JP2690606B2 - 音源数決定方法 - Google Patents
音源数決定方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水中における位置測位（音響測位）等を行
うソーナの信号処理等において、空間に任意に存在する
音源からの音源信号の特徴量（振幅、周波数、方位数）
を抽出する際に必要な音源数の音源数決定方法に関する
ものである。
うソーナの信号処理等において、空間に任意に存在する
音源からの音源信号の特徴量（振幅、周波数、方位数）
を抽出する際に必要な音源数の音源数決定方法に関する
ものである。
（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば沖電気
研究開発、53［４］（昭61-10）、似鳥・五十嵐著「水
中音響におけるディジタル信号処理技術」p.53-58に記
載されるものがあった。
研究開発、53［４］（昭61-10）、似鳥・五十嵐著「水
中音響におけるディジタル信号処理技術」p.53-58に記
載されるものがあった。
前記文献に記載されているように、ソーナは、水中音
響を用いて３次元空間内（水中）を移動する目標の探
索、位置計測、類別を行うものである。ソーナは動作様
式により、パッシブソーナとアクティブソーナに分けら
れる。パッシブソーナは目標が放射する音波を用い、ま
たアクティブソーナは目標に向かって音波を当て、その
反射波（エコー）を用いて目標の探索、位置計測、類別
を行う。ソーナで用いられる信号処理は、次のように、
信号の時間的特徴（波形、スペクトル等）を抽出するた
めに用いる時間的処理と、信号の空間的特徴（位置、形
状、移動速度等）を抽出するために用いる空間的処理に
分けられる。
響を用いて３次元空間内（水中）を移動する目標の探
索、位置計測、類別を行うものである。ソーナは動作様
式により、パッシブソーナとアクティブソーナに分けら
れる。パッシブソーナは目標が放射する音波を用い、ま
たアクティブソーナは目標に向かって音波を当て、その
反射波（エコー）を用いて目標の探索、位置計測、類別
を行う。ソーナで用いられる信号処理は、次のように、
信号の時間的特徴（波形、スペクトル等）を抽出するた
めに用いる時間的処理と、信号の空間的特徴（位置、形
状、移動速度等）を抽出するために用いる空間的処理に
分けられる。
時間的処理のうち、整合フィルタおよびウィーナフィ
ルタは、それぞれ定められた波形およびスペクトルを持
つ信号が、既知のスペクトルを持つ雑音に埋れている時
に最大の信号対雑音比（S/N比）を得るフィルタであ
る。スペクトル推定は、信号の周波数に対する強度を推
定するものであり、雑音に埋れた周期的信号（線スペク
トル）を検出し、その信号を放射する目標を類別するた
めに用いられる。
ルタは、それぞれ定められた波形およびスペクトルを持
つ信号が、既知のスペクトルを持つ雑音に埋れている時
に最大の信号対雑音比（S/N比）を得るフィルタであ
る。スペクトル推定は、信号の周波数に対する強度を推
定するものであり、雑音に埋れた周期的信号（線スペク
トル）を検出し、その信号を放射する目標を類別するた
めに用いられる。
空間的処理のうち、ビームフォーミング（BF）は、受
信アレイを構成する多数の受波器の出力信号を用い、空
間を伝搬する波動の方向性を利用して信号のS/Nの改
善、信号の入射方向、および強度（空間スペクトル）の
推定等を行う。遅延、および位相推定は、少数の受波器
で受信される信号の間に生ずる遅延または位相の差を推
定する問題であり、主に目標の位置計測のために用いら
れる。これは、ビームフォーミングの簡約化であると考
えられる。
信アレイを構成する多数の受波器の出力信号を用い、空
間を伝搬する波動の方向性を利用して信号のS/Nの改
善、信号の入射方向、および強度（空間スペクトル）の
推定等を行う。遅延、および位相推定は、少数の受波器
で受信される信号の間に生ずる遅延または位相の差を推
定する問題であり、主に目標の位置計測のために用いら
れる。これは、ビームフォーミングの簡約化であると考
えられる。
ビームフォーミングは、多数の受波器の出力信号に対
して伝搬遅延の差を補償する遅延を加えた後、加算する
遅延−加算BFが基本的なものであるが、信号が狭帯域の
場合には、遅延補償の代わりに位相補償を用いることも
できる。ビームフォーミングの特性としては空間的分解
能が特に重要であり、主ビーム幅が狭く、サイドローブ
レベルが低いことが望まれる。ビームパターンの制御法
としては、各受波器の出力信号に所定の重みを乗ずるシ
ェーディングが用いられ、主にサイドローブレベルの抑
圧に効果的であった。ついで、特定の方向から入射する
妨害波を除去するサイドローブ打消し技術が開発され、
やがて任意方向の妨害波を除去する適応ビームフォーミ
ング（ABF）が考案された。さらに最近では、最新のス
ペクトル推定法を方位推定に適用し、主ビームの分解能
を飛躍的に向上する信号部分空間法等が検討されてい
る。
して伝搬遅延の差を補償する遅延を加えた後、加算する
遅延−加算BFが基本的なものであるが、信号が狭帯域の
場合には、遅延補償の代わりに位相補償を用いることも
できる。ビームフォーミングの特性としては空間的分解
能が特に重要であり、主ビーム幅が狭く、サイドローブ
レベルが低いことが望まれる。ビームパターンの制御法
としては、各受波器の出力信号に所定の重みを乗ずるシ
ェーディングが用いられ、主にサイドローブレベルの抑
圧に効果的であった。ついで、特定の方向から入射する
妨害波を除去するサイドローブ打消し技術が開発され、
やがて任意方向の妨害波を除去する適応ビームフォーミ
ング（ABF）が考案された。さらに最近では、最新のス
ペクトル推定法を方位推定に適用し、主ビームの分解能
を飛躍的に向上する信号部分空間法等が検討されてい
る。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の方法を用いて、空間の任意の場
所に存在する音源の数を求める場合、受信信号の時間空
間フーリエ変換で求めたパワースペクトルの有効極大値
の数で決定しているため、その決定結果が非常に主観的
になり、しかも高雑音下での信頼度が低いという問題が
あり、それを解決することが困難であった。
所に存在する音源の数を求める場合、受信信号の時間空
間フーリエ変換で求めたパワースペクトルの有効極大値
の数で決定しているため、その決定結果が非常に主観的
になり、しかも高雑音下での信頼度が低いという問題が
あり、それを解決することが困難であった。
本発明は前記従来技術が持っていた課題として、音源
数の求め方が非常に主観的で、かつ高雑音下での信頼度
が低いという点について解決した音源数決定方法を提供
するものである。
数の求め方が非常に主観的で、かつ高雑音下での信頼度
が低いという点について解決した音源数決定方法を提供
するものである。
（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、本発明は、空間の任意の
場所に有限個存在する音源から音源信号を、空間上に配
置された複数個（Ｌ）の受信器で受信し、この受信信号
をサンプリングして離散時系列信号を求め、該離散時系
列信号から前記音源信号の特徴量を抽出する際に必要な
音源数決定方法において、次のような手段を講じてい
る。
場所に有限個存在する音源から音源信号を、空間上に配
置された複数個（Ｌ）の受信器で受信し、この受信信号
をサンプリングして離散時系列信号を求め、該離散時系
列信号から前記音源信号の特徴量を抽出する際に必要な
音源数決定方法において、次のような手段を講じてい
る。
即ち、本発明では、前記離散時系列信号に基づき、該
離散時系列信号の１つの時間フレームにおいて、所定個
数（Ｍo但し、Ｍ＜Ｌ）の隣り合う前記受信器を所定個
数（ｃo但し、ｃ＜Ｍ）づつずらして複数個の空間フレ
ームを形成し、これらの各空間フレームにおいて、前記
所定個数（Ｍ）の受信器出力間の共分散行列を算出す
る。次に、前記共分散行列の固有値分解により、前記各
空間フレーム毎の各固有値を算出し、前記各固有値の２
次あるいは３次以上のモーメント（積率）を求めた後、
前記複数個のモーメントの差の大小関係に基づいて音源
数を決定している。
離散時系列信号の１つの時間フレームにおいて、所定個
数（Ｍo但し、Ｍ＜Ｌ）の隣り合う前記受信器を所定個
数（ｃo但し、ｃ＜Ｍ）づつずらして複数個の空間フレ
ームを形成し、これらの各空間フレームにおいて、前記
所定個数（Ｍ）の受信器出力間の共分散行列を算出す
る。次に、前記共分散行列の固有値分解により、前記各
空間フレーム毎の各固有値を算出し、前記各固有値の２
次あるいは３次以上のモーメント（積率）を求めた後、
前記複数個のモーメントの差の大小関係に基づいて音源
数を決定している。
（作用） 本発明によれば、以上のように音源数決定方法を構成
したので、離散時系列信号に基づき、受信器出力間の共
分散行列が求められ、この共分散行列の固有値分解によ
り、固有値が求められる。そして、固有値の統計量（即
ち、２次あるいは３次以上のモーメント）から統計的分
布（即ち、モーメントの差の大小関係）が求められ、こ
の大小関係から音源数が決定される。
したので、離散時系列信号に基づき、受信器出力間の共
分散行列が求められ、この共分散行列の固有値分解によ
り、固有値が求められる。そして、固有値の統計量（即
ち、２次あるいは３次以上のモーメント）から統計的分
布（即ち、モーメントの差の大小関係）が求められ、こ
の大小関係から音源数が決定される。
（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す音源数決定方法を用
いた音源数決定装置の機能ブロック図である。
いた音源数決定装置の機能ブロック図である。
この音源数決定装置は、例えば水中にあるＤ個の音源
１からの音源信号S1を受信する信号受信部２を有し、そ
の出力側には音源次数決定部10が接続されている。
１からの音源信号S1を受信する信号受信部２を有し、そ
の出力側には音源次数決定部10が接続されている。
信号受信部２は、例えば音源信号S1を受信して電気信
号に変換するＬ個の受信器を有し、その受信器の出力を
所定のサンプリング周波数でサンプリングして離散時系
列信号を音源次数決定部10へ出力する機能を有してい
る。この信号受信部２において、処理単位は、時間方向
については１フレームＮ個の離散時系列サンプルを所定
のサンプルづつずらしながら、１時間フレームを構成
し、空間（受信器）方向については１セットＭ（Ｍ＜
Ｌ）個の隣り合う受信器（空間離散サンプル）を所定の
個数ｃづつずらしながら、１空間フレームを構成する。
従って、１時間フレーム処理は、所定の回数ｍ（ｍ＝
［（Ｌ−Ｍ）/c］＋１）回の空間フレーム処理を含む。
号に変換するＬ個の受信器を有し、その受信器の出力を
所定のサンプリング周波数でサンプリングして離散時系
列信号を音源次数決定部10へ出力する機能を有してい
る。この信号受信部２において、処理単位は、時間方向
については１フレームＮ個の離散時系列サンプルを所定
のサンプルづつずらしながら、１時間フレームを構成
し、空間（受信器）方向については１セットＭ（Ｍ＜
Ｌ）個の隣り合う受信器（空間離散サンプル）を所定の
個数ｃづつずらしながら、１空間フレームを構成する。
従って、１時間フレーム処理は、所定の回数ｍ（ｍ＝
［（Ｌ−Ｍ）/c］＋１）回の空間フレーム処理を含む。
音源次数決定部10は、１時間フレームにおいて、空間
フレームを所定の個数ｃづつずらしながら各空間フレー
ムでの共分散行列の固有値を算出し、それらの固有値か
ら音源個数の推定値を決定する機能を有している。即
ち、この音源次数決定部10は、空間上に配置された複数
の受信器出力間の共分散行列を算出する共分散行列算出
部11と、前記共分散行列の固有値分解により固有相を算
出する固有値分解部12と、前記固有値の統計量（標準偏
差）を算出する統計量算出部13と、前記統計量に基づき
音源数を決定する音源数決定部14とを備え、ディジタル
・シグナル・プロセッサ（以下、DSPという）等で構成
されている。
フレームを所定の個数ｃづつずらしながら各空間フレー
ムでの共分散行列の固有値を算出し、それらの固有値か
ら音源個数の推定値を決定する機能を有している。即
ち、この音源次数決定部10は、空間上に配置された複数
の受信器出力間の共分散行列を算出する共分散行列算出
部11と、前記共分散行列の固有値分解により固有相を算
出する固有値分解部12と、前記固有値の統計量（標準偏
差）を算出する統計量算出部13と、前記統計量に基づき
音源数を決定する音源数決定部14とを備え、ディジタル
・シグナル・プロセッサ（以下、DSPという）等で構成
されている。
以上のような音源数決定装置を用いた音源数決定方法
について、以下説明する。
について、以下説明する。
なお、本実施例の音源数決定方法は、例えば信号受信
部２に到来する音源信号S1を、その音源信号S1の持つ特
徴量（振幅、周波数、方位数）の非線形結合でモデル化
（数式化）し、その数式を用いて音源信号S1の特徴量を
直接演算により算出する際に必要となるものである。
部２に到来する音源信号S1を、その音源信号S1の持つ特
徴量（振幅、周波数、方位数）の非線形結合でモデル化
（数式化）し、その数式を用いて音源信号S1の特徴量を
直接演算により算出する際に必要となるものである。
ここでは、音源１がＤ個あるとき、各音源１は受信器
に平面波として受信されると考え、抽出すべき音源信号
の特徴量ベクトルＰは、各音源信号S1の特徴量である振
幅ａj、角周波数ωj、方位θj（ｊ＝1,2,……,D）から
成るとする。また、次式（１），（２）に示すように、
第ｔ時間フレームにおける第ｈ空間フレームでの前記特
徴量ベクトルＰに対する推定特徴量ベクトルをＰh、各
音源信号S1の推定周波数をａjh、推定角周波数をωjh、
推定方位をθjh（ｊ＝1,2,……Ｄ）とする。
に平面波として受信されると考え、抽出すべき音源信号
の特徴量ベクトルＰは、各音源信号S1の特徴量である振
幅ａj、角周波数ωj、方位θj（ｊ＝1,2,……,D）から
成るとする。また、次式（１），（２）に示すように、
第ｔ時間フレームにおける第ｈ空間フレームでの前記特
徴量ベクトルＰに対する推定特徴量ベクトルをＰh、各
音源信号S1の推定周波数をａjh、推定角周波数をωjh、
推定方位をθjh（ｊ＝1,2,……Ｄ）とする。
Ｐ＝（ｐ1,p2、……,p3D）＝（ａ1,a2，……,aD，ω1，
ω2，……，ωD，θ1，θ2，……θD） ……（１） Ｐh＝（ｐ1h,p2h，……,p3Dh）＝（ａ1h,a2h，……,
aDh，ω1h，ω2h，……ωDh，θ1h，θ2h，……θDh） ……（２） さらに、各受信器の位置ベクトルをｒi（ｉ＝1,2,……,
L）とし、ｉ番目の受信器の受信信号が、信号受信部２
内で、サンプリング周波数ｆsでサンプリングされ、そ
のサンプリングされた離散時系列信号をｓ（n,i）とす
る。但し、Ｓ（n,i）中のｎ（＝1,2,……,N）は、サン
プリングデータ数、ｉ（＝1,2,……,M）は受信器の番号
である。
ω2，……，ωD，θ1，θ2，……θD） ……（１） Ｐh＝（ｐ1h,p2h，……,p3Dh）＝（ａ1h,a2h，……,
aDh，ω1h，ω2h，……ωDh，θ1h，θ2h，……θDh） ……（２） さらに、各受信器の位置ベクトルをｒi（ｉ＝1,2,……,
L）とし、ｉ番目の受信器の受信信号が、信号受信部２
内で、サンプリング周波数ｆsでサンプリングされ、そ
のサンプリングされた離散時系列信号をｓ（n,i）とす
る。但し、Ｓ（n,i）中のｎ（＝1,2,……,N）は、サン
プリングデータ数、ｉ（＝1,2,……,M）は受信器の番号
である。
先ず、Ｄ個の音源１からの音源信号S1が信号受信部２
で受信され、そこでサンプリングされて離散時系列信号
Ｓ（n,i）が、音源次数決定部10へ出力される。音源次
数決定部10では、次のようにして音源数Ｄを算出する。
で受信され、そこでサンプリングされて離散時系列信号
Ｓ（n,i）が、音源次数決定部10へ出力される。音源次
数決定部10では、次のようにして音源数Ｄを算出する。
１時間フレームにおいて、空間フレームを所定の個数
ｃづつずらしながら各空間フレームに対して、共散分行
列算出部11で共分散行列Ｃij (h)を算出する。そして共
分散行列Ｃij (h)の固有値λ(h)を固有値分解部12で算出
する。
ｃづつずらしながら各空間フレームに対して、共散分行
列算出部11で共分散行列Ｃij (h)を算出する。そして共
分散行列Ｃij (h)の固有値λ(h)を固有値分解部12で算出
する。
次に、時間平滑フィルタ等で構成される統計量算出部
13において、標準偏差（分散）といった２次のモーメン
トを用い、次式（３）に従い、各固有値λk (h)（ｋ＝1,
2,……,M、ｈ＝1,2,……,m）の標準偏差σλｋを求め
る。
13において、標準偏差（分散）といった２次のモーメン
トを用い、次式（３）に従い、各固有値λk (h)（ｋ＝1,
2,……,M、ｈ＝1,2,……,m）の標準偏差σλｋを求め
る。
その後、統計量算出部13で求めた標準偏差σλｋからな
る統計量に基づき、音源数決定部14で、信号源１の音源
数を決定する。即ち、共分散行列Ｃij (h)は音源１と空
間フレームとの相対方位によって優対角性の度合い（つ
まり、対角要素＞非対角要素の度合い）が変化し、各固
有値λk (h)の値も変化するが、雑音に対応する固有値
は、雑音の等方性から変化の度合いが音源１の変化に比
べて小さいと考えられる。従って、Ｌ個の受信器を同一
円周上に配置する円配置のように、空間フレームの位置
によって、音源１と空間フレームとの相対方位が変化す
る場合は、標準偏差σλｋの変化に着目する。そして、
次式（４）に従い、標準偏差σλｋの差分Δσλｋの最
大落差｜Δσλｋ｜を生じる次数ｋを音源数Ｄとして決
定することが有効と考えられる。
る統計量に基づき、音源数決定部14で、信号源１の音源
数を決定する。即ち、共分散行列Ｃij (h)は音源１と空
間フレームとの相対方位によって優対角性の度合い（つ
まり、対角要素＞非対角要素の度合い）が変化し、各固
有値λk (h)の値も変化するが、雑音に対応する固有値
は、雑音の等方性から変化の度合いが音源１の変化に比
べて小さいと考えられる。従って、Ｌ個の受信器を同一
円周上に配置する円配置のように、空間フレームの位置
によって、音源１と空間フレームとの相対方位が変化す
る場合は、標準偏差σλｋの変化に着目する。そして、
次式（４）に従い、標準偏差σλｋの差分Δσλｋの最
大落差｜Δσλｋ｜を生じる次数ｋを音源数Ｄとして決
定することが有効と考えられる。
Δσλｋ＝σλｋ−σλｋ＋１ （ｋ＝1,2……,M−１） ……（４） 第２図（１）〜（３）は、上記音源数決定方法の動作
結果例を示す図である。
結果例を示す図である。
第２図（１）は、横軸に空間フレーム、縦軸に固有値
λkを取った時の、10個の時間フレームにおける各空間
フレームでの固有値λk (h)（ｋ＝1,2,……,5、ｈ＝1,2,
……,37）の変化を示す図である。第２図（２）は、横
軸にフレーム番号（時間）、縦軸に標準偏差σλｋを取
った時の、標準偏差σλｋの時間フレームにおける変化
を示す図である。第２図（３）は、横軸にフレーム番号
（時間）、縦軸に次数ｋを取った時の、標準偏差σλｋ
の最大落差｜Δσλk|を生じる次数ｋから音源数Ｄの推
定値の時間変化を示す図である。
λkを取った時の、10個の時間フレームにおける各空間
フレームでの固有値λk (h)（ｋ＝1,2,……,5、ｈ＝1,2,
……,37）の変化を示す図である。第２図（２）は、横
軸にフレーム番号（時間）、縦軸に標準偏差σλｋを取
った時の、標準偏差σλｋの時間フレームにおける変化
を示す図である。第２図（３）は、横軸にフレーム番号
（時間）、縦軸に次数ｋを取った時の、標準偏差σλｋ
の最大落差｜Δσλk|を生じる次数ｋから音源数Ｄの推
定値の時間変化を示す図である。
この第２図（１）〜（３）の動作結果は、次のような
条件の設定のもとで測定したものである。即ち、受信器
は半径1.5mの半円に５°間隔で37個が配置され、これに
２つの音源信号が平面波として受信器に到来し、それぞ
れ振幅ａ1＝1v,a2＝1v、周波数ｆ1＝2.1kHz,f2＝2.0kH
z、方位θ1＝90.0°、θ2＝80.0°とし、各音源１のS/N
比を最悪条件下のOdBとした。さらに、第１図の構成
は、隣り合う５個（Ｌ＝37,M＝5,h＝１）の受信器で空
間フレームを構成し、時間フレームの分析時間を20msec
としている。また、統計量算出部13での空間平滑の重み
係数ｗj（ｈ）を１とし、時間平滑フィルタを区間10
（ＮQ＝10）の移動平均とする。
条件の設定のもとで測定したものである。即ち、受信器
は半径1.5mの半円に５°間隔で37個が配置され、これに
２つの音源信号が平面波として受信器に到来し、それぞ
れ振幅ａ1＝1v,a2＝1v、周波数ｆ1＝2.1kHz,f2＝2.0kH
z、方位θ1＝90.0°、θ2＝80.0°とし、各音源１のS/N
比を最悪条件下のOdBとした。さらに、第１図の構成
は、隣り合う５個（Ｌ＝37,M＝5,h＝１）の受信器で空
間フレームを構成し、時間フレームの分析時間を20msec
としている。また、統計量算出部13での空間平滑の重み
係数ｗj（ｈ）を１とし、時間平滑フィルタを区間10
（ＮQ＝10）の移動平均とする。
このような設定条件のもとで、音源数を求めたとこ
ろ、固有相分解部12中で算出された固有値λkは第２図
（１）に示すような変化をし、さらに統計量算出部13で
求めた標準偏差σλｋが第２図（２）で示すような変化
となった。そして音源数決定部14で音源数を求めると、
第２図（３）に示すような音源数の推定値の時間変化と
なった。これらの図から明らかなように、推定音源数は
２で一定であり、正確な音源数の推定が可能てある。
ろ、固有相分解部12中で算出された固有値λkは第２図
（１）に示すような変化をし、さらに統計量算出部13で
求めた標準偏差σλｋが第２図（２）で示すような変化
となった。そして音源数決定部14で音源数を求めると、
第２図（３）に示すような音源数の推定値の時間変化と
なった。これらの図から明らかなように、推定音源数は
２で一定であり、正確な音源数の推定が可能てある。
このように、本実施例では、音源信号S1の固有ベクト
ル空間に着目し、共分散行列算出部11で音源信号S1の共
分散行列を求め、その共分散行列から固有値分解部12で
固有値を求め、さらに統計量算出部13において固有値の
変動の統計量を求め、その統計量から音源数を決定する
ようにした。そのため、高雑音下でも音源数が正確に決
定できる。また、統計量算出部13では、標準偏差（分
散）といった２次のモーメントを用いて統計量を算出し
たので、少ない計算量で比較的簡単に、統計的分布を求
めることができる。
ル空間に着目し、共分散行列算出部11で音源信号S1の共
分散行列を求め、その共分散行列から固有値分解部12で
固有値を求め、さらに統計量算出部13において固有値の
変動の統計量を求め、その統計量から音源数を決定する
ようにした。そのため、高雑音下でも音源数が正確に決
定できる。また、統計量算出部13では、標準偏差（分
散）といった２次のモーメントを用いて統計量を算出し
たので、少ない計算量で比較的簡単に、統計的分布を求
めることができる。
なお、本発明では、上記実施例に限定されず、種々の
変形が可能である。例えば、統計部算出部13では、２次
のモーメントを用いて統計量を算出しているが、３次以
上のモーメントを用いて統計量を算出するようにしても
よい。３次以上のモーメントを用いれば、より正確な統
計的分布を求めることが可能である。さらに、第１図の
音源次数決定部10は、マイクロコンピュータを用いたプ
ログラム制御等で構成したり、あるいは本発明を空中に
存在する音源の数を推定する等、種々の変形と応用が可
能である。
変形が可能である。例えば、統計部算出部13では、２次
のモーメントを用いて統計量を算出しているが、３次以
上のモーメントを用いて統計量を算出するようにしても
よい。３次以上のモーメントを用いれば、より正確な統
計的分布を求めることが可能である。さらに、第１図の
音源次数決定部10は、マイクロコンピュータを用いたプ
ログラム制御等で構成したり、あるいは本発明を空中に
存在する音源の数を推定する等、種々の変形と応用が可
能である。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、音源信
号の固有ベクトル空間に着目し、その音源信号の共分散
行列の固有値の変動の２次あるいは３次以上のモーメン
トの差の大小関係から、音源数を決定するようにしたの
で、高雑音下でも、比較的簡単に、音源数を正確に決定
できる。
号の固有ベクトル空間に着目し、その音源信号の共分散
行列の固有値の変動の２次あるいは３次以上のモーメン
トの差の大小関係から、音源数を決定するようにしたの
で、高雑音下でも、比較的簡単に、音源数を正確に決定
できる。
第１図は本発明の実施例を示す音源数決定方法を用いた
音源数決定装置の機能ブロック図、第２図（１）〜
（３）は第１図の動作結果を示す図である。 １……音源、２……信号受信部、10……音源次数決定
部、11……共分散行列算出部、12……固有値分解部、13
……統計量算出部、14……音源数決定部。
音源数決定装置の機能ブロック図、第２図（１）〜
（３）は第１図の動作結果を示す図である。 １……音源、２……信号受信部、10……音源次数決定
部、11……共分散行列算出部、12……固有値分解部、13
……統計量算出部、14……音源数決定部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 聡 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−74886（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】空間の任意の場所に有限個存在する音源か
らの音源信号を、空間上に配置された複数個（Ｌ）の受
信器で受信し、この受信信号をサンプリングして離散時
系列信号を求め、該離散時系列信号から前記音源の個数
を決定する音源数決定方法において、 前記離散時系列信号に基づき、該離散時系列信号の１つ
の時間フレームにおいて、所定個数（Ｍo但し、Ｍ＜
Ｌ）の隣り合う前記受信器を所定個数（ｃo但し、ｃ＜
Ｍ）づつずらして複数個の空間フレームを形成し、これ
らの各空間フレームにおいて、前記所定個数（Ｍ）の受
信器出力間の共分散行列を算出し、 前記共分散行列の固有値分解により、前記各空間フレー
ム毎の各固有値を算出し、 前記各固有値の２次あるいは３次以上のモーメントをそ
れぞれ算出し、 前記複数個のモーメントの差の大小関係に基づいて音源
数を決定することを特徴とする音源数決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2180885A JP2690606B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 音源数決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2180885A JP2690606B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 音源数決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466887A JPH0466887A (ja) | 1992-03-03 |
| JP2690606B2 true JP2690606B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=16091040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2180885A Expired - Fee Related JP2690606B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 音源数決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690606B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2954513B1 (fr) * | 2009-12-21 | 2014-08-15 | Thales Sa | Procede et systeme pour estimer le nombre de sources incidentes a un reseau de capteurs par estimation de la statistique du bruit |
| JP6483659B2 (ja) * | 2013-03-20 | 2019-03-13 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 超音波による微小石灰化の検出のためのビームフォーミング技術 |
| CN105954709B (zh) * | 2016-05-06 | 2018-12-07 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于特征值多阈值修正的声矢量圆阵信源数检测方法 |
| CN117331027B (zh) * | 2023-09-27 | 2024-06-04 | 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 | 一种基于子空间匹配度量的声源数估计方法及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0274886A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Nec Corp | ソーナー装置 |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP2180885A patent/JP2690606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0466887A (ja) | 1992-03-03 |
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|---|---|---|---|
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