JP2008064733A - 音源方向推定装置、音源方向推定方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数方向に存在する音源からの音響信号が複数チャンネルの入力として受け付けられ(S301)、周波数軸上の信号に変換される(S303)。変換された周波数軸上の信号の位相成分が同一周波数ごとに算出され、複数チャンネル間の位相差分が算出される(S304)。一方、変換された周波数軸上の信号の振幅成分が算出され(S305)、算出された振幅成分から雑音成分が推定される(306)。振幅成分及び雑音成分に基づいて周波数ごとのSN比が算出され(S307)、SN比が所定値よりも大きい周波数が選択される(S308)。選択された周波数の位相差分に基づいて到達距離の差分が算出され(S310)、目的とする音源が存在すると推定される方向が算出される(S311)。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る音源方向推定装置1を具現化する汎用コンピュータの構成を示すブロック図である。
SNR(f) = 20.0 × log10(|IN1(f) |/|NOISE1(f) |) …(1)
SNR(f) =10.0× log10(|IN1(f) |2 /|NOISE1(f) |2 ) …(2)
図4(a)は、周波数又は周波数帯域に対応する位相差スペクトルDIFF_PHASE(f) を示している。通常は背景雑音が重畳されているので、一定の関係を見出すことは困難な状態になっている。
D=(R×c)/(F×2π) …(3)
θ=sin-1(D/L) …(4)
以下、本発明の実施の形態2に係る音源方向推定装置1を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施の形態2に係る音源方向推定装置1として動作する汎用コンピュータの構成は、実施の形態1と同様の構成であるので、図1に示すブロック図を参照することとして詳細な説明を省略する。本実施の形態2は、フレーム単位での位相差スペクトルの算出結果を記憶しておき、記憶してある前回の位相差スペクトル及び算出対象フレームでのSN比に基づいて、算出対象フレームでの位相差スペクトルを随時補正する構成を採っている点で実施の形態1と相違する。
DIFF_PHASEt (f) =α×DIFF_PHASEt (f)
+(1−α)×DIFF_PHASEt-1(f) …(5)
複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上の信号に変換する音響信号受付手段と、該音響信号受付手段により変換された時間軸上の各信号を周波数軸上の信号にチャンネルごとに変換する信号変換手段と、該信号変換手段により変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出する位相成分算出手段と、該位相成分算出手段により同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出する位相差分算出手段と、該位相差分算出手段により算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出する到達距離差分算出手段と、該到達距離差分算出手段により算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定する音源方向推定手段とを備えた音源方向推定装置において、
前記信号変換手段により変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出する振幅成分算出手段と、
該振幅成分算出手段により算出された振幅成分から雑音成分を推定する雑音成分推定手段と、
前記振幅成分算出手段により算出された振幅成分及び前記雑音成分推定手段により推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段と、
該信号対雑音比算出手段により算出された信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を抽出する周波数抽出手段と
を備え、
前記到達距離差分算出手段は、前記周波数抽出手段により抽出された周波数の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出するようにしてあることを特徴とする音源方向推定装置。
前記周波数抽出手段は、前記信号対雑音比算出手段により算出された信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を算出された信号対雑音比の降順に所定数選択して抽出するようにしてあることを特徴とする付記1に記載の音源方向推定装置。
複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上のサンプリング信号に変換する音響信号受付手段と、該音響信号受付手段により変換された時間軸上の各サンプリング信号を周波数軸上の信号にチャンネルごとに変換する信号変換手段と、該信号変換手段により変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出する位相成分算出手段と、該位相成分算出手段により同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出する位相差分算出手段と、該位相差分算出手段により算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出する到達距離差分算出手段と、該到達距離差分算出手段により算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定する音源方向推定手段とを備えた音源方向推定装置において、
前記信号変換手段により所定のサンプリング時点で変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出する振幅成分算出手段と、
該振幅成分算出手段により算出された振幅成分から雑音成分を推定する雑音成分推定手段と、
前記振幅成分算出手段により算出された振幅成分及び前記雑音成分推定手段により推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段と、
該信号対雑音比算出手段により算出された信号対雑音比及び過去のサンプリング時点での位相差分の算出結果に基づいて、サンプリング時点での位相差分の算出結果を補正する補正手段と
を備え、
前記到達距離差分算出手段は、前記補正手段による補正後の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出するようにしてあることを特徴とする音源方向推定装置。
前記音響信号受付手段により受け付けられた音響信号入力の内の音声を示す区間である音声区間を特定する音声区間特定手段を更に備え、
前記信号変換手段は、前記音声区間特定手段により特定された音声区間の信号のみを周波数軸上の信号に変換するようにしてあることを特徴とする付記1乃至3のいずれか一項に記載の音源方向推定装置。
複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上の信号に変換するステップと、時間軸上の各チャンネルの信号を周波数軸上の信号に変換するステップと、変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出するステップと、同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出するステップと、算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出するステップと、算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定するステップとを含む音源方向推定方法において、
変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出するステップと、
算出された振幅成分から雑音成分を推定するステップと、
算出された振幅成分及び推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出するステップと、
信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を抽出するステップと
を含み、
前記到達距離の差分を算出するステップは、抽出された周波数の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出することを特徴とする音源方向推定方法。
前記周波数を抽出するステップは、信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を算出された信号対雑音比の降順に所定数選択して抽出することを特徴とする付記5に記載の音源方向推定方法。
複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上のサンプリング信号に変換するステップと、時間軸上の各サンプリング信号を周波数軸上の信号にチャンネルごとに変換するステップと、変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出するステップと、同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出するステップと、算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出するステップと、算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定するステップとを含む音源方向推定方法において、
所定のサンプリング時点で変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出するステップと、
算出された振幅成分から雑音成分を推定するステップと、
算出された振幅成分及び推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出するステップと、
算出された信号対雑音比及び過去のサンプリング時点での位相差分の算出結果に基づいて、サンプリング時点での位相差分の算出結果を補正するステップと
を含み、
前記到達距離の差分を算出するステップは、補正後の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出することを特徴とする音源方向推定方法。
受け付けた音響信号入力の内の音声を示す区間である音声区間を特定するステップを更に含み、
前記周波数軸上の信号に変換するステップは、前記音声区間を特定するステップにおいて特定された音声区間の信号のみを周波数軸上の信号に変換することを特徴とする付記5乃至7のいずれか一項に記載の音源方向推定方法。
コンピュータで実行することが可能であり、前記コンピュータを、複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上の信号に変換する音響信号受付手段、時間軸上の各チャンネルの信号を周波数軸上の信号に変換する信号変換手段、変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出する位相成分算出手段、同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出する位相差分算出手段、算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出する到達距離差分算出手段、及び算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定する音源方向推定手段として機能させるコンピュータプログラムにおいて、
前記コンピュータを、
変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出する振幅成分算出手段、
算出された振幅成分から雑音成分を推定する雑音成分推定手段、
算出された振幅成分及び推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段、及び
算出された信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を抽出する周波数抽出手段
として機能させ、
前記到達距離差分算出手段としての機能は、前記周波数抽出手段としての機能により抽出された周波数の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出するようにしてあることを特徴とするコンピュータプログラム。
前記周波数抽出手段としての機能は、信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を算出された信号対雑音比の降順に所定数選択して抽出するようにしてあることを特徴とする付記9に記載のコンピュータプログラム。
コンピュータで実行することが可能であり、前記コンピュータを、複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上の信号に変換する音響信号受付手段、時間軸上の各サンプリング信号を周波数軸上の信号にチャンネルごとに変換する信号変換手段、変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出する位相成分算出手段、同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出する位相差分算出手段、算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出する到達距離差分算出手段、及び算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定する音源方向推定手段として機能させるコンピュータプログラムにおいて、
前記コンピュータを、
所定のサンプリング時点で変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出する振幅成分算出手段、
算出された振幅成分から雑音成分を推定する雑音成分推定手段、
算出された振幅成分及び推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段、及び
算出された信号対雑音比及び過去のサンプリング時点での位相差分の算出結果に基づいて、サンプリング時点での位相差分の算出結果を補正する補正手段
として機能させ、
前記到達距離差分算出手段としての機能は、前記補正手段としての機能による補正後の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出するようにしてあることを特徴とするコンピュータプログラム。
前記コンピュータを、前記受け付けた音響信号入力の内の音声を示す区間である音声区間を特定する音声区間特定手段として機能させ、
前記信号変換手段としての機能は、前記音声区間特定手段としての機能により特定された音声区間の信号のみを周波数軸上の信号に変換するようにしてあることを特徴とする付記9乃至11のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
11 演算処理部
12 ROM
13 RAM
14 通信インタフェース部
15 音声入力部
16 音声出力部
17 内部バス
201 音声受付部
202 信号変換部
203 位相差スペクトル算出部
204 振幅スペクトル算出部
205 背景雑音推定部
206 SN比算出部
207 位相差スペクトル選択部
208 到達距離差算出部
209 音源方向推定部
210 位相差スペクトル補正部
Claims (8)
- 複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上の信号に変換する音響信号受付手段と、該音響信号受付手段により変換された時間軸上の各信号を周波数軸上の信号にチャンネルごとに変換する信号変換手段と、該信号変換手段により変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出する位相成分算出手段と、該位相成分算出手段により同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出する位相差分算出手段と、該位相差分算出手段により算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出する到達距離差分算出手段と、該到達距離差分算出手段により算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定する音源方向推定手段とを備えた音源方向推定装置において、
前記信号変換手段により変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出する振幅成分算出手段と、
該振幅成分算出手段により算出された振幅成分から雑音成分を推定する雑音成分推定手段と、
前記振幅成分算出手段により算出された振幅成分及び前記雑音成分推定手段により推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段と、
該信号対雑音比算出手段により算出された信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を抽出する周波数抽出手段と
を備え、
前記到達距離差分算出手段は、前記周波数抽出手段により抽出された周波数の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出するようにしてあることを特徴とする音源方向推定装置。 - 前記周波数抽出手段は、前記信号対雑音比算出手段により算出された信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を、算出された信号対雑音比の降順に所定数選択して抽出するようにしてあることを特徴とする請求項1に記載の音源方向推定装置。
- 複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上のサンプリング信号に変換する音響信号受付手段と、該音響信号受付手段により変換された時間軸上の各サンプリング信号を周波数軸上の信号にチャンネルごとに変換する信号変換手段と、該信号変換手段により変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出する位相成分算出手段と、該位相成分算出手段により同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出する位相差分算出手段と、該位相差分算出手段により算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出する到達距離差分算出手段と、該到達距離差分算出手段により算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定する音源方向推定手段とを備えた音源方向推定装置において、
前記信号変換手段により所定のサンプリング時点で変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出する振幅成分算出手段と、
該振幅成分算出手段により算出された振幅成分から雑音成分を推定する雑音成分推定手段と、
前記振幅成分算出手段により算出された振幅成分及び前記雑音成分推定手段により推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段と、
該信号対雑音比算出手段により算出された信号対雑音比及び過去のサンプリング時点での位相差分の算出結果に基づいて、サンプリング時点での位相差分の算出結果を補正する補正手段と
を備え、
前記到達距離差分算出手段は、前記補正手段による補正後の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出するようにしてあることを特徴とする音源方向推定装置。 - 前記音響信号受付手段により受け付けられた音響信号入力の内の音声を示す区間である音声区間を特定する音声区間特定手段を更に備え、
前記信号変換手段は、前記音声区間特定手段により特定された音声区間の信号のみを周波数軸上の信号に変換するようにしてあることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の音源方向推定装置。 - 複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上の信号に変換するステップと、時間軸上の各チャンネルの信号を周波数軸上の信号に変換するステップと、変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出するステップと、同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出するステップと、算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出するステップと、算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定するステップとを含む音源方向推定方法において、
変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出するステップと、
算出された振幅成分から雑音成分を推定するステップと、
算出された振幅成分及び推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出するステップと、
信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を抽出するステップと
を含み、
前記到達距離の差分を算出するステップは、抽出された周波数の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出することを特徴とする音源方向推定方法。 - 複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上のサンプリング信号に変換するステップと、時間軸上の各サンプリング信号を周波数軸上の信号にチャンネルごとに変換するステップと、変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出するステップと、同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出するステップと、算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出するステップと、算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定するステップとを含む音源方向推定方法において、
所定のサンプリング時点で変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出するステップと、
算出された振幅成分から雑音成分を推定するステップと、
算出された振幅成分及び推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出するステップと、
算出された信号対雑音比及び過去のサンプリング時点での位相差分の算出結果に基づいて、サンプリング時点での位相差分の算出結果を補正するステップと
を含み、
前記到達距離の差分を算出するステップは、補正後の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出することを特徴とする音源方向推定方法。 - コンピュータで実行することが可能であり、前記コンピュータを、複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上の信号に変換する音響信号受付手段、時間軸上の各チャンネルの信号を周波数軸上の信号に変換する信号変換手段、変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出する位相成分算出手段、同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出する位相差分算出手段、算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出する到達距離差分算出手段、及び算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定する音源方向推定手段として機能させるコンピュータプログラムにおいて、
前記コンピュータを、
変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出する振幅成分算出手段、
算出された振幅成分から雑音成分を推定する雑音成分推定手段、
算出された振幅成分及び推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段、及び
算出された信号対雑音比が所定値よりも大きい周波数を抽出する周波数抽出手段
として機能させ、
前記到達距離差分算出手段としての機能は、前記周波数抽出手段としての機能により抽出された周波数の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出するようにしてあることを特徴とするコンピュータプログラム。 - コンピュータで実行することが可能であり、前記コンピュータを、複数方向に存在する音源からの音響信号を複数チャンネルの入力として受け付け、チャンネルごとの時間軸上の信号に変換する音響信号受付手段、時間軸上の各サンプリング信号を周波数軸上の信号にチャンネルごとに変換する信号変換手段、変換された周波数軸上の各チャンネルの信号の位相成分を同一周波数ごとに算出する位相成分算出手段、同一周波数ごとに算出された各チャンネルの信号の位相成分を用いて、複数チャンネル間の位相差分を算出する位相差分算出手段、算出された位相差分に基づいて、目的とする音源からの音響信号の到達距離の差分を算出する到達距離差分算出手段、及び算出された到達距離の差分に基づいて、目的とする音源が存在する方向を推定する音源方向推定手段として機能させるコンピュータプログラムにおいて、
前記コンピュータを、
所定のサンプリング時点で変換された周波数軸上の信号の振幅成分を算出する振幅成分算出手段、
算出された振幅成分から雑音成分を推定する雑音成分推定手段、
算出された振幅成分及び推定された雑音成分に基づいて周波数ごとの信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出手段、及び
算出された信号対雑音比及び過去のサンプリング時点での位相差分の算出結果に基づいて、サンプリング時点での位相差分の算出結果を補正する補正手段
として機能させ、
前記到達距離差分算出手段としての機能は、前記補正手段としての機能による補正後の位相差分に基づいて前記到達距離の差分を算出するようにしてあることを特徴とするコンピュータプログラム。
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