JP3034330B2 - 音検出装置 - Google Patents
音検出装置Info
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- JP3034330B2 JP3034330B2 JP3107061A JP10706191A JP3034330B2 JP 3034330 B2 JP3034330 B2 JP 3034330B2 JP 3107061 A JP3107061 A JP 3107061A JP 10706191 A JP10706191 A JP 10706191A JP 3034330 B2 JP3034330 B2 JP 3034330B2
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Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば対象音と非対象
音とが混じる混合音中の対象音を検知する音検出装置に
関する。
音とが混じる混合音中の対象音を検知する音検出装置に
関する。
【０００３】
【従来の技術】種々の音がしている中で、その波形の中
に既知の対象音が含まれているかどうか探し出す、例え
ば種々の機器が運転されている中から、ある機器が動作
しているか否かをその機器が持つ既知の特定音を含んで
いるか否かで判断したり、また収録されている異常音を
もとに、そのような異常音あるいは相関のある音を発っ
している機器がないかを検出したり、さらには特定音の
みを除去し残りの対象とする音を抽出したり等する場合
がある。
に既知の対象音が含まれているかどうか探し出す、例え
ば種々の機器が運転されている中から、ある機器が動作
しているか否かをその機器が持つ既知の特定音を含んで
いるか否かで判断したり、また収録されている異常音を
もとに、そのような異常音あるいは相関のある音を発っ
している機器がないかを検出したり、さらには特定音の
みを除去し残りの対象とする音を抽出したり等する場合
がある。
【０００４】一方、種々の音が混じって聞こえる騒音環
境下で特定の音源からの音を明確に捕らえることができ
るものとして、従来、適応ノイズ・キャンセラが使用さ
れていた。この適応ノイズ・キャンセラは、図４に概略
構成を示すように音源Ｓからの音源音ｓと共に周囲音ｎ
を集音するマイクロホン１と、音源音ｓは集音せず周囲
音ｎのみを集音するように配置したマイクロホン２と、
各マイクロホン１，２から入力された信号を処理する適
応フィルタ３を有するモジュール４を備えて構成されて
いる。なおマイクロホン１で集音された音源音の信号を
ｓ0 、また周囲音の信号をｎp とし、マイクロホン２で
集音された周囲音の信号をｎr とする。
境下で特定の音源からの音を明確に捕らえることができ
るものとして、従来、適応ノイズ・キャンセラが使用さ
れていた。この適応ノイズ・キャンセラは、図４に概略
構成を示すように音源Ｓからの音源音ｓと共に周囲音ｎ
を集音するマイクロホン１と、音源音ｓは集音せず周囲
音ｎのみを集音するように配置したマイクロホン２と、
各マイクロホン１，２から入力された信号を処理する適
応フィルタ３を有するモジュール４を備えて構成されて
いる。なおマイクロホン１で集音された音源音の信号を
ｓ0 、また周囲音の信号をｎp とし、マイクロホン２で
集音された周囲音の信号をｎr とする。
【０００５】このように構成されたものにおいては、モ
ジュール４に音源音信号ｓ0 と共に入力された周囲音信
号ｎp を、周囲音信号ｎr を適応フィルタ３に入力しフ
ィルタ係数ｈを更新しながら適応同定の動作行い、周囲
音信号ｎp を推定し消去するように動作する。すなわち
適応フィルタ３の出力信号をｙ0 とすると、モジュール
４の出力である誤差信号ε0 は、 ε0 ＝ｓ0 ＋ｎp −ｙ0 である。そして、誤差信号ε0 の平均自乗誤差Ｅ（ε0
2 ）は、 Ｅ（ε0 2 ）＝Ｅ（ｓ0 2 ）＋２Ｅ［ｓ0 （ｎp −
ｙ0 ）］＋Ｅ［（ｎp −ｙ0 ）2 ］ であり、一般にｓ0 ，ｎp 及びｙ0 はランダムな信号と
考えられるため互いに無相関と仮定できる。したがっ
て、第２項は繰り返し平均することによって０に収斂
し、最終的に誤差信号ε0 の平均自乗誤差Ｅ（ε0 2 ）
は、 Ｅ（ε0 2 ）＝Ｅ（ｓ0 2 ）＋Ｅ［（ｎp −ｙ0 ）2 ］ となり、一方、ｎp −ｙ0 ＝ε0 −ｓ0 であることよ
り、適応フィルタ３でＥ（ε0 2 ）を最小にすると誤差
信号ε0 と音源音信号ｓ0 の差も最小となり、誤差信号
ε0 は音源音信号ｓ0 に近似したものとなる。このよう
にして周囲音ｎが除去された音源音ｓの信号ｓ0 をモジ
ュール４の出力として得ることができる。
ジュール４に音源音信号ｓ0 と共に入力された周囲音信
号ｎp を、周囲音信号ｎr を適応フィルタ３に入力しフ
ィルタ係数ｈを更新しながら適応同定の動作行い、周囲
音信号ｎp を推定し消去するように動作する。すなわち
適応フィルタ３の出力信号をｙ0 とすると、モジュール
４の出力である誤差信号ε0 は、 ε0 ＝ｓ0 ＋ｎp −ｙ0 である。そして、誤差信号ε0 の平均自乗誤差Ｅ（ε0
2 ）は、 Ｅ（ε0 2 ）＝Ｅ（ｓ0 2 ）＋２Ｅ［ｓ0 （ｎp −
ｙ0 ）］＋Ｅ［（ｎp −ｙ0 ）2 ］ であり、一般にｓ0 ，ｎp 及びｙ0 はランダムな信号と
考えられるため互いに無相関と仮定できる。したがっ
て、第２項は繰り返し平均することによって０に収斂
し、最終的に誤差信号ε0 の平均自乗誤差Ｅ（ε0 2 ）
は、 Ｅ（ε0 2 ）＝Ｅ（ｓ0 2 ）＋Ｅ［（ｎp −ｙ0 ）2 ］ となり、一方、ｎp −ｙ0 ＝ε0 −ｓ0 であることよ
り、適応フィルタ３でＥ（ε0 2 ）を最小にすると誤差
信号ε0 と音源音信号ｓ0 の差も最小となり、誤差信号
ε0 は音源音信号ｓ0 に近似したものとなる。このよう
にして周囲音ｎが除去された音源音ｓの信号ｓ0 をモジ
ュール４の出力として得ることができる。
【０００６】しかしこの装置はあくまでも音源Ｓからの
音源音ｓと周囲音ｎとが入り混じる混合音の中から音源
音ｓを明確に得ようとするものであって、種々の音が混
じった混合音の中に予め得られている参照信号に相当す
る特定の音、すなわち対象音あるいは対象音に相関のあ
る音があるか否かを判断することができず、対象音を発
っする音源の存在を明確にさせることができない。ま
た、予め得られている対象音が機器の異常音である場
合、この対象音により機器の異常の有無を探し出す要求
について対応できるものではなかった。あるいはまた、
従来例で用いた用語に対応して述べるなら混合音中の音
源音ｓを除いた周囲音ｎのみを抽出する要求、すなわち
特定音あるいは特定音に相関のある音をのみ除いた他の
残りの対象とする音を抽出する要求について対応できる
ものではなかった。
音源音ｓと周囲音ｎとが入り混じる混合音の中から音源
音ｓを明確に得ようとするものであって、種々の音が混
じった混合音の中に予め得られている参照信号に相当す
る特定の音、すなわち対象音あるいは対象音に相関のあ
る音があるか否かを判断することができず、対象音を発
っする音源の存在を明確にさせることができない。ま
た、予め得られている対象音が機器の異常音である場
合、この対象音により機器の異常の有無を探し出す要求
について対応できるものではなかった。あるいはまた、
従来例で用いた用語に対応して述べるなら混合音中の音
源音ｓを除いた周囲音ｎのみを抽出する要求、すなわち
特定音あるいは特定音に相関のある音をのみ除いた他の
残りの対象とする音を抽出する要求について対応できる
ものではなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような混合音の
中に対象音が存在するか否かが判別できない等の状況に
鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところ
は混合音の中に予め得られている参照信号があるか否か
を判断すること、あるいは参照信号に相関のある対象音
のみを抽出することが確実かつ容易に行うことができる
音検出装置を提供することにある。
中に対象音が存在するか否かが判別できない等の状況に
鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところ
は混合音の中に予め得られている参照信号があるか否か
を判断すること、あるいは参照信号に相関のある対象音
のみを抽出することが確実かつ容易に行うことができる
音検出装置を提供することにある。
【０００８】［発明の構成］
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の音検出装置は、
対象音と非対象音の混在する混合音を集音する受音器
と、対象音の対象音信号と相関のある既知の参照信号が
入力される参照信号入力部と、この参照信号入力部から
の参照信号と受音器からの混合音信号とが入力され適応
フィルタで適応同定し、混合音信号の中の参照信号に相
関のある対象信号を推定して消去し非対象音信号を出力
する第１のモジュールと、この第１のモジュールの出力
信号と受音器からの混合音信号とが入力され適応フィル
タで適応同定し、混合音信号の中の非対象信号を推定し
て消去し対象音信号を出力する第２のモジュールとを具
備していることを特徴とするもので、第１のモジュール
の適応フィルタは、第２のモジュールの適応フィルタよ
りも先に収束するものであることを特徴とするものであ
る。また、対象音と非対象音の混在する混合音を集音す
る離間配置された複数の受音器と、対象音の対象音信号
と相関のある既知の参照信号が入力される参照信号入力
部と、各受音器に対応して設けられ該受音器からの混合
音信号と参照信号入力部からの参照信号とが入力され適
応フィルタで適応同定し、混合音信号の中の参照信号に
相関のある対象信号を推定して消去し非対象音信号を出
力する第１のモジュールと、各受音器に対応して設けら
れ該受音器からの混合音信号と第１のモジュールの出力
信号とが入力され適応フィルタで適応同定し、混合音信
号の中の非対象信号を推定して消去し対象音信号を出力
する第２のモジュールと、これらの第２のモジュールか
ら入力された出力信号の間の差が最小となるように適応
フィルタのフィルタ係数を変えて適応同定する第３のモ
ジュールを具備していることを特徴とするもので、第１
のモジュールの適応フィルタは第２のモジュールの適応
フィルタよりも先に収束し、第２のモジュールの適応フ
ィルタは第３のモジュールの適応フィルタよりも先に収
束するものであることを特徴とするもので、また第３の
モジュールは予め設定されたフィルタ係数を有するフィ
ルタを備えるように構成されていることを特徴とするも
のである。
対象音と非対象音の混在する混合音を集音する受音器
と、対象音の対象音信号と相関のある既知の参照信号が
入力される参照信号入力部と、この参照信号入力部から
の参照信号と受音器からの混合音信号とが入力され適応
フィルタで適応同定し、混合音信号の中の参照信号に相
関のある対象信号を推定して消去し非対象音信号を出力
する第１のモジュールと、この第１のモジュールの出力
信号と受音器からの混合音信号とが入力され適応フィル
タで適応同定し、混合音信号の中の非対象信号を推定し
て消去し対象音信号を出力する第２のモジュールとを具
備していることを特徴とするもので、第１のモジュール
の適応フィルタは、第２のモジュールの適応フィルタよ
りも先に収束するものであることを特徴とするものであ
る。また、対象音と非対象音の混在する混合音を集音す
る離間配置された複数の受音器と、対象音の対象音信号
と相関のある既知の参照信号が入力される参照信号入力
部と、各受音器に対応して設けられ該受音器からの混合
音信号と参照信号入力部からの参照信号とが入力され適
応フィルタで適応同定し、混合音信号の中の参照信号に
相関のある対象信号を推定して消去し非対象音信号を出
力する第１のモジュールと、各受音器に対応して設けら
れ該受音器からの混合音信号と第１のモジュールの出力
信号とが入力され適応フィルタで適応同定し、混合音信
号の中の非対象信号を推定して消去し対象音信号を出力
する第２のモジュールと、これらの第２のモジュールか
ら入力された出力信号の間の差が最小となるように適応
フィルタのフィルタ係数を変えて適応同定する第３のモ
ジュールを具備していることを特徴とするもので、第１
のモジュールの適応フィルタは第２のモジュールの適応
フィルタよりも先に収束し、第２のモジュールの適応フ
ィルタは第３のモジュールの適応フィルタよりも先に収
束するものであることを特徴とするもので、また第３の
モジュールは予め設定されたフィルタ係数を有するフィ
ルタを備えるように構成されていることを特徴とするも
のである。
【００１０】
【作用】上記のように構成された音検出装置は、１つは
対象音信号と非対象音信号の混在する受音器からの混合
音信号を、適応フィルタが設けられた第１のモジュール
とこの出力が入力するように接続された第２のモジュー
ルとに入力させ、また参照信号入力部から対象音信号と
相関のある既知の参照信号を第１のモジュールに入力さ
せ、各モジュールで入力信号を適応同定し、推定，消去
を行って第２のモジュールの出力信号として参照信号と
相関のある対象音信号を得る。また他は複数の第２のモ
ジュールから出力された位相の異なる対象音信号を適応
フィルタが設けられた第３のモジュールに入力し、入力
された信号の間の差が最小となるように適応同定し、位
相差から音源方向を同定するようにしている。このため
混合音中の参照信号と相関のある対象音信号の存在が明
確にでき、対象音信号の抽出が確実かつ容易に行うこと
ができる。また正しい対象音の到来方向の同定も確実か
つ容易に行うことができる。
対象音信号と非対象音信号の混在する受音器からの混合
音信号を、適応フィルタが設けられた第１のモジュール
とこの出力が入力するように接続された第２のモジュー
ルとに入力させ、また参照信号入力部から対象音信号と
相関のある既知の参照信号を第１のモジュールに入力さ
せ、各モジュールで入力信号を適応同定し、推定，消去
を行って第２のモジュールの出力信号として参照信号と
相関のある対象音信号を得る。また他は複数の第２のモ
ジュールから出力された位相の異なる対象音信号を適応
フィルタが設けられた第３のモジュールに入力し、入力
された信号の間の差が最小となるように適応同定し、位
相差から音源方向を同定するようにしている。このため
混合音中の参照信号と相関のある対象音信号の存在が明
確にでき、対象音信号の抽出が確実かつ容易に行うこと
ができる。また正しい対象音の到来方向の同定も確実か
つ容易に行うことができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。実施例の説明に先立って本発明の原理について図
１により説明する。図において１１は第１のモジュール
で、１２は第２のモジュールである。第１のモジュール
１１にはフィルタ係数がｈ1 の適応フィルタ１３と演算
部１４が設けられており、適応フィルタ１３には第１の
入力信号ｕ0 が入力するように接続され、演算部１４に
は第２の入力信号ｖ0 と適応フィルタ１３の出力信号ｚ
1 との差が演算されて出力するように接続されている。
また適応フィルタ１３は、演算部１４の出力信号ｅ1 ＝
ｖ0 −ｚ1 によってフィルタ係数ｈ1 が更新され、演算
部１４の出力信号ｅ1 が減少し、最小値に収束するよう
に適応同定する。すなわち第１のモジュール１１ではフ
ィルタ係数の更新が、次式のＬＭＳ（Least Mean Squar
e ）アルゴリズム等を用いて行われて収束する。ｈ
1 new ＝ｈ1 old ＋μ1 ｅ1 ｕ0 なお、μ1 は変更
率（収束係数）である。同様に、第２のモジュール１２
にはフィルタ係数がｈ2 の適応フィルタ１５と演算部１
６が設けられており、適応フィルタ１５には第１のモジ
ュール１１の演算部１４の出力信号ｅ1 が入力するよう
に接続され、演算部１６には第２の入力信号ｖ0 と適応
フィルタ１５の出力信号ｚ2 との差が演算されて出力す
るように接続されている。また適応フィルタ１５は、演
算部１６の出力信号ｅ2 ＝ｖ0 −ｚ2 によってフィルタ
係数ｈ2 が更新され、演算部１６の出力信号ｅ2 が減少
し、最小値に収束するように適応同定する。また第２の
モジュール１２でも同じようにフィルタ係数の更新が、
次式等を用いて行われて収束する。ｈ2 new ＝ｈ2 old
＋μ2 ｅ2 ｅ1 なお、μ2 は変更率（収束係数）で
ある。また適応フィルタ１３，１５は同時に適応同定し
て収束動作をすると相互に干渉して収束しないことも起
り得るため、適応フィルタ１３の適応の収束係数は適応
フィルタ１５の適応の収束係数よりも十分大きなものと
しておくか、あるいは適応フィルタ１３による収束が行
われた後に適応フィルタ１５による収束が行われるよう
にする。
する。実施例の説明に先立って本発明の原理について図
１により説明する。図において１１は第１のモジュール
で、１２は第２のモジュールである。第１のモジュール
１１にはフィルタ係数がｈ1 の適応フィルタ１３と演算
部１４が設けられており、適応フィルタ１３には第１の
入力信号ｕ0 が入力するように接続され、演算部１４に
は第２の入力信号ｖ0 と適応フィルタ１３の出力信号ｚ
1 との差が演算されて出力するように接続されている。
また適応フィルタ１３は、演算部１４の出力信号ｅ1 ＝
ｖ0 −ｚ1 によってフィルタ係数ｈ1 が更新され、演算
部１４の出力信号ｅ1 が減少し、最小値に収束するよう
に適応同定する。すなわち第１のモジュール１１ではフ
ィルタ係数の更新が、次式のＬＭＳ（Least Mean Squar
e ）アルゴリズム等を用いて行われて収束する。ｈ
1 new ＝ｈ1 old ＋μ1 ｅ1 ｕ0 なお、μ1 は変更
率（収束係数）である。同様に、第２のモジュール１２
にはフィルタ係数がｈ2 の適応フィルタ１５と演算部１
６が設けられており、適応フィルタ１５には第１のモジ
ュール１１の演算部１４の出力信号ｅ1 が入力するよう
に接続され、演算部１６には第２の入力信号ｖ0 と適応
フィルタ１５の出力信号ｚ2 との差が演算されて出力す
るように接続されている。また適応フィルタ１５は、演
算部１６の出力信号ｅ2 ＝ｖ0 −ｚ2 によってフィルタ
係数ｈ2 が更新され、演算部１６の出力信号ｅ2 が減少
し、最小値に収束するように適応同定する。また第２の
モジュール１２でも同じようにフィルタ係数の更新が、
次式等を用いて行われて収束する。ｈ2 new ＝ｈ2 old
＋μ2 ｅ2 ｅ1 なお、μ2 は変更率（収束係数）で
ある。また適応フィルタ１３，１５は同時に適応同定し
て収束動作をすると相互に干渉して収束しないことも起
り得るため、適応フィルタ１３の適応の収束係数は適応
フィルタ１５の適応の収束係数よりも十分大きなものと
しておくか、あるいは適応フィルタ１３による収束が行
われた後に適応フィルタ１５による収束が行われるよう
にする。
【００１２】ここで第２の入力信号ｖ0 をｖ0 ＝ａ0＋
ｂ0 とおき、ａ0 と第１の入力信号ｕ0 とが相関のある
信号であるとすると、第１のモジュール１１では適応フ
ィルタ１３の出力信号ｚ1 はａ0 に収束し、演算部１４
の出力信号ｅ1 ＝ｂ0 となる。同じく第２のモジュール
１２では適応フィルタ１５の出力信号ｚ2 はｂ0 に収束
し、演算部１６の出力信号ｅ2 ＝ａ0 となる。このよう
に第１の入力信号ｕ0 及び第２の入力信号ｖ0 を第１の
モジュール１１及び第２のモジュール１２を通すことに
よって、第２の入力信号ｖ0 中から第１の入力信号ｕ0
に相関のある信号ａ0 を最終的に取り出すことができ
る。このような原理をもとにして本発明は構成されてい
る。
ｂ0 とおき、ａ0 と第１の入力信号ｕ0 とが相関のある
信号であるとすると、第１のモジュール１１では適応フ
ィルタ１３の出力信号ｚ1 はａ0 に収束し、演算部１４
の出力信号ｅ1 ＝ｂ0 となる。同じく第２のモジュール
１２では適応フィルタ１５の出力信号ｚ2 はｂ0 に収束
し、演算部１６の出力信号ｅ2 ＝ａ0 となる。このよう
に第１の入力信号ｕ0 及び第２の入力信号ｖ0 を第１の
モジュール１１及び第２のモジュール１２を通すことに
よって、第２の入力信号ｖ0 中から第１の入力信号ｕ0
に相関のある信号ａ0 を最終的に取り出すことができ
る。このような原理をもとにして本発明は構成されてい
る。
【００１３】先ず、本発明の第１の実施例を図２により
説明する。なお、本発明の原理を説明した図１と同一部
位については同符号を付して説明を省略する。図２は概
略構成図であり、図において１７は第１のモジュール１
１の第１の入力信号ｕ0 、すなわち予め得ていて波形等
が判明している参照信号を入力する参照信号入力部で、
その出力が第１のモジュール１１の適応フィルタ１３に
入力されるように接続されている。１８は第１のモジュ
ール１１及び第２のモジュール１２の第２の入力信号ｖ
0 、すなわち所定の位置で対象音ａと非対象音ｂの混合
音ｖを集音し混合音信号ｖ0 を出力する受音器で、その
出力が分岐してそれぞれ第１のモジュール１１及び第２
のモジュール１２の演算部１４，１６に入力されるよう
に接続されている。また１９は第２のモジュール１２の
出力を入力するように接続された判別部で、この判別部
１９で演算部１６からの出力信号ｅ2 を判断し、混合音
信号ｖ0 中に参照信号ｕ0 に相関のある対象音信号ａ0
が存在するか否かを判別する。
説明する。なお、本発明の原理を説明した図１と同一部
位については同符号を付して説明を省略する。図２は概
略構成図であり、図において１７は第１のモジュール１
１の第１の入力信号ｕ0 、すなわち予め得ていて波形等
が判明している参照信号を入力する参照信号入力部で、
その出力が第１のモジュール１１の適応フィルタ１３に
入力されるように接続されている。１８は第１のモジュ
ール１１及び第２のモジュール１２の第２の入力信号ｖ
0 、すなわち所定の位置で対象音ａと非対象音ｂの混合
音ｖを集音し混合音信号ｖ0 を出力する受音器で、その
出力が分岐してそれぞれ第１のモジュール１１及び第２
のモジュール１２の演算部１４，１６に入力されるよう
に接続されている。また１９は第２のモジュール１２の
出力を入力するように接続された判別部で、この判別部
１９で演算部１６からの出力信号ｅ2 を判断し、混合音
信号ｖ0 中に参照信号ｕ0 に相関のある対象音信号ａ0
が存在するか否かを判別する。
【００１４】このように構成された第１の実施例によれ
ば、例えば動作中の機器の中の１つの機器Ｓで異常音と
して対象音ａを出し、その他の他機器などからは非対象
音ｂが出ているものとすると、対象音ａ及び非対象音ｂ
が混合音ｖ＝ａ＋ｂとして受音器１８で集音され、第１
のモジュール１１及び第２のモジュール１２の演算部１
４，１６にその信号が入力される。一方、参照信号入力
部１７には機器の故障の有無を検出するために、予め収
録された異常音と相関のある参照信号ｕ0 が入力され、
参照信号入力部１７の出力が第１のモジュール１１の適
応フィルタ１３に入力される。そして、先ずフィルタの
適応の収束係数が十分大きな第１のモジュール１１にお
いて適応同定が進み、混合音信号ｖ0＝ａ0 ＋ｂ0 のう
ちで参照信号ｕ0 と相関のある対象音信号ａ0 が除かれ
た非対象音信号ｂ0 が第１のモジュール１１の出力信号
ｅ1 ＝ｂ0 として出力される。
ば、例えば動作中の機器の中の１つの機器Ｓで異常音と
して対象音ａを出し、その他の他機器などからは非対象
音ｂが出ているものとすると、対象音ａ及び非対象音ｂ
が混合音ｖ＝ａ＋ｂとして受音器１８で集音され、第１
のモジュール１１及び第２のモジュール１２の演算部１
４，１６にその信号が入力される。一方、参照信号入力
部１７には機器の故障の有無を検出するために、予め収
録された異常音と相関のある参照信号ｕ0 が入力され、
参照信号入力部１７の出力が第１のモジュール１１の適
応フィルタ１３に入力される。そして、先ずフィルタの
適応の収束係数が十分大きな第１のモジュール１１にお
いて適応同定が進み、混合音信号ｖ0＝ａ0 ＋ｂ0 のう
ちで参照信号ｕ0 と相関のある対象音信号ａ0 が除かれ
た非対象音信号ｂ0 が第１のモジュール１１の出力信号
ｅ1 ＝ｂ0 として出力される。
【００１５】また、第２のモジュール１２では、第１の
モジュール１１の出力信号ｅ1 ＝ｂ0 が適応フィルタ１
５に入力され、演算部１６に入力された混合音信号ｖ0
＝ａ0 ＋ｂ0 とによって適応同定が進み、混合音信号ｖ
0 ＝ａ0 ＋ｂ0のうちで第１のモジュール１１の出力信
号ｅ1 ＝ｂ0 が除かれ、対象音信号ａ0 が第２のモジュ
ール１２の出力信号ｅ2 ＝ａ0 として出力される。そし
て、第２のモジュール１２の出力信号ｅ2 ＝ａ0 は判別
部１９に入力され、第２のモジュール１２の演算部１６
からの出力信号ｅ2 ＝ａ0 を判断し、混合音信号ｖ0 ＝
ａ0 ＋ｂ0 中に参照信号ｕ0 に相関のある対象音信号ａ
0 が存在することが判明し、機器Ｓに異常が存在するこ
とが分かる。
モジュール１１の出力信号ｅ1 ＝ｂ0 が適応フィルタ１
５に入力され、演算部１６に入力された混合音信号ｖ0
＝ａ0 ＋ｂ0 とによって適応同定が進み、混合音信号ｖ
0 ＝ａ0 ＋ｂ0のうちで第１のモジュール１１の出力信
号ｅ1 ＝ｂ0 が除かれ、対象音信号ａ0 が第２のモジュ
ール１２の出力信号ｅ2 ＝ａ0 として出力される。そし
て、第２のモジュール１２の出力信号ｅ2 ＝ａ0 は判別
部１９に入力され、第２のモジュール１２の演算部１６
からの出力信号ｅ2 ＝ａ0 を判断し、混合音信号ｖ0 ＝
ａ0 ＋ｂ0 中に参照信号ｕ0 に相関のある対象音信号ａ
0 が存在することが判明し、機器Ｓに異常が存在するこ
とが分かる。
【００１６】このように第１の実施例によれば既知の参
照信号ｕ0 と相関のある対象音ａを、それが非対象音ｂ
と共に存在している状況においても、対象音ａ及び非対
象音ｂを一緒に混合音信号ｖ0 ＝ａ0 ＋ｂ0 として捕ら
え、その中に参照信号ｕ0 と相関のある対象音ａが存在
することが正しく確実にに知ることができ、機器Ｓが動
作中であるか否か、あるいは機器Ｓに異常があるか否か
の判別が簡単に行え、また機器Ｓに接近せずに遠隔的に
知ることができる。
照信号ｕ0 と相関のある対象音ａを、それが非対象音ｂ
と共に存在している状況においても、対象音ａ及び非対
象音ｂを一緒に混合音信号ｖ0 ＝ａ0 ＋ｂ0 として捕ら
え、その中に参照信号ｕ0 と相関のある対象音ａが存在
することが正しく確実にに知ることができ、機器Ｓが動
作中であるか否か、あるいは機器Ｓに異常があるか否か
の判別が簡単に行え、また機器Ｓに接近せずに遠隔的に
知ることができる。
【００１７】次に、本発明の第２の実施例を図３により
説明する。なお、本実施例は第１の実施例の受音器及び
第１，第２のモジュールをそれぞれ２つ設けたものを主
要部として構成されており、同一部位については同符号
を付し、対となる部位については符号にダッシュ記
号（′）を付して説明を省略する。図３は概略構成図
で、図において２つの受音器１８，１８′は離間して設
けられており、これらの受音器１８，１８′からは位相
の異なる混合音信号ｖ0 ＝ａ0 ＋ｂ0 ，ｖ0 ′＝ａ0 ′
＋ｂ0 ′が出力される。受音器１８，１８′は、出力さ
れた混合音信号ｖ0，ｖ0 ′が分岐してそれぞれ第１の
モジュール１１，１１′及び第２のモジュール１２，１
２′に入力されるように接続されている。そして第１の
モジュール１１，１１′には参照信号ｕ0 が入力される
ように参照信号入力部１７が接続されている。
説明する。なお、本実施例は第１の実施例の受音器及び
第１，第２のモジュールをそれぞれ２つ設けたものを主
要部として構成されており、同一部位については同符号
を付し、対となる部位については符号にダッシュ記
号（′）を付して説明を省略する。図３は概略構成図
で、図において２つの受音器１８，１８′は離間して設
けられており、これらの受音器１８，１８′からは位相
の異なる混合音信号ｖ0 ＝ａ0 ＋ｂ0 ，ｖ0 ′＝ａ0 ′
＋ｂ0 ′が出力される。受音器１８，１８′は、出力さ
れた混合音信号ｖ0，ｖ0 ′が分岐してそれぞれ第１の
モジュール１１，１１′及び第２のモジュール１２，１
２′に入力されるように接続されている。そして第１の
モジュール１１，１１′には参照信号ｕ0 が入力される
ように参照信号入力部１７が接続されている。
【００１８】２０は第３のモジュールで、これには第２
のモジュール１２，１２′の演算部１６，１６′の出力
信号ｅ2 ，ｅ2 ′が入力するように接続されている。第
３のモジュール２０にはフィルタ係数がｈ3 の適応フィ
ルタ２１と演算部２２が設けられていて、適応フィルタ
２１には第２のモジュール１２′の演算部１６′の出力
信号ｅ2 ′が入力するように接続され、演算部２２には
第２のモジュール１２の演算部１６の出力信号ｅ2 と適
応フィルタ２２の出力信号ｚ3 とがその差ｅ3 が演算さ
れて出力されるように接続されている。さらに適応フィ
ルタ２１は、演算部２２の出力信号ｅ3 によってフィル
タ係数ｈ3 が更新され、演算部２２の出力信号ｅ3 が減
少し、最小値に収束するように適応同定する。そして第
３のモジュール２０からは第２のモジュール１２′の出
力信号ｅ2 ′が出力され、また適応フィルタ２１のフィ
ルタ係数ｈ3 から得られた第２のモジュール１２，１
２′の各出力信号ｅ2 ，ｅ2 ′の間の位相差が出力され
る。
のモジュール１２，１２′の演算部１６，１６′の出力
信号ｅ2 ，ｅ2 ′が入力するように接続されている。第
３のモジュール２０にはフィルタ係数がｈ3 の適応フィ
ルタ２１と演算部２２が設けられていて、適応フィルタ
２１には第２のモジュール１２′の演算部１６′の出力
信号ｅ2 ′が入力するように接続され、演算部２２には
第２のモジュール１２の演算部１６の出力信号ｅ2 と適
応フィルタ２２の出力信号ｚ3 とがその差ｅ3 が演算さ
れて出力されるように接続されている。さらに適応フィ
ルタ２１は、演算部２２の出力信号ｅ3 によってフィル
タ係数ｈ3 が更新され、演算部２２の出力信号ｅ3 が減
少し、最小値に収束するように適応同定する。そして第
３のモジュール２０からは第２のモジュール１２′の出
力信号ｅ2 ′が出力され、また適応フィルタ２１のフィ
ルタ係数ｈ3 から得られた第２のモジュール１２，１
２′の各出力信号ｅ2 ，ｅ2 ′の間の位相差が出力され
る。
【００１９】２３は判別部で、これには第３のモジュー
ル２０の出力が入力されるように接続されている。判別
部２３では入力された第２のモジュール１２′の出力信
号ｅ2 ′によって混合音信号ｖ0 ＝ａ0 ＋ｂ0 中に参照
信号ｕ0 に相関のある対象音信号ａ0が存在するか否か
が判別され、また入力された位相差にもとづき受音器１
８，１８′で受音した信号の到来方向が判別される。な
お、第３のモジュール２０の適応フィルタ２１の収束係
数は第２のモジュール１２，１２′の適応フィルタ１
５，１５′の収束係数よりも小さく設定されている。
ル２０の出力が入力されるように接続されている。判別
部２３では入力された第２のモジュール１２′の出力信
号ｅ2 ′によって混合音信号ｖ0 ＝ａ0 ＋ｂ0 中に参照
信号ｕ0 に相関のある対象音信号ａ0が存在するか否か
が判別され、また入力された位相差にもとづき受音器１
８，１８′で受音した信号の到来方向が判別される。な
お、第３のモジュール２０の適応フィルタ２１の収束係
数は第２のモジュール１２，１２′の適応フィルタ１
５，１５′の収束係数よりも小さく設定されている。
【００２０】このように構成された第２の実施例よれ
ば、受音器１８，１８′から出力された位相の異なる混
合音信号ｖ0 ，ｖ0 ′と参照信号入力部１７に入力され
た参照信号ｕ0 とが第１のモジュール１１，１１′及び
第２のモジュール１２，１２′でそれぞれ処理され、混
合音信号ｖ0 ＝ａ0 ＋ｂ0 ，ｖ0 ′＝ａ0′＋ｂ0 ′中
の信号ａ0 ，ａ0 ′が参照信号ｕ0 に相関のある信号で
あるとすると、第２のモジュール１２，１２′の出力信
号ｅ2 ，ｅ2 ′はｅ2 ＝ａ0，ｅ2 ′＝ａ0 ′として出
力される。そして各出力信号ｅ2 ＝ａ0 ，ｅ2 ′＝
ａ0 ′は相関のある信号であるため第３モジュール２０
でフィルタ係数がｈ3 の適応フィルタ２１を介して出力
信号ｚ3 となり、演算部２２では第２のモジュール１２
の出力信号ｅ2 より適応フィルタ２１の出力信号ｚ3 を
減算して信号ｅ3 が出力され，演算部２２の出力信号ｅ
3 によって適応フィルタ２１のフィルタ係数ｈ3 が更新
され、出力信号ｅ3 が零となるように収束される。なお
第３のモジュール２０の適応フィルタ２１の収束係数
が、第１のモジュール１１，１１′及び第２のモジュー
ル１２，１２′の適応フィルタ１３，１３′，１５，１
５′の収束係数よりも小さく設定されているため、適応
フィルタ２１の収束は適応フィルタ１３，１３′，１
５，１５′の収束が終わった後に完了する。これによっ
て適応フィルタ２１のフィルタ係数ｈ3 には、第２のモ
ジュール１２，１２′の出力信号ｅ2 ，ｅ2 ′の間の位
相差、すなわち対象音信号ａ0 ，ａ0 ′の間の位相差が
抽出され、また受音器１８′が受音した混合音信号
ｖ0 ′＝ａ0 ′＋ｂ0 ′の中から対象音信号ａ0 ′のみ
が出力されて判別部２３に入力する。
ば、受音器１８，１８′から出力された位相の異なる混
合音信号ｖ0 ，ｖ0 ′と参照信号入力部１７に入力され
た参照信号ｕ0 とが第１のモジュール１１，１１′及び
第２のモジュール１２，１２′でそれぞれ処理され、混
合音信号ｖ0 ＝ａ0 ＋ｂ0 ，ｖ0 ′＝ａ0′＋ｂ0 ′中
の信号ａ0 ，ａ0 ′が参照信号ｕ0 に相関のある信号で
あるとすると、第２のモジュール１２，１２′の出力信
号ｅ2 ，ｅ2 ′はｅ2 ＝ａ0，ｅ2 ′＝ａ0 ′として出
力される。そして各出力信号ｅ2 ＝ａ0 ，ｅ2 ′＝
ａ0 ′は相関のある信号であるため第３モジュール２０
でフィルタ係数がｈ3 の適応フィルタ２１を介して出力
信号ｚ3 となり、演算部２２では第２のモジュール１２
の出力信号ｅ2 より適応フィルタ２１の出力信号ｚ3 を
減算して信号ｅ3 が出力され，演算部２２の出力信号ｅ
3 によって適応フィルタ２１のフィルタ係数ｈ3 が更新
され、出力信号ｅ3 が零となるように収束される。なお
第３のモジュール２０の適応フィルタ２１の収束係数
が、第１のモジュール１１，１１′及び第２のモジュー
ル１２，１２′の適応フィルタ１３，１３′，１５，１
５′の収束係数よりも小さく設定されているため、適応
フィルタ２１の収束は適応フィルタ１３，１３′，１
５，１５′の収束が終わった後に完了する。これによっ
て適応フィルタ２１のフィルタ係数ｈ3 には、第２のモ
ジュール１２，１２′の出力信号ｅ2 ，ｅ2 ′の間の位
相差、すなわち対象音信号ａ0 ，ａ0 ′の間の位相差が
抽出され、また受音器１８′が受音した混合音信号
ｖ0 ′＝ａ0 ′＋ｂ0 ′の中から対象音信号ａ0 ′のみ
が出力されて判別部２３に入力する。
【００２１】そして判別部２３で混合音ｖ＝ａ＋ｂ中に
参照信号ｕ0 に相関のある対象音信号ａ0 ′が存在する
ことが判明し、例えば参照信号ｕ0 が機器Ｓの異常音に
相関のあるものであると、機器Ｓに異常が存在すること
が判り、位相差によって対象音ａの到来方向が正しく同
定される。
参照信号ｕ0 に相関のある対象音信号ａ0 ′が存在する
ことが判明し、例えば参照信号ｕ0 が機器Ｓの異常音に
相関のあるものであると、機器Ｓに異常が存在すること
が判り、位相差によって対象音ａの到来方向が正しく同
定される。
【００２２】このように第２の実施例によれば、第１の
実施例と同様の作用、効果が得られると共に、参照信号
ｕ0 に相関のある対象音ａの到来方向が正しくかつ確実
に得られる。
実施例と同様の作用、効果が得られると共に、参照信号
ｕ0 に相関のある対象音ａの到来方向が正しくかつ確実
に得られる。
【００２３】尚、本発明は上記したものに限定されるも
のではなく、第２の実施例においてフィルタ係数ｈ3 の
インパルスレスポンスをフーリエ変換することにより各
周波数成分ごとの遅延に相当する位相差がわかるため、
これをもとに第３のモジュール２０の適応フィルタ２１
に所定の数の遅延をつけることで、周波数の異なるそれ
ぞれ無相関の複数の対象音ａの音源の位置をそれぞれ特
定することができるようにしてもよく、また第３のモジ
ュール２０の適応フィルタ２１のフィルタ係数ｈ3 を予
め一定の遅延に相当する値としておくことにより、複数
の対象音の音源の方向を特定して対象音ａの存在の有無
を調べることができるようにしてもよく、さらに上述の
ものでは受音器を２個設けて説明したが、３個以上の受
音器や適応フィルタを有するモジュールを用い、これら
を２次元，３次元的に配置してより確度の高い対象音ａ
の到来方向の同定を行うようにしてもよい等、要旨を逸
脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
のではなく、第２の実施例においてフィルタ係数ｈ3 の
インパルスレスポンスをフーリエ変換することにより各
周波数成分ごとの遅延に相当する位相差がわかるため、
これをもとに第３のモジュール２０の適応フィルタ２１
に所定の数の遅延をつけることで、周波数の異なるそれ
ぞれ無相関の複数の対象音ａの音源の位置をそれぞれ特
定することができるようにしてもよく、また第３のモジ
ュール２０の適応フィルタ２１のフィルタ係数ｈ3 を予
め一定の遅延に相当する値としておくことにより、複数
の対象音の音源の方向を特定して対象音ａの存在の有無
を調べることができるようにしてもよく、さらに上述の
ものでは受音器を２個設けて説明したが、３個以上の受
音器や適応フィルタを有するモジュールを用い、これら
を２次元，３次元的に配置してより確度の高い対象音ａ
の到来方向の同定を行うようにしてもよい等、要旨を逸
脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、適応フィルタを有する２つのモジュールを直列に設
け、混合音信号及び参照信号を入力し各適応フィルタに
おいて適応同定する構成としたことにより、混合音信号
の中に参照信号に相関のある信号が存在することの確認
及び混合音信号の中から参照信号に相関のある対象信号
を抽出することが確実かつ容易に行うことができる。
は、適応フィルタを有する２つのモジュールを直列に設
け、混合音信号及び参照信号を入力し各適応フィルタに
おいて適応同定する構成としたことにより、混合音信号
の中に参照信号に相関のある信号が存在することの確認
及び混合音信号の中から参照信号に相関のある対象信号
を抽出することが確実かつ容易に行うことができる。
【図１】本発明の原理を説明するために示す概略構成図
である。
である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す概略構成図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２の実施例を示す概略構成図であ
る。
る。
【図４】従来例を示す概略構成図である。
１１…第１のモジュール １２…第２のモジュール １３，１５…適応フィルタ １７…参照信号入力部 １８…受音器 ２０…出力モジュール ａ…対象音 ａ0 …対象音信号 ｂ…非対象音 ｂ0 …非対象音信号 ｕ0 …参照信号 ｖ…混合音 ｖ0 …混合音信号
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−147978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−292814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−62208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−147521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−212926（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−15513（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96 G01H 3/08 G01N 29/22
Claims (5)
- 【請求項１】 対象音と非対象音の混在する混合音を集
音する受音器と、前記対象音の対象音信号と相関のある
既知の参照信号が入力される参照信号入力部と、この参
照信号入力部からの参照信号と前記受音器からの混合音
信号とが入力され適応フィルタで適応同定し、前記混合
音信号の中の前記参照信号に相関のある対象信号を推定
して消去し非対象音信号を出力する第１のモジュール
と、この第１のモジュールの出力信号と前記受音器から
の混合音信号とが入力され適応フィルタで適応同定し、
前記混合音信号の中の前記非対象信号を推定して消去し
対象音信号を出力する第２のモジュールとを具備してい
ることを特徴とする音検出装置。 - 【請求項２】 第１のモジュールの適応フィルタは、第
２のモジュールの適応フィルタよりも先に収束するもの
であることを特徴とする請求項１記載の音検出装置。 - 【請求項３】 対象音と非対象音の混在する混合音を集
音する離間配置された複数の受音器と、前記対象音の対
象音信号と相関のある既知の参照信号が入力される参照
信号入力部と、前記各受音器に対応して設けられ該受音
器からの混合音信号と前記参照信号入力部からの参照信
号とが入力され適応フィルタで適応同定し、前記混合音
信号の中の前記参照信号に相関のある対象信号を推定し
て消去し非対象音信号を出力する第１のモジュールと、
前記各受音器に対応して設けられ該受音器からの混合音
信号と前記第１のモジュールの出力信号とが入力され適
応フィルタで適応同定し、前記混合音信号の中の前記非
対象信号を推定して消去し対象音信号を出力する複数の
第２のモジュールと、これらの複数の第２のモジュール
から入力された出力信号の間の差が最小となるように適
応フィルタのフィルタ係数を変えて適応同定する第３の
モジュールを具備していることを特徴とする音検出装
置。 - 【請求項４】 第１のモジュールの適応フィルタは第２
のモジュールの適応フィルタよりも先に収束し、第２の
モジュールの適応フィルタは第３のモジュールの適応フ
ィルタよりも先に収束するものであることを特徴とする
請求項３記載の音検出装置。 - 【請求項５】 第３のモジュールは予め設定されたフィ
ルタ係数を有するフィルタを備えるように構成されてい
ることを特徴とする請求項３記載の音検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3107061A JP3034330B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 音検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3107061A JP3034330B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 音検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04335177A JPH04335177A (ja) | 1992-11-24 |
| JP3034330B2 true JP3034330B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=14449507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3107061A Expired - Fee Related JP3034330B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 音検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3034330B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6813948B1 (en) * | 1999-05-11 | 2004-11-09 | Frank Rinn | Device for investigating materials |
| US6650757B1 (en) * | 1999-09-27 | 2003-11-18 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system to detect unwanted noise |
| JP6249325B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2017-12-20 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 信号処理装置 |
-
1991
- 1991-05-13 JP JP3107061A patent/JP3034330B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04335177A (ja) | 1992-11-24 |
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