JP2005181813A - Signal separating method, signal separating system and signal separating program - Google Patents

Signal separating method, signal separating system and signal separating program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a system to reduce the number of repetitions required to learn separating coefficients in a signal separating system that conducts a separation process in a frequency region and to prevent occurrence of signal replacement after the separation. <P>SOLUTION: In a separation coefficient initial value setting section 8, phase information is extracted from the separating coefficients of frequency that are already learned and the information is converted into optimum information as preliminary information of the separating coefficients of other frequencies. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は信号分離方法、信号分離システムおよび、信号分離をコンピュータで実行させるためのコンピュータ・プログラムに関し、特に混在した複数の音響・音声信号を分離できる信号分離方法、信号分離システムおよび信号分離用のコンピュータ・プログラムに関する。   The present invention relates to a signal separation method, a signal separation system, and a computer program for causing a computer to perform signal separation. In particular, the present invention relates to a signal separation method, a signal separation system, and a signal separation signal capable of separating a plurality of mixed sound and audio signals. It relates to computer programs.

従来、この種の信号分離システムは、2つ以上の複数の音響・音声信号が空間的に混在した、2つ以上の複数の入力時系列信号を、混在する前の信号に分離するために用いられている。   Conventionally, this type of signal separation system is used to separate two or more input time-series signals in which two or more plural sound / audio signals are spatially mixed into signals before mixing. It has been.

従来の信号分離システムの一例として、例えば、後記特許文献1、非特許文献1等の記載が参照される。後記特許文献1には、背景雑音が存在し畳み込み混合された実環境での信号(音声、画像、電波などの信号)から源信号をブラインドで分離することを可能とし、各周波数における入れ違い(チャネルの入れ違い)を解決するための計算処理を、実時間処理で行うことを可能とするブラインド信号分離処理装置が提案されている。   As an example of a conventional signal separation system, for example, the descriptions of Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 described later are referred to. In Patent Document 1 described later, it is possible to blindly separate a source signal from a signal (audio, image, radio wave, etc.) in a real environment in which background noise exists and is mixed by convolution. There has been proposed a blind signal separation processing device capable of performing a calculation process for solving the above-mentioned problem by a real-time process.

図35は、後記特許文献1に開示されているブラインド信号分離処理装置の構成を示す図である。以下、後記特許文献1の記載に基づき、図35に示す構成を概説しておく。被分離信号を検出するセンサ91を複数個備え、各センサ91が検出した被分離信号を格納する被分離信号格納部92と、被分離信号格納部92に保存されている被分離信号を入力し、被分離信号を取り出して被分離信号を各信号源の信号に分離する処理を行う信号処理部93とを備えている。信号処理部93は、被分離信号を、離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform)して時間−周波数領域の成分に変換するDFFT処理部94と、離散フーリエ変換処理後の信号に基づき、混合行列を各周波数成分ごとに推定する混合行列推定処理部95と、周波数成分ごとに推定した混合行列に基づき、各周波数成分ごとに分離行列を算出して、分離行列と、離散フーリエ変換処理後の信号との積を各周波数成分ごとに算出する信号分離処理部96と、信号分離処理部96により得られた全ての周波数成分についての分離行列と、離散フーリエ変換処理後の信号の積に基づき離散逆フーリエ変換の演算を行って被分離信号を分離・再生する逆離散フーリエ変換(I−DFFT)処理部97を備えている。   FIG. 35 is a diagram illustrating a configuration of a blind signal separation processing device disclosed in Patent Document 1 described later. The configuration shown in FIG. 35 will be outlined below based on the description in Patent Document 1 below. A plurality of sensors 91 for detecting separated signals are provided, a separated signal storage unit 92 for storing the separated signals detected by each sensor 91, and a separated signal stored in the separated signal storage unit 92 are input. And a signal processing unit 93 that performs processing of taking out the separated signal and separating the separated signal into signals of respective signal sources. The signal processing unit 93 performs a discrete Fourier transform on the signal to be separated and converts it into a time-frequency domain component, and a mixing matrix based on the signal after the discrete Fourier transform process. Based on the mixing matrix estimation processing unit 95 that estimates each frequency component and the mixing matrix estimated for each frequency component, a separation matrix is calculated for each frequency component, and the separation matrix and the signal after the discrete Fourier transform processing are calculated. A signal separation processing unit 96 for calculating the product for each frequency component, a discrete inverse Fourier transform based on the product of the separation matrix for all frequency components obtained by the signal separation processing unit 96 and the signal after the discrete Fourier transform processing And an inverse discrete Fourier transform (I-DFFT) processing unit 97 for separating and reproducing the separated signal.

混合行列推定処理部95は、各周波数成分における混合行列を推定する際の設定初期値として、目的周波数成分(例えば周波数番号n+1)に隣接する周波数成分(周波数番号n)の混合行列の推定値を用いている。信号処理部93で分離された被分離信号は、分離信号格納部98に出力され、各信号源からの信号が後段の回路に出力される。   The mixing matrix estimation processing unit 95 uses the estimated value of the mixing matrix of the frequency component (frequency number n) adjacent to the target frequency component (for example, frequency number n + 1) as a setting initial value when estimating the mixing matrix in each frequency component. Used. The separated signal separated by the signal processing unit 93 is output to the separated signal storage unit 98, and signals from each signal source are output to the subsequent circuit.

このように、図35に示す信号分離処理装置においては、引き続く周波数成分(周波数番号n+1)については、その初期値として、前の周波数(周波数番号n)において推定した混合行列の値を利用する「隣接周波数における分離行列のリレー処理」が適用される。   In this way, in the signal separation processing device shown in FIG. 35, the value of the mixing matrix estimated at the previous frequency (frequency number n) is used as the initial value for the subsequent frequency component (frequency number n + 1). “Relay processing of separation matrix at adjacent frequency” is applied.

特開2003−78423号公報(第5頁、第2図)JP2003-78423A (5th page, FIG. 2) 丁数学,大塚将史,芦沢正樹,新妻照夫,須貝和義,「時間−周波数領域のICAを用いる実環境における音響信号のブラインド分離処理」,電子情報通信学会技術報告,SP2001−1,pp.1−8,2001年4月(s.Ding,M.Otsuka,M.Ashizawa,T.Niitsuma,and K.Sugai,”BLIND SOURCE SEPARATION OF REAL−WORLD ACCOUSTIC SIGNALS BASED ON ICA TIME−FREQUENCY DOMAIN”,Technical Report of IEICE,EA2001−1,SP2001−1,pp.1−8(2001) )Ding Mathematics, Masafumi Otsuka, Masaki Serizawa, Teruo Niizuma, Kazuyoshi Sugai, “Blind Separation of Acoustic Signals in Real Environment Using ICA in Time-Frequency Domain”, IEICE Technical Report, SP2001-1, pp. 1-8, April 2001 (s. Ding, M. Otsuka, M. Ashizawa, T. Niitsuma, and K. Sugai, “BIND SOURCE SEPARATION OF REAL-WORD ACCOUNTIC SIGNAL A TED Q Report of IEICE, EA2001-1, SP2001-1, pp.1-8 (2001))

しかしながら、図35等を参照して説明した従来の信号分離システムは、分離した信号のチャネル番号の入れ替えを回避することを意図したものであるが、なお、下記記載の問題点を有している。   However, the conventional signal separation system described with reference to FIG. 35 and the like is intended to avoid replacement of channel numbers of separated signals, but has the following problems. .

第1の問題点は、分離した信号のチャネル番号が入替わる、ということである。   The first problem is that the channel numbers of the separated signals are switched.

例えば、2人の話者が同時に発した音声を2つのマイクロフォンで収音し、収音した2話者の混合音声信号を各話者の音声に分離することを想定する。以下では、2人の話者のそれぞれの音声を「信号源」とよび、1つめのマイクロフォンで収音した混合音声信号を「チャネル番号1の入力時系列信号」、もう1つのマイクロフォンで収音した混合信号を「チャネル番号2の入力時系列信号」と呼ぶものとする。また、分離後の各話者の音声の周波数スペクトルを「周波数別出力時系列信号」と呼ぶものとする。2つの信号源δ1とδ2の混合信号を、λ1(チャネル番号1の入力時系列信号)とλ2(チャネル番号2の入力時系列信号)とし、λ1とλ2を基に分離した周波数別出力時系列信号をY(f,t)(チャネル番号1の周波数別出力時系列信号)とY(f,t)(チャネル番号2の周波数別出力時系列信号)とする。分離した信号のチャネル番号が入替わるということは、周波数領域(周波数スペクトラム)上でのある周波数成分(周波数番号、周波数ビンともいう)f=nにおけるY(n,t)が信号源δ1の成分、Y(n,t)が信号源δ2の成分であった場合に、他の周波数成分f=mにおけるY(m,t)が信号源δ2の成分、Y(m,t)が信号源δ1の成分になる、ということである。 For example, it is assumed that voices simultaneously produced by two speakers are collected by two microphones, and a mixed voice signal of the collected two speakers is separated into voices of the respective speakers. In the following, the voices of the two speakers are called “signal sources” and the mixed voice signal picked up by the first microphone is picked up as “input time series signal of channel number 1” and picked up by the other microphone. The mixed signal is referred to as “input time series signal of channel number 2”. Further, the frequency spectrum of each speaker's voice after separation is referred to as “frequency-specific output time-series signal”. The mixed signal of the two signal sources δ1 and δ2 is λ1 (input time series signal of channel number 1) and λ2 (input time series signal of channel number 2), and the output time series by frequency separated based on λ1 and λ2. The signals are Y 1 (f, t) (frequency-specific output time-series signal of channel number 1) and Y 2 (f, t) (frequency-specific output time-series signal of channel number 2). When the channel number of the separated signal is switched, Y 1 (n, t) at a certain frequency component (also referred to as frequency number or frequency bin) f = n on the frequency domain (frequency spectrum) is the signal source δ1. When the component Y 2 (n, t) is a component of the signal source δ2, Y 1 (m, t) at the other frequency component f = m is a component of the signal source δ2, Y 2 (m, t) Is a component of the signal source δ1.

このように、分離した信号のチャネル番号が入替わる理由は、上記特許文献1、非特許文献1に記載の構成においては、隣接周波数で学習した(最適化された)分離係数を、学習の初期値として用いているため、である。   Thus, the reason why the channel numbers of the separated signals are switched is that, in the configurations described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, the separation coefficient learned (optimized) at the adjacent frequency is used as the initial learning stage. This is because it is used as a value.

そして、異なる周波数で学習した分離係数を、別の周波数で使用すると、位相ずれが生じる。そして、分離係数に位相ずれが生じ、学習によって分離係数の位相ずれが補正できない周波数が、複数個、連続して選択された場合、位相ずれは累積され、分離した信号のチャネル番号が入替わるほどに、大きな位相ずれとなる。   When the separation coefficient learned at a different frequency is used at another frequency, a phase shift occurs. Then, when a phase shift occurs in the separation coefficient and a plurality of frequencies that cannot be corrected by learning are successively selected, the phase shift is accumulated and the channel number of the separated signal is switched. In addition, a large phase shift occurs.

すなわち、隣接周波数のコスト関数(上記非特許文献1参照)に関して、2つの局所最適解(local minimum)があり、一方は、信号源δ1→Y(m,t);信号源δ2→Y(m,t)に対応し、他方は、信号源δ1→Y(m,t);信号源δ2→Y(m,t)に対応しているとものする。分離係数の位相が大きくずれた初期値から学習を開始すると、別の最適解(信号源δ2→Y(m,t);Y(m,t)→信号源δ1)に収束する場合がある。 That is, with respect to the cost function of the adjacent frequency (see Non-Patent Document 1 above), there are two local minimum solutions, one of which is the signal source δ1 → Y 1 (m, t); the signal source δ2 → Y 2. The other corresponds to the signal source δ1 → Y 2 (m, t); the signal source δ2 → Y 1 (m, t). When learning is started from an initial value in which the phase of the separation coefficient is greatly shifted, there is a case where convergence to another optimum solution (signal source δ2 → Y 1 (m, t); Y 2 (m, t) → signal source δ1). is there.

第2の問題点は、分離係数の学習に必要な繰り返し回数が多い、ということである。   The second problem is that the number of repetitions necessary for learning the separation coefficient is large.

その理由は、上記第1の問題点の理由と同じである。位相ずれを有する初期値と、学習後の分離係数の差が大きいほど、学習に必要な繰り返し回数(最適化を取得するまでの繰り返し回数)は、増加する。   The reason is the same as the reason for the first problem. The greater the difference between the initial value having phase shift and the separation coefficient after learning, the greater the number of iterations required for learning (the number of iterations until optimization is acquired).

第3の問題点は、周波数に対して連続的に処理する必要がある、ということである。すなわち、基本的に、次に処理する周波数は、処理済み周波数(周波数番号=n)の隣接する周波数(周波数番号=n±1)のみに制限される、という制約が課せられる。   The third problem is that it is necessary to continuously process the frequency. That is, basically, a restriction is imposed that the frequency to be processed next is limited only to the frequency (frequency number = n ± 1) adjacent to the processed frequency (frequency number = n).

その理由は、上記した第1の問題点の理由と同じである。周波数が不連続になるほど、位相ずれは大きくなる。すなわち、例えば、周波数(周波数番号=n)で学習した分離係数を、不連続の周波数(周波数番号n±r、ただし、rは2以上の整数)の初期値として用いると、分離係数の位相のずれは大きくなる。   The reason is the same as the reason for the first problem described above. The phase shift increases as the frequency becomes discontinuous. That is, for example, when a separation coefficient learned at a frequency (frequency number = n) is used as an initial value of a discontinuous frequency (frequency number n ± r, where r is an integer of 2 or more), the phase of the separation coefficient is The deviation becomes larger.

第4の問題点は、最初に処理する周波数において、分離係数の学習に必要な繰り返し回数が多い、ということである。   The fourth problem is that the number of repetitions required for learning the separation coefficient is large at the frequency to be processed first.

その理由は、最初に処理する周波数について何ら考慮されていないためである。最初に処理する周波数については、予め定めた初期値から学習が開始されるが、その初期値と学習後の分離係数の差が大きい周波数では、それが小さい周波数より、分離係数の学習に必要な繰り返し回数が多い。また分離前の信号に含まれる学習に有用な情報量は、周波数によって異なるため、分離係数の学習に必要な繰り返し回数も異なる。   The reason is that no consideration is given to the frequency to be processed first. For the frequency to be processed first, learning starts from a predetermined initial value, but at a frequency where the difference between the initial value and the separation factor after learning is large, it is necessary to learn the separation factor compared to a smaller frequency. There are many repetitions. In addition, since the amount of information useful for learning included in the signal before separation varies depending on the frequency, the number of repetitions necessary for learning the separation coefficient also varies.

したがって、本発明の目的は、分離した信号のチャネル番号の入替わりを防ぐことができる信号分離方法、システム、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal separation method, system, and computer program that can prevent the channel number of a separated signal from being changed.

本発明の他の目的は、分離係数の学習に必要な繰り返し回数を削減できる信号分離方法、システム、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a signal separation method, system, and computer program that can reduce the number of repetitions necessary for learning of a separation coefficient.

本発明のさらに他の目的は、周波数に対して不連続に処理することができる信号分離方法、システム、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a signal separation method, system, and computer program that can be processed discontinuously with respect to frequency.

本願で開示される発明は、概略を述べれば、以下のようなものである。   The invention disclosed in the present application will be summarized as follows.

本発明の1つのアスペクト(側面)に係る信号分離システムは、既学習の周波数の分離係数を、他の周波数で利用するときに、位相ずれを補正する分離係数初期値設定部と、処理周波数を制御する処理周波数制御部と、を有する。   A signal separation system according to one aspect of the present invention includes a separation coefficient initial value setting unit that corrects a phase shift when using a learned frequency separation coefficient at another frequency, and a processing frequency. And a processing frequency control unit for controlling.

本発明の他のアスペクトに係る信号分離システムは、複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波の入力信号を求めるフーリエ変換部と、処理する周波数の選択を制御する処理周波数制御部と、前記処理周波数制御部で選択された、処理する周波数の分離係数初期値を、信号源とセンサの配置情報に基づいて、計算する分離係数初期値設定部と、前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求める分離出力信号計算部と、前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習する分離係数学習部と、を含む。   A signal separation system according to another aspect of the present invention includes a Fourier transform unit that obtains an input signal of each frequency of each channel by converting an input time-series signal of a plurality of channels into a frequency domain, and a selection of a frequency to be processed. A separation frequency initial value setting unit that calculates a separation frequency initial value of a frequency to be processed, which is selected by the processing frequency control unit, based on signal source and sensor arrangement information; Based on the input signal and separation factor of each channel at the frequency to be processed, a separation output signal calculation unit for obtaining a separation output signal, and separation factor learning to learn the separation factor by using the separation output signal at the frequency to be processed Part.

本発明の他のアスペクトの方法によれば、複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離方法において、
処理済みの少なくとも1つの周波数の分離係数から信号源とセンサの配置情報(物理的な配置)を推定するステップと、
前記配置情報に基づき、処理する周波数の分離係数の初期値を算出するステップと、を含む。
According to a method of another aspect of the present invention, in a signal separation method for processing an input time-series signal of a plurality of channels in a frequency domain to separate signals,
Estimating signal source and sensor placement information (physical placement) from at least one processed frequency separation factor;
Calculating an initial value of a frequency separation coefficient to be processed based on the arrangement information.

本発明の他のアスペクトの方法によれば、複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波数の入力信号を求めるステップと、
処理する周波数を制御するステップと、
処理する周波数の分離係数初期値を、前記配置情報に基づいて計算するステップと、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求めるステップと、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習するステップと、を含む。
According to the method of another aspect of the present invention, the step of obtaining the input signal of each frequency of each channel by converting the input time-series signals of a plurality of channels into the frequency domain,
Controlling the frequency to be processed;
Calculating a separation factor initial value of a frequency to be processed based on the arrangement information;
Obtaining a separated output signal based on the input signal and separation factor of each channel at the frequency to be processed;
Learning a separation coefficient using the separated output signal at the frequency to be processed.

本発明において、前記処理する周波数を制御するステップが、事前に定めた処理順序の情報、前記各チャネル各周波数の入力信号のうち少なくとも1つのチャネルの複数の周波数の入力信号から得られる統計情報、前記分離出力信号から得られる統計情報、既学習の周波数の分離係数の情報のうち少なくとも1つの情報に基づいて、処理する周波数を制御する構成としてもよい。   In the present invention, the step of controlling the frequency to be processed includes information on a predetermined processing order, statistical information obtained from an input signal of a plurality of frequencies of at least one channel among the input signals of each frequency of each channel, The frequency to be processed may be controlled based on at least one of the statistical information obtained from the separated output signal and the information on the already learned frequency separation factor.

本発明のさらに他のアスペクトに係るプログラムは、複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で信号分離する装置を構成するコンピュータに、処理済みの少なくとも1つの周波数の分離係数から、信号源とセンサの配置情報を推定し、配置情報に基づき、処理する周波数の分離係数の初期値を算出する処理を、実行させるプログラムよりなる。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a program comprising a computer constituting an apparatus for separating a plurality of input channel time-series signals in a frequency domain, a signal source and a sensor based on at least one frequency separation factor that has been processed. And a program for executing an initial value of a frequency separation coefficient to be processed based on the arrangement information.

本発明によれば、処理周波数制御部により選択制御される処理周波数において、位相ずれを補正して、既学習の周波数の分離係数を利用することにより、分離した信号のチャネル番号の入替わりを回避することができる。これは、本発明においては、分離係数の位相ずれを補正した上で、分離係数の学習の初期値としており、位相ずれの蓄積を防ぐことができる、ためである。   According to the present invention, in the processing frequency selected and controlled by the processing frequency control unit, the phase shift is corrected and the separation factor of the learned frequency is used, thereby avoiding the switching of the channel number of the separated signal. can do. This is because, in the present invention, after the phase shift of the separation coefficient is corrected, the initial value for learning of the separation coefficient is used, and accumulation of the phase shift can be prevented.

本発明によれば、処理周波数制御部により制御される処理周波数において、位相ずれを補正して、既学習の周波数の分離係数を利用することにより、分離係数の学習に必要な繰り返し回数を削減できる。その理由は、本発明においては、分離係数の位相ずれを補正するため、学習後の分離係数により近い分離係数を初期値として利用できるためである。   According to the present invention, it is possible to reduce the number of repetitions necessary for learning of the separation coefficient by correcting the phase shift at the processing frequency controlled by the processing frequency control unit and using the already learned frequency separation coefficient. . This is because, in the present invention, since the phase shift of the separation coefficient is corrected, a separation coefficient closer to the learned separation coefficient can be used as an initial value.

本発明によれば、処理周波数制御部により制御される処理周波数において、位相ずれを補正して既学習の周波数の分離係数を利用することにより、周波数に対して不連続に処理することができる。その理由は、本発明においては、分離係数の位相ずれを補正しているため、周波数に対して連続的に処理する必要がないためである。   According to the present invention, the processing frequency controlled by the processing frequency control unit can be processed discontinuously with respect to the frequency by correcting the phase shift and using the already-learned frequency separation coefficient. This is because in the present invention, since the phase shift of the separation coefficient is corrected, it is not necessary to continuously process the frequency.

本発明について詳細に説述するため、添付図面を参照してこれを説明する。   For a detailed description of the present invention, reference will now be made to the accompanying drawings.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態の信号分離システムの構成を示したものである。図1を参照すると、本実施の形態の信号分離システムは、入力端子15と、入力端子16と、フーリエ変換部1と、フーリエ変換部2と、入力信号多重化部3と、処理周波数制御部41と、分離出力信号計算部5と、分離係数学習部61と、分離係数記憶部71と、分離出力信号計算部9と、分離係数学習部10と、出力端子17と、出力端子18とを有する。本実施の形態の信号分離システムの動作について以下に説明する。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration of a signal separation system according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the signal separation system of the present embodiment includes an input terminal 15, an input terminal 16, a Fourier transform unit 1, a Fourier transform unit 2, an input signal multiplexing unit 3, and a processing frequency control unit. 41, the separation output signal calculation unit 5, the separation coefficient learning unit 61, the separation coefficient storage unit 71, the separation output signal calculation unit 9, the separation coefficient learning unit 10, the output terminal 17, and the output terminal 18. Have. The operation of the signal separation system of this embodiment will be described below.

入力端子15と入力端子16には、チャネル別入力時系列信号が供給される。入力端子15に供給された入力時系列信号はフーリエ変換部1で、入力端子16に供給された入力時系列信号はフーリエ変換部2で、それぞれN点離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform)され、周波数領域に変換されたチャネル別の周波数成分であるチャネル別周波数別入力時系列信号Xk(f,t)(ただし、チャネル番号k=1,2、周波数番号f=0,1,…,N/2−1、フレーム番号t=0,1,…である。)が出力される。周波数スペクトラムにおいて、n番目の成分の周波数はfs×n/N(位相は2πfs×n/N)とされ、周波数番号(周波数ビン)n=0はDC成分、n=N/2はナイキスト周波数(Nyquist frequency)(=fs/2)に対応している。なお、以下では、周波数スペクトラム上の周波数番号(周波数ビン)f=n、f=pを、簡単のため、周波数n、p等と記載する。   The input terminal 15 and the input terminal 16 are supplied with channel-specific input time-series signals. The input time series signal supplied to the input terminal 15 is subjected to an N-point discrete Fourier transform in the Fourier transform unit 1 and the input time series signal supplied to the input terminal 16 is subjected to an N-point discrete Fourier transform. Channel-specific frequency-specific input time-series signal Xk (f, t) converted into regions, channel number k = 1, 2, frequency number f = 0, 1,..., N / 2 -1, frame number t = 0, 1,...) Is output. In the frequency spectrum, the frequency of the nth component is fs × n / N (phase is 2πfs × n / N), the frequency number (frequency bin) n = 0 is a DC component, and n = N / 2 is a Nyquist frequency ( Nyquist frequency) (= fs / 2). In the following, frequency numbers (frequency bins) f = n, f = p on the frequency spectrum are described as frequencies n, p, etc. for simplicity.

チャネル別周波数別入力時系列信号Xk(f,t)は、入力信号多重化部3に供給される。入力信号多重化部3は、異なるチャネルで同じ周波数のチャネル別周波数別入力時系列信号Xk(f,t)を多重化し、周波数別入力時系列信号X(n,t)を出力する。   The channel-specific frequency-specific input time-series signal Xk (f, t) is supplied to the input signal multiplexing unit 3. The input signal multiplexing unit 3 multiplexes the channel-specific frequency-specific input time-series signals Xk (f, t) in different channels and outputs the frequency-specific input time-series signals X (n, t).

処理周波数制御部41は、任意の周波数f=nの周波数別入力時系列信号X(n,t)を分離出力信号計算部5に供給する。   The processing frequency control unit 41 supplies the frequency-dependent input time series signal X (n, t) having an arbitrary frequency f = n to the separated output signal calculation unit 5.

分離出力信号計算部5は、初期値として予め定めた周波数別分離係数W(n)を分離係数学習部61から読み込み、初期値として予め定めた周波数別分離係数W(n)と、周波数別入力時系列信号X(n,t)とに基づいて、周波数別出力時系列信号Y(n,t)を次式(1)にしたがって計算する。   The separated output signal calculation unit 5 reads the frequency-specific separation coefficient W (n), which is predetermined as an initial value, from the separation coefficient learning unit 61, and inputs the frequency-specific separation coefficient W (n), which is predetermined as an initial value, and the frequency Based on the time-series signal X (n, t), the frequency-specific output time-series signal Y (n, t) is calculated according to the following equation (1).


Figure 2005181813

Figure 2005181813

上式(1)において、Y(n,t)は、多重化信号である周波数別出力時系列信号Y(n,t)をチャネル番号j=1、2別に示したものであり、Wjk(n)は、多重化係数である周波数別分離係数W(n)をチャネル番号j=1,2、k=1,2別に示したものである。 In the above equation (1), Y j (n, t) represents the frequency-specific output time-series signal Y (n, t), which is a multiplexed signal, for channel numbers j = 1 and 2, and W jk (N) shows frequency-specific separation coefficients W (n), which are multiplexing coefficients, for channel numbers j = 1, 2, k = 1, 2.

分離係数学習部61は、分離出力信号計算部5で求めた周波数別出力時系列信号Y(n,t)に基づいて、周波数別分離係数W(n)を学習し、学習した周波数別分離係数W(n)を、分離出力信号計算部5に供給する。   The separation coefficient learning unit 61 learns the frequency-specific separation coefficient W (n) based on the frequency-specific output time series signal Y (n, t) obtained by the separation output signal calculation unit 5, and learns the frequency-specific separation coefficient. W (n) is supplied to the separated output signal calculator 5.

分離出力信号計算部5と分離係数学習部61は、学習が終了するまで、上述の動作を繰り返す。   The separated output signal calculation unit 5 and the separation coefficient learning unit 61 repeat the above-described operation until the learning is completed.

学習が終了すると、分離出力信号計算部5は、周波数別出力時系列信号Y(n,t)を出力端子17に供給し、分離係数学習部61は、周波数別分離係数W(n)を分離係数記憶部71に供給する。   When the learning is completed, the separated output signal calculation unit 5 supplies the frequency-specific output time series signal Y (n, t) to the output terminal 17, and the separation coefficient learning unit 61 separates the frequency-specific separation coefficient W (n). It supplies to the coefficient memory | storage part 71. FIG.

最初の周波数f=nでの処理が終了すると、処理周波数制御部41は、例えば、最初に処理した周波数(処理済みの周波数)f=nに隣接する周波数f=n+1(もしくはf=n−1)に、処理する周波数を切換える。なお、本実施の形態では、単に、説明の簡単のため、f=nに隣接する周波数f=n+1(もしくはf=n−1)について説明するが、後述するように、f=n±r(rは2以上の整数)としてもよい。   When the processing at the first frequency f = n is completed, the processing frequency control unit 41, for example, the frequency f = n + 1 (or f = n−1) adjacent to the first processed frequency (the processed frequency) f = n. ) To switch the frequency to be processed. In this embodiment, the frequency f = n + 1 (or f = n−1) adjacent to f = n will be described for the sake of simplicity, but f = n ± r ( r may be an integer of 2 or more.

最初に処理した周波数f=n以外の周波数に対する処理は、同一であるため、図1の分離出力信号計算部9と、分離係数学習部10とを用いて、f=n+1における動作を説明する。   Since the processing for frequencies other than the frequency f = n processed first is the same, the operation at f = n + 1 will be described using the separated output signal calculation unit 9 and the separation coefficient learning unit 10 of FIG.

周波数f=n+1において、分離係数学習部10は、既に分離係数学習部61で学習された周波数別分離係数W(n)を、分離係数記憶部71から読み込み、f=nに対する周波数別分離係数W(n)の位相ずれを補正した値を、初期値として、分離出力信号計算部9に供給する。   At the frequency f = n + 1, the separation coefficient learning unit 10 reads the frequency-specific separation coefficient W (n) already learned by the separation coefficient learning unit 61 from the separation coefficient storage unit 71, and separates the frequency-specific separation coefficient W for f = n. A value obtained by correcting the phase shift of (n) is supplied to the separated output signal calculation unit 9 as an initial value.

なお、前述したように、上記特許文献1、上記非特許文献1においては、チャネルの入れ替えを回避するため、周波数f=nに対する最適解W(n)を、隣接周波数f=n+1に対する分離係数W(n+1)の学習(最適化)の初期値としているが、位相ずれにより、周波数f=n+1に対する分離係数の最適解は、本来とは別の解に収束する可能性があるため、チャネル入れ替えを回避することはできない。   As described above, in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 described above, in order to avoid channel replacement, the optimal solution W (n) for the frequency f = n is changed to the separation coefficient W for the adjacent frequency f = n + 1. Although the initial value of (n + 1) learning (optimization) is used, the optimum solution of the separation coefficient for the frequency f = n + 1 may converge to a solution different from the original due to the phase shift. It cannot be avoided.

分離出力信号計算部9の動作は、分離出力信号計算部5と同じであり、周波数別入力時系列信号X(n+1,t)と、初期値として供給された周波数別分離係数W(n+1)に基づいて、周波数別出力時系列信号Y(n+1,t)を計算する。   The operation of the separated output signal calculation unit 9 is the same as that of the separated output signal calculation unit 5, and the frequency-dependent input time-series signal X (n + 1, t) and the frequency-specific separation coefficient W (n + 1) supplied as the initial value are used. Based on this, the output time-series signal Y (n + 1, t) for each frequency is calculated.

分離係数学習部10は、周波数別出力時系列信号Y(n+1,t)に基づいて、周波数別分離係数W(n+1)を学習する。その後の動作は、処理済みの最初に周波数f=nでの動作と同じである。   The separation coefficient learning unit 10 learns the frequency-specific separation coefficient W (n + 1) based on the frequency-specific output time-series signal Y (n + 1, t). The subsequent operation is the same as the operation at the frequency f = n at the beginning of the processing.

以上のように、最初の周波数の後に処理される周波数においては、分離係数の初期値として、既に隣接周波数で学習した周波数別分離係数が用いられる点が、最初の周波数の動作(予め定めた初期値から学習が開始される)との相違点である。   As described above, in the frequency processed after the first frequency, the frequency-specific separation coefficient already learned in the adjacent frequency is used as the initial value of the separation coefficient. The learning is started from the value).

上述の処理を、処理対象の周波数の上限まで繰り返し、同様に、f=n−1から処理対象の周波数の下限まで繰り返すことにより、各周波数における周波数別出力時系列信号Y(f,t)を得る。   By repeating the above-described processing up to the upper limit of the frequency to be processed, and similarly repeating from f = n−1 to the lower limit of the frequency to be processed, the output time-series signal Y (f, t) for each frequency at each frequency is obtained. obtain.

得られた各周波数における周波数別出力時系列信号Y(f,t)の各チャネルY(f,t)、Y(f,t)が、分離された信号である。 Each channel Y 1 (f, t), Y 2 (f, t) of the obtained output time-series signal Y (f, t) for each frequency at each frequency is a separated signal.

図2は、図1の処理周波数制御部41の構成を示す図である。図2を参照すると、この実施の形態において、処理周波数制御部41は、周波数の総数と同じ数のスイッチを有する。全てのスイッチのうち、同時にスイッチが閉じるのは1つのみである。最初にスイッチが閉じた周波数をf=nとすると、次に閉じる周波数は、f=n+1(もしくは、f=n−1)であり、さらに次は、f=n+2(もしくは、f=n−2)と、周波数に対して、連続的に切換わる。なお、後述するように、隣接しない周波数を選択するような構成としてもよい。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the processing frequency control unit 41 of FIG. Referring to FIG. 2, in this embodiment, the processing frequency control unit 41 has the same number of switches as the total number of frequencies. Of all the switches, only one is closed at a time. Assuming that the frequency at which the switch is closed first is f = n, the frequency at which the switch is closed next is f = n + 1 (or f = n−1), and the next is f = n + 2 (or f = n−2). ) And continuously change with respect to the frequency. Note that, as will be described later, it may be configured to select non-adjacent frequencies.

図3は、図1の分離係数学習部61の構成を示す図である。図3を参照すると、分離係数学習部61は、スイッチ610と、分離係数更新部611と、分離係数初期値記憶部612と、端子6100と、端子6101と、を有する。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the separation coefficient learning unit 61 of FIG. Referring to FIG. 3, the separation coefficient learning unit 61 includes a switch 610, a separation coefficient update unit 611, a separation coefficient initial value storage unit 612, a terminal 6100, and a terminal 6101.

スイッチ610は、最初に端子6100に接続し、分離係数初期値記憶部612に記憶されている周波数別分離係数初期値を出力する。その後、スイッチ610は、端子6101に接続する。   The switch 610 is first connected to the terminal 6100, and outputs the frequency-specific separation coefficient initial value stored in the separation coefficient initial value storage unit 612. Thereafter, the switch 610 is connected to the terminal 6101.

分離係数更新部611は、周波数別出力時系列信号と、それを得る際に使用した周波数別分離係数と、を用いて周波数別分離係数を更新する。この時、スイッチ610は端子6101に接続されているので、更新された周波数別分離係数を出力する。   The separation coefficient updating unit 611 updates the frequency-specific separation coefficient using the frequency-specific output time-series signal and the frequency-specific separation coefficient used to obtain the signal. At this time, since the switch 610 is connected to the terminal 6101, the updated frequency-specific separation coefficient is output.

図4は、図1の分離係数学習部10の構成を示す図である。図4を参照すると、分離係数学習部10は、スイッチ100と、分離係数更新部101と、端子1000と、端子1001と、を有する。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the separation coefficient learning unit 10 of FIG. Referring to FIG. 4, the separation coefficient learning unit 10 includes a switch 100, a separation coefficient update unit 101, a terminal 1000, and a terminal 1001.

スイッチ100は、最初に端子1000に接続し、入力された周波数別分離係数をそのまま出力する。その後、スイッチ100は、端子1001に接続する。   The switch 100 is first connected to the terminal 1000 and outputs the input frequency-specific separation factor as it is. Thereafter, the switch 100 is connected to the terminal 1001.

分離係数更新部101は、周波数別出力時系列信号と、周波数別出力時系列信号を得る際に使用した周波数別分離係数と、を用いて、周波数別分離係数を更新する。この時、スイッチ100は、端子1001に接続されているので、更新された周波数別分離係数を出力する。   The separation coefficient update unit 101 updates the frequency-specific separation coefficient using the frequency-specific output time-series signal and the frequency-specific separation coefficient used when obtaining the frequency-specific output time-series signal. At this time, since the switch 100 is connected to the terminal 1001, the updated separation factor for each frequency is output.

以下、分離係数の位相ずれを補正する手段を具備した本発明の好適な各種実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention including means for correcting a phase shift of a separation coefficient will be described in detail.

[第2の実施の形態]
図5は、本発明の好適な一実施の形態を説明するための図である。図5に示すように、本発明の第2の実施の形態の信号分離システムは、入力端子15と、入力端子16と、フーリエ変換部1と、フーリエ変換部2と、入力信号多重化部3と、処理周波数制御部4と、分離出力信号計算部5と、分離係数学習部6と、分離係数記憶部7と、分離係数初期値設定部8と、分離出力信号計算部9と、分離係数学習部10と、出力端子17と、出力端子18とを有する。図5に示した本実施の形態は、図1に示した前記第1の実施の形態の信号分離システムと、以下の点で相違している。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram for explaining a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the signal separation system according to the second exemplary embodiment of the present invention includes an input terminal 15, an input terminal 16, a Fourier transform unit 1, a Fourier transform unit 2, and an input signal multiplexing unit 3. , Processing frequency control unit 4, separation output signal calculation unit 5, separation coefficient learning unit 6, separation coefficient storage unit 7, separation coefficient initial value setting unit 8, separation output signal calculation unit 9, separation coefficient The learning unit 10, the output terminal 17, and the output terminal 18 are included. The present embodiment shown in FIG. 5 is different from the signal separation system of the first embodiment shown in FIG. 1 in the following points.

(1)図1の処理周波数制御部41の代わりに、処理周波数制御部4が設けられている。
(2)分離係数学習部61の代わりに、分離係数学習部6が設けられている。
(3)分離係数記憶部71の代わりに、分離係数記憶部7が設けられている。
(4)分離係数初期値設定部8が設けられている。
(1) A processing frequency control unit 4 is provided instead of the processing frequency control unit 41 of FIG.
(2) Instead of the separation coefficient learning unit 61, a separation coefficient learning unit 6 is provided.
(3) Instead of the separation coefficient storage unit 71, a separation coefficient storage unit 7 is provided.
(4) A separation coefficient initial value setting unit 8 is provided.

図31は、本発明の第2の実施の形態の動作を示す流れ図である。図5及び図31を参照して、本実施の形態の動作について説明する。   FIG. 31 is a flowchart showing the operation of the second exemplary embodiment of the present invention. The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.

周波数別入力時系列信号(図31ステップS101)が供給される処理周波数制御部4は、事前に定めた処理順序に従って、処理する周波数の選択を制御する(図31ステップS102)。   The processing frequency control unit 4 to which the frequency-specific input time-series signal (step S101 in FIG. 31) is supplied controls selection of the frequency to be processed in accordance with a predetermined processing order (step S102 in FIG. 31).

最初に処理する周波数(図31ステップS103)の分離係数学習部6は、予め初期値として定めた周波数別分離係数を、分離出力信号計算部5に供給し(図31ステップS105)、分離出力信号計算部5は、周波数別出力時系列信号を計算し(図31ステップS106)、周波数別出力時系列信号に基づいて、周波数別分離係数を学習する(図31ステップS107)。   The separation coefficient learning unit 6 of the frequency to be processed first (step S103 in FIG. 31) supplies the frequency-specific separation coefficient determined as an initial value to the separation output signal calculation unit 5 (step S105 in FIG. 31). The calculation unit 5 calculates the frequency-specific output time-series signal (step S106 in FIG. 31), and learns the frequency-specific separation coefficient based on the frequency-specific output time-series signal (step S107 in FIG. 31).

学習が終了すると、分離係数学習部6は、学習した周波数別分離係数を、分離係数記憶部7に供給する。   When the learning is completed, the separation coefficient learning unit 6 supplies the learned frequency-specific separation coefficient to the separation coefficient storage unit 7.

また、分離係数学習部6は、分離係数初期値設定部8から、周波数別分離係数が供給された場合に、周波数別分離係数を再学習する。   The separation coefficient learning unit 6 re-learns the frequency-specific separation coefficient when the frequency-specific separation coefficient is supplied from the separation coefficient initial value setting unit 8.

分離係数記憶部7は、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を記憶し、これらを多重化した分離係数を、分離係数初期値設定部8に供給する。   The separation coefficient storage unit 7 stores the frequency-specific separation coefficients of the frequencies for which learning has been completed, and supplies the separation coefficient obtained by multiplexing these to the separation coefficient initial value setting unit 8.

分離係数初期値設定部8は、分離係数記憶部7から供給された分離係数に基づいて、次に処理する周波数(図31ステップS102およびS103)に最適な周波数別分離係数を計算し(図31ステップS104)、これを学習の初期値として、分離係数学習部10に出力する。   Based on the separation coefficient supplied from the separation coefficient storage unit 7, the separation coefficient initial value setting unit 8 calculates a frequency-specific separation coefficient that is optimum for the next frequency (steps S102 and S103 in FIG. 31) (FIG. 31). In step S104), this is output to the separation coefficient learning unit 10 as an initial value of learning.

分離係数学習部10は、供給された周波数別分離係数に基づいて、周波数別分離係数を学習する。   The separation factor learning unit 10 learns the separation factor by frequency based on the supplied separation factor by frequency.

処理対象の周波数全ての周波数別分離係数を学習するまで、上述の動作を繰り返す(図31ステップS108)。   The above operation is repeated until the frequency-specific separation coefficients for all the frequencies to be processed are learned (step S108 in FIG. 31).

以下の説明において、図1乃至図4に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。以下では、前記した第1の実施の形態との相違点を中心として、本発明の第2の実施の形態の信号分離システムを説明する。   In the following description, the same or equivalent elements as those shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, the signal separation system according to the second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment described above.

図6は、図5の処理周波数制御部4の構成の一例を示す図である。図6を参照すると、処理周波数制御部4は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部40を有する。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of the processing frequency control unit 4 of FIG. Referring to FIG. 6, the processing frequency control unit 4 includes the same number of switches as the total number of frequencies, and a switch control unit 40.

スイッチ制御部40は、事前に定めた処理順序を記憶しており、その順序に従って最初に周波数f=mのスイッチを閉じる(オンする)。   The switch control unit 40 stores a predetermined processing order, and first closes (turns on) the switch of the frequency f = m according to the order.

スイッチ制御部40は、周波数f=mでの処理が終了すると(対応する分離係数学習部が分離係数記憶部に既学習の分離係数を格納し、完了通知を受けたとき)、事前に定めた処理順序に従って、他の周波数f=lのスイッチを閉じる。その際、他の周波数f=lは、1つである必要はなく、複数でもよい。すなわち最初の周波数f=m以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。   When the processing at the frequency f = m ends (when the corresponding separation coefficient learning unit stores the learned separation coefficient in the separation coefficient storage unit and receives a completion notification), the switch control unit 40 determines in advance. According to the processing order, the switch of the other frequency f = 1 is closed. At this time, the other frequency f = 1 does not need to be one and may be plural. That is, except for the first frequency f = m, the switches of a plurality of frequencies may be closed simultaneously.

図7は、図5の分離係数学習部6の構成の一例を示す図である。図7を参照すると、分離係数学習部6は、スイッチ60と、分離係数更新部62と、スイッチ63と、分離係数初期値記憶部64と、端子600と、端子601と、端子630と、端子631と、を有する。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the separation coefficient learning unit 6 of FIG. Referring to FIG. 7, the separation coefficient learning unit 6 includes a switch 60, a separation coefficient update unit 62, a switch 63, a separation coefficient initial value storage unit 64, a terminal 600, a terminal 601, a terminal 630, and a terminal. 631.

最初に、スイッチ60が端子600に、スイッチ63が端子631に接続することにより、分離係数学習部6は、分離係数初期値記憶部64に記憶されている周波数別分離係数初期値を出力する。   First, when the switch 60 is connected to the terminal 600 and the switch 63 is connected to the terminal 631, the separation coefficient learning unit 6 outputs the frequency-specific separation coefficient initial values stored in the separation coefficient initial value storage unit 64.

その後、スイッチ60は、端子601に接続される。分離係数更新部62は、周波数別出力時系列信号と、それを得る際に使用した周波数別分離係数とを用いて、周波数別分離係数を更新する。この時、スイッチ60は端子601に接続されているので、更新された周波数別分離係数を出力する。   Thereafter, the switch 60 is connected to the terminal 601. The separation coefficient updating unit 62 updates the frequency-specific separation coefficient using the frequency-specific output time-series signal and the frequency-specific separation coefficient used when obtaining the frequency-dependent output time-series signal. At this time, since the switch 60 is connected to the terminal 601, the updated frequency-specific separation coefficient is output.

周波数別分離係数が、分離係数学習部6に供給された場合、スイッチ63は、端子630に、スイッチ60は、端子600に接続され、分離係数学習部6は、供給された周波数別分離係数を出力する。   When the frequency-specific separation coefficient is supplied to the separation coefficient learning unit 6, the switch 63 is connected to the terminal 630, the switch 60 is connected to the terminal 600, and the separation coefficient learning unit 6 displays the supplied frequency-specific separation coefficient. Output.

その後、上記と同様に、スイッチ60は端子601に接続し、分離係数更新部62は分離係数を更新する。   Thereafter, similarly to the above, the switch 60 is connected to the terminal 601, and the separation coefficient updating unit 62 updates the separation coefficient.

図8は、図5の分離係数初期値設定部8の構成の一例を示す図である。図8を参照すると、分離係数初期値設定部8は、分離係数位相計算部80と、分離係数初期値計算部81を有する。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the configuration of the separation coefficient initial value setting unit 8 in FIG. Referring to FIG. 8, the separation coefficient initial value setting unit 8 includes a separation coefficient phase calculation unit 80 and a separation coefficient initial value calculation unit 81.

分離係数位相計算部80は、供給された分離係数に基づいて分離係数位相を計算し、分離係数初期値計算部81は、その分離係数位相と供給された分離係数とに基づいて、各周波数に最適な周波数別分離係数を計算する。その後、分離係数初期値設定部8は、計算された周波数別分離係数を出力する。   The separation factor phase calculation unit 80 calculates a separation factor phase based on the supplied separation factor, and the separation factor initial value calculation unit 81 calculates each frequency based on the separation factor phase and the supplied separation factor. Calculate the optimal frequency separation factor. Thereafter, the separation coefficient initial value setting unit 8 outputs the calculated frequency separation coefficient.

分離係数位相計算部80は、供給された分離係数を周波数別分離係数W(p)に分割する。ただし、pは既に学習済みの周波数である。分割された周波数別分離係数W(p)をさらにチャネル別周波数別分離係数Wjk(p)に分割する。ただし、チャネル番号j=1,2、k=1,2である。 The separation coefficient phase calculation unit 80 divides the supplied separation coefficient into frequency-specific separation coefficients W (p). Here, p is a frequency that has already been learned. The divided frequency separation factor W (p) is further divided into channel-specific frequency separation factors W jk (p). However, channel numbers j = 1, 2 and k = 1, 2.

ここで、図9に示すように、2つの信号源と、2つのセンサ(センサ1、2)が空間的に配置されるものとし、チャネル別周波数別分離係数Wjk(p)を、以下のようにモデル化する。 Here, as shown in FIG. 9, it is assumed that two signal sources and two sensors (sensors 1 and 2) are spatially arranged, and the frequency-specific separation factor W jk (p) is expressed as follows: Model as follows.


Figure 2005181813

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Figure 2005181813

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Figure 2005181813

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Figure 2005181813

Figure 2005181813

ただし、pは、p番目の周波数成分(fs×p/N)を表し、πは円周率、fsは標本化周波数、Nは、標本数、dkは図9におけるセンサの位置、θjは信号源の方向、cは信号の伝播速度である。また、j=−1である。 Here, p represents the p-th frequency component (fs × p / N), π is the pi, fs is the sampling frequency, N is the number of samples, dk is the position of the sensor in FIG. 9, and θj is the signal The direction of the source, c, is the propagation speed of the signal. Further, j 2 = −1.

2つの信号源からの信号(s(t)、s(t))は、伝達関数H(t)(信号源1とセンサ1の間:H11、信号源1とセンサ2の間:H21、信号源2とセンサ1の間:H12、信号源2とセンサ2の間:H22)で表される伝搬路を介して、センサ1、2に到達し、センサ1の入力信号x(t)=H11*s(t)+H12*s(t)で与えられ、センサ2の入力信号x(t)=H21*s(t)+H22*s(t)で与えられる(ただし、*は畳みこみ演算を表す)。分離係数は、伝達関数の逆行列で与えられ、周波数領域上の分離係数W(ω)(ただし、ω=2πfs×n/N)は、伝達関数H(ω)の逆行列で与えられる。畳み込み演算の上式(1)を、フーリエ変換した場合、周波数軸上で、Y(ω)=W(ω)・X(ω)となり、Wjk(p)は、2×2の行列W(ω)の周波数成分pに対応する。det(p)は、伝達関数H(p)の行列式(determinant)である。また式(2)乃至(5)の指数関数(exp)の肩のd・sinθ/c、d・sinθ/cは、信号源1、2の信号がセンサ1、2に到達する遅延時間(位相差)に対応している。 The signals (s 1 (t), s 2 (t)) from the two signal sources are transferred functions H (t) (between signal source 1 and sensor 1: H 11 , between signal source 1 and sensor 2: H 21 , between the signal source 2 and the sensor 1: H 12 , between the signal source 2 and the sensor 2: H 22 ), and reaches the sensors 1 and 2, and the input signal of the sensor 1 x 1 (t) = H 11 * s 1 (t) + H 12 * s 2 (t) and input signal x 2 (t) of sensor 2 = H 21 * s 1 (t) + H 22 * s 2 (T) (where * represents a convolution operation). The separation factor is given by the inverse matrix of the transfer function, and the separation factor W (ω) (where ω = 2πfs × n / N) on the frequency domain is given by the inverse matrix of the transfer function H (ω). When the above expression (1) of the convolution operation is Fourier transformed, Y (ω) = W (ω) · X (ω) is obtained on the frequency axis, and W jk (p) is a 2 × 2 matrix W ( corresponds to the frequency component p of ω). det (p) is a determinant of the transfer function H (p). Further, d · sin θ 1 / c and d · sin θ 2 / c on the shoulders of the exponential functions (exp) in the expressions (2) to (5) are delay times for the signals of the signal sources 1 and 2 to reach the sensors 1 and 2. (Phase difference).

分離係数位相計算部80は、式(2)から式(5)に基づいて、分離係数位相   The separation factor phase calculation unit 80 calculates the separation factor phase based on the equations (2) to (5).


Figure 2005181813

Figure 2005181813


Figure 2005181813
When
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を次のように計算する。

Figure 2005181813
Is calculated as follows.
Figure 2005181813


Figure 2005181813

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そして、これらの分離係数位相φ1およびφ2(物理的あるいは幾何学的配置情報)を、分離係数初期値計算部81に供給する。なお、分離係数位相φ1およびφ2は、既に学習済みの全ての周波数において計算できる。したがって、既に学習済みの周波数が複数ある場合は、既に学習済みの複数の周波数の平均値やヒストグラムの最頻値などを計算して、分離係数初期値計算部81に供給することもできる。   Then, these separation coefficient phases φ 1 and φ 2 (physical or geometrical arrangement information) are supplied to the separation coefficient initial value calculation unit 81. Note that the separation factor phases φ1 and φ2 can be calculated for all frequencies that have already been learned. Therefore, when there are a plurality of already learned frequencies, an average value of a plurality of already learned frequencies, a mode value of a histogram, and the like can be calculated and supplied to the separation coefficient initial value calculation unit 81.

分離係数初期値計算部81は、供給された分離係数を、周波数別分離係数W(p)に分割する。ただし、pは既に学習済みの周波数である。分離係数初期値計算部81では、これら周波数別分離係数W(p)と、分離係数位相計算部80から供給された分離係数位相φ1およびφ2と、に基づいて、p以外の周波数q=p±r(ただし、qは0≦q≦N/2を満たす任意の整数)における周波数別分離係数W(q)を、次のように計算する。   The separation coefficient initial value calculation unit 81 divides the supplied separation coefficient into frequency-specific separation coefficients W (p). Here, p is a frequency that has already been learned. In the separation coefficient initial value calculation unit 81, based on these frequency-specific separation coefficients W (p) and the separation coefficient phases φ1 and φ2 supplied from the separation coefficient phase calculation unit 80, frequencies other than p q = p ± The frequency separation coefficient W (q) at r (where q is an arbitrary integer satisfying 0 ≦ q ≦ N / 2) is calculated as follows.

上式(2)乃至上式(6)より、W(q)をチャネル別に分割すると、次式(9)乃至(13)として与えられる。   From the above equations (2) to (6), when W (q) is divided for each channel, the following equations (9) to (13) are given.


Figure 2005181813

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Figure 2005181813

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Figure 2005181813

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Figure 2005181813

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ただし、

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However,
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さらに、分離係数位相

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In addition, the separation factor phase

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および

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and
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を式(9)から式(13)に代入すると、式(14)から式(18)が得られる。   Is substituted into equation (13) from equation (9), equation (18) is obtained from equation (14).


Figure 2005181813

Figure 2005181813


Figure 2005181813

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Figure 2005181813

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Figure 2005181813

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ただし、

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However,
Figure 2005181813

上記式(14)〜(17)により、W(p)に対して、exp(j±φ)、exp(j±φ)を乗ずることにより、分離係数の位相ずれを補正が行われる。すなわち、分離係数初期値計算部81は、上式(14)から式(17)で表されるチャネル別周波数別分離係数を、周波数別分離係数W(q)に多重化し、分離係数初期値設定部8は、その周波数別分離係数W(q)を出力する。 By the above formulas (14) to (17), W (p) is multiplied by exp (j ± φ 1 ) and exp (j ± φ 2 ) to correct the phase shift of the separation coefficient. That is, the separation coefficient initial value calculation unit 81 multiplexes the channel-specific frequency separation coefficients represented by the above equations (14) to (17) into the frequency-specific separation coefficients W (q), and sets the separation coefficient initial values. The unit 8 outputs the frequency-specific separation coefficient W (q).

次に本発明の第2の実施の形態の作用効果について説明する。   Next, the function and effect of the second embodiment of the present invention will be described.

本実施の形態では、既に学習済みの周波数における分離係数を、他の周波数に利用する際、分離係数初期値設定部8で、各周波数に最適な周波数別分離係数を計算する構成としたことにより、分離した信号のチャネル番号の入替わりを防ぐことができ、さらに、分離係数の学習に必要な繰り返し回数を削減することができる。   In the present embodiment, when the separation coefficient in the already learned frequency is used for other frequencies, the separation coefficient initial value setting unit 8 is configured to calculate the optimum frequency-specific separation coefficient for each frequency. Therefore, it is possible to prevent the channel number of the separated signal from being changed, and to reduce the number of repetitions necessary for learning the separation coefficient.

また、本実施の形態では、さらに、処理周波数制御部4により処理する周波数を制御しているため、周波数を連続的に処理する必要がない。   Further, in the present embodiment, since the processing frequency is controlled by the processing frequency control unit 4, it is not necessary to continuously process the frequency.

また、本実施の形態では、処理周波数制御部4において最初に処理する周波数を事前情報により決定しているため、最初に処理する周波数において分離係数の学習に必要な繰り返し回数を削減できる。   Further, in the present embodiment, since the frequency to be processed first is determined by the prior information in the processing frequency control unit 4, it is possible to reduce the number of repetitions necessary for learning the separation coefficient at the frequency to be processed first.

[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図10は、本発明の第3の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。本発明の第3の実施の形態を、図5に示した第2の実施の形態の信号分離システムと比較すると、本発明の第3の実施の形態では、図5の分離係数初期値設定部8の代わりに、分離係数初期値設定部82が設けられている点が相違している。他の構成は、図5に示した第2の実施の形態の信号分離システムと同様とされる。よって、以下では、図5に示した第2の実施の形態との相違点を中心に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the signal separation system according to the third embodiment of this invention. When the third embodiment of the present invention is compared with the signal separation system of the second embodiment shown in FIG. 5, in the third embodiment of the present invention, the separation coefficient initial value setting unit of FIG. The difference is that a separation coefficient initial value setting unit 82 is provided instead of 8. Other configurations are the same as those of the signal separation system according to the second embodiment shown in FIG. Therefore, in the following, the third embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the second embodiment shown in FIG.

図11は、図10に示した分離係数初期値設定部82の構成を示す図である。図11を参照すると、分離係数初期値設定部82は、分離係数位相計算部820と、分離係数初期値計算部821を有する。   FIG. 11 is a diagram showing a configuration of the separation coefficient initial value setting unit 82 shown in FIG. Referring to FIG. 11, the separation coefficient initial value setting unit 82 includes a separation coefficient phase calculation unit 820 and a separation coefficient initial value calculation unit 821.

分離係数位相計算部820の動作と、図8の分離係数位相計算部80の動作は同じであり、分離係数位相φ1およびφ2を計算して出力する。分離係数位相φ1およびφ2は、上式(7)、(8)に基づき計算される。   The operation of the separation factor phase calculation unit 820 and the operation of the separation factor phase calculation unit 80 in FIG. 8 are the same, and the separation factor phases φ1 and φ2 are calculated and output. The separation factor phases φ1 and φ2 are calculated based on the above equations (7) and (8).

分離係数初期値計算部821は、分離係数位相φ1およびφ2に基づいて、周波数別分離係数W(q)を以下のように計算する。本実施の形態では、W(p)の位相を補正したW(q)=W(p±r)の初期値とする構成をとらず、W11(p)、W12(p)、W21(p)、W22(p)を1として以下のように計算する。 The separation coefficient initial value calculation unit 821 calculates the frequency-specific separation coefficient W (q) based on the separation coefficient phases φ1 and φ2 as follows. In the present embodiment, the initial value of W (q) = W (p ± r) obtained by correcting the phase of W (p) is not used, and W 11 (p), W 12 (p), W 21 (P), W 22 (p) is set to 1 and calculated as follows.


Figure 2005181813

Figure 2005181813


Figure 2005181813

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Figure 2005181813

Figure 2005181813


Figure 2005181813

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ただし、

Figure 2005181813
However,
Figure 2005181813

分離係数初期値計算部821は、上式(19)から式(22)で表されるチャネル別周波数別分離係数を、周波数別分離係数W(q)に多重化し、分離係数初期値設定部82はその周波数別分離係数W(q)を出力する。   The separation coefficient initial value calculation unit 821 multiplexes the channel-specific frequency separation coefficients represented by the above equations (19) to (22) into the frequency-specific separation coefficient W (q), and the separation coefficient initial value setting unit 82. Outputs the frequency-specific separation factor W (q).

本発明の第3の実施の形態においても、前記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the third embodiment of the present invention, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図12は、本発明の第4の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図12を参照すると、本発明の第4の実施の形態の信号分離システムは、図5に示した第2の実施の形態の信号分離システムと比較して、以下の点が相違している。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of the signal separation system according to the fourth embodiment of this invention. Referring to FIG. 12, the signal separation system according to the fourth embodiment of the present invention is different from the signal separation system according to the second embodiment shown in FIG. 5 in the following points.

(1)図5の処理周波数制御部4の代わりに、処理周波数制御部42が設けられている。
(2)図5の分離係数初期値設定部8の代わりに、分離係数初期値設定部83が設けられており、分離係数初期値設定部83から処理周波数制御部42に再学習周波数フラグが入力されている。
(1) A processing frequency control unit 42 is provided instead of the processing frequency control unit 4 of FIG.
(2) A separation coefficient initial value setting unit 83 is provided instead of the separation coefficient initial value setting unit 8 in FIG. 5, and a relearning frequency flag is input from the separation coefficient initial value setting unit 83 to the processing frequency control unit 42. Has been.

以下では、図5に示した前記第2の実施の形態との相違点を中心に、本発明の第4の実施の形態を説明する。   In the following, the fourth embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the second embodiment shown in FIG.

図13は、図12の分離係数初期値設定部83の構成を示す図である。図13を参照すると、分離係数初期値設定部83は、分離係数位相計算部830と、分離係数初期値計算部831と、再学習周波数決定部832と、を有する。   FIG. 13 is a diagram showing a configuration of the separation coefficient initial value setting unit 83 in FIG. Referring to FIG. 13, the separation coefficient initial value setting unit 83 includes a separation coefficient phase calculation unit 830, a separation coefficient initial value calculation unit 831, and a relearning frequency determination unit 832.

分離係数位相計算部830は、図8の分離係数位相計算部80と同様に、分離係数位相を計算し、分離係数位相を分離係数初期値計算部831に供給し、複数の既に学習済みの周波数において計算された周波数別分離係数位相を、再学習周波数決定部832に供給する。   The separation coefficient phase calculation unit 830 calculates the separation coefficient phase and supplies the separation coefficient phase to the separation coefficient initial value calculation unit 831 in the same manner as the separation coefficient phase calculation unit 80 in FIG. The frequency-separated separation coefficient phase calculated in step S3 is supplied to the relearning frequency determination unit 832.

分離係数初期値計算部831の動作は、図8の分離係数初期値計算部81の動作と同じである。   The operation of the separation coefficient initial value calculation unit 831 is the same as the operation of the separation coefficient initial value calculation unit 81 in FIG.

再学習周波数決定部832は、周波数別分離係数位相の平均値やヒストグラムの最頻値から大きく外れた周波数を再学習周波数と決定し、再学習周波数フラグを出力する。   The relearning frequency determination unit 832 determines a frequency that deviates significantly from the average value of the frequency-dependent separation coefficient phases and the mode value of the histogram as the relearning frequency, and outputs a relearning frequency flag.

図14は、図12の処理周波数制御部42の構成を示す図である。図14を参照すると、処理周波数制御部42は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部420を有する。スイッチ制御部420は、事前に定めた処理順序を記憶しており、その順序に従って、最初に周波数f=mのスイッチを閉じる。   FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of the processing frequency control unit 42 of FIG. Referring to FIG. 14, the processing frequency control unit 42 includes the same number of switches as the total number of frequencies, and a switch control unit 420. The switch control unit 420 stores a predetermined processing order, and first closes the switch of the frequency f = m according to the order.

周波数f=mでの処理が終了すると、事前に定めた処理順序に従って他の周波数f=lのスイッチを閉じる。他の周波数f=lは1つである必要はなく、複数でもよい。すなわち最初の周波数f=m以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。   When the processing at the frequency f = m is completed, the switch of the other frequency f = 1 is closed according to a predetermined processing order. The other frequency f = 1 does not need to be one and may be plural. That is, except for the first frequency f = m, the switches of a plurality of frequencies may be closed simultaneously.

また、スイッチ制御部420は、分離係数初期値設定部83の再学習周波数決定部832から、再学習周波数フラグが供給された場合に、その周波数のスイッチを閉じ、その周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。   Further, when the re-learning frequency flag is supplied from the re-learning frequency determination unit 832 of the separation coefficient initial value setting unit 83, the switch control unit 420 closes the switch of the frequency and inputs the frequency-specific input time series. Output a signal.

本発明の第4の実施の形態は、前記第2の実施の形態の効果に加えて、再学習周波数決定部832により、うまく分離できなかった周波数において分離係数が再学習されるため、分離性能を向上することができる、という効果を奏する。   In the fourth embodiment of the present invention, in addition to the effect of the second embodiment, the re-learning frequency determination unit 832 re-learns the separation coefficient at a frequency that cannot be separated well. There is an effect that it can be improved.

[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。図15は、本発明の第5の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図15に示す本発明の第5の実施の形態を、図12に示した第4の実施の形態の信号分離システムと比較すると、分離係数初期値設定部83の代わりに、分離係数初期値設定部84が設けられている点が相違している。以下では、この相違点を中心に、本発明の第5の実施の形態を説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a signal separation system according to the fifth embodiment of this invention. When the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 15 is compared with the signal separation system of the fourth embodiment shown in FIG. 12, instead of the separation coefficient initial value setting unit 83, the separation coefficient initial value setting is performed. The difference is that the portion 84 is provided. Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described focusing on this difference.

図16は、図15の分離係数初期値設定部84の構成を示す図である。図16を参照すると、分離係数初期値設定部84は、分離係数位相計算部840と、分離係数初期値計算部841と、再学習周波数決定部842を有する。   FIG. 16 is a diagram showing a configuration of the separation coefficient initial value setting unit 84 of FIG. Referring to FIG. 16, the separation coefficient initial value setting unit 84 includes a separation coefficient phase calculation unit 840, a separation coefficient initial value calculation unit 841, and a relearning frequency determination unit 842.

本実施の形態の分離係数初期値設定部84と、図13に示した分離係数初期値設定部83との相違点は、分離係数初期値計算部831と、分離係数初期値計算部841の動作の違いである。   The difference between the separation coefficient initial value setting unit 84 of the present embodiment and the separation coefficient initial value setting unit 83 shown in FIG. 13 is the operation of the separation coefficient initial value calculation unit 831 and the separation coefficient initial value calculation unit 841. Is the difference.

分離係数初期値計算部841は、図11の分離係数初期値計算部821と同じ手法で周波数別分離係数を計算する。すなわち、分離係数初期値計算部841(分離係数を入力しない)は、分離係数位相φ1およびφ2に基づいて、周波数別分離係数W(q)を、上式(19)乃至(22)にしたがって計算する。   The separation coefficient initial value calculation unit 841 calculates the frequency-specific separation coefficient by the same method as the separation coefficient initial value calculation unit 821 of FIG. That is, the separation coefficient initial value calculation unit 841 (which does not input the separation coefficient) calculates the frequency-specific separation coefficient W (q) according to the above equations (19) to (22) based on the separation coefficient phases φ1 and φ2. To do.

本実施の形態も、前述した本発明の第4の実施の形態と同様の効果を奏する。   This embodiment also has the same effect as the above-described fourth embodiment of the present invention.

[第6の実施の形態]
次に本発明の第6の実施の形態について説明する。図17は、本発明の第6の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図17に示した本発明の第6の実施の形態は、図5に示した第2の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部4の代わりに、処理周波数制御部43が設けられている点が相違している。以下では、上記相違点を中心に、本発明の第6の実施の形態について説明する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a signal separation system according to the sixth embodiment of this invention. Compared with the signal separation system of the second embodiment shown in FIG. 5, the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 17 has a processing frequency control unit 43 instead of the processing frequency control unit 4. The difference is provided. Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described focusing on the above differences.

図18は、図17の処理周波数制御部43の構成を示す図である。図18を参照すると、処理周波数制御部43は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部430とを有する。   FIG. 18 is a diagram showing a configuration of the processing frequency control unit 43 in FIG. Referring to FIG. 18, the processing frequency control unit 43 includes the same number of switches as the total number of frequencies, and a switch control unit 430.

スイッチ制御部430は、供給された周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報に基づいて、最初に処理する周波数f=mを決定し、その周波数f=mのスイッチを閉じる。   The switch control unit 430 determines the frequency f = m to be processed first based on the information obtained by the statistical processing of the supplied input time-series signal by frequency, and closes the switch of the frequency f = m.

スイッチ制御部430は、周波数f=mの処理が終了すると、周波数別入力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数f=lのスイッチを閉じる。他の周波数f=lは1つである必要はなく、複数でもよい。すなわち、最初の周波数f=m以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。   When the process of the frequency f = m is completed, the switch control unit 430 closes another switch of the frequency f = 1 determined based on the statistical information obtained from the frequency-specific input time-series signal. The other frequency f = 1 does not need to be one and may be plural. That is, other than the first frequency f = m, the switches of a plurality of frequencies may be closed simultaneously.

周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報には、
・周波数別入力時系列信号のパワーの情報、
・周波数別入力時系列信号のチャネル間相関の情報、
・周波数別入力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
などがある。
Information obtained by statistical processing of input time-series signals by frequency
・ Power information of input time-series signals by frequency,
・ Information on correlation between channels of input time-series signals by frequency,
・ Information on eigenvalues and eigenvectors obtained when principal component analysis is performed on input time-series signals by frequency,
and so on.

本実施の形態は、前記第2の実施の形態の効果に加えて、スイッチ制御部430において、周波数別入力時系列信号の統計情報を利用して処理周波数を制御するため、事前に分離性能が良い周波数を決める必要がなく、また、入力された入力時系列信号に対して、処理する周波数の選択を、最適に制御することができる、という作用効果を奏する。   In the present embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, the switch control unit 430 controls the processing frequency using the statistical information of the input time-series signals by frequency, so that the separation performance is improved in advance. There is no need to determine a good frequency, and there is an effect that the selection of the frequency to be processed can be optimally controlled with respect to the input time series signal inputted.

[第7の実施の形態]
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。図19は、本発明の第7の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図19に示すように、本発明の第7の実施の形態は、図10に示した第3の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部4の代わりに、処理周波数制御部43が設けられている点が相違している。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a signal separation system according to a seventh embodiment of this invention. As shown in FIG. 19, the seventh embodiment of the present invention has a processing frequency control unit instead of the processing frequency control unit 4 as compared with the signal separation system of the third embodiment shown in FIG. The difference is that 43 is provided.

本発明の第7の実施の形態の処理周波数制御部43の動作は、前記第6の実施の形態の信号分離システムで説明した動作と同じである。本発明の第7の実施の形態の効果は、前記した第6の実施の形態の効果と同様である。   The operation of the processing frequency control unit 43 according to the seventh embodiment of the present invention is the same as that described in the signal separation system according to the sixth embodiment. The effect of the seventh embodiment of the present invention is the same as the effect of the sixth embodiment described above.

[第8の実施の形態]
次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。図20は、本発明の第8の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図20を参照すると、本発明の第8の実施の形態は、図12に示した第4の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部42の代わりに、処理周波数制御部44が設けられている点が相違している。以下では、上記相違点を中心に、本発明の第8の実施の形態を説明する。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 20 is a diagram illustrating the configuration of the signal separation system according to the eighth embodiment of this invention. Referring to FIG. 20, the eighth embodiment of the present invention has a processing frequency control unit 44 instead of the processing frequency control unit 42 as compared with the signal separation system of the fourth embodiment shown in FIG. 12. Is different. Hereinafter, an eighth embodiment of the present invention will be described focusing on the above differences.

図21は、図20の処理周波数制御部44の構成を示す図である。図21を参照すると、処理周波数制御部44は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部440を有する。   FIG. 21 is a diagram showing a configuration of the processing frequency control unit 44 of FIG. Referring to FIG. 21, the processing frequency control unit 44 includes the same number of switches as the total number of frequencies, and a switch control unit 440.

スイッチ制御部440は、供給された周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる統計情報に基づいて、最初に処理する周波数f=mを決定し、その周波数f=mのスイッチを閉じる。   The switch control unit 440 determines the frequency f = m to be processed first based on the statistical information obtained by the statistical processing of the supplied input time-series signal by frequency, and closes the switch of the frequency f = m.

スイッチ制御部440は、周波数f=mの処理が終了すると、周波数別入力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数f=lのスイッチを閉じる。他の周波数f=lは1つである必要はなく、複数であってもよい。すなわち最初の周波数f=m以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。   When the process of the frequency f = m is completed, the switch control unit 440 closes another switch of the frequency f = 1 determined based on the statistical information obtained from the frequency-specific input time-series signal. The other frequency f = 1 does not need to be one, and may be plural. That is, except for the first frequency f = m, the switches of a plurality of frequencies may be closed simultaneously.

また、スイッチ制御部440は、再学習周波数フラグが供給された場合に、その周波数のスイッチを閉じ、その周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。   Further, when the relearning frequency flag is supplied, the switch control unit 440 closes the switch of the frequency and outputs the input time series signal for each frequency.

周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報には、
・周波数別入力時系列信号のパワーの情報、
・周波数別入力時系列信号のチャネル間相関の情報、
・周波数別入力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
などがある。
Information obtained by statistical processing of input time-series signals by frequency
・ Power information of input time-series signals by frequency,
・ Information on correlation between channels of input time-series signals by frequency,
・ Information on eigenvalues and eigenvectors obtained when principal component analysis is performed on input time-series signals by frequency,
and so on.

本発明の第8の実施の形態は、前記第6の実施の形態の効果に加えて、再学習周波数決定部832により、うまく分離できなかった周波数において分離係数が再学習されるため、分離性能を向上する、という効果を奏する。   In the eighth embodiment of the present invention, in addition to the effect of the sixth embodiment, the re-learning frequency determining unit 832 re-learns the separation coefficient at a frequency that cannot be separated well. There is an effect of improving.

[第9の実施の形態]
次に、本発明の第9の実施の形態について説明する。図22は、本発明の第9の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図22を参照すると、本発明の第9の実施の形態は、図15に示した第5の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部42の代わりに、処理周波数制御部44が設けられている点が相違している。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. FIG. 22 is a diagram illustrating the configuration of the signal separation system according to the ninth embodiment of this invention. Referring to FIG. 22, the ninth embodiment of the present invention has a processing frequency control unit 44 instead of the processing frequency control unit 42 as compared with the signal separation system of the fifth embodiment shown in FIG. 15. Is different.

処理周波数制御部44は、図21に示した構成とされる。すなわち、処理周波数制御部44のスイッチ制御部440は、供給された周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる統計情報に基づいて、最初に処理する周波数f=mを決定し、その周波数f=mのスイッチを閉じる。スイッチ制御部440は、周波数f=mの処理が終了すると、周波数別入力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数f=lのスイッチを閉じる。他の周波数f=lは1つである必要はなく、複数であってもよい。すなわち最初の周波数f=m以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。また、スイッチ制御部440は、再学習周波数フラグが供給された場合に、その周波数のスイッチを閉じ、その周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。このように、処理周波数制御部44の動作は、前記第8の実施の形態の信号分離システムで説明した動作と同じである。   The processing frequency control unit 44 has the configuration shown in FIG. That is, the switch control unit 440 of the processing frequency control unit 44 determines the frequency f = m to be processed first based on the statistical information obtained by the statistical processing of the supplied frequency-specific input time-series signal, and the frequency f Close the = m switch. When the processing of the frequency f = m is completed, the switch control unit 440 closes another switch of the frequency f = 1 determined based on statistical information obtained from the frequency-specific input time-series signal. The other frequency f = 1 does not need to be one, and may be plural. That is, except for the first frequency f = m, the switches of a plurality of frequencies may be closed simultaneously. Further, when the relearning frequency flag is supplied, the switch control unit 440 closes the switch of the frequency and outputs the input time series signal for each frequency. Thus, the operation of the processing frequency control unit 44 is the same as the operation described in the signal separation system of the eighth embodiment.

本実施の形態は、前記した第8の実施の形態の効果と同様の効果を奏する。   This embodiment has the same effect as the effect of the eighth embodiment described above.

[第10の実施の形態]
次に、本発明の第10の実施の形態について説明する。図23は、本発明の第10の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図23を参照すると、本発明の第10の実施の形態は、図5に示した前記第2の実施の形態の信号分離システムと比較すると、以下の点が相違している。
[Tenth embodiment]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 23 is a diagram illustrating the configuration of the signal separation system according to the tenth embodiment of this invention. Referring to FIG. 23, the tenth embodiment of the present invention differs from the signal separation system of the second embodiment shown in FIG. 5 in the following points.

(1)処理周波数制御部4の代わりに処理周波数制御部45が設けられている。
(2)分離係数学習部10の代わりに、分離係数学習部11が設けられている。
(1) A processing frequency control unit 45 is provided instead of the processing frequency control unit 4.
(2) Instead of the separation coefficient learning unit 10, a separation coefficient learning unit 11 is provided.

最初に、処理周波数制御部45は、全ての周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。   First, the processing frequency control unit 45 outputs frequency-specific input time series signals of all frequencies.

全ての周波数のそれぞれの分離出力信号計算部は、各周波数に予め定めた初期値を、分離係数学習部から読み込み、周波数別出力信号を出力する。   Each separated output signal calculation unit for all frequencies reads an initial value predetermined for each frequency from the separation coefficient learning unit, and outputs an output signal for each frequency.

処理周波数制御部45は0回以上学習した後の周波数別出力信号に基づいて、処理周波数を制御する。   The processing frequency control unit 45 controls the processing frequency based on the frequency-specific output signal after learning zero or more times.

分離係数学習部11は、分離係数学習部6と同じ構成のものである。   The separation coefficient learning unit 11 has the same configuration as that of the separation coefficient learning unit 6.

以下、処理周波数制御部45の内部構造を中心に、本発明の第10の実施の形態について説明する。図24は、図23の処理周波数制御部45の構成を示す図である。図24を参照すると、処理周波数制御部45は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部450を有する。   Hereinafter, a tenth embodiment of the present invention will be described focusing on the internal structure of the processing frequency control unit 45. FIG. 24 is a diagram showing a configuration of the processing frequency control unit 45 of FIG. Referring to FIG. 24, the processing frequency control unit 45 includes the same number of switches as the total number of frequencies and a switch control unit 450.

スイッチ制御部450は、最初に全てのスイッチを閉じ、全ての周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。その後、全てのスイッチを開く。   The switch control unit 450 first closes all the switches, and outputs input time-series signals by frequency for all frequencies. Then open all switches.

そして、スイッチ制御部450は、供給された周波数別出力時系列信号の統計処理により得られる情報に基づいて、最初に処理する周波数f=mを決定し、その周波数f=mのスイッチを閉じる。スイッチ制御部450は、周波数f=mの処理が終了すると、周波数別出力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数f=lのスイッチを閉じる。他の周波数f=lは1つである必要はなく、複数でもよい。すなわち最初の周波数f=m以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。   Then, the switch control unit 450 determines the frequency f = m to be processed first based on the information obtained by the statistical processing of the supplied output time-series signal by frequency, and closes the switch of the frequency f = m. When the process of the frequency f = m is completed, the switch control unit 450 closes the other switch of the frequency f = 1 determined based on the statistical information obtained from the frequency-specific output time series signal. The other frequency f = 1 does not need to be one and may be plural. That is, except for the first frequency f = m, the switches of a plurality of frequencies may be closed simultaneously.

周波数別出力時系列信号の統計処理により得られる情報には、
・周波数別出力時系列信号のパワーの情報、
・周波数別出力時系列信号のチャネル間相関の情報、
・周波数別出力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
などがある。
Information obtained by statistical processing of output time series signals by frequency
・ Power information of output time series signal by frequency,
-Information on correlation between channels of output time-series signals by frequency,
-Eigenvalue and eigenvector information obtained when principal component analysis is performed on output time series signals by frequency,
and so on.

本実施の形態は、前記第2の実施の形態の作用効果に加えて、スイッチ制御部450において周波数別出力時系列信号の統計情報を利用して処理周波数を制御するため、予め設定した初期値に対して最適な周波数を最初に処理することができる、という効果を奏する。   In this embodiment, in addition to the operational effects of the second embodiment, the switch control unit 450 uses the statistical information of the output time-series signal for each frequency to control the processing frequency. As a result, the optimum frequency can be processed first.

[第11の実施の形態]
次に、本発明の第11の実施の形態について説明する。図25は、本発明の第11の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図25を参照すると、本発明の第11の実施の形態は、図10に示した第3の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部4の代わりに、図24に示した処理周波数制御部45が設けられている点が相違している。
[Eleventh embodiment]
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a signal separation system according to the eleventh embodiment of the present invention. Referring to FIG. 25, the eleventh embodiment of the present invention is shown in FIG. 24 instead of the processing frequency control unit 4 as compared with the signal separation system of the third embodiment shown in FIG. The difference is that a processing frequency control unit 45 is provided.

処理周波数制御部45の動作は、図24を参照して説明した前記第10の実施の形態の信号分離システムで説明した動作と同じである。本実施の形態は、前記第10の実施の形態と同様の効果を奏する。   The operation of the processing frequency control unit 45 is the same as the operation described in the signal separation system of the tenth embodiment described with reference to FIG. This embodiment has the same effects as the tenth embodiment.

[第12の実施の形態]
次に、本発明の第12の実施の形態について説明する。図26は、本発明の第12の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図26を参照すると、本発明の第12の実施の形態は、図12に示した前記第4の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部42の代わりに、処理周波数制御部46が設けられている点が相違している。以下では、これらの相違点を中心に、第12の実施の形態を説明する。
[Twelfth embodiment]
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described. FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a signal separation system according to the twelfth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 26, when compared with the signal separation system of the fourth embodiment shown in FIG. 12, the twelfth embodiment of the present invention replaces the processing frequency control unit 42 with a processing frequency control unit. The difference is that 46 is provided. Hereinafter, the twelfth embodiment will be described focusing on these differences.

図27は、図26の処理周波数制御部46の構成を示す図である。図27を参照すると、処理周波数制御部46は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部460を有する。   FIG. 27 is a diagram showing a configuration of the processing frequency control unit 46 of FIG. Referring to FIG. 27, the processing frequency control unit 46 includes the same number of switches as the total number of frequencies, and a switch control unit 460.

スイッチ制御部460は、最初に全てのスイッチを閉じ、全ての周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。   The switch control unit 460 first closes all the switches and outputs input time-series signals for all frequencies.

その後、スイッチ制御部460は、全てのスイッチを開く。そして、供給された周波数別出力時系列信号の統計処理により得られる情報に基づいて、最初に処理する周波数f=mを決定し、その周波数f=mのスイッチを閉じる。周波数f=mの処理が終了すると、周波数別出力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数f=lのスイッチを閉じる。その際、他の周波数f=lは、1つである必要はなく、複数でもよい。すなわち最初の周波数f=m以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。   Thereafter, the switch control unit 460 opens all the switches. Then, based on the information obtained by the statistical processing of the output time-series signal by frequency, the frequency f = m to be processed first is determined, and the switch of the frequency f = m is closed. When the processing of the frequency f = m is completed, the other frequency f = 1 switch determined based on the statistical information obtained from the frequency-specific output time series signal is closed. At this time, the other frequency f = 1 does not need to be one and may be plural. That is, except for the first frequency f = m, the switches of a plurality of frequencies may be closed simultaneously.

またスイッチ制御部460は、再学習周波数フラグが供給された場合に、該当する周波数のスイッチを閉じ、該当する周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。   Further, when the relearning frequency flag is supplied, the switch control unit 460 closes the switch of the corresponding frequency and outputs the input time-series signal for each frequency of the corresponding frequency.

周波数別出力時系列信号の統計処理により得られる情報には、
・周波数別出力時系列信号のパワーの情報、
・周波数別出力時系列信号のチャネル間相関の情報、
・周波数別出力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
などがある。
Information obtained by statistical processing of output time series signals by frequency
・ Power information of output time series signal by frequency,
-Information on correlation between channels of output time-series signals by frequency,
-Eigenvalue and eigenvector information obtained when principal component analysis is performed on output time series signals by frequency,
and so on.

本実施の形態の効果は、前記第10の実施の形態の効果に加えて、再学習周波数決定部832により、うまく分離できなかった周波数において分離係数が再学習されるため、分離性能を向上する、という効果を奏する。   In addition to the effect of the tenth embodiment, the effect of the present embodiment is that the re-learning frequency determination unit 832 re-learns the separation coefficient at a frequency that cannot be separated well, thereby improving the separation performance. , Has the effect.

[第13の実施の形態]
次に、本発明の第13の実施の形態について説明する。図28は、本発明の第13の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図28を参照すると、本発明の第13の実施の形態は、図15に示した第5の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部42の代わりに、処理周波数制御部46が設けられている点が相違している。処理周波数制御部46の動作は、前記第12の実施の形態の信号分離システムで説明した動作と同じである。本実施の形態は、前記第12の実施の形態と同様の効果を奏する。
[Thirteenth embodiment]
Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 28 is a diagram showing a configuration of a signal separation system according to the thirteenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 28, the thirteenth embodiment of the present invention has a processing frequency control unit 46 instead of the processing frequency control unit 42 as compared with the signal separation system of the fifth embodiment shown in FIG. Is different. The operation of the processing frequency control unit 46 is the same as that described in the signal separation system of the twelfth embodiment. This embodiment has the same effect as the twelfth embodiment.

以上、前記第2乃至第13の実施の形態では、処理周波数制御部4、42、43、44、45、46において、
事前に定めた処理順序の情報、
周波数別入力時系列信号の統計情報、及び、
周波数別出力時系列信号の統計情報、
のうちのいずれかの情報により、処理周波数を制御する場合を例に説明したが、これらを組み合わせて制御してもよい。
As described above, in the second to thirteenth embodiments, in the processing frequency control units 4, 42, 43, 44, 45, 46,
Information on the processing order set in advance,
Statistical information of input time series signals by frequency, and
Statistical information of output time series signals by frequency,
The case where the processing frequency is controlled based on any one of the information has been described as an example, but may be controlled in combination.

また、上記処理周波数制御部では、これら3つの情報とは、独立に、処理周波数を制御してもよい。   Further, the processing frequency control unit may control the processing frequency independently of these three pieces of information.

また、前記各実施の形態では、単に、説明の簡単化のために、信号分離システムは入力時系列信号の数が2つの場合について説明したが、3つ以上の場合についても、同様にして適用できることは勿論である。   Further, in each of the above embodiments, the signal separation system has been described for the case where the number of input time-series signals is two for simplification of explanation, but the same applies to the case where there are three or more input time-series signals. Of course you can.

[第14の実施の形態]
次に、本発明の第14の実施の形態について説明する。図29は、本発明の第14の実施の形態の音声認識システムの構成を示す図である。図29に示すように、本発明の第14の実施の形態は、信号分離システム12と、出力信号分割部13と、音声認識部140と、音声認識部141と、出力端子142と、出力端子143と、を有する。このような音声認識システムは次のように動作する。
[Fourteenth embodiment]
Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 29 is a diagram showing the configuration of the speech recognition system according to the fourteenth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 29, the fourteenth embodiment of the present invention includes a signal separation system 12, an output signal divider 13, a voice recognizer 140, a voice recognizer 141, an output terminal 142, and an output terminal. 143. Such a speech recognition system operates as follows.

信号分離システム12は、周波数別出力時系列信号Y(f、t)を出力信号分割部13に供給する。出力信号分割部13は、周波数別出力時系列信号Y(f、t)をチャネル別周波数別出力時系列信号Yj(f、t)に分割する。   The signal separation system 12 supplies the output time series signal Y (f, t) for each frequency to the output signal dividing unit 13. The output signal dividing unit 13 divides the frequency-specific output time-series signal Y (f, t) into channel-specific frequency-specific output time-series signals Yj (f, t).

分割されたチャネル別周波数別出力時系列信号Yj(f、t)は、音声認識部140と音声認識部141にチャネル毎に供給される。音声認識部140と音声認識部141は、供給されたチャネル別周波数別出力時系列信号Yj(f、t)を基に、音声認識を行う。音声認識部140は、チャネル別認識出力を出力端子142に、音声認識部141はチャネル別認識出力を出力端子143に出力する。   The divided frequency-specific output time-series signals Yj (f, t) for each channel are supplied to the speech recognition unit 140 and the speech recognition unit 141 for each channel. The speech recognition unit 140 and the speech recognition unit 141 perform speech recognition based on the supplied frequency-specific output time-series signal Yj (f, t). The speech recognition unit 140 outputs the recognition output for each channel to the output terminal 142, and the speech recognition unit 141 outputs the recognition output for each channel to the output terminal 143.

信号分離システム12は、前記した本発明の第1乃至第13の実施の形態に説明した信号分離システムのいずれかにより構成される。   The signal separation system 12 is configured by any of the signal separation systems described in the first to thirteenth embodiments of the present invention.

本発明の第14の実施の形態の音声認識システムは、周波数別出力時系列信号のチャネル数が2つの場合についてであるが、3つ以上の場合でも同様である。   The speech recognition system according to the fourteenth embodiment of the present invention is for the case where the number of channels of the output time-series signal for each frequency is two, but the same applies to the case where there are three or more.

本発明の第14の実施の形態は、信号分離システム12で信号が分離されることにより、複数の音声が時間的に重なった場合においても、個々の音声を認識することができる、という効果を奏する。   The fourteenth embodiment of the present invention has an effect that individual voices can be recognized even when a plurality of voices are temporally overlapped by separating the signals by the signal separation system 12. Play.

[第15の実施の形態]
次に、本発明の第15の実施の形態について説明する。図30は、本発明の第15の実施の形態の信号送信システムの構成を示す図である。図30を参照すると、本発明の第15の実施の形態は、信号分離システム12と、出力信号分割部13と、逆フーリエ変換部144と、逆フーリエ変換部145と、出力信号送信部146と、出力信号送信部147と、出力端子148と、出力端子149と、を有する。この実施の形態の信号送信システムは次のように動作する。
[Fifteenth embodiment]
Next, a fifteenth embodiment of the present invention is described. FIG. 30 is a diagram illustrating the configuration of the signal transmission system according to the fifteenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 30, the fifteenth embodiment of the present invention includes a signal separation system 12, an output signal dividing unit 13, an inverse Fourier transform unit 144, an inverse Fourier transform unit 145, and an output signal transmitting unit 146. , An output signal transmission unit 147, an output terminal 148, and an output terminal 149. The signal transmission system of this embodiment operates as follows.

信号分離システム12は、周波数別出力時系列信号Y(f、t)を出力信号分割部13に供給する。   The signal separation system 12 supplies the output time series signal Y (f, t) for each frequency to the output signal dividing unit 13.

出力信号分割部13は、周波数別出力時系列信号Y(f、t)をチャネル別周波数別出力時系列信号Yj(f、t)に分割する。   The output signal dividing unit 13 divides the frequency-specific output time-series signal Y (f, t) into channel-specific frequency-specific output time-series signals Yj (f, t).

分割されたチャネル別周波数別出力時系列信号Yj(f、t)は、逆フーリエ変換部144と逆フーリエ変換部145にチャネル毎に供給される。   The divided frequency-specific output time-series signal Yj (f, t) for each channel is supplied to the inverse Fourier transform unit 144 and the inverse Fourier transform unit 145 for each channel.

逆フーリエ変換部144と逆フーリエ変換部145は、供給されたチャネル別周波数別出力時系列信号Yj(f、t)をそれぞれ逆フーリエ変換する。   The inverse Fourier transform unit 144 and the inverse Fourier transform unit 145 respectively perform inverse Fourier transform on the supplied frequency-specific output time series signals Yj (f, t).

逆フーリエ変換部144はチャネル別出力時系列信号を、出力信号送信部146に、逆フーリエ変換部145はチャネル別出力時系列信号を、出力信号送信部147に供給する。出力信号送信部146はチャネル別送信信号を出力端子148に、出力信号送信部147はチャネル別送信信号を出力端子149に出力する。   The inverse Fourier transform unit 144 supplies the output time series signal for each channel to the output signal transmission unit 146, and the inverse Fourier transform unit 145 supplies the output time series signal for each channel to the output signal transmission unit 147. The output signal transmission unit 146 outputs the channel-specific transmission signal to the output terminal 148, and the output signal transmission unit 147 outputs the channel-specific transmission signal to the output terminal 149.

信号分離システム12は、前記第1から第13の実施の形態に説明した信号分離システムのいずれかである。   The signal separation system 12 is any one of the signal separation systems described in the first to thirteenth embodiments.

本発明の第15の実施の形態の信号送信システムは、周波数別出力時系列信号のチャネル数が2つの場合についてであるが、3つ以上の場合でも同様である。   The signal transmission system of the fifteenth embodiment of the present invention is for the case where the number of channels of the output time-series signal for each frequency is two, but the same is true for the case of three or more.

本発明の第15の実施の形態は、信号分離システム12で信号が分離されることにより、例えば自動車内の運転席と助手席の人がハンズフリーでそれぞれの音声を別々に送信できる、という効果を奏する。   According to the fifteenth embodiment of the present invention, the signals are separated by the signal separation system 12 so that, for example, the driver's seat and the passenger's seat in the car can transmit each voice separately in a hands-free manner. Play.

[第16の実施の形態]
次に、本発明の第16の実施の形態について説明する。図32は、本発明の第16の実施の形態の構成を示す図である。図32を参照すると、本実施の形態は、入力装置P201と、出力装置P203と、前述した本発明の第1乃至第13の実施の形態の信号分離システムのうちのいずれかを構成する信号分離システムP202を備える。
[Sixteenth embodiment]
Next, a sixteenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 32 is a diagram showing the configuration of the sixteenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 32, in this embodiment, the signal separation that constitutes one of the input device P201, the output device P203, and the signal separation system of the first to thirteenth embodiments of the present invention described above. A system P202 is provided.

信号分離用プログラムP204は、信号分離システムP202に読み込まれ、信号分離システムP202の動作を制御する。   The signal separation program P204 is read into the signal separation system P202, and controls the operation of the signal separation system P202.

信号分離用プログラムP204により、信号分離システムP202は、本発明の第1乃至第13の実施の形態の信号分離システムのうちのいずれか1つと同じ処理を実行する。   By the signal separation program P204, the signal separation system P202 executes the same processing as any one of the signal separation systems of the first to thirteenth embodiments of the present invention.

[第17の実施の形態]
次に、本発明の第17の実施の形態について説明する。図33は、本発明の第17の実施の形態の構成を示す図である。図33を参照すると、本発明の第17の実施の形態は、入力装置P201と、出力装置P206と、前述した本発明の第14の実施の形態の音声認識システムP205を備える。
[Seventeenth embodiment]
Next, a seventeenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 33 is a diagram showing the configuration of the seventeenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 33, the seventeenth embodiment of the present invention includes an input device P201, an output device P206, and the speech recognition system P205 of the fourteenth embodiment of the present invention described above.

音声認識用プログラムP207は、音声認識システムP205に読み込まれ、音声認識システムP205の動作を制御する。音声認識用プログラムP207により、音声認識システムP205は、前述した本発明の第14の実施の形態の音声認識システムと同じ処理を実行する。   The speech recognition program P207 is read into the speech recognition system P205 and controls the operation of the speech recognition system P205. With the speech recognition program P207, the speech recognition system P205 executes the same processing as the speech recognition system according to the fourteenth embodiment of the present invention described above.

[第18の実施の形態]
次に、本発明の第18の実施の形態について説明する。図34は、本発明の第18の実施の形態の構成を示す図である。図34を参照すると、本発明の第18の実施の形態は、入力装置P201と、出力装置P209と、前述した本発明の第15の実施の形態の信号送信システムP208を備える。
[Eighteenth embodiment]
Next, an eighteenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 34 is a diagram showing the configuration of the eighteenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 34, an eighteenth embodiment of the present invention includes an input device P201, an output device P209, and the signal transmission system P208 of the fifteenth embodiment of the present invention described above.

信号送信用プログラムP210は、信号送信システムP208に読み込まれ、信号送信システムP208の動作を制御する。信号送信用プログラムP210により、信号送信システムP208は、前述した本発明の第15の実施の形態の信号送信システムと同じ処理を実行する。   The signal transmission program P210 is read into the signal transmission system P208 and controls the operation of the signal transmission system P208. By the signal transmission program P210, the signal transmission system P208 executes the same processing as the signal transmission system of the fifteenth embodiment of the present invention described above.

以上本発明を上記各実施例に即して説明したが、本発明は、上記実施例の構成にのみ限定されるものでなく、本発明の原理に準ずる範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。信号源として音に限定されるものでなく、電磁波、光(赤外線等)、あるいは画像信号(画像解析等)の信号分離に適用可能とされる。   Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the configurations of the above embodiments, and can be made by those skilled in the art within the scope of the principle of the present invention. Of course, various modifications and corrections will be included. The signal source is not limited to sound, but can be applied to signal separation of electromagnetic waves, light (infrared rays, etc.), or image signals (image analysis, etc.).

本発明によれば、複数の信号が混在した複数の時系列信号から、混在する前の信号を分離、抽出するといった各種用途に適用できる。   According to the present invention, it can be applied to various uses such as separating and extracting a signal before mixing from a plurality of time-series signals in which a plurality of signals are mixed.

本発明の第1の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the signal separation system of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the processing frequency control part contained in the signal separation system of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数学習部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the separation factor learning part contained in the signal separation system of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の信号分離システムに含まれる他の分離係数学習部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other separation factor learning part contained in the signal separation system of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the processing frequency control part contained in the signal separation system of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数学習部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the separation factor learning part contained in the signal separation system of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数初期値設定部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the separation factor initial value setting part contained in the signal separation system of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明における信号源と混在した信号を拾うセンサの空間的配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of spatial arrangement | positioning of the sensor which picks up the signal mixed with the signal source in this invention. 本発明の第3の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数初期値設定部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the separation factor initial value setting part contained in the signal separation system of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数初期値設定部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the separation factor initial value setting part contained in the signal separation system of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the processing frequency control part contained in the signal separation system of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数初期値設定部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the separation factor initial value setting part contained in the signal separation system of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the processing frequency control part contained in the signal separation system of the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the processing frequency control part contained in the signal separation system of the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第10の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the processing frequency control part contained in the signal separation system of the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 11th Embodiment of this invention. 本発明の第12の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 12th Embodiment of this invention. 本発明の第12の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the processing frequency control part contained in the signal separation system of the 12th Embodiment of this invention. 本発明の第13の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 13th Embodiment of this invention. 本発明の第14の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 14th Embodiment of this invention. 本発明の第15の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of 15th Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の処理手順を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the process sequence of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第16の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 16th Embodiment of this invention. 本発明の第17の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 17th Embodiment of this invention. 本発明の第18の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 18th Embodiment of this invention. 従来の信号分離システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional signal separation system.

符号の説明Explanation of symbols

1、2 フーリエ変換部
3 入力信号多重化部
4、41、42、43、44、45、46 処理周波数制御部
5、9 分離出力信号計算部
6、10、11、61 分離係数学習部
7、71 分離係数記憶部
8、82、83、84 分離係数初期値設定部
12 信号分離システム
13 出力信号分割部
15、16 入力端子
17、18 出力端子
40、420、430、440、450、460 スイッチ制御部
60、63、100、610 スイッチ
62、101、611 分離係数更新部
64、612 分離係数初期値記憶部
80、820、830、840 分離係数位相計算部
81、821、831、841 分離係数初期値計算部
91 センサ
92 被分離信号格納部
93 信号処理部
94 DFFT処理部
95 混合行列推定処理部
96 信号分離処理部
97 I−DFFT処理部
98 分離信号格納部
140、141 音声認識部
142、143 出力端子
144、145 逆フーリエ変換部
146、147 出力信号送信部
148、149 出力端子
600、601、630、631、1000、1001、6100、6101 端子
832、842 再学習周波数決定部
P201 入力装置
P202 信号分離システム
P203 出力装置
P204 信号分離用プログラム
P205 音声認識システム
P206 出力装置
P207 音声認識用プログラム
P208 信号送信システム
P209 出力装置
P210 信号送信用プログラム

1, 2 Fourier transform unit 3 Input signal multiplexing unit 4, 41, 42, 43, 44, 45, 46 Processing frequency control unit 5, 9 Separation output signal calculation unit 6, 10, 11, 61 Separation coefficient learning unit 7, 71 Separation coefficient storage unit 8, 82, 83, 84 Separation coefficient initial value setting unit 12 Signal separation system 13 Output signal division unit 15, 16 Input terminal 17, 18 Output terminal 40, 420, 430, 440, 450, 460 Switch control Unit 60, 63, 100, 610 Switch 62, 101, 611 Separation coefficient update unit 64, 612 Separation coefficient initial value storage unit 80, 820, 830, 840 Separation coefficient phase calculation unit 81, 821, 831, 841 Separation coefficient initial value Calculation unit 91 Sensor 92 Separated signal storage unit 93 Signal processing unit 94 DFFT processing unit 95 Mixing matrix estimation processing unit 96 Signal separation processing Unit 97 I-DFFT processing unit 98 separated signal storage unit 140, 141 speech recognition unit 142, 143 output terminal 144, 145 inverse Fourier transform unit 146, 147 output signal transmission unit 148, 149 output terminal 600, 601, 630, 631, 1000, 1001, 6100, 6101 Terminals 832, 842 Relearning frequency determination unit P201 Input device P202 Signal separation system P203 Output device P204 Signal separation program P205 Speech recognition system P206 Output device P207 Speech recognition program P208 Signal transmission system P209 Output device P210 Signal transmission program

Claims (29)

複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離方法において、
処理済みの少なくとも1つの周波数の分離係数から信号源とセンサの配置情報を推定するステップと、
前記配置情報に基づき、処理する周波数の分離係数の初期値を算出するステップと、
を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
In a signal separation method of separating signals by processing time-series input signals of a plurality of channels in the frequency domain,
Estimating signal and sensor placement information from the processed at least one frequency separation factor;
Calculating an initial value of a separation factor of a frequency to be processed based on the arrangement information;
A signal separation method comprising:
複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波数の入力信号を求めるステップと、
処理する周波数の選択を制御するステップと、
処理する周波数の分離係数初期値を、信号源とセンサの配置情報に基づいて計算するステップと、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求めるステップと、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習するステップと、
を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
Obtaining an input signal of each frequency of each channel by converting the input time-series signals of a plurality of channels into the frequency domain, and
Controlling the selection of frequencies to process;
Calculating an initial value of the separation factor of the frequency to be processed based on the arrangement information of the signal source and the sensor;
Obtaining a separated output signal based on the input signal and separation factor of each channel at the frequency to be processed;
Learning a separation factor using the separation output signal at the frequency to be processed;
A signal separation method comprising:
前記処理する周波数を制御するステップが、
事前に定めた処理順序の情報、
前記各チャネル各周波数の入力信号のうち少なくとも1つのチャネルの複数の周波数の入力信号から得られる統計情報、
前記分離出力信号から得られる統計情報、
既学習の周波数の分離係数の情報、
のうち少なくとも1つの情報に基づいて、処理する周波数を制御するステップを有する請求項2に記載の信号分離方法。
Controlling the processing frequency comprises:
Information on the processing order set in advance,
Statistical information obtained from input signals of a plurality of frequencies of at least one channel among the input signals of each frequency of each channel;
Statistical information obtained from the separated output signal;
Information on the separation factor of the learned frequency,
The signal separation method according to claim 2, further comprising a step of controlling a frequency to be processed based on at least one of the information.
複数のチャネル別入力時系列信号をそれぞれ入力する複数のフーリエ変換部でフーリエ変換しチャネル別周波数別入力時系列信号を出力するステップと、
異なるチャネルで同じ周波数のチャネル別周波数別入力時系列信号を多重化部で多重化し、周波数別入力時系列信号を出力するステップと、
入力信号多重化部から周波数別入力時系列信号を入力する処理周波数制御部が、処理する周波数を選択する制御を行うステップと、
最初に処理する周波数に対応する分離係数学習部が、予め初期値として定めた周波数別分離係数に基づき、周波数別出力時系列信号を導出し、周波数別出力時系列信号に基づいて、周波数別分離係数を学習し、学習した周波数別分離係数を分離係数記憶部に記憶するステップと、
前記分離係数記憶部は、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を記憶し、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を多重化した分離係数を、分離係数初期値設定部に供給するステップと、
前記分離係数初期値設定部は、前記分離係数記憶部から供給された分離係数に基づいて、次に処理する周波数に対応した、位相ずれを補正した周波数別分離係数を導出し、前記周波数別分離係数を、学習の初期値として、前記次に処理する周波数に対応する分離係数学習部に出力するステップと、
前記分離係数学習部は、前記分離係数初期値設定部から周波数別分離係数が供給された場合に、周波数別分離係数を学習するステップと、
を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
A plurality of Fourier transform units that respectively input a plurality of channel-specific input time-series signals and a step of outputting channel-specific frequency-specific input time-series signals;
The step of multiplexing the input time series signal by frequency for each channel of the same frequency in different channels by the multiplexing unit, and outputting the input time series signal by frequency,
A step of performing a control for selecting a frequency to be processed by a processing frequency control unit that inputs an input time-series signal by frequency from the input signal multiplexing unit;
The separation coefficient learning unit corresponding to the frequency to be processed first derives the output time-series signal for each frequency based on the frequency-specific separation coefficient determined in advance as the initial value, and separates for each frequency based on the output time-series signal for each frequency. Learning a coefficient and storing the learned frequency-specific separation coefficient in the separation coefficient storage unit;
The separation coefficient storage unit stores a frequency-specific separation coefficient of a frequency for which learning has been completed, and supplies a separation coefficient obtained by multiplexing the frequency-specific separation coefficient for a frequency for which learning has been completed to the separation coefficient initial value setting unit; ,
The separation coefficient initial value setting unit derives a frequency-specific separation coefficient corresponding to a frequency to be processed next based on the separation coefficient supplied from the separation coefficient storage unit and corrected for phase shift, and performs the frequency separation. Outputting a coefficient as an initial value of learning to a separation coefficient learning unit corresponding to the frequency to be processed next;
The separation factor learning unit learning the frequency separation factor when the frequency separation factor is supplied from the separation factor initial value setting unit;
A signal separation method comprising:
複数の信号源からの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離方法において、
処理済みの周波数に対応する学習済みの分離係数の位相ずれを補正するステップと、
位相が補正された分離係数を、処理対象の他の周波数の分離係数の初期値とするステップと、を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
In a signal separation method for separating signals by processing input time series signals from a plurality of signal sources in the frequency domain,
Correcting the phase shift of the learned separation factor corresponding to the processed frequency;
And a step of setting the phase-corrected separation coefficient as an initial value of a separation coefficient of another frequency to be processed.
複数の信号源からの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離方法において、
処理済みの周波数に対応する学習済みの分離係数から、分離係数の位相を求め、処理対象の他の周波数の分離係数の初期値を計算するステップと、
前記分離係数の初期値に基づき、前記他の周波数の分離係数を学習するステップと、を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
In a signal separation method for separating signals by processing input time series signals from a plurality of signal sources in the frequency domain,
Obtaining a phase of the separation factor from the learned separation factor corresponding to the processed frequency, and calculating an initial value of the separation factor of the other frequency to be processed;
Learning a separation factor of the other frequency based on an initial value of the separation factor.
請求項1乃至6のいずれか一記載の信号分離方法により得られた各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ音声認識するステップを有する、ことを特徴とする音声認識方法。   7. A speech recognition method comprising the step of recognizing the separated output signals of the respective channels obtained by the signal separation method according to claim 1. 請求項1乃至6のいずれか一記載の信号分離方法により得られた各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ時間領域に変換することにより、各チャネルの出力信号を求めるステップと、
前記出力信号をそれぞれ送信するステップと、
を有する、ことを特徴とする信号送信方法。
Obtaining the output signal of each channel by converting the separated output signal of each channel obtained by the signal separation method according to any one of claims 1 to 6 into a time domain, respectively.
Transmitting each of the output signals;
A signal transmission method comprising:
複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離システムにおいて、
処理済みの少なくとも1つの周波数の分離係数から、信号源とセンサとの配置情報を推定し、処理する周波数の分離係数の初期値を算出する分離係数初期値設定部を含む、ことを特徴とする信号分離システム。
In a signal separation system that separates signals by processing time-series input signals of multiple channels in the frequency domain,
It includes a separation coefficient initial value setting unit that estimates the arrangement information of the signal source and the sensor from the processed separation coefficient of at least one frequency and calculates an initial value of the separation coefficient of the frequency to be processed. Signal separation system.
複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波の入力信号を求めるフーリエ変換部と、
処理する周波数の選択を制御する処理周波数制御部と、
前記処理周波数制御部で選択された、処理する周波数の分離係数初期値を、信号源とセンサの配置情報に基づいて、計算する分離係数初期値設定部と、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求める分離出力信号計算部と、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習する分離係数学習部と、
を含む、ことを特徴とする信号分離システム。
A Fourier transform unit that obtains an input signal of each frequency of each channel by converting input time-series signals of a plurality of channels into the frequency domain, and
A processing frequency control unit for controlling selection of a frequency to be processed;
A separation factor initial value setting unit that calculates a separation factor initial value of a frequency to be processed, selected by the processing frequency control unit, based on arrangement information of a signal source and a sensor;
A separated output signal calculation unit for obtaining a separated output signal based on an input signal and a separation factor of each channel at the frequency to be processed;
A separation coefficient learning unit that learns a separation coefficient using a separation output signal at the frequency to be processed;
A signal separation system comprising:
複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波の入力信号を求めるフーリエ変換部と、
処理する周波数の選択を制御する処理周波数制御部と、
前記処理周波数制御部で選択された、既に学習済みの周波数の分離係数に基づき、分離係数の位相を補正した値を、処理する周波数の分離係数の初期値として計算する分離係数初期値設定部と、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求める分離出力信号計算部と、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習する分離係数学習部と、
を含む、ことを特徴とする信号分離システム。
A Fourier transform unit that obtains an input signal of each frequency of each channel by converting input time-series signals of a plurality of channels into the frequency domain, and
A processing frequency control unit for controlling selection of a frequency to be processed;
A separation factor initial value setting unit that calculates a value obtained by correcting the phase of the separation factor based on the already learned frequency separation factor selected by the processing frequency control unit as an initial value of the separation factor of the frequency to be processed; ,
A separated output signal calculation unit for obtaining a separated output signal based on an input signal and a separation factor of each channel at the frequency to be processed;
A separation coefficient learning unit that learns a separation coefficient using a separation output signal at the frequency to be processed;
A signal separation system comprising:
前記処理する周波数を制御する処理周波数制御部が、
事前に定めた処理順序の情報、
前記各チャネル各周波数の入力信号のうち、少なくとも1つのチャネルの複数の周波数の入力信号から得られる統計情報、
前記分離出力信号から得られる統計情報、
既学習の周波数の分離係数の情報、
のうち少なくとも1つの情報に基づいて、処理する周波数を制御するスイッチ制御部を有する、ことを特徴とする請求項11に記載の信号分離システム。
A processing frequency control unit for controlling the frequency to be processed;
Information on the processing order set in advance,
Statistical information obtained from input signals of a plurality of frequencies of at least one channel among the input signals of each frequency of each channel;
Statistical information obtained from the separated output signal;
Information on the separation factor of the learned frequency,
The signal separation system according to claim 11, further comprising: a switch control unit that controls a frequency to be processed based on at least one of the information.
請求項9乃至12のいずれか一に記載の信号分離システムにより得られた各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ音声認識する音声認識部を有することを特徴とする音声認識システム。   A speech recognition system comprising: a speech recognition unit that recognizes the separated output signals of each channel obtained by the signal separation system according to claim 9. 請求項9乃至12のいずれか一に記載の信号分離システムにより得られた各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ時間領域に変換することにより各チャネルの出力信号を求める逆フーリエ変換部と、前記出力信号をそれぞれ送信する出力信号送信部と、を有することを特徴とする信号送信システム。   An inverse Fourier transform unit for obtaining an output signal of each channel by converting the separated output signal of each channel obtained by the signal separation system according to any one of claims 9 to 12 into a time domain, and the output An output signal transmission unit for transmitting each signal. 複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で信号分離する装置を構成するコンピュータに、
処理済みの少なくとも1つの周波数の分離係数から、信号源とセンサの配置情報を推定し、配置情報に基づき、処理する周波数の分離係数の初期値を算出する処理を、実行させるプログラム。
In a computer constituting a device that separates input time-series signals of a plurality of channels in the frequency domain,
A program that estimates the arrangement information of a signal source and a sensor from at least one processed frequency separation coefficient, and executes a process of calculating an initial value of a frequency separation coefficient to be processed based on the arrangement information.
複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより各チャネル各周波数の入力信号を求める処理と、
処理する周波数の選択を制御する処理と、
処理する周波数の分離係数初期値を、信号源とセンサの配置情報に基づいて、計算する処理と、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求める処理と、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習する処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
A process for obtaining an input signal of each frequency of each channel by converting the input time-series signals of a plurality of channels into the frequency domain,
A process for controlling the selection of the frequency to be processed;
Processing for calculating the initial value of the separation coefficient of the frequency to be processed based on the signal source and sensor arrangement information;
A process for obtaining a separated output signal based on an input signal and a separation coefficient of each channel at the frequency to be processed;
A process of learning a separation coefficient using the separation output signal at the frequency to be processed;
A program that causes a computer to execute.
請求項16記載のプログラムにおいて、
前記処理する周波数を制御する処理として、
事前に定めた処理順序の情報、
前記各チャネル各周波数の入力信号のうち少なくとも1つのチャネルの複数の周波数の入力信号から得られる統計情報、
前記分離出力信号から得られる統計情報、
既学習の周波数の分離係数の情報、のうち少なくとも1つの情報に基づいて、処理する周波数を制御する処理を、前記コンピュータに実行させるプログラム。
The program according to claim 16, wherein
As a process for controlling the frequency to be processed,
Information on the processing order set in advance,
Statistical information obtained from input signals of a plurality of frequencies of at least one channel among the input signals of each frequency of each channel;
Statistical information obtained from the separated output signal;
A program that causes the computer to execute a process of controlling a frequency to be processed based on at least one piece of information on a frequency separation factor that has already been learned.
請求項15乃至17のいずれか一に記載のプログラムにより信号分離を行うコンピュータに、信号分離により取得された各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ音声認識する処理を、前記コンピュータに実行させるプログラム。   A program that causes a computer that performs signal separation using the program according to any one of claims 15 to 17 to perform processing for recognizing the separated output signal of each channel acquired by signal separation. 請求項15乃至17のいずれか一に記載のプログラムにより信号分離を行うコンピュータに、
信号分離により取得された各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ時間領域に変換することにより各チャネルの出力信号を求める処理と、
前記出力信号をそれぞれ送信する処理とを実行させるプログラム。
A computer for performing signal separation by the program according to any one of claims 15 to 17,
Processing for obtaining an output signal of each channel by converting the separated output signal of each channel obtained by signal separation into a time domain, respectively;
A program for executing a process of transmitting each of the output signals.
複数の信号源からの時系列信号をそれぞれ周波数領域の信号に変換し、周波数成分ごとに多重する手段と、
複数の周波数成分の中から処理する周波数の選択を制御する手段と、
選択された周波数成分の信号と分離係数を基に、分離出力信号を算出する手段と、
すでに選択され学習済みの周波数成分の分離係数に基づき、前記分離係数の位相を補正した値を、未処理の他の周波数成分の分離係数の学習の初期値とする手段と、
を含む、ことを特徴とする信号分離装置。
Means for converting time-series signals from a plurality of signal sources into signals in the frequency domain, and multiplexing each frequency component;
Means for controlling selection of a frequency to be processed from a plurality of frequency components;
Means for calculating a separation output signal based on the signal of the selected frequency component and the separation coefficient;
Means for setting the value obtained by correcting the phase of the separation coefficient based on the separation coefficient of the already selected and learned frequency component, as an initial value of learning of the separation coefficient of other unprocessed frequency components;
A signal separation device comprising:
複数の信号源からの時系列信号をそれぞれ周波数領域の信号に変換し、周波数成分ごとに多重する手段と、
複数の周波数成分の中から処理する周波数の選択を制御する手段と、
選択された周波数成分の信号と分離係数を基に、分離出力信号を算出する手段と、
すでに選択され学習済みの周波数成分の分離係数に基づき、未処理の他の周波数成分の分離係数の位相を導出し、前記分離係数の位相に基づき、他の周波数成分の分離係数の学習の初期値を導出する手段と、
を含む、ことを特徴とする信号分離装置。
Means for converting time-series signals from a plurality of signal sources into signals in the frequency domain, and multiplexing each frequency component;
Means for controlling selection of a frequency to be processed from a plurality of frequency components;
Means for calculating a separation output signal based on the signal of the selected frequency component and the separation coefficient;
Based on the already selected and learned frequency component separation coefficients, the phase of the separation coefficients of other unprocessed frequency components is derived, and the initial value of learning of the separation coefficients of other frequency components is derived based on the phase of the separation coefficients. Means for deriving
A signal separation device comprising:
複数のチャネル別入力時系列信号をそれぞれ入力してフーリエ変換しチャネル別周波数別入力時系列信号を出力する複数のフーリエ変換部と、
異なるチャネルで同じ周波数のチャネル別周波数別入力時系列信号を多重化し、周波数別入力時系列信号を出力する入力信号多重化部と、
入力信号多重化部から周波数別入力時系列信号を入力し、処理する周波数を選択する制御を行う処理周波数制御部と、
前記処理周波数制御部から出力される複数の周波数別入力時系列信号に対応して設けられる複数の分離出力信号計算部と、
前記複数の分離出力信号計算部のそれぞれに対応して設けられる複数の分離係数学習部と、
前記分離係数学習部で学習済みの周波数の分離係数を、他の周波数で利用するときに、前記分離係数の位相を補正して学習の初期値とする手段を含む、ことを特徴とする信号分離装置。
A plurality of Fourier transform units that respectively input a plurality of input time series signals by channel and perform a Fourier transform and output an input time series signal by frequency by channel;
An input signal multiplexing unit that multiplexes input time-series signals by frequency for each channel of the same frequency in different channels and outputs input time-series signals by frequency,
A processing frequency control unit that performs control to input a frequency-specific input time-series signal from the input signal multiplexing unit and to select a frequency to be processed;
A plurality of separated output signal calculation units provided corresponding to a plurality of frequency-specific input time-series signals output from the processing frequency control unit;
A plurality of separation coefficient learning units provided corresponding to each of the plurality of separation output signal calculation units;
And means for correcting the phase of the separation coefficient to obtain an initial value of learning when the separation coefficient of the frequency learned by the separation coefficient learning unit is used at another frequency. apparatus.
複数のチャネル別入力時系列信号をそれぞれ入力してフーリエ変換しチャネル別周波数別入力時系列信号を出力する複数のフーリエ変換部と、
異なるチャネルで同じ周波数のチャネル別周波数別入力時系列信号を多重化し、周波数別入力時系列信号を出力する入力信号多重化部と、
入力信号多重化部から周波数別入力時系列信号を入力し、処理する周波数を選択する制御を行う処理周波数制御部と、
前記処理周波数制御部から出力される複数の周波数別入力時系列信号に対応して設けられる複数の分離出力信号計算部と、
前記複数の分離出力信号計算部のそれぞれに対応して設けられる複数の分離係数学習部と、
分離係数を記憶する少なくとも1つの分離係数記憶部と、
分離係数の初期化を行う少なくとも1つの分離係数初期化設定部と、
を備え、
前記処理周波数制御部で選択され、最初に処理する周波数に対応する、一の分離係数学習部は、予め初期値として定めた周波数別分離係数を、前記一の分離係数学習部に対応する一の分離出力信号計算部に供給し、前記一の分離出力信号計算部は、周波数別出力時系列信号を導出し、
前記一の分離係数学習部は、前記一の分離出力信号計算部で計算された周波数別出力時系列信号に基づいて、周波数別分離係数を学習し、学習した周波数別分離係数を、前記分離係数記憶部に供給し、
前記分離係数記憶部は、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を記憶するとともに、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を多重化した分離係数を、前記分離係数初期値設定部に供給し、
前記分離係数初期値設定部は、前記分離係数記憶部から供給された分離係数に基づいて、分離係数位相を導出し、前記分離係数位相と前記供給された分離係数とに基づいて各周波数の周波数別分離係数を導出し、
前記分離係数初期値設定部は、前記処理周波数制御部で選択され、次に処理する周波数に対応し、分離係数の位相が補正された周波数別分離係数を、学習の初期値として、前記次に処理する周波数に対応する他の分離係数学習部に出力し、
前記他の分離係数学習部は、前記分離係数初期値設定部から供給された周波数別分離係数に基づいて、周波数別分離係数を学習する、
ことを特徴とする信号分離装置。
A plurality of Fourier transform units that respectively input a plurality of input time series signals by channel and perform a Fourier transform and output an input time series signal by frequency by channel;
An input signal multiplexing unit that multiplexes input time-series signals by frequency for each channel of the same frequency in different channels and outputs input time-series signals by frequency,
A processing frequency control unit that performs control to input a frequency-specific input time-series signal from the input signal multiplexing unit and to select a frequency to be processed;
A plurality of separated output signal calculation units provided corresponding to a plurality of frequency-specific input time-series signals output from the processing frequency control unit;
A plurality of separation coefficient learning units provided corresponding to each of the plurality of separation output signal calculation units;
At least one separation factor storage unit for storing separation factors;
At least one separation factor initialization setting unit for initializing the separation factor;
With
The one separation coefficient learning unit selected by the processing frequency control unit and corresponding to the first frequency to be processed has a frequency-specific separation coefficient determined as an initial value in advance and corresponds to the one separation coefficient learning unit. Supplying the separated output signal calculation unit, the one separated output signal calculation unit derives an output time-series signal by frequency,
The one separation factor learning unit learns a frequency separation factor based on the frequency-specific output time series signal calculated by the one separation output signal calculation unit, and the learned frequency separation factor is used as the separation factor. To the storage unit,
The separation coefficient storage unit stores the frequency-specific separation coefficient of the frequency for which learning has been completed, and supplies the separation coefficient obtained by multiplexing the frequency-specific separation coefficient for the frequency for which learning has been completed to the separation coefficient initial value setting unit. ,
The separation factor initial value setting unit derives a separation factor phase based on the separation factor supplied from the separation factor storage unit, and the frequency of each frequency based on the separation factor phase and the supplied separation factor. Deriving another separation factor,
The separation factor initial value setting unit is selected by the processing frequency control unit and corresponds to the frequency to be processed next, and the separation factor for each frequency in which the phase of the separation factor is corrected is used as the learning initial value. Output to other separation coefficient learning unit corresponding to the frequency to be processed,
The other separation factor learning unit learns the separation factor by frequency based on the separation factor by frequency supplied from the separation factor initial value setting unit.
A signal separation device.
前記一の分離係数学習部は、前記分離係数初期値設定部から、周波数別分離係数が供給された場合に、周波数別分離係数を再学習する、ことを特徴とする請求項23記載の信号分離装置。   The signal separation according to claim 23, wherein the one separation factor learning unit re-learns the separation factor by frequency when the separation factor by frequency is supplied from the separation factor initial value setting unit. apparatus. 前記各分離係数学習部は、各分離係数学習部内の分離係数初期値記憶部に記憶されている周波数別分離係数初期値を出力するスイッチと、
その後、周波数別出力時系列信号と、周波数別出力時系列信号を得る際に使用した周波数別分離係数とを用いて、周波数別分離係数を更新する分離係数更新部を備え、更新された周波数別分離係数を前記スイッチを介して出力し、
一方、周波数別分離係数が、前記分離係数学習部に供給された場合、前記スイッチを供給された周波数別分離係数を出力し、前記分離係数更新部は分離係数を更新する、ことを特徴とする請求項23記載の信号分離装置。
Each separation coefficient learning unit outputs a frequency-specific separation coefficient initial value stored in a separation coefficient initial value storage unit in each separation coefficient learning unit;
After that, the frequency-dependent output time-series signal and the frequency-specific separation coefficient used to obtain the frequency-specific output time-series signal are used to provide a separation coefficient update unit that updates the frequency-specific separation coefficient. The separation factor is output via the switch,
On the other hand, when a frequency-specific separation factor is supplied to the separation factor learning unit, the frequency separation factor supplied to the switch is output, and the separation factor update unit updates the separation factor. 24. The signal separation device according to claim 23.
前記分離係数初期値設定部は、供給された分離係数に基づいて、分離係数位相を計算する分離係数位相計算部と、
前記分離係数位相と供給された分離係数とに基づいて各周波数の周波数別分離係数を計算する分離係数初期値計算部とを備え、
前記分離係数位相計算部は、供給された分離係数を周波数別分離係数に分割し、分割された周波数別分離係数をさらにチャネル別周波数別分離係数に分割し、
各チャネル別周波数別分離係数を周波数別分離係数に多重して出力する、ことを特徴とする請求項23記載の信号分離装置。
The separation factor initial value setting unit, based on the supplied separation factor, a separation factor phase calculation unit that calculates a separation factor phase;
A separation factor initial value calculation unit that calculates a separation factor for each frequency based on the separation factor phase and the supplied separation factor;
The separation factor phase calculation unit divides the supplied separation factor into frequency separation factors, further divides the divided frequency separation factor into channel frequency separation factors,
The signal separation device according to claim 23, wherein each channel-specific frequency separation coefficient is multiplexed with the frequency-specific separation coefficient and output.
前記分離係数初期値設定部は、再学習周波数決定部をさらに備え、
前記分離係数位相計算部は、前記分離係数位相を導出し、分離係数位相を、前記分離係数初期値計算部に供給し、複数の既に学習済みの周波数において計算された周波数別分離係数位相を、前記再学習周波数決定部に供給し、
前記再学習周波数決定部は、周波数別分離係数位相に基づき、再学習周波数を決定し、再学習周波数フラグを、前記処理周波数制御部へ出力し、
前記処理周波数制御部は、前記分離係数初期値設定部の前記再学習周波数決定部から、再学習周波数フラグが供給された場合に、該当する周波数の周波数別入力時系列信号を出力する制御を行うスイッチ制御部を備えている、ことを特徴とする請求項26記載の信号分離装置。
The separation coefficient initial value setting unit further includes a relearning frequency determination unit,
The separation factor phase calculation unit derives the separation factor phase, supplies the separation factor phase to the separation factor initial value calculation unit, and calculates the separation factor phase by frequency calculated at a plurality of already learned frequencies. Supplying the re-learning frequency determination unit;
The relearning frequency determination unit determines a relearning frequency based on a frequency-specific separation coefficient phase, and outputs a relearning frequency flag to the processing frequency control unit,
The processing frequency control unit performs control to output a frequency-specific input time-series signal when a relearning frequency flag is supplied from the relearning frequency determination unit of the separation coefficient initial value setting unit. 27. The signal separation device according to claim 26, further comprising a switch control unit.
前記処理周波数制御部は、供給された周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報に基づいて、最初に処理する周波数を決定し、前記周波数の周波数別入力時系列信号を出力する制御を行うスイッチ制御部を備えている、ことを特徴とする請求項23記載の信号分離装置。   The processing frequency control unit determines a frequency to be processed first based on information obtained by statistical processing of the input time-series signal by frequency supplied, and performs control to output the input time-series signal by frequency of the frequency 24. The signal separation device according to claim 23, further comprising a switch control unit for performing the operation. 前記処理周波数制御部において、周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報は、
周波数別入力時系列信号のパワーの情報、
周波数別入力時系列信号のチャネル間相関の情報、及び、
周波数別入力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
のうちの少なくとも1つである、ことを特徴とする請求項28記載の信号分離装置。
In the processing frequency control unit, the information obtained by the statistical processing of the input time-series signal by frequency,
Information on the power of input time-series signals by frequency,
Information on correlation between channels of input time-series signals by frequency, and
Eigenvalue and eigenvector information obtained when principal component analysis is performed on input time-series signals by frequency,
29. The signal separation device according to claim 28, wherein the signal separation device is at least one of the following.
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