JP5094281B2 - Signal separation device - Google Patents

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Description

本発明は、複数の源信号が混信した観測信号から源信号を分離抽出する信号分離装置に関する。   The present invention relates to a signal separation device that separates and extracts a source signal from an observation signal in which multiple source signals interfere.

まず、従来技術を説明する前に、独立成分分析(ICA:Independent Component Analysis)とその不確定性について簡単に説明する。   First, before explaining the prior art, an independent component analysis (ICA) and its uncertainty will be briefly explained.

ICAは、複数の源信号が混信した信号を、複数の受信センサで受信し、各源信号が互いに独立であるという確率統計的性質を利用して、受信した観測信号から源信号を分離抽出する手法である。この技術自体は、公知で広く知られている。図15は、ICA処理の概念図である。   The ICA separates and extracts a source signal from the received observation signal by using a stochastic statistical property that a plurality of reception sensors receive signals mixed with a plurality of source signals and each source signal is independent of each other. It is a technique. This technique itself is known and widely known. FIG. 15 is a conceptual diagram of ICA processing.

ICAでは、ある時間長Nを持つ観測信号をバッチ的に統計処理することにより、分離信号を算出する。J波の源信号s(j=1、・・・、J)が混信した信号を、I本のセンサで受信した際の各観測信号をx(i=1、・・・、I)とする。それぞれは、時々刻々と送受信される時系列に並んだ信号、すなわち、s={s(k)}={s(1)、s(2)、・・・、s(N)}、x={x(k)}={x(1)、x(2)、・・・、x(N)}である。ここで、I、J、Nは、それぞれ、2以上の正の整数である。このとき、混信観測信号の数式モデルは、次式(1)で与えられる。 In ICA, an observation signal having a certain time length N is statistically processed batchwise to calculate a separation signal. X i (i = 1,..., I) is a signal obtained by interfering with the J-wave source signal s j (j = 1,..., J). And Each is a signal arranged in a time series transmitted and received from time to time, that is, s j = {s j (k)} = {s j (1), s j (2),..., S j (N )}, X i = {x i (k)} = {x i (1), x i (2),..., X i (N)}. Here, I, J, and N are each a positive integer of 2 or more. At this time, the mathematical model of the interference observation signal is given by the following formula (1).

Figure 0005094281
Figure 0005094281

ここで、s=[s・・・sは、源信号s(j=1、・・・、J)をベクトル状に並べた源信号ベクトルであり、Aは、混信を意味するI行J列の行列で混合行列と呼ばれ、x=[x・・・xは、観測信号x(i=1、・・・、I)をベクトル状に並べた観測信号ベクトルである。ICAは、源信号間の確率統計的独立性を仮定し、分離信号が独立になるように、混合行列Aの推定値A(^)(ここで、表記(^)は、かっこの前の文字の上部に^が付された推定値を意味する)を推定し、次式(2)のように観測信号ベクトルxに乗算することにより、源信号を分離する。 Here, s = [s 1 ... S J ] T is a source signal vector in which source signals s j (j = 1,..., J) are arranged in a vector shape, and A means interference. X = [x 1 ... X I ] T is an observation in which observation signals x i (i = 1,..., I) are arranged in a vector shape. It is a signal vector. ICA assumes stochastic independence between source signals and estimates A (^) of mixing matrix A (where the notation (^) is the character preceding the parenthesis so that the separated signals are independent). The source signal is separated by multiplying the observed signal vector x by the following equation (2).

Figure 0005094281
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y(^)=[y(^)・・・y(^)]は、分離信号ベクトルであり、y(^)={y(^)(k)}={y(^)(1)、y(^)(2)・・・、y(^)(N)]である。上式(2)のように、ICAが混合行列Aを正しく推定できれば、A(^)−1Aは、単位行列Iに近い値となるため、源信号sを分離抽出することができる。 y (^) = [y 1 (^) ... y J (^)] T is a separated signal vector, and y j (^) = {y j (^) (k)} = {y j ( ^) (1), y j (^) (2)..., Y j (^) (N)]. If ICA can correctly estimate the mixing matrix A as shown in the above equation (2), A (^) −1 A becomes a value close to the unit matrix I, so that the source signal s can be separated and extracted.

ただし、上式(1)で表されるICAの観測モデルは、下式(3)あるいは(4)のように変形することができる。説明を簡単にするため、源信号数が2波の場合について説明する。   However, the ICA observation model represented by the above equation (1) can be modified as the following equation (3) or (4). In order to simplify the description, a case where the number of source signals is two will be described.

Figure 0005094281
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ここで、A(j=1、・・・、J)は、混合行列Aの列ベクトルであり、α(j=1、・・・、J)は、任意の係数である。上式(3)は、任意の係数αが介在しても、観測信号ベクトルxは、変化しないことを示している。言い換えると、観測信号ベクトルxをどのように処理したとしても、xの情報だけからは、αの値を知ることができないことを意味している。すなわち、ICAで得られる分離信号には、ある未知係数が掛かっている。 Here, A j (j = 1,..., J) is a column vector of the mixing matrix A, and α j (j = 1,..., J) is an arbitrary coefficient. The above equation (3) indicates that the observed signal vector x does not change even if an arbitrary coefficient α j is present. In other words, no matter how the observed signal vector x is processed, it means that the value of α j cannot be known only from the information of x. That is, a certain unknown coefficient is applied to the separated signal obtained by ICA.

一方、上式(4)は、sの順番を入れ替え、混合行列Aの列を入れ替えても、観測信号ベクトルxは変化しないことを意味している。言い換えると、観測信号ベクトルxをどのように処理したとしても、観測信号ベクトルxの情報だけからは、源信号sの順番を知ることができないことを意味している。これが、分離信号の順番の不確定性、つまり、得られた分離信号ベクトルy(^)は、源信号推定値s(^)およびs(^)を要素として持つが、それが、下式(5)または(6)であるのか分からないことを意味する。 On the other hand, the above equation (4) means that the observed signal vector x does not change even if the order of s j is changed and the columns of the mixing matrix A are changed. In other words, no matter how the observation signal vector x is processed, it means that the order of the source signal s j cannot be known only from the information of the observation signal vector x. This is the uncertainty of the order of the separated signals, that is, the obtained separated signal vector y (^) has the source signal estimated values s 1 (^) and s 2 (^) as elements. It means that it is not known whether it is the formula (5) or (6).

Figure 0005094281
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以上が、ICAの不確定性に関する説明である。   The above is an explanation of ICA uncertainty.

上記の性質より、ICAにより時系列に時々刻々と得られる観測ベクトルを、ある時間長毎(ブロック毎)に分割して分離処理すると、分離信号間の対応付けに不確定性が残るという性質がある。不確定性のある信号をそのまま連接してしまうと、正しく源信号を復元できない。このため、何らかの方法で対応付けを決定する必要がある。   Due to the above property, if the observation vector obtained from time to time by ICA is divided and processed for every certain length of time (each block), the uncertainties remain in the correspondence between the separated signals. is there. If the uncertain signal is connected as it is, the source signal cannot be correctly restored. For this reason, it is necessary to determine the association by some method.

上記問題に対し、対応付けを決定するための従来技術がある(例えば、非特許文献1参照)。図16は、分離信号間の対応付けを行う従来の信号分離装置のブロック図である。また、図17は、従来の信号分離装置による処理の概要を説明する図である。この従来の方法は、ICA出力として得られる混合行列推定値A(^)の列ベクトルA(^)のブロック間での類似性により、対応付けを決定するものである。 There is a conventional technique for determining the correspondence to the above problem (see, for example, Non-Patent Document 1). FIG. 16 is a block diagram of a conventional signal separation device that associates separation signals. FIG. 17 is a diagram for explaining the outline of processing by a conventional signal separation device. In this conventional method, the correspondence is determined by the similarity between the blocks of the column vector A j (() of the mixed matrix estimation value A (() obtained as the ICA output.

今、信号分離装置10は、第p−1ブロック(前ブロックに相当)までの一連の処理を終了し、第pブロック(現ブロックに相当)の処理を始めるとする。この従来の方法は、まず、時系列に時々刻々と受信される混信信号を、ブロック分割部20で、ある時間長をもつブロック毎に区切り、独立成分分析部30に出力する。ここで、第p番目の観測信号ベクトルをx(p)と呼ぶ。独立成分分析部30は、観測信号ベクトルx(p)に対して分離処理を行う。 Now, it is assumed that the signal separation device 10 finishes a series of processing up to the p-1th block (corresponding to the previous block) and starts processing of the pth block (corresponding to the current block). In this conventional method, first, an interference signal received from time to time is divided into blocks each having a certain time length by the block dividing unit 20 and output to the independent component analyzing unit 30. Here, the p-th observation signal vector is referred to as x (p) . The independent component analysis unit 30 performs a separation process on the observation signal vector x (p) .

その結果、分離信号y(p)と混合行列推定値A(^)(p)が得られる。次に、上式(4)で説明したように、混合行列推定値A(^)(p)の列ベクトルA(^)(p)(j=1、・・・、J)の順番は、分離信号s(^)(p)の順番と対応しているため、列ベクトルA(^)(p)の類似性により、ブロック間の分離信号の対応付けを決定する。 As a result, the separated signal y (p) and the mixing matrix estimation value A (^) (p) are obtained. Next, as described in the above equation (4), the order of the column vector A j (^) (p) (j = 1,..., J) of the mixed matrix estimation value A (^) (p) is , Corresponding to the order of the separated signals s j (^) (p) , the correspondence of the separated signals between the blocks is determined by the similarity of the column vector A j (^) (p) .

ただし、ここでは、規格化列ベクトル計算部50により混合行列推定値A(^)(p)の各列ベクトルA(^)(p)を規格化した規格化列ベクトルD (p)を用いる(詳細は、非特許文献1を参照願いたい)。類似性の判定には、規格化列ベクトルD (p)やそれから得られる位相値などの各種情報を追尾フィルタ入力ベクトルとして、追尾処理部60による追尾処理を用いる。より具体的には、相関処理により、すでに対応付けが決まっている第1ブロックから第p−1ブロックまでの規格化列ベクトル{D (1)、・・・、D (p−1)}と第pブロックの規格化列ベクトルD (p)間の類似性の判定を行う。 However, here, the normalized column vector D j (p) obtained by normalizing each column vector A j (^) (p) of the mixed matrix estimation value A (^) (p) by the normalized column vector calculation unit 50 is used. Use (refer to Non-Patent Document 1 for details). For the determination of similarity, the tracking processing by the tracking processing unit 60 is used by using various information such as the normalized column vector D j (p) and the phase value obtained therefrom as a tracking filter input vector. More specifically, the normalized column vectors {D j (1) ,..., D j (p−1) from the first block to the p−1 block that have already been associated by correlation processing. } And the normalized column vector D j (p) of the p-th block are determined.

図18は、従来の追尾処理部に含まれる相関処理部70のブロック図であり、相関処理部についてだけ簡単に触れる(なお、追尾処理部の詳細については、非特許文献1を参照願いたい)。例えば、GNN(Global Nearest Neighbor)追尾フィルタを用いる場合、相関処理部70では、まず、残差2次形式計算部71で、下式(7)に示すような残差2次形式を計算する。   FIG. 18 is a block diagram of a correlation processing unit 70 included in a conventional tracking processing unit, and only the correlation processing unit is briefly touched (for details of the tracking processing unit, refer to Non-Patent Document 1). . For example, when a GNN (Global Nearest Neighbor) tracking filter is used, the correlation processing unit 70 first calculates a residual secondary format as shown in the following equation (7) by the residual secondary format calculation unit 71.

Figure 0005094281
Figure 0005094281

ここで、j1は、追尾航跡の番号、j2は、追尾フィルタ入力ベクトルの番号、zj1(−)(p)は、航跡予測ベクトル(ここで、表記(−)は、かっこの前の文字の上部に−が付された予測値を意味する)、zj2 (p)は、追尾フィルタ入力ベクトル、di1_i2は、残差2次形式(sj1 (p)によって規格化された、航跡と追尾フィルタ入力ベクトルの距離)、dは、ゲート半径(残差2次形式閾値)、sj1 (p)は、残差共分散行列である。 Here, j1 is the number of the tracking track, j2 is the number of the tracking filter input vector, z j1 (−) (p) is the track prediction vector (where the notation (−) is the character preceding the parenthesis) Z j2 (p) is the tracking filter input vector, d i1 — i2 is the track and tracking normalized by the residual quadratic form (s j1 (p)) (Distance of filter input vector), d is a gate radius (residual quadratic threshold), and s j1 (p) is a residual covariance matrix.

次に、残差2次形式閾値判定部72および残差2次形式に基づく最適組合せ計算部73で、下式(8)のように、相関処理式に基づく対応判定を行う。   Next, the residual secondary form threshold determination unit 72 and the optimum combination calculation unit 73 based on the residual secondary form perform correspondence determination based on the correlation processing formula as shown in the following formula (8).

Figure 0005094281
Figure 0005094281

上式(8)は、各航跡に対し、重複せずに1つの追尾フィルタ入力ベクトルが対応しながら、かつ、残差2次形式の和が最小となるような最適対応付けを選ぶという意味である。この判定結果が第1ブロックから第p−1ブロックまでの規格化列ベクトルと第pブロックの規格化列ベクトルの対応付け判定結果となる。   The above equation (8) means that the optimum correspondence is selected so that one tracking filter input vector corresponds to each track without overlapping and the sum of the residual quadratic form is minimized. is there. This determination result is a determination result of correspondence between the standardized column vectors from the first block to the (p-1) th block and the standardized column vector of the pth block.

なお、ここで、dは、残差2次形式に対する閾値であり、上限の閾値を課すことにより、距離がある長さより短い、すなわち、対応可能性の高い追尾フィルタ入力ベクトルのみに対し相関を考慮することを意味する。なお、この値を無限大にしておくと、閾値判定で失格となる場合がないので、もれなく相関を成立させることができる。   Here, d is a threshold value for the residual quadratic form, and by imposing an upper limit threshold value, the distance is shorter than a certain length, that is, the correlation is considered only for the tracking filter input vector having a high possibility of correspondence. It means to do. Note that if this value is set to infinity, there is no case of disqualification in the threshold determination, so that correlation can be established without fail.

最後に、y(^)(1)からy(^)(p−1)までを対応付けおよび連接完了した分離信号s(^)と、分離信号y(^)(p)との間で、規格化列ベクトルの相関結果に対応した連接を行い、出力する。図19は、従来の連接処理部40のブロック図である。連接するに当たっては、まず、未知係数除去部41により、上式(3)で説明した未知係数α (p)を除去する必要がある。これを除去しないまま連接すると、ブロック毎に異なるα (p)でスケールされた分離信号を連接することになり、正しく連接されない。今、ICAの出力結果が正しく分離できているとする。すなわち、下式(9)、(10)が成立するとする。 Finally, the separated signal s j (^) that has been associated and concatenated from y j (^) (1) to y j (^) (p−1 ), and the separated signal y j (^) (p) Are connected corresponding to the correlation result of the normalized column vector and output. FIG. 19 is a block diagram of a conventional connection processing unit 40. In connecting them, first, the unknown coefficient removal unit 41 needs to remove the unknown coefficient α j (p) described in the above equation (3). If they are connected without removing them, separated signals scaled with different α j (p) for each block will be connected, and will not be connected correctly. Assume that the output results of ICA are correctly separated. That is, the following expressions (9) and (10) are established.

Figure 0005094281
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すると、混合行列推定値A(^)の任意の行i’を選択し、対応する要素と分離信号を乗算することにより、下式(11)のように、不確定性α (p)をキャンセルできる。 Then, by selecting an arbitrary row i ′ of the mixing matrix estimation value A (^) and multiplying the corresponding element by the separation signal, the uncertainty α j (p) is expressed by the following equation (11). Can be canceled.

Figure 0005094281
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上式(11)のように、未知係数除去部41で、Ai’i(^)(p)でスケーリングされた分離信号Ai’j(^)(p)(^)(p)を新たにy(^)(p)と置き換えて使用する。そして、結合部42でy(^)(1)からy(^)(p−1)までを対応付けおよび連接完了した分離信号s(^)と対応する第pブロックの分離信号y(^)(p)を連結する。 As in the above equation (11), with unknown coefficients removal unit 41, A I'i (^) (p) in scaled separated signal A i'j (^) (p) y j (^) (p) Is newly replaced with y j (^) (p) . Then, the separation signal y of the p-th block corresponding to the separation signal s j (^) that has been associated and concatenated from y j (^) (1) to y j (^) (p−1) in the combining unit 42. j (^) (p) is connected.

以上の処理を、逐次入力される観測信号に対して繰り返すことにより、分離信号の対応付けを逐次的に行い、連接結果s(^)を逐次的に出力する。 By repeating the above processing for the observation signals that are sequentially input, the separation signals are sequentially associated, and the concatenation result s j (^) is sequentially output.

「独立成分分析の混合行列による分離信号ID推定法」、2006年電子情報通信学会全国大会、A−4−22、2006年3月"Separated signal ID estimation method using mixing matrix of independent component analysis", 2006 IEICE National Convention, A-4-22, March 2006

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
上記のように、従来技術では、混合行列推定値の(規格化された)列ベクトルの追尾処理により、分離信号の対応付けを決定する。しかしながら、低S/Nなどの、劣悪な電波環境では、ICAの分離性能の劣化により、混合行列推定値がブロック間でばらついてしまう。すなわち、列ベクトルのブロック間でのばらつきが大きいため、ブロック間の列ベクトルの値が著しく異なってしまい、相関間違いや相関が成立しない確率が高くなる。その結果、対応付け方式の正解率が低くなるという問題がある。
However, the prior art has the following problems.
As described above, in the prior art, the separation signal correspondence is determined by the tracking processing of the (normalized) column vector of the mixing matrix estimation value. However, in a poor radio wave environment such as low S / N, the mixing matrix estimation value varies between blocks due to deterioration of the separation performance of ICA. That is, since the variation of the column vector between the blocks is large, the values of the column vectors between the blocks are remarkably different, and the probability that a correlation error or correlation is not established increases. As a result, there is a problem that the accuracy rate of the association method is lowered.

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、分離信号の対応付けの正解率を改善することのできる信号分離装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a signal separation device that can improve the accuracy rate of separation signal correspondence.

本発明に係る信号分離装置は、複数の源信号が混信した信号を複数の受信センサを介して複数の時系列観測信号として受信し、複数の時系列観測信号のそれぞれをある時間長を有するブロックごとに分割するブロック分割部と、ブロック分割部で分割された複数の観測信号に独立成分分析を適用して分離処理を行うことにより複数の分離信号および混合行列推定値を抽出する独立成分分析部と、独立成分分析部による抽出結果に基づいて、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行う相関処理部と、相関処理部により対応付けられたそれぞれの分離信号を連接し、複数の源信号に相当する連接信号を生成する連接処理部とを備えた信号分離装置において、ブロック分割部は、時系列の観測信号をブロックごとに分割する際に、前後のブロックを時間的に一部重複させて分割し、相関処理部は、前記現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前記前ブロックから抽出された複数の分離信号との重複部分における相関処理を行い、前記重複部分における相関処理結果により、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行うものである。 The signal separation device according to the present invention receives a signal in which a plurality of source signals interfere with each other as a plurality of time series observation signals via a plurality of reception sensors, and each of the plurality of time series observation signals has a certain length of time. A block division unit that divides each block, and an independent component analysis unit that extracts a plurality of separated signals and mixed matrix estimation values by performing separation processing by applying independent component analysis to a plurality of observation signals divided by the block division unit And a correlation processing unit that associates a plurality of separated signals extracted from the current block with a plurality of separated signals extracted from the previous block based on the extraction result by the independent component analyzing unit, and a correlation processing unit In the signal separation device including a concatenation processing unit that concatenates each associated separated signal and generates a concatenated signal corresponding to a plurality of source signals, the block dividing unit includes: When dividing the observation signals of the column for each block is divided by partially overlap the preceding and succeeding blocks in time, the correlation processing unit, a plurality of separation signals the extracted from the current block, from the previous block Correlation processing is performed in the overlapping portion with the plurality of extracted separation signals, and a plurality of separation signals extracted from the current block and a plurality of separation signals extracted from the previous block are obtained based on the correlation processing result in the overlapping portion. The association is performed .

本発明によれば、ブロックを一部重複させることにより列ベクトルのブロック間でのばらつきを低減し、さらに、ブロック間で、分離信号の重複箇所の相関係数値を、追尾相関処理と併用することで相関判定正解率を向上させることができ、対応付けの正解率を改善することのできる信号分離装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the variation between the blocks of the column vector by partially overlapping the blocks, and further to use the correlation coefficient value of the overlapping portion of the separation signal between the blocks together with the tracking correlation processing. Thus, it is possible to improve the correlation determination accuracy rate, and to obtain a signal separation device that can improve the correlation accuracy rate.

以下、本発明の信号分離装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a signal separation device of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
本発明の信号分離装置における課題解決の方法の主なポイントは、大きく分けて、以下の3点である。
1)処理ブロックを重複させる点
2)重複箇所の分離信号間の相関係数値を、追尾相関処理と併用する点
3)重複箇所を考慮した連接処理を行う点
以下、これらのポイントのそれぞれについて、詳細に説明する。
Embodiment 1 FIG.
The main points of the problem solving method in the signal separation device of the present invention are broadly divided into the following three points.
1) Points where processing blocks are duplicated 2) Points where correlation coefficient values between separated signals at overlapping locations are used in combination with tracking correlation processing 3) Points where connection processing is performed in consideration of overlapping locations. This will be described in detail.

図1は、本発明の実施の形態1における信号分離装置のブロック図である。従来技術に対応した先の図16の信号処理装置と比較すると、図1の信号処理装置は、ブロック分割部20の代わりに重複ブロック分割部20aを用いているとともに、相関処理部70aの働きが異なっている。   FIG. 1 is a block diagram of a signal separation device according to Embodiment 1 of the present invention. Compared with the signal processing apparatus of FIG. 16 corresponding to the prior art, the signal processing apparatus of FIG. 1 uses the overlapping block division unit 20a instead of the block division unit 20, and the function of the correlation processing unit 70a. Is different.

また、図2は、本発明の実施の形態1における信号分離装置の処理の概要を説明する図である。今、信号分離装置10は、第p−1ブロックまでの対応付けと分離信号連接を終了し、第pブロックの処理を始めるとする。重複ブロック分割部20aは、時々刻々と受信される信号から、第p−1ブロックまでの分離結果s(^)と時間的に一部重複させて、第pブロックの観測信号を取得する(図2参照)。 Moreover, FIG. 2 is a figure explaining the outline | summary of the process of the signal separation apparatus in Embodiment 1 of this invention. Now, it is assumed that the signal separation device 10 finishes the association and separation signal connection up to the (p-1) th block and starts the processing of the pth block. The overlapping block dividing unit 20a obtains an observation signal of the p-th block by partially overlapping the separation result s j (^) up to the (p-1) -th block from the signal received from time to time. (See FIG. 2).

第pブロックの観測信号x(p)は、K (p)≦k<K (p)の時間kをとるとする。このとき、第pブロック長は、N(p)=K (p)−K (p)、重複幅は、W(p)=K (p−1)−K (p)となる。ここで、重複幅、ブロック長は、ブロック毎に任意値に設定・変更することができるが、重複するためには、K (p−1)≧K (p)の条件が必要である。なお、第p−1だけに限らず、それ以前の時刻に遡って重複させてもよい。 It is assumed that the observation signal x (p) of the p-th block takes time k of K a (p) ≦ k <K b (p) . At this time, the p-th block length is N (p) = K b (p) −K a (p) , and the overlap width is W (p) = K b (p−1) −K a (p). . Here, the overlap width and block length can be set / changed to arbitrary values for each block, but in order to overlap, the condition of K b (p−1) ≧ K a (p) is necessary. . In addition, it is not limited to the (p-1) th, but may be overlapped retroactively.

次に、独立成分分析部30は、重複ブロック分割部20aで取得した観測信号ブロックの分離処理を行い、混合行列推定値A(^)(p)と分離信号y(^)(p)を得る。そして、従来技術で説明したように、後段の相関処理を用いて、列ベクトルのブロック間の類似性により対応付けを行うことにより、ブロック間の分離信号の対応付けを行う。 Next, the independent component analysis unit 30 performs the separation process of the observation signal block acquired by the overlapping block division unit 20a, and obtains the mixed matrix estimation value A (^) (p) and the separated signal y (^) (p) . . Then, as described in the related art, the correlation between the blocks in the column vector is associated by using the correlation processing in the subsequent stage, thereby associating the separated signals between the blocks.

ここで、独立成分分析部30は、確率統計処理により信号を分離するので、第pブロックを第p−1ブロックと重複させる程、ブロック間で観測信号に共通部分が存在する。このため、確率統計処理の結果が似通ったものとなり、その結果、混合行列推定値のばらつきを小さく抑えることができる(極端な場合、重複が100%であれば、第p−1ブロックと第pブロックは、同一観測信号を扱うことになるため、同一の混合行列推定値が得られる。すなわち、ばらつきが生じない)。   Here, since the independent component analysis unit 30 separates the signals by the probability statistical processing, there is a common part in the observation signal between the blocks as the p-th block overlaps the p-1 block. For this reason, the result of the probability statistical process becomes similar, and as a result, the variation of the mixed matrix estimation value can be suppressed to be small (in the extreme case, if the overlap is 100%, the p-1 block and the pth block). Since the blocks handle the same observed signal, the same mixed matrix estimate is obtained (ie, no variation occurs).

ただし、無駄に重複させすぎても、時間方向への処理が進まないので、追尾が可能な程度にばらつきを小さくしながらも、重複度W(p)は、小さくなるよう、電波環境に応じて適切な重複度W(p)を設定すればよい。 However, even if it is excessively overlapped, the processing in the time direction does not proceed. Therefore, the degree of overlap W (p) is reduced according to the radio wave environment so that the variation is small enough to enable tracking. An appropriate redundancy W (p) may be set.

本発明は、相関係数による相関処理と追尾相関処理とを併用することを第2のポイントとしている。しかしながら、相関係数による相関処理のみで分離信号を対応付けることも可能であり、この方法を簡単に説明する。図3は、本発明の実施の形態1における信号分離装置のブロック図である。この図3に示した信号分離装置10の場合には、追尾処理を用いず、相関係数のみを判定基準とする。   The second point of the present invention is to use both the correlation processing based on the correlation coefficient and the tracking correlation processing. However, it is possible to associate the separated signals only by the correlation processing using the correlation coefficient, and this method will be briefly described. FIG. 3 is a block diagram of the signal separation device according to Embodiment 1 of the present invention. In the case of the signal separation device 10 shown in FIG. 3, the tracking process is not used, and only the correlation coefficient is used as the determination criterion.

独立成分分析部30は、重複ブロック分割部20aで得られた第p観測信号ベクトルを分離処理する。そこで、相関処理部70bは、第pブロック分離信号とそれまでに処理済の分離信号の重複部での相関係数を計算する。   The independent component analysis unit 30 performs a separation process on the p-th observation signal vector obtained by the overlapping block division unit 20a. Therefore, the correlation processing unit 70b calculates a correlation coefficient in the overlapping part of the p-th block separation signal and the separation signal that has been processed so far.

さらに、相関処理部70bは、第pブロック分離信号とそれまでに処理済の分離信号の重複部での相関係数値が高い対応を決定する。そして、対応付けされたそれぞれの分離信号は、連接処理部40により連接後、最終的な分離結果として出力される。   Further, the correlation processing unit 70b determines a correspondence having a high correlation coefficient value in the overlapping part of the p-th block separation signal and the separation signal processed so far. The associated separation signals are output as final separation results after being connected by the connection processing unit 40.

次に、相関処理部70bをより詳しく説明する。図4は、本発明の実施の形態1における相関処理部70bのブロック図である。相関係数計算部74は、次式(12)により、時間が重複する箇所で、相関係数を総当りで計算する。   Next, the correlation processing unit 70b will be described in more detail. FIG. 4 is a block diagram of correlation processing unit 70b according to Embodiment 1 of the present invention. The correlation coefficient calculation unit 74 calculates the correlation coefficient with brute force at a place where time overlaps according to the following equation (12).

Figure 0005094281
Figure 0005094281

ここで、j1は、第p−1ブロックまで処理が終了している信号の番号であり、sj1(^)(k)は、その分離信号結果である。また、j2は、第pブロックの分離信号の番号であり、yj2(^)(p)(k)は、第pブロックの分離信号であり、corrは、相関係数演算子である。相関係数が高いほど、分離信号間の類似性が高いので、対応する可能性が高い。そこで、下式(13)に従って、それぞれの相関係数の値に基づき、相関係数の和が最大となるような組み合わせを決定すればよい(相関係数閾値判定部75および相関係数値に基づく最適組み合わせ計算部76)。 Here, j1 is the number of the signal that has been processed up to the (p−1) -th block, and s j1 (^) (k) is the separated signal result. J2 is the number of the separated signal of the p-th block, y j2 (^) (p) (k) is the separated signal of the p-th block, and corr is a correlation coefficient operator. The higher the correlation coefficient, the higher the similarity between separated signals, so there is a higher possibility of corresponding. Therefore, a combination that maximizes the sum of the correlation coefficients may be determined based on each correlation coefficient value according to the following equation (13) (based on the correlation coefficient threshold value determination unit 75 and the correlation coefficient value). Optimal combination calculator 76).

Figure 0005094281
Figure 0005094281

ここで、Cは、相関係数に対する閾値であり、相関係数に下限の制約を課すことにより、対応可能性がある程度高い分離信号のみに対し相関を決定することを意味する。なお、この値を0にしておくと、閾値判定で失格となる対応が無いので、もれなく相関を成立させることができる。   Here, C is a threshold for the correlation coefficient, and means that a correlation is determined only for a separated signal that has a certain degree of correspondence possibility by imposing a lower limit constraint on the correlation coefficient. If this value is set to 0, there is no correspondence that is disqualified in the threshold determination, so that the correlation can be established without omission.

次に、先の図1に戻って、相関係数値を、追尾相関処理に併用する方法について説明する。図5は、本発明の実施の形態1における相関処理部70aのブロック図である。この図5に示すように、先の図18の追尾相関処理結果である組合せ決定結果1と、図4の相関係数相関処理結果である組合せ決定結果2の両方から、最終組合せ判定部77を用いて最終判断をし、最終的な組合せを決定する。   Next, returning to FIG. 1, a method of using the correlation coefficient value in the tracking correlation process will be described. FIG. 5 is a block diagram of correlation processing unit 70a according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 5, from both the combination determination result 1 that is the tracking correlation processing result of FIG. 18 and the combination determination result 2 that is the correlation coefficient correlation processing result of FIG. Use it to make a final decision and determine the final combination.

最後に、図1に示した連接処理部40について説明する。ここでのポイントは、従来技術である先の図19と異なり、重複部で、第p−1ブロックまでの分離信号s(^)と第pブロックの信号y(^)(p)が存在するため、どちらかを選択する処理が必要となる。 Finally, the connection processing unit 40 shown in FIG. 1 will be described. The point here is that, unlike FIG. 19 which is the prior art, the separated signal s j (^) up to the p−1 block and the signal y j (^) (p) of the p-th block are overlapped. Since it exists, a process for selecting either one is required.

図6は、本発明の実施の形態1の連接処理部40において、重複部分でs(^)を選択する方法の説明図である。また、図7は、本発明の実施の形態1における連接処理部40のブロック図である。図6、図7に示すように、分離信号の重複部分でs(^)を選択する場合、下式(14)のように対応付けの決定した信号ペアに対し、信号を連接する。 FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for selecting s j (^) at the overlapping portion in the concatenation processing unit 40 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of the connection processing unit 40 according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIGS. 6 and 7, when s j (^) is selected in the overlapping portion of the separated signal, the signal is concatenated to the signal pair determined to be associated as in the following equation (14).

Figure 0005094281
Figure 0005094281

もちろん、その逆、すなわち、重複部分でy(^)(p)を選択することも考えられる。方法は明らかなので、説明は省略する。 Of course, it is also conceivable to select y j ()) (p) in the reverse direction, that is, in the overlapping portion. Since the method is clear, description is omitted.

以上のように、実施の形態1によれば、処理ブロックを重複させることにより、処理ブロック間の規格化列ベクトルのばらつきが減少するため、追尾が容易になり、分離信号の対応付け正解率が向上する。さらに、重複箇所の分離信号間の相関係数値を、対応付け判定に併用することで、情報量の増大に伴って相関精度が向上することとなり、対応付け正解率が向上する。   As described above, according to the first embodiment, by overlapping the processing blocks, the variation of the standardized column vector between the processing blocks is reduced, so that tracking becomes easy and the correspondence accuracy rate of the separated signal is increased. improves. Further, by using the correlation coefficient value between the separated signals at overlapping portions together in the association determination, the correlation accuracy is improved as the amount of information increases, and the association accuracy rate is improved.

なお、上述したように、重複箇所の分離信号間の相関係数値を、追尾相関処理と併用することは必ずしも必要ない。重複箇所の分離信号間の相関係数値だけを用いて対応付けの正解率を向上させることも可能である。   Note that, as described above, it is not always necessary to use the correlation coefficient value between the separated signals at overlapping portions in combination with the tracking correlation process. It is also possible to improve the correspondence correct rate by using only the correlation coefficient values between the separated signals at the overlapping portions.

実施の形態2.
本実施の形態2では、先の実施の形態1で説明した図1、図5の相関処理部70aとは異なる新たな形態を有する相関処理部70cについて説明する。この相関処理部70cでは、相関係数値と残差2次形式を重み付けした値により、最適化組合せを決定する方法を説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a correlation processing unit 70c having a new form different from the correlation processing unit 70a of FIGS. 1 and 5 described in the first embodiment will be described. In this correlation processing unit 70c, a method of determining an optimization combination based on a value obtained by weighting the correlation coefficient value and the residual quadratic form will be described.

図8は、本発明の実施の形態2における相関処理部70cのブロック図である。図8に示す重み付け閾値判定部78および重み付け最適組合せ計算部79は、次式(15)の重み付け最適化問題により相関を決定する。   FIG. 8 is a block diagram of correlation processing unit 70c in the second embodiment of the present invention. The weighting threshold value determination unit 78 and the optimum weighting combination calculation unit 79 shown in FIG.

Figure 0005094281
Figure 0005094281

ここで、αは、0から1の値をもつ重み付け係数であり、hは、残差2次形式と相関係数の逆数の値を同じレベルに調整するスケーリング係数である。   Here, α is a weighting coefficient having a value from 0 to 1, and h is a scaling coefficient that adjusts the value of the reciprocal of the residual quadratic form and the correlation coefficient to the same level.

以上のように、実施の形態2によれば、相関係数値と残差2次形式を同じスケーリングに基づいて重み付けし、重み付け最適化問題により相関を決定し、分離信号の組合せ決定結果を得ることができる。このような方法によっても、重複箇所の分離信号間の相関係数値を、追尾相関処理と併用することができ、対応付け正解率の向上を図ることができる。   As described above, according to the second embodiment, the correlation coefficient value and the residual quadratic form are weighted based on the same scaling, the correlation is determined by the weighting optimization problem, and the combined signal combination determination result is obtained. Can do. Also with such a method, the correlation coefficient value between the separated signals at the overlapping portion can be used together with the tracking correlation processing, and the correspondence accuracy rate can be improved.

実施の形態3.
本実施の形態3では、先の実施の形態1で説明した図1、図5の相関処理部70a、あるいは先の実施の形態2で説明した図8の相関処理部70cとは異なる新たな形態を有する相関処理部70dについて説明する。この相関処理部70dでは、追尾の相関処理の後、相関の成立しなかったものに対し、再度、相関係数による対応付けを行う方法を説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a new form different from the correlation processing unit 70a of FIGS. 1 and 5 described in the first embodiment or the correlation processing unit 70c of FIG. 8 described in the second embodiment. The correlation processing unit 70d having In this correlation processing unit 70d, a method of performing association using correlation coefficients again for those for which correlation has not been established after tracking correlation processing will be described.

図9は、本発明の実施の形態3における相関処理部70dのブロック図である。図9に示す相関処理部70dは、まず、追尾相関処理を行う。次に、相関の成立した航跡と追尾フィルタ入力ベクトルの番号の集合をΦとすると、次式(16)により、集合Φに含まれない残りの信号に対し、相関係数に基づく相関処理を行う。   FIG. 9 is a block diagram of the correlation processing unit 70d according to Embodiment 3 of the present invention. The correlation processing unit 70d illustrated in FIG. 9 first performs tracking correlation processing. Next, assuming that the set of the number of the track and the tracking filter input vector in which the correlation is established is Φ, the correlation processing based on the correlation coefficient is performed on the remaining signals not included in the set Φ according to the following equation (16). .

Figure 0005094281
Figure 0005094281

以上のように、実施の形態3によれば、残差2次形式による追尾相関処理を優先して行い、相関が正しく求められなかった残りの信号に対して相関係数に基づく相関処理を行っている。このような方法によっても、重複箇所の分離信号間の相関係数値を、追尾相関処理と併用することができ、演算処理量を削減した上で、対応付け正解率の向上を図ることができる。   As described above, according to the third embodiment, the tracking correlation processing in the residual quadratic format is performed with priority, and the correlation processing based on the correlation coefficient is performed on the remaining signals for which correlation is not correctly obtained. ing. Also by such a method, the correlation coefficient value between the separated signals at the overlapping portion can be used together with the tracking correlation process, and the correspondence accuracy rate can be improved while reducing the amount of calculation processing.

なお、その逆も同様である。すなわち、相関係数に基づく相関処理で相関の取れなかった残りの入力値に対して、追尾相関処理を行って、対応付けを決定しても良い。方法は明らかであるので説明を省略する。   The reverse is also true. That is, the correlation may be determined by performing tracking correlation processing on the remaining input values that cannot be correlated by the correlation processing based on the correlation coefficient. Since the method is clear, the description is omitted.

実施の形態4.
本実施の形態4では、さらに、新たな形態を有する相関処理部70eについて説明する。この相関処理部70eでは、2つの閾値判定基準を同時に使用する方法を説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, a correlation processing unit 70e having a new form will be further described. In this correlation processing unit 70e, a method of using two threshold determination criteria simultaneously will be described.

図10は、本発明の実施の形態4における相関処理部70eのブロック図である。図10に示す相関処理部70eは、残差2次形式と相関係数の両方の閾値を超えた入力値だけに対して、残差2次形式に基づく対応付け処理を実施している。例えば、両閾値判定部72aを用い、両方の閾値を満たすものの中で、残差2次形式の和が最小になるような組み合わせを見つける場合、次式(17)となる。   FIG. 10 is a block diagram of correlation processing unit 70e in the fourth embodiment of the present invention. The correlation processing unit 70e illustrated in FIG. 10 performs association processing based on the residual quadratic format only for input values that exceed the threshold values of both the residual quadratic format and the correlation coefficient. For example, when both threshold determination units 72a are used and a combination that satisfies both thresholds is found such that the sum of the residual quadratic form is minimized, the following equation (17) is obtained.

Figure 0005094281
Figure 0005094281

こうすると、dj1_j2およびCj1_j2の両条件を満たすことになるので、より確実な信号だけ残差2次形式に基づく対応付けが成立する。そして、上式(17)で相関が取れた信号の番号の集合をΦとすると、相関が成立しなかったために集合Φに含まれない残りの入力値に対しては、次式(18)で、相関係数に基づく対応づけを行えばよい。 In this case , both conditions of d j1 — j2 and C j1 — j2 are satisfied, so that a more reliable signal is associated based on the residual quadratic form. If the set of signal numbers correlated in the above equation (17) is Φ, the remaining input values not included in the set Φ because the correlation is not established are expressed by the following equation (18): The association may be performed based on the correlation coefficient.

Figure 0005094281
Figure 0005094281

以上のように、実施の形態4によれば、残差2次形式による追尾相関処理と相関係数に基づく相関処理とを行った上で、両方の閾値条件を満たすものについては残差2次形式による対応付けを行い、閾値条件を両方ともは満たすことのできなかった残りの信号に対しては相関係数に基づく相関処理を行うことができる。このような方法によっても、重複箇所の分離信号間の相関係数値を、追尾相関処理と併用することができ、確実な信号に対して残差2次形式に基づく対応付けを行うことが可能となり、対応付け正解率の向上を図ることができる。   As described above, according to the fourth embodiment, after performing the tracking correlation process in the residual quadratic format and the correlation process based on the correlation coefficient, the residual quadratic is obtained for those satisfying both threshold conditions. Corresponding by the format is performed, and correlation processing based on the correlation coefficient can be performed on the remaining signals in which both threshold conditions cannot be satisfied. Even with such a method, the correlation coefficient value between the separated signals at the overlapping portion can be used together with the tracking correlation processing, and it becomes possible to perform the association based on the residual quadratic form for the reliable signal. Therefore, it is possible to improve the correspondence correct answer rate.

なお、上記の追尾相関処理と相関係数相関処理を入れえても良い。すなわち、両方の閾値条件を満たすものについては相関係数に基づく相関処理による対応付けを行い、閾値条件を両方ともは満たすことのできなかった残りの信号に対しては残差2次形式に基づく相関処理を行うことができる。方法は明らかなので説明は省略する。   Note that the tracking correlation process and the correlation coefficient correlation process may be included. In other words, those that satisfy both threshold conditions are associated by correlation processing based on the correlation coefficient, and based on the residual quadratic form for the remaining signals that fail to satisfy both threshold conditions. Correlation processing can be performed. Since the method is clear, the description is omitted.

また、一方の条件のみを満たすものに対して組合せを見つける方法も考えられる。上式(17)のand処理がor処理となるだけであるので、詳細は省略する。   In addition, a method of finding a combination for one satisfying only one condition is also conceivable. Since the AND process of the above equation (17) is only the or process, the details are omitted.

実施の形態5.
本実施の形態5では、先の実施の形態1の図7の構成とは異なる新たな形態を有する連接処理部40aについて説明する。まず、従来方法と同様に、未知係数除去部41により、上式(3)を用いて説明した未知係数α (p)を除去する。次に、対応する信号を連結するには、信号重複部に何らかの処理を行う必要がある。先の実施の形態1では、第p−1ブロックまでの分離信号、または第pブロックの分離信号のいずれか一方を選択する場合について説明した。これに対して、本実施の形態5では、重複部分の信号の平均をとる方法を説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the fifth embodiment, a connection processing unit 40a having a new form different from the configuration of FIG. 7 of the first embodiment will be described. First, as in the conventional method, the unknown coefficient removal unit 41 removes the unknown coefficient α j (p) described using the above equation (3). Next, in order to connect the corresponding signals, it is necessary to perform some processing on the signal duplication part. In the first embodiment, the case has been described in which one of the separation signal up to the (p−1) -th block or the separation signal of the p-th block is selected. On the other hand, in the fifth embodiment, a method of taking the average of overlapping portion signals will be described.

図11は、本発明の実施の形態5の連接処理部40aにおいて、重複部分で平均化する方法の説明図である。また、図12は、本発明の実施の形態5における連接処理部40aのブロック図である。図11、図12のように、重複部の平均をとる場合、重複部分平均信号計算部43は、下式(19)のように、対応付けの決定した信号ペアを用い、重複部にそれらの平均値を使用することにより、連接後の最終的な分離信号s(^)を得る。 FIG. 11 is an explanatory diagram of a method of averaging at overlapping portions in the concatenation processing unit 40a according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 12 is a block diagram of the connection processing unit 40a according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 11 and 12, when the average of overlapping portions is taken, the overlapping portion average signal calculation unit 43 uses signal pairs determined to be associated as shown in the following equation (19), By using the average value, the final separated signal s j (^) after the concatenation is obtained.

Figure 0005094281
Figure 0005094281

以上のように、実施の形態5によれば、重複部分の信号として、第p−1ブロックまでの分離信号と第pブロックの分離信号との平均値を使用することができる。これにより、重複部分の信号として、過去の第p−1ブロックまでの値と現在の第pブロックの値の両方を加味することができる。   As described above, according to the fifth embodiment, the average value of the separated signal up to the (p−1) -th block and the separated signal of the p-th block can be used as the overlapping portion signal. As a result, both the values up to the past p-1 block and the current value of the pth block can be taken into account as the overlapping signal.

実施の形態6.
本実施の形態6では、先の実施の形態5で説明した図11、図12の連接処理部40aとは異なる新たな形態を有する連接処理部40bについて説明する。まず、従来方法と同様に、未知係数除去部41により、上式(3)を用いて説明した未知係数α (p)を除去する。次に、対応する信号を連結するには、信号重複部に何らかの処理を行う必要がある。
Embodiment 6 FIG.
In the sixth embodiment, a connection processing unit 40b having a new form different from the connection processing unit 40a of FIGS. 11 and 12 described in the fifth embodiment will be described. First, as in the conventional method, the unknown coefficient removal unit 41 removes the unknown coefficient α j (p) described using the above equation (3). Next, in order to connect the corresponding signals, it is necessary to perform some processing on the signal duplication part.

先の実施の形態1では、第p−1ブロックまでの分離信号、または第pブロックの分離信号のいずれか一方を選択する場合について説明した。また、先の実施の形態5では、重複部分の信号の平均をとる場合について説明した。これに対して、本実施の形態6では、重複部分の信号の重み付け和をとる方法を説明する。   In the first embodiment, the case has been described in which one of the separation signal up to the (p−1) -th block or the separation signal of the p-th block is selected. Further, in the above-described fifth embodiment, the case where the average of the signals of overlapping portions is taken has been described. On the other hand, in the sixth embodiment, a method for calculating the weighted sum of overlapping signals will be described.

図13は、本発明の実施の形態6の連接処理部40bにおいて、重複部分で重み付け和をとる方法の説明図である。また、図14は、本発明の実施の形態6における連接処理部40bのブロック図である。重複部分重み付け和信号計算部44は、重複部分の1サンプル目では、第p−1ブロックまでの分離信号の重みが0で、第pブロックの分離信号の重みが1、中央では、それぞれ1/2、最終サンプル目では、第pブロックまでの分離信号の重みが1で、第pブロックの分離信号の重みが0となるよう、サンプル時間に応じて徐々に重みを変化させながら重み付け和の信号を計算する。   FIG. 13 is an explanatory diagram of a method for calculating a weighted sum at overlapping portions in the concatenation processing unit 40b according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a block diagram of the connection processing unit 40b according to Embodiment 6 of the present invention. The overlapped part weighted sum signal calculation unit 44 has a weight of the separated signal up to the (p−1) -th block of 0 in the first sample of the overlapped part, a weight of the separated signal of the p-th block is 1, and 1 / 2. In the final sample, the weighted sum signal is gradually changed according to the sample time so that the weight of the separated signal up to the p-th block is 1 and the weight of the separated signal of the p-th block is 0. Calculate

重複部の重み付け和をとる場合、重複部分重み付け和信号計算部44は、下式(20)のように、対応付けの決定した信号ペアを用い、重複部にそれらの重み付け和の値を使用することにより、連接後の最終的な分離信号s(^)を得る。 When taking the weighted sum of the overlapping parts, the overlapping part weighted sum signal calculating unit 44 uses the signal pair determined to be associated as shown in the following equation (20), and uses the value of the weighted sum for the overlapping part. Thus, the final separated signal s j (^) after the connection is obtained.

Figure 0005094281
Figure 0005094281

上式(20)の重複部分(K (p)≦k<K (p−1))ように、k=K (p)−1ではβ=1となるため、s(^)(k)=s(^)(k)となり、k=K (p−1)ではβ=0となるため、s(^)(k)=y(^)(p)(k)となり、その間のkでは、βで重み付けされた信号の和を用いる。 As shown in the overlapping part (K a (p) ≦ k <K b (p−1) ) in the above equation (20), β = 1 at k = K a (p) −1, so s j (^) (K) = s j (^) (k), and since k = 0 in k = K b (p−1) , s j (^) (k) = y j (^) (p) (k The sum of signals weighted by β is used for k in the meantime.

以上のように、実施の形態6によれば、重複部分の信号として、第p−1ブロックまでの分離信号と第pブロックの分離信号との重み付け和の値を使用することができる。これにより、重複部分の信号として、過去の第p−1ブロックまでの値と現在の第pブロックの値の両方を加味することができる。   As described above, according to the sixth embodiment, the value of the weighted sum of the separated signal up to the (p−1) -th block and the separated signal of the p-th block can be used as the overlapping portion signal. As a result, both the values up to the past p-1 block and the current value of the pth block can be taken into account as the overlapping signal.

本発明の実施の形態1における信号分離装置のブロック図である。It is a block diagram of the signal separation apparatus in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における信号分離装置の処理の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the process of the signal separation apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における信号分離装置のブロック図である。It is a block diagram of the signal separation apparatus in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における相関処理部のブロック図である。It is a block diagram of the correlation process part in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における相関処理部のブロック図である。It is a block diagram of the correlation process part in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の連接処理部において、重複部分でのs(^)を選択する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of selecting sj (^) in an overlap part in the connection process part of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における連接処理部のブロック図である。It is a block diagram of the connection process part in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における相関処理部のブロック図である。It is a block diagram of the correlation process part in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における相関処理部のブロック図である。It is a block diagram of the correlation process part in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4における相関処理部のブロック図である。It is a block diagram of the correlation process part in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5の連接処理部において、重複部分で平均化する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of averaging in an overlap part in the connection process part of Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5における連接処理部のブロック図である。It is a block diagram of the connection process part in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6の連接処理部において、重複部分で重み付け和をとる方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of taking the weighting sum in an overlap part in the connection process part of Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6における連接処理部のブロック図である。It is a block diagram of the connection process part in Embodiment 6 of this invention. ICA処理の概念図である。It is a conceptual diagram of ICA processing. 分離信号間の対応付けを行う従来の信号分離装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional signal separation apparatus which performs matching between separation signals. 従来の信号分離装置による処理の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the process by the conventional signal separation apparatus. 従来の追尾処理部に含まれる相関処理部のブロック図である。It is a block diagram of the correlation process part contained in the conventional tracking process part. 従来の連接処理部のブロック図である。It is a block diagram of the conventional connection process part.

符号の説明Explanation of symbols

10 信号分離装置、20 ブロック分割部、20a 重複ブロック分割部(ブロック分割部)、30 独立成分分析部、40、40a、40b 連接処理部、41 未知係数除去部、42 結合部、43 重複部分平均信号計算部、44 重複部分重み付け和信号計算部、50 規格化列ベクトル計算部、60 追尾処理部、70、70a、70b、70c、70d、70e 相関処理部、71 2次形式計算部、72 2次形式閾値判定部、72a 両閾値判定部、73 残差2次形式に基づく最適組合せ計算部、74 相関係数計算部、75 相関係数閾値判定部、76 相関計数値に基づく最適組合せ計算部、77 最終組合せ判定部、78 重み付け閾値判定部、79 重み付け最適組合せ計算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Signal separator, 20 block division part, 20a Overlapping block division part (block division part), 30 Independent component analysis part, 40, 40a, 40b Concatenation processing part, 41 Unknown coefficient removal part, 42 Combining part, 43 Overlapping partial average Signal calculation unit, 44 overlapped partial weighted sum signal calculation unit, 50 normalized column vector calculation unit, 60 tracking processing unit, 70, 70a, 70b, 70c, 70d, 70e correlation processing unit, 71 secondary form calculation unit, 72 2 Next format threshold value determination unit, 72a Both threshold value determination unit, 73 Optimal combination calculation unit based on residual quadratic format, 74 Correlation coefficient calculation unit, 75 Correlation coefficient threshold value determination unit, 76 Optimal combination calculation unit based on correlation count value 77 Final combination determining unit, 78 Weighted threshold determining unit, 79 Weighted optimum combination calculating unit.

Claims (15)

複数の源信号が混信した信号を複数の受信センサを介して複数の時系列観測信号として受信し、前記複数の時系列観測信号のそれぞれをある時間長を有するブロックごとに分割するブロック分割部と、
前記ブロック分割部で分割された複数の観測信号に独立成分分析を適用して分離処理を行うことにより複数の分離信号および混合行列推定値を抽出する独立成分分析部と、
前記独立成分分析部による抽出結果に基づいて、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行う相関処理部と、
前記相関処理部により対応付けられたそれぞれの分離信号を連接し、前記複数の源信号に相当する連接信号を生成する連接処理部と
を備えた信号分離装置において、
前記ブロック分割部は、前記時系列の観測信号をブロックごとに分割する際に、前後のブロックを時間的に一部重複させて分割し、
前記相関処理部は、前記現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前記前ブロックから抽出された複数の分離信号との重複部分における相関処理を行い、前記重複部分における相関処理結果により、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行う
ことを特徴とする信号分離装置。
A block dividing unit that receives signals mixed with a plurality of source signals as a plurality of time-series observation signals via a plurality of reception sensors, and divides each of the plurality of time-series observation signals into blocks each having a certain time length; ,
An independent component analyzer that extracts a plurality of separated signals and a mixed matrix estimation value by applying an independent component analysis to the plurality of observation signals divided by the block divider, and performing a separation process;
A correlation processing unit that associates a plurality of separated signals extracted from the current block with a plurality of separated signals extracted from the previous block based on the extraction result by the independent component analyzing unit;
A signal separation device comprising: a concatenation processing unit that concatenates the separated signals associated by the correlation processing unit and generates a concatenated signal corresponding to the plurality of source signals;
The block division unit, when dividing the time-series observation signal for each block, to divide the preceding and following blocks partially in time ,
The correlation processing unit performs a correlation process in an overlapping portion between a plurality of separated signals extracted from the current block and a plurality of separated signals extracted from the previous block, and based on a correlation processing result in the overlapping portion, A signal separation device that associates a plurality of separated signals extracted from a block with a plurality of separated signals extracted from a previous block .
請求項1に記載の信号分離装置において、
前記ブロック分割部は、前記時系列の観測信号をブロックごとに分割する際に、分割されるそれぞれのブロックの重複幅およびブロック長を任意に設定・変更可能であることを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 1, wherein
The block dividing unit can arbitrarily set / change the overlap width and block length of each divided block when the time-series observation signal is divided for each block. .
請求項に記載の信号分離装置において、
前記相関処理部は、前記混合行列推定値に基づく追尾処理結果および前記重複部分における相関処理結果により、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行うことを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 1 , wherein
The correlation processing unit includes a plurality of separated signals extracted from a current block and a plurality of separated signals extracted from a previous block based on a tracking processing result based on the mixing matrix estimation value and a correlation processing result in the overlapping portion. A signal separation device characterized by performing association.
請求項に記載の信号分離装置において、
前記相関処理部は、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行うに当たって、前記混合行列推定値に基づく追尾処理結果により対応付けを行った第1の組合せ決定結果と、前記重複部分における相関処理結果により対応付けを行った第2の組合せ決定結果とを求め、前記第1の組合せ決定結果および前記第2の組合せ決定結果に基づいて最終的な対応付けを決定することを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 3 .
The correlation processing unit associates the plurality of separated signals extracted from the current block with the plurality of separated signals extracted from the previous block, based on the tracking processing result based on the mixing matrix estimation value. Based on the first combination determination result and the second combination determination result, the first combination determination result performed and the second combination determination result associated with the correlation processing result in the overlapping portion are obtained. And determining a final correspondence.
請求項に記載の信号分離装置において、
前記相関処理部は、前記混合行列推定値に基づく追尾処理結果および前記重複部分における相関処理結果のそれぞれを重み付けして加算し、重み付け最適化問題により相関を決定し、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行うことを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 3 .
The correlation processing unit weights and adds each of the tracking processing result based on the mixing matrix estimation value and the correlation processing result in the overlapping portion, determines a correlation by a weighted optimization problem, and extracts a plurality of extracted from the current block A signal separation device that associates the separated signal with a plurality of separated signals extracted from the previous block.
請求項に記載の信号分離装置において、
前記相関処理部は、前記混合行列推定値に基づく追尾処理結果により、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行い、前記追尾処理結果により対応付けが成立しなかった分離信号に関しては、前記重複部分における相関処理結果により対応付けを行うことを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 3 .
The correlation processing unit associates a plurality of separated signals extracted from a current block with a plurality of separated signals extracted from a previous block based on a tracking processing result based on the mixing matrix estimation value, and performs the tracking processing A signal separation device characterized in that, with respect to a separated signal that has not been matched as a result, matching is performed based on a correlation processing result in the overlapping portion.
請求項に記載の信号分離装置において、
前記相関処理部は、前記重複部分における相関処理結果により、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行い、前記相関処理結果により対応付けが成立しなかった分離信号に関しては、前記混合行列推定値に基づく追尾処理結果により対応付けを行うことを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 3 .
The correlation processing unit associates a plurality of separated signals extracted from the current block with a plurality of separated signals extracted from the previous block based on a correlation processing result in the overlapping portion, and responds based on the correlation processing result. A signal separation apparatus characterized in that a separation signal for which attachment is not established is associated with a result of tracking processing based on the mixing matrix estimation value.
請求項に記載の信号分離装置において、
前記相関処理部は、前記重複部分における相関処理結果および前記混合行列推定値に基づく追尾処理結果により、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行い、残差2次形式閾値判定と相関係数閾値判定の両方を満たすものに対し、追尾相関処理により対応付けを決定することを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 3 .
The correlation processing unit includes a plurality of separated signals extracted from a current block and a plurality of separated signals extracted from a previous block based on a correlation processing result in the overlapping portion and a tracking processing result based on the mixing matrix estimation value. A signal separation apparatus characterized by performing association and determining association by tracking correlation processing for those satisfying both residual quadratic threshold determination and correlation coefficient threshold determination.
請求項に記載の信号分離装置において、
前記相関処理部は、前記重複部分における相関処理結果および前記混合行列推定値に基づく追尾処理結果により、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行い、残差2次形式閾値判定と相関係数閾値判定の両方を満たすものに対し、相関係数相関処理により対応付けを決定することを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 3 .
The correlation processing unit includes a plurality of separated signals extracted from a current block and a plurality of separated signals extracted from a previous block based on a correlation processing result in the overlapping portion and a tracking processing result based on the mixing matrix estimation value. A signal separation apparatus characterized by performing association and determining association by correlation coefficient correlation processing for those satisfying both residual quadratic form threshold determination and correlation coefficient threshold determination.
請求項に記載の信号分離装置において、
前記相関処理部は、前記重複部分における相関処理結果および前記混合行列推定値に基づく追尾処理結果により、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行い、残差2次形式閾値判定または相関係数閾値判定の少なくとも一方を満たすものに対し、追尾相関処理により対応付けを決定することを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 3 .
The correlation processing unit includes a plurality of separated signals extracted from a current block and a plurality of separated signals extracted from a previous block based on a correlation processing result in the overlapping portion and a tracking processing result based on the mixing matrix estimation value. A signal separation device characterized by performing association and determining association by tracking correlation processing for at least one of residual quadratic threshold determination and correlation coefficient threshold determination.
請求項に記載の信号分離装置において、
前記相関処理部は、前記重複部分における相関処理結果および前記混合行列推定値に基づく追尾処理結果により、現ブロックから抽出された複数の分離信号と、前ブロックから抽出された複数の分離信号との対応付けを行い、残差2次形式閾値判定または相関係数閾値判定の少なくとも一方を満たすものに対し、相関係数相関処理により対応付けを決定することを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to claim 3 .
The correlation processing unit includes a plurality of separated signals extracted from a current block and a plurality of separated signals extracted from a previous block based on a correlation processing result in the overlapping portion and a tracking processing result based on the mixing matrix estimation value. A signal separation device characterized by performing association and determining association by correlation coefficient correlation processing for those satisfying at least one of residual quadratic threshold determination and correlation coefficient threshold determination.
請求項1ないし11のいずれか1項に記載の信号分離装置において、
前記連接処理部は、前記相関処理部により対応付けられたそれぞれの分離信号を連接する際に、重複部分の信号として、前ブロックの分離信号を採用することを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to any one of claims 1 to 11 ,
The said connection process part employ | adopts the isolation | separation signal of a previous block as a signal of an overlap part, when connecting each isolation | separation signal matched by the said correlation process part.
請求項1ないし11のいずれか1項に記載の信号分離装置において、
前記連接処理部は、前記相関処理部により対応付けられたそれぞれの分離信号を連接する際に、重複部分の信号として、現ブロックの分離信号を採用することを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to any one of claims 1 to 11 ,
The said connection process part employ | adopts the separation signal of the present block as a signal of an overlap part, when connecting each separation signal matched by the said correlation process part.
請求項1ないし11のいずれか1項に記載の信号分離装置において、
前記連接処理部は、前記相関処理部により対応付けられたそれぞれの分離信号を連接する際に、重複部分の信号として、前ブロックの分離信号と現ブロックの分離信号との平均値を採用することを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to any one of claims 1 to 11 ,
The concatenation processing unit employs an average value of the separation signal of the previous block and the separation signal of the current block as a signal of the overlapping portion when concatenating each separation signal associated by the correlation processing unit. A signal separator characterized by the above.
請求項1ないし11のいずれか1項に記載の信号分離装置において、
前記連接処理部は、前記相関処理部により対応付けられたそれぞれの分離信号を連接する際に、重複部分の信号として、前ブロックの分離信号と現ブロックの分離信号との重み付け和の値を採用することを特徴とする信号分離装置。
The signal separation device according to any one of claims 1 to 11 ,
The concatenation processing unit adopts a weighted sum value of the separation signal of the previous block and the separation signal of the current block as the overlapping portion signal when concatenating each separation signal associated by the correlation processing unit A signal separating device.
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