JP4237699B2 - 混合信号分離・抽出装置 - Google Patents
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Description
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、原信号を連続的かつ忠実に再生することの可能な混合信号分離・抽出装置を提供することにある。
本発明の第1の実施の形態に係る混合信号分離・抽出装置は、センサとしてアンテナを使用し、複数のアンテナに入射された複数の入射信号の混合信号から原信号を分離して出力する。なお、以下では、説明を簡単にするために、アンテナの数および入射信号の数をいずれも4として説明するが、アンテナの数及び入射信号の数はこれらに限定されず任意である。
図4は、図1の独立成分分析部200の第2の実施形態をより詳細に示す機能ブロック図である。図4においては、サンプリング期間Δt1、Δt2ごとに分離・抽出した信号分離出力XA(XA1,…,XAi),XB(XB1,…,XBi)の周波数を相互に比較し、端子選択スイッチ500において周波数が同一となる端子を選択することにより、連結すべきXAとXBとの組合わせを求める。このようにしても原信号を連続的かつ忠実に再生することが可能となる。
図5は、図1の独立成分分析部200の第3の実施形態をより詳細に示す機能ブロック図である。図5においては、期間(Δt1+Δt2)における信号分離出力(XA+XB)と、サンプリング期間Δt1、Δt2ごとに分離・抽出した信号分離出力XA,XBとの周波数を相互に比較し、端子選択スイッチ500において周波数が同一となる端子を選択することにより、連結すべきXAとXBとの組合わせを求める。このようにしても原信号を連続的かつ忠実に再生することが可能となる。
図6は、図1の独立成分分析部200の第4の実施形態をより詳細に示す機能ブロック図である。図6においては、期間(Δt1+Δt2)における信号分離出力(XA+XB:すなわちXC)と、サンプリング期間Δt1、Δt2ごとに分離・抽出した信号分離出力XA,XBとの4次統計量(4次のキュムラントと称する)を算出する。そして、その結果に基づいて端子選択スイッチ500において独立でない端子を選択することにより、連結すべきXAとXBとの組合わせを求める。このようにしても原信号を連続的かつ忠実に再生することが可能となる。
図7は、図1の独立成分分析部200の第5の実施形態をより詳細に示す機能ブロック図である。図7においてはマトリクススイッチ600により、XAとXBとの組合わせを予め全て用意する。そして、これらの組と、XCiとの相関値を算出し、その値に基づいて端子選択スイッチ500を制御することにより、連結すべきXAとXBとの組合わせを選択するようにする。このようにしても原信号を連続的かつ忠実に再生することが可能となる。
図8は、図1の独立成分分析部200の第6の実施形態をより詳細に示す機能ブロック図である。図8においても、マトリクススイッチ600によりXAとXBとの組合わせを予め全て用意する。そして、これらの組のうち周波数が単一になる組み合わせを端子選択スイッチ500により選択するようにする。このようにしても原信号を連続的かつ忠実に再生することが可能となる。
図9は、図1の独立成分分析部200の第7の実施形態をより詳細に示す機能ブロック図である。図9においても、期間(Δt1+Δt2)における信号分離出力XCを求める。また、マトリクススイッチ600によりXAとXBとの組合わせを予め全て用意する。そして、これらの組合わせとXCとの4次統計量を算出し、その結果に基づいて端子選択スイッチ500において独立でない端子を選択するようにする。このようにしてもXAとXBとの組合わせの最適解を求めることができ、原信号を連続的かつ忠実に再生することが可能となる。
図10は、図1の独立成分分析部200の第8の実施形態をより詳細に示す機能ブロック図である。図10においては、信号分離出力XAiとXBiとを、全ての組合わせにわたって混合(ミキシングまたは乗算)する。そして、混同した結果をすべてFFT(Fast Fourier Transform)処理して周波数分析し、そのうちベースバンド成分およびXA(またはXB)の2倍の高調波成分のスペクトラムを検出する。
図11は、図1の独立成分分析部200の第9の実施形態をより詳細に示す機能ブロック図である。図11においては、マトリクススイッチ600によりXAとXBとの組合わせを予め全て用意し、全ての組み合わせの信号成分を連接する。この連接信号とXCとを混合(ミキシングまたは乗算)し、FFT処理する。そして、第8の実施形態と同様に、スペクトラムが最大になる組み合わせを端子選択スイッチ500により選択することで、XAとXBとの組合わせの最適解を求めるようにする。このようにしても、原信号を連続的かつ忠実に再生することが可能となる。
図12は、図1の独立成分分析部200の第10の実施形態をより詳細に示す機能ブロック図である。図12においては、Δt1間の入力信号Xa、Δt2間の入力信号Xbの信号分離出力XA,XBと、(Δt1+Δt2)における信号分離出力XCの△t1、△t2成分XA’,XB’とを、それぞれ混合(ミキシングまたは乗算)する。その混合成分にFFT(周波数分析)処理を施し、第8および第9実施形態と同様に、スペクトラムが最大になる組み合わせを端子選択スイッチ500により選択することで、XAとXBとの組合わせの最適解を求めるようにする。このようにしても、原信号を連続的かつ忠実に再生することが可能となる。
Claims (4)
- 複数の原信号を含む混合信号をそれぞれ受信する複数のセンサと、この複数のセンサごとの受信信号から独立成分分析により前記原信号を分離・抽出する独立成分分析部とを具備する混合信号分離・抽出装置において、
前記独立成分分析部は、
連続するサンプリング期間ごとに前記複数のセンサごとの受信信号をサンプリングしてサンプルデータを取得するサンプリング手段と、
前記サンプルデータを用いた独立成分分析により前記サンプリング期間ごとに複数の原信号データを生成する分離手段と、
連続する2つのサンプリング期間のうち先行する第1サンプリング期間において生成された複数の第1原信号データと、前記第1サンプリング期間に続く第2サンプリング期間において生成された複数の第2原信号データとの、相互に連結すべき組み合わせを算出する算出手段と、
この算出手段により算出された組み合わせで前記複数の第1原信号データの各々を前記複数の第2原信号データのいずれかに連結して、連続する原信号を再生する連結手段とを備え、
さらに、前記サンプリング手段は、前記第1および第2サンプリング期間を連結した連結期間における前記複数のセンサごとの受信信号をサンプリングして長期間サンプルデータを取得し、
さらに、前記分離手段は、前記長期間サンプルデータを用いた独立成分分析により前記連結期間における複数の第3原信号データを生成し、
さらに、前記算出手段は、前記複数の第1および第2原信号データと前記第3原信号データとの互いの相関値を算出し、その結果に基づいて前記組み合わせを算出することを特徴とする混合信号分離・抽出装置。 - 複数の原信号を含む混合信号をそれぞれ受信する複数のセンサと、この複数のセンサごとの受信信号から独立成分分析により前記原信号を分離・抽出する独立成分分析部とを具備する混合信号分離・抽出装置において、
前記独立成分分析部は、
連続するサンプリング期間ごとに前記複数のセンサごとの受信信号をサンプリングしてサンプルデータを取得するサンプリング手段と、
前記サンプルデータを用いた独立成分分析により前記サンプリング期間ごとに複数の原信号データを生成する分離手段と、
連続する2つのサンプリング期間のうち先行する第1サンプリング期間において生成された複数の第1原信号データと、前記第1サンプリング期間に続く第2サンプリング期間において生成された複数の第2原信号データとの、相互に連結すべき組み合わせを算出する算出手段と、
この算出手段により算出された組み合わせで前記複数の第1原信号データの各々を前記複数の第2原信号データのいずれかに連結して、連続する原信号を再生する連結手段とを備え、
さらに、前記サンプリング手段は、前記第1および第2サンプリング期間を連結した連結期間における前記複数のセンサごとの受信信号をサンプリングして長期間サンプルデータを取得し、
さらに、前記分離手段は、前記長期間サンプルデータを用いた独立成分分析により前記連結期間における複数の第3原信号データを生成し、
さらに、前記算出手段は、前記複数の第1および第2原信号データと前記第3原信号データとの互いの周波数を比較し、その結果に基づいて前記組み合わせを算出することを特徴とする混合信号分離・抽出装置。 - 複数の原信号を含む混合信号をそれぞれ受信する複数のセンサと、この複数のセンサごとの受信信号から独立成分分析により前記原信号を分離・抽出する独立成分分析部とを具備する混合信号分離・抽出装置において、
前記独立成分分析部は、
連続するサンプリング期間ごとに前記複数のセンサごとの受信信号をサンプリングしてサンプルデータを取得するサンプリング手段と、
前記サンプルデータを用いた独立成分分析により前記サンプリング期間ごとに複数の原信号データを生成する分離手段と、
連続する2つのサンプリング期間のうち先行する第1サンプリング期間において生成された複数の第1原信号データと、前記第1サンプリング期間に続く第2サンプリング期間において生成された複数の第2原信号データとの、相互に連結すべき組み合わせを算出する算出手段と、
この算出手段により算出された組み合わせで前記複数の第1原信号データの各々を前記複数の第2原信号データのいずれかに連結して、連続する原信号を再生する連結手段とを備え、
さらに、前記サンプリング手段は、前記第1および第2サンプリング期間を連結した連結期間における前記複数のセンサごとの受信信号をサンプリングして長期間サンプルデータを取得し、
さらに、前記分離手段は、前記長期間サンプルデータを用いた独立成分分析により前記連結期間における複数の第3原信号データを生成し、
さらに、前記算出手段は、前記複数の第1および第2原信号データと前記第3原信号データとの4次統計量を算出し、その結果に基づいて前記組み合わせを算出することを特徴とする混合信号分離・抽出装置。 - 複数の原信号を含む混合信号をそれぞれ受信する複数のセンサと、この複数のセンサごとの受信信号から独立成分分析により前記原信号を分離・抽出する独立成分分析部とを具備する混合信号分離・抽出装置において、
前記独立成分分析部は、
連続するサンプリング期間ごとに前記複数のセンサごとの受信信号をサンプリングしてサンプルデータを取得するサンプリング手段と、
前記サンプルデータを用いた独立成分分析により前記サンプリング期間ごとに複数の原信号データを生成する分離手段と、
連続する2つのサンプリング期間のうち先行する第1サンプリング期間において生成された複数の第1原信号データと、前記第1サンプリング期間に続く第2サンプリング期間において生成された複数の第2原信号データとの、相互に連結すべき組み合わせを算出する算出手段と、
この算出手段により算出された組み合わせで前記複数の第1原信号データの各々を前記複数の第2原信号データのいずれかに連結して、連続する原信号を再生する連結手段とを備え、
さらに、前記サンプリング手段は、前記第1および第2サンプリング期間を連結した連結期間における前記複数のセンサごとの受信信号をサンプリングして長期間サンプルデータを取得し、
さらに、前記分離手段は、前記長期間サンプルデータを用いた独立成分分析により前記連結期間における複数の第3原信号データを生成し、
さらに、前記算出手段は、前記複数の第1および第2原信号データと前記第3原信号データとの混合成分における2倍高調波成分のスペクトラムに基づいて前記組み合わせを算出することを特徴とする混合信号分離・抽出装置。
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