(57)【要約】【課題】  周波数領域で分離処理を行う信号分離システムにおいて、分離係数の学習に必要な繰り返し回数を削減し、また分離後の信号の入替わりを防ぐ方法、システムの提供。【解決手段】  分離係数初期値設定部８において、既学習の周波数の分離係数から、位相情報を抽出し、その位相情報により、他の周波数の分離係数の事前情報として最適な情報に変換する。【選択図】  図５
2005181813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離方法において、
処理済みの少なくとも１つの周波数の分離係数から信号源とセンサの配置情報を推定するステップと、
前記配置情報に基づき、処理する周波数の分離係数の初期値を算出するステップと、
を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
【請求項２】
複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波数の入力信号を求めるステップと、
処理する周波数の選択を制御するステップと、
処理する周波数の分離係数初期値を、信号源とセンサの配置情報に基づいて計算するステップと、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求めるステップと、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習するステップと、
を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
【請求項３】
前記処理する周波数を制御するステップが、
事前に定めた処理順序の情報、
前記各チャネル各周波数の入力信号のうち少なくとも１つのチャネルの複数の周波数の入力信号から得られる統計情報、
前記分離出力信号から得られる統計情報、
既学習の周波数の分離係数の情報、
のうち少なくとも１つの情報に基づいて、処理する周波数を制御するステップを有する請求項２に記載の信号分離方法。
【請求項４】
複数のチャネル別入力時系列信号をそれぞれ入力する複数のフーリエ変換部でフーリエ変換しチャネル別周波数別入力時系列信号を出力するステップと、
異なるチャネルで同じ周波数のチャネル別周波数別入力時系列信号を多重化部で多重化し、周波数別入力時系列信号を出力するステップと、
入力信号多重化部から周波数別入力時系列信号を入力する処理周波数制御部が、処理する周波数を選択する制御を行うステップと、
最初に処理する周波数に対応する分離係数学習部が、予め初期値として定めた周波数別分離係数に基づき、周波数別出力時系列信号を導出し、周波数別出力時系列信号に基づいて、周波数別分離係数を学習し、学習した周波数別分離係数を分離係数記憶部に記憶するステップと、
前記分離係数記憶部は、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を記憶し、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を多重化した分離係数を、分離係数初期値設定部に供給するステップと、
前記分離係数初期値設定部は、前記分離係数記憶部から供給された分離係数に基づいて、次に処理する周波数に対応した、位相ずれを補正した周波数別分離係数を導出し、前記周波数別分離係数を、学習の初期値として、前記次に処理する周波数に対応する分離係数学習部に出力するステップと、
前記分離係数学習部は、前記分離係数初期値設定部から周波数別分離係数が供給された場合に、周波数別分離係数を学習するステップと、
を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
【請求項５】
複数の信号源からの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離方法において、
処理済みの周波数に対応する学習済みの分離係数の位相ずれを補正するステップと、
位相が補正された分離係数を、処理対象の他の周波数の分離係数の初期値とするステップと、を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
【請求項６】
複数の信号源からの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離方法において、
処理済みの周波数に対応する学習済みの分離係数から、分離係数の位相を求め、処理対象の他の周波数の分離係数の初期値を計算するステップと、
前記分離係数の初期値に基づき、前記他の周波数の分離係数を学習するステップと、を含む、ことを特徴とする信号分離方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一記載の信号分離方法により得られた各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ音声認識するステップを有する、ことを特徴とする音声認識方法。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一記載の信号分離方法により得られた各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ時間領域に変換することにより、各チャネルの出力信号を求めるステップと、
前記出力信号をそれぞれ送信するステップと、
を有する、ことを特徴とする信号送信方法。
【請求項９】
複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離システムにおいて、
処理済みの少なくとも１つの周波数の分離係数から、信号源とセンサとの配置情報を推定し、処理する周波数の分離係数の初期値を算出する分離係数初期値設定部を含む、ことを特徴とする信号分離システム。
【請求項１０】
複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波の入力信号を求めるフーリエ変換部と、
処理する周波数の選択を制御する処理周波数制御部と、
前記処理周波数制御部で選択された、処理する周波数の分離係数初期値を、信号源とセンサの配置情報に基づいて、計算する分離係数初期値設定部と、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求める分離出力信号計算部と、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習する分離係数学習部と、
を含む、ことを特徴とする信号分離システム。
【請求項１１】
複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波の入力信号を求めるフーリエ変換部と、
処理する周波数の選択を制御する処理周波数制御部と、
前記処理周波数制御部で選択された、既に学習済みの周波数の分離係数に基づき、分離係数の位相を補正した値を、処理する周波数の分離係数の初期値として計算する分離係数初期値設定部と、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求める分離出力信号計算部と、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習する分離係数学習部と、
を含む、ことを特徴とする信号分離システム。
【請求項１２】
前記処理する周波数を制御する処理周波数制御部が、
事前に定めた処理順序の情報、
前記各チャネル各周波数の入力信号のうち、少なくとも１つのチャネルの複数の周波数の入力信号から得られる統計情報、
前記分離出力信号から得られる統計情報、
既学習の周波数の分離係数の情報、
のうち少なくとも１つの情報に基づいて、処理する周波数を制御するスイッチ制御部を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の信号分離システム。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれか一に記載の信号分離システムにより得られた各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ音声認識する音声認識部を有することを特徴とする音声認識システム。
【請求項１４】
請求項９乃至１２のいずれか一に記載の信号分離システムにより得られた各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ時間領域に変換することにより各チャネルの出力信号を求める逆フーリエ変換部と、前記出力信号をそれぞれ送信する出力信号送信部と、を有することを特徴とする信号送信システム。
【請求項１５】
複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で信号分離する装置を構成するコンピュータに、
処理済みの少なくとも１つの周波数の分離係数から、信号源とセンサの配置情報を推定し、配置情報に基づき、処理する周波数の分離係数の初期値を算出する処理を、実行させるプログラム。
【請求項１６】
複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより各チャネル各周波数の入力信号を求める処理と、
処理する周波数の選択を制御する処理と、
処理する周波数の分離係数初期値を、信号源とセンサの配置情報に基づいて、計算する処理と、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求める処理と、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習する処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１７】
請求項１６記載のプログラムにおいて、
前記処理する周波数を制御する処理として、
事前に定めた処理順序の情報、
前記各チャネル各周波数の入力信号のうち少なくとも１つのチャネルの複数の周波数の入力信号から得られる統計情報、
前記分離出力信号から得られる統計情報、
既学習の周波数の分離係数の情報、のうち少なくとも１つの情報に基づいて、処理する周波数を制御する処理を、前記コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７のいずれか一に記載のプログラムにより信号分離を行うコンピュータに、信号分離により取得された各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ音声認識する処理を、前記コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１９】
請求項１５乃至１７のいずれか一に記載のプログラムにより信号分離を行うコンピュータに、
信号分離により取得された各チャネルの前記分離出力信号をそれぞれ時間領域に変換することにより各チャネルの出力信号を求める処理と、
前記出力信号をそれぞれ送信する処理とを実行させるプログラム。
【請求項２０】
複数の信号源からの時系列信号をそれぞれ周波数領域の信号に変換し、周波数成分ごとに多重する手段と、
複数の周波数成分の中から処理する周波数の選択を制御する手段と、
選択された周波数成分の信号と分離係数を基に、分離出力信号を算出する手段と、
すでに選択され学習済みの周波数成分の分離係数に基づき、前記分離係数の位相を補正した値を、未処理の他の周波数成分の分離係数の学習の初期値とする手段と、
を含む、ことを特徴とする信号分離装置。
【請求項２１】
複数の信号源からの時系列信号をそれぞれ周波数領域の信号に変換し、周波数成分ごとに多重する手段と、
複数の周波数成分の中から処理する周波数の選択を制御する手段と、
選択された周波数成分の信号と分離係数を基に、分離出力信号を算出する手段と、
すでに選択され学習済みの周波数成分の分離係数に基づき、未処理の他の周波数成分の分離係数の位相を導出し、前記分離係数の位相に基づき、他の周波数成分の分離係数の学習の初期値を導出する手段と、
を含む、ことを特徴とする信号分離装置。
【請求項２２】
複数のチャネル別入力時系列信号をそれぞれ入力してフーリエ変換しチャネル別周波数別入力時系列信号を出力する複数のフーリエ変換部と、
異なるチャネルで同じ周波数のチャネル別周波数別入力時系列信号を多重化し、周波数別入力時系列信号を出力する入力信号多重化部と、
入力信号多重化部から周波数別入力時系列信号を入力し、処理する周波数を選択する制御を行う処理周波数制御部と、
前記処理周波数制御部から出力される複数の周波数別入力時系列信号に対応して設けられる複数の分離出力信号計算部と、
前記複数の分離出力信号計算部のそれぞれに対応して設けられる複数の分離係数学習部と、
前記分離係数学習部で学習済みの周波数の分離係数を、他の周波数で利用するときに、前記分離係数の位相を補正して学習の初期値とする手段を含む、ことを特徴とする信号分離装置。
【請求項２３】
複数のチャネル別入力時系列信号をそれぞれ入力してフーリエ変換しチャネル別周波数別入力時系列信号を出力する複数のフーリエ変換部と、
異なるチャネルで同じ周波数のチャネル別周波数別入力時系列信号を多重化し、周波数別入力時系列信号を出力する入力信号多重化部と、
入力信号多重化部から周波数別入力時系列信号を入力し、処理する周波数を選択する制御を行う処理周波数制御部と、
前記処理周波数制御部から出力される複数の周波数別入力時系列信号に対応して設けられる複数の分離出力信号計算部と、
前記複数の分離出力信号計算部のそれぞれに対応して設けられる複数の分離係数学習部と、
分離係数を記憶する少なくとも１つの分離係数記憶部と、
分離係数の初期化を行う少なくとも１つの分離係数初期化設定部と、
を備え、
前記処理周波数制御部で選択され、最初に処理する周波数に対応する、一の分離係数学習部は、予め初期値として定めた周波数別分離係数を、前記一の分離係数学習部に対応する一の分離出力信号計算部に供給し、前記一の分離出力信号計算部は、周波数別出力時系列信号を導出し、
前記一の分離係数学習部は、前記一の分離出力信号計算部で計算された周波数別出力時系列信号に基づいて、周波数別分離係数を学習し、学習した周波数別分離係数を、前記分離係数記憶部に供給し、
前記分離係数記憶部は、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を記憶するとともに、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を多重化した分離係数を、前記分離係数初期値設定部に供給し、
前記分離係数初期値設定部は、前記分離係数記憶部から供給された分離係数に基づいて、分離係数位相を導出し、前記分離係数位相と前記供給された分離係数とに基づいて各周波数の周波数別分離係数を導出し、
前記分離係数初期値設定部は、前記処理周波数制御部で選択され、次に処理する周波数に対応し、分離係数の位相が補正された周波数別分離係数を、学習の初期値として、前記次に処理する周波数に対応する他の分離係数学習部に出力し、
前記他の分離係数学習部は、前記分離係数初期値設定部から供給された周波数別分離係数に基づいて、周波数別分離係数を学習する、
ことを特徴とする信号分離装置。
【請求項２４】
前記一の分離係数学習部は、前記分離係数初期値設定部から、周波数別分離係数が供給された場合に、周波数別分離係数を再学習する、ことを特徴とする請求項２３記載の信号分離装置。
【請求項２５】
前記各分離係数学習部は、各分離係数学習部内の分離係数初期値記憶部に記憶されている周波数別分離係数初期値を出力するスイッチと、
その後、周波数別出力時系列信号と、周波数別出力時系列信号を得る際に使用した周波数別分離係数とを用いて、周波数別分離係数を更新する分離係数更新部を備え、更新された周波数別分離係数を前記スイッチを介して出力し、
一方、周波数別分離係数が、前記分離係数学習部に供給された場合、前記スイッチを供給された周波数別分離係数を出力し、前記分離係数更新部は分離係数を更新する、ことを特徴とする請求項２３記載の信号分離装置。
【請求項２６】
前記分離係数初期値設定部は、供給された分離係数に基づいて、分離係数位相を計算する分離係数位相計算部と、
前記分離係数位相と供給された分離係数とに基づいて各周波数の周波数別分離係数を計算する分離係数初期値計算部とを備え、
前記分離係数位相計算部は、供給された分離係数を周波数別分離係数に分割し、分割された周波数別分離係数をさらにチャネル別周波数別分離係数に分割し、
各チャネル別周波数別分離係数を周波数別分離係数に多重して出力する、ことを特徴とする請求項２３記載の信号分離装置。
【請求項２７】
前記分離係数初期値設定部は、再学習周波数決定部をさらに備え、
前記分離係数位相計算部は、前記分離係数位相を導出し、分離係数位相を、前記分離係数初期値計算部に供給し、複数の既に学習済みの周波数において計算された周波数別分離係数位相を、前記再学習周波数決定部に供給し、
前記再学習周波数決定部は、周波数別分離係数位相に基づき、再学習周波数を決定し、再学習周波数フラグを、前記処理周波数制御部へ出力し、
前記処理周波数制御部は、前記分離係数初期値設定部の前記再学習周波数決定部から、再学習周波数フラグが供給された場合に、該当する周波数の周波数別入力時系列信号を出力する制御を行うスイッチ制御部を備えている、ことを特徴とする請求項２６記載の信号分離装置。
【請求項２８】
前記処理周波数制御部は、供給された周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報に基づいて、最初に処理する周波数を決定し、前記周波数の周波数別入力時系列信号を出力する制御を行うスイッチ制御部を備えている、ことを特徴とする請求項２３記載の信号分離装置。
【請求項２９】
前記処理周波数制御部において、周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報は、
周波数別入力時系列信号のパワーの情報、
周波数別入力時系列信号のチャネル間相関の情報、及び、
周波数別入力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
のうちの少なくとも１つである、ことを特徴とする請求項２８記載の信号分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号分離方法、信号分離システムおよび、信号分離をコンピュータで実行させるためのコンピュータ・プログラムに関し、特に混在した複数の音響・音声信号を分離できる信号分離方法、信号分離システムおよび信号分離用のコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の信号分離システムは、２つ以上の複数の音響・音声信号が空間的に混在した、２つ以上の複数の入力時系列信号を、混在する前の信号に分離するために用いられている。
【０００３】
従来の信号分離システムの一例として、例えば、後記特許文献１、非特許文献１等の記載が参照される。後記特許文献１には、背景雑音が存在し畳み込み混合された実環境での信号（音声、画像、電波などの信号）から源信号をブラインドで分離することを可能とし、各周波数における入れ違い（チャネルの入れ違い）を解決するための計算処理を、実時間処理で行うことを可能とするブラインド信号分離処理装置が提案されている。
【０００４】
図３５は、後記特許文献１に開示されているブラインド信号分離処理装置の構成を示す図である。以下、後記特許文献１の記載に基づき、図３５に示す構成を概説しておく。被分離信号を検出するセンサ９１を複数個備え、各センサ９１が検出した被分離信号を格納する被分離信号格納部９２と、被分離信号格納部９２に保存されている被分離信号を入力し、被分離信号を取り出して被分離信号を各信号源の信号に分離する処理を行う信号処理部９３とを備えている。信号処理部９３は、被分離信号を、離散フーリエ変換（Discrete  Fourier  Transform）して時間−周波数領域の成分に変換するＤＦＦＴ処理部９４と、離散フーリエ変換処理後の信号に基づき、混合行列を各周波数成分ごとに推定する混合行列推定処理部９５と、周波数成分ごとに推定した混合行列に基づき、各周波数成分ごとに分離行列を算出して、分離行列と、離散フーリエ変換処理後の信号との積を各周波数成分ごとに算出する信号分離処理部９６と、信号分離処理部９６により得られた全ての周波数成分についての分離行列と、離散フーリエ変換処理後の信号の積に基づき離散逆フーリエ変換の演算を行って被分離信号を分離・再生する逆離散フーリエ変換（Ｉ−ＤＦＦＴ）処理部９７を備えている。
【０００５】
混合行列推定処理部９５は、各周波数成分における混合行列を推定する際の設定初期値として、目的周波数成分（例えば周波数番号ｎ＋１）に隣接する周波数成分（周波数番号ｎ）の混合行列の推定値を用いている。信号処理部９３で分離された被分離信号は、分離信号格納部９８に出力され、各信号源からの信号が後段の回路に出力される。
【０００６】
このように、図３５に示す信号分離処理装置においては、引き続く周波数成分（周波数番号ｎ＋１）については、その初期値として、前の周波数（周波数番号ｎ）において推定した混合行列の値を利用する「隣接周波数における分離行列のリレー処理」が適用される。  
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−７８４２３号公報（第５頁、第２図）
【非特許文献１】丁数学，大塚将史，芦沢正樹，新妻照夫，須貝和義，「時間−周波数領域のＩＣＡを用いる実環境における音響信号のブラインド分離処理」，電子情報通信学会技術報告，ＳＰ２００１−１，ｐｐ．１−８，２００１年４月（ｓ．Ｄｉｎｇ，Ｍ．Ｏｔｓｕｋａ，Ｍ．Ａｓｈｉｚａｗａ，Ｔ．Ｎｉｉｔｓｕｍａ，ａｎｄ  Ｋ．Ｓｕｇａｉ，”ＢＬＩＮＤ  ＳＯＵＲＣＥ  ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＲＥＡＬ−ＷＯＲＬＤ  ＡＣＣＯＵＳＴＩＣ  ＳＩＧＮＡＬＳ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＩＣＡ  ＴＩＭＥ−ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＤＯＭＡＩＮ”，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ｏｆ  ＩＥＩＣＥ，ＥＡ２００１−１，ＳＰ２００１−１，ｐｐ．１−８（２００１）  ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図３５等を参照して説明した従来の信号分離システムは、分離した信号のチャネル番号の入れ替えを回避することを意図したものであるが、なお、下記記載の問題点を有している。
【０００９】
第１の問題点は、分離した信号のチャネル番号が入替わる、ということである。
【００１０】
例えば、２人の話者が同時に発した音声を２つのマイクロフォンで収音し、収音した２話者の混合音声信号を各話者の音声に分離することを想定する。以下では、２人の話者のそれぞれの音声を「信号源」とよび、１つめのマイクロフォンで収音した混合音声信号を「チャネル番号１の入力時系列信号」、もう１つのマイクロフォンで収音した混合信号を「チャネル番号２の入力時系列信号」と呼ぶものとする。また、分離後の各話者の音声の周波数スペクトルを「周波数別出力時系列信号」と呼ぶものとする。２つの信号源δ１とδ２の混合信号を、λ１（チャネル番号１の入力時系列信号）とλ２（チャネル番号２の入力時系列信号）とし、λ１とλ２を基に分離した周波数別出力時系列信号をＹ１（ｆ，ｔ）（チャネル番号１の周波数別出力時系列信号）とＹ２（ｆ，ｔ）（チャネル番号２の周波数別出力時系列信号）とする。分離した信号のチャネル番号が入替わるということは、周波数領域（周波数スペクトラム）上でのある周波数成分（周波数番号、周波数ビンともいう）ｆ＝ｎにおけるＹ１（ｎ，ｔ）が信号源δ１の成分、Ｙ２（ｎ，ｔ）が信号源δ２の成分であった場合に、他の周波数成分ｆ＝ｍにおけるＹ１（ｍ，ｔ）が信号源δ２の成分、Ｙ２（ｍ，ｔ）が信号源δ１の成分になる、ということである。
【００１１】
このように、分離した信号のチャネル番号が入替わる理由は、上記特許文献１、非特許文献１に記載の構成においては、隣接周波数で学習した（最適化された）分離係数を、学習の初期値として用いているため、である。
【００１２】
そして、異なる周波数で学習した分離係数を、別の周波数で使用すると、位相ずれが生じる。そして、分離係数に位相ずれが生じ、学習によって分離係数の位相ずれが補正できない周波数が、複数個、連続して選択された場合、位相ずれは累積され、分離した信号のチャネル番号が入替わるほどに、大きな位相ずれとなる。
【００１３】
すなわち、隣接周波数のコスト関数（上記非特許文献１参照）に関して、２つの局所最適解（local  minimum）があり、一方は、信号源δ１→Ｙ１（ｍ，ｔ）；信号源δ２→Ｙ２（ｍ，ｔ）に対応し、他方は、信号源δ１→Ｙ２（ｍ，ｔ）；信号源δ２→Ｙ１（ｍ，ｔ）に対応しているとものする。分離係数の位相が大きくずれた初期値から学習を開始すると、別の最適解（信号源δ２→Ｙ１（ｍ，ｔ）；Ｙ２（ｍ，ｔ）→信号源δ１）に収束する場合がある。
【００１４】
第２の問題点は、分離係数の学習に必要な繰り返し回数が多い、ということである。
【００１５】
その理由は、上記第１の問題点の理由と同じである。位相ずれを有する初期値と、学習後の分離係数の差が大きいほど、学習に必要な繰り返し回数（最適化を取得するまでの繰り返し回数）は、増加する。
【００１６】
第３の問題点は、周波数に対して連続的に処理する必要がある、ということである。すなわち、基本的に、次に処理する周波数は、処理済み周波数（周波数番号＝ｎ）の隣接する周波数（周波数番号＝ｎ±１）のみに制限される、という制約が課せられる。
【００１７】
その理由は、上記した第１の問題点の理由と同じである。周波数が不連続になるほど、位相ずれは大きくなる。すなわち、例えば、周波数（周波数番号＝ｎ）で学習した分離係数を、不連続の周波数（周波数番号ｎ±ｒ、ただし、ｒは２以上の整数）の初期値として用いると、分離係数の位相のずれは大きくなる。
【００１８】
第４の問題点は、最初に処理する周波数において、分離係数の学習に必要な繰り返し回数が多い、ということである。
【００１９】
その理由は、最初に処理する周波数について何ら考慮されていないためである。最初に処理する周波数については、予め定めた初期値から学習が開始されるが、その初期値と学習後の分離係数の差が大きい周波数では、それが小さい周波数より、分離係数の学習に必要な繰り返し回数が多い。また分離前の信号に含まれる学習に有用な情報量は、周波数によって異なるため、分離係数の学習に必要な繰り返し回数も異なる。
【００２０】
したがって、本発明の目的は、分離した信号のチャネル番号の入替わりを防ぐことができる信号分離方法、システム、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、分離係数の学習に必要な繰り返し回数を削減できる信号分離方法、システム、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。
【００２２】
本発明のさらに他の目的は、周波数に対して不連続に処理することができる信号分離方法、システム、並びにコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本願で開示される発明は、概略を述べれば、以下のようなものである。
【００２４】
本発明の１つのアスペクト（側面）に係る信号分離システムは、既学習の周波数の分離係数を、他の周波数で利用するときに、位相ずれを補正する分離係数初期値設定部と、処理周波数を制御する処理周波数制御部と、を有する。
【００２５】
本発明の他のアスペクトに係る信号分離システムは、複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波の入力信号を求めるフーリエ変換部と、処理する周波数の選択を制御する処理周波数制御部と、前記処理周波数制御部で選択された、処理する周波数の分離係数初期値を、信号源とセンサの配置情報に基づいて、計算する分離係数初期値設定部と、前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求める分離出力信号計算部と、前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習する分離係数学習部と、を含む。
【００２６】
本発明の他のアスペクトの方法によれば、複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で処理して信号分離する信号分離方法において、
処理済みの少なくとも１つの周波数の分離係数から信号源とセンサの配置情報（物理的な配置）を推定するステップと、
前記配置情報に基づき、処理する周波数の分離係数の初期値を算出するステップと、を含む。
【００２７】
本発明の他のアスペクトの方法によれば、複数のチャネルの入力時系列信号をそれぞれ周波数領域に変換することにより、各チャネル各周波数の入力信号を求めるステップと、
処理する周波数を制御するステップと、
処理する周波数の分離係数初期値を、前記配置情報に基づいて計算するステップと、
前記処理する周波数における前記各チャネルの入力信号と分離係数を基に、分離出力信号を求めるステップと、
前記処理する周波数における分離出力信号を用いて、分離係数を学習するステップと、を含む。
【００２８】
本発明において、前記処理する周波数を制御するステップが、事前に定めた処理順序の情報、前記各チャネル各周波数の入力信号のうち少なくとも１つのチャネルの複数の周波数の入力信号から得られる統計情報、前記分離出力信号から得られる統計情報、既学習の周波数の分離係数の情報のうち少なくとも１つの情報に基づいて、処理する周波数を制御する構成としてもよい。
【００２９】
本発明のさらに他のアスペクトに係るプログラムは、複数のチャネルの入力時系列信号を周波数領域で信号分離する装置を構成するコンピュータに、処理済みの少なくとも１つの周波数の分離係数から、信号源とセンサの配置情報を推定し、配置情報に基づき、処理する周波数の分離係数の初期値を算出する処理を、実行させるプログラムよりなる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、処理周波数制御部により選択制御される処理周波数において、位相ずれを補正して、既学習の周波数の分離係数を利用することにより、分離した信号のチャネル番号の入替わりを回避することができる。これは、本発明においては、分離係数の位相ずれを補正した上で、分離係数の学習の初期値としており、位相ずれの蓄積を防ぐことができる、ためである。
【００３１】
本発明によれば、処理周波数制御部により制御される処理周波数において、位相ずれを補正して、既学習の周波数の分離係数を利用することにより、分離係数の学習に必要な繰り返し回数を削減できる。その理由は、本発明においては、分離係数の位相ずれを補正するため、学習後の分離係数により近い分離係数を初期値として利用できるためである。
【００３２】
本発明によれば、処理周波数制御部により制御される処理周波数において、位相ずれを補正して既学習の周波数の分離係数を利用することにより、周波数に対して不連続に処理することができる。その理由は、本発明においては、分離係数の位相ずれを補正しているため、周波数に対して連続的に処理する必要がないためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明について詳細に説述するため、添付図面を参照してこれを説明する。
【００３４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態の信号分離システムの構成を示したものである。図１を参照すると、本実施の形態の信号分離システムは、入力端子１５と、入力端子１６と、フーリエ変換部１と、フーリエ変換部２と、入力信号多重化部３と、処理周波数制御部４１と、分離出力信号計算部５と、分離係数学習部６１と、分離係数記憶部７１と、分離出力信号計算部９と、分離係数学習部１０と、出力端子１７と、出力端子１８とを有する。本実施の形態の信号分離システムの動作について以下に説明する。
【００３５】
入力端子１５と入力端子１６には、チャネル別入力時系列信号が供給される。入力端子１５に供給された入力時系列信号はフーリエ変換部１で、入力端子１６に供給された入力時系列信号はフーリエ変換部２で、それぞれＮ点離散フーリエ変換（Discrete  Fourier  Transform）され、周波数領域に変換されたチャネル別の周波数成分であるチャネル別周波数別入力時系列信号Ｘｋ（ｆ，ｔ）（ただし、チャネル番号ｋ＝１，２、周波数番号ｆ＝０，１，…，Ｎ／２−１、フレーム番号ｔ＝０，１，…である。）が出力される。周波数スペクトラムにおいて、ｎ番目の成分の周波数はｆｓ×ｎ／Ｎ（位相は２πｆｓ×ｎ／Ｎ）とされ、周波数番号（周波数ビン）ｎ＝０はＤＣ成分、ｎ＝Ｎ／２はナイキスト周波数（Nyquist  frequency）（＝ｆｓ/２）に対応している。なお、以下では、周波数スペクトラム上の周波数番号（周波数ビン）ｆ＝ｎ、ｆ＝ｐを、簡単のため、周波数ｎ、ｐ等と記載する。
【００３６】
チャネル別周波数別入力時系列信号Ｘｋ（ｆ，ｔ）は、入力信号多重化部３に供給される。入力信号多重化部３は、異なるチャネルで同じ周波数のチャネル別周波数別入力時系列信号Ｘｋ（ｆ，ｔ）を多重化し、周波数別入力時系列信号Ｘ（ｎ，ｔ）を出力する。
【００３７】
処理周波数制御部４１は、任意の周波数ｆ＝ｎの周波数別入力時系列信号Ｘ（ｎ，ｔ）を分離出力信号計算部５に供給する。
【００３８】
分離出力信号計算部５は、初期値として予め定めた周波数別分離係数Ｗ（ｎ）を分離係数学習部６１から読み込み、初期値として予め定めた周波数別分離係数Ｗ（ｎ）と、周波数別入力時系列信号Ｘ（ｎ，ｔ）とに基づいて、周波数別出力時系列信号Ｙ（ｎ，ｔ）を次式（１）にしたがって計算する。
【００３９】
2005181813.tif 000003
【００４０】
上式（１）において、Ｙｊ（ｎ，ｔ）は、多重化信号である周波数別出力時系列信号Ｙ（ｎ，ｔ）をチャネル番号ｊ＝１、２別に示したものであり、Ｗｊｋ（ｎ）は、多重化係数である周波数別分離係数Ｗ（ｎ）をチャネル番号ｊ＝１，２、ｋ＝１，２別に示したものである。
【００４１】
分離係数学習部６１は、分離出力信号計算部５で求めた周波数別出力時系列信号Ｙ（ｎ，ｔ）に基づいて、周波数別分離係数Ｗ（ｎ）を学習し、学習した周波数別分離係数Ｗ（ｎ）を、分離出力信号計算部５に供給する。
【００４２】
分離出力信号計算部５と分離係数学習部６１は、学習が終了するまで、上述の動作を繰り返す。
【００４３】
学習が終了すると、分離出力信号計算部５は、周波数別出力時系列信号Ｙ（ｎ，ｔ）を出力端子１７に供給し、分離係数学習部６１は、周波数別分離係数Ｗ（ｎ）を分離係数記憶部７１に供給する。
【００４４】
最初の周波数ｆ＝ｎでの処理が終了すると、処理周波数制御部４１は、例えば、最初に処理した周波数（処理済みの周波数）ｆ＝ｎに隣接する周波数ｆ＝ｎ＋１（もしくはｆ＝ｎ−１）に、処理する周波数を切換える。なお、本実施の形態では、単に、説明の簡単のため、ｆ＝ｎに隣接する周波数ｆ＝ｎ＋１（もしくはｆ＝ｎ−１）について説明するが、後述するように、ｆ＝ｎ±ｒ（ｒは２以上の整数）としてもよい。
【００４５】
最初に処理した周波数ｆ＝ｎ以外の周波数に対する処理は、同一であるため、図１の分離出力信号計算部９と、分離係数学習部１０とを用いて、ｆ＝ｎ＋１における動作を説明する。
【００４６】
周波数ｆ＝ｎ＋１において、分離係数学習部１０は、既に分離係数学習部６１で学習された周波数別分離係数Ｗ（ｎ）を、分離係数記憶部７１から読み込み、ｆ＝ｎに対する周波数別分離係数Ｗ（ｎ）の位相ずれを補正した値を、初期値として、分離出力信号計算部９に供給する。
【００４７】
なお、前述したように、上記特許文献１、上記非特許文献１においては、チャネルの入れ替えを回避するため、周波数ｆ＝ｎに対する最適解Ｗ（ｎ）を、隣接周波数ｆ＝ｎ＋１に対する分離係数Ｗ（ｎ＋１）の学習（最適化）の初期値としているが、位相ずれにより、周波数ｆ＝ｎ＋１に対する分離係数の最適解は、本来とは別の解に収束する可能性があるため、チャネル入れ替えを回避することはできない。
【００４８】
分離出力信号計算部９の動作は、分離出力信号計算部５と同じであり、周波数別入力時系列信号Ｘ（ｎ＋１，ｔ）と、初期値として供給された周波数別分離係数Ｗ（ｎ＋１）に基づいて、周波数別出力時系列信号Ｙ（ｎ＋１，ｔ）を計算する。
【００４９】
分離係数学習部１０は、周波数別出力時系列信号Ｙ（ｎ＋１，ｔ）に基づいて、周波数別分離係数Ｗ（ｎ＋１）を学習する。その後の動作は、処理済みの最初に周波数ｆ＝ｎでの動作と同じである。
【００５０】
以上のように、最初の周波数の後に処理される周波数においては、分離係数の初期値として、既に隣接周波数で学習した周波数別分離係数が用いられる点が、最初の周波数の動作（予め定めた初期値から学習が開始される）との相違点である。
【００５１】
上述の処理を、処理対象の周波数の上限まで繰り返し、同様に、ｆ＝ｎ−１から処理対象の周波数の下限まで繰り返すことにより、各周波数における周波数別出力時系列信号Ｙ（ｆ，ｔ）を得る。
【００５２】
得られた各周波数における周波数別出力時系列信号Ｙ（ｆ，ｔ）の各チャネルＹ１（ｆ，ｔ）、Ｙ２（ｆ，ｔ）が、分離された信号である。
【００５３】
図２は、図１の処理周波数制御部４１の構成を示す図である。図２を参照すると、この実施の形態において、処理周波数制御部４１は、周波数の総数と同じ数のスイッチを有する。全てのスイッチのうち、同時にスイッチが閉じるのは１つのみである。最初にスイッチが閉じた周波数をｆ＝ｎとすると、次に閉じる周波数は、ｆ＝ｎ＋１（もしくは、ｆ＝ｎ−１）であり、さらに次は、ｆ＝ｎ＋２（もしくは、ｆ＝ｎ−２）と、周波数に対して、連続的に切換わる。なお、後述するように、隣接しない周波数を選択するような構成としてもよい。
【００５４】
図３は、図１の分離係数学習部６１の構成を示す図である。図３を参照すると、分離係数学習部６１は、スイッチ６１０と、分離係数更新部６１１と、分離係数初期値記憶部６１２と、端子６１００と、端子６１０１と、を有する。
【００５５】
スイッチ６１０は、最初に端子６１００に接続し、分離係数初期値記憶部６１２に記憶されている周波数別分離係数初期値を出力する。その後、スイッチ６１０は、端子６１０１に接続する。
【００５６】
分離係数更新部６１１は、周波数別出力時系列信号と、それを得る際に使用した周波数別分離係数と、を用いて周波数別分離係数を更新する。この時、スイッチ６１０は端子６１０１に接続されているので、更新された周波数別分離係数を出力する。
【００５７】
図４は、図１の分離係数学習部１０の構成を示す図である。図４を参照すると、分離係数学習部１０は、スイッチ１００と、分離係数更新部１０１と、端子１０００と、端子１００１と、を有する。
【００５８】
スイッチ１００は、最初に端子１０００に接続し、入力された周波数別分離係数をそのまま出力する。その後、スイッチ１００は、端子１００１に接続する。
【００５９】
分離係数更新部１０１は、周波数別出力時系列信号と、周波数別出力時系列信号を得る際に使用した周波数別分離係数と、を用いて、周波数別分離係数を更新する。この時、スイッチ１００は、端子１００１に接続されているので、更新された周波数別分離係数を出力する。
【００６０】
以下、分離係数の位相ずれを補正する手段を具備した本発明の好適な各種実施の形態について詳細に説明する。
【００６１】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の好適な一実施の形態を説明するための図である。図５に示すように、本発明の第２の実施の形態の信号分離システムは、入力端子１５と、入力端子１６と、フーリエ変換部１と、フーリエ変換部２と、入力信号多重化部３と、処理周波数制御部４と、分離出力信号計算部５と、分離係数学習部６と、分離係数記憶部７と、分離係数初期値設定部８と、分離出力信号計算部９と、分離係数学習部１０と、出力端子１７と、出力端子１８とを有する。図５に示した本実施の形態は、図１に示した前記第１の実施の形態の信号分離システムと、以下の点で相違している。
【００６２】
（１）図１の処理周波数制御部４１の代わりに、処理周波数制御部４が設けられている。
（２）分離係数学習部６１の代わりに、分離係数学習部６が設けられている。
（３）分離係数記憶部７１の代わりに、分離係数記憶部７が設けられている。
（４）分離係数初期値設定部８が設けられている。
【００６３】
図３１は、本発明の第２の実施の形態の動作を示す流れ図である。図５及び図３１を参照して、本実施の形態の動作について説明する。
【００６４】
周波数別入力時系列信号（図３１ステップＳ１０１）が供給される処理周波数制御部４は、事前に定めた処理順序に従って、処理する周波数の選択を制御する（図３１ステップＳ１０２）。
【００６５】
最初に処理する周波数（図３１ステップＳ１０３）の分離係数学習部６は、予め初期値として定めた周波数別分離係数を、分離出力信号計算部５に供給し（図３１ステップＳ１０５）、分離出力信号計算部５は、周波数別出力時系列信号を計算し（図３１ステップＳ１０６）、周波数別出力時系列信号に基づいて、周波数別分離係数を学習する（図３１ステップＳ１０７）。
【００６６】
学習が終了すると、分離係数学習部６は、学習した周波数別分離係数を、分離係数記憶部７に供給する。
【００６７】
また、分離係数学習部６は、分離係数初期値設定部８から、周波数別分離係数が供給された場合に、周波数別分離係数を再学習する。
【００６８】
分離係数記憶部７は、学習が終了した周波数の周波数別分離係数を記憶し、これらを多重化した分離係数を、分離係数初期値設定部８に供給する。
【００６９】
分離係数初期値設定部８は、分離係数記憶部７から供給された分離係数に基づいて、次に処理する周波数（図３１ステップＳ１０２およびＳ１０３）に最適な周波数別分離係数を計算し（図３１ステップＳ１０４）、これを学習の初期値として、分離係数学習部１０に出力する。
【００７０】
分離係数学習部１０は、供給された周波数別分離係数に基づいて、周波数別分離係数を学習する。
【００７１】
処理対象の周波数全ての周波数別分離係数を学習するまで、上述の動作を繰り返す（図３１ステップＳ１０８）。
【００７２】
以下の説明において、図１乃至図４に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。以下では、前記した第１の実施の形態との相違点を中心として、本発明の第２の実施の形態の信号分離システムを説明する。
【００７３】
図６は、図５の処理周波数制御部４の構成の一例を示す図である。図６を参照すると、処理周波数制御部４は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部４０を有する。
【００７４】
スイッチ制御部４０は、事前に定めた処理順序を記憶しており、その順序に従って最初に周波数ｆ＝ｍのスイッチを閉じる（オンする）。
【００７５】
スイッチ制御部４０は、周波数ｆ＝ｍでの処理が終了すると（対応する分離係数学習部が分離係数記憶部に既学習の分離係数を格納し、完了通知を受けたとき）、事前に定めた処理順序に従って、他の周波数ｆ＝ｌのスイッチを閉じる。その際、他の周波数ｆ＝ｌは、１つである必要はなく、複数でもよい。すなわち最初の周波数ｆ＝ｍ以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。
【００７６】
図７は、図５の分離係数学習部６の構成の一例を示す図である。図７を参照すると、分離係数学習部６は、スイッチ６０と、分離係数更新部６２と、スイッチ６３と、分離係数初期値記憶部６４と、端子６００と、端子６０１と、端子６３０と、端子６３１と、を有する。
【００７７】
最初に、スイッチ６０が端子６００に、スイッチ６３が端子６３１に接続することにより、分離係数学習部６は、分離係数初期値記憶部６４に記憶されている周波数別分離係数初期値を出力する。
【００７８】
その後、スイッチ６０は、端子６０１に接続される。分離係数更新部６２は、周波数別出力時系列信号と、それを得る際に使用した周波数別分離係数とを用いて、周波数別分離係数を更新する。この時、スイッチ６０は端子６０１に接続されているので、更新された周波数別分離係数を出力する。
【００７９】
周波数別分離係数が、分離係数学習部６に供給された場合、スイッチ６３は、端子６３０に、スイッチ６０は、端子６００に接続され、分離係数学習部６は、供給された周波数別分離係数を出力する。
【００８０】
その後、上記と同様に、スイッチ６０は端子６０１に接続し、分離係数更新部６２は分離係数を更新する。
【００８１】
図８は、図５の分離係数初期値設定部８の構成の一例を示す図である。図８を参照すると、分離係数初期値設定部８は、分離係数位相計算部８０と、分離係数初期値計算部８１を有する。
【００８２】
分離係数位相計算部８０は、供給された分離係数に基づいて分離係数位相を計算し、分離係数初期値計算部８１は、その分離係数位相と供給された分離係数とに基づいて、各周波数に最適な周波数別分離係数を計算する。その後、分離係数初期値設定部８は、計算された周波数別分離係数を出力する。
【００８３】
分離係数位相計算部８０は、供給された分離係数を周波数別分離係数Ｗ（ｐ）に分割する。ただし、ｐは既に学習済みの周波数である。分割された周波数別分離係数Ｗ（ｐ）をさらにチャネル別周波数別分離係数Ｗｊｋ（ｐ）に分割する。ただし、チャネル番号ｊ＝１，２、ｋ＝１，２である。
【００８４】
ここで、図９に示すように、２つの信号源と、２つのセンサ（センサ１、２）が空間的に配置されるものとし、チャネル別周波数別分離係数Ｗｊｋ（ｐ）を、以下のようにモデル化する。
【００８５】
2005181813.tif 000004
【００８６】
2005181813.tif 000005
【００８７】
2005181813.tif 000006
【００８８】
2005181813.tif 000007
【００８９】
2005181813.tif 000008
【００９０】
ただし、ｐは、ｐ番目の周波数成分（ｆｓ×ｐ／Ｎ）を表し、πは円周率、ｆｓは標本化周波数、Ｎは、標本数、ｄｋは図９におけるセンサの位置、θｊは信号源の方向、ｃは信号の伝播速度である。また、ｊ２＝−１である。
【００９１】
２つの信号源からの信号（ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ））は、伝達関数Ｈ（ｔ）（信号源１とセンサ１の間：Ｈ１１、信号源１とセンサ２の間：Ｈ２１、信号源２とセンサ１の間：Ｈ１２、信号源２とセンサ２の間：Ｈ２２）で表される伝搬路を介して、センサ１、２に到達し、センサ１の入力信号ｘ１（ｔ）＝Ｈ１１＊ｓ１（ｔ）＋Ｈ１２＊ｓ２（ｔ）で与えられ、センサ２の入力信号ｘ２（ｔ）＝Ｈ２１＊ｓ１（ｔ）＋Ｈ２２＊ｓ２（ｔ）で与えられる（ただし、＊は畳みこみ演算を表す）。分離係数は、伝達関数の逆行列で与えられ、周波数領域上の分離係数Ｗ（ω）（ただし、ω＝２πｆｓ×ｎ／Ｎ）は、伝達関数Ｈ（ω）の逆行列で与えられる。畳み込み演算の上式（１）を、フーリエ変換した場合、周波数軸上で、Ｙ（ω）＝Ｗ（ω）・Ｘ（ω）となり、Ｗｊｋ（ｐ）は、２×２の行列Ｗ（ω）の周波数成分ｐに対応する。ｄｅｔ（ｐ）は、伝達関数Ｈ（ｐ）の行列式（determinant）である。また式（２）乃至（５）の指数関数（ｅｘｐ）の肩のｄ・ｓｉｎθ１／ｃ、ｄ・ｓｉｎθ２／ｃは、信号源１、２の信号がセンサ１、２に到達する遅延時間（位相差）に対応している。
【００９２】
分離係数位相計算部８０は、式（２）から式（５）に基づいて、分離係数位相
【００９３】
2005181813.tif 000009
【００９４】
と
2005181813.tif 000010
【００９５】
を次のように計算する。
2005181813.tif 000011
【００９６】
2005181813.tif 000012
【００９７】
そして、これらの分離係数位相φ１およびφ２（物理的あるいは幾何学的配置情報）を、分離係数初期値計算部８１に供給する。なお、分離係数位相φ１およびφ２は、既に学習済みの全ての周波数において計算できる。したがって、既に学習済みの周波数が複数ある場合は、既に学習済みの複数の周波数の平均値やヒストグラムの最頻値などを計算して、分離係数初期値計算部８１に供給することもできる。
【００９８】
分離係数初期値計算部８１は、供給された分離係数を、周波数別分離係数Ｗ（ｐ）に分割する。ただし、ｐは既に学習済みの周波数である。分離係数初期値計算部８１では、これら周波数別分離係数Ｗ（ｐ）と、分離係数位相計算部８０から供給された分離係数位相φ１およびφ２と、に基づいて、ｐ以外の周波数ｑ＝ｐ±ｒ（ただし、ｑは０≦ｑ≦Ｎ／２を満たす任意の整数）における周波数別分離係数Ｗ（ｑ）を、次のように計算する。
【００９９】
上式（２）乃至上式（６）より、Ｗ（ｑ）をチャネル別に分割すると、次式（９）乃至（１３）として与えられる。
【０１００】
2005181813.tif 000013
【０１０１】
2005181813.tif 000014
【０１０２】
2005181813.tif 000015
【０１０３】
2005181813.tif 000016
【０１０４】
ただし、
2005181813.tif 000017
【０１０５】
さらに、分離係数位相
2005181813.tif 000018
【０１０６】
および
2005181813.tif 000019
【０１０７】
を式（９）から式（１３）に代入すると、式（１４）から式（１８）が得られる。
【０１０８】
2005181813.tif 000020
【０１０９】
2005181813.tif 000021
【０１１０】
2005181813.tif 000022
【０１１１】
2005181813.tif 000023
【０１１２】
ただし、
2005181813.tif 000024
【０１１３】
上記式（１４）〜（１７）により、Ｗ（ｐ）に対して、ｅｘｐ（ｊ±φ１）、ｅｘｐ（ｊ±φ２）を乗ずることにより、分離係数の位相ずれを補正が行われる。すなわち、分離係数初期値計算部８１は、上式（１４）から式（１７）で表されるチャネル別周波数別分離係数を、周波数別分離係数Ｗ（ｑ）に多重化し、分離係数初期値設定部８は、その周波数別分離係数Ｗ（ｑ）を出力する。
【０１１４】
次に本発明の第２の実施の形態の作用効果について説明する。
【０１１５】
本実施の形態では、既に学習済みの周波数における分離係数を、他の周波数に利用する際、分離係数初期値設定部８で、各周波数に最適な周波数別分離係数を計算する構成としたことにより、分離した信号のチャネル番号の入替わりを防ぐことができ、さらに、分離係数の学習に必要な繰り返し回数を削減することができる。
【０１１６】
また、本実施の形態では、さらに、処理周波数制御部４により処理する周波数を制御しているため、周波数を連続的に処理する必要がない。
【０１１７】
また、本実施の形態では、処理周波数制御部４において最初に処理する周波数を事前情報により決定しているため、最初に処理する周波数において分離係数の学習に必要な繰り返し回数を削減できる。
【０１１８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１０は、本発明の第３の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。本発明の第３の実施の形態を、図５に示した第２の実施の形態の信号分離システムと比較すると、本発明の第３の実施の形態では、図５の分離係数初期値設定部８の代わりに、分離係数初期値設定部８２が設けられている点が相違している。他の構成は、図５に示した第２の実施の形態の信号分離システムと同様とされる。よって、以下では、図５に示した第２の実施の形態との相違点を中心に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【０１１９】
図１１は、図１０に示した分離係数初期値設定部８２の構成を示す図である。図１１を参照すると、分離係数初期値設定部８２は、分離係数位相計算部８２０と、分離係数初期値計算部８２１を有する。
【０１２０】
分離係数位相計算部８２０の動作と、図８の分離係数位相計算部８０の動作は同じであり、分離係数位相φ１およびφ２を計算して出力する。分離係数位相φ１およびφ２は、上式（７）、（８）に基づき計算される。
【０１２１】
分離係数初期値計算部８２１は、分離係数位相φ１およびφ２に基づいて、周波数別分離係数Ｗ（ｑ）を以下のように計算する。本実施の形態では、Ｗ（ｐ）の位相を補正したＷ（ｑ）＝Ｗ（ｐ±ｒ）の初期値とする構成をとらず、Ｗ１１（ｐ）、Ｗ１２（ｐ）、Ｗ２１（ｐ）、Ｗ２２（ｐ）を１として以下のように計算する。
【０１２２】
2005181813.tif 000025
【０１２３】
2005181813.tif 000026
【０１２４】
2005181813.tif 000027
【０１２５】
2005181813.tif 000028
【０１２６】
ただし、
2005181813.tif 000029
【０１２７】
分離係数初期値計算部８２１は、上式（１９）から式（２２）で表されるチャネル別周波数別分離係数を、周波数別分離係数Ｗ（ｑ）に多重化し、分離係数初期値設定部８２はその周波数別分離係数Ｗ（ｑ）を出力する。
【０１２８】
本発明の第３の実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１２は、本発明の第４の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図１２を参照すると、本発明の第４の実施の形態の信号分離システムは、図５に示した第２の実施の形態の信号分離システムと比較して、以下の点が相違している。
【０１３０】
（１）図５の処理周波数制御部４の代わりに、処理周波数制御部４２が設けられている。
（２）図５の分離係数初期値設定部８の代わりに、分離係数初期値設定部８３が設けられており、分離係数初期値設定部８３から処理周波数制御部４２に再学習周波数フラグが入力されている。
【０１３１】
以下では、図５に示した前記第２の実施の形態との相違点を中心に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
【０１３２】
図１３は、図１２の分離係数初期値設定部８３の構成を示す図である。図１３を参照すると、分離係数初期値設定部８３は、分離係数位相計算部８３０と、分離係数初期値計算部８３１と、再学習周波数決定部８３２と、を有する。
【０１３３】
分離係数位相計算部８３０は、図８の分離係数位相計算部８０と同様に、分離係数位相を計算し、分離係数位相を分離係数初期値計算部８３１に供給し、複数の既に学習済みの周波数において計算された周波数別分離係数位相を、再学習周波数決定部８３２に供給する。
【０１３４】
分離係数初期値計算部８３１の動作は、図８の分離係数初期値計算部８１の動作と同じである。
【０１３５】
再学習周波数決定部８３２は、周波数別分離係数位相の平均値やヒストグラムの最頻値から大きく外れた周波数を再学習周波数と決定し、再学習周波数フラグを出力する。
【０１３６】
図１４は、図１２の処理周波数制御部４２の構成を示す図である。図１４を参照すると、処理周波数制御部４２は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部４２０を有する。スイッチ制御部４２０は、事前に定めた処理順序を記憶しており、その順序に従って、最初に周波数ｆ＝ｍのスイッチを閉じる。
【０１３７】
周波数ｆ＝ｍでの処理が終了すると、事前に定めた処理順序に従って他の周波数ｆ＝ｌのスイッチを閉じる。他の周波数ｆ＝ｌは１つである必要はなく、複数でもよい。すなわち最初の周波数ｆ＝ｍ以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。
【０１３８】
また、スイッチ制御部４２０は、分離係数初期値設定部８３の再学習周波数決定部８３２から、再学習周波数フラグが供給された場合に、その周波数のスイッチを閉じ、その周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。
【０１３９】
本発明の第４の実施の形態は、前記第２の実施の形態の効果に加えて、再学習周波数決定部８３２により、うまく分離できなかった周波数において分離係数が再学習されるため、分離性能を向上することができる、という効果を奏する。
【０１４０】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１５は、本発明の第５の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図１５に示す本発明の第５の実施の形態を、図１２に示した第４の実施の形態の信号分離システムと比較すると、分離係数初期値設定部８３の代わりに、分離係数初期値設定部８４が設けられている点が相違している。以下では、この相違点を中心に、本発明の第５の実施の形態を説明する。
【０１４１】
図１６は、図１５の分離係数初期値設定部８４の構成を示す図である。図１６を参照すると、分離係数初期値設定部８４は、分離係数位相計算部８４０と、分離係数初期値計算部８４１と、再学習周波数決定部８４２を有する。
【０１４２】
本実施の形態の分離係数初期値設定部８４と、図１３に示した分離係数初期値設定部８３との相違点は、分離係数初期値計算部８３１と、分離係数初期値計算部８４１の動作の違いである。
【０１４３】
分離係数初期値計算部８４１は、図１１の分離係数初期値計算部８２１と同じ手法で周波数別分離係数を計算する。すなわち、分離係数初期値計算部８４１（分離係数を入力しない）は、分離係数位相φ１およびφ２に基づいて、周波数別分離係数Ｗ（ｑ）を、上式（１９）乃至（２２）にしたがって計算する。
【０１４４】
本実施の形態も、前述した本発明の第４の実施の形態と同様の効果を奏する。
【０１４５】
［第６の実施の形態］
次に本発明の第６の実施の形態について説明する。図１７は、本発明の第６の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図１７に示した本発明の第６の実施の形態は、図５に示した第２の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部４の代わりに、処理周波数制御部４３が設けられている点が相違している。以下では、上記相違点を中心に、本発明の第６の実施の形態について説明する。
【０１４６】
図１８は、図１７の処理周波数制御部４３の構成を示す図である。図１８を参照すると、処理周波数制御部４３は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部４３０とを有する。
【０１４７】
スイッチ制御部４３０は、供給された周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報に基づいて、最初に処理する周波数ｆ＝ｍを決定し、その周波数ｆ＝ｍのスイッチを閉じる。
【０１４８】
スイッチ制御部４３０は、周波数ｆ＝ｍの処理が終了すると、周波数別入力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数ｆ＝ｌのスイッチを閉じる。他の周波数ｆ＝ｌは１つである必要はなく、複数でもよい。すなわち、最初の周波数ｆ＝ｍ以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。
【０１４９】
周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報には、
・周波数別入力時系列信号のパワーの情報、
・周波数別入力時系列信号のチャネル間相関の情報、
・周波数別入力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
などがある。
【０１５０】
本実施の形態は、前記第２の実施の形態の効果に加えて、スイッチ制御部４３０において、周波数別入力時系列信号の統計情報を利用して処理周波数を制御するため、事前に分離性能が良い周波数を決める必要がなく、また、入力された入力時系列信号に対して、処理する周波数の選択を、最適に制御することができる、という作用効果を奏する。
【０１５１】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。図１９は、本発明の第７の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図１９に示すように、本発明の第７の実施の形態は、図１０に示した第３の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部４の代わりに、処理周波数制御部４３が設けられている点が相違している。
【０１５２】
本発明の第７の実施の形態の処理周波数制御部４３の動作は、前記第６の実施の形態の信号分離システムで説明した動作と同じである。本発明の第７の実施の形態の効果は、前記した第６の実施の形態の効果と同様である。
【０１５３】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。図２０は、本発明の第８の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図２０を参照すると、本発明の第８の実施の形態は、図１２に示した第４の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部４２の代わりに、処理周波数制御部４４が設けられている点が相違している。以下では、上記相違点を中心に、本発明の第８の実施の形態を説明する。
【０１５４】
図２１は、図２０の処理周波数制御部４４の構成を示す図である。図２１を参照すると、処理周波数制御部４４は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部４４０を有する。
【０１５５】
スイッチ制御部４４０は、供給された周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる統計情報に基づいて、最初に処理する周波数ｆ＝ｍを決定し、その周波数ｆ＝ｍのスイッチを閉じる。
【０１５６】
スイッチ制御部４４０は、周波数ｆ＝ｍの処理が終了すると、周波数別入力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数ｆ＝ｌのスイッチを閉じる。他の周波数ｆ＝ｌは１つである必要はなく、複数であってもよい。すなわち最初の周波数ｆ＝ｍ以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。
【０１５７】
また、スイッチ制御部４４０は、再学習周波数フラグが供給された場合に、その周波数のスイッチを閉じ、その周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。
【０１５８】
周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる情報には、
・周波数別入力時系列信号のパワーの情報、
・周波数別入力時系列信号のチャネル間相関の情報、
・周波数別入力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
などがある。
【０１５９】
本発明の第８の実施の形態は、前記第６の実施の形態の効果に加えて、再学習周波数決定部８３２により、うまく分離できなかった周波数において分離係数が再学習されるため、分離性能を向上する、という効果を奏する。
【０１６０】
［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。図２２は、本発明の第９の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図２２を参照すると、本発明の第９の実施の形態は、図１５に示した第５の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部４２の代わりに、処理周波数制御部４４が設けられている点が相違している。
【０１６１】
処理周波数制御部４４は、図２１に示した構成とされる。すなわち、処理周波数制御部４４のスイッチ制御部４４０は、供給された周波数別入力時系列信号の統計処理により得られる統計情報に基づいて、最初に処理する周波数ｆ＝ｍを決定し、その周波数ｆ＝ｍのスイッチを閉じる。スイッチ制御部４４０は、周波数ｆ＝ｍの処理が終了すると、周波数別入力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数ｆ＝ｌのスイッチを閉じる。他の周波数ｆ＝ｌは１つである必要はなく、複数であってもよい。すなわち最初の周波数ｆ＝ｍ以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。また、スイッチ制御部４４０は、再学習周波数フラグが供給された場合に、その周波数のスイッチを閉じ、その周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。このように、処理周波数制御部４４の動作は、前記第８の実施の形態の信号分離システムで説明した動作と同じである。
【０１６２】
本実施の形態は、前記した第８の実施の形態の効果と同様の効果を奏する。
【０１６３】
［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。図２３は、本発明の第１０の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図２３を参照すると、本発明の第１０の実施の形態は、図５に示した前記第２の実施の形態の信号分離システムと比較すると、以下の点が相違している。
【０１６４】
（１）処理周波数制御部４の代わりに処理周波数制御部４５が設けられている。
（２）分離係数学習部１０の代わりに、分離係数学習部１１が設けられている。
【０１６５】
最初に、処理周波数制御部４５は、全ての周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。
【０１６６】
全ての周波数のそれぞれの分離出力信号計算部は、各周波数に予め定めた初期値を、分離係数学習部から読み込み、周波数別出力信号を出力する。
【０１６７】
処理周波数制御部４５は０回以上学習した後の周波数別出力信号に基づいて、処理周波数を制御する。
【０１６８】
分離係数学習部１１は、分離係数学習部６と同じ構成のものである。
【０１６９】
以下、処理周波数制御部４５の内部構造を中心に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。図２４は、図２３の処理周波数制御部４５の構成を示す図である。図２４を参照すると、処理周波数制御部４５は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部４５０を有する。
【０１７０】
スイッチ制御部４５０は、最初に全てのスイッチを閉じ、全ての周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。その後、全てのスイッチを開く。
【０１７１】
そして、スイッチ制御部４５０は、供給された周波数別出力時系列信号の統計処理により得られる情報に基づいて、最初に処理する周波数ｆ＝ｍを決定し、その周波数ｆ＝ｍのスイッチを閉じる。スイッチ制御部４５０は、周波数ｆ＝ｍの処理が終了すると、周波数別出力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数ｆ＝ｌのスイッチを閉じる。他の周波数ｆ＝ｌは１つである必要はなく、複数でもよい。すなわち最初の周波数ｆ＝ｍ以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。
【０１７２】
周波数別出力時系列信号の統計処理により得られる情報には、
・周波数別出力時系列信号のパワーの情報、
・周波数別出力時系列信号のチャネル間相関の情報、
・周波数別出力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
などがある。
【０１７３】
本実施の形態は、前記第２の実施の形態の作用効果に加えて、スイッチ制御部４５０において周波数別出力時系列信号の統計情報を利用して処理周波数を制御するため、予め設定した初期値に対して最適な周波数を最初に処理することができる、という効果を奏する。
【０１７４】
［第１１の実施の形態］
次に、本発明の第１１の実施の形態について説明する。図２５は、本発明の第１１の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図２５を参照すると、本発明の第１１の実施の形態は、図１０に示した第３の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部４の代わりに、図２４に示した処理周波数制御部４５が設けられている点が相違している。
【０１７５】
処理周波数制御部４５の動作は、図２４を参照して説明した前記第１０の実施の形態の信号分離システムで説明した動作と同じである。本実施の形態は、前記第１０の実施の形態と同様の効果を奏する。
【０１７６】
［第１２の実施の形態］
次に、本発明の第１２の実施の形態について説明する。図２６は、本発明の第１２の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図２６を参照すると、本発明の第１２の実施の形態は、図１２に示した前記第４の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部４２の代わりに、処理周波数制御部４６が設けられている点が相違している。以下では、これらの相違点を中心に、第１２の実施の形態を説明する。
【０１７７】
図２７は、図２６の処理周波数制御部４６の構成を示す図である。図２７を参照すると、処理周波数制御部４６は、周波数の総数と同じ数のスイッチと、スイッチ制御部４６０を有する。
【０１７８】
スイッチ制御部４６０は、最初に全てのスイッチを閉じ、全ての周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。
【０１７９】
その後、スイッチ制御部４６０は、全てのスイッチを開く。そして、供給された周波数別出力時系列信号の統計処理により得られる情報に基づいて、最初に処理する周波数ｆ＝ｍを決定し、その周波数ｆ＝ｍのスイッチを閉じる。周波数ｆ＝ｍの処理が終了すると、周波数別出力時系列信号から得られる統計情報に基づいて定めた他の周波数ｆ＝ｌのスイッチを閉じる。その際、他の周波数ｆ＝ｌは、１つである必要はなく、複数でもよい。すなわち最初の周波数ｆ＝ｍ以外では、複数の周波数のスイッチが同時に閉じてもよい。
【０１８０】
またスイッチ制御部４６０は、再学習周波数フラグが供給された場合に、該当する周波数のスイッチを閉じ、該当する周波数の周波数別入力時系列信号を出力する。
【０１８１】
周波数別出力時系列信号の統計処理により得られる情報には、
・周波数別出力時系列信号のパワーの情報、
・周波数別出力時系列信号のチャネル間相関の情報、
・周波数別出力時系列信号を主成分分析した場合に得られる固有値と固有ベクトルの情報、
などがある。
【０１８２】
本実施の形態の効果は、前記第１０の実施の形態の効果に加えて、再学習周波数決定部８３２により、うまく分離できなかった周波数において分離係数が再学習されるため、分離性能を向上する、という効果を奏する。
【０１８３】
［第１３の実施の形態］
次に、本発明の第１３の実施の形態について説明する。図２８は、本発明の第１３の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。図２８を参照すると、本発明の第１３の実施の形態は、図１５に示した第５の実施の形態の信号分離システムと比較すると、処理周波数制御部４２の代わりに、処理周波数制御部４６が設けられている点が相違している。処理周波数制御部４６の動作は、前記第１２の実施の形態の信号分離システムで説明した動作と同じである。本実施の形態は、前記第１２の実施の形態と同様の効果を奏する。
【０１８４】
以上、前記第２乃至第１３の実施の形態では、処理周波数制御部４、４２、４３、４４、４５、４６において、
事前に定めた処理順序の情報、
周波数別入力時系列信号の統計情報、及び、
周波数別出力時系列信号の統計情報、
のうちのいずれかの情報により、処理周波数を制御する場合を例に説明したが、これらを組み合わせて制御してもよい。
【０１８５】
また、上記処理周波数制御部では、これら３つの情報とは、独立に、処理周波数を制御してもよい。
【０１８６】
また、前記各実施の形態では、単に、説明の簡単化のために、信号分離システムは入力時系列信号の数が２つの場合について説明したが、３つ以上の場合についても、同様にして適用できることは勿論である。
【０１８７】
［第１４の実施の形態］
次に、本発明の第１４の実施の形態について説明する。図２９は、本発明の第１４の実施の形態の音声認識システムの構成を示す図である。図２９に示すように、本発明の第１４の実施の形態は、信号分離システム１２と、出力信号分割部１３と、音声認識部１４０と、音声認識部１４１と、出力端子１４２と、出力端子１４３と、を有する。このような音声認識システムは次のように動作する。
【０１８８】
信号分離システム１２は、周波数別出力時系列信号Ｙ（ｆ、ｔ）を出力信号分割部１３に供給する。出力信号分割部１３は、周波数別出力時系列信号Ｙ（ｆ、ｔ）をチャネル別周波数別出力時系列信号Ｙｊ（ｆ、ｔ）に分割する。
【０１８９】
分割されたチャネル別周波数別出力時系列信号Ｙｊ（ｆ、ｔ）は、音声認識部１４０と音声認識部１４１にチャネル毎に供給される。音声認識部１４０と音声認識部１４１は、供給されたチャネル別周波数別出力時系列信号Ｙｊ（ｆ、ｔ）を基に、音声認識を行う。音声認識部１４０は、チャネル別認識出力を出力端子１４２に、音声認識部１４１はチャネル別認識出力を出力端子１４３に出力する。
【０１９０】
信号分離システム１２は、前記した本発明の第１乃至第１３の実施の形態に説明した信号分離システムのいずれかにより構成される。
【０１９１】
本発明の第１４の実施の形態の音声認識システムは、周波数別出力時系列信号のチャネル数が２つの場合についてであるが、３つ以上の場合でも同様である。
【０１９２】
本発明の第１４の実施の形態は、信号分離システム１２で信号が分離されることにより、複数の音声が時間的に重なった場合においても、個々の音声を認識することができる、という効果を奏する。
【０１９３】
[第１５の実施の形態]
次に、本発明の第１５の実施の形態について説明する。図３０は、本発明の第１５の実施の形態の信号送信システムの構成を示す図である。図３０を参照すると、本発明の第１５の実施の形態は、信号分離システム１２と、出力信号分割部１３と、逆フーリエ変換部１４４と、逆フーリエ変換部１４５と、出力信号送信部１４６と、出力信号送信部１４７と、出力端子１４８と、出力端子１４９と、を有する。この実施の形態の信号送信システムは次のように動作する。
【０１９４】
信号分離システム１２は、周波数別出力時系列信号Ｙ（ｆ、ｔ）を出力信号分割部１３に供給する。
【０１９５】
出力信号分割部１３は、周波数別出力時系列信号Ｙ（ｆ、ｔ）をチャネル別周波数別出力時系列信号Ｙｊ（ｆ、ｔ）に分割する。
【０１９６】
分割されたチャネル別周波数別出力時系列信号Ｙｊ（ｆ、ｔ）は、逆フーリエ変換部１４４と逆フーリエ変換部１４５にチャネル毎に供給される。
【０１９７】
逆フーリエ変換部１４４と逆フーリエ変換部１４５は、供給されたチャネル別周波数別出力時系列信号Ｙｊ（ｆ、ｔ）をそれぞれ逆フーリエ変換する。
【０１９８】
逆フーリエ変換部１４４はチャネル別出力時系列信号を、出力信号送信部１４６に、逆フーリエ変換部１４５はチャネル別出力時系列信号を、出力信号送信部１４７に供給する。出力信号送信部１４６はチャネル別送信信号を出力端子１４８に、出力信号送信部１４７はチャネル別送信信号を出力端子１４９に出力する。
【０１９９】
信号分離システム１２は、前記第１から第１３の実施の形態に説明した信号分離システムのいずれかである。
【０２００】
本発明の第１５の実施の形態の信号送信システムは、周波数別出力時系列信号のチャネル数が２つの場合についてであるが、３つ以上の場合でも同様である。
【０２０１】
本発明の第１５の実施の形態は、信号分離システム１２で信号が分離されることにより、例えば自動車内の運転席と助手席の人がハンズフリーでそれぞれの音声を別々に送信できる、という効果を奏する。
【０２０２】
[第１６の実施の形態]
次に、本発明の第１６の実施の形態について説明する。図３２は、本発明の第１６の実施の形態の構成を示す図である。図３２を参照すると、本実施の形態は、入力装置Ｐ２０１と、出力装置Ｐ２０３と、前述した本発明の第１乃至第１３の実施の形態の信号分離システムのうちのいずれかを構成する信号分離システムＰ２０２を備える。
【０２０３】
信号分離用プログラムＰ２０４は、信号分離システムＰ２０２に読み込まれ、信号分離システムＰ２０２の動作を制御する。
【０２０４】
信号分離用プログラムＰ２０４により、信号分離システムＰ２０２は、本発明の第１乃至第１３の実施の形態の信号分離システムのうちのいずれか１つと同じ処理を実行する。
【０２０５】
[第１７の実施の形態]
次に、本発明の第１７の実施の形態について説明する。図３３は、本発明の第１７の実施の形態の構成を示す図である。図３３を参照すると、本発明の第１７の実施の形態は、入力装置Ｐ２０１と、出力装置Ｐ２０６と、前述した本発明の第１４の実施の形態の音声認識システムＰ２０５を備える。
【０２０６】
音声認識用プログラムＰ２０７は、音声認識システムＰ２０５に読み込まれ、音声認識システムＰ２０５の動作を制御する。音声認識用プログラムＰ２０７により、音声認識システムＰ２０５は、前述した本発明の第１４の実施の形態の音声認識システムと同じ処理を実行する。
【０２０７】
[第１８の実施の形態]
次に、本発明の第１８の実施の形態について説明する。図３４は、本発明の第１８の実施の形態の構成を示す図である。図３４を参照すると、本発明の第１８の実施の形態は、入力装置Ｐ２０１と、出力装置Ｐ２０９と、前述した本発明の第１５の実施の形態の信号送信システムＰ２０８を備える。
【０２０８】
信号送信用プログラムＰ２１０は、信号送信システムＰ２０８に読み込まれ、信号送信システムＰ２０８の動作を制御する。信号送信用プログラムＰ２１０により、信号送信システムＰ２０８は、前述した本発明の第１５の実施の形態の信号送信システムと同じ処理を実行する。
【０２０９】
以上本発明を上記各実施例に即して説明したが、本発明は、上記実施例の構成にのみ限定されるものでなく、本発明の原理に準ずる範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。信号源として音に限定されるものでなく、電磁波、光（赤外線等）、あるいは画像信号（画像解析等）の信号分離に適用可能とされる。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
本発明によれば、複数の信号が混在した複数の時系列信号から、混在する前の信号を分離、抽出するといった各種用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の信号分離システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数学習部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の信号分離システムに含まれる他の分離係数学習部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数学習部の構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数初期値設定部の構成を示す図である。
【図９】本発明における信号源と混在した信号を拾うセンサの空間的配置例を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数初期値設定部の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数初期値設定部の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態の信号分離システムに含まれる分離係数初期値設定部の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態の構成を示す図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。
【図１９】本発明の第７の実施の形態の構成を示す図である。
【図２０】本発明の第８の実施の形態の構成を示す図である。
【図２１】本発明の第８の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。
【図２２】本発明の第９の実施の形態の構成を示す図である。
【図２３】本発明の第１０の実施の形態の構成を示す図である。
【図２４】本発明の第１０の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。
【図２５】本発明の第１１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２６】本発明の第１２の実施の形態の構成を示す図である。
【図２７】本発明の第１２の実施の形態の信号分離システムに含まれる処理周波数制御部の構成を示す図である。
【図２８】本発明の第１３の実施の形態の構成を示す図である。
【図２９】本発明の第１４の実施の形態の構成を示す図である。
【図３０】本発明の第１５の実施の形態の構成を示す図である。
【図３１】本発明の第２の実施の形態の処理手順を示す流れ図である。
【図３２】本発明の第１６の実施の形態の構成を示す図である。
【図３３】本発明の第１７の実施の形態の構成を示す図である。
【図３４】本発明の第１８の実施の形態の構成を示す図である。
【図３５】従来の信号分離システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０２１２】
１、２  フーリエ変換部
３  入力信号多重化部
４、４１、４２、４３、４４、４５、４６  処理周波数制御部
５、９  分離出力信号計算部
６、１０、１１、６１  分離係数学習部
７、７１  分離係数記憶部
８、８２、８３、８４  分離係数初期値設定部
１２  信号分離システム
１３  出力信号分割部
１５、１６  入力端子
１７、１８  出力端子
４０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０  スイッチ制御部
６０、６３、１００、６１０  スイッチ
６２、１０１、６１１  分離係数更新部
６４、６１２  分離係数初期値記憶部
８０、８２０、８３０、８４０  分離係数位相計算部
８１、８２１、８３１、８４１  分離係数初期値計算部
９１  センサ
９２  被分離信号格納部
９３  信号処理部
９４  ＤＦＦＴ処理部
９５  混合行列推定処理部
９６  信号分離処理部
９７  Ｉ−ＤＦＦＴ処理部
９８  分離信号格納部
１４０、１４１  音声認識部
１４２、１４３  出力端子
１４４、１４５  逆フーリエ変換部
１４６、１４７  出力信号送信部
１４８、１４９  出力端子
６００、６０１、６３０、６３１、１０００、１００１、６１００、６１０１  端子
８３２、８４２  再学習周波数決定部
Ｐ２０１  入力装置
Ｐ２０２  信号分離システム
Ｐ２０３  出力装置
Ｐ２０４  信号分離用プログラム
Ｐ２０５  音声認識システム
Ｐ２０６  出力装置
Ｐ２０７  音声認識用プログラム
Ｐ２０８  信号送信システム
Ｐ２０９  出力装置
Ｐ２１０  信号送信用プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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