JP2000276193A - Signal source separating method applied with repetitive echo removing method and recording medium where same method is recorded - Google Patents

Signal source separating method applied with repetitive echo removing method and recording medium where same method is recorded

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JP2000276193A
JP2000276193A JP11079080A JP7908099A JP2000276193A JP 2000276193 A JP2000276193 A JP 2000276193A JP 11079080 A JP11079080 A JP 11079080A JP 7908099 A JP7908099 A JP 7908099A JP 2000276193 A JP2000276193 A JP 2000276193A
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JP
Japan
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equation
signal
source separation
signal source
filter
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Application number
JP11079080A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Shimada
浩和 嶋田
Takeshi Usagawa
毅 宇佐川
Akira Koda
晃 幸田
Shinnan Boku
眞南 朴
Takashi Honda
崇 本多
Masanao Ebata
正直 江端
Yoshiaki Sawada
慶昭 澤田
Shogo Iwamura
省吾 岩村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily provide a reverse filter which includes a zero point. SOLUTION: Methods 'adaptive notch filter' and 'beam homing' which separate a sound source by using a 'microphone array' having multiple microphones 1,..., i,..., M are applied with a repetitive echo removing method' which optimizes an update coefficient by using a 'learning fixing method' as a method for finding approximately a reverse filter correcting the delay between microphones.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の入力装置及
びそれらの入力信号を有し、複数の信号より所望の一つ
の信号を分離する信号源分離方法及びこの方法を記録し
た記録媒体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plurality of input devices, a signal source separation method having a plurality of input signals and separating a desired signal from the plurality of signals, and a recording medium on which the method is recorded. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】異なった複数の方向から入来する複数の
信号源から、所望の信号のみを抽出分離する信号源分離
方法として「アダプティブノッチフィルタを用いた音源
分離」と「ビームフォーミングを用いた音源分離」があ
るが夫夫について簡単に説明する。
2. Description of the Related Art As a signal source separation method for extracting and separating only a desired signal from a plurality of signal sources coming from a plurality of different directions, "source separation using an adaptive notch filter" and "beam forming are used. Although there is "sound source separation", the husband and wife will be briefly described.

【0003】[アダプティブノッチフィルタを用いた音
源分離]アダプティブノッチフィルタを用いて音源分離
をする場合、先ず音源が複数存在する状況においてマイ
クロホンアレイにより観測される信号から、それぞれの
音源信号を含まない信号を作成する。次に、それらの信
号をz変換することにより音源信号とマイクロホン間の
遅延成分を切り離す。これにより得られた信号とマイク
ロホン間の遅延を補正する逆フィルタを用いることによ
り、目的とする音源を分離するというものである。
[Sound Source Separation Using Adaptive Notch Filter] When sound source separation is performed using an adaptive notch filter, a signal not including each sound source signal from a signal observed by a microphone array in a situation where a plurality of sound sources exist. Create Next, a delay component between the sound source signal and the microphone is separated by z-transforming these signals. The intended sound source is separated by using an inverse filter for correcting a delay between the obtained signal and the microphone.

【0004】[ビームフォーミングを用いた音源分離]
ビームフォーミングを用いて音源分離をする場合、先ず
音源が複数存在する状況においてマイクロホンアレイに
より観測される信号から、特定の音源方向の感度を高く
するために同期加算を行う。次に、基準のマイクロホン
とその他のマイクロホンを用いて特定音源の信号成分を
含まない信号を作成し、これらの信号からマイクロホン
間の遅延を補正する逆フィルタを用いてそれぞれの方向
からの信号を求める。さらに同期加算を行った信号から
これらの信号を引くことにより得られた信号を出力する
と、特定の音源方向に感度を高く持つ指向特性となると
いうものである。
[Source Separation Using Beamforming]
When sound source separation is performed using beamforming, first, synchronous addition is performed from a signal observed by a microphone array in a situation where a plurality of sound sources exist to increase the sensitivity in a specific sound source direction. Next, a signal containing no signal component of a specific sound source is created using the reference microphone and other microphones, and signals from the respective directions are obtained from these signals using an inverse filter that corrects a delay between the microphones. . Further, when a signal obtained by subtracting these signals from the signal subjected to the synchronous addition is output, a directional characteristic having high sensitivity in a specific sound source direction is obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】アダプティブノッチフ
ィルタを用いる場合にもビームフォーミングを用いる場
合にも、零点を含む逆フィルタを求める必要がある。こ
の逆フィルタは形式的には表すことができても、不安定
なフィルタとなって実現不可能な場合が多いという課題
を有していた。
In both the case of using an adaptive notch filter and the case of using beamforming, it is necessary to find an inverse filter including a zero point. This inverse filter has a problem that even if it can be expressed formally, it often becomes an unstable filter and cannot be realized.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明の信号源分離方法は、逆フィルタの特性を近似的
に実現する方法として、「学習固定法」を用いて更新係
数の最適化を図る「反復型エコー除去法」を適用するこ
ととした。
In order to solve the above-mentioned problems,
The signal source separation method of the present invention employs a “repeated echo removal method” for optimizing an update coefficient using a “learning fixed method” as a method for approximately realizing the characteristics of an inverse filter. .

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の信号源
分離方法は、音源が複数存在する環境においてマイクロ
ホンアレイを用いて信号を抽出する際に、音源分離を行
う方法として「アダプティブノッチフィルタ」及び「ビ
ームフォーミング」の何れかを使用するシステムにおい
て、逆フィルタを「学習固定法」を用いて更新係数の最
適化を図る「反復型エコー除去法」を応用したものであ
り、実現が難しい零点を含む逆フィルタを作成できると
いう作用を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The signal source separation method according to the first aspect of the present invention employs an adaptive notch as a method for performing sound source separation when extracting a signal using a microphone array in an environment where a plurality of sound sources exist. In a system that uses either the "filter" or the "beamforming", the inverse filter is based on the "iterative echo elimination method" that uses a "learning fixed method" to optimize the update coefficient. This has the effect that an inverse filter including difficult zeros can be created.

【0008】請求項2に記載の記録媒体は、音源が複数
存在する環境においてマイクロホンアレイを用いて信号
を抽出する際に、音源分離を行う方法として「アダプテ
ィブノッチフィルタ」及び「ビームフォーミング」の何
れかを使用するシステムにおいて、逆フィルタを「学習
固定法」を用いて更新係数の最適化を図る「反復型エコ
ー除去法」を応用した信号源分離方法が記録されたもの
であり、実現が難しい零点を含む逆フィルタを作成でき
るという作用を有する。
In the recording medium according to the present invention, when extracting a signal using a microphone array in an environment where a plurality of sound sources exist, any one of an "adaptive notch filter" and a "beam forming" is used as a method of separating sound sources. In a system that uses か, a signal source separation method that applies the “iterative echo removal method” that optimizes the update coefficient using the “learning fixed method” for the inverse filter is recorded, and it is difficult to realize This has the effect that an inverse filter including zeros can be created.

【0009】請求項3に記載の信号源分離方法は、信号
源が複数存在する環境においてアンテナアレイを用いて
信号を抽出する際に、信号源分離を行う方法として「ア
ダプティブノッチフィルタ」及び「ビームフォーミン
グ」の何れかを使用するシステムにおいて、逆フィルタ
を「学習固定法」を用いて更新係数の最適化を図る「反
復型エコー除去法」を応用したものであり、実現が難し
い零点を含む逆フィルタを作成できるという作用を有す
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a signal source separation method for extracting a signal using an antenna array in an environment where a plurality of signal sources are present. In this system, the inverse filter is based on an iterative echo elimination method that optimizes the update coefficient by using a learning fixed method. It has the effect that a filter can be created.

【0010】請求項4に記載の記録媒体は、信号源が複
数存在する環境においてアンテナアレイを用いて信号を
抽出する際に、信号源分離を行う方法として「アダプテ
ィブノッチフィルタ」及び「ビームフォーミング」の何
れかを使用するシステムにおいて、逆フィルタを「学習
固定法」を用いて更新係数の最適化を図る「反復型エコ
ー除去法」を応用した信号源分離方法が記録されたもの
であり、実現が難しい零点を含む逆フィルタを作成でき
るという作用を有する。
According to the recording medium of the present invention, when extracting a signal using an antenna array in an environment where a plurality of signal sources are present, an "adaptive notch filter" and a "beam forming" can be used as a method of performing signal source separation. In the system using any one of the above, the signal source separation method applying the "iterative echo removal method" for optimizing the update coefficient using the "learning fixed method" for the inverse filter is recorded and realized. Has the effect that it is possible to create an inverse filter including zeros, which is difficult.

【0011】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。 (実施の形態1) [アダプティブノッチフィルタを用いた音源分離]図1に
示される、音源数、マイクロホン数共にM個の場合を例
にして説明する。なお受信信号は平面波であり、音源の
方向は既知であるものとする。図1において、1、・・
・、i、・・・、Mはマイクロホンである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (Embodiment 1) [Sound Source Separation Using Adaptive Notch Filter] A case where both the number of sound sources and the number of microphones shown in FIG. 1 are M will be described as an example. The received signal is a plane wave, and the direction of the sound source is known. In FIG. 1, 1, ...
, I,..., M are microphones.

【0012】音源jから到来し、マイクロホン1におい
て受信される信号を(数1)とすると、マイクロホンi
の出力(数2)は(数3)のようになる。
Assuming that a signal coming from the sound source j and received by the microphone 1 is (Equation 1), the microphone i
(Equation 2) is as shown in (Equation 3).

【0013】[0013]

【数1】 (Equation 1)

【0014】[0014]

【数2】 (Equation 2)

【0015】[0015]

【数3】 (Equation 3)

【0016】ただし、tは時間、(数4)はマイクロホ
ン1を基準としたときの音源jに対応するマイクロホン
iの時間遅れまたは進みを表している。ここで、音源信
号(数5)の成分を含まない信号成分を(数6)と表す
ものとすると、(数6)は、(数7)で与えることがで
きる。
Here, t represents time, and (Equation 4) represents a time delay or advance of the microphone i corresponding to the sound source j with respect to the microphone 1. Here, if a signal component that does not include the component of the sound source signal (Equation 5) is represented by (Equation 6), (Equation 6) can be given by (Equation 7).

【0017】[0017]

【数4】 (Equation 4)

【0018】[0018]

【数5】 (Equation 5)

【0019】[0019]

【数6】 (Equation 6)

【0020】[0020]

【数7】 (Equation 7)

【0021】ただし、i=Mのときは、i+1を1と置き換え
る。(数7)の両辺をz変換すると(数8)のようにな
る。
However, when i = M, i + 1 is replaced with 1. When both sides of (Equation 7) are z-transformed, (Equation 8) is obtained.

【0022】[0022]

【数8】 (Equation 8)

【0023】ただし、(数9)はサンプリング周波数で
ある。ここで、(数10)のように置き換えると
Where (Equation 9) is the sampling frequency. Here, if it replaces like (Equation 10),

【0024】[0024]

【数9】 (Equation 9)

【0025】[0025]

【数10】 (Equation 10)

【0026】(数8)は(数11)のように書き直せ
る。
(Equation 8) can be rewritten as (Equation 11).

【0027】[0027]

【数11】 [Equation 11]

【0028】(数11)の関係は行列を用いて(数1
2)のように表すことができる。
The relationship of (Equation 11) is obtained by using a matrix (Equation 1).
It can be expressed as 2).

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【数12】 (Equation 12)

【0031】ここで、(数12)の左辺のベクトルを
(数13)、右辺の行列を(数14)、右辺のベクトル
を(数15)と表すと(数16)のようになる。
Here, when the vector on the left side of (Equation 12) is represented by (Equation 13), the matrix on the right side is represented by (Equation 14), and the vector on the right side is represented by (Equation 15), as shown in (Equation 16).

【0032】[0032]

【数13】 (Equation 13)

【0033】[0033]

【数14】 [Equation 14]

【0034】[0034]

【数15】 (Equation 15)

【0035】[0035]

【数16】 (Equation 16)

【0036】(数16)の両辺に(数17)をかけると
(数18)のように(数15)が求まる。
By multiplying both sides of (Equation 16) by (Equation 17), (Equation 15) is obtained as in (Equation 18).

【0037】[0037]

【数17】 [Equation 17]

【0038】[0038]

【数18】 (Equation 18)

【0039】よって、形式的には(数18)の両辺を逆
z変換することにより(数19)〜(数20)が求ま
る。しかし(数18)は(数21)とおくと、(数2
2)の特性を持つフィルタを含んでいる。このような逆
フィルタは形式的には表すことができても実現不可能な
場合が多い。これは(数23)の零点が複素z平面上の
単位円内に含まれない場合、(数22)が不安定なフィ
ルタとなることに起因する。
Accordingly, (Formula 19) to (Formula 20) can be obtained by inverse z-transformation of both sides of (Formula 18) formally. However, if (Equation 18) is (Equation 21), (Equation 2)
A filter having the characteristic of 2) is included. Such an inverse filter is often impossible to realize even if it can be expressed formally. This is because (Expression 22) becomes an unstable filter when the zero of (Expression 23) is not included in the unit circle on the complex z plane.

【0040】[0040]

【数19】 [Equation 19]

【0041】[0041]

【数20】 (Equation 20)

【0042】[0042]

【数21】 (Equation 21)

【0043】[0043]

【数22】 (Equation 22)

【0044】[0044]

【数23】 (Equation 23)

【0045】そこで、本発明では、逆フィルタの特性を
近似的に実現する方法として、「学習固定法」を用いて
更新係数の最適化を図る「反復型エコー除去法」を適用
して実現する。
Therefore, in the present invention, as a method of approximately realizing the characteristics of the inverse filter, the method is realized by applying a “repetitive echo removal method” for optimizing an update coefficient using a “learning fixed method”. .

【0046】以下、式を用いて説明する。Hereinafter, description will be made using equations.

【0047】周波数領域における原音を(数24)、イ
ンパルス応答を(数25)、観測信号を(数26)、観
測雑音を(数27)とすると、これらの関係式は(数2
8)のようになる。
Assuming that the original sound in the frequency domain is (Equation 24), the impulse response is (Equation 25), the observation signal is (Equation 26), and the observation noise is (Equation 27), these relational expressions are represented by (Equation 2).
It becomes like 8).

【0048】[0048]

【数24】 (Equation 24)

【0049】[0049]

【数25】 (Equation 25)

【0050】[0050]

【数26】 (Equation 26)

【0051】[0051]

【数27】 [Equation 27]

【0052】[0052]

【数28】 [Equation 28]

【0053】これ以降(数29)なる理想的な場合にお
いて任意の(数30)に関して計算を展開する。
Thereafter, in the ideal case of (Equation 29), the calculation is expanded for an arbitrary (Equation 30).

【0054】[0054]

【数29】 (Equation 29)

【0055】[0055]

【数30】 [Equation 30]

【0056】(数28)において原音(数24)の代わ
りにその推定値(数31)を用いた場合の観測信号の推
定値と観測信号(数26)との差を(数32)とする
と、(数32)は(数33)で表される。
If the difference between the estimated value of the observed signal and the observed signal (Equation 26) when the estimated value (Equation 31) is used instead of the original sound (Equation 24) in (Equation 28) is (Equation 32) , (Equation 32) is represented by (Equation 33).

【0057】[0057]

【数31】 (Equation 31)

【0058】[0058]

【数32】 (Equation 32)

【0059】[0059]

【数33】 [Equation 33]

【0060】この(数32)の2乗を原音の推定値(数
31)で偏微分すると(数34)のようになる。
The square of (Equation 32) is partially differentiated with the estimated value of the original sound (Equation 31) to obtain (Equation 34).

【0061】[0061]

【数34】 (Equation 34)

【0062】(数34)を用いると反復回数k回目にお
ける更新式は(数35)で表される。
Using (Equation 34), the update equation at the k-th iteration is expressed by (Equation 35).

【0063】[0063]

【数35】 (Equation 35)

【0064】ここでμはステップゲインである。Here, μ is a step gain.

【0065】次に誤差2乗を最小にするμを求める。
(数35)で求めた(数36)を用いた場合の(数3
3)の(数32)を(数37)とおく。
Next, μ that minimizes the square of the error is determined.
(Equation 3) when (Equation 36) obtained by (Equation 35) is used
Let (Formula 32) of 3) be (Formula 37).

【0066】[0066]

【数36】 [Equation 36]

【0067】[0067]

【数37】 (37)

【0068】[0068]

【数38】 (38)

【0069】(数38)より(数39)の場合、(数4
0)となり誤差2乗が最小となる。
From (Equation 38), in the case of (Equation 39), (Equation 4)
0), and the error square is minimized.

【0070】[0070]

【数39】 [Equation 39]

【0071】[0071]

【数40】 (Equation 40)

【0072】(数35)にこのμを代入すると複素学習
同定法となる。
By substituting this μ into (Expression 35), a complex learning identification method is obtained.

【0073】[0073]

【数41】 [Equation 41]

【0074】ここで、*は複素共役を表す。(数41)
を見やすくするためμを改めて(数42)と置き、(数
32)も含めて更新式を記述すると(数43)、(数4
4)のようになる。
Here, * represents a complex conjugate. (Equation 41)
If μ is newly set as (Equation 42) to make it easier to see, and an update expression is described including (Equation 32), (Equation 43), (Equation 4)
It becomes like 4).

【0075】[0075]

【数42】 (Equation 42)

【0076】[0076]

【数43】 [Equation 43]

【0077】[0077]

【数44】 [Equation 44]

【0078】(数44)は、一般的な学習同定法の更新
式であるが、ステップゲインとして(数42)を用いる
と(数25)の零点とその近傍においてμが非常に大き
な値となり、観測雑音成分が推定値に与える影響も大き
くなる。
(Equation 44) is an update equation of a general learning identification method. When (Equation 42) is used as the step gain, μ becomes a very large value at the zero point of (Equation 25) and its vicinity, and The influence of the observation noise component on the estimated value also increases.

【0079】そこで、μを固定せず、SNRの値を用い
て(数45)、(数46)、(数47)のようにμの上
限を定める。
Therefore, without fixing μ, the upper limit of μ is determined as shown in (Equation 45), (Equation 46), and (Equation 47) using the value of SNR.

【0080】[0080]

【数45】 [Equation 45]

【0081】[0081]

【数46】 [Equation 46]

【0082】[0082]

【数47】 [Equation 47]

【0083】ただし、ノルム区間は[0,2π)、max(・,・)
はどちらか大きい方の値を選択するものである。(数4
5)、(数46)、(数47)は観測雑音の影響を抑制
することを目的としている。そのためμの値がむやみに
大きくならないよう(数25)の平均パワよりもSNR
の値だけ少ないレベルに閾値γを設け、(数25)のパ
ワがγ未満の場合のみ(数48)とするものである。
However, the norm interval is [0,2π), max (•, •)
Selects the larger value. (Equation 4
5), (Equation 46) and (Equation 47) are intended to suppress the influence of observation noise. Therefore, the SNR is more than the average power of (Equation 25) so that the value of μ does not increase excessively.
The threshold value γ is provided at a level lower by the value of (Expression 25), and is set to (Expression 48) only when the power of (Expression 25) is less than γ.

【0084】[0084]

【数48】 [Equation 48]

【0085】また、反復打ち切り条件は、(数49)の
ように設定する。
The repetition termination condition is set as shown in (Expression 49).

【0086】[0086]

【数49】 [Equation 49]

【0087】ただし、ノルム区間は[0,2π)である。Note that the norm interval is [0, 2π).

【0088】以上説明したように、アダプティブノッチ
フィルタを用いた音源分離においては、実現が難しい零
点を含む逆フィルタが簡単な方式で作成できるという効
果がある。
As described above, in the sound source separation using the adaptive notch filter, there is an effect that an inverse filter including a zero point, which is difficult to realize, can be created by a simple method.

【0089】[ビームフォーミングを用いた音源分離]図
1に示される、マイクロホン数M、制御する方向の数M
の場合を例に説明する。なお、受信信号は平面波である
ものとする。制御点1の方向から到来する信号に最大感
度を持ち、制御点2〜Mの方向の感度を低くすることに
より、指向特性の制御を行う。制御点jの方向から到来
し、マイクロホン1において受信される信号を(数5
0)とすると、マイクロホンiの出力(数51)は(数
52)のようになる。
[Source Separation Using Beamforming] The number M of microphones and the number M of directions to be controlled shown in FIG.
An example will be described. It is assumed that the received signal is a plane wave. The directional characteristic is controlled by having the maximum sensitivity to the signal arriving from the direction of the control point 1 and lowering the sensitivity in the directions of the control points 2 to M. A signal arriving from the direction of the control point j and received by the microphone 1 is represented by (Equation 5).
0), the output of the microphone i (Equation 51) becomes as shown in (Equation 52).

【0090】[0090]

【数50】 [Equation 50]

【0091】[0091]

【数51】 (Equation 51)

【0092】[0092]

【数52】 (Equation 52)

【0093】ただし、tは時間、(数53)はマイクロ
ホン1を基準としたときの制御点jに対応するマイクロ
ホンiの時間遅れまたは進みを表している。
Here, t represents time, and (Equation 53) represents time delay or advance of the microphone i corresponding to the control point j with respect to the microphone 1.

【0094】[0094]

【数53】 (Equation 53)

【0095】まず、制御点1の方向に感度を高くするた
めに、すべてのマイクロホンにおいて受信される信号の
同期加算を行う。
First, in order to increase the sensitivity in the direction of the control point 1, synchronous addition of signals received by all microphones is performed.

【0096】[0096]

【数54】 (Equation 54)

【0097】(数54)の両辺をz変換すると(数5
5)のようになる。
When both sides of (Equation 54) are z-transformed, (Equation 5)
It becomes like 5).

【0098】[0098]

【数55】 [Equation 55]

【0099】ただし、(数56)はサンプリング周波数
である。
Here, (Equation 56) is a sampling frequency.

【0100】[0100]

【数56】 [Equation 56]

【0101】ここで、(数57)のように置き換えるとHere, by replacing as shown in (Equation 57),

【0102】[0102]

【数57】 [Equation 57]

【0103】(数55)は(数58)のように書き直せ
る。
(Equation 55) can be rewritten as (Equation 58).

【0104】[0104]

【数58】 [Equation 58]

【0105】(数58)の関係はベクトルを用いて(数
59)のように表すことができる。
The relationship of (Equation 58) can be expressed as (Equation 59) using a vector.

【0106】[0106]

【数59】 [Equation 59]

【0107】ここで、(数59)の右辺の(数60)を
要素とするベクトルを(数61)、右辺の(数62)を
要素とするベクトルを(数63)と表すと、(数64)
のようになる。
Here, a vector having an element of (Equation 60) on the right side of (Equation 59) as an element (Equation 61) and a vector having an element of (Equation 62) on the right side as (Equation 63) are expressed as (Equation 63). 64)
become that way.

【0108】[0108]

【数60】 [Equation 60]

【0109】[0109]

【数61】 [Equation 61]

【0110】[0110]

【数62】 (Equation 62)

【0111】[0111]

【数63】 [Equation 63]

【0112】[0112]

【数64】 [Equation 64]

【0113】一方、マイクロホン1とマイクロホン(数
65)において受信した信号を用いて求めた制御点1の
方向からの信号(数66)の成分を含まない信号成分を
(数67)と表すものとすると、(数67)は(数6
8)で与えることができる。
On the other hand, a signal component not including the component of the signal (Equation 66) from the direction of the control point 1 obtained by using the signals received by the microphone 1 and the microphone (Equation 65) is represented by (Equation 67). Then, (Equation 67) becomes (Equation 6)
8).

【0114】[0114]

【数65】 [Equation 65]

【0115】[0115]

【数66】 [Equation 66]

【0116】[0116]

【数67】 [Equation 67]

【0117】[0117]

【数68】 [Equation 68]

【0118】(数68)の両辺をz変換すると(数6
9)のようになる。
When both sides of (Equation 68) are z-transformed, (Equation 6)
It becomes like 9).

【0119】[0119]

【数69】 [Equation 69]

【0120】ここで、(数70)のように置き換えるとHere, by replacing as shown in (Equation 70),

【0121】[0121]

【数70】 [Equation 70]

【0122】(数69)は(数71)のように書き直せ
る。
(Equation 69) can be rewritten as (Equation 71).

【0123】[0123]

【数71】 [Equation 71]

【0124】(数71)の関係は行列を用いて(数7
2)のように表すことができる。
The relationship of (Expression 71) is obtained by using a matrix (Expression 7).
It can be expressed as 2).

【0125】[0125]

【数72】 [Equation 72]

【0126】ここで、(数72)の左辺のベクトルを
(数73)、右辺の行列を(数74)、右辺のベクトル
を(数75)と表すと、(数76)のようになる。
Here, when the vector on the left side of (Equation 72) is expressed by (Equation 73), the matrix on the right side is expressed by (Equation 74), and the vector on the right side is expressed by (Equation 75), the following expression is obtained.

【0127】[0127]

【数73】 [Equation 73]

【0128】[0128]

【数74】 [Equation 74]

【0129】[0129]

【数75】 [Equation 75]

【0130】[0130]

【数76】 [Equation 76]

【0131】(数64)の(数77)に(数78)を掛
けたものから、(数76)の(数73)に(数79)と
(数80)を掛けたものを引いた信号を(数81)とす
ると(数82)のようになる。
From (Equation 64) multiplied by (Equation 78), (Equation 78) is subtracted from (Equation 76) multiplied by (Equation 79) and (Equation 80). Is expressed as (Expression 81), as shown in (Expression 82).

【0132】[0132]

【数77】 [Equation 77]

【0133】[0133]

【数78】 [Equation 78]

【0134】[0134]

【数79】 [Expression 79]

【0135】[0135]

【数80】 [Equation 80]

【0136】[0136]

【数81】 [Equation 81]

【0137】[0137]

【数82】 (Equation 82)

【0138】(数82)の両辺を(数83)で割ると、
制御点1の方向から到来する信号(数66)を強調した
信号のz変換した値である(数84)は(数85)で表
される。
By dividing both sides of (Equation 82) by (Equation 83),
(Equation 84), which is a z-converted value of a signal that emphasizes the signal (Equation 66) coming from the direction of the control point 1, is expressed by (Equation 85).

【0139】[0139]

【数83】 [Equation 83]

【0140】[0140]

【数84】 [Equation 84]

【0141】[0141]

【数85】 [Equation 85]

【0142】よって、形式的には(数85)の両辺を逆
z変換することにより得られる(数86)を出力とする
と、制御点1の方向に感度の高い指向特性を形成でき
る。しかしアダプティブノッチフィルタで述べたように
(数85)は、形式的には表すことができても、実現不
可能な場合が多い。
Therefore, when formally (formula 86) obtained by inverse z-transformation of both sides of (formula 85) is output, directional characteristics with high sensitivity can be formed in the direction of the control point 1. However, as described for the adaptive notch filter, (Equation 85) can often be expressed in a formal manner, but often cannot be realized.

【0143】[0143]

【数86】 [Equation 86]

【0144】そこで、本発明では、逆フィルタの特性を
近似的に実現する方法として、「学習固定法」を用いて
更新係数の最適化を図る「反復型エコー除去法」を適用
して実現する。
Therefore, in the present invention, as a method of approximately realizing the characteristics of the inverse filter, the method is realized by applying the “iterative echo removal method” for optimizing the update coefficient using the “learning fixed method”. .

【0145】なお、実現方法については、アダプティブ
ノッチフィルタにおける実現方法と同じであるので説明
は省略する。
Note that the method of realization is the same as the method of realizing the adaptive notch filter, and a description thereof will be omitted.

【0146】以上説明したように、ビームフォーミング
を用いた音源分離においては、実現が難しい零点を含む
逆フィルタが簡単な方式で作成できるという効果があ
る。
As described above, in sound source separation using beamforming, there is an effect that an inverse filter including zero points, which is difficult to realize, can be created by a simple method.

【0147】以上、説明したように実施の形態1によれ
ば、実現が難しい零点を含む逆フィルタを作成できると
いう効果を奏するものである。 (実施の形態2)図2は、実施の形態1にて用いた図1
における「音源」を「信号源」に、また「マイクロホン
アレイ」を「アンテナアレイ」に変更したものであり、
その実現方法は、(実施の形態1)における「音源」を
「信号源」に、また、「マイクロホン」を「アンテナ」
に読み替えたものと同じであるので説明は省略する。
As described above, according to the first embodiment, there is an effect that an inverse filter including zero points, which is difficult to realize, can be created. (Embodiment 2) FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 used in Embodiment 1.
In the above, "sound source" was changed to "signal source" and "microphone array" was changed to "antenna array".
The method of realizing this is as follows. In “Embodiment 1”, “sound source” is used as “signal source”, and “microphone” is used as “antenna”.
And the description is omitted.

【0148】この実施の形態2によれば、アダプティブ
ノッチフィルタを用いた信号源分離においては、実現が
難しい零点を含む逆フィルタが簡単な方式で作成できる
という効果がある。
According to the second embodiment, in the signal source separation using the adaptive notch filter, there is an effect that an inverse filter including a zero point, which is difficult to realize, can be created by a simple method.

【0149】また、ビームフォーミングを用いた信号源
分離においては、実現が難しい零点を含む逆フィルタが
簡単な方式で作成できるという効果がある。
In the signal source separation using the beam forming, there is an effect that an inverse filter including a zero point, which is difficult to realize, can be created by a simple method.

【0150】[0150]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
マイクロホンアレイやアンテナアレイを使用するシステ
ムにおいて、アダプティブノッチフィルタとビームフォ
ーミングを用いて信号分離を行う場合、実現が難しい零
点を含む逆フィルタの特性を近似的に実現する方法とし
て、「学習固定法」を用いて更新係数の最適化を図る
「反復型エコー除去法」を適用することにより実用的な
逆フィルタを作成することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
In systems using a microphone array or antenna array, when performing signal separation using an adaptive notch filter and beamforming, the `` learning fixed method '' is used as a method to approximately realize the characteristics of an inverse filter including zeros, which is difficult to realize. A practical inverse filter can be created by applying the “iterative echo removal method” for optimizing the update coefficient using.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1によるマイクロホンアレ
イを使った信号分離方法を説明する為の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a signal separation method using a microphone array according to a first embodiment of the present invention;

【図2】本発明の実施の形態2によるアンテナアレイを
使った信号分離方法を説明する為の構成図
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining a signal separation method using an antenna array according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マイクロホン 1 microphone

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 幸田 晃 鹿児島県鹿児島市永吉町497−12 (72)発明者 朴 眞南 熊本県熊本市渡鹿6丁目1−63 メゾンド ジュネ112 (72)発明者 本多 崇 熊本県熊本市黒髪6丁目11−15 レジデン スコトブキ105 (72)発明者 江端 正直 熊本県熊本市清水町大字兎谷360−228 (72)発明者 澤田 慶昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岩村 省吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2G064 AB16 BD02 CC02 CC13 5D020 CC03 CE02  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Akira Koda 497-12 Nagayoshicho, Kagoshima City, Kagoshima Prefecture Takashi Takataka 6-11-15 Kuroge, Kumamoto City, Kumamoto Pref. Inside Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Shogo Iwamura 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 2G064 AB16 BD02 CC02 CC13 5D020 CC03 CE02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】音源が複数存在する環境においてマイクロ
ホンアレイを用いて信号を抽出する際に、音源分離を行
う方法として「アダプティブノッチフィルタ」及び「ビ
ームフォーミング」の何れかを使用するシステムにおい
て、逆フィルタを「学習固定法」を用いて更新係数の最
適化を図る「反復型エコー除去法」を応用した信号源分
離方法。
When extracting a signal using a microphone array in an environment in which a plurality of sound sources exist, a system using any one of an "adaptive notch filter" and a "beam forming" as a method of performing sound source separation. A signal source separation method that applies a "repeated echo cancellation method" that optimizes update coefficients using a "learning fixed method" as a filter.
【請求項2】音源が複数存在する環境においてマイクロ
ホンアレイを用いて信号を抽出する際に、音源分離を行
う方法として「アダプティブノッチフィルタ」及び「ビ
ームフォーミング」の何れかを使用するシステムにおい
て、逆フィルタを「学習固定法」を用いて更新係数の最
適化を図る「反復型エコー除去法」を応用した信号源分
離方法が記録された記録媒体。
When extracting a signal using a microphone array in an environment in which a plurality of sound sources exist, a system using either an "adaptive notch filter" or "beam forming" as a method of separating sound sources is used. A recording medium in which a signal source separation method is applied, which employs a "repeated echo removal method" for optimizing an update coefficient using a "learning fixed method" as a filter.
【請求項3】信号源が複数存在する環境においてアンテ
ナアレイを用いて信号を抽出する際に、信号源分離を行
う方法として「アダプティブノッチフィルタ」及び「ビ
ームフォーミング」の何れかを使用するシステムにおい
て、逆フィルタを「学習固定法」を用いて更新係数の最
適化を図る「反復型エコー除去法」を応用した信号源分
離方法。
3. A system using one of an "adaptive notch filter" and a "beam forming" as a method of performing signal source separation when extracting a signal using an antenna array in an environment where a plurality of signal sources exist. A signal source separation method applying a "repeated echo removal method" for optimizing an update coefficient using a "learning fixed method" for an inverse filter.
【請求項4】信号源が複数存在する環境においてアンテ
ナアレイを用いて信号を抽出する際に、信号源分離を行
う方法として「アダプティブノッチフィルタ」及び「ビ
ームフォーミング」の何れかを使用するシステムにおい
て、逆フィルタを「学習固定法」を用いて更新係数の最
適化を図る「反復型エコー除去法」を応用した信号源分
離方法が記録された記録媒体。
4. A system using either an "adaptive notch filter" or "beamforming" as a method of performing signal source separation when extracting a signal using an antenna array in an environment where a plurality of signal sources exist. A recording medium in which a signal source separation method is applied, which employs an "iterative echo removal method" for optimizing an update coefficient using an inverse filter using a "learning fixed method".
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011013030A (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Nishimatsu Constr Co Ltd Noise-monitoring system and noise monitoring method
JP2013504283A (en) * 2009-09-07 2013-02-04 クゥアルコム・インコーポレイテッド System, method, apparatus and computer readable medium for dereverberation of multi-channel signals

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