マイクロホンアレーを用いた信号分離フィルタに関する研究

基于麦克风阵列的信号分离滤波器研究

• 批准号: 06J01250
• 负责人: 村上 隆啓
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J01250/
• 关键词: 時間領域ブラインド信号分離; 多次元独立成分分析; 畳み込み混合; 誤差最小化フィルタ; 類似度; 並び替え問題; 独立成分分析; ブラインド信号分離; 時間構造; 順序問題; 組み合わせ最適化問題; 固有値問題; マイクロホンアレー; kurtosis; サブバンド; DFT基底関数

畳み込み混合モデルにおけるブラインド信号分離(BSS)問題に関する研究では,時間領域におけるこの問題の最適解が,独立成分分析(ICA)問題における局所解の中に含まれることを証明した.時間領域BSS問題へのアプローチとして,従来から多次元ICAとよばれる枠組みで解決しようという試みが数多くなされてきた.しかし,多次元ICA問題には複数の望まない局所解が存在するため,最適解を得る手法が確立していなかった.一方で,従来から知られているICA手法を多次元ICA問題に適用すると,最適解と思われる解に未知のフィルタをかけて順序をランダムに並べ替えたものが得られることが経験的に知られていた.本研究では,多次元ICA問題の最適解および最適解に未知のフィルタをかけてランダムに並び替えたものが,多次元ICA問題をICA問題として扱ったときに得られる局所解の中に含まれることを証明した.これによって,今までは経験的であった多次元ICA問題のICA手法を用いた解法に数学的裏づけを与えた.また,時間領域BSS問題と関連して昨年度に提案した誤差最小化フィルタ(EMF)に関する研究では,EMFの数学的性質を明らかにした.EMFは,2つの観測信号に何らかのフィルタをかけて得られる出力間の差が最小となるように設計したフィルタである.本研究では,観測信号を様々な条件下でモデル化し,それぞれの条件におけるEMF出力間の差の振る舞いを相関係数の観点から解析した.その結果,何らかの原信号が未知の経路を通過して観測されたときに,そのEMF出力間の2乗誤差が原信号間の相関係数を表していることが示された.

在我们对卷积混合模型中的盲信号分离（BSS）问题的研究中，我们证明了该问题在时域中的最优解包含在独立分量分析（ICA）问题的局部解之中。使用称为多维 ICA 的框架来解决这个问题，但是，多维 ICA 问题有几个不良问题。由于局部解的存在，尚未建立获得最优解的方法。另一方面，当将传统已知的ICA方法应用于多维ICA问题时，将未知滤波器应用于被认为是经验上已知多维 ICA 问题的最优解和通过应用未知滤波器随机重新排列的最优解是多维的。我们证明了它包含在将原始 ICA 问题视为 ICA 问题时获得的局部解中。因此，我们可以使用 ICA 方法应用数学方法来解决多维 ICA 问题，而到目前为止，该方法一直是经验性的。另外，在去年针对时域BSS问题提出的误差最小化滤波器（EMF）的研究中，我们阐明了EMF的数学性质。该滤波器旨在最小化应用简单滤波器获得的输出之间的差异。在本研究中，我们对各种条件下观测到的信号进行建模，并计算每种条件下 EMF 输出之间的差异，并从以下角度分析了行为。结果表明，当观察到某个原始信号通过未知路径时，EMF 输出之间的平方误差代表了原始信号之间的相关系数。

项目成果

Measurement of similarity between latent variables

潜在变量之间相似性的测量

• 发表时间: 2009
• 期刊: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences Vol.E92-A No.3
• 作者: 米澤 彩;西角 知也;中川 大輔;大江 智子;楠比 呂志;楠田 哲士;土井 守;富永 敬一郎;平井 伸明;笹野 聡美;上田 かおる;Hiroyuki Ohno;Hiroyuki Ohno;Kenta Fukumoto;Junko Kagimoto;Kenta Fukumoto;Kenta Fukumoto;福元 健太;新井 啓己;河野 雄樹;福元 健太;鍵本 純子;Kenta Fukumoto;Yuki Kohno;Junko Kagimoto;Naoko Watanabe;河野 雄樹;福元 健太;Takahiro Murakami;Takahiro Murakami
• 通讯作者: Takahiro Murakami

ランダム変数間の類似度の測定とブラインド信号分離への応用

随机变量之间相似性的测量及其在盲信号分离中的应用

• 发表时间: 2008
• 作者: 米澤 彩;西角 知也;中川 大輔;大江 智子;楠比 呂志;楠田 哲士;土井 守;富永 敬一郎;平井 伸明;笹野 聡美;上田 かおる;Hiroyuki Ohno;Hiroyuki Ohno;Kenta Fukumoto;Junko Kagimoto;Kenta Fukumoto;Kenta Fukumoto;福元 健太;新井 啓己;河野 雄樹;福元 健太;鍵本 純子;Kenta Fukumoto;Yuki Kohno;Junko Kagimoto;Naoko Watanabe;河野 雄樹;福元 健太;Takahiro Murakami;Takahiro Murakami;村上隆啓
• 通讯作者: 村上隆啓

Time-Domain Blind Signal Separation of Convolutive Mixtures via Multidimensional Independent Component Analysis

• DOI: 10.1587/transfun.e92.a.733
• 发表时间: 2009-03
• 期刊: IEICE Trans. Fundam. Electron. Commun. Comput. Sci.
• 作者: T. Murakami;Toshihisa Tanaka;Y. Ishida

擬似独立成分分析の分類によるブラインド信号分離

使用伪独立分量分析分类进行盲信号分离

• 发表时间: 2007
• 作者: 米澤 彩;西角 知也;中川 大輔;大江 智子;楠比 呂志;楠田 哲士;土井 守;富永 敬一郎;平井 伸明;笹野 聡美;上田 かおる;Hiroyuki Ohno;Hiroyuki Ohno;Kenta Fukumoto;Junko Kagimoto;Kenta Fukumoto;Kenta Fukumoto;福元 健太;新井 啓己;河野 雄樹;福元 健太;鍵本 純子;Kenta Fukumoto;Yuki Kohno;Junko Kagimoto;Naoko Watanabe;河野 雄樹;福元 健太;Takahiro Murakami;Takahiro Murakami;村上隆啓;村上 隆啓;村上 隆啓
• 通讯作者: 村上 隆啓

誤差最小化フィルタの設計

设计误差最小化滤波器

• 发表时间: 2008
• 作者: 米澤 彩;西角 知也;中川 大輔;大江 智子;楠比 呂志;楠田 哲士;土井 守;富永 敬一郎;平井 伸明;笹野 聡美;上田 かおる;Hiroyuki Ohno;Hiroyuki Ohno;Kenta Fukumoto;Junko Kagimoto;Kenta Fukumoto;Kenta Fukumoto;福元 健太;新井 啓己;河野 雄樹;福元 健太;鍵本 純子;Kenta Fukumoto;Yuki Kohno;Junko Kagimoto;Naoko Watanabe;河野 雄樹;福元 健太;Takahiro Murakami;Takahiro Murakami;村上隆啓;村上 隆啓
• 通讯作者: 村上 隆啓