As a specific example, if the false alarm probability P FA , which is detection performance against noise, the inter-scan integration number K, and the expected value a of the signal amplitude are known, a threshold value T that is an unknown number can be calculated (back-calculated).

(第2の実施形態)
図3は、第2の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。この信号処理装置は、検出性能算出部3と信号処理部4から構成される。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the signal processing apparatus according to the second embodiment. This signal processing apparatus includes a detection performance calculation unit 3 and a signal processing unit 4.

検出性能算出部3は、信号処理部4からスキャン間積分の諸元を入力し、スキャン間積分の検出諸元を算出する。信号処理部4は、検出性能算出部3で算出された検出諸元に基づいて、スキャン間積分を行う。   The detection performance calculation unit 3 inputs the specification of the inter-scan integration from the signal processing unit 4 and calculates the detection specification of the inter-scan integration. The signal processing unit 4 performs inter-scan integration based on the detection specifications calculated by the detection performance calculation unit 3.

第2の実施形態の検出性能算出部3は、第1の実施形態の検出性能算出部1がスキャン間積分を行う信号処理部の検出性能や検出諸元を算出するためにガンマ分布の確率密度関数または累積分布関数を用いたのに対し、アーラン分布の確率密度関数または累積分布関数を用いる。   The detection performance calculation unit 3 according to the second embodiment uses a probability density of gamma distribution in order to calculate the detection performance and detection specifications of the signal processing unit in which the detection performance calculation unit 1 according to the first embodiment performs integration between scans. Whereas the function or cumulative distribution function is used, the probability density function or cumulative distribution function of the Erlang distribution is used.

第1の実施形態では、指数分布に従う確率変数Zのk個の和の分布(z+z+・・・+z)は、ガンマ分布に従うことを示した。ここで、ガンマ分布のガンマ関数Γ(k)の引数kが自然数の場合、ガンマ関数Γ(k)は、階乗(k−1)!の形で表わすことができる。すなわち、指数分布に従う確率変数Zのk個(kは自然数)の和の分布(z+z+・・・+z)は、確率密度関数f(z;k,a)が以下の式で表わされるアーラン分布に従う。 In the first embodiment, it has been shown that the distribution of the k sums (z 1 + z 2 +... + Z k ) of the random variable Z that follows the exponential distribution follows the gamma distribution. Here, when the argument k of the gamma function Γ (k) of the gamma distribution is a natural number, the gamma function Γ (k) is the factorial (k−1)! It can be expressed in the form of That is, the distribution (z 1 + z 2 +... + Z k ) of k random variables Z (k is a natural number) according to the exponential distribution has a probability density function f 2 (z; k, a) represented by the following equation: According to the Erlang distribution represented by

Figure 2015049143
Figure 2015049143

また、アーラン分布の累積分布関数F(z;k,a)は、以下の式で表わされる。 The cumulative distribution function F 2 (z; k, a) of the Erlang distribution is expressed by the following equation.

Figure 2015049143
Figure 2015049143

便宜上、誤警報確率PFAと探知確率Pを区分せずに確率Pと表現すると、確率Pは以下の式で算出できる。 For convenience, when expressed as a probability P without distinguishing false alarm probability P FA and detection probability P D, probability P can be calculated by the following equation.

Figure 2015049143
Figure 2015049143

第2の実施形態の検出性能算出部3は、(9)式を逆関数として用いることにより、検出性能を満足する検出諸元(閾値T、スキャン間積分数K及び信号振幅の期待値a)を算出(逆算)することができる。信号処理部4からスキャン間積分の諸元として、雑音に対する検出性能である誤警報確率PFA、スキャン間積分数K及び信号振幅の期待値aを入力し、スキャン間積分の検出諸元として、閾値Tを算出する具体例を示す。 The detection performance calculation unit 3 according to the second embodiment uses the equation (9) as an inverse function to detect detection parameters that satisfy the detection performance (threshold value T, integral number K between scans, and expected value a of the signal amplitude). Can be calculated (reverse calculation). The false alarm probability P FA that is the detection performance against noise, the inter-scan integration number K and the expected value a of the signal amplitude are input from the signal processing unit 4 as the inter-scan integration, and the inter-scan integration is detected as A specific example of calculating the threshold T will be shown.

第2の実施形態の処理の流れを示すフローチャートは、第1の実施形態と同じ図2であるので、各ステップの処理が、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。   The flowchart showing the processing flow of the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 2, and therefore the processing of each step will be described with a focus on the differences from the first embodiment.

検出性能算出部3は、信号処理部4から諸元を入力する(ステップS11)。ここで、信号処理部4からの諸元として、雑音に対する検出性能である誤警報確率PFA=10−5、スキャン間積分数Kとして複数の値[1,2,・・・,10]、雑音の信号振幅の期待値a=1、目標の信号振幅の期待値a=0が入力された場合、検出諸元を算出するための諸元として、誤警報確率PFA=10−5、スキャン間積分数K=1(複数の値のうち最初の値)、信号振幅の期待値a=a+a=1を設定する(ステップS12)。 The detection performance calculation unit 3 inputs specifications from the signal processing unit 4 (step S11). Here, as specifications from the signal processing unit 4, a false alarm probability P FA = 10 −5 which is a detection performance against noise, and a plurality of values [1, 2,... When the expected value a n = 1 of the noise signal amplitude and the expected value a t = 0 of the target signal amplitude are input, the false alarm probability P FA = 10 −5 as the specification for calculating the detection specification. scan between integral number K = 1 (first value among the plurality of values), sets an expected value a = a n + a t = 1 the signal amplitude (step S12).

ステップS12で諸元が設定されると、アーラン分布の確率密度関数または累積分布関数の逆関数に基づいて、設定された諸元に対する検出諸元としての閾値Tを算出し(ステップS13)、算出した検出諸元を信号処理部4へ出力する(ステップS14)。   When the specification is set in step S12, a threshold T as a detection specification for the set specification is calculated based on the probability density function of the Erlang distribution or the inverse function of the cumulative distribution function (step S13). The detected specifications are output to the signal processing unit 4 (step S14).

なお、信号処理部4から入力した諸元が、上記スキャン間積分数Kのように複数の値である場合、最後の値(上記の例ではスキャン間積分数K=10)に対する検出諸元が算出されるまで、ステップS12からステップS14までのステップが繰り返される。   When the specifications input from the signal processing unit 4 are a plurality of values such as the inter-scan integration number K, the detection specification for the last value (inter-scan integration number K = 10 in the above example) is Until the calculation, the steps from step S12 to step S14 are repeated.

検出性能算出部3で検出諸元が算出されると、信号処理部4は、検出性能算出部3で算出された検出諸元に基づいて、スキャン間積分を行う。   When the detection specifications are calculated by the detection performance calculation unit 3, the signal processing unit 4 performs inter-scan integration based on the detection specifications calculated by the detection performance calculation unit 3.

上述のように、第2の実施形態の信号処理装置の検出性能算出部3は、アーラン分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出諸元を算出することができる。具体的には、(9)式を逆関数として用いることにより、検出性能を満足する検出諸元(閾値T、スキャン間積分数K及び信号振幅の期待値a)を算出(逆算)することができる。   As described above, the detection performance calculation unit 3 of the signal processing device according to the second embodiment calculates the detection specifications of the signal processing unit that performs inter-scan integration based on the probability density function or cumulative distribution function of the Erlang distribution. can do. Specifically, by using the equation (9) as an inverse function, it is possible to calculate (back-calculate) detection parameters (threshold value T, inter-scan integration number K and expected value a of the signal amplitude) that satisfy the detection performance. it can.

また、第2の実施形態の検出性能算出部3は、アーラン分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能を算出することもできる。具体的には、(9)式を用いることにより、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能を算出することもできる。また、(9)式を用いることにより、第1の実施形態の(6)式のように高度な数学関数を用いることなく検出性能を算出することができる。   The detection performance calculation unit 3 of the second embodiment can also calculate the detection performance of the signal processing unit that performs integration between scans based on the probability density function or cumulative distribution function of the Erlang distribution. Specifically, the detection performance of the signal processing unit that performs inter-scan integration can also be calculated by using equation (9). Further, by using the equation (9), the detection performance can be calculated without using an advanced mathematical function as in the equation (6) of the first embodiment.

なお、上述の実施形態において、ガンマ分布の確率密度関数と累積分布関数、アーラン分布の確率密度関数と累積分布関数の式の例を示したが、変数変換や諸元の定義を変更することにより式を変更しても良い。   In the above-described embodiment, examples of the expression of the probability density function and cumulative distribution function of the gamma distribution and the probability density function and cumulative distribution function of the Erlang distribution are shown. The expression may be changed.

上述の実施形態における検出性能算出部1の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより検出性能算出部1として動作させるようにしても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(オペレーティング・システム)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク、ROM等の記録装置のことをいう。さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   A program for realizing the function of the detection performance calculation unit 1 in the above-described embodiment is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read by a computer system and executed. You may make it operate | move as the performance calculation part 1. FIG. Note that the “computer system” here includes an OS (operating system) and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, and a CD-ROM, and a recording device such as a hard disk and a ROM built in the computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this way, it is assumed to include those that hold a program for a certain period of time.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信路)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication path) such as a telephone line. Further, the program may realize a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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。これら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。   Although several embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 検出性能算出部
2 操作・表示部
3 検出性能算出部
4 信号処理部
101 模擬信号生成部
102 信号処理部(または信号処理模擬部)
103 記録部
104 統計処理部
105 操作・表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection performance calculation part 2 Operation / display part 3 Detection performance calculation part 4 Signal processing part 101 Simulated signal generation part 102 Signal processing part (or signal processing simulation part)
103 Recording unit 104 Statistical processing unit 105 Operation / display unit

Claims (4)

ガンマ分布またはアーラン分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能と検出諸元の少なくとも一つを算出する検出性能算出部
を備えることを特徴とする検出性能算出装置。
A detection performance calculation unit that calculates at least one of detection performance and detection specifications of a signal processing unit that performs integration between scans based on a probability density function or cumulative distribution function of a gamma distribution or an Erlang distribution is provided. Detection performance calculation device.
ガンマ分布またはアーラン分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能と検出諸元の少なくとも一つを算出する検出性能算出ステップ
を含むことを特徴とする検出性能算出方法。
A detection performance calculation step for calculating at least one of detection performance and detection specifications of a signal processing unit that performs integration between scans based on a probability density function or cumulative distribution function of a gamma distribution or an Erlang distribution. Detection performance calculation method.
コンピュータを、
ガンマ分布またはアーラン分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能と検出諸元の少なくとも一つを算出する検出性能算出手段
として機能させるためのプログラム。
Computer
A program for functioning as detection performance calculation means for calculating at least one of detection performance and detection specifications of a signal processing unit that performs integration between scans based on a probability density function or cumulative distribution function of gamma distribution or Erlang distribution.
ガンマ分布またはアーラン分布の確率密度関数または累積分布関数に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部の検出性能と検出諸元の少なくとも一つを算出する検出性能算出部と、
前記検出性能算出部で算出された検出諸元に基づいて、スキャン間積分を行う信号処理部
を備えることを特徴とする信号処理装置。
Based on a probability density function or cumulative distribution function of gamma distribution or Erlang distribution, a detection performance calculation unit that calculates at least one of detection performance and detection specifications of a signal processing unit that performs inter-scan integration,
A signal processing apparatus comprising: a signal processing unit that performs integration between scans based on the detection specifications calculated by the detection performance calculation unit.
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