JPH04335177A - Sound detector - Google Patents

Sound detector

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JPH04335177A
JPH04335177A JP3107061A JP10706191A JPH04335177A JP H04335177 A JPH04335177 A JP H04335177A JP 3107061 A JP3107061 A JP 3107061A JP 10706191 A JP10706191 A JP 10706191A JP H04335177 A JPH04335177 A JP H04335177A
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sound
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adaptive filter
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Katsuyoshi Nagayasu
克芳 長安
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Abstract

PURPOSE:To surely and easily perform the identification of the existence of a target sound in mixed sounds. CONSTITUTION:A mixed sound signal v0 in which an objective sound signal a0 and a nonobjective sound signal from a receiver 18 is input to a first module 11 having adaptive filters 13, 15 and a second module 12 receiving the output therefrom. Furthermore a reference signal u0 from a reference signal input part 17 is input to the first module 11, an input signal is adapted and identified in each module for the purpose of estimation and elimination and the objective signal a0 correlated with the reference signal u0 is obtained as the output signal of the second module 12. As the result, the existence of the objective sound signal a0 correlated with the reference signal u0 can be confirmed clearly and in addition the extraction of the objective sound signal a0 can be surely and easily performed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[発明の目的][Object of the invention]

【0002】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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound detection device for detecting a target sound in a mixed sound including, for example, a target sound and a non-target sound.

【0003】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。
[Background Art] Searching out whether a known target sound is included in the waveform of various sounds. For example, when a certain device is operating among various devices being operated. It is possible to judge whether or not the equipment contains a known specific sound that the equipment has, or to determine whether such abnormal sounds or related sounds are being emitted based on the recorded abnormal sounds. In some cases, it is possible to detect whether a device is present, or to remove only a specific sound and extract the remaining target sounds.

【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。
On the other hand, adaptive noise cancellers have conventionally been used as devices that can clearly capture sound from a specific sound source in a noisy environment where various sounds are mixed. This adaptive noise canceller has a sound source sound s from a sound source S and an ambient sound n as shown in FIG.
a microphone 1 that collects a sound, a microphone 2 that is arranged so as to collect only an ambient sound n without collecting a source sound s;
It is configured to include a module 4 having an adaptive filter 3 that processes signals input from each of the microphones 1 and 2. Note that the source sound signal collected by microphone 1 is s0, the ambient sound signal is np, and the ambient sound signal collected by microphone 2 is nr.

【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(ε
0 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。
In the device configured as described above, the ambient sound signal np input together with the source sound signal s0 is input to the module 4, and the ambient sound signal nr is input to the adaptive filter 3, and adaptive identification is performed while updating the filter coefficient h. It operates to estimate and cancel the ambient sound signal np. That is, if the output signal of the adaptive filter 3 is y0, then
The error signal ε0, which is the output of module 4, is ε0 = s0 + np - y0. Then, the mean square error E(ε
0 2 ) is E(ε0 2 )=E(s0 2 )+2E[s0 (
np −y0 )]+E[(np −y0 )2 ], and since s0, np and y0 are generally considered to be random signals, they can be assumed to be uncorrelated with each other. Therefore, the second term converges to 0 by repeatedly averaging, and finally the mean square error E(ε0
2) is E(ε0 2 )=E(s0 2 )+E[(np −
y0 )2 ], while np −y0 = ε0
-s0, the adaptive filter 3 uses E(ε0
2), the error signal ε0 and the sound source signal s0
The difference between is also minimized, and the error signal ε0 is the source sound signal s0
It is approximated by In this way, the signal s0 of the source sound s from which the ambient sound n has been removed can be obtained as the output of the module 4.

【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。
However, this device is intended to clearly obtain the source sound s from a mixture of the source sound s from the sound source S and the ambient sound n; It is not possible to determine whether there is a specific sound in the sound that corresponds to a reference signal obtained in advance, that is, a target sound or a sound that is correlated with the target sound, and the presence of a sound source that emits the target sound. cannot be made clear. In addition, if the target sound obtained in advance is an abnormal sound of the equipment,
It has not been possible to meet the demand for finding out whether there is an abnormality in the equipment using this target sound. Alternatively, to describe the terminology used in the conventional example, there is a requirement to extract only the surrounding sound n excluding the source sound s in the mixed sound, that is, excluding only the specific sound or sounds correlated to the specific sound. The remaining target sounds could not be extracted.

【0007】[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。
[Problem to be solved by the invention] The present invention was made in view of the situation where it is impossible to determine whether or not a target sound exists in a mixed sound as described above. To provide a sound detection device that can reliably and easily determine whether or not there is a reference signal obtained in advance in a sound, or extract only target sounds that are correlated with the reference signal. There is a particular thing.

【0008】[発明の構成][Configuration of the invention]

【0009】[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
、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、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。
[Means for Solving the Problems] The sound detection device of the present invention includes:
A sound receiver that collects a mixed sound containing a mixture of target and non-target sounds, a reference signal input section into which a reference signal is input, a reference signal from this reference signal input section and a mixed sound signal from the sound receiver. a first module that inputs and adaptively identifies a target signal with an adaptive filter, estimates and eliminates a target signal correlated with a reference signal in a mixed sound signal, and outputs a non-target sound signal; A second module receives the output signal and the mixed sound signal from the sound receiver, performs adaptive identification using an adaptive filter, estimates and eliminates non-target signals in the mixed sound signal, and outputs a target sound signal. It is characterized by the fact that
The adaptive filter of the second module is characterized in that it converges earlier than the adaptive filter of the second module. In addition, there are a plurality of sound receivers arranged at a distance to collect a mixture of target sounds and non-target sounds, a reference signal input section into which a reference signal is input, and a reference signal input section corresponding to each sound receiver. A mixed sound signal from the sound receiver and a reference signal from the reference signal input section are input and adaptively identified by an adaptive filter,
a first module that estimates and eliminates a target signal correlated with a reference signal in the mixed sound signal and outputs a non-target sound signal; and a first module that is provided corresponding to each sound receiver and mixes from the sound receiver. a second module that receives the sound signal and the output signal of the first module, performs adaptive identification using an adaptive filter, estimates and eliminates a non-target signal in the mixed sound signal, and outputs a target sound signal;
It is characterized by comprising a third module that performs adaptive identification by changing the filter coefficients of the adaptive filter so that the difference between the output signals inputted from these second modules is minimized, The adaptive filter of the first module converges before the adaptive filter of the second module, and the adaptive filter of the second module converges before the adaptive filter of the third module. The third module is configured to include a filter having a preset filter coefficient.

【0010】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
るようにを適応同定し、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。
[Operation] The sound detecting device configured as described above has two functions: one is to detect a mixed sound signal from a sound receiver in which a target sound signal and a non-target sound signal are mixed, and a first module provided with an adaptive filter; This output is input to the second module connected to the input, and the reference signal is input from the reference signal input section to the first module, and each module adaptively identifies, estimates, and cancels the input signal. Then, a target sound signal correlated with the reference signal is obtained as an output signal of the second module. Another method is to input target sound signals with different phases output from a plurality of second modules to a third module provided with an adaptive filter, and adapt the signals so that the difference between the input signals is minimized. The direction of the sound source is determined from the phase difference. Therefore, the existence of a target sound signal that has a correlation with the reference signal in the mixed sound can be clearly identified, and the target sound signal can be extracted reliably and easily. Furthermore, the correct direction of arrival of the target sound can be identified reliably and easily.

【0011】[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1
4には第2の入力信号v0 と適応フィルタ13の出力
信号z1 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(Lea
st Mean Square )アルゴリズム等を用
いて行われて収束する。h1 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。h
2 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1
5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。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Prior to describing embodiments, the principle of the present invention will be explained with reference to FIG. In the figure, 11 is a first module, and 12 is a second module. The first module 11 is provided with an adaptive filter 13 having a filter coefficient h1 and an arithmetic unit 14.
is connected so that the input signal u0 of
4 is connected so that the difference between the second input signal v0 and the output signal z1 of the adaptive filter 13 is calculated and output. Furthermore, the adaptive filter 13 uses the output signal e1 of the calculation section 14.
The filter coefficient h1 is updated by =v0-z1, and the output signal e1 of the calculation unit 14 is decreased and adaptively identified so as to converge to the minimum value. That is, in the first module 11, the filter coefficients are updated using LMS (Lea
St Mean Square ) algorithm, etc. is used to converge. h1 new = h1 old
+μ1 e1 u0 Note that μ1 is the change rate (convergence coefficient). Similarly, the second module 12 includes an adaptive filter 15 with a filter coefficient h2 and a calculation unit 1.
6 is connected to the adaptive filter 15 so that the output signal e1 of the calculation section 14 of the first module 11 is input, and the calculation section 16 is connected to receive the second input signal v0 and the output of the adaptive filter 15. It is connected so that the difference with the signal z2 is calculated and output. Also, the adaptive filter 15
is adaptively identified so that the filter coefficient h2 is updated by the output signal e2 = v0 - z2 of the calculation unit 16, and the output signal e2 of the calculation unit 16 decreases and converges to the minimum value. Similarly, in the second module 12, the filter coefficients are updated using the following equation, etc., and convergence is achieved. h
2 new =h2 old +μ2 e2 e1
Note that μ2 is a change rate (convergence coefficient). Furthermore, if the adaptive filters 13 and 15 perform adaptive identification and convergence at the same time, they may interfere with each other and fail to converge. Therefore, the convergence coefficient of the adaptation of the adaptive filter 13 is
The convergence coefficient of adaptation No. 5 is set to be sufficiently larger than the convergence coefficient of adaptation No. 5, or convergence is performed by the adaptive filter 15 after the convergence by the adaptive filter 13 is performed.

【0012】ここで第2の入力信号v0 をv0 =a
0+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。
[0012] Here, the second input signal v0 is expressed as v0 = a
0+b0, and if a0 and the first input signal u0 are correlated signals, then the first module 11
Then, the output signal z1 of the adaptive filter 13 converges to a0, and the output signal e1 of the arithmetic unit 14 becomes b0. Similarly, in the second module 12, the output signal z2 of the adaptive filter 15 converges to b0, and the output signal e2 of the calculation unit 16
=a0. In this way, by passing the first input signal u0 and the second input signal v0 through the first module 11 and the second module 12, a correlation is generated from the second input signal v0 to the first input signal u0. A certain signal a0 can be finally extracted. The present invention is constructed based on such a principle.

【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
v0 、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。
First, a first embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. Note that the same parts as in FIG. 1, which explain the principle of the present invention, are given the same reference numerals and the description thereof will be omitted. FIG. 2 is a schematic configuration diagram, and in the figure, 17 is the first module 1.
A reference signal input unit that inputs the first input signal u0 of 1, that is, a reference signal obtained in advance and whose waveform etc. are known, and whose output is input to the adaptive filter 13 of the first module 11.
is connected so that it is input to the 18 is a receiver that collects the second input signal v0 of the first module 11 and the second module 12, that is, the mixed sound v of the target sound a and the non-target sound b at a predetermined position, and outputs the mixed sound signal v0. The sound generator is connected so that its output is branched and input to calculation units 14 and 16 of the first module 11 and the second module 12, respectively. Reference numeral 19 denotes a determining section connected to input the output of the second module 12. This determining section 19 determines the output signal e2 from the calculating section 16, and correlates it with the reference signal u0 in the mixed sound signal v0. It is determined whether a certain target sound signal a0 exists.

【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1
1の出力信号e1 =b0 として出力される。
According to the first embodiment configured in this way, for example, one device S among the devices in operation emits the target sound a as an abnormal sound, and other devices emit the non-target sound. Assuming that b is produced, target sound a and non-target sound b
is collected by the sound receiver 18 as a mixed sound v=a+b, and the first
The calculation unit 1 of the module 11 and the second module 12
The signal is input to 4 and 16. On the other hand, in order to detect the presence or absence of equipment failure, a reference signal u0 correlated with abnormal sounds recorded in advance is input to the reference signal input section 17, and the output of the reference signal input section 17 is input to the first module 11. is input to the adaptive filter 13 of. First, adaptive identification progresses in the first module 11 where the convergence coefficient of filter adaptation is sufficiently large, and the mixed sound signal v0=a0 +b0
Among them, the target sound signal a0 that has a correlation with the reference signal u0
The non-target sound signal b0 from which is removed is the first module 1
1 output signal e1=b0.

【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15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v0 =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a0 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。
In the second module 12, the output signal e1 = b0 of the first module 11 is input to the adaptive filter 15, and the adaptive identification is performed by the mixed sound signal v0 = a0 + b0 input to the arithmetic unit 16. The output signal e1 = b0 of the first module 11 is removed from the mixed sound signal v0 = a0 + b0, and the target sound signal a0 is replaced by the output signal e2 = a0 of the second module 12.
is output as Then, the output signal e2 = a0 of the second module 12 is input to the discriminator 19, and the second
Output signal e2 from the calculation unit 16 of the module 12 =
a0 is determined, and it is found that there is a target sound signal a0 correlated with the reference signal u0 in the mixed sound signal v0 = a0 + b0, and it is found that there is an abnormality in the device S.

【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。
As described above, according to the first embodiment, even in a situation where a target sound a having a correlation with a known reference signal u0 exists together with a non-target sound b, the target sound a and the non-target sound b can be captured together as a mixed sound signal v0 = a0 + b0, and it can be accurately and reliably known that there is a target sound a correlated with the reference signal u0,
It is easy to determine whether the device S is in operation or whether there is an abnormality in the device S, and it can be determined remotely without approaching the device S.

【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
12,12′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
Next, a second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. The main part of this embodiment includes the sound receiver and two first and second modules of the first embodiment, and the same parts are given the same reference numerals and the corresponding parts are indicated. For parts where , a dash symbol (
') and the explanation will be omitted. FIG. 3 is a schematic configuration diagram. In the figure, two sound receivers 18, 18' are provided apart from each other, and these sound receivers 18, 18' output mixed sound signals having different phases, v0 = a0 + b0, v0′=a0
'+b0' is output. The sound receivers 18, 18' are
The output mixed sound signals v0, v0' are connected so as to be branched and input to first modules 11, 11' and second modules 12, 12', respectively. A reference signal input section 17 is connected to the first module 11, 11' so that the reference signal u0 is input thereto.

【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12,12′の各出力信号e2 ,e2
 ′の間の位相差が出力される。
20 is the third module, which includes the second
The output signals e2 and e2' of the arithmetic units 16 and 16' of the modules 12 and 12' are connected to each other. The third module 20 is provided with an adaptive filter 21 having a filter coefficient h3 and an arithmetic section 22, and the adaptive filter 21 is provided with an arithmetic section 16' of the second module 12'.
The output signal e2' of the second module 12 is connected to the arithmetic unit 22, and the difference e3 between the output signal e2 of the arithmetic unit 16 of the second module 12 and the output signal z3 of the adaptive filter 22 is calculated and output. connected so that Furthermore, the adaptive filter 21 receives the output signal e3 of the calculation unit 22.
The filter coefficient h3 is updated by
Adaptive identification is performed so that the output signal e3 of is decreased and converged to the minimum value. The third module 20 outputs the output signal e2' of the second module 12', and the output signals e2, e2 of the second modules 12, 12' obtained from the filter coefficient h3 of the adaptive filter 21.
′ is output.

【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18,18′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2
1の収束係数は第2のモジュール12,12′の適応フ
ィルタ15,15′の収束係数よりも小さく設定されて
いる。
Reference numeral 23 denotes a determining section to which the output of the third module 20 is connected. The discriminator 23 uses the input output signal e2' of the second module 12' to determine the mixed sound signal v0 = a0 + b0
It is determined whether or not there is a target sound signal a0 correlated with the reference signal u0, and the arrival direction of the signal received by the sound receivers 18 and 18' is determined based on the input phase difference. . Note that the adaptive filter 2 of the third module 20
The convergence coefficient of 1 is set smaller than the convergence coefficient of the adaptive filters 15, 15' of the second modules 12, 12'.

【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 =a
0,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e
2 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e3 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′,15,15
′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′,15,
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a
0 ′のみが出力されて判別部23に入力する。
According to the second embodiment configured as described above, the mixed sound signals v0, v0' having different phases outputted from the sound receivers 18, 18' and the reference signal inputted to the reference signal input section 17 u0 is the first module 11, 11'
and the second modules 12 and 12', respectively, and the mixed sound signals v0 = a0 + b0, v0' = a0
Signals a0 and a0' in '+b0' are reference signal u0
, the output signals e2 and e2' of the second modules 12 and 12' are e2 = a
0, e2'=a0'. Since each output signal e2 = a0 , e2 ′ = a0 ′ is a correlated signal, it becomes an output signal z3 through the adaptive filter 21 with the filter coefficient h3 in the third module 20, and the output signal z3 is output in the calculation unit 22. 12 output signals e
2, the output signal z3 of the adaptive filter 21 is subtracted from the signal e3, and the filter coefficient h3 of the adaptive filter 21 is updated by the output signal e3 of the arithmetic unit 22, and the output signal e3 is converged to zero. . Note that the convergence coefficient of the adaptive filter 21 of the third module 20 is the same as that of the adaptive filters 13, 13', 15, 15 of the first module 11, 11' and the second module 12, 12'.
Since the convergence coefficient of the adaptive filter 21 is set smaller than the convergence coefficient of the adaptive filter 13, 13', 15,
It is completed after the convergence of 15' is completed. As a result, the phase difference between the output signals e2 and e2' of the second modules 12 and 12', that is, the phase difference between the target sound signals a0 and a0', is extracted as the filter coefficient h3 of the adaptive filter 21. Also, the target sound signal a is selected from the mixed sound signal v0'=a0'+b0' received by the sound receiver 18'.
Only 0' is output and input to the discriminator 23.

【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。
Then, the discriminator 23 finds that there is a target sound signal a0' correlated with the reference signal u0 in the mixed sound v=a+b, and for example, the reference signal u0 is correlated with the abnormal sound of the device S. If so, it is determined that there is an abnormality in the device S, and the direction of arrival of the target sound a can be correctly identified based on the phase difference.

【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。
As described above, according to the second embodiment, the same functions and effects as those of the first embodiment can be obtained, and the direction of arrival of the target sound a correlated with the reference signal u0 can be correctly and reliably obtained. It will be done.

【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2
1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。
Note that the present invention is not limited to the above, but in the second embodiment, the filter coefficient h3
The phase difference corresponding to the delay for each frequency component can be found by Fourier transforming the impulse response of
By adding a predetermined number of delays to 1, it may be possible to specify the positions of the sound sources of a plurality of uncorrelated target sounds a having different frequencies. 21 filter coefficient h3
By setting in advance a value corresponding to a certain delay,
It may be possible to determine the direction of the source of a plurality of target sounds to check the presence or absence of the target sound a.Furthermore, in the above example, two sound receivers are provided, but three or more sound receivers may be used. Without departing from the gist, for example, a module having a sound receiver and an adaptive filter may be used, and these may be arranged two-dimensionally or three-dimensionally to more accurately identify the direction of arrival of the target sound a. It can be implemented with appropriate changes within the scope.

【0024】[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。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, the present invention has a configuration in which two modules each having an adaptive filter are arranged in series, and a mixed sound signal and a reference signal are input and each adaptive filter performs adaptive identification. Accordingly, it is possible to confirm that a signal correlated with the reference signal exists in the mixed sound signal and to extract a target signal correlated with the reference signal from the mixed sound signal, reliably and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【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。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram shown to explain the principle of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例を示す概略構成図である
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例を示す概略構成図である
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】従来例を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 11...First module 12...Second module 13, 15...Adaptive filter 17...Reference signal input section 18...Sound receiver 20...Output module a...Target sound a0...Target sound signal b...Non-target sound b0...non-target sound signal u0...Reference signal v…Mixed sound v0...Mixed sound signal

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、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。
1. A sound receiver that collects a mixed sound containing a mixture of target sounds and non-target sounds, a reference signal input section into which a reference signal is input, a reference signal from the reference signal input section and the sound receiver. a first module that receives a mixed sound signal from the device, performs adaptive identification using an adaptive filter, estimates and eliminates a target signal correlated with the reference signal in the mixed sound signal, and outputs a non-target sound signal; Then, the output signal of this first module and the mixed sound signal from the sound receiver are inputted and adaptively identified by an adaptive filter, and the non-target signal in the mixed sound signal is estimated and eliminated to produce the target sound. A sound detection device comprising: a second module that outputs a signal.
【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。
2. The adaptive filter of the first module is:
2. The sound detection device according to claim 1, wherein the sound detection device converges earlier than the adaptive filter of the second module.
【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、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。
3. A plurality of spaced apart sound receivers that collect a mixture of target sounds and non-target sounds, a reference signal input section into which a reference signal is input, and a reference signal input section corresponding to each of the sound receivers. A mixed sound signal from the sound receiver and a reference signal from the reference signal input section are inputted and adaptively identified by an adaptive filter to generate a target signal having a correlation with the reference signal in the mixed sound signal. a first module that estimates and eliminates the noise signal and outputs a non-target sound signal; and a first module that is provided corresponding to each of the sound receivers and that outputs a mixed sound signal from the sound receiver and an output signal of the first module a plurality of second modules that adaptively identify the input signal using an adaptive filter, estimate and eliminate the non-target signal in the mixed sound signal, and output a target sound signal;
A sound detection device comprising: a third module that performs adaptive identification by changing filter coefficients of an adaptive filter such that a difference between output signals input from the modules is minimized.
【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。
4. The adaptive filter of the first module converges before the adaptive filter of the second module, and
4. The sound detection device according to claim 3, wherein the adaptive filter of the third module converges earlier than the adaptive filter of the third module.
【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。
5. The sound detection device according to claim 3, wherein the third module is configured to include a filter having a preset filter coefficient.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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