(57)【要約】【課題】  ３次元での信号の到来方向の推定を行うことができ、ブラインド信号分離における信号分解能の向上に寄与する。【解決手段】  非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部４と、該周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する分離行列推定部５と、該周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する周波数別到来方向推定部６と、該周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する到来方向推定部７と、を備える。【選択図】    図１
2007078556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換手段と、
前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する分離行列推定手段と、
前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する周波数別到来方向推定手段と、
前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する到来方向推定手段と、
を備えたことを特徴とする信号到来方向推定装置。
【請求項２】
指定された周波数のみを前記周波数別の信号の到来方向の算出対象にすることを特徴とする請求項１に記載の信号到来方向推定装置。
【請求項３】
４個以上のセンサによって検知された信号を用いる場合において、１個のセンサが、他の３個以上のセンサが配置される平面とは異なる平面上に配置されるときには、該１個のセンサを含む少なくとも４個のセンサによって形成される少なくとも４つの平面を各々基準にした３次元座標系毎に、信号の到来方向を推定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の信号到来方向推定装置。
【請求項４】
非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する過程と、
前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する過程と、
前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する過程と、
前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する過程と、
を含むことを特徴とする信号到来方向推定方法。
【請求項５】
非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する機能と、
前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する機能と、
前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する機能と、
前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項６】
非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換手段と、
前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する分離行列推定手段と、
前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する周波数別到来方向推定手段と、
前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する到来方向推定手段と、
前記周波数毎の分離行列を用いて前記周波数領域の信号中の混合信号を分離し、前記到来方向推定手段によって算出された信号の到来方向に従って、前記分離した信号を並び替えるブラインド信号分離手段と、
前記並び替え後の信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換手段と、
を備えたことを特徴とする信号分離装置。
【請求項７】
前記到来方向推定手段によって算出された到来方向に基づき、前記周波数別の信号の到来方向の算出結果の信頼度を判断する信頼度判断手段と、
前記周波数領域の信号から、前記到来方向推定手段によって算出された到来方向に対応した信号を分離するビームフォーミング手段とを備え、
前記信頼度の判断結果に応じて、前記ブラインド信号分離手段と前記ビームフォーミング手段とを使い分けし、前記時間領域の信号に変換する分離信号を得る、
ことを特徴とする請求項６に記載の信号分離装置。
【請求項８】
指定された周波数のみを前記周波数別の信号の到来方向の算出対象とし、
該指定外の周波数については、前記ビームフォーミング手段を用いる、
ことを特徴とする請求項７に記載の信号分離装置。
【請求項９】
非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する過程と、
前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する過程と、
前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する第１の到来方向推定過程と、
前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する第２の到来方向推定過程と、
前記周波数毎の分離行列を用いて前記周波数領域の信号中の混合信号を分離し、前記第２の到来方向推定過程によって算出された信号の到来方向に従って、前記分離した信号を並び替える過程と、
前記並び替え後の信号を時間領域の信号に変換する過程と、
を含むことを特徴とする信号分離方法。
【請求項１０】
非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する機能と、
前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する機能と、
前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する第１の到来方向推定機能と、
前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する第２の到来方向推定機能と、
前記周波数毎の分離行列を用いて前記周波数領域の信号中の混合信号を分離し、前記第２の到来方向推定機能によって算出された信号の到来方向に従って、前記分離した信号を並び替える機能と、
前記並び替え後の信号を時間領域の信号に変換する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号到来方向推定装置及び方法、並びに信号分離装置及び方法、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、周波数領域において独立成分分析（ＩＣＡ；Independent Component Analysis）を適用して信号を分離するブラインド信号分離の技術が知られている。そして、その信号を分離するときの「Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ（置換）」の問題を解決するために、信号の到来方向を推定している（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】R. Mukai, H. Sawada, S. Araki and S. Makino, “Frequency domain blind source separation using small and large spacing sensor pairs,” Proc. ISCAS 2004, vol.5, pp.1-4, 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来の技術では、２次元での信号の到来方向の推定はできるが、３次元での信号の到来方向の推定を行うことはできない。このため、ブラインド信号分離の際の「Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ」の問題を解決することが困難であり、ブラインド信号分離における信号分解能が不十分であるという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、３次元での信号の到来方向の推定を行うことができ、ブラインド信号分離における信号分解能の向上に寄与することのできる信号到来方向推定装置及び方法、並びに信号分離装置及び方法を提供することにある。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、本発明の信号到来方向推定装置、信号分離装置をコンピュータを利用して実現するための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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る信号到来方向推定装置は、非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換手段と、前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する分離行列推定手段と、前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する周波数別到来方向推定手段と、前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する到来方向推定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る信号到来方向推定装置においては、指定された周波数のみを前記周波数別の信号の到来方向の算出対象にすることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る信号到来方向推定装置においては、４個以上のセンサによって検知された信号を用いる場合において、１個のセンサが、他の３個以上のセンサが配置される平面とは異なる平面上に配置されるときには、該１個のセンサを含む少なくとも４個のセンサによって形成される少なくとも４つの平面を各々基準にした３次元座標系毎に、信号の到来方向を推定する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る信号到来方向推定方法は、非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する過程と、前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する過程と、前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する過程と、前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する過程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るコンピュータプログラムは、非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する機能と、前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する機能と、前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する機能と、前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする。
これにより、前述の信号到来方向推定装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００１１】
本発明に係る信号分離装置は、非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換手段と、前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する分離行列推定手段と、前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する周波数別到来方向推定手段と、前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する到来方向推定手段と、前記周波数毎の分離行列を用いて前記周波数領域の信号中の混合信号を分離し、前記到来方向推定手段によって算出された信号の到来方向に従って、前記分離した信号を並び替えるブラインド信号分離手段と、前記並び替え後の信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る信号分離装置においては、前記到来方向推定手段によって算出された到来方向に基づき、前記周波数別の信号の到来方向の算出結果の信頼度を判断する信頼度判断手段と、前記周波数領域の信号から、前記到来方向推定手段によって算出された到来方向に対応した信号を分離するビームフォーミング手段とを備え、前記信頼度の判断結果に応じて、前記ブラインド信号分離手段と前記ビームフォーミング手段とを使い分けし、前記時間領域の信号に変換する分離信号を得る、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る信号分離装置においては、指定された周波数のみを前記周波数別の信号の到来方向の算出対象とし、該指定外の周波数については、前記ビームフォーミング手段を用いる、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る信号分離方法は、非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する過程と、前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する過程と、前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する第１の到来方向推定過程と、前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する第２の到来方向推定過程と、前記周波数毎の分離行列を用いて前記周波数領域の信号中の混合信号を分離し、前記第２の到来方向推定過程によって算出された信号の到来方向に従って、前記分離した信号を並び替える過程と、前記並び替え後の信号を時間領域の信号に変換する過程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るコンピュータプログラムは、非直線配置された少なくとも３個のセンサによって検知された信号を周波数領域の信号に変換する機能と、前記周波数領域の信号から、独立成分分析により周波数毎の分離行列を算出する機能と、前記周波数毎の分離行列から、周波数別の信号の到来方向を算出する第１の到来方向推定機能と、前記周波数別の信号の到来方向から、信号の到来方向を算出する第２の到来方向推定機能と、前記周波数毎の分離行列を用いて前記周波数領域の信号中の混合信号を分離し、前記第２の到来方向推定機能によって算出された信号の到来方向に従って、前記分離した信号を並び替える機能と、前記並び替え後の信号を時間領域の信号に変換する機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする。
これにより、前述の信号分離装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、３次元での信号の到来方向の推定を行うことができる。これにより、ブラインド信号分離における信号分解能の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
【００１８】
［信号到来方向推定装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る信号到来方向推定装置１００の構成を示すブロック図である。
図１に示す信号到来方向推定装置１００において、センサ部１はＮ個（Ｎは３以上の整数）のセンサ１１−１〜Ｎ（以下、特に区別しないときは「センサ１１」と称する）有する。センサ１１としては、例えば、音声信号を検知して電気信号に変換するマイクロホンが挙げられる。その他のセンサ１１としては、例えば、アンテナ、光センサ、温度センサ、圧力センサ、流量センサなどが挙げられる。
【００１９】
センサ部１において、センサアレーを形成するセンサ１１−１〜Ｎは、一直線上に配置されないように、非直線配置される。これにより、センサ１１−１〜Ｎは少なくとも一平面上に配置される。例えば、図２には、３個のセンサ１１（センサ１，２，３）を用いた場合の配置例が示されている。
【００２０】
増幅器２は、各センサ１１−１〜Ｎから出力された信号をそれぞれ増幅する。
Ａ／Ｄ変換部３は、増幅後の各センサ１１−１〜Ｎの信号をデジタル信号に変換する。
【００２１】
周波数領域変換部４は、デジタル化された各センサ１１−１〜Ｎの信号の各々に対して、時間領域から周波数領域の信号に変換するフーリエ変換処理を施す。具体的には、センサ１１−１〜Ｎの信号毎に、短時間ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行う。その短時間ＦＦＴにより、センサ１１−１〜Ｎの周波数領域の時間信号ベクトルが得られる。その時間信号ベクトルＸ（ｆ，ｔ）は（１）式で表される。
【００２２】
【数１】
2007078556.tif 000003
【００２３】
分離行列推定部５は、指定された周波数の時間信号ベクトルＸ（ｆ，ｔ）に対して独立成分分析を適用し、周波数毎の分離行列を推定する。その分離行列の推定処理においては、指定された周波数毎に、教師信号なしで分離行列を収束させる。具体的には、例えば、（２）式を利用して分離行列Ｗ（ｆ）を計算することができる。これにより、指定された周波数毎の分離行列Ｗ（ｆ）が得られる。
【００２４】
【数２】
2007078556.tif 000004
【００２５】
なお、独立成分分析に基づくブラインド信号分離手法においては、周波数毎の分離行列Ｗ（ｆ）を用いて、周波数領域変換部４出力後の周波数領域の信号中の混合信号を分離する。その分離した信号ベクトルＹ（ｆ，ｔ）は、（３）式で表される。
【００２６】
【数３】
2007078556.tif 000005
【００２７】
周波数別到来方向推定部６は、上記指定された周波数別に、その分離行列Ｗ（ｆ）に基づいて信号の到来方向を推定する。ここで、信号の到来方向（θ，φ）を図３に示される３次元空間座標系で表すと、複素混合行列Ｈ（ｆ）の一般項（ｎ行ｌ列の項）Ｈｎｌ（ｆ）は（４）式で表される。図３においては、０°≦θ≦９０°、−１８０°＜φ≦１８０°である。到来方向ベクトルｋは、（θ，φ）によって、その方向が表される。
【００２８】
【数４】
2007078556.tif 000006
【００２９】
また、分離行列Ｗ（ｆ）の逆行列Ｗ（ｆ）−１の列ベクトルは複素混合行列Ｈ（ｆ）の列ベクトルに近似的に比例している。このことから、分離行列Ｗ（ｆ）に基づいて当該周波数（ｆ）における到来方向（θ，φ）を計算する。
【００３０】
独立成分分析によって得られる分離行列の各行は、ある方向から到来する信号を取り出しながら、別の方向から到来する信号を抑圧するという周波数領域での分離フィルタを形成している。これにより、各周波数における分離行列（分離フィルタ）を求めた後、その分離行列の逆行列により、分離行列の各行が取り出している信号の到来方向を推定することができる。また、各周波数における分離行列の逆行列の各列によりセンサ１１間の位相差を求め、該位相差を用いて信号の到来方向を推定することができる。
【００３１】
ここでは、上記図２に示す３個のセンサ１１（センサ１，２，３）を用いた場合の平面（Ｘ−Ｙ平面）座標系を例に挙げて具体的に計算方法を説明する。図２の例では、非直線配置される３個のセンサ１１（センサ１，２，３）は、センサ１及び２がＸ軸上、センサ３がＹ軸上に配置されている。
【００３２】
先ず、分離行列Ｗ（ｆ）の逆行列Ｗ（ｆ）−１をＨ'（ｆ）とおくと、（５）式及び（６）式が成り立つ。
【００３３】
【数５】
2007078556.tif 000007
【００３４】
【数６】
2007078556.tif 000008
【００３５】
その（５）式及び（６）式を整理すると、（７）式及び（８）式に変形される。
【００３６】
【数７】
2007078556.tif 000009
【００３７】
【数８】
2007078556.tif 000010
【００３８】
但し、Ａは（７）式の右辺の項である。また、angle（ｚ）は複素数ｚの位相角（複素平面上で複素数を表す点と原点を結ぶ直線が実軸となす角）を表す。
上記（７）式及び（８）式から、周波数（ｆ）における到来方向（θ，φ）は（９）式及び（１０）式で表される。
【００３９】
【数９】
2007078556.tif 000011
【００４０】
【数１０】
2007078556.tif 000012
【００４１】
但し、Ａは（７）式の右辺の項、Ｂは（８）式の右辺の項である。また、ｊは虚数単位である。
【００４２】
周波数別到来方向推定部６は、上記（９）式及び（１０）式により、上記指定された周波数別に到来方向（θ，φ）を計算する。これにより、信号の到来方向（θ，φ）が、上記指定された周波数別に得られる。
【００４３】
到来方向推定部７は、その周波数別に推定された到来方向（θ，φ）に基づき、信号の到来方向を推定する。具体的には、周波数別に推定された到来方向（θ，φ）を統計処理し、この統計処理結果から信号の到来方向を求める。例えば、周波数別に推定された、θ、φをそれぞれ平均し、その平均値を信号の到来方向（θ，φ）として採用する。なお、統計処理の手法としては、上記平均以外の他の手法を用いてもよい。例えば、周波数別に推定された、θ、φのそれぞれのヒストグラムを計算し、そのヒストグラムから信号の到来方向（θ，φ）を求めるようにしてもよい。また、統計処理する対象の周波数は、上記指定された周波数のうち、全ての周波数であってもよく、或いは一部の周波数であってもよい。
【００４４】
出力部８は、到来方向推定部７によって求められた信号の到来方向（θ，φ）を出力する。
【００４５】
上述した実施形態によれば、３次元での信号の到来方向の推定を行うことができる。また、非直線配置された少なくとも３個のセンサ１１を設けることによって３次元での信号の到来方向の推定を行うことができるので、センサの配置場所が制限された実用環境においても適用することができ、その適用範囲が拡がる。
【００４６】
なお、上記した信号の到来方向の推定を行う対象の周波数は、実測に基づき、予め決定する。周波数毎の推定精度は、センサ１１の配置間隔に応じて変化する。このため、センサ１１の配置決定後に、各周波数において、実際の信号を用いて到来方向の推定を行い、その推定結果を評価し、到来方向の推定対象に含める周波数を選択する。これにより、所望の推定精度が期待できない周波数については、推定対象から除外し、演算量の削減を図る。
【００４７】
なお、非直線配置された少なくとも３個のセンサを含む４個以上のセンサを用いる場合において、全て同一平面上に配置されるときは、上述した３個のセンサを用いる場合の推定方法がそのまま適用できる。
一方、非直線配置された少なくとも３個のセンサを含む４個以上のセンサを用いる場合において、１個のセンサが、他の３個以上のセンサが配置される平面とは異なる平面上に配置されるときには、該１個のセンサを含む少なくとも４個のセンサによって少なくとも４つの平面が形成される。そして、その各平面を各々基準にした３次元座標系毎に、信号の到来方向を推定することができる。
【００４８】
［信号分離装置］
図４は、本発明の一実施形態に係る信号分離装置２００の構成を示すブロック図である。この図４において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
図４に示す信号分離装置２００は、上述した信号到来方向推定装置１００を適用している。
【００４９】
図４において、信頼度判断部２１は、周波数別到来方向推定部６によって推定された周波数別の信号の到来方向に関し、到来方向推定部７によって推定された信号の到来方向を基準として、その信頼度を判断する。具体的には、到来方向推定部７によって推定された信号の到来方向と、周波数別に推定された到来方向を比較し、両者の絶対差が所定範囲内ならば当該周波数の推定結果について信頼性ありと判断し、両者の絶対差が所定範囲外ならば当該周波数の推定結果について信頼性なしと判断する。
【００５０】
Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ部２２は、信頼度判断部２１によって信頼性ありと判断された周波数について、その推定された到来方向に従って信号Ｙ（ｆ，ｔ）の並び替えを行う。信号Ｙ（ｆ，ｔ）は、上記（３）式で算出される。これにより、信頼性ありと判断された周波数に関して、「Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ」の問題が解決済みの信号Ｙ（ｆ，ｔ）が求められる。
【００５１】
一方、信頼度判断部２１によって信頼性なしと判断された周波数については、新たにビームフォーミングによって信号Ｙ（ｆ，ｔ）を分離する。また、信号の到来方向の推定に利用されなかった周波数についても、ビームフォーミングによって信号Ｙ（ｆ，ｔ）を分離する。
【００５２】
重み係数算出部２３は、信頼性なしと判断された周波数及び信号の到来方向の推定に利用されなかった周波数において、到来方向推定部７によって推定された信号の到来方向に指向性ビームを形成するための重み係数行列を算出する。
受信ビーム形成部２４は、その算出された重み係数行列を用いたビームフォーミングによって、周波数領域の信号（周波数領域変換部４の出力信号）から、信頼性なしと判断された周波数及び信号の到来方向の推定に利用されなかった周波数の信号Ｙ（ｆ，ｔ）を分離する。
【００５３】
上記Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ部２２によって得られた信号Ｙ（ｆ，ｔ）と受信ビーム形成部２４によって得られた信号Ｙ（ｆ，ｔ）により、全周波数帯の信号Ｙ（ｆ，ｔ）が揃う。そして、その全周波数帯の信号Ｙ（ｆ，ｔ）は、逆フーリエ変換されて時間領域の信号に変換される（図示せず）。これにより、時間領域において各到来信号を分離することができる。
【００５４】
上述した実施形態によれば、３次元での信号の到来方向の推定を行うことができるので、ブラインド信号分離の際の「Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ」の問題を解決することが可能となり、ブラインド信号分離における信号分解能が向上する。
【００５５】
また、周波数領域における信号の到来方向の推定結果の信頼度に応じて、ブラインド信号分離とビームフォーミングを使い分けるので、信号の分離精度の維持向上に寄与することができる。
【００５６】
図５及び図６は、本実施形態に係る周波数別の信号の到来方向の推定結果を示すプロット図である。図５及び図６に係る実施例は、センサ１１として３個のマイクロホンを使用し、該３個のマイクロホンによって３つの音源から発生された音声信号を検知している。その音源には、ＡＴＲ音素バランス文の音声を利用している。また、サンプリング周波数は８ｋＨｚ、ＦＦＴサイズは２５６ポイントである。そして、ＦａｓｔＩＣＡによって分離行列を求めている。また、３個のマイクロホンの座標値は、それぞれ（０，０，０）、（４，０，０）、（０，４，０）センチメートルである。
【００５７】
図５には、周波数毎のφの推定結果がプロットされている。その図５から示されるように、３つの音源のφを正確に推定できることが分かる。図６（１），（２），（３）には、その３つのφにそれぞれ対応したθの推定結果がプロットされている。その図６においては、低い周波数帯（周波数番号は１〜５０程度）におけるθの推定値は、ばらつきが大きい。このため、そのばらつきが大きい周波数帯については、信号の到来方向の推定対象から除外する。これにより、θの推定精度が向上する。
【００５８】
このように本実施形態によれば、独立成分分析による分離効果のよい周波数帯のみを指定し、その指定した周波数のみにおいて独立成分分析を適用して信号の到来方向の推定及び信号分離を行う。また、独立成分分析による分離効果の悪い周波数については、ビームフォーミングの指向性合成による信号分離を行う。これにより、信号の分離精度の向上を図ることができる。
【００５９】
また、信号の到来方向の推定結果の信頼度の判断により、独立成分分析を適用して信号を分離するか、或いは指向性合成法を適用して信号を分離するかを選択する。これにより、複雑な「Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ」の問題を避けることができる。
【００６０】
なお、図１、図４に示す各装置１００、２００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより信号到来方向推定処理、信号分離処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００６１】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００６２】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る信号到来方向推定装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る３個のセンサ１１（センサ１，２，３）を用いた場合の配置例を示す２次元座標図である。
【図３】同実施形態に係る信号の到来方向（θ，φ）を示す３次元座標図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る信号分離装置２００の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る周波数別の信号の到来方向の推定結果を示すプロット図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る周波数別の信号の到来方向の推定結果を示すプロット図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…センサ部、２…増幅器、３…Ａ／Ｄ変換部、４…周波数領域変換部、５…分離行列推定部、６…周波数別到来方向推定部、７…到来方向推定部、８…出力部、１１…センサ、２１…信頼度判断部、２２…Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ部、２３…重み係数算出部、２４…受信ビーム形成部、１００…信号到来方向推定装置、２００…信号分離装置
【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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