JP2014160214A - Method, device and program for removing impulse response noise - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method, a device and a program for removing impulse response noise capable of removing non-signal noise included in measured impulse responses.SOLUTION: The method for removing impulse response noise includes: a non-signal noise detection step of detecting non-signal noise from a non-signal response beforehand measured in measurement space for measuring impulse responses; a probability density function calculation step of calculating a probability density function of the non-signal noise on the basis of the average and the variance of the non-signal noise; a confidence interval calculation step of calculating the range of amplitude indicating a predetermined confidence interval, on the basis of the probability density function; an average calculation step of calculating the average of beforehand measured multiple impulse responses; a non-response interval detection step of detecting amplitude included in the range of the amplitude of the confidence interval, among the average amplitude of the impulse responses, and detecting an interval including the detected amplitude as a non-response interval; and a non-response interval removal step of removing the non-response interval from the beforehand measured impulse responses.

Description

本発明は、インパルス応答からノイズを除去するインパルス応答ノイズ除去方法およびその装置ならびにそのプログラムに関する。   The present invention relates to an impulse response noise removing method and apparatus for removing noise from an impulse response, and a program thereof.

インパルス応答とは、対象となる系にインパルスと呼ばれる時間幅が無限小で、大きさが無限大の信号を入力した際の出力、すなわち系の応答である。但し、前記したような理想的なインパルスは実際には生成が困難であるため、通常は周波数ごとに位相をシフトしたスイープ信号などを用いてインパルス応答を測定する。このようなインパルス応答の具体例としては、測定対象によって様々なものが挙げられるが、例えば自由音場における音源位置から耳の位置までの音響伝達特性を示す頭部インパルス応答や、音響空間における音源位置から受音点までの音響伝達特性を示す室内インパルス応答などを挙げることができる。   The impulse response is an output when a signal having an infinitesimal time width and an infinite magnitude called an impulse is input to a target system, that is, a system response. However, since an ideal impulse as described above is actually difficult to generate, the impulse response is usually measured using a sweep signal whose phase is shifted for each frequency. Specific examples of such an impulse response include various ones depending on the measurement target. For example, a head impulse response indicating acoustic transfer characteristics from a sound source position to an ear position in a free sound field, or a sound source in an acoustic space. An indoor impulse response indicating acoustic transmission characteristics from the position to the sound receiving point can be exemplified.

ここで、インパルス応答を測定すると、その応答の中に無応答の区間(以下、無応答区間という)が含まれる場合がある。例えば前記した頭部インパルス応答は、厳密には「自由音場に頭がないときの両耳の中心位置から、頭があるときの外耳道入口または鼓膜までの音響伝搬特性としてのインパルス応答」として定義されるが、実際には測定対象者の両耳の中心位置に測定用の音源を配置することは不可能である。従って、通常は、測定対象者の頭部から所定の距離を置いた位置に音源を配置して頭部インパルス応答を測定する。そのため、測定された応答の冒頭には、測定対象者の頭部と音源との距離の伝搬に必要な時間に相当する遅延部分が無応答区間として含まれることになる。   Here, when the impulse response is measured, the response may include a non-response interval (hereinafter referred to as a non-response interval). For example, the head impulse response described above is strictly defined as “an impulse response as a sound propagation characteristic from the center position of both ears when there is no head in the free sound field to the ear canal entrance or the eardrum when the head is present”. However, in practice, it is impossible to place a sound source for measurement at the center position of both ears of the measurement subject. Therefore, normally, the head impulse response is measured by arranging the sound source at a position at a predetermined distance from the measurement subject's head. Therefore, at the beginning of the measured response, a delay portion corresponding to the time required for propagation of the distance between the measurement subject's head and the sound source is included as a non-response section.

また、インパルス応答測定時には、実際の応答長に対して余裕を持って測定時間を設定する場合が多い。そのため、結果として、インパルス応答が収束した後の区間にも、前記した余裕時間に応じた無応答が生じることになる。これらの無応答区間はインパルスの印加前もしくは応答の収束後となるため、本来は無信号(振幅0)となるはずであるが、測定対象の信号がない状態におけるノイズ(例えば音響分野における暗騒音、背景雑音など。以下、「無信号ノイズ」という)によって、当該無応答区間に無信号ノイズに相当する信号が記録される場合がある。   Also, when measuring the impulse response, the measurement time is often set with a margin for the actual response length. Therefore, as a result, no response corresponding to the above-described margin time also occurs in the section after the impulse response has converged. Since these non-response sections are before application of impulses or after convergence of responses, they should be essentially no signal (amplitude 0), but noise in the absence of a signal to be measured (for example, background noise in the acoustic field) , Background noise, etc., hereinafter referred to as “no-signal noise”), a signal corresponding to no-signal noise may be recorded in the no-response interval.

このような無信号ノイズは、基本的には不規則な振幅を持つため、例えばインパルス応答を同一条件で複数回測定して平均化を行うことで、無信号ノイズを相殺・抑圧することが可能である。例えば特許文献1では、このような平均化によってインパルス応答に含まれる系の特性を算出し、予め設定した一定の閾値以下の振幅を0として打ち切ることで、インパルス応答から無信号ノイズを除去する技術が提案されている。   Since such no-signal noise basically has an irregular amplitude, it is possible to cancel and suppress the no-signal noise, for example, by measuring the impulse response multiple times under the same conditions and averaging them. It is. For example, in Patent Document 1, a characteristic of a system included in an impulse response is calculated by such averaging, and a technique for removing no-signal noise from the impulse response by truncating the amplitude below a predetermined threshold value as 0. Has been proposed.

また別の視点として、特許文献2では、予め環境騒音(無信号ノイズ)のレベルを測定して測定用信号のレベルを決定し、S/N比を向上させる技術が提案されている。   As another viewpoint, Patent Document 2 proposes a technique for measuring the level of environmental noise (no signal noise) in advance to determine the level of a measurement signal and improving the S / N ratio.

特開2012−128207号公報(図2参照)JP 2012-128207 A (see FIG. 2) 特開2002−330500号公報(図8参照)JP 2002-330500 A (see FIG. 8)

しかしながら、特許文献1で提案された技術は、インパルス応答の平均化および閾値による打ち切りによって一定のノイズ抑圧効果を奏するが、何らかの原因により無信号ノイズに特異な値(例えば不自然に大きな振幅の値)が発生した場合、閾値による打ち切りに掛からず、平均化によっても相殺されないため、無信号ノイズとして信号に残ってしまうという問題がある。また、特許文献1で提案された技術は、インパルス応答の平均化によって無信号ノイズ以外の信号部分も平滑化されてしまうため、インパルス応答に包含される系の特徴が得られない場合がある。   However, the technique proposed in Patent Document 1 exhibits a certain noise suppression effect by averaging impulse responses and truncating with a threshold value. However, for some reason, a value peculiar to no-signal noise (for example, an unnaturally large amplitude value). ) Occurs, it is not canceled by the threshold value, and is not canceled out by averaging. Therefore, there is a problem that the signal remains as no-signal noise. Moreover, since the technique proposed in Patent Document 1 smoothes signal portions other than no-signal noise by averaging impulse responses, the characteristics of the system included in the impulse responses may not be obtained.

また、特許文献2で提案された技術は、そもそもインパルス応答測定の事前処理であるため、既に測定されたインパルス応答に含まれている無信号ノイズを除去することができないという問題があった。   Further, since the technique proposed in Patent Document 2 is pre-processing of impulse response measurement in the first place, there is a problem that no-signal noise included in the already measured impulse response cannot be removed.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであって、測定したインパルス応答に含まれる無信号ノイズを除去することができるインパルス応答ノイズ除去方法およびその装置ならびにそのプログラムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such points, and it is an object of the present invention to provide an impulse response noise removal method, an apparatus thereof, and a program thereof that can remove no-signal noise included in a measured impulse response. .

前記課題を解決するために請求項1に係るインパルス応答ノイズ除去方法は、インパルス応答の無応答区間に含まれる無信号ノイズを除去するインパルス応答ノイズ除去方法であって、無信号ノイズ検出工程と、確率密度関数算出工程と、信頼区間算出工程と、平均算出工程と、無応答区間検出工程と、無応答区間除去工程と、を含むこととした。   In order to solve the above-mentioned problem, the impulse response noise removing method according to claim 1 is an impulse response noise removing method for removing no-signal noise included in a no-response section of an impulse response, comprising: a no-signal noise detection step; A probability density function calculation step, a confidence interval calculation step, an average calculation step, a no-response interval detection step, and a no-response interval removal step are included.

このような手順を行うインパルス応答ノイズ除去方法は、無信号ノイズ検出工程において、無信号ノイズ検出手段によって、インパルス応答を測定する測定空間において予め測定された、インパルスが印加されていない状態の応答から、測定空間における無信号ノイズを検出する。これにより、インパルス応答ノイズ除去方法は、測定空間における暗騒音、背景雑音などの無信号ノイズの信号を取得することができる。次に、インパルス応答ノイズ除去方法は、確率密度関数算出工程において、確率密度関数算出手段によって、無信号ノイズ検出工程において検出された無信号ノイズの分布における振幅の平均および分散から、無信号ノイズの確率密度関数を算出する。次に、インパルス応答ノイズ除去方法は、信頼区間算出工程において、信頼区間算出手段によって、確率密度関数算出工程において算出された確率密度関数から、測定空間において無信号ノイズが含まれると推定される、予め定められた信頼区間を示す振幅の範囲を算出する。   The impulse response noise removing method for performing such a procedure is based on a response in a state where no impulse is applied, which is measured in advance in a measurement space in which the impulse response is measured by the no-signal noise detection means in the no-signal noise detection step. Detect no-signal noise in the measurement space. Thereby, the impulse response noise removing method can acquire a signal of no signal noise such as background noise and background noise in the measurement space. Next, in the impulse response noise removal method, in the probability density function calculation step, the probability density function calculation means calculates the no-signal noise from the average and variance of the amplitude in the no-signal noise distribution detected in the no-signal noise detection step. Calculate the probability density function. Next, in the impulse response noise removal method, in the confidence interval calculation step, the confidence interval calculation means estimates that no-signal noise is included in the measurement space from the probability density function calculated in the probability density function calculation step. An amplitude range indicating a predetermined confidence interval is calculated.

次に、インパルス応答ノイズ除去方法は、平均算出工程において、予め測定された複数のインパルス応答の平均を算出する。これにより、インパルス応答ノイズ除去方法は、インパルス応答に特異な値の無信号ノイズが含まれている場合であっても、平均化処理によって無信号ノイズを抑圧することができる。次に、インパルス応答ノイズ除去方法は、無応答区間検出工程において、無応答区間検出手段によって、平均算出工程において算出されたインパルス応答の平均の振幅のうち、信頼区間算出工程において算出された振幅の範囲に含まれる振幅を検出し、当該振幅が含まれるインパルス応答の平均内の区間を、無応答区間として検出する。   Next, the impulse response noise removing method calculates an average of a plurality of impulse responses measured in advance in the average calculation step. Thereby, the impulse response noise removal method can suppress the no-signal noise by the averaging process even if the impulse response includes a specific value of the no-signal noise. Next, the impulse response noise removing method is the non-response interval detection step, wherein the non-response interval detection means uses the amplitude calculated in the confidence interval calculation step among the average amplitudes of the impulse responses calculated in the average calculation step. An amplitude included in the range is detected, and a section within the average of impulse responses including the amplitude is detected as a no-response section.

そして、インパルス応答ノイズ除去方法は、無応答区間除去工程において、無応答区間除去手段によって、予め測定されたインパルス応答から、無応答区間検出工程において検出された無応答区間の信号を除去する。これにより、インパルス応答ノイズ除去方法は、無信号ノイズの除去処理において、平均化を施さないそのままのインパルス応答に対して無応答区間を適用するため、平均化による無信号ノイズ以外の信号部分の平滑化を回避し、系の持つ特徴を保存したまま、無信号ノイズを適切に除去することができる。   And the impulse response noise removal method removes the signal of the non-response section detected in the non-response section detection step from the impulse response measured in advance by the non-response section removal means in the non-response section removal step. As a result, the impulse response noise removal method applies the no-response section to the impulse response as it is without averaging in the no-signal noise removal processing, and therefore smoothes the signal portion other than the no-signal noise due to averaging. It is possible to appropriately eliminate non-signal noise while preserving the characteristics of the system.

また、請求項2に係るインパルス応答ノイズ除去方法は、請求項1に係るインパルス応答ノイズ除去方法において、信頼区間算出工程が、信頼区間算出手段によって、確率密度関数算出工程において算出された確率密度関数における振幅の平均を基準として、予め定められた信頼区間を示す振幅の範囲を算出することとした。これにより、インパルス応答ノイズ除去方法は、無信号ノイズの分布における振幅の平均を基準として、測定空間において無信号ノイズが含まれる振幅の範囲を確率的に示す信頼区間を算出することができる。   The impulse response noise elimination method according to claim 2 is the impulse response noise elimination method according to claim 1, wherein the confidence interval calculation step is calculated by the confidence interval calculation means in the probability density function calculation step. An amplitude range indicating a predetermined confidence interval is calculated on the basis of the average of the amplitudes. As a result, the impulse response noise removal method can calculate a confidence interval that stochastically indicates the amplitude range in which no-signal noise is included in the measurement space with reference to the average of the amplitude in the distribution of no-signal noise.

前記課題を解決するために請求項3に係るインパルス応答ノイズ除去装置は、インパルス応答の無応答区間に含まれる無信号ノイズを除去するインパルス応答ノイズ除去装置であって、無信号ノイズ検出手段と、確率密度関数算出手段と、信頼区間算出手段と、平均算出手段と、無応答区間検出手段と、無応答区間除去手段と、を備える構成とした。   In order to solve the above-mentioned problem, an impulse response noise removing apparatus according to claim 3 is an impulse response noise removing apparatus for removing no-signal noise included in a no-response section of an impulse response, comprising: no-signal noise detecting means; Probability density function calculating means, confidence interval calculating means, average calculating means, no response interval detecting means, and no response interval removing means are provided.

このような構成を備えるインパルス応答ノイズ除去装置は、無信号ノイズ検出手段によって、インパルス応答を測定する測定空間において予め測定された、インパルスが印加されていない状態の応答から、測定空間における無信号ノイズを検出する。これにより、インパルス応答ノイズ除去装置は、測定空間における暗騒音、背景雑音などの無信号ノイズの信号を取得することができる。また、インパルス応答ノイズ除去装置は、確率密度関数算出手段によって、無信号ノイズ検出手段において検出された無信号ノイズの分布における振幅の平均および分散から、無信号ノイズの確率密度関数を算出する。そして、インパルス応答ノイズ除去装置は、信頼区間算出手段によって、確率密度関数算出手段において算出された確率密度関数から、測定空間において無信号ノイズが含まれると推定される、予め定められた信頼区間を示す振幅の範囲を算出する。   The impulse response noise removing apparatus having such a configuration is obtained by detecting no signal noise in the measurement space from a response in a state where no impulse is applied, which is measured in advance in the measurement space in which the impulse response is measured by the no signal noise detection unit. Is detected. Thereby, the impulse response noise removing apparatus can acquire a signal of no signal noise such as background noise and background noise in the measurement space. Further, the impulse response noise removing device calculates the probability density function of no signal noise from the average and variance of the amplitude in the distribution of no signal noise detected by the no signal noise detection means by the probability density function calculation means. Then, the impulse response noise removing device calculates a predetermined confidence interval estimated by the confidence interval calculation means to include no signal noise in the measurement space from the probability density function calculated by the probability density function calculation means. The amplitude range shown is calculated.

また、インパルス応答ノイズ除去装置は、平均算出手段によって、予め測定された複数のインパルス応答の平均を算出する。これにより、インパルス応答ノイズ除去装置は、インパルス応答に特異な値の無信号ノイズが含まれている場合であっても、平均化処理によって無信号ノイズを抑圧することができる。また、インパルス応答ノイズ除去装置は、無応答区間検出手段によって、平均算出手段において算出されたインパルス応答の平均の振幅のうち、信頼区間算出手段において算出された振幅の範囲に含まれる振幅を検出し、当該振幅が含まれるインパルス応答の平均内の区間を、無応答区間として検出する。   In addition, the impulse response noise removing device calculates an average of a plurality of impulse responses measured in advance by an average calculating unit. Thereby, the impulse response noise removing device can suppress the no-signal noise by the averaging process even when the impulse response includes a no-signal noise having a specific value. Further, the impulse response noise removing device detects an amplitude included in the range of amplitudes calculated by the confidence interval calculation unit among the average amplitudes of the impulse responses calculated by the average calculation unit by the non-response interval detection unit. A section within the average of the impulse response including the amplitude is detected as a non-response section.

そして、インパルス応答ノイズ除去装置は、無応答区間除去手段によって、予め測定されたインパルス応答から、無応答区間検出手段において検出された無応答区間の信号を除去する。これにより、インパルス応答ノイズ除去装置は、無信号ノイズの除去処理において、平均化を施さないそのままのインパルス応答に対して無応答区間を適用するため、平均化による無信号ノイズ以外の信号部分の平滑化を回避し、系の持つ特徴を保存したまま、無信号ノイズを適切に除去することができる。   Then, the impulse response noise removing device removes the signal in the non-response section detected by the non-response section detecting means from the impulse response measured in advance by the non-response section removing means. As a result, the impulse response noise removing apparatus applies a no-response section to an intact impulse response that is not subjected to averaging in the no-signal noise removal processing, and therefore smoothes signal portions other than no-signal noise due to averaging. It is possible to appropriately eliminate non-signal noise while preserving the characteristics of the system.

前記課題を解決するために請求項4に係るインパルス応答ノイズ除去プログラムは、インパルス応答の無応答区間に含まれる無信号ノイズを除去するために、コンピュータを、無信号ノイズ検出手段、確率密度関数算出手段、信頼区間算出手段、平均算出手段、無応答区間検出手段、無応答区間除去手段、として機能させることとした。   In order to solve the above-mentioned problem, an impulse response noise elimination program according to claim 4 is a computer program for removing no-signal noise included in a no-response section of an impulse response. Means, confidence interval calculation means, average calculation means, no response interval detection means, and no response interval removal means.

このような構成を備えるインパルス応答ノイズ除去プログラムは、無信号ノイズ検出手段によって、インパルス応答を測定する測定空間において予め測定された、インパルスが印加されていない状態の応答から、測定空間における無信号ノイズを検出する。これにより、インパルス応答ノイズ除去プログラムは、測定空間における暗騒音、背景雑音などの無信号ノイズの信号を取得することができる。また、インパルス応答ノイズ除去プログラムは、確率密度関数算出手段によって、無信号ノイズ検出手段において検出された無信号ノイズの分布における振幅の平均および分散から、無信号ノイズの確率密度関数を算出する。そして、インパルス応答ノイズ除去プログラムは、信頼区間算出手段によって、確率密度関数算出手段において算出された確率密度関数から、測定空間において無信号ノイズが含まれると推定される、予め定められた信頼区間を示す振幅の範囲を算出する。   The impulse response noise elimination program having such a configuration is a non-signal noise in the measurement space from a response in a state where no impulse is applied, which is measured in advance in the measurement space in which the impulse response is measured by the no-signal noise detection unit. Is detected. Thereby, the impulse response noise removal program can acquire a signal of no signal noise such as background noise and background noise in the measurement space. Further, the impulse response noise removal program calculates a probability density function of no signal noise from the average and variance of amplitudes in the distribution of no signal noise detected by the no signal noise detection means by the probability density function calculation means. The impulse response noise removal program calculates a predetermined confidence interval, which is estimated by the confidence interval calculation means to include no signal noise in the measurement space from the probability density function calculated by the probability density function calculation means. The amplitude range shown is calculated.

また、インパルス応答ノイズ除去プログラムは、平均算出手段によって、予め測定された複数のインパルス応答の平均を算出する。これにより、インパルス応答ノイズ除去プログラムは、インパルス応答に特異な値の無信号ノイズが含まれている場合であっても、平均化処理によって無信号ノイズを抑圧することができる。また、インパルス応答ノイズ除去プログラムは、無応答区間検出手段によって、平均算出手段において算出されたインパルス応答の平均の振幅のうち、信頼区間算出手段において算出された振幅の範囲に含まれる振幅を検出し、当該振幅が含まれるインパルス応答の平均内の区間を、無応答区間として検出する。   Further, the impulse response noise removal program calculates an average of a plurality of impulse responses measured in advance by an average calculation means. As a result, the impulse response noise removal program can suppress the no-signal noise by the averaging process even when the impulse response includes a specific value of the no-signal noise. The impulse response noise removal program detects the amplitude included in the range of the amplitude calculated by the confidence interval calculation means from the average amplitude of the impulse response calculated by the average calculation means by the non-response interval detection means. A section within the average of the impulse response including the amplitude is detected as a non-response section.

そして、インパルス応答ノイズ除去プログラムは、無応答区間除去手段によって、予め測定されたインパルス応答から、無応答区間検出手段において検出された無応答区間を除去する。これにより、インパルス応答ノイズ除去プログラムは、無信号ノイズの除去処理において、平均化を施さないそのままのインパルス応答に対して無応答区間を適用するため、平均化による無信号ノイズ以外の信号部分の平滑化を回避し、系の持つ特徴を保存したまま、無信号ノイズを適切に除去することができる。   Then, the impulse response noise removal program removes the non-response section detected by the non-response section detection means from the impulse response measured in advance by the non-response section removal means. As a result, the impulse response noise removal program applies the no-response section to the impulse response as it is without averaging in the no-signal noise removal processing, and therefore smoothes signal portions other than no-signal noise due to averaging. It is possible to appropriately eliminate non-signal noise while preserving the characteristics of the system.

請求項1、請求項3および請求項4に係る発明によれば、インパルス応答を測定した際に当該応答に含まれる無応答区間を検出し、この無応答区間に混入した無信号ノイズ(測定対象の信号がない状態におけるノイズ)を無信号ノイズの統計的性質を利用して除去することができる。   According to the first, third, and fourth aspects of the invention, when an impulse response is measured, a no-response section included in the response is detected, and no-signal noise (measurement target) mixed in the no-response section is detected. Noise in the absence of the signal) can be removed using the statistical nature of no-signal noise.

請求項2に係る発明によれば、平均化によって特異な値の無信号ノイズが抑圧されたインパルス応答に対して、平均化前の無信号ノイズの振幅の分布から算出した無信号ノイズの信頼区間を適用することで、平均化を施さないそのままのインパルス応答に対して信頼区間を適用した場合と比較して、より正確に無応答区間を検出することができる。   According to the invention according to claim 2, the confidence interval of the no-signal noise calculated from the amplitude distribution of the no-signal noise before averaging with respect to the impulse response in which the no-signal noise having a specific value is suppressed by averaging. By applying, it is possible to detect the non-response interval more accurately as compared with the case where the confidence interval is applied to the impulse response as it is without averaging.

本発明の実施形態に係るインパルス応答ノイズ除去装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the impulse response noise removal apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインパルス応答ノイズ除去装置の確率密度関数算出手段および信頼区間算出手段の処理を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the process of the probability density function calculation means and confidence interval calculation means of the impulse response noise removal apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインパルス応答ノイズ除去装置の平均算出手段の処理を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the process of the average calculation means of the impulse response noise removal apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインパルス応答ノイズ除去装置の無応答区間検出手段の処理を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the process of the non-response area detection means of the impulse response noise removal apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインパルス応答ノイズ除去装置の無応答区間除去手段の処理を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the process of the non-response area removal means of the impulse response noise removal apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインパルス応答ノイズ除去装置よって無信号ノイズを除去したインパルス応答の一例(振幅0に置換した場合)を示す概略図である。It is the schematic which shows an example (when replaced with amplitude 0) of the impulse response which removed the non-signal noise by the impulse response noise removal apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインパルス応答ノイズ除去装置よって無信号ノイズを除去したインパルス応答のその他の例(切り詰めた場合)を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example (in the case of truncation) of the impulse response which removed the no signal noise by the impulse response noise removal apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインパルス応答ノイズ除去装置の動作(インパルス応答ノイズ除去方法)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement (impulse response noise removal method) of the impulse response noise removal apparatus which concerns on embodiment of this invention.

本発明の実施形態に係るインパルス応答ノイズ除去方法およびその装置ならびにそのプログラムについて、図面を参照しながら説明する。以下の説明では、まずインパルス応答ノイズ除去装置の説明を行った後に、インパルス応答ノイズ除去方法およびインパルス応答ノイズ除去プログラムの説明を行うこととする。なお、以下の説明では、同一の構成については同一の名称および符号を付し、詳細説明を省略する。   An impulse response noise removing method and apparatus and program therefor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the impulse response noise removing device is first explained, and then the impulse response noise removing method and the impulse response noise removing program are explained. In the following description, the same configuration is given the same name and symbol, and detailed description is omitted.

[インパルス応答ノイズ除去装置]
インパルス応答ノイズ除去装置1は、測定したインパルス応答から無信号ノイズを除去するものである。インパルス応答ノイズ除去装置1は、具体的には図1に示すように、外部からノイズ除去前のインパルス応答と無信号応答とが入力され、当該無信号応答から統計的に求めた無応答区間に基づいてインパルス応答から無信号ノイズを除去し、ノイズ除去後のインパルス応答を外部に出力する。なお、インパルス応答ノイズ除去装置1に入力されるインパルス応答の種類は特に限定されないが、例えば前記した頭部インパルス応答や室内インパルス応答などが入力される。
[Impulse response noise elimination device]
The impulse response noise removing apparatus 1 removes no-signal noise from the measured impulse response. Specifically, as shown in FIG. 1, the impulse response noise removing apparatus 1 receives an impulse response before noise removal and a no-signal response from the outside, and in a no-response section statistically obtained from the no-signal response. Based on this, the no-signal noise is removed from the impulse response, and the impulse response after the noise removal is output to the outside. The type of impulse response input to the impulse response noise removing apparatus 1 is not particularly limited. For example, the head impulse response or the indoor impulse response described above is input.

ここで、前記した「無信号ノイズ」とは、インパルス応答の測定対象となる系、すなわちインパルス応答の測定空間において、測定用の信号(インパルス)が入力されていない状態で発生しているノイズのことを示している。この無信号ノイズの原因としては、例えば測定空間の内外における空調設備の動作音などの定常的なノイズや、測定装置そのものが同期ずれなどにより発する突発的なノイズなどが挙げられる。また、前記した「無信号応答」とは、測定空間においてインパルスが印加されていない状態で測定された応答のことを示している。この無信号応答は、測定空間に測定対象を設置せず、かつ、測定対象に対してインパルスを印加していない状態で収音を行うことで測定することができる。   Here, the above-mentioned “no-signal noise” refers to noise generated in a state where a measurement signal (impulse) is not input in a system that is an impulse response measurement target, that is, an impulse response measurement space. It is shown that. The cause of the no-signal noise includes, for example, stationary noise such as an operation sound of an air conditioner inside and outside the measurement space, and sudden noise generated due to a synchronization deviation or the like in the measurement apparatus itself. Further, the above-mentioned “no signal response” indicates a response measured in a state where no impulse is applied in the measurement space. This no-signal response can be measured by collecting sound in a state where no measurement object is installed in the measurement space and no impulse is applied to the measurement object.

インパルス応答ノイズ除去装置1は、ここでは図1に示すように、無信号ノイズ検出手段10と、確率密度関数算出手段20と、信頼区間算出手段30と、平均算出手段40と、無応答区間検出手段50と、無応答区間除去手段60と、を備えている。以下、インパルス応答ノイズ除去装置1の各構成について説明する。   Here, as shown in FIG. 1, the impulse response noise removing apparatus 1 includes a no-signal noise detection unit 10, a probability density function calculation unit 20, a confidence interval calculation unit 30, an average calculation unit 40, and a no-response interval detection. Means 50 and non-response section removing means 60 are provided. Hereinafter, each component of the impulse response noise removing apparatus 1 will be described.

無信号ノイズ検出手段10は、無信号応答に含まれる無信号ノイズを検出するものである。無信号ノイズ検出手段10には、図1に示すように、図示を省略した測定装置から、インパルス応答の測定空間において予め測定された無信号応答が入力される。ここで、無信号応答は、本来は何の信号も含まれていない応答である。そのため、無信号ノイズ検出手段10は、無信号応答に含まれている信号をそのまま無信号ノイズとして検出し、図1に示すように、これを確率密度関数算出手段20に対して出力する。このような処理により、インパルス応答ノイズ除去装置1は、測定空間における暗騒音、背景雑音などの無信号ノイズの信号を取得することができる。   The no-signal noise detecting means 10 detects no-signal noise included in the no-signal response. As shown in FIG. 1, the no-signal noise detection means 10 receives a no-signal response measured in advance in a measurement space of an impulse response from a measurement device (not shown). Here, the no-signal response is a response that originally does not include any signal. Therefore, the no-signal noise detection means 10 detects the signal included in the no-signal response as it is as no-signal noise and outputs it to the probability density function calculation means 20 as shown in FIG. By such processing, the impulse response noise removing apparatus 1 can acquire a signal of no signal noise such as background noise and background noise in the measurement space.

確率密度関数算出手段20は、無信号ノイズの確率密度関数を算出するものである。確率密度関数算出手段20には、図1に示すように、無信号ノイズ検出手段10から無信号ノイズが入力される。そして、確率密度関数算出手段20は、図2に示すように、当該無信号ノイズの振幅の分布から、当該分布に対応する無信号ノイズの確率密度関数を算出し、無信号ノイズの振幅の分布および確率密度関数を信頼区間算出手段30に対して出力する。ここで、確率密度関数算出手段20は、具体的には以下の式(1)に示すように、無信号ノイズの分布における振幅の平均μおよび分散σ2をまず算出し、当該振幅の平均μおよび分散σ2から無信号ノイズの確率密度関数f(x)を算出する。 The probability density function calculating means 20 calculates a probability density function of no signal noise. As shown in FIG. 1, no-signal noise is input to the probability density function calculating unit 20 from the no-signal noise detecting unit 10. Then, as shown in FIG. 2, the probability density function calculating means 20 calculates a probability density function of no signal noise corresponding to the distribution from the distribution of amplitude of the no signal noise, and distributes the amplitude of the no signal noise. And the probability density function are output to the confidence interval calculation means 30. Specifically, the probability density function calculating means 20 first calculates the average amplitude μ and variance σ 2 in the distribution of no-signal noise, as shown in the following equation (1), and then calculates the average μ of the amplitude. Then, a probability density function f (x) of no-signal noise is calculated from the variance σ 2 .

Figure 2014160214
Figure 2014160214

信頼区間算出手段30は、無信号ノイズの振幅の信頼区間(Confidence interval)を算出するものである。この「信頼区間」とは、測定空間において無信号ノイズが含まれると推定される振幅の範囲を示すものである。すなわち、信頼区間は、測定空間における無信号ノイズが含まれる振幅の範囲を確率的に示すものであり、図2に示すように、確率密度関数における振幅の平均を中心とした振幅の範囲で表わされる。   The confidence interval calculation means 30 calculates a confidence interval of the amplitude of the no-signal noise. The “confidence interval” indicates a range of amplitude estimated to include no-signal noise in the measurement space. In other words, the confidence interval stochastically indicates an amplitude range including no-signal noise in the measurement space, and is represented by an amplitude range centered on an average of amplitudes in the probability density function as shown in FIG. It is.

信頼区間は、通常は当該信頼区間の信頼度を示す信頼水準Nとともに、「N%信頼区間」と表される。ここで、例えば本発明における「99%信頼区間」とは、「測定空間において99%の確率で無信号ノイズが含まれる振幅の範囲」のことを示している。なお、信頼水準Nとしては、一般的には95%や99%などの値がよく用いられるが、この値はインパルス応答のモデルに要求される精度に応じて任意に設定される。   The confidence interval is usually expressed as “N% confidence interval” together with a confidence level N indicating the reliability of the confidence interval. Here, for example, “99% confidence interval” in the present invention indicates “a range of amplitude in which no signal noise is included with a probability of 99% in the measurement space”. In general, a value such as 95% or 99% is often used as the confidence level N, but this value is arbitrarily set according to the accuracy required for the impulse response model.

信頼区間算出手段30は、無信号ノイズの振幅の分布を母集団分布として、図2に示すように、確率密度関数における振幅の平均を基準として、無信号ノイズが含まれると推定される振幅の上限値および下限値を算出する。すなわち、信頼区間算出手段30には、図1に示すように、確率密度関数算出手段20から、無信号ノイズの振幅の分布および確率密度関数が入力される。そして、信頼区間算出手段30は、以下の式(2)に示すように、標本平均に対して、信頼水準Nごとに予め定められたt値を標本標準誤差に乗算した値を加算および減算することで、図2に示す信頼区間を算出し、これを無応答区間検出手段50に対して出力する。   The confidence interval calculation means 30 uses the amplitude distribution of no-signal noise as a population distribution, and the amplitude estimated to contain no-signal noise on the basis of the average amplitude in the probability density function as shown in FIG. Calculate the upper and lower limits. That is, as shown in FIG. 1, the confidence interval calculation means 30 receives the amplitude distribution of the no-signal noise and the probability density function from the probability density function calculation means 20. Then, the confidence interval calculation means 30 adds and subtracts a value obtained by multiplying the sample standard error by a t value predetermined for each confidence level N with respect to the sample average, as shown in the following equation (2). Thus, the confidence interval shown in FIG. 2 is calculated and output to the no-response interval detection means 50.

N%信頼区間=標本平均±t×標本標準誤差 ・・・式(2)   N% confidence interval = sample mean ± t × sample standard error (2)

ここで、前記した式(2)におけるN%には、前記したように、任意に設定される信頼水準Nの値が用いられる。また、前記した式(2)における「t」には、信頼水準Nごとに予め定められた「t分布表」の値が用いられる。また、前記した式(2)における「標本平均」は、無信号ノイズの振幅の標本平均のことを示している。この標本平均としては、具体的には前記した無信号ノイズの分布における振幅の平均μが用いられる。   Here, as described above, an arbitrarily set value of the confidence level N is used for N% in the above-described equation (2). In addition, the value of “t distribution table” determined in advance for each confidence level N is used as “t” in the above equation (2). In addition, “sample average” in the above equation (2) indicates a sample average of the amplitude of no-signal noise. As the sample average, specifically, the average μ of the amplitude in the distribution of no signal noise described above is used.

また、前記した式(2)における「標本標準誤差」は、標本平均の標準偏差のことを示しており、具体的には無信号ノイズの不偏分散を標本数で割ったものの平方根のことを示している。不偏分散は各標本から標本平均を引いた値の二乗和を(標本数‐1)で割ったものである。   In addition, “sample standard error” in the above equation (2) indicates the standard deviation of the sample mean, and specifically indicates the square root of the unbiased variance of no signal noise divided by the number of samples. ing. Unbiased variance is the sum of squares of the values obtained by subtracting the sample mean from each sample divided by (number of samples minus 1).

平均算出手段40は、インパルス応答の平均を算出するものである。平均算出手段40には、図1に示すように、図示を省略した測定装置から、インパルス応答の測定空間で予め測定されたノイズ除去前のインパルス応答が複数入力される。なお、このインパルス応答の測定で用いられる測定装置は、前記した無信号応答の測定で用いられる測定装置と、音響測定におけるマイクロホンなどの感度が同一のものが用いられる。そして、平均算出手段40は、図3に示すように、それぞれのインパルス応答を加算平均してインパルス応答の平均を算出し、これを無応答区間検出手段50に対して出力する。   The average calculating means 40 calculates the average of impulse responses. As shown in FIG. 1, a plurality of impulse responses before noise removal measured in advance in an impulse response measurement space are input to the average calculating means 40 as shown in FIG. Note that the measurement device used in the measurement of the impulse response is the same as the measurement device used in the measurement of the no-signal response described above and has the same sensitivity as the microphone in the acoustic measurement. Then, as shown in FIG. 3, the average calculating means 40 calculates the average of the impulse responses by adding and averaging the impulse responses, and outputs this to the no-response section detecting means 50.

ここで、図3は、平均化前後におけるノイズ除去前のインパルス応答を、時間軸と振幅との関係で模式的に示している。また、図3におけるインパルス応答の模式図は、横軸が時間を表わしており、縦方向に延びた直線の長さが振幅の大きさを示している。   Here, FIG. 3 schematically shows the impulse response before noise removal before and after averaging in relation to the time axis and the amplitude. In the schematic diagram of the impulse response in FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the length of the straight line extending in the vertical direction indicates the magnitude of the amplitude.

図3の左側に示す平均化前の3つのインパルス応答には、応答冒頭および応答収束後に不規則な振幅を持つ無信号ノイズが含まれている。すなわち、平均化前の一番上のインパルス応答における左側から1,7〜12本目の振幅と、平均化前の真ん中のインパルス応答における左側から1,7〜12本目の振幅と、平均化前の一番下のインパルス応答における左側から1,7〜12本目の振幅は、それぞれ無信号ノイズの振幅を模式的に示している。   The three impulse responses before averaging shown on the left side of FIG. 3 include no-signal noise having an irregular amplitude after the response start and response convergence. That is, the first, seventh to twelfth amplitudes from the left in the top impulse response before averaging, and the first, seventh to twelfth amplitudes from the left in the middle impulse response before averaging, The first to twelfth to twelfth amplitudes from the left in the bottom impulse response schematically represent the amplitude of no-signal noise.

一方、無信号ノイズは、不規則かつ正規分布を仮定することができるため、前記した平均算出手段40によってこれらのインパルス応答を加算平均すると、図3に右側に示すように、応答冒頭および応答収束後に含まれていた不規則な振幅がある程度抑圧され、平均値(=0)に近づいていく。そのため、後段の無音区間検出処理において、無信号ノイズが含まれる無音区間を検出しやすくなる。このような処理により、インパルス応答ノイズ除去装置1は、インパルス応答に特異な値の無信号ノイズが含まれている場合であっても、平均化処理によって無信号ノイズを抑圧することができる。   On the other hand, since no-signal noise can assume an irregular and normal distribution, when these impulse responses are added and averaged by the above-described average calculating means 40, as shown on the right side in FIG. The irregular amplitude included later is suppressed to some extent and approaches the average value (= 0). Therefore, it becomes easy to detect a silent section including no signal noise in the subsequent silent section detection process. By such processing, the impulse response noise removing apparatus 1 can suppress the no-signal noise by the averaging process even when the impulse response includes a non-signal noise having a specific value.

無応答区間検出手段50は、インパルス応答に含まれる無応答区間を検出するものである。無応答区間検出手段50には、図1に示すように、信頼区間算出手段30から信頼区間が入力され、平均算出手段40からインパルス応答の平均が入力される。次に、無応答区間検出手段50は、図4に示すように、平均算出手段40によって算出されたインパルス応答の平均の振幅のうち、信頼区間算出手段30によって算出された信頼区間が示す振幅の範囲に含まれる振幅を検出し、当該振幅が含まれるインパルス応答の平均内の区間を、無応答区間として検出する。そして、無応答区間検出手段50は、当該無応答区間、すなわち無信号ノイズが含まれると推定される区間を無応答区間除去手段60に対して出力する。   The non-response section detecting means 50 detects a non-response section included in the impulse response. As shown in FIG. 1, the no-response interval detection means 50 receives the confidence interval from the confidence interval calculation means 30 and the average impulse response from the average calculation means 40. Next, as shown in FIG. 4, the no-response interval detection unit 50 has the amplitude indicated by the confidence interval calculated by the confidence interval calculation unit 30 among the average amplitudes of the impulse responses calculated by the average calculation unit 40. An amplitude included in the range is detected, and a section within the average of impulse responses including the amplitude is detected as a no-response section. Then, the no-response section detecting unit 50 outputs the no-response section, that is, a section estimated to contain no-signal noise to the no-response section removing unit 60.

無応答区間除去手段60は、インパルス応答における無応答区間の信号を除去することで、無信号ノイズを除去するものである。無応答区間除去手段60には、図1に示すように、図示を省略した測定装置から平均化前のインパルス応答が入力され、無応答区間検出手段50から無応答区間が入力される。なお、前記した「平均化前のインパルス応答」とは、図示を省略した測定装置によって同一条件下で測定された複数のインパルス応答のうち任意の1つのことを示している。すなわち、無応答区間除去手段60には、例えば平均算出手段40に入力された3つのインパルス応答(図3参照)のうちの1つが入力される。そして、無応答区間除去手段60は、図5に示すように、平均化前のインパルス応答において、応答区間に含まれる信号を無信号ノイズとみなして除去し、ノイズ除去後のインパルス応答を外部に出力する。このような処理により、インパルス応答ノイズ除去装置1は、無信号ノイズの除去処理において、平均化を施さないそのままのインパルス応答に対して無応答区間を適用するため、平均化による無信号ノイズ以外の信号部分の平滑化を回避し、系の持つ特徴を保存したまま、無信号ノイズを適切に除去することができる。   The no-response section removing means 60 removes no-signal noise by removing the signal in the no-response section in the impulse response. As shown in FIG. 1, the impulse response before averaging is input to the non-response section removing unit 60 from a measuring device (not shown), and the non-response section detecting unit 50 receives the non-response section. The above-mentioned “impulse response before averaging” indicates any one of a plurality of impulse responses measured under the same conditions by a measuring device (not shown). That is, for example, one of the three impulse responses (see FIG. 3) input to the average calculating unit 40 is input to the no-response section removing unit 60. Then, as shown in FIG. 5, the no-response section removing means 60 considers the signal included in the response section as the no-signal noise in the impulse response before averaging, removes the impulse response after the noise removal to the outside. Output. By such processing, the impulse response noise removing apparatus 1 applies the no-response section to the impulse response as it is without averaging in the no-signal noise removal processing. The smoothing of the signal portion can be avoided, and the no-signal noise can be appropriately removed while preserving the characteristics of the system.

ここで、ノイズ除去の具体的な方法は、ノイズ除去後のインパルス応答の用途によって異なる。無応答区間除去手段60は、例えばノイズ除去後のインパルス応答がインパルス応答のモデルとしてそのまま用いられる場合は、図6に示すように、無応答区間に含まれる無信号ノイズの振幅を0に置換する。これにより、インパルス応答冒頭の遅延部分もインパルス応答に含めて用いることができる。   Here, the specific method of noise removal differs depending on the application of the impulse response after noise removal. For example, when the impulse response after noise removal is used as it is as an impulse response model, the no-response interval removing unit 60 replaces the amplitude of no-signal noise included in the no-response interval with 0, as shown in FIG. . Thereby, the delay part at the beginning of the impulse response can be included in the impulse response.

また、無応答区間除去手段60は、例えばある空間のインパルス応答を求めた場合において、そのインパルス応答をキャンセルするような逆システムを求める場合は、図7に示すように、無応答区間に含まれる無信号ノイズの振幅を0に置換するとともに、インパルス応答冒頭の遅延部分と、インパルス応答収束後の無応答区間を切り詰める。これにより、インパルス応答冒頭の無駄な遅延部分を省いて逆システムを効率的に求めることができる。   In addition, when the non-response section removing unit 60 obtains an impulse response in a certain space, for example, when a reverse system that cancels the impulse response is obtained, it is included in the non-response section as shown in FIG. The amplitude of the no-signal noise is replaced with 0, and the delay portion at the beginning of the impulse response and the no-response section after the impulse response convergence are truncated. As a result, it is possible to efficiently obtain the inverse system by omitting a useless delay portion at the beginning of the impulse response.

以上のような構成を備えるインパルス応答ノイズ除去装置1は、インパルス応答を測定した際に当該応答に含まれる無応答区間を検出し、この無応答区間に混入した無信号ノイズ(測定対象の信号がない状態におけるノイズ)を無信号ノイズの統計的性質を利用して除去することができる。また、インパルス応答ノイズ除去装置1は、平均化によって特異な値の無信号ノイズが抑圧されたインパルス応答に対して、平均化前の無信号ノイズの振幅の分布から算出した無信号ノイズの信頼区間を適用することで、平均化を施さないそのままのインパルス応答に対して信頼区間を適用した場合と比較して、より正確に無応答区間を検出することができる。   The impulse response noise removing apparatus 1 having the above-described configuration detects a no-response section included in the response when measuring the impulse response, and detects no-signal noise (a signal to be measured is included in the no-response section). Noise in the absence state) can be removed using the statistical nature of no-signal noise. Further, the impulse response noise removing apparatus 1 is configured to provide a confidence interval of no-signal noise calculated from an amplitude distribution of the no-signal noise before averaging, with respect to an impulse response in which the no-signal noise having a specific value is suppressed by averaging. By applying, it is possible to detect the non-response interval more accurately as compared with the case where the confidence interval is applied to the impulse response as it is without averaging.

このように、インパルス応答ノイズ除去装置1は、インパルス応答に含まれる無信号ノイズを除去することができるため、測定したインパルス応答を、例えばわずかな無信号ノイズの混入が大きな影響を及ぼすアプリケーションに利用する場合であっても安定した処理を行うことができる。   As described above, since the impulse response noise removing apparatus 1 can remove the no-signal noise included in the impulse response, the measured impulse response is used for an application in which, for example, slight mixing of no-signal noise has a large effect. Even if it is a case, a stable process can be performed.

[インパルス応答ノイズ除去方法]
以下、インパルス応答ノイズ除去装置の動作、すなわちインパルス応答ノイズ除去方法について、図8を参照(適宜図1も参照)しながら説明する。インパルス応答ノイズ除去方法は、無信号ノイズ検出工程と、確率密度関数算出工程と、信頼区間算出工程と、平均算出手段と、無応答区間検出工程と、無応答区間除去工程と、を含んでおり、これらの工程を順番に行う。
[Impulse response noise elimination method]
Hereinafter, an operation of the impulse response noise removing apparatus, that is, an impulse response noise removing method will be described with reference to FIG. 8 (refer to FIG. 1 as appropriate). The impulse response noise elimination method includes a no-signal noise detection step, a probability density function calculation step, a confidence interval calculation step, an average calculation means, a no-response interval detection step, and a no-response interval elimination step. These steps are performed in order.

インパルス応答ノイズ除去方法は、まず無信号ノイズ検出工程において、無信号ノイズ検出手段10によって、無信号応答に含まれる無信号ノイズを検出する(ステップS1)。次に、インパルス応答ノイズ除去方法は、確率密度関数算出工程において、確率密度関数算出手段20によって、前記した式(1)を用いて無信号ノイズの確率密度関数を算出する(ステップS2)。次に、インパルス応答ノイズ除去方法は、信頼区間算出工程において、信頼区間算出手段30によって、前記した式(2)を用いて無信号ノイズの振幅の信頼区間を算出する(ステップS3)。   In the impulse response noise removing method, first, in the no-signal noise detection step, the no-signal noise detection means 10 detects no-signal noise included in the no-signal response (step S1). Next, in the impulse response noise removing method, in the probability density function calculating step, the probability density function calculating means 20 calculates the probability density function of no signal noise using the above-described equation (1) (step S2). Next, in the impulse response noise removing method, in the confidence interval calculation step, the confidence interval calculation means 30 calculates the confidence interval of the amplitude of the no-signal noise using the above-described equation (2) (step S3).

次に、インパルス応答ノイズ除去方法は、平均算出工程において、平均算出手段40によって、複数のインパルス応答の平均を算出する(ステップS4)。次に、インパルス応答ノイズ除去方法は、無応答区間検出工程において、無応答区間検出手段50によって、インパルス応答の平均の振幅の中で、信頼区間の範囲内にあるものを無信号ノイズの振幅であるとみなし、当該振幅が含まれる区間を無応答区間として検出する(ステップS5)。そして、インパルス応答ノイズ除去方法は、無応答区間除去工程において、無応答区間除去手段60によって、平均化前のインパルス応答において、応答区間に含まれる信号を無信号ノイズとみなして除去し(ステップS6)、処理を終了する。インパルス応答ノイズ除去方法は、以上のような手順により、インパルス応答から無信号ノイズを除去する。   Next, in the impulse response noise removal method, the average calculation unit 40 calculates the average of a plurality of impulse responses in the average calculation step (step S4). Next, in the impulse response noise removing method, in the no-response interval detection step, the no-response interval detection means 50 determines the average amplitude of the impulse response within the confidence interval as the amplitude of the no-signal noise. Assuming that there is a section, the section including the amplitude is detected as a non-response section (step S5). In the impulse response noise removing method, in the no-response interval removing step, the no-response interval removing means 60 removes the signal included in the response interval as no-signal noise in the impulse response before averaging (step S6). ), The process is terminated. The impulse response noise removing method removes no-signal noise from the impulse response by the procedure as described above.

[インパルス応答ノイズ除去プログラム]
前記したインパルス応答ノイズ除去装置1は、一般的なコンピュータを、前記した各手段および各部として機能させるプログラムにより動作させることで実現することができる。このプログラムは、通信回線を介して配布することも可能であるし、CD−ROMなどの記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
[Impulse response noise elimination program]
The impulse response noise removing apparatus 1 described above can be realized by operating a general computer with a program that functions as each of the above-described units and units. This program can be distributed via a communication line, or can be written on a recording medium such as a CD-ROM for distribution.

すなわち、インパルス応答ノイズ除去プログラムは、インパルス応答の無応答区間に含まれる無信号ノイズを除去するために、コンピュータを、前記した無信号ノイズ検出手段10、確率密度関数算出手段20、信頼区間算出手段30、平均算出手段40、無応答区間検出手段50、無応答区間除去手段60、として機能させる構成としても構わない。   In other words, the impulse response noise removal program uses a computer to remove the no-signal noise included in the no-response section of the impulse response, the no-signal noise detection means 10, the probability density function calculation means 20, and the confidence interval calculation means. 30 may be configured to function as the average calculating unit 40, the no-response section detecting unit 50, and the no-response section removing unit 60.

以上、本発明に係るインパルス応答ノイズ除去方法およびその装置ならびにそのプログラムについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。   As mentioned above, the impulse response noise removing method and the apparatus thereof and the program thereof according to the present invention have been specifically described by the mode for carrying out the invention, but the gist of the present invention is not limited to these descriptions. It should be construed broadly based on the claims. Needless to say, various changes and modifications based on these descriptions are also included in the spirit of the present invention.

1 インパルス応答ノイズ除去装置
10 無信号ノイズ検出手段
20 確率密度関数算出手段
30 信頼区間算出手段
40 平均算出手段
50 無応答区間検出手段
60 無応答区間除去手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Impulse response noise removal apparatus 10 No signal noise detection means 20 Probability density function calculation means 30 Confidence interval calculation means 40 Average calculation means 50 No response area detection means 60 No response area removal means

Claims (4)

インパルス応答の無応答区間に含まれる無信号ノイズを除去するインパルス応答ノイズ除去方法であって、
無信号ノイズ検出手段によって、前記インパルス応答を測定する測定空間において予め測定された、インパルスが印加されていない状態の応答から、前記測定空間における無信号ノイズを検出する無信号ノイズ検出工程と、
確率密度関数算出手段によって、前記無信号ノイズ検出工程において検出された無信号ノイズの分布における振幅の平均および分散から、前記無信号ノイズの確率密度関数を算出する確率密度関数算出工程と、
信頼区間算出手段によって、前記確率密度関数算出工程において算出された確率密度関数から、前記測定空間において前記無信号ノイズが含まれると推定される、予め定められた信頼区間を示す振幅の範囲を算出する信頼区間算出工程と、
平均算出手段によって、予め測定された複数のインパルス応答の平均を算出する平均算出工程と、
無応答区間検出手段によって、前記平均算出工程において算出されたインパルス応答の平均の振幅のうち、前記信頼区間算出工程において算出された振幅の範囲に含まれる振幅を検出し、当該振幅が含まれる前記インパルス応答の平均内の区間を、前記無応答区間として検出する無応答区間検出工程と、
無応答区間除去手段によって、予め測定されたインパルス応答から、前記無応答区間検出工程において検出された無応答区間を除去する無応答区間除去工程と、
を含むことを特徴とするインパルス応答ノイズ除去方法。
An impulse response noise removal method for removing no-signal noise included in a non-response section of an impulse response,
A no-signal noise detection step for detecting no-signal noise in the measurement space from a response in a state where no impulse is applied, which is measured in advance in the measurement space for measuring the impulse response by the no-signal noise detection means,
A probability density function calculating step of calculating a probability density function of the no-signal noise from an average and variance of amplitudes in the distribution of the no-signal noise detected in the no-signal noise detection step by a probability density function calculating means;
A confidence interval calculation means calculates an amplitude range indicating a predetermined confidence interval, which is estimated to include the no-signal noise in the measurement space, from the probability density function calculated in the probability density function calculation step. A confidence interval calculation step,
An average calculating step of calculating an average of a plurality of impulse responses measured in advance by an average calculating means;
The non-response section detecting means detects an amplitude included in the range of the amplitude calculated in the confidence section calculation step from the average amplitude of the impulse response calculated in the average calculation step, and the amplitude is included. A no-response interval detection step of detecting an interval within the average of the impulse response as the no-response interval;
A no-response interval removing step of removing the no-response interval detected in the no-response interval detection step from the impulse response measured in advance by the no-response interval removing means,
Including an impulse response noise elimination method.
前記信頼区間算出工程は、前記信頼区間算出手段によって、前記確率密度関数算出工程において算出された確率密度関数における振幅の平均を基準として、予め定められた信頼区間を示す振幅の範囲を算出することを特徴とする請求項1に記載のインパルス応答ノイズ除去方法。   In the confidence interval calculation step, the confidence interval calculation means calculates an amplitude range indicating a predetermined confidence interval based on an average of amplitudes in the probability density function calculated in the probability density function calculation step. The impulse response noise removing method according to claim 1. インパルス応答の無応答区間に含まれる無信号ノイズを除去するインパルス応答ノイズ除去装置であって、
前記インパルス応答を測定する測定空間において予め測定された、インパルスが印加されていない状態の応答から、前記測定空間における無信号ノイズを検出する無信号ノイズ検出手段と、
前記無信号ノイズ検出手段によって検出された無信号ノイズの分布における振幅の平均および分散から、前記無信号ノイズの確率密度関数を算出する確率密度関数算出手段と、
前記確率密度関数算出手段によって算出された確率密度関数から、前記測定空間において前記無信号ノイズが含まれると推定される、予め定められた信頼区間を示す振幅の範囲を算出する信頼区間算出手段と、
予め測定された複数のインパルス応答の平均を算出する平均算出手段と、
前記平均算出手段によって算出されたインパルス応答の平均の振幅のうち、前記信頼区間算出手段によって算出された振幅の範囲に含まれる振幅を検出し、当該振幅が含まれる前記インパルス応答の平均内の区間を、前記無応答区間として検出する無応答区間検出手段と、
予め測定されたインパルス応答から、前記無応答区間検出手段によって検出された無応答区間を除去する無応答区間除去手段と、
を備えることを特徴とするインパルス応答ノイズ除去装置。
An impulse response noise removing device that removes no-signal noise included in a no-response section of an impulse response,
A no-signal noise detection means for detecting no-signal noise in the measurement space from a response in a state where no impulse is applied, which is measured in advance in the measurement space for measuring the impulse response,
A probability density function calculating means for calculating a probability density function of the no signal noise from the mean and variance of the amplitude in the distribution of the no signal noise detected by the no signal noise detecting means;
A confidence interval calculation means for calculating a range of amplitude indicating a predetermined confidence interval, which is estimated from the probability density function calculated by the probability density function calculation means to include the no-signal noise in the measurement space; ,
An average calculating means for calculating an average of a plurality of impulse responses measured in advance;
Among the average amplitudes of the impulse responses calculated by the average calculation means, an amplitude included in the amplitude range calculated by the confidence interval calculation means is detected, and an interval within the average of the impulse responses including the amplitude is detected. Non-response section detecting means for detecting as the non-response section,
A non-response section removing means for removing the non-response section detected by the non-response section detecting means from the impulse response measured in advance;
An impulse response noise removing apparatus comprising:
インパルス応答の無応答区間に含まれる無信号ノイズを除去するために、コンピュータを、
前記インパルス応答を測定する測定空間において予め測定された、インパルスが印加されていない状態の応答から、前記測定空間における無信号ノイズを検出する無信号ノイズ検出手段、
前記無信号ノイズ検出手段によって検出された無信号ノイズの分布における振幅の平均および分散から、前記無信号ノイズの確率密度関数を算出する確率密度関数算出手段、
前記確率密度関数算出手段によって算出された確率密度関数から、前記測定空間において前記無信号ノイズが含まれると推定される、予め定められた信頼区間を示す振幅の範囲を算出する信頼区間算出手段、
予め測定された複数のインパルス応答の平均を算出する平均算出手段、
前記平均算出手段によって算出されたインパルス応答の平均の振幅のうち、前記信頼区間算出手段によって算出された振幅の範囲に含まれる振幅を検出し、当該振幅が含まれる前記インパルス応答の平均内の区間を、前記無応答区間として検出する無応答区間検出手段、
予め測定されたインパルス応答から、前記無応答区間検出手段によって検出された無応答区間を除去する無応答区間除去手段、
として機能させるためのインパルス応答ノイズ除去プログラム。
In order to remove the no-signal noise included in the no-response section of the impulse response,
A no-signal noise detection means for detecting no-signal noise in the measurement space from a response measured in advance in the measurement space for measuring the impulse response, in a state where no impulse is applied;
A probability density function calculating means for calculating the probability density function of the no-signal noise from the mean and variance of the amplitude in the distribution of the no-signal noise detected by the no-signal noise detecting means;
A confidence interval calculation means for calculating a range of amplitude indicating a predetermined confidence interval, which is estimated from the probability density function calculated by the probability density function calculation means to include the no-signal noise in the measurement space;
An average calculating means for calculating an average of a plurality of impulse responses measured in advance;
Among the average amplitudes of the impulse responses calculated by the average calculation means, an amplitude included in the amplitude range calculated by the confidence interval calculation means is detected, and an interval within the average of the impulse responses including the amplitude is detected. A no-response section detecting means for detecting as a no-response section,
A non-response section removing means for removing the non-response section detected by the non-response section detecting means from the impulse response measured in advance;
Impulse response noise removal program to function as.
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