dual opsignal × signal → measurementimport fullseye as fs; fs.ledger.gcc_delay(a, b, rate=1.0, weight='phat', band=None, interpolate=True) (実装を直接呼ぶなら import acoustics; acoustics.gcc_delay(a, b, rate=1.0, weight='phat', band=None, interpolate=True)、台帳から引くなら opsacoustics.get("gcc_delay"))fullseye.ledger.gcc_delay(...) は宣言 out 型 measurement の値だけを返す(本体は補助情報も返す)。捨てられた側が要るときは fullseye.ledger.gcc_delay.raw(...)、または acoustics.gcc_delay を直接呼ぶ。2 チャンネルの到達時間差を一般化相互相関(GCC)で測る。→ (delay, table)。
漏水の位置決め、音源の方向、超音波の肉厚、振動の伝搬 —— どれも「同じ源が 2 か所に
いつ着いたか」の差で決まる。この op はその差を秒(rate が既定 1.0 なら標本)で
返す。位置に直すには経路長と伝搬速度を掛ける(x = (L - c·delay) / 2 の形)。
★速度の仮定がそのまま位置の誤差になる。相関がどれだけ綺麗でも、掛ける速度が
10 % 違えば位置は経路の中心からの距離に比例してずれる(poc_leak_localization の
実測: 中心から 18 m の漏水で +1.798 m、幾何の予測 1.800 m)。相関の質と位置の
正しさは別の量なので、報告では分けること。
Args:
a, b: 同じ長さの 1-D 記録。b が a より遅れていれば delay は正
(b(t) ≈ a(t - delay))。
rate: 標本化周波数 [Hz]。既定 1.0 のときは返りの単位が「標本」。
weight: 相互スペクトルの重み。
"none" = 素の相互相関(SNR が高く反射が無ければ最良)、
"phat" = 位相変換(振幅を白色化。残響に強いとされる)、
"roth" = 1/|A|²、"scot" = 1/sqrt(|A|²|B|²)。
★PHAT が常に勝つわけではない: 反射が非対称な経路では遅延そのものが
偏るので、どの重みでも取り除けない(実測: 反射 0.8 で raw 0.134 m /
PHAT 0.114 m と 1 割しか違わず、RMS はほぼ全部が偏り)。
band: (lo_hz, hi_hz) で帯域を絞る(rate が要る)。None で全帯域。
全帯域の PHAT は信号の無いビンまで持ち上げるので、帯域を切るほうが
効くことが多い(実測で 8 倍)。
interpolate: ピーク周りの放物線補間でサブ標本まで読む(既定 True)。
切ると量子化の刻みが散らばりでなく偏りとして残る(位置を固定すると
毎回同じ方向に外す。PIV のピークロッキングと同じ)。
★補間しても偏りは消えない: 相関のピークは sinc 状で、放物線では
近似しきれない。白色雑音・全帯域で 0〜1 標本を振った実測では、
誤差が 最大 0.117 標本の S 字(整数の近くで 0、0.3 / 0.7 付近で最大、
向きは整数へ引く)。サブ標本の精度を語るときはこの偏りを含めること。
Returns:
(delay, table): delay は秒(rate=1.0 なら標本)の float。
table は {"lags": (2N-1,) の遅れ, "r": 相関値, "peak": ピーク値,
"snr_peak": ピーク / 副次ピークの比}。
★台帳経由(``fullseye.ledger.gcc_delay``)は宣言 out 型の ``delay`` だけを
返す。相関曲線も要るときは ``fullseye.ledger.gcc_delay.raw(...)``。
Raises:
ValueError: 長さが違う / 2 未満 / 非有限、weight が未知、band が
(lo, hi) でない・lo >= hi・rate に対して無効なとき。
限界(honest): (1) 反射・分散・経路差が作る偏りは取れない ——
取れるのは雑音による散らばりだけ。(2) 相関のピークを 1 つ選ぶので、
多重路で副次ピークが勝つと不連続に外す(snr_peak を見ること)。
(3) 遅延が記録長の半分を超えると折り返す。
Reference (public): C. H. Knapp, G. C. Carter, “The Generalized Correlation Method for Estimation of Time Delay”, IEEE Trans. ASSP 24(4), 1976, 320-327.
py -3.11 examples/acoustic_condition_monitoring.pymeasurement を入力に取れる)—
dual)Provenance: acoustics.py — ACOUSTICS operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.