MXPA99000022A - Sistema y metodo para cancelar la interferencia de adaptacion - Google Patents

Abstract

Se propone un sistema y método de adaptación para reducir la Interferencia en una señal recibida de un conjunto de sensores. Filtros de adaptación se emplean para generar señales de cancelación que se acercan de manera estrecha a la interferencia presente en la señal recibida. Los pesos de los filtros de adaptación se convierten en el dominio de frecuencias donde los valores de representación de frecuencia en un rango de frecuencia seleccionado son truncados para evitar fuga de señal que involucra señales de banda angosta. Filtros de descoloración se emplean para producir las señales de cancelación que tienen un espectro de frecuencia plano. Se emplea una diferencia de potencia normalizada para limitar la operación de los filtros de adaptación el caso en el cual debe de eliminarse cierta interferencia direccional.

Description

"SISTEMA Y MÉTODO PARA CANCELAR LA INTERFERENCIA DE ADAPTACIÓN" ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona generalmente con el procesamiento de señales, y de manera más específica con un sistema y método de procesamiento de señales de adaptación para reducir la interferencia en una señal recibida. Hay muchos casos en donde es deseable tener un sensor capaz de recibir una señal de información de una fuente de señales específica en donde el medio ambiente incluye fuentes de señales de interferencia en ubicaciones diferentes de aquella de la fuente de señales. Uno de estos casos es el uso de micrófonos para registrar una voz de la parte específica en una habitación en donde hay otras partes hablando simultáneamente, que ocasionan interferencia en las señales recibidas. Si se conocen las características exactas de la interferencia, se puede usar un filtro de peso fijo para suprimirla. Frecuentemente es difícil predecir las características exactas de la interferencia, medidasque puedenvariar de acuerdo con los cambios en las fuentes de interferencia, el ruido de fondo, el medio ambiente acústico, la orientación del sensor con respecto a la fuente de señales, las trayectorias de transmisión desde la fuente de señales al sensor y muchos otros factores. Por lo tanto, a fin de suprimir esta interferencia, se necesita un sistema de adaptación que puede cambiar sus propios parámetros en respuesta a un medio ambiente que cambia. Un filtro de adaptación es un sistema de adaptación que puede cambiar sus propias características de filtración a fin de producir una respuesta deseada. Típicamente, los pesos del filtro que definen las características de un filtro de adaptación se actualizan continuamente de manera que la diferencia entre la señal que representa una respuesta deseada y una señal de salida del filtro de adaptación se reduzca al mínimo. El uso de filtro de adaptación para reducir la interferencia en una señal recibida, será conocida en la técnica como cancelación de ruido de adaptación. Se basa en la idea de cancelar un componente de ruido de una señal recibida desde la dirección de una fuente de señales, sacando muestras del ruido independientemente de la señal de fuente y modificando el ruido mezclado para aproximarse al componente de ruido en la señal recibida usando un filtro de adaptación. Para un artículo seminal, en la cancelación del ruido de adaptación, véase de B. idrow y otros, Adaptive Noise Cancelling: Principies and Applications, Proc. IEEE 63:1692-1716, 1975. Una configuración básica para cancelar el ruido de adaptación ha sido una entrada primaria recibida por un micrófono dirigido a una fuente de señales deseada y una entrada de referencia recibida independientemente mediante otro micrófono dirigido a una fuente de ruido. La entrada primaria contiene tanto un componente de la señal de fuente que se origina de la fuente de señales y un componente de ruido que se origina de la fuente de ruido. El componente de ruido es diferente de la entrada de referencia que representa la fuente de ruido misma, debido a que la señal de ruido debe marchar desde la fuente de ruido a la fuente de señales a fin de quedar incluida en el componente de ruido. El componente de ruido, sin embargo, probablemente tendrá cierta correlación con la entrada de referencia debido a que ambas se originan de la misma fuente de ruido. Por lo tanto, se puede usar un filtro para filtrar la entrada de referencia para generar una señal de cancelación que se aproxime al componente de ruido. El filtro de adaptación hace esto generando dinámicamente una señal de salida que es la diferencia entre la entrada primaria y la señal de cancelación, y ajustando sus pesos del filtro para reducir al mínimo el valor medio cuadrático de la señal de salida. Cuando los pesos del filtro se asientan, la señal de salida duplica de manera efectiva la señal de fuente esencialmente exenta del componente de ruido debido a que la señal de cancelación sigue estrechamente la pista del componente de ruido. La cancelación de ruido de adaptación puede combinarse con formación del haz, una técnica conocida de usar una formación de sensores para mejorar la recepción de las señales que vienen de una dirección específica. Un formador del haz es un filtro especial que genera un solo canal de los canales múltiples recibidos a través de los sensores múltiples, filtrando los canales múltiples individuales y combinándolos de tal manera como para extraer las señales que vienen de una dirección específica. Por lo tanto, un formador del haz puede cambiar la dirección de la sensibilidad receptora sin mover físicamente la formación de sensores. Para detalles sobre la formación del haz, véase el de B.D. Van Veen y K. M. Buckley, Beamforming: A Versatile Approach to Spatial Filtering, IEEE ASSP Mag. 5(2), 4-24. Puesto que el formador del haz puede orientarse de manera efectiva en muchas direcciones sin mover físicamente sus sensores, el formador del haz puede combinarse con la cancelación de ruido de adaptación para formar un formador del haz del adaptación que puede suprimir una interferencia direccional específica en vez del ruido de fondo general. El formador del haz puede proporcionar la entrada primaria filtrando especialmente las señales de entrada desde una formación de sensores de manera que su salida representa una señal recibida en la dirección de una fuente de señales. De manera semejante, el formador del haz puede proporcionar la entrada de referencia filtrando espacialmente la señal del sensor de manera que la salida representa una señal recibida en la dirección de las fuentes de interferencia. Para un artículo seminal sobre formadores del haz de adaptación véase L.J. Griffiths & C.W. Jim, An Alternative Approach to Linearly Constrained Adaptive Beamforming, IEEE Trans. Ant. Prop. AP-30:27-34, 1982. Un problema con un formador del haz de adaptación convencional es que sus características de salida cambien dependiendo de las frecuencias de entrada y las direcciones del sensor con respecto a las fuentes de interferencia. Esto es debido a la sensibilidad de un formador del haz a frecuencias de entrada y direcciones del sensor diferentes. Es claramente deseable un comportamiento de salida uniforme de un sistema a través de todas las secuencias de entrada de interés y a través de todas las direcciones del sensor, en un sistema de micrófono direccional en donde se requiere una reproducción fidedigna de una señal de sonido independientemente de en que sitio estén colocados los micrófonos . Otro problema con el formador del haz de adaptación es la "fuga de señal". La cancelación de ruido de adaptación se basa en una suposición de que la entrada de referencia que representa las fuentes de ruido no está correlacionada con el componente de la señal de fuente con la entrada primaria, dando a entender que la entrada de referencia no debe contener la señal de fuente. Pero esta suposición de entrada de referencia de "señal libre" se viola en cualquier medio ambiente. Cualquier desadaptación en los micrófonos (amplitud o fase) o su extremo frontal analógico relacionado, cualquier reverberberación ocasionada por el ambiente circundante o una estructura mecánica, y aún cualquier acoplamiento mecánico en la estructura del micrófono física, vendrá a ocasionar "fuga de sellado" de la fuente de señales hacia la entrada de referencia. Si hay cualquier correlación entre la entrada de referencia y el componente de la señal de fuente en la entrada primaria, el proceso de adaptación mediante el filtro de adaptación ocasiona la cancelación del componente de la señal de fuente, dando por resultado la distorsión y degradación en el funcionamiento. Es también importante limitar el proceso de adaptación al caso en donde hay por lo menos cierta interferencia direccional que va a eliminarse. Puesto que el ruido no direccional, tal como el ruido del viento o el ruido de vibración inducido por la estructura mecánica del sistema, no está típicamente correlacionado con el componente de ruido de la señal recibida, el filtro de adaptación no puede generar una señal de cancelación que se aproxime al componente de ruido . La técnica anterior sugiere inhibir el proceso de adaptación de un filtro de adaptación cuando es elevada la relación de señal-a-ruido (SNR) , basada en la observación de que una señal de fuente intensa tiende a fugarse hacia la entrada de referencia. Por ejemplo, la Patente Norteamericana Numero 4,956,867 describe el uso de la correlación cruzada entre dos sensores, a fin de inhibir el proceso de adaptación cuando la SNR es elevada. Pero el enfoque de la técnica anterior deja de considerar el efecto de la interferencia direccional debido a que el enfoque basado en SNR considera únicamente el ruido no direccional. Puesto que el ruido no direccional no está correlacionado con el componente de ruido de la señal recibida, el proceso de adaptación busca en vano nuevos pesos del filtro, lo cual da frecuentemente por resultado la cancelación del componente de la señal de fuente de la señal recibida.

El enfoque de la técnica anterior deja también de tomar en cuenta la fuga de señal cuando la señal de fuente es de ancho de banda angosto. En una aplicación de icróforo direccional, la señal de fuente frecuentemente contiene una señal de banda angosta tal como la señal de voz, con su densidad espectral de energía concentrada en un rango de frecuencia angosta. Cuando ocurre una fuga de señal debido a una señal de banda angosta intensa, el enfoque de la técnica anterior puede no inhibir el proceso de adaptación debido a que la intensidad de la señal total de esta señal de banda angosta puede no ser lo bastante elevada. El componente de la señal de fuente de la señal recibida se cancela como resultado, y si la señal de fuente es una señal de voz, ocurre la degradación de la inteligibilidad de voz. Por lo tanto, existe una necesidad para un sistema de adaptación que pueda suprimir la interferencia bidireccional en una señal recibida, con comportamiento de frecuencia uniforme a través de una distribución angular amplia de las fuentes de interferencia.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Por consiguiente, un objeto de la presente invención es suprimir la interferencia en una señal recibida usando un filtro de adaptación para procesar las entradas de una formación de sensores. Otro objeto de la invención es limitar el proceso de adaptación de este filtro de adaptación al caso en donde por lo menos hay cierta interferencia bidireccional que va a eliminarse. Un objeto adicional de la invención es controlar el proceso de adaptación para impedir la fuga de señal para señales de banda angostas. Otro objeto es producir una salida con un compartimiento de frecuencia uniforme en todas las direcciones desde la formación de sensores. Estos y otros objetos se logran de conformidad con la presente invención, la cual utiliza un sistema para procesar el dato digital que representa las señales recibidas de una formación de sensores. El sistema incluye una unidad de matriz de canal principal para generar un canal principal que representa las señales recibidas en la dirección de una fuente de señales en donde el canal principal tiene un componente de señal de fuente y un componente de señal de interferencia. El sistema incluye una unidad de matriz de canal de preferencia para generar por lo menos un canal de referencia en donde cada canal de referencia representa señales recibidas en direcciones que no sean aquella de la fuente de señales. El sistema usa filtros de adaptación para generar señales de cancelación que se aproximan al componente de la señal de referencia del canal principal, y una unidad de diferencia para generar una señal de salida digital restando la señal de cancelación del canal principal. Cada filtro de adaptación tiene un medio de actualización de peso para encontrar nuevos pesos del filtro basándose en la señal de salida. El sistema incluye un medio de restricción en peso para truncar los nuevos valores de peso del filtro a valores umbral predeterminados, cuando cada nuevo valor de peso del filtro excede el valor umbral correspondiente. El sistema puede además incluir por lo menos un filtro de decoloración para generar un canal de referencia de frecuencia plana. El sistema además puede incluir un medio de inhibición para calcular la energía del canal principal de la energía de los canales de referencia y para generar una señal de inhibición al medio de actualización en peso basándose en la diferencia de energía normalizada entre el canal principal y los canales de referencia. El sistema produce una salida esencialmente exenta de interferencia direccional con un comportamiento de frecuencia uniforme en todas las direcciones desde el sistema. Los objetos también se logran de conformidad con la presente invención, usando un método que puede implementarse fácilmente en un programa que controla un procesador de DSP comercialmente obtenible.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los objetos, particularidades y ventajas de la presente invención se harán más fácilmente evidentes de la siguiente descripción detallada de la invención, en la cual: La Figura 1 es un diagrama funcional de un sistema total; La Figura 2 es un diagrama funcional de una unidad de muestreo; La Figura 3 es un diagrama funcional de una modalidad alternativa de una unidad de muestreo; La Figura 4 es una ilustración esquemática de las líneas de retardo derivadas, usadas en una matriz de canal principal y una unidad de matriz de referencia; La Figura 5 es una ilustración esquemática de una unidad de matriz de canal principal; La Figura 6 es una ilustración esquemática de una unidad de matriz de canal de referencia; La Figura 7 es una ilustración esquemática de un filtro de decoloración; La Figura 8 es una ilustración esquemática de una unidad de inhibición basada en la interferencia direccional; La Figura 9 es una ilustración esquemática de un filtro de adaptación de restricción selectivo en frecuencia; La Figura 10 es un diagrama funcional de una unidad de restricción en peso, selectivo en frecuencia; La Figura 11 es una gráfica de flujo que ilustra el funcionamiento de un programa, que se puede usar para implementar la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 es un diagrama funcional de un sistema de conformidad con una modalidad preferida de la presente invención. El sistema ilustrado tiene una formación 1 de sensores, una unidad 2 de muestreo, una unidad 3 de matriz de canal principal, una unidad 4 de matriz de canal de referencia, un juego de filtro 5 de decoloración, un juego de filtros 6 de adaptación restringidos selectivos en frecuencia, un retardo 7, una unidad 8 de diferencia, una unidad 9 de inhibición, y una unidad 10 de salida de D/A.

- - La formación 1 de sensores, que tiene sensores individuales la a Id, recibe las señales de una fuente de señal en el eje del sistema y de las fuentes de intereferencia colocadas fuera del eje del sistema. La formación de sensores se conecta con la unidad 2 de muestreo para sacar muestras de las señales recibidas, teniendo elementos de muestreo individuales 2a a 2d, en donde cada elemento se conecta con el sensor individual correspondiente para producir las señales digitales 11. Las salidas de la unidad 2 de muestreo se conectan con la unidad 3 de matriz de canal principal, produciendo un canal 12 principal que representa las señales recibidas en dirección de una fuente. El canal principal contiene tanto un componente de señal de fuente como un componente de señal de interferencia. Las salidas de la unidad 2 de muestreo también están conectadas con la unidad 4 de matriz de canal de referencia que genera los canales 13 de referencia que representan las señales recibidas de direcciones que no sean aquella de la fuente de señales. De esta manera, los canales de referencia representan señales de interferencia. Los canales de referencia se filtran a través de los filtros 5 de decoloración que generan canales de referencia de frecuencia plano 14 que tienen un espectro de frecuencia cuya magnitud es esencialmente plana a través de un rango de frecuencia de interés. Y los canales 14 de referencia de frecuencia plana se alimentan hacia el juego de filtros 6 de adaptación de restricción selectivos en frecuencia, que generan las señales 15 de cancelación. Mientras tanto, el canal 12 principal se retarda a través del retardo 7 de manera que se sincroniza con las señales 15 de cancelación. La unidad 8 de diferencia luego resta las señales 15 de cancelación del canal principal retardado para generar una señal 16 de salida digital que se convierte mediante la unidad de D/A 10 en forma analógica. La señal 15 de salida digital se alimenta de nuevo a los filtros de adaptación para actualizar los pesos del filtro de los filtros de adaptación. Los canales 14 de referencia de frecuencia plana se alimentan a la unidad 9 de inhibición, que calcula la energía o potencia de cada canal de referencia de frecuencia plana así como la energía del canal principal y genera una señal 19 de inhibición para impedir el escape de señal . La Figura 2 ilustra una modalidad preferida en la unidad de muestreo. Una formación 21 de sensores que tiene elementos 21a-21d sensores, se conecta con un extremo 22 frontal analógico, que tiene elementos amplificadores 22a a 21d, en donde cada elemento amplificador se conecta con la salida del elemento sensor correspondiente. En una aplicación de micrófono direccional, cada sensor puede ser un micrófono ya sea direccional u omnidireccional . El extremo frontal analógico amplifica las señales del sensor analógico recibidas para que coincidan con el requisito de entrada de los elementos de muestreo. Las salidas de extremos frontales analógicos se conectan con un juego de convertidores de A/D delta-sigma 23, en donde cada convertidor saca muestras y digitiza las señales analógicas amplificadas. El muestreo delta-sigma es una técnica de A/D bien conocida usando tanto fitración de sobremuestreo como digital. Para detalles sobre el muestreo de delta-sigma, A/D, véase Crystal Semiconductor Corporation, Nota de Aplicación: Delta-Sigma Techniques, 1989. La Figura 3 muestra una modalidad alternativa de la unidad de muestreo. Una formación 31 de sensores, que tiene los elementos sensores 31a a 31d, se conecta con un amplificador 32 que tiene elementos del amplificador 32a a 32d, en donde cada elemento amplificador amplifica las señales recibidas del elemento sensor correspondiente. Las salidas del amplificador se conectan con una unidad 33 de muestreo y retención (S/H) que tiene elementos de muestreo y retención 33a a 33d, en donde cada elemento de S/H saca muestras la señal analógica amplificada del elemento amplificador correspondiente para producir una señal discreta. Las salidas de la unidad de S/H se multiplexan en una sola señal a través de un multiplexor 34. La salida del multiplexor se conecta con un convertidor de A/D 35 convencional, para producir una señal digital. La Figura 4 es una ilustración esquemática de las líneas de retardo derivadas usadas en la unidad de matriz de canal principal y la matriz de canal de referencia, de conformidad con una modalidad preferida de la presente invención. La línea de retardo derivada usada aquí se define como un filtro digital no recursivo, conocido también en la técnica como un filtro transversal, un filtro de respuesta finita de impulso o un filtro de FIR. La modalidad ilustrada tiene cuatro líneas de retardo derivadas 40a a 40d. Cada línea de retardo derivada incluye elementos 41 de retardo, multiplicadores 42 y sumadores 43. Las señales digitales 44a a 44d se alimentan hacia el juego de líneas de retardo derivadas 40a a 40d. Las señales retardadas a través de los elementos 41 de retardo se multiplican por coeficientes del filtro, F-¡_j , 45 y se añaden para producir las salidas 46a a 46d. La muestra n-th de una salida de la línea de retardo derivada i-th, Yj_ (n) , luego puede expresarse como: Y-¡_ (n) = ?^j=o F±r j Xj_ (n-j ) , en donde k es la longitud del filtro y X-¡_ (n) es la muestra n-th de una entrada a la línea de retardo derivada i-th.

La Figura 5 ilustra la unidad de matriz de canal principal para generar un canal principal de conformidad con una modalidad preferida de la presente invención. La unidad tiene líneas de retardo derivadas 50a a 50d como una sección de entrada que toma las entradas 51a a 51d, de la unidad de muestreo. Su sección de salida incluye multiplicadores 52a a 52d en donde cada multiplicador se conecta con la línea de retardo derivada correspondiente y una sumadora 53 que suma todas las señales de salida de los multiplicadores. La unidad genera un canal 54 principal como una suma ponderada de las salidas de todos los multiplicadores. Los pesos del filtro 55a a 55d pueden ser cualquier combinación de fracciones siempre y cuando su suma sea de 1. Por ejemplo, si se usan cuatro micrófonos, la modalidad puede usar los pesos del filtro de una cuarta parte a fin de tomar en cuenta la contribución de cada micrófono. La unidad actúa como un formador del haz, un filtro espacial que filtra una señal que viene en todas las direcciones para producir en una señal que viene en una dirección específica sin mover físicamente la formación de sensores. Los coeficientes de las líneas de retardo derivadas y los pesos del filtro se gradúan de tal manera que las señales recibidas se filtran espacialmente para llevar al máximo una sensibilidad hacia la fuente de señales . Puesto que algunas señales de interferencia encuentran la manera de llegar a la fuente de señales debido a muchos factores tales como la reverberación de una habitación, el canal 54 principal que representa la señal recibida en la dirección de la fuente de señales contiene no solamente un componente de la señal de fuente sino también un componente de la señal de interferencia. La Figura 6 ilustra la unidad de matriz de canal de referencia para generar canales de matriz de referencia, de conformidad con una modalidad preferida de la presente invención. Tiene líneas de retardo derivadas 60a a 60d, como una sección que toma las entradas 61a a 61d desde la unidad de muestreo. Pueden usarse las mismas líneas de retardo derivadas como aquellas en la Figura 4, en cuyo caso, las líneas de retardo derivadas pueden compartirse mediante las unidades de matriz de canal principal y de referencia. Su sección de salida incluye multiplicadores 62a a 62d, 63a a 63d, 64a a 64d y sumadora 65a a 65c, en donde cada multiplicador se conecta con una línea de retardo derivada correspondiente y una sumadora. La unidad actúa como un formador del haz que genera los canales de referencias 66a a 66c, que representa las señales que - llegan fuera del eje desde la fuente de señales, obteniendo las diferencias ponderadas de ciertas combinaciones de salida desde las líneas de retardo derivadas. Las combinaciones del peso del filtro pueden ser de cualquier número siempre y cuando su suma de los pesos del filtro para combinar una señal de referencia determinada sea de 0. Por ejemplo, la modalidad ilustrada puede usar una combinación de pesos de filtro (Wll, W12, W13, W14) = (0.25, 0.25, 0.25, -0.75), a fin de combinar las señales 61a a 61d para producir el canal 66a de referencia. El efecto neto es colocar un valor nulo (baja sensibilidad) en la ganancia receptora del formador del haz hacia la fuente de señales. Como resultado, los canales de referencia representan las señales de interferencia en direcciones que no sean aquella de la fuente de señales. En otras palabras, la unidad "dirige" el dato digital de entrada para obtener señales de interferencia sin mover físicamente la formación de sensores. La Figura 7 es una ilustración esquemática del filtro de decoloración de conformidad con una modalidad preferida de la presente invención. Es una línea de retardo derivada que incluye elementos de _ retardo 71, multiplicadores 72 y sumadora 73. Un canal de referencia 74 se alimenta hacia la línea de retardo derivada. Las señales retardadas se multiplican por los coeficientes del filtro, Fj_, 75 y se añaden para producir una salida 76. Los coeficientes del filtro se gradúan de tal manera que el filtro amplifica los componentes de frecuencia de baja magnitud de una señal de entrada, a fin de obtener una señal de salida que tiene un espectro de frecuencia esencialmente plano. Como se ha mencionado anteriormente en la sección de antecedentes, la salida de un formador de haz de adaptación convencional adolece de un comportamiento de frecuencia no uniforme. Esto es debido a que los canales de preferencia no tienen un espectro de frecuencia plano. La sensibilidad receptora de un formador del haz hacia una dirección angular específica frecuentemente se describe en términos de una curva de ganancia. Como se menciona anteriormente, el canal de referencia se obtiene colocando un valor nulo en la curva de ganancia (haciendo insensible la formación de sensores) en la dirección de la fuente de señales. La curva de ganancia resultante tiene la ganancia más baja para las señales de frecuencia más bajas que las señales de frecuencia más altas. Puesto que el canal de referencia se modifica para generar una señal de cancelación, un espectro de frecuencia no plana del canal de referencia se traslada a un comportamiento de frecuencia no uniforme en la salida del sistema.

El filtro de decoloración es un filtro de coeficiente fijo que aplana el espectro de frecuencia del canal de referencia ("decolorando", por lo tanto el canal de referencia) reforzando la porción de baja frecuencia del canal de referencia. Añadiendo los filtros de decoloración a todas las salidas de la unidad de matriz de canal de referencia, se obtiene una respuesta de frecuencia esencialmente plana en todas las direcciones. El filtro de decoloración en la modalidad ilustrada usa un filtro de línea de retardo derivada que es igual que el filtro de respuesta finita de impulso (FIR) , pero pueden también usarse otras clases de filtros tales como un filtro de respuesta infinita de impulso (IIR) para el filtro de decoloración, en una modalidad alternativa. La Figura 8 ilustra esquemáticamente la unidad de inhibición de conformidad con una modalidad preferida de la presente invención. Incluye unidades de cálculo de energía 81, 82 que calculan la energía de un canal 83 principal y de cada canal 84 de referencia, respectivamente. Una unidad de cálculo de energía de muestra 85 calcula la energía de cada muestra. Un multiplicador 86 multiplica la energía de cada muestra mediante una fracción, , que es el recíproco del número de muestras para un periodo promediador determinado a fin de obtener una energía 87 de muestra promedio. Una sumadora 88 suma la energía de muestra promedio a la salida del otro multiplicador 89, que multiplica un promedio 90 de energía de canal principal anteriormente calculado mediante (1-a) . Se obtiene un nuevo promedio de energía de canal principal mediante (nueva energía de muestra) x a + (promedio de energía antiguo) x (1-a) . Por ejemplo, si se usa un promedio de muestra 100, a = 0.01. El promedio de energía actualizado será (energía de muestra nueva) x 0.01 + (promedio de energía antiguo) x 0.99. De esta manera, el promedio de energía actualizado quedará disponible durante cada instante de muestreo en vez después de un periodo de promediar. Aún cuando la mayoría ilustrada muestra un método de cálculo al vuelo del promedio de energía, pueden usarse también en la modalidad alternativa, otras clases de métodos de cálculo de energía. Un multiplicador 91 multiplica la energía 89 de canal principal con un umbral 92 para obtener un promedio 93 de energía o potencia de canal principal normalizado. Una sumadora 93 resta los promedios 95 de energía de canal de referencia del promedio 93 de energía de canal principal normalizado para producir una diferencia 96. Si la diferencia es positiva, un comparador 97 genera una señal 98 de inhibición. La señal de inhibición se proporciona a los filtros de adaptación para detener el proceso de adaptación para impedir la fuga de señal.

Aún cuando la modalidad ilustrada normaliza el promedio de energía de canal principal, una modalidad alternativa puede normalizar el promedio de energía de canal de referencia en vez del promedio de energía del canal principal. Por ejemplo, si el umbral 92 de la modalidad ilustrada es de 0.25, puede obtenerse el mismo efecto en la modalidad alternativa normalizando cada promedio de energía de canal de referencia multiplicándolo por 4. Este enfoque de inhibición es diferente del enfoque de inhibición a base de SNR de la técnica anterior, mencionado en la sección de antecedentes ya que detecta la presencia de la interferencia direccional significativa que no toma en cuenta el enfoque de la técnica anterior. Como resultado, el enfoque de inhibición _ a base de interferencia-direccional detiene el proceso de adaptación cuando no hay interferencia direccional significativa que eliminarse, mientras que el enfoque de la técnica anterior no lo hace. Por ejemplo, cuando hay una señal de fuente débil (v.g. durante la intermisión de voz) y casi no hay interferencia direccional excepto cierto ruido no correlacionado (tal como un ruido debido al viento o vibraciones mecánicas en la estructura del sensor) , el enfoque a base de SNR permitiría que el filtro de adaptación continuara la adaptación debido al SNR pequeño. El proceso de adaptación continuo no es deseable debido a que hay muy poca interferencia direccional que deba eliminarse en primer lugar, y el proceso de adaptación busca en vano nuevos pesos del filtro para eliminar el ruido no correlacionado, lo cual frecuentemente da por resultado la cancelación del componente de la señal de fuente de la señal recibida. En contraste, el mecanismo de inhibición a base de interferencia direccional inhibirá el proceso de adaptación en tal caso debido a que la resistencia de la interferencia direccional como se ref eja en el promedio de energía del canal de referencia se hará más pequeña que el promedio de energía del canal principal normalizado, produciendo una diferencia de energía normalizado positiva. El proceso de adaptación se inhibe como un resultado hasta que se elimine cierta interferencia direccional. La Figura 9 muestra el filtro de adaptación de restricción selectivo en frecuencia junto con la unidad de diferencia de conformidad con la modalidad preferida de la presente invención. El filtro 101 de adaptación de restricción selectivo en frecuencia incluye un filtro 102 de respuesta finita de impulso (FIR) , una unidad 103 de actualización de peso LMS y una unidad de 104 de restricción de peso selectivo en frecuencia. En una modalidad alternativa, el filtro de respuesta infinita de impulso (IIR) se puede usar en vez del filtro de FIR. Un canal 105 de referencia de frecuencia plana pasa a través del filtro 102 de FIR cuyos pesos de filtro se ajustan para producir una señal 106 de cancelación que se aproxima estrechamente al componente de la señal de interferencia actual que está presente en el canal 107 principal. En una modalidad preferida, el canal principal se obtiene de la unidad de matriz de canal principal después de un retardo a fin de sincronizar el canal principal con la señal de cancelación. Por lo general, hay un retardo entre el canal principal y la señal de cancelación debido a que la señal de cancelación se obtiene mediante los canales de referencia de procesamiento a través de las etapas de retardo extras, es decir, los filtros de decoloración y los filtros de adaptación. En una modalidad alternativa, el canal principal directamente de la unidad de matriz del canal principal se puede usar si el retardo no es significativo. Una unidad 108 de diferencia resta a la señal 106 de cancelación del canal 107 principal para generar una señal 109 de salida. El filtro 101 de adaptación ajusta los pesos del filtro W]_-Wn, para reducir al mínimo la energía de la señal de salida. Cuando se asientan los pesos del filtro, la señal 109 de salida genera la señal de fuente esencialmente exenta del componente de la señal de interferencia actual debido a gue la señal 106 de cancelación sigue estrechamente la pista del componente de la señal de interferencia. La señal 109 de salida se envía a la unidad de salida de D/A para producir una señal de salida analógica. La señal 109 de salida también se usa para ajustar los pesos del filtro de adaptación a fin de reducir adicionalmente el componente de la señal de interferencia. Hay muchas técnicas a fin de actualizar continuamente los valores de los pesos del filtro. La modalidad preferida usa el algoritmo de medio cuadrático mínimo (LMS) gue reduce al mínimo el valor del medio cuadrático de la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación pero en una modalidad alternativa, pueden también usarse otros algoritmos tales como Cuadrado Mínimo Recursivo (RLS) . Bajo el algoritmo de LMS, los pesos del filtro de adaptación se actualizan de acuerdo con lo siguiente: Wp(n+1) = Wp(n) + 2 µ r(n-p) e (n) en donde n es un índice de tiempo discreto; Wp es el peso de filtro p-th del filtro de adaptación; e (n) es una señal de diferencia entre la señal del canal principal y la señal de cancelación; r(n) es una canal de referencia; y µ es una constante de adaptación que controla la velocidad de adaptación. La Figura 10 ilustra una modalidad preferida de la unidad de restricción de peso selectivo en frecuencia. La unidad 110 de control de peso selectivo en frencuencia incluye una unidad de Transformación Fourier Rápida 112, un juego de depósitos 114 de frecuencia, un juego de unidades 115 de truncar, un juego de celdas 116 de almacenamiento y una unidad 117 de Transformación Fourier Rápida Inversa (IFFT) , conectados en serie. La unidad de FFT 112 recibe los pesos 111 del filtro de adaptación y lleva a cabo la FFT de los pesos del filtro 111 para obtener valores 113 de representación de frecuencia. Los valores de representación de frecuencia luego se dividen en un juego de bandas de frecuencia y se almacenan en los depósitos de frecuencia 114a a 114h. Cada depósito de frecuencia almacena los valores de representación de frecuencia dentro de un ancho de banda específico asignado a cada depósito. Los valores representan la operación del filtro de adaptación con respecto a un componente de frecuencia específico de la señal de fuente. Cada una de las unidades de truncar 115a a 115h compara los valores de representación de frecuencia con el umbral asignado a cada depósito, y trunca los valores si exceden en el umbral. Los valores de representación de frecuencia truncados se almacenan temporalmente en 116a - 116h antes que la unidad de IFFT 117 los convierta de nuevo en los nuevos valores 118 de peso de filtro. Además del mecanismo de inhibición basado en la interferencia direccional, la unidad de restricción de peso selectivo en frecuencia además controla el proceso de adaptación basándose en el espectro de frecuencia de la señal de fuente recibida. Una vez que el filtro de adaptación comienza a trabajar, el cambio de funcionamiento en la salida del filtro, mejor o peor, se convierte en drástico. La adaptación no controlada puede conducir rápidamente a una degradación drástica del funcionamiento. El mecanismo de restricción de peso se basa en la observación de que un gran aumento en los valores de peso del filtro de adaptación sugiere la fuga de señal. Si el filtro de adaptación trabaja apropiadamente, no hay necesidad de que el filtro aumente los pesos del filtro a volúmenes grandes. Pero si el filtro no está trabajando apropiadamente, los pesos del filtro tienden a crecer a valores grandes. Una manera para curvar el crecimiento es usar un mecanismo de truncar sencillo para truncar los valores de los pesos del filtro a valores umbral predeterminados . De esta manera, aún cuando la energía de la señal total pueda ser lo bastante elevada para activar el mecanismo de inhibición, el mecanismo de restricción de peso puede todavía impedir la fuga de señal. Para señales de banda angostas, tales como una señal de voz o una señal tonal, que tiene su densidad espectral de energía concentrada en un rango de frecuencia angosto, la fuga de señal puede no manifestarse en un crecimiento grande de los valores del peso del filtro en el dominio de tiempo. Sin embargo, los valores de peso del filtro en el dominio de frecuencia indicarán un cierto aumento debido a que representan la operación del filtro de adaptación en respuesta a un componente de presencia específico de la señal de fuente. En la unidad de restricción de peso selectivo en frecuencia detecta esa condición detectando un aumento grande en -los valores de representación de frecuencia de los pesos del filtro. Truncando los valores de representación de frecuencia en la banda de frecuencia angosta de interés y transformándolos a la inversa de nuevo en el dominio de tiempo, la unidad actúa para impedir la fuga de señal que involucra señales de banda angostas. El sistema descrito en la presente puede implementarse usando sistemas de procesamiento de señal digital comercialmente obtenibles (DSP) tales como el dispositivo analógico de la serie 2100.

La Figura 11 muestra una gráfica de flujo que ilustra la operación de un programa para un procesador de DSP de conformidad con una modalidad preferida de la presente invención. Después de que el programa se inicia en el paso 100, el programa inicia los registros y los indicadores así como los estabilizadores (paso 110) . El programa luego espera una interrupción de una unidad de muestreo que solicita el proceamiento de las muestras recibidas de la formación de sensores (paso 120) . Cuando la unidad de muestreo envía una interrupción (paso 131) de que las muestras están listas, el programa lee los valores de la muestra (paso 130) y almacena los valores (paso 140) . El programa filtra los valores almacenados usando una rutina que implementa una línea de retardo derivada y almacena los valores de entrada filtrados (paso 141) . El programa luego recupera los valores de entrada filtrados (151) y los coeficientes de la matriz de canal principal (paso 152) para generar un canal principal (paso 150) multiplicando los dos y para almacenar el resultado (paso 160) . El programa recupera los valores de entrada filtrados (paso 171) y los coeficientes de la matriz del canal de referencia (paso 172) para generar un canal de referencia (canal de referencia #1) multiplicando los dos (paso 170) y para almacenar el resultado (paso 180) . Se repiten los pasos 170 y 180 para generar todos los otros canales de referencia (paso 190) . El programa recupera uno de los canales de referencia (paso 201) y los coeficientes del filtro de decoloración para el canal de referencia correspondiente (paso 202) a fin de generar un canal de referencia de frecuencia plana multiplicando los dos (paso 200) y almacena el resultado (paso 210) . Los pasos 200 y 210 se repiten para todos los otros canales de referencia (paso 220) . El programa recupera uno de los canales de referencia de frecuencia plana (paso 231) y los coeficientes del filtro de adaptación (paso 232) para generar la señal de cancelación (paso 230) multiplicando los dos y para almacenar el resultado (paso 240) . Los pasos 230 y 240 se repiten para todos los otros canales de referencia a fin de generar más señales de cancelación (paso 250) . El programa recupera las señales de cancelación (paso 262-263) para restarlos del canal principal (recuperados en el paso 261) para cancelar el componente de la señal de referencia en el canal principal (paso 260) . La salida se envía a una unidad de D/A para producir la señal sin interferencia en forma analógica (paso 264) . La salida también se almacena (paso 270) . El programa calcula la energía o potencia de una muestra en el canal de referencia (paso 281) y recupera un promedio de la energía del canal de referencia antiguo (paso 282) . El programa multiplica la energía de la muestra mediante a y el promedio antiguo de energía mediante (1-a) y suma los mismos (paso 280) y almacena el resultado como un nuevo promedio de energía (paso 290) . Este proceso se repite para todos los otros canales de referencia (paso 300) y la suma total de los promedios de energía de todos los canales de referencia se almacena (paso 310) . El programa multiplica la energía de una muestra del canal principal (recuperado en el paso 321) mediante a y un promedio de energía antigua del canal principal (recuperado en el paso 322) mediante (1-a), suma los mismos (paso 320) y almacena los mismos como un número promedio de energía del canal principal (paso 330) . El programa luego multiplica la energía del canal principal con un umbral para obtener un promedio normalizado de energía del canal principal (paso 340) . El programa resta el promedio de energía total del canal de referencia (recuperado en el paso 341) del promedio de energía normalizado del canal principal para producir una diferencia (paso 350) . Si la diferencia es positiva, el programa va de nuevo hacia el paso 120 en donde espera simplemente las otras muestras. Si la diferencia es negativa, el programa admite una rutina de actualización de peso. El programa calcula un nuevo peso del filtro añadiendo [2 veces la constante de adaptación x de la muestra del canal de referencia (recuperado en el paso 361) por la salida (recuperado en el paso 362)] al peso antiguo del filtro (recuperado en el paso 363) para actualizar el- peso (paso 370) y almacena el resultado (paso 370) . El programa lleva a cabo la FFT de los nuevos pesos del filtro para obtener su representación de frecuencia (paso 380) . Los valores de representación de frecuencia se dividen en varias bandas de frecuencia y se alamcenan en un juego de depósitos de frecuencia (paso 390) . Los valores de representación de frecuencia en cada depósito se comparan con un umbral asociado con cada depósito de frecuencia (paso 400) . Si los valores exceden el umbral, los valores se truncan al umbral (paso 410) . El programa lleva a cabo la IFFT para convertir los valores de representación de frecuencia truncados de nuevo en valores de peso del filtro (paso 420) y almacena los mismos (paso 430) . El programa repite la rutina de actualización de peso, pasos 360 a 430, para todos los otros canales de referencia y los filtros de adaptación asociados (paso 440) . El programa luego regresa al paso 120 para esperar una interrupción para una nueva tanda de muestras de procesamiento (paso 450) . Aún cuando la invención se ha descrito haciendo referencia a las modalidades preferidas, no está limitada a aquellas modalidades. Se apreciará para aquellas personas conocedoras de la técnica, que pueden hacerse modificaciones a la estructura y la forma de la invención sin desviarse de sus espíritu y alcance que se detiene en las siguientes reivindicaciones.

Claims (44)

- R E I V I N D-I C A C I O N E S:

1. Un sistema de adaptación para procesar datos de entrada digitales que representan señales que contienen una señal de fuente desde una fuente de señales en eje con relación a una formación de sensores, así como señales de interferencia de las fuentes de interferencia colocadas fuera del eje de la fuente de señales y para producir datos de salida digitales que representan la señal de fuente con señales de interferencia reducidas con relación a la señal de fuente, que comprende: una unidad de matriz de canal principal para generar un canal principal de los datos de entrada digitales, el canal principal representa señales recibidas en la dirección de la fuente de señales y que tiene un componente de la fuente de señales y un componente de la señal de interferencia; una unidad matriz de canal de referencia para generar por lo menos un canal de referencia desde los datos de entrada digitales, cada canal de referencia representa señales recibidas en direcciones que no sean aquellas de la fuente de señales; por lo menos un filtro de adaptación que tienen pesos del filtro de adaptación, conectado para recibir señales de la unidad de matriz de canal de referencia a fin de generar una señal de cancelación que se aproxima a componentes de las señales de interferencia del canal principal; una unidad de diferencia conectada para recibir las señales desde la unidad de matriz de canal principal, y por lo menos un filtro de adaptación para generar los datos de salida digitales estando la señal de cancelación del canal principal; por lo menos un filtro de adaptación conectado también- para recibir los gastos de salida digitales y que incluye un medio de actualización de peso para encontrar nuevos valores de peso del filtro de por lo menos un filtro de adaptación de tal manera que la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación se reduce al mínimo; y un medio de restricción de peso para truncar los nuevos valores de peso de filtro a valores umbrales predeterminados, cuando cada uno de los nuevos valores de peso del filtro excede el valor de umbral correspondiente.

2. El sistema de la reivindicación 1, que además comprende por lo menos un filtro de decoloración para filtrar por lo menos un canal de referencia de manera que tenga un espectro de frecuencia cuya magnitud es esencialmente plana a través de un rango de frecuencia predeterminada.

3. El sistema de la reivindicación 1, que además comprende un medio de inhibición conectado para recibir las señales desde la unidad de matriz del canal principal y la unidad de matriz de canal de referencia, para calcular la energía del canal principal y la energía de por lo menos un canal de referencia, y para generar una señal de inhibición hacia el medio de actualización de peso cuando es positiva una diferencia de energía normalizada entre el canal principal y por lo menos un canal de referencia.

4. El sistema de la reivindicación 1, en donde los sensores son micrófonos.

5. Un sistema de adaptación para procesar los datos de entrada digitales que representan señales que contienen una señal de fuente de una fuente de señales en el eje con relación a una formación de sensores así como las señales de interferencia de las fuentes de interferencia colocadas fuera del eje desde la fuente de señales, y para producir datos de salida digitales que representan la señal de fuente con señales de interferencia reducidas con relación a la señal de fuente, que comprende : un unidad de matriz de canal principal para generar un canal principal desde los datos de entrada digitales, el canal principal representa las señales recibidas en la dirección de la fuente de señales y que tiene un componente de señal de fuente y un componente de señal de interferencia; una unidad de matriz de canal de referencia para generar por lo menos un canal de referencia desde los datos de entrada - digitales, cada canal de referencia representa las señales recibidas en direcciones que no sean aquellas de la fuente de señales; por lo menos un filtro de adaptación que tiene pesos del filtro de adaptación conectado para recibir las señales de la unidad de matriz del canal de referencia a fin de generar una señal de cancelación que se aproxima al componente de la señal de interferencia del canal principal; una unidad de diferencia conectada para recibir las señales de la unidad de matriz del canal principal y por lo menos un filtro de adaptación, para generar los datos de salida digitales restando la señal de cancelación del canal principal; por lo menos un filtro de adaptación que está también conectado para recibir los datos de la salida digital y que incluyen un medio de actualización de peso para encontrar los nuevos valores de peso del filtro, de por lo menos un filtro de adaptación de tal manera, que se - reduce al mínimo la diferencia entre el canal princial y la señal de cancelación; y un medio de restricción de peso para convertir los nuevos valores del peso del filtro en valores de representación de frecuencia, truncando los valores de representación de frecuencia a valores umbral predeterminados y convirtiéndolos de nuevo en pesos del filtro de adaptación.

6. El sistema de la reivindicación 5, gue además comprende por lo menos un filtro de decoloración para filtrar por lo menos un canal de referencia de manera que tenga un espectro de frecuencia cuya magnitud es esencialmente plana a través de un rangs de frecuencia predeterminada .

7. El sistema de la reivindicación 5, que además comprende un medio de inhibición conectado para recibir las señales de la unidad de matriz de canal principal y la unidad de matriz de canal de referencia, para calcular la energía del canal principal y la energía de por lo menos un canal de referencia y para generar una señal de inhibición al medio de actualización de peso cuando es positiva la diferencia de energía normalizada entre el canal principal y por lo menos un canal de referencia.

8. El sistema de la reivindicación 5, en donde los sensores son micrófonos.

9. Un sistema de adaptación para recibir una señal de fuente de la fuente de señales en el eje con relación al sistema así como señales de interferencia desde las fuentes de interferencia colocadas fuera del eje de la fuente de señales y para producir una señal de salida con señales de interferencia reducidas con relación a la señal de fuente, que comprende: una formación de sensores de sensores distribuidos espacialmente, cada uno para recibir las señales de fuente de interferencia; una unidad de muestreo conectada para recibir las señales desde la formación de sensores a fin de convertir estas señales en forma digital; una unidad de matriz de canal principal conectada para recibir las señales de unidad de muestreo, a fin de generar señales que representan el canal principal recibidas en la dirección de la fuente de señales, teniendo el canal principal un componente de señal de fuente y un componente de la señal de interferencia; una unidad de matriz de canal de referencia conectada para recibir las señales de la unidad de muestreo, "a fin de generar por lo menos un canal de referencia, cada canal de referencia representa las señales recibidas en direcciones que no sean aquella de la fuente de señales; por lo menos un filtro de adaptación que tiene pesos del filtro de adaptación conectado para recibir señales de la unidad de matriz de canal de referencia, a fin de generar una señal de cancelación que se aproxima al componente de la señal de interferencia del canal principal; una unidad de diferencia conectada para recibir las señales desde la unidad de matriz de canal principal y por lo menos un filtro de adaptación, para restar la señal de cancelación desde el canal principal a fin de crear una señal de salida digital; un convertidor de salida digital a analógico para convertir la señal de salida digital en forma analógica; por lo menos un filtro de adaptación que también está conectado para recibir la señal de salida digital de la unidad de resistencia y que incluye un medio de actualización de peso para encontrar los nuevos valores del peso del filtro de por lo menos un filtro de adaptación de tal manera que se reduce al mínimo la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación; y un medio de restricción de peso para truncar los nuevos valores de peso del filtro a valores de umbral - predeterminados cuando cada valor de peso del filtro excede el valor de umbral correspondiente.

10. El sistema de la reivindicación 9, que además comprende por lo menos un filtro de decoloración para filtrar por lo menos un canal de referencia de manera que tenga un espectro de frecuencia cuya magnitud es esencialmente plana a través de un rango de frecuencia predeterminado .

11. El sistema de la reivindicación 9, que además comprende un medio de inhibición conectado para recibir las señales de la unidad de matriz del canal principal y la unidad de matriz del canal de referencia, para calcular la energía del canal principal y la energía de por lo menos un canal de referencia, y para generar una señal de inhibición al medio de actualización de peso cuando es positiva la diferencia de energía normalizado entre el canal principal y por lo menos un canal de referencia.

12. El sistema de la reivindicación 9, que además comprende un medio de retardo para retardar el canal principal de manera que el canal principal se sincronice con la señal de cancelación antes de que la unidad de diferencia reste la señal de cancelación del canal principal .

13. El sistema de la reivindicación 9, en donde los sensores son micrófonos.

14. El sistema de la reivindicación 13, en donde los micrófonos son micrófonos omnidireccionales .

15. El sistema de la reivindicación 13, en donde los micrófonos son micrófonos unidireccionales.

16. El sistema de la reivindicación 9, en donde la unidad de matriz del canal principal incluye medios formadores del haz para filtrar espacialmente las señales de la unidad de muestreo para exhibir la sensibilidad más elevada hasta la fuente de señales.

17. El sistema de la reivindicación 9, en donde la unidad de matriz del canal de referencia incluye medios formadores del haz para filtrar espacialmente las señales desde la unidad de muestreo a fin de exhibir la sensibilidad más baja hacia la fuente de señales.

18. El sistema de la reivindicación 9, en donde por lo menos un filtro adaptivo comprende un filtro de respuesta finita de impulso para generar la señal de cancelación.

19. El sistema de la reivindicación 9, en donde por lo menos un filtro de adaptación comprende un filtro de respuesta infinita de impulso para generar la señal de cancelación.

20. El sistema de la reivindicación 9, en donde el medio de actualización de peso utiliza el algoritmo del medio cuadrático mínimo en donde el valor del medio cuadrático de la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación se reduce al mínimo.

21. El sistema de adaptación para recibir una señal de fuente desde una fuente de señales entre el eje con relación al sistema así como las señales de interferencia de las fuentes de interferencia fuera del eje desde la fuente de señales _y para producir una señal de salida con señales de interferencia reducidas con relación a la señal de fuente, que comprende: una formación de sensores de sensores distribuidos espacialmente, cada uno para recibir estas señales de fuente de interferencia; una mitad de muestreo conectada para recibir las señales desde la formación de sensores, a fin de convertir estas señales en forma digital; una unidad de matriz de canal principal, conectada para recibir las señales desde la unidad de muestreo, para generar señales representativas del canal principal en la dirección de la fuente de señales, teniendo el canal principal un componente de señal de fuente y un componente de señal de interferencia; una unidad de matriz de canal de referencia conectada para recibir las señales desde la unidad de muestreo, a fin de generar por lo menos un canal de referencia, cada canal de referencia representa las señales recibidas en direcciones que no son aquellas de la fuente de señales; por lo menos un filtro de adaptación que tiene pesos de -filtro de adaptación conectados para recibir las señales de la unidad de matriz de canal de referencia a fin de generar una señal de cancelación que se aproxima al componente de la señal de interferencia del canal principal; una unidad de diferencia conectada para reducir las señales desde la unidad de matriz del canal principal y por lo menos un filtro de adaptación para restar la señal de cancelación desde el canal principal a fin de generar una señal de salida digital; un convertidor de salida digital a analógico para convertir la señal de salida digital en forma analógica; por lo menos un filtro adaptivo está también conectado para recibir la señal de salida digital de la unidad de diferencia e incluye un medio de actualización de peso para encontrar los nuevos valores del peso de filtro de por lo menos un filtro de adaptación de tal manera que se reduce al mínimo la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación; y un medio de restricción de peso para restringir la operación del filtro de adaptación convirtiendo los nuevos valores de peso del filtro en valores de representación de frecuencia, truncando los valores de representación de frecuencia a valores umbral predeterminados, y convirtiéndolos de nuevo en peso del filtro de adaptación.

22. El sistema de la reivindicación 21, en donde el medio de restricción de peso comprende: una unidad de Transformación Fourier Rápida para generar valores de representación de frecuencia de los nuevos valores del peso del filtro; un juego de depósitos de frecuencia, cada depósito de frecuencia para almacenar los valores de representación de frecuencia para una banda de frecuencia asignada a cada depósito de frecuencia; un juego de medios de truncar cada uno conectado con el depósitio de frecuencia correspondiente para truncar los valores de representación de frecuencia almacenados en cada depósito de frecuencia .hasta un valor umbral predeterminado, si los valores de representación de frecuencia exceden el valor umbral asociado con cada depósito de frecuencia; y una unidad de Transformación Fourier Rápida inversa conectada con el juego de medios de truncar, para convertir los valores del juego de medios de truncar de nuevo a los pesos del filtro de adaptación.

23. El sistema de la reivindicación 21, que además comprende por lo menos un fitro de decoloración para filtrar por lo menos un canal de referencia de manera que tenga un espectro de frecuencia cuya magnitud es esencialmente plana a través de un rango de frecuencia predeterminado.

24. El sistema de la reivindicación 21, que además comprende un medio de inhibición conectado para recibir las señales de la unidad de matriz de canal principal y la unidad de matriz de canal de referencia, para calcular la energía del canal principal y la energía de por lo menos un canal de referencia y para generar una señal de inhibición al medio de actualización de peso, cuando es positiva la diferencia de energía normalizada entre el canal principal y por lo menos un canal de referencia.

25. El sistema de la reivindicación 21, en donde los sensores son micrófonos.

26. El sistema de la reivindicación 21, en donde la unidad de matriz de canal principal incluye medios formadores del haz para filtrar espacialmente las señales de la unidad de muestreo a fin de exhibir la sensibilidad más elevada hacia la fuente de señales.

27. El sistema de la reivindicación 21, en donde la unidad de matriz del canal de referencia incluye medios formadores del haz para filtrar espacialmente las señales desde la unidad de muestreo a fin de exhibir la sensibilidad más baja hacia la fuente de señales.

28. El sistema de la reivindicación 21, en donde el medio de actualización de peso usa el algoritmo de medio cuadrático mínimo en donde el valor del medio cuadrático de la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación se reduce al mínimo.

29. Un método para procesar datos de entrada digitales que representan las señales que contienen una señal de fuente desde una fuente de señales en el eje desde una formación de sensores así como señales de interferencia de las fuentes -de interferencia colocadas fuera del eje desde la fuente de señales, y para producir datos de salida digitales que representan la señal de fuente con señales de interferencia reducidas con relación a la señal de fuente, que comprende los pasos de: generar un canal principal de los datos de entrada digitales, el canal principal representa las señales recibidas en la dirección de la fuente de señales y tiene un componente de señal de fuente y un componente de señal de interferencia; generar por lo menos un canal de referencia desde los datos de entrada digitales, cada canal de referencia representa las señales recibidas en direciones que no sean aquellas de la fuente de señales; filtrar por lo menos un canal de referencia usando los valores de peso del filtro para generar una señal de cancelación que se aproxima al componente de la señal de .interferencia en el- canal principal; generar los datos de salida digitales restando la señal de cancelación del canal principal; derivar nuevos valores de peso de filtro de manera que la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación se reduce al mínimo; y truncar los nuevos valores del peso del filtro a valores de umbral predeterminados cuando cada uno de los nuevos valores de peso del filtro excede . el valor umbral correspondiente .

30. El método de la reivindicación 29, que además comprende el paso de filtrar por lo menos un canal de referencia de manera que tenga un espectro de frecuencia esencialmente plano.

31. El método de la reivindicación 29, que además comprende el paso de inhibir la generación de la - señal de cancelación cuando es positiva la diferencia de energía normalizada entre el canal principal y por lo menos un canal de referencia.

32. Un método para procesar los datos de entrada digitales que representan señales que contienen una señal de fuente desde una fuente de señales en el eje desde una formación de sensores así como la señal de interferencia de las fuentes de interferencia colocadas fuera del eje desde la fuente de señales y para producir datos de salida digitales que representan la señal de fuente con señales de interferencia reducidas con relación a la señal de fuente, que comprende los pasos de: generar un canal principal de los datos de entrada digitales, las señales que representan el canal principal recibidas en la dirección de la fuente de señales y que tienen un componente de señal de fuente y un componente de señales de interferencia; generar por lo menos un canal de referencia desde los datos de entrada digitales, cada canal de referencia representa señales recibidas en direcciones que no sean aquellas de la fuente de señales; filtrar por lo menos un canal de referencia usando los valores de peso del filtro para generar una señal de cancelación que se aproxima al componente de la señal de interferencia en el canal principal; 1 - generar los datos de salida digitales restando la señal de cancelación del canal principal; derivar los nuevos valores del peso del filtro de manera que se reduzca al mínimo la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación; y restringir los nuevos valores de peso del filtro convirtiendo los nuevos valores de peso del filtro en valores de representación de frecuencia, truncando los valores de representación de frecuencia hasta valores umbral predeterminados y convirtiéndolos de nuevo a los valores de peso del filtro.

33. El método de la reivindicación 32, en donde la restricción de los nuevos valores de peso de filtro comprende : generar valores de representación de frecuencia de los nuevos valores de peso del filtro; dividir los valores de representación de frecuencia en una pluralidad de depósitos de frecuencia; truncar los valores de representación de frecuencia en cada depósito de frecuencia que exceden de un valor umbral predeterminado asociado con cada depósito de frecuencia; y convertir los valores de representación de frecuencia de nuevo a los valores de peso del filtro.

34. El método de la reivindicación 33, en donde la generación de la representación de frecuencia se lleva a cabo usando la Transfomación Fourier Rápida y la conversión de nuevo se lleva a cabo usando la Transformación Fourier Rápida Inversa.

35. El método de la reivindicación 32, que además comprende el paso de filtrar por lo menos un canal de referencia de manera que tenga un espectro de frecuencia esencialmente plano.

36. El método de la reivindicación 32, que además comprende el paso de inhibir la generación de la señal de cancelación cuando es positiva una diferencia de energía normalizada entre el canal principal y por lo menos un canal de referencia.

37. Un método para recibir una señal de fuente de una fuente de señales así como las señales de interferencia y a las fuentes de interferencia y para producir una señal de salida con señales de interferencia reducidas con relación a la señal de fuente, gue comprende los pasos de: recibir las señales analógicas de una formación de sensores de sensores distribuidos espacialmente; sacar muestras de las señales analógicas para convertirlas en forma digital; generar un canal que representa las señales recibidas en la dirección de la fuente de señales, teniendo el canal principal un componente de la señal de fuente y un componente de la señal de interferencia; generar por lo menos un canal de referencia, cada canal de .referencia representa señales recibidas en direcciones que no sean aquellas de la fuente de señales; filtrar por lo menos un canal de referencia usando valores de peso de filtro para generar una señal de cancelación que se aproxima al componente de la señal de interferencia en el canal principal; generar una señal de salida digital restando la señal de cancelación del canal principal; convertir la señal de salida digital en formna analógica; derivar los nuevos valores de peso del filtro de manera que se reduzca al mínimo la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación; y truncar los nuevos valores de peso del filtro a valores umbral predeterminados cuando cada uno de los calores de peso del filtro nuevos excede el valor umbral correspondiente .

38. El método de la reivindicación 37, que además comprende el paso de filtrar por lo menos un canal de referencia de manera gue tenga un espectro de frecuencia esencialmente plano.

39. El método de la reivindicación 37, que además comprende el paso de inhibir la generación de la señal de cancelación cuando es positiva una diferencia de la energía normalizada entre el canal principal y por lo menos un canal de referencia.

40. Un método para recibir una señal de fuente de una fuente de señales así como señales de interferencia de las fuentes de interferencia y para producir una señal de salida con señales de interferencia reducidas con relación a la señal de fuente, que comprende los pasos de: recibir señales analógicas de una formación de sensores de sensores distribuidos espacialmente; sacar muestras de las señales analógicas para convertirlas en forma digital; generar un canal principal que representa las señales recibidas en la dirección de la fuente de señales, teniendo el canal principal un componente de señal de fuente y un componente de la señal de interferencia; generar por lo menos un canal de referencia, cada canal de referencia representa las señales recibidas en direcciones que no sean aquellas de la fuente de señales; filtrar por lo menos un canal de referencia usando valores de peso del filtro para generar una señal de cancelación que se aproxima al componente de la señal de interferencia en el canal principal; generar una señal de salida digital restando la señal de cancelación del canal principal; convertir la señal de salida digital en forma analógica; derivar los nuevos valores de peso del filtro de manera que se reduzca al mínimo la diferencia entre el canal principal y la señal de cancelación; y restringir los nuevos valores de peso del filtro convertirlos de nuevos en valores de peso del filtro en valores de representación de frecuencia, truncando los valores de representación de frecuencia a valores umbral predeterminados y convertirlos de nuevo en valores de peso del filtro.

41. El método de la reivindicación 40, en donde la restricción de los nuevos valores de peso del filtro comprende : generar valores de representación de frecuencia de los nuevos valores de peso del filtro; dividir los valores de representación de frecuencia en una pluralidad de- depósitos de frecuencia; truncar los valores de representación de frecuencia en cada depósito de frecuencia si exceden un valor umbral predeterminado asociado con cada depósito de frecuencia; y convertir el valor de representación de frecuencia de nuevo en valores de peso de filtro.

42. El método de la reivindicación 41, en donde la generación de los valores de representación de frecuencia se lleva a cabo usando la Transformación Fourier Rápida y convertir los mismos de nuevo en valores de peso del filtro lo cual se lleva a cabo usando la Transformación Fourier Rápida Inversa.

43. El método de la reivindicación 40, que además comprende el paso de filtrar por lo menos un canal de referencia de manera que tenga un espectro de frecuencia esencialmente plano.

44. El método de la reivindicación 40, que además comprende el paso de inhibir la generación de la señal de cancelación cuando es positiva la diferencia de la energía normalizada entre el canal principal y por lo menos un canal de referencia.