JP5228903B2 - 信号処理装置および方法 - Google Patents
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Description
また、係数の更新は式(2)にしたがって行われる。
本発明は、目標とする信号を取得して主信号として出力する少なくとも2つ以上の主信号取得手段と、目標以外の信号を取得して参照信号として出力する少なくとも2つ以上の参照信号取得手段と、前記参照信号のそれぞれに対して第1の補正係数を乗じる補正演算を行い、該補正演算の演算結果である補正参照信号をそれぞれ出力する第1の補正手段と、前記主信号のそれぞれに対して第2の補正係数を乗じる補正演算を行い、該補正演算の演算結果である補正主信号をそれぞれ出力する第2の補正手段と、前記補正主信号および前記補正参照信号を用いて、前記補正主信号に含まれる目標以外の信号成分を抑圧した雑音抑圧信号を出力する第1の信号抑圧手段と、前記補正参照信号および前記補正主信号を用いて、前記補正参照信号に含まれる目標信号成分を抑圧した目標抑圧信号を出力する第2の信号抑圧手段と、前記雑音抑圧信号及び前記目標抑圧信号から信号対雑音比を算出する信号対雑音比推定手段とを備え、前記第1の信号抑圧手段は、前記目標抑圧信号が入力されて擬似雑音信号を出力する第1適応フィルタと、前記補正主信号と前記擬似雑音信号の差を前記雑音抑圧信号として出力する第1減算手段と、を備え、前記第2の信号抑圧手段は、前記雑音抑圧信号が入力されて擬似目標信号を出力する第2適応フィルタと、前記補正参照信号と前記擬似目標信号の差を前記目標抑圧信号として出力する第2減算手段と、を備え、前記第1の補正手段は、前記雑音抑圧信号に基づいて前記第1の補正係数を更新するとともに、前記信号対雑音比に基づいて前記第1の補正係数を更新するか否かを判定し、前記第2の補正手段は、前記目標抑圧信号に基づいて前記第2の補正係数を更新するとともに、前記信号対雑音比に基づいて前記第2の補正係数を更新するか否かを判定することを特徴とするものである。
また、本発明は、前記第1の補正手段は、前記参照信号の振幅を補正し、前記第2の補正手段は、前記主信号の振幅を補正することを特徴とするものである。
また、本発明は、前記第1の補正手段は、前記参照信号の位相を補正し、前記第2の補正手段は、前記主信号の位相を補正することを特徴とするものである。
[構成の説明]
図1は、本発明の第1の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。この信号処理装置は、主信号取得手段1と、n個の参照信号取得手段2−1〜2−nと、補正手段3と、平均手段4と、適応フィルタ5と、減算手段6と、出力手段7と、で少なくとも構成される。
[動作の説明]
ここで、適応フィルタ5と減算手段6とで第1の信号抑圧手段を構成する。
また、係数の更新は式(15)にしたがって行われる。
式(16)において、誤差主信号e(k)に代えて、式(17)で表される瞬間誤差主信号ess(k)を用いる構成としてもよい。
また、いずれの係数更新アルゴリズムも、適応的に係数更新を行うアルゴリズムを用いる構成であればよく、LMSアルゴリズムに限られるものではない。
さらに、適応フィルタ5における適応フィルタの係数の更新、および、補正手段3における補正係数の更新は、信号の取得周期ごとではなく、特定の周期毎に更新処理を行う構成や、更新量が閾値を上回った場合にのみ更新処理を行う構成としてもよい。
また、一つの参照信号に対して一つの補正係数しか持たないため、一つの参照信号に対して適応フィルタの複数の係数更新とフィルタ演算を行う場合よりも計算量を削減することが可能となる。
[構成の説明]
[動作の説明]
本実施の形態では、補正演算の一例として、式(21)で表されるように、主信号x1(k) 〜 xm(k)に補正係数β1(k) 〜 βm(k)を乗じたものを補正主信号x'1(k) 〜 x'm(k)とする。
ここで、適応フィルタ25と減算手段26とで第2の信号抑圧手段を構成する。
また、係数の更新は式(25)にしたがって行われる。
本実施の形態では、補正係数の更新アルゴリズムの一例として、LMSアルゴリズムを仮定し、時刻kにおけるi番目の主信号xi(k)に対する補正係数βi(k)の更新は式(28)にしたがって行われる。
それ以外の構成要素の動作については、図1に示した第1の実施形態と同様である。
[構成の説明]
本図においては、図2に示した要素と同一または同等の要素には同一の参照符号が付されている。そこで、以下では、図2と同一要素で同一の動作を行うものについての説明は省略し、追加された構成要素、および動作の異なる要素について説明する。
[動作の説明]
また、一つの入力信号に対して一つの補正係数しか持たない。そのため、一つの入力信号に対して適応フィルタの複数の係数更新とフィルタ演算を行う場合よりも計算量を削減することが可能となる。
2−1〜2−n 参照信号取得手段
3 補正手段
4 平均手段
5 適応フィルタ
6 減算手段
7 出力端子
21−1〜21−m 主信号取得手段
23 補正手段
24 平均手段
25 適応フィルタ
26 減算手段
31 信号対雑音比推定手段
45−1〜45−n 適応フィルタ
46 減算手段
53−1〜53−n 補正手段
55 信号処理部
Claims (6)
- 目標とする信号を取得して主信号として出力する少なくとも2つ以上の主信号取得手段と、
目標以外の信号を取得して参照信号として出力する少なくとも2つ以上の参照信号取得手段と、
前記参照信号のそれぞれに対して第1の補正係数を乗じる補正演算を行い、該補正演算の演算結果である補正参照信号をそれぞれ出力する第1の補正手段と、
前記主信号のそれぞれに対して第2の補正係数を乗じる補正演算を行い、該補正演算の演算結果である補正主信号をそれぞれ出力する第2の補正手段と、
前記補正主信号および前記補正参照信号を用いて、前記補正主信号に含まれる目標以外の信号成分を抑圧した雑音抑圧信号を出力する第1の信号抑圧手段と、
前記補正参照信号および前記補正主信号を用いて、前記補正参照信号に含まれる目標信号成分を抑圧した目標抑圧信号を出力する第2の信号抑圧手段と、
前記雑音抑圧信号及び前記目標抑圧信号から信号対雑音比を算出する信号対雑音比推定手段と
を備え、
前記第1の信号抑圧手段は、前記目標抑圧信号が入力されて擬似雑音信号を出力する第1適応フィルタと、前記補正主信号と前記擬似雑音信号の差を前記雑音抑圧信号として出力する第1減算手段と、を備え、
前記第2の信号抑圧手段は、前記雑音抑圧信号が入力されて擬似目標信号を出力する第2適応フィルタと、前記補正参照信号と前記擬似目標信号の差を前記目標抑圧信号として出力する第2減算手段と、を備え、
前記第1の補正手段は、前記雑音抑圧信号に基づいて前記第1の補正係数を更新するとともに、前記信号対雑音比に基づいて前記第1の補正係数を更新するか否かを判定し、
前記第2の補正手段は、前記目標抑圧信号に基づいて前記第2の補正係数を更新するとともに、前記信号対雑音比に基づいて前記第2の補正係数を更新するか否かを判定することを特徴とする信号処理装置。 - 前記第1の補正手段は、前記参照信号の振幅を補正し、
前記第2の補正手段は、前記主信号の振幅を補正することを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。 - 前記第1の補正手段は、前記参照信号の位相を補正し、
前記第2の補正手段は、前記主信号の位相を補正することを特徴とする請求項1または2記載の信号処理装置。 - 目標とする信号を取得して主信号として出力する少なくとも2つ以上の主信号取得手段と、
目標以外の信号を取得して参照信号として出力する少なくとも2つ以上の参照信号取得手段と、
前記参照信号のそれぞれに対して第1の補正係数を乗じる補正演算を行い、該補正演算の演算結果である補正参照信号をそれぞれ出力する第1の補正手段と、
前記主信号のそれぞれに対して第2の補正係数を乗じる補正演算を行い、該補正演算の演算結果である補正主信号をそれぞれ出力する第2の補正手段と、
前記補正主信号および前記補正参照信号を用いて、前記補正主信号に含まれる目標以外の信号成分を抑圧した雑音抑圧信号を出力する第1の信号抑圧手段と、
前記補正参照信号および前記補正主信号を用いて、前記補正参照信号に含まれる目標信号成分を抑圧した目標抑圧信号を出力する第2の信号抑圧手段と、
前記雑音抑圧信号及び前記目標抑圧信号から信号対雑音比を算出する信号対雑音比推定手段と
を備え、
前記第1の信号抑圧手段は、前記目標抑圧信号が入力されて擬似雑音信号を出力する第1適応フィルタと、前記補正主信号と前記擬似雑音信号の差を前記雑音抑圧信号として出力する第1減算手段と、を備え、
前記第2の信号抑圧手段は、前記雑音抑圧信号が入力されて擬似目標信号を出力する第2適応フィルタと、前記補正参照信号と前記擬似目標信号の差を前記目標抑圧信号として出力する第2減算手段と、を備えた信号処理装置において、
前記第1の補正手段は、前記雑音抑圧信号に基づいて前記第1の補正係数を更新するとともに、前記信号対雑音比に基づいて前記第1の補正係数を更新するか否かを判定し、
前記第2の補正手段は、前記目標抑圧信号に基づいて前記第2の補正係数を更新するとともに、前記信号対雑音比に基づいて前記第2の補正係数を更新するか否かを判定することを特徴とする信号処理方法。 - 前記第1の補正手段は、前記参照信号の振幅を補正し、
前記第2の補正手段は、前記主信号の振幅を補正することを特徴とする請求項4記載の信号処理方法。 - 前記第1の補正手段は、前記参照信号の位相を補正し、
前記第2の補正手段は、前記主信号の位相を補正することを特徴とする請求項4または5記載の信号処理方法。
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