(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原信号発生手段から出力された原信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第１及び第２のフィルタ手段と、
雑音発生手段から出力された雑音信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第３及び第４のフィルタ手段と、
第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせる第１の加算手段と、
第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせる第２の加算手段と、
第１の加算手段からの出力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段と、
フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段と、
フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段と、
自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段と、
相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段と、
パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第１の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第５のフィルタ手段と、
同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第２の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第６のフィルタ手段と、
伝送路の第１の加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を加算する第３の加算手段と、
伝送路の第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を加算する第４の加算手段と、
第３の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う第１の乗算手段と、
第４の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う第２の乗算手段
を有することを特徴とする信号分離装置。
【請求項２】
ツイストペアケーブルによる通信において、
原信号発生手段からのデジタル出力信号をアナログ信号へ変換するデジタル／アナログ変換手段と、
デジタル／アナログ変換手段から出力された信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第１及び第２のフィルタ手段と、
雑音発生手段から出力された雑音信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第３及び第４のフィルタ手段と、
第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされたアナログ原信号と雑音を重ねあわせる第１の加算手段と、
第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた雑音とアナログ原信号を重ねあわせる第２の加算手段と、
第１の加算手段からのアナログ出力信号をデジタル信号へ変換する第１のアナログ／デジタル変換手段と、
第２の加算手段からのアナログ出力信号をデジタル信号へ変換する第２のアナログ／デジタル変換手段と、
第１及び第２のアナログ／デジタル変換手段からの出力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段と、
フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段と、
フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段と、
自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段と、
相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段と、
パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元にツイストペアケーブルの第１の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第５のフィルタ手段と、
同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元にツイストペアケーブルの第２の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第６のフィルタ手段と、
ツイストペアケーブルの加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を加算する第３の加算手段と、
ツイストペアケーブルの第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を加算する第４の加算手段と、
第３の加算手段からの出力値に対してツイストペアケーブルのパラメータを元に乗算処理を行う第１の乗算手段と、
第４の加算手段からの出力値に対してツイストペアケーブルのパラメータを元に乗算処理を行う第２の乗算手段
を有することを特徴とする信号分離装置。
【請求項３】
カーナビゲーションシステムの音声認識装置や携帯型電話機、ＯＦＤＭ通信等において、雑音（ＯＦＤＭ通信では他チャンネルの信号）が混入した所望信号から所望信号のみを抽出するものであって、
原信号発生手段から出力された信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第１及び第２のフィルタ手段と、
雑音発生手段から出力された雑音信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第３及び第４のフィルタ手段と、
第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせる第１の加算手段と、
第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせる第２の加算手段と、
第１の加算手段からの出力信号を電気信号へと変換する第１のマイクロフォンと、
第２の加算手段からの出力信号を電気信号へと変換する第２のマイクロフォンと、
第１のマイクロフォンからのアナログ出力信号をデジタル信号へ変換する第１のアナログ／デジタル変換手段と、
第２のマイクロフォンからのアナログ出力信号をデジタル信号へ変換する第２のアナログ／デジタル変換手段と、
第１及び第２のアナログ／デジタル変換手段からの出力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段と、
フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段と、
フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段と、
自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段と、
相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段と、
パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第１の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第５のフィルタ手段と、
同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第２の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第６のフィルタ手段と、
伝送路の第１の加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を加算する第３の加算手段と、
伝送路の第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を加算する第４の加算手段と、
第３の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う第１の乗算手段と、
第４の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う第２の乗算手段
を有することを特徴とする信号分離装置。
【請求項４】
２入力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段と、
フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段と、
フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段と、
自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段と、
相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段
を有し、相互相関演算手段と自己相関演算手段を並列処理することにより高速演算を行うことを特徴とする信号分離装置。
【請求項５】
原信号発生手段から出力された原信号に対して第１及び第２のフィルタ手段にて任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うステップと、
雑音発生手段から出力された雑音信号に対して第３及び第４のフィルタ手段にて任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うステップと、
第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を第１の加算手段にて加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせるステップと、第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を第２の加算手段にて加算し、
フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせるステップと、
第１の加算手段及び第２の加算手段からの出力信号に対しフーリエ変換手段にて短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うステップと、
フーリエ変換手段からの出力値に対し相互相関演算手段にて相互相関演算を行うステップと、
フーリエ変換手段からの出力値に対し自己相関演算手段にて自己相関演算を行うステップと、
自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値についてはNeglect手段にて無視するステップと、
相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータをパラメータ推定手段にて推定するステップと、
パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第１の加算手段からの出力値に対して第５のフィルタ手段にてフィルタリング処理を行うステップと、
同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第２の加算手段からの出力値に対して第６のフィルタ手段にてフィルタリング処理を行うステップと、
伝送路の第１の加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を第３の加算手段にて加算するステップと、
伝送路の第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を第３の加算手段にて加算するステップと、
第３の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に第１の乗算手段にて乗算処理を行うステップと、
第４の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に第２の乗算手段にて乗算処理を行うステップ
とを有する信号分離方法。
【請求項６】
２入力信号に対してフーリエ変換手段にて短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うステップと、
フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算手段にて相互相関演算を行うステップと、
フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算手段にて自己相関演算を行うステップと、
自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値についてはNeglect手段にて無視するステップと、
相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から伝送路のパラメータをパラメータ推定手段にて推定するステップとを有し、
相互相関演算手段と自己相関演算手段を並列処理することにより高速演算を行うことを特徴とする信号分離方法。
【請求項７】
原信号と雑音信号が重畳した信号から原信号のみを抽出する信号分離方法を記録した記憶媒体であって、
原信号発生手段から出力された原信号に対して第１及び第２のフィルタ手段にて任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うステップと、
雑音発生手段から出力された雑音信号に対して第３及び第４のフィルタ手段にて任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うステップと、
第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を第１の加算手段にて加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせるステップと、
第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を第２の加算手段にて加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせるステップと、
第１の加算手段及び第２の加算手段からの出力信号に対しフーリエ変換手段にて短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うステップと、
フーリエ変換手段からの出力値に対し相互相関演算手段にて相互相関演算を行うステップと、
フーリエ変換手段からの出力値に対し自己相関演算手段にて自己相関演算を行うステップと、
自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値についてはNeglect手段にて無視するステップと、
相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータをパラメータ推定手段にて推定するステップと、
パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第１の加算手段からの出力値に対して第５のフィルタ手段にてフィルタリング処理を行うステップと、
同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第２の加算手段からの出力値に対して第６のフィルタ手段にてフィルタリング処理を行うステップと、
伝送路の第１の加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を第３の加算手段にて加算するステップと、
伝送路の第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を第３の加算手段にて加算するステップと、
第３の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に第１の乗算手段にて乗算処理を行うステップと、
第４の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に第２の乗算手段にて乗算処理を行うステップ
とを実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項８】
２入力信号に対してフーリエ変換手段にて短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うステップと、
フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算手段にて相互相関演算を行うステップと、
フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算手段にて自己相関演算を行うステップと、
自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値についてはNeglect手段にて無視するステップと、
相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から伝送路のパラメータをパラメータ推定手段にて推定するステップ
とを実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号処理を行い、特に信号の分離処理を行う信号分離装置、信号分離方法及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
送信されたきた信号を受信側の処理によって、雑音を取り除きもとの信号に復元する信号分離処理技術がある。この信号分離処理技術によれば伝送路中で雑音が付加され原信号が判別できない状況にある信号を元の原信号に近づけることができる。以下に従来の信号分離処理技術について説明する。図９は従来の技術による信号分離装置の機能ブロック図である。
【０００３】
図９において、１は原信号を生成する原信号発生手段、２はトレーニング用の信号を記憶しておくトレーニング信号記憶手段、３は原信号発生手段１からの信号とトレーニング信号記憶手段２からの信号を切り替える切り替え手段、４は伝送路において発生する雑音発生手段、５は切り替え手段３からの出力信号と雑音発生手段４からの出力信号を加算する加算手段、６は伝送路において信号を減衰させたり歪みを与える伝送路フィルタ手段、７は雑音発生手段、加算手段、伝送路フィルタ手段を含む伝送路からの出力信号に対してフィルタリング処理を行い雑音を取り除いた原信号に近い信号を出力するフィルタ処理手段、８はトレーニング信号を記憶しておくトレーニング信号記憶手段、９は伝送路からの出力信号とフィルタ処理手段７からの出力信号とトレーニング信号記憶手段８からの出力信号から伝送路の逆特性を演算し、フィルタ処理手段７のタップ係数を算出する伝送路逆特性演算手段である。
【０００４】
図１０を用いて図９の従来の技術における信号分離装置の動作について説明する。
【０００５】
切り替え手段３がトレーニング信号記憶手段２からの信号を加算手段５に出力し、雑音発生手段４からの雑音と切り替え手段３からの出力信号が加算され伝送路フィルタ手段で減衰・歪みを与えられる（ステップ１）。雑音が重なり更に伝送路フィルタ手段で減衰・歪みを与えられた信号がフィルタ処理手段７及び、伝送路逆特性演算手段８に入力する（ステップ２）。
【０００６】
ここで伝送路フィルタ手段６からの出力信号を時刻nにおいてX(n)、フィルタ処理手段７からの出力信号をY(n)、トレーニング信号記憶からの出力信号をD(n)、伝送路逆特性演算手段８で算出された伝送路の逆特性のタップ係数値をC(n)と表記する。
【０００７】
伝送路逆特性演算手段９はX(n)、Y(n)、D(n)から伝送路の逆特性を算出する（ステップ３）。逆特性の算出方法は様々な手法が提案されているが、代表的なものとしてＬＭＳ(Least Mean Square)方式を例に挙げる。
【０００８】
ＬＭＳ方式では、伝送路の逆特性のフィルタタップ係数値C(n)は（数１）で表記される。
【０００９】
【数１】
0004201907.tif 000002
【００１０】
フィルタ処理手段７は伝送路逆特性演算手段９で算出されたタップ係数C(n)を元に伝送路フィルタ手段６からの出力信号X(n)に対してフィルタリング処理を行う（ステップ４）。
【００１１】
以上の工程を規定回数行うことにより伝送路逆特性値C(n)を学習させ、規定回数回トレーニング信号の受信が終了したならば（ステップ５）、切り替え手段３が原信号発生手段からの信号を加算手段５に出力する（ステップ６）。ステップ６で加算手段５に出力された信号は雑音発生手段４からの雑音信号と加算手段５で加算され、更に伝送路フィルタ手段６で減衰・歪みを与えられる。フィルタ処理手段７は伝送路フィルタ手段６からの出力信号に対してトレーニング信号受信時に学習した伝送路逆特性C(n)を用いてフィルタリング処理を行い（ステップ７）、伝送路フィルタ手段からの出力信号から雑音を取り除いた原信号に近い信号Y(n)を出力し、終了する（ステップ８）。
【００１２】
また、ステップ６、ステップ７、ステップ８においては伝送路逆特性値C(n)の演算は行わない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の構成では、原信号による通信以外にトレーニング用の信号を送受信する必要がありスループットが低下する。また、ステップ６、ステップ７、ステップ８においては伝送路逆特性値C(n)は算出しない為、伝送路の特性が原信号送受信時に時間的に変化する場合については対応できないという問題点を有していた。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、送信側から受信側へ信号を伝達する場合伝達すべき所望信号（原信号）に対して、伝送路内で所望信号の識別に障害を来す雑音信号が任意の増幅率で重畳され、受信側において所望信号を識別できない場合において、受信側で雑音信号にうもれた所望信号を再生する為に、２入力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段と、自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段と、相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段を有しことにより、トレーニング信号を必要とせずに原信号と雑音を分離できる作用を有し、原信号送受信時に伝送路が時間的に変化する場合においても伝送路変化に追従して信号分離処理を行うことのできるアルゴリズムが提供できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、送信側から受信側へ信号を伝達する場合、伝達すべき所望信号（原信号）に対して、伝送路内で所望信号の識別に障害を来す雑音信号が任意の増幅率で重畳され、受信側において所望信号を識別できない場合において、受信側で雑音信号にうもれた所望信号を再生する為に、原信号発生手段から出力された原信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第１及び第２のフィルタ手段と、雑音発生手段から出力された雑音信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第３及び第４のフィルタ手段と、第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせる第１の加算手段と、第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせる第２の加算手段と、第１の加算手段からの出力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段と、自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段と、相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段と、パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第１の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第５のフィルタ手段と、同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第２の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第６のフィルタ手段と、伝送路の第１の加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を加算する第３の加算手段と、伝送路の第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を加算する第４の加算手段と、第３の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う第１の乗算手段と、第４の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う第２の乗算手段を有する信号分離装置であり、トレーニング信号を必要とせずに伝送路からの出力値に対して原信号と雑音を分離させる信号分離処理を行い原信号に近い信号を抽出する作用がある。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、ツイストペアケーブルを用いて送信側から受信側へ信号を伝達する場合、ツイストペアケーブル内にて接地線に信号線の信号が任意の増幅率で重畳され送信側と受信側の接地電圧値に揺らぎが生じ、結果として受信側において所望信号を識別できない場合において、受信側で送信側と同じ接地電圧値を得る為に、ツイストペアケーブルによる通信において、送信側接地電圧値としての原信号発生手段からのデジタル出力信号をアナログ信号へ変換するデジタル／アナログ変換手段と、デジタル／アナログ変換手段から出力された信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第１及び第２のフィルタ手段と、送信側信号線としての雑音発生手段から出力された雑音信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第３及び第４のフィルタ手段と、第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされたアナログ原信号と雑音を重ねあわせる第１の加算手段と、第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた雑音とアナログ原信号を重ねあわせる第２の加算手段と、第１の加算手段からのアナログ出力信号をデジタル信号へ変換する第１のアナログ／デジタル変換手段と、第２の加算手段からのアナログ出力信号をデジタル信号へ変換する第２のアナログ／デジタル変換手段と、第１及び第２のアナログ／デジタル変換手段からの出力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段と、自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段と、相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段と、パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元にツイストペアケーブルの第１の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第５のフィルタ手段と、同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元にツイストペアケーブルの第２の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第６のフィルタ手段と、ツイストペアケーブルの加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を加算する第３の加算手段と、ツイストペアケーブルの第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を加算する第４の加算手段と、第３の加算手段からの出力値に対してツイストペアケーブルのパラメータを元に乗算処理を行う第１の乗算手段と、第４の加算手段からの出力値に対してツイストペアケーブルのパラメータを元に乗算処理を行う第２の乗算手段を有する信号分離装置であり、ツイストペアケーブルによる通信においてトレーニング信号を必要とせずにツイストペアケーブルからの出力値に対して原信号と雑音を分離させる信号分離処理を行い原信号に近い信号を抽出し、受信側にて接地電圧値から雑音成分を取り除き、送信側と等しくでき安定した信号伝達を実現できると���う作用がある。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、カーナビゲーションシステムの音声認識装置や携帯型電話機、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing :直交周波数分割多重方式）通信等において、カーナビゲーションシステムの音声認識装置では話者（送信側）からカーナビゲーション装置（受信側）へ音声コマンドを伝達する場合、音声コマンド（原信号）に対して、車内のエンジン装置やタイヤ装置の路面との摩擦音等の音声コマンドの識別に障害を来す雑音信号が任意の増幅率で重畳され、カーナビゲーション装置において音声コマンドを識別できない場合において、カーナビゲーション装置で雑音に埋もれた音声コマンドを再生する為に、また、携帯電話装置では話者（原信号）の音声信号に対して話者以外の周囲雑音が任意の増幅率で重畳され、話者の通話者では音声を認識できない場合において、送信側の携帯電話装置において雑音に埋もれた話者の声を再生する為に、また、ＯＦＤＭ通信においては複数の送信局からの信号を受信局にて所望局の信号（原信号）のみを取り出す為に、雑音（ＯＦＤＭ通信では他チャンネルの信号）が混入した所望信号から所望信号のみを抽出する場合において、原信号発生手段から出力された信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第１及び第２のフィルタ手段と、雑音発生手段から出力された雑音信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行う第３及び第４のフィルタ手段と、第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせる第１の加算手段と、第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせる第２の加算手段と、第１の加算手段からの出力信号を電気信号へと変換する第１のマイクロフォンと、第２の加算手段からの出力信号を電気信号へと変換する第２のマイクロフォンと、第１のマイクロフォンからのアナログ出力信号をデジタル信号へ変換する第１のアナログ／デジタル変換手段と、第２のマイクロフォンからのアナログ出力信号をデジタル信号へ変換する第２のアナログ／デジタル変換手段と、第１及び第２のアナログ／デジタル変換手段からの出力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段と、自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段と、相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段と、パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第１の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第５のフィルタ手段と、同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第２の加算手段からの出力値に対してフィルタリング処理を行う第６のフィルタ手段と、伝送路の第１の加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を加算する第３の加算手段と、伝送��の第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を加算する第４の加算手段と、第３の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う第１の乗算手段と、第４の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う第２の乗算手段を有する信号分離装置であり、トレーニング信号を必要とせずに伝送路からの出力値に対して原信号と雑音を分離させる信号分離処理を行い原信号に近い信号を抽出する作用がある。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、２入力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段と、フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段と、自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段と、相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段を有し、相互相関演算手段と自己相関演算手段を並列処理することにより高速演算を行うことを特徴とする信号分離装置であり、演算に時間のかかる自己相関演算と相互相関演算を並列処理することにより高速演算性、リアルタイム演算性を実現できる作用がある。
【００１９】
本発明の請求項５に記載の発明は、送信側から受信側へ信号を伝達する場合、伝達すべき所望信号（原信号）に対して、伝送路内で所望信号の識別に障害を来す雑音信号が任意の増幅率で重畳され、受信側において所望信号を識別できない場合において、受信側で雑音信号にうもれた所望信号を再生する為に、原信号発生手段から出力された原信号に対して第１及び第２のフィルタ手段にて任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うステップと、雑音発生手段から出力された雑音信号に対して第３及び第４のフィルタ手段にて任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うステップと、第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を第１の加算手段にて加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせるステップと、第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を第２の加算手段にて加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせるステップと、第１の加算手段及び第２の加算手段からの出力信号に対しフーリエ変換手段にて短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うステップと、フーリエ変換手段からの出力値に対し相互相関演算手段にて相互相関演算を行うステップと、フーリエ変換手段からの出力値に対し自己相関演算手段にて自己相関演算を行うステップと、自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値についてはNeglect手段にて無視するステップと、相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータをパラメータ推定手段にて推定するステップと、パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第１の加算手段からの出力値に対して第５のフィルタ手段にてフィルタリング処理を行うステップと、同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第２の加算手段からの出力値に対して第６のフィルタ手段にてフィルタリング処理を行うステップと、伝送路の第１の加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を第３の加算手段にて加算するステップと、伝送路の第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を第３の加算手段にて加算するステップと、第３の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に第１の乗算手段にて乗算処理を行うステップと、第４の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に第２の乗算手段にて乗算処理を行うステップとを有する信号分離方法であり、トレーニング信号を必要とせずに伝送路からの出力値に対して原信号と雑音を分離させる信号分離処理を行い原信号に近い信号を抽出する作用がある。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の発明は、２入力信号に対してフーリエ変換手段にて短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うステップと、フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算手段にて相互相関演算を行うステップと、フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算手段にて自己相関演算を行うステップと、自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値についてはNeglect手段にて無視するステップと、相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から伝送路のパラメータをパラメータ推定手段にて推定するステップとを有し、互相関演算手段と自己相関演算手段を並列処理することにより高速演算を行うことを特徴とする信号分離方法であり、演算に時間のかかる自己相関演算と相互相関演算を並列処理することにより高速演算性、リアルタイム演算性を実現できる作用がある。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の発明は、送信側から受信側へ信号を伝達する場合、伝達すべき所望信号（原信号）に対して、伝送路内で所望信号の識別に障害を来す雑音信号が任意の増幅率で重畳され、受信側において所望信号を識別できない場合において、受信側で雑音信号にうもれた所望信号を再生する為に、原信号発生手段から出力された原信号に対して第１及び第２のフィルタ手段にて任意タップ長原信号と雑音信号が重畳した信号から原信号のみを抽出する信号分離方法を記録した記憶媒体であって、原信号発生手段から出力された原信号に対して第１及び第２のフィルタ手段にて任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うステップと、雑音発生手段から出力された雑音信号に対して第３及び第４のフィルタ手段にて任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うステップと、第１のフィルタ手段の出力と第３のフィルタ手段の出力を第１の加算手段にて加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせるステップと、第２のフィルタ手段と第４のフィルタ手段の出力を第２の加算手段にて加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせるステップと、第１の加算手段及び第２の加算手段からの出力信号に対しフーリエ変換手段にて短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うステップと、フーリエ変換手段からの出力値に対し相互相関演算手段にて相互相関演算を行うステップと、フーリエ変換手段からの出力値に対し自己相関演算手段にて自己相関演算を行うステップと、自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値についてはNeglect手段にて無視するステップと、相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から第１乃至第４のフィルタ手段及び第１、第２の加算手段を含む伝送路のパラメータをパラメータ推定手段にて推定するステップと、パラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第１の加算手段からの出力値に対して第５のフィルタ手段にてフィルタリング処理を行うステップと、同じくパラメータ推定手段で推定されたパラメータを元に伝送路の第２の加算手段からの出力値に対して第６のフィルタ手段にてフィルタリング処理を行うステップと、伝送路の第１の加算手段からの出力値と第６のフィルタ手段の出力値を第３の加算手段にて加算するステップと、伝送路の第２の加算手段からの出力値と第５のフィルタ手段の出力値を第３の加算手段にて加算するステップと、第３の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に第１の乗算手段にて乗算処理を行うステップと、第４の加算手段からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に第２の乗算手段にて乗算処理を行うステップとを実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体であり、この記録したプログラムを実行することにより、理想的な信号分離装置の演算に最も近似した演算が行われるという作用がある。
【００２２】
本発明の請求項８に記載の発明は、２入力信号に対してフーリエ変換手段にて短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うステップと、フーリエ変換手段からの出力値に対して相互相関演算手段にて相互相関演算を行うステップと、フーリエ変換手段からの出力値に対して自己相関演算手段にて自己相関演算を行うステップと、自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値についてはNeglect手段にて無視するステップと、相互相関演算手段とNeglect手段の出力値から伝送路のパラメータをパラメータ推定手段にて推定するステップとを実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体であり、この記録したプログラムを実行することにより、理想的な信号分離装置の演算に最も近似した演算が行われるという作用がある。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図１から図８を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１実施の形態による信号分離方式の機能ブロック図である。
【００２４】
図１において、送信側から受信側へ信号を伝達する場合、伝達すべき所望信号（原信号）に対して、伝送路内で所望信号の識別に障害を来す雑音信号が任意の増幅率で重畳され、受信側において所望信号を識別できない場合において、受信側で雑音信号にうもれた所望信号を再生する為に、１０は原信号を発生させる原信号発生手段、１１は原信号とは別に不必要な信号を発生させる雑音発生手段、１２、１４は原信号発生手段から出力された原信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うフィルタ手段H11、H21、１３、１５は雑音発生手段から出力された雑音信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うフィルタ手段H12、H22、１６はフィルタ手段１２の出力とフィルタ手段１３の出力を加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせる加算手段、１７はフィルタ手段１４とフィルタ手段１５の出力を加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせる加算手段、１８は加算手段１６、１７からの出力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段、１９はフーリエ変換手段１８からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段、２０はフーリエ変換手段１８からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段、２１は自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段、２２は相互相関演算手段１９とNeglect手段２１の出力値からフィルタ手段１２、フィルタ手段１３、フィルタ手段１４、フィルタ手段１５、及び加算手段１６，１７を含む伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段、２３はパラメータ推定手段２２で推定されたパラメータを元に伝送路の加算手段１６からの出力値に対してフィルタリング処理を行うフィルタ手段G1、２４は同じくパラメータ推定手段２２で推定されたパラメータを元に伝送路の加算手段１７からの出力値に対してフィルタリング処理を行うフィルタ手段G2、２５は伝送路の加算手段１６からの出力値とフィルタ手段２４の出力値を加算する加算手段、２６は伝送路の加算手段１７からの出力値とフィルタ手段２３の出力値を加算する加算手段、２７は加算手段２５からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う乗算手段、２８は加算手段２６からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う乗算手段である。
【００２５】
次に図２を用いて、図１の実際の動作を説明する。
原信号発生手段１０で原信号（所望信号）が生成され、また雑音発生手段１１で雑音が発生する。原信号はフィルタ手段１２、フィルタ手段１４を通過し加算手段１６、１７で雑音成分を加算される。また雑音信号はフィルタ手段１３とフィルタ手段１５を通過し原信号成分と加算手段１６、１７で加算される（ステップ９）。
【００２６】
ここで、簡略化の為、原信号発生手段１０の出力値をZ変換しS1(z)、雑音発生手段１１の出力値をZ変換しS2(z)、加算手段１６の出力値をZ変換しY1(z)、加算手段１７の出力値をZ変換しY2(z)、加算手段２５の出力値をZ変換しV1(z)、加算手段２６の出力値をZ変換しV2(z)、フィルタ手段１２のインパルス応答をZ変換しH11(z)、フィルタ手段１３のインパルス応答をZ変換しH12(z)、フィルタ手段１４のインパルス応答をZ変換しH21(z)、フィルタ手段１５のインパルス応答をZ変換しH22(z)、フィルタ手段２３のインパルス応答をZ変換しG1(z)、フィルタ手段２４のインパルス応答をZ変換しG2(z)と表記する。
【００２７】
また、以上の表記を用いて各信号をベクトル表記すると（数２）、（数３）、（数４）が表現できる。
【００２８】
【数２】
0004201907.tif 000003
【００２９】
【数３】
0004201907.tif 000004
【００３０】
【数４】
0004201907.tif 000005
【００３１】
また、（数２）、（数３）、（数４）からY(z)は（数５）で表現できる。
【００３２】
【数５】
0004201907.tif 000006
【００３３】
フーリエ変換手段１８は、Y1(z)、Y2(z)の各々について短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行いY1(ω)、Y2(ω)を算出する（ステップ１０）。
【００３４】
相互相関演算手段１９はフーリエ変換手段１８からの出力Y1(ω)、Y2(ω)から相互相関演算を行う（ステップ１１）。
【００３５】
相互相関演算出力をPy1y2、Py2y1とすると、相互相関演算は（数６）、（数７）で表せられる。
【００３６】
【数６】
0004201907.tif 000007
【００３７】
【数７】
0004201907.tif 000008
【００３８】
自己相関演算手段２０はフーリエ変換手段１８からの出力Y1(ω)、Y2(ω)から自己相関演算を行う（ステップ１２）。
【００３９】
自己相関演算出力をPy1y1、Py2y2とすると、自己相関演算は（数８）、（数９）で表せられる。
【００４０】
【数８】
0004201907.tif 000009
【００４１】
【数９】
0004201907.tif 000010
【００４２】
Neglect手段２１は自己相関演算出力Py1y1、Py2y2に対してある一定基準値以下の値を無視する（ステップ１３）。これはパラメータ推定手段２２での演算を安定させて行う為に必要である。
【００４３】
パラメータ推定手段２２は相互相関演算出力Py1y2、Py2y1とNeglectされた自己相関演算出力Py1y1、Py2y2からG1(ω)、G2(ω)を算出し、G1(ω)、G2(ω)を逆フーリエ変換処理してG1(z)、G2(z)を算出し、各々フィルタ手段２３とフィルタ手段２４のタップ係数値とする。
【００４４】
（ステップ１４）G1(ω)、G2(ω)の算出式は（数１０）、（数１１）で表現される。
【００４５】
【数１０】
0004201907.tif 000011
【００４６】
【数１１】
0004201907.tif 000012
【００４７】
フィルタ手段２３は加算手段１６からの出力値Y1(z)に対して、タップ係数G1(z)をもってフィルタリング処理を行い、また、フィルタ手段２４は加算手段１７からの出力値Y2(z)に対して、タップ係数G2(z)をもってフィルタリング処理を行う（ステップ１５）。
【００４８】
加算手段２５は加算手段１６とフィルタ手段２４からの出力値を加算し、加算手段２６は加算手段１７とフィルタ手段２３の出力値を加算する（ステップ１６）。
【００４９】
乗算手段２７は伝送路の各フィルタ手段１２，１３，１４，１５のパラメータを元に算出される1／Δを加算手段２５からの出力に対して乗算し、乗算手段２８は伝送路の各フィルタ手段１２，１３，１４，１５のパラメータを元に算出される1／Δを加算手段２６からの出力に対して乗算し（ステップ１７）、終了する（ステップ１８）。
【００５０】
1／Δは（数１２）により算出される。
【００５１】
【数１２】
0004201907.tif 000013
【００５２】
本発明により、トレーニング信号を用いずに原信号と雑音を分離できる方式を提供できる。
【００５３】
（実施の形態２）
図３は本発明の第２実施の形態による信号分離方式の機能ブロック図である。
【００５４】
図３において、ツイストペアケーブルを用いて送信側から受信側へ信号を伝達する場合、ツイストペアケーブル内にて接地線に信号線の信号が任意の増幅率で重畳され送信側と受信側の接地電圧値に揺らぎが生じ、結果として受信側において所望信号を識別できない場合において、受信側で送信側と同じ接地電圧値を得る為に、４８は原信号を発生させる原信号発生手段、４９はデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換手段、５０は原信号とは別に不必要な信号を発生させる雑音発生手段、５１、５３は原信号発生手段から出力された原信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うフィルタ手段H11、H21、５２、５４は雑音発生手段から出力された雑音信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うフィルタ手段H12、H22、５５はフィルタ手段５１の出力とフィルタ手段５２の出力を加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせる加算手段、５６はフィルタ手段５３とフィルタ手段５４の出力を加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせる加算手段、５７は加算手段５５からの出力アナログ信号をデジタル信号へ変換するアナログ／デジタル変換手段、５８は加算手段５６からの出力アナログ信号をデジタル信号へ変換するアナログ／デジタル変換手段、５９はアナログ／デジタル変換手段５７、５８からの出力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段、６０はフーリエ変換手段５９からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段、６１はフーリエ変換手段５９からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段、６２は自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段、６３は相互相関演算手段６０とNeglect手段６２の出力値からフィルタ手段５１、フィルタ手段５２、フィルタ手段５３、フィルタ手段５４、及び加算手段５５，５６を含むツイストペアケーブルのパラメータを推定するパラメータ推定手段、６４はパラメータ推定手段６３で推定されたパラメータを元にアナログ／デジタル変換手段５７からの出力値に対してフィルタリング処理を行うフィルタ手段G1、６５は同じくパラメータ推定手段６３で推定されたパラメータを元にアナログ／デジタル変換手段５８からの出力値に対してフィルタリング処理を行うフィルタ手段G2、６６はアナログ／デジタル変換手段５７からの出力値とフィルタ手段６５の出力値を加算する加算手段、６７はアナログ／デジタル変換手段５８からの出力値とフィルタ手段６４の出力値を加算する加算手段、６８は加算手段６６からの出力値に対してツイストペアケーブルのパラメータを元に乗算処理を行う乗算手段、６９は加算手段６７からの出力値に対してツイストペアケーブルのパラメータを元に乗算処理を行う乗算手段である。
【００５５】
次に図４を用いて、図３の実際の動作を説明する。
原信号発生手段４８で原信号（所望信号）が生成され、デジタル／アナログ変換手段４９でアナログ信号に変換される。また雑音発生手段５０で雑音が発生する。アナログ原信号はフィルタ手段５１、フィルタ手段５３を通過し加算手段５５、５６で雑音成分を加算される。また雑音信号はフィルタ手段５２とフィルタ手段５４を通過し原信号成分と加算手段５５、５６で加算される（ステップ２９）。加算手段５５、５６からのアナログ出力信号に対して各々アナログ／デジタル変換手段５７、５８がデジタル値に変換する（ステップ３０）。
【００５６】
ここで、簡略化の為、原信号発生手段４８の出力値をZ変換しS1(z)、雑音発生手段５０の出力値をZ変換しS2(z)、アナログ／デジタル変換手段５７の出力値をZ変換しY1(z)、アナログ／デジタル変換手段５８の出力値をZ変換しY2(z)、加算手段６６の出力値をZ変換しV1(z)、加算手段６７の出力値をZ変換しV2(z)、フィルタ手段５１のインパルス応答をZ変換しH11(z)、フィルタ手段５２のインパルス応答をZ変換しH12(z)、フィルタ手段５３のインパルス応答をZ変換しH21(z)、フィルタ手段５４のインパルス応答をZ変換しH22(z)、フィルタ手段６４のインパルス応答をZ変換しG1(z)、フィルタ手段６５のインパルス応答をZ変換しG2(z)と表記する。
【００５７】
また、以上の表記を用いて各信号をベクトル表記すると（数２）、（数３）、（数４）が表現できる。
【００５８】
また、（数２）、（数３）、（数４）からY(z)は（数５）で表現できる。
フーリエ変換手段５９は、Y1(z)、Y2(z)の各々について短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行いY1(ω)、Y2(ω)を算出する（ステップ３１）。
【００５９】
相互相関演算手段６０はフーリエ変換手段５９からの出力Y1(ω)、Y2(ω)から相互相関演算を行う（ステップ３２）。
【００６０】
相互相関演算出力をPy1y2、Py2y1とすると、相互相関演算は（数６）、（数７）で表せられる。
【００６１】
自己相関演算手段６１はフーリエ変換手段５９からの出力Y1(ω)、Y2(ω)から自己相関演算を行う（ステップ３３）。
【００６２】
自己相関演算出力をPy1y1、Py2y2とすると、自己相関演算は（数８）、（数９）で表せられる。
【００６３】
Neglect手段６２は自己相関演算出力Py1y1、Py2y2に対してある一定基準値以下の値を無視する（ステップ３４）。これはパラメータ推定手段６３での演算を安定させて行う為に必要である。
【００６４】
パラメータ推定手段６３は相互相関演算出力Py1y2、Py2y1とNeglectされた自己相関演算出力Py1y1、Py2y2からG1(ω)、G2(ω)を算出し、G1(ω)、G2(ω)を逆フーリエ変換処理してG1(z)、G2(z)を算出し、各々フィルタ手段６４とフィルタ手段６５のタップ係数値とする（ステップ３５）。G1(ω)、G2(ω)の算出式は（数１０）、（数１１）で表現される。
【００６５】
フィルタ手段６４はアナログ／デジタル変換手段５７からの出力値Y1(z)に対して、タップ係数G1(z)をもってフィルタリング処理を行い、また、フィルタ手段６５はアナログ／デジタル変換手段５８からの出力値Y2(z)に対して、タップ係数G2(z)をもってフィルタリング処理を行う（ステップ３６）。
【００６６】
加算手段６６はアナログ／デジタル変換手段５７とフィルタ手段６５からの出力値を加算し、加算手段６７はアナログ／デジタル変換手段５８とフィルタ手段６４の出力値を加算する（ステップ３７）。
【００６７】
乗算手段６８はツイストペアケーブルの各フィルタ手段５１，５２，５３，５４のパラメータを元に算出される1／Δを加算手段６６からの出力に対して乗算し、乗算手段６９はツイストペアケーブルの各フィルタ手段５１，５２，５３，５４のパラメータを元に算出される1／Δを加算手段６７からの出力に対して乗算し（ステップ３８）、終了する（ステップ３９）。
【００６８】
1／Δは（数１２）により算出される。
本発明により、トレーニング信号を用いずにツイストペアケーブルによる通信において原信号と雑音を分離できる信号分離装置を実現できる。
【００６９】
（実施の形態３）
図５は本発明の第３実施の形態による信号分離方式の機能ブロック図である。
【００７０】
図５において、カーナビゲーションシステムの音声認識装置や携帯型電話機、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 直交周波数分割多重方式）通信等において、カーナビゲーションシステムの音声認識装置では話者（送信側）からカーナビゲーション装置（受信側）へ音声コマンドを伝達する場合、話者の発した音声コマンド（原信号）に対して、車内のエンジン装置やタイヤ装置の路面との摩擦音等の音声コマンドの識別に障害を来す雑音信号が任意の増幅率で重畳され、カーナビゲーション装置において音声コマンドを識別できない場合において、カーナビゲーション装置で雑音に埋もれた音声コマンドを再生する為に、また、携帯電話装置では話者の音声信号（原信号）に対して話者以外の周囲雑音（雑音信号）が任意の増幅率で重畳され、話者の通話者では音声を認識できない場合において、送信側の携帯電話装置において雑音に埋もれた話者の声（原信号）を再生する為に、また、ＯＦＤＭ通信においては複数の送信局から発信された信号（原信号を受信局にて所望局の信号（原信号）のみを取り出す為に本発明を応用したものである。図において、７０は原信号を発生させる原信号発生手段、７１は原信号とは別に不必要な信号を発生させる雑音発生手段、７２、７４は原信号発生手段から出力された原信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うフィルタ手段H11、H21、７３、７５は雑音発生手段から出力された雑音信号に対して任意タップ長かつ任意タップ係数のフィルタリング処理を行うフィルタ手段H12、H22、７６はフィルタ手段７２の出力とフィルタ手段７３の出力を加算し、フィルタリングされた原信号と雑音を重ねあわせる加算手段、７７はフィルタ手段７４とフィルタ手段７５の出力を加算し、フィルタリングされた雑音と原信号を重ねあわせる加算手段、７８は加算手段７６からの信号を電気信号へ変換するマイクロフォン、７９は加算手段７７からの信号を電気信号へ変換するマイクロフォン、８０はマイクロフォン７８からの出力アナログ電気信号をデジタル信号へ変換するアナログ／デジタル変換手段、８１はマイクロフォン７９からの出力アナログ電気信号をデジタル信号へ変換するアナログ／デジタル変換手段、８２はアナログ／デジタル変換手段８０、８１からの出力信号に対して短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段、８３はフーリエ変換手段８２からの出力値に対して相互相関演算を行う相互相関演算手段、８４はフーリエ変換手段８２からの出力値に対して自己相関演算を行う自己相関演算手段、８５は自己相関演算手段からの出力値に対して振幅がある一定の基準値以上の値については無視するNeglect手段、８６は相互相関演算手段８３とNeglect手段８５の出力値からフィルタ手段７２、フィルタ手段７３、フィルタ手段７４、フィルタ手段７５、及び加算手段７６，７７を含む伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段、８７はパラメータ推定手段８６で推定されたパラメータを元にアナログ／デジタル変換手段８０からの出力値に対してフィルタリング処理を行うフィルタ手段G1、８８は同じくパラメータ推定手段８６で推定されたパラメータを元にアナログ／デジタル変換手段８１からの出力値��対してフィルタリング処理を行うフィルタ手段G2、８９はアナログ／デジタル変換手段８０からの出力値とフィルタ手段８８の出力値を加算する加算手段、９０はアナログ／デジタル変換手段８１からの出力値とフィルタ手段８７の出力値を加算する加算手段、９１は加算手段８９からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う乗算手段、９２は加算手段９０からの出力値に対して伝送路のパラメータを元に乗算処理を行う乗算手段である。
【００７１】
次に図６を用いて、図５の実際の動作を説明する。
原信号発生手段７０で原信号（所望信号）が生成され、また雑音発生手段７１で雑音が発生する。原信号はフィルタ手段７２、フィルタ手段７４を通過し加算手段７６、７７で雑音成分を加算される。また雑音信号はフィルタ手段７３とフィルタ手段７５を通過し原信号成分と加算手段７６、７７で加算される（ステップ４０）。加算手段７６、７７からの音声信号に対して各々マイクロフォン７８、７９が音声信号を電気信号に変換する（ステップ４１）。マイクロフォン７８、７９からのアナログ電気信号に対して各々アナログ／デジタル変換手段８０、８１がデジタル値に変換する（ステップ４２）。
【００７２】
ここで、簡略化の為、原信号発生手段７０の出力値をZ変換しS1(z)、雑音発生手段７１の出力値をZ変換しS2(z)、アナログ／デジタル変換手段８０の出力値をZ変換しY1(z)、アナログ／デジタル変換手段８１の出力値をZ変換しY2(z)、加算手段８９の出力値をZ変換しV1(z)、加算手段９０の出力値をZ変換しV2(z)、フィルタ手段７２のインパルス応答をZ変換しH11(z)、フィルタ手段７３のインパルス応答をZ変換しH12(z)、フィルタ手段７４のインパルス応答をZ変換しH21(z)、フィルタ手段７５のインパルス応答をZ変換しH22(z)、フィルタ手段８７のインパルス応答をZ変換しG1(z)、フィルタ手段８８のインパルス応答をZ変換しG2(z)と表記する。
【００７３】
また、以上の表記を用いて各信号をベクトル表記すると（数２）、（数３）、（数４）が表現できる。
【００７４】
また、（数２）、（数３）、（数４）からY(z)は（数５）で表現できる。
フーリエ変換手段８２は、Y1(z)、Y2(z)の各々について短時間フーリエ変換処理もしくはフーリエ変換処理を行いY1(ω)、Y2(ω)を算出する（ステップ４３）。
【００７５】
相互相関演算手段８３はフーリエ変換手段８２からの出力Y1(ω)、Y2(ω)から相互相関演算を行う（ステップ４４）。
【００７６】
相互相関演算出力をPy1y2、Py2y1とすると、相互相関演算は（数６）、（数７）で表せられる。
【００７７】
自己相関演算手段８４はフーリエ変換手段８２からの出力Y1(ω)、Y2(ω)から自己相関演算を行う（ステップ４５）。
【００７８】
自己相関演算出力をPy1y1、Py2y2とすると、自己相関演算は（数８）、（数９）で表せられる。
【００７９】
Neglect手段８５は自己相関演算出力Py1y1、Py2y2に対してある一定基準値以下の値を無視する（ステップ４６）。これはパラメータ推定手段８６での演算を安定させて行う為に必要である。
【００８０】
パラメータ推定手段８６は相互相関演算出力Py1y2、Py2y1とNeglectされた自己相関演算出力Py1y1、Py2y2からG1(ω)、G2(ω)を算出し、G1(ω)、G2(ω)を逆フーリエ変換処理してG1(z)、G2(z)を算出し、各々フィルタ手段８７とフィルタ手段８８のタップ係数値とする。（ステップ４７）G1(ω)、G2(ω)の算出式は（数１０）、（数１１）で表現される。
【００８１】
フィルタ手段８７はアナログ／デジタル変換手段８０からの出力値Y1(z)に対して、タップ係数G1(z)をもってフィルタリング処理を行い、また、フィルタ手段８８はアナログ／デジタル変換手段８１からの出力値Y2(z)に対して、タップ係数G2(z)をもってフィルタリング処理を行う（ステップ４８）。
【００８２】
加算手段８９はアナログ／デジタル変換手段８０とフィルタ手段８８からの出力値を加算し、加算手段９０はアナログ／デジタル変換手段８１とフィルタ手段８７の出力値を加算する（ステップ４９）。
【００８３】
乗算手段９１は伝送路の各フィルタ手段７２，７３，７４，７５のパラメータを元に算出される1／Δを加算手段８９からの出力に対して乗算し、乗算手段９２は伝送路の各フィルタ手段７２，７３，７４，７５のパラメータを元に算出される1／Δを加算手段９０からの出力に対して乗算し（ステップ５０）、終了する（ステップ５１）。
【００８４】
1／Δは（数１２）により算出される。
本発明により、トレーニング信号を用いずにカーナビゲーションシステムの音声認識手段や携帯型電話機、ＯＦＤＭ通信等において周囲の雑音（ＯＦＤＭ通信においては他チャンネルの信号）を取り除き所望信号のみ抽出できる信号分離装置を実現できる。
【００８５】
（実施の形態４）
図７は本発明の第４実施の形態による信号分離方式の機能ブロック図である。
【００８６】
９３は入力信号に対して短時間フーリエ変換処理、もしくはフーリエ変換処理を行うフーリエ変換手段、９４はフーリエ変換手段９３からの出力信号から相互相関演算を行う相互相関演算手段、９５はフーリエ変換手段９３からの出力信号から自己相関演算を行う自己相関演算手段、９６は自己相関演算手段９５からの出力信号に対してある一定基準値以下の値は無視するNeglect手段、９７は相互相関演算手段９４の出力信号とNeglect手段９６からの出力信号から伝送路のパラメータを推定するパラメータ推定手段である。
【００８７】
次に図８を用いて、図７の実際の動作を説明する。
フーリエ変換手段９３に信号が入力されると（ステップ５２）、フーリエ変換手段９３が２系統の入力信号に対して各々に短時間フーリエ変換演算、もしくは、フーリエ変換演算を行う（ステップ５３）。フーリエ変換手段からの出力信号に対して相互相関演算手段が相互相関演算を行い（ステップ５４）、同じく自己相関演算手段が自己相関演算を行う（ステップ５５）。ステップ５４とステップ５５に関しては演算に時間がかかる為、ハードウェアとして独立した手段を組み、ステップ５４とステップ５５は並列に演算を行う。
【００８８】
Neglect手段９６は自己相関演算手段９５からの出力信号に対して、ある一定基準値以下の値は無視し（ステップ５６）、パラメータ推定手段は相互相関演算手段９４からの出力信号とNeglect手段９６からの出力信号から（数１０）、（数１１）に示される演算を行い、その結果の逆フーリエ変換を行い（ステップ５７）、終了する（ステップ５８）。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、トレーニング信号を用いずに原信号（所望信号）と雑音を分離できるという作用を有しているため、通信においてはスループットが向上し、また、伝送路が時間的に変化する場合についても変化に追従して原信号（所望信号）と雑音を分離できる。また、カーナビゲーション装置においては車内雑音を取り除いた音声コマンドを受信できる為、音声認識率が向上し、携帯電話装置においては話者の周囲雑音を取り除ける為、雑音の無い高品質な通話が可能となり、ＯＦＤＭ通信では所望局のみの信号が高品質に受信可能となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態による信号分離方式の機能ブロック図
【図２】本発明の第１実施の形態による信号分離方式の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の第２実施の形態による信号分離装置の機能ブロック図
【図４】本発明の第２実施の形態による信号分離装置の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第３実施の形態による信号分離装置の機能ブロック図
【図６】本発明の第３実施の形態による信号分離装置の動作を示すフローチャート
【図７】本発明の第４実施の形態による信号分離装置の機能ブロック図
【図８】本発明の第４実施の形態による信号分離装置の動作を示すフローチャート
【図９】従来の技術による信号分離装置の機能ブロック図
【図１０】従来の技術による信号分離装置の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１  原信号発生手段
２  トレーニング信号記憶手段
３  切り替え手段
４  雑音発生手段
５  加算手段
６  伝送路フィルタ手段
７  フィルタ処理手段
８  トレーニング信号記憶手段
９  伝送路逆特性演算手段
１０  原信号発生手段
１１  雑音発生手段
１２  フィルタ手段
１３  フィルタ手段
１４  フィルタ手段
１５  フィルタ手段
１６  加算手段
１７  加算手段
１８  フーリエ変換手段
１９  相互相関演算手段
２０  自己相関演算手段
２１  Neglect手段
２２  パラメータ推定手段
２３  フィルタ手段
２４  フィルタ手段
２５  加算手段
２６  加算手段
２７  乗算手段
２８  乗算手段
４８  原信号発生手段
４９  デジタル／アナログ変換手段
５０  雑音発生手段
５１  フィルタ手段
５２  フィルタ手段
５３  フィルタ手段
５４  フィルタ手段
５５  加算手段
５６  加算手段
５７  アナログ／デジタル変換手段
５８  アナログ／デジタル変換手段
５９  フーリエ変換手段
６０  相互相関演算手段
６１  自己相関演算手段
６２  Neglect手段
６３  パラメータ推定手段
６４  フィルタ手段
６５  フィルタ手段
６６  加算手段
６７  加算手段
６８  乗算手段
６９  乗算手段
７０  原信号発生手段
７１  雑音発生手段
７２  フィルタ手段
７３  フィルタ手段
７４  フィルタ手段
７５  フィルタ手段
７６  加算手段
７７  加算手段
７８  マイクロフォン
７９  マイクロフォン
８０  アナログ／デジタル変換手段
８１  アナログ／デジタル変換手段
８２  フーリエ変換手段
８３  相互相関演算手段
８４  自己相関演算手段
８５  Neglect手段
８６  パラメータ推定手段
８７  フィルタ手段
８８  フィルタ手段
８９  加算手段
９０  加算手段
９１  乗算手段
９２  乗算手段
９３  フーリエ変換手段
９４  相互相関演算手段
９５  自己相関演算手段
９６  Neglect手段
９７  パラメータ推定手段
【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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