JP2013500508A - 音声信号の処理に際して、ノイズを無視して音声を対象にすることによりノイズを低減するシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4A
Description
この出願は、2009年7月27日に出願された米国仮特許出願第61/228,925号に対して優先権を主張する。この米国仮特許出願は、引用により本明細書にそのまま援用されるものである。
Claims (20)
- 自動音声抽出システムにおいてノイズを無視して音声を対象とする方法であって、
自動音声抽出システムに音声信号を受け入れるステップと、
前記音声信号の基本周波数を識別するステップと、
前記基本周波数の1またはそれ以上の高調波を識別するステップと、
前記基本周波数および前記1またはそれ以上の高調波へのフィルタを適用して、1またはそれ以上の高調波のみの信号を生成するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号において振幅変調を行うステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号について、1またはそれ以上の信号対ノイズ比を作成するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、信号対ノイズ比が閾値の大きさ未満に低下した1またはそれ以上の信号を無視するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、振幅変調が人間の音声に一致しない1またはそれ以上の信号を無視するステップとを備え、
結果として得られた信号が出力されることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の音声信号の処理方法において、
前記音声信号の基本周波数を識別するステップが、前記音声信号をデジタルフィルタで処理するように構成されたプロセッサを提供するステップをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項2に記載の音声信号の処理方法において、
前記デジタルフィルタが、前記音声信号のスペクトル全体にわたって前記音声信号の局所的に最も強いエネルギー量を追跡するように構成された1またはそれ以上の適応狭帯域フィルタを含むことを特徴とする方法。 - 請求項3に記載の音声信号の処理方法において、
倍音列に一致する局所的に最も強いエネルギー量を選択するとともに、前記基本周波数として、前記局所的に最も強いエネルギー量に関連する周波数を選択するように前記プロセッサを構成するステップをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項4に記載の音声信号の処理方法において、
前記倍音列に一致する1またはそれ以上の追加的な局所的に強いエネルギー量を選択するとともに、前記基本周波数の高調波として、前記倍音列と一致する周波数を選択するように前記プロセッサを構成するステップをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項3に記載の音声信号の処理方法において、
前記1またはそれ以上の適応狭帯域フィルタを構成するステップが、
推定中心周波数を生成するステップと、
前記推定中心周波数を使用して、前記音声信号の瞬時周波数および振幅を計算し、それによってより正確な中心周波数を提供するステップと、
前記推定中心周波数を前記より正確な中心周波数と置き換えるステップとをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の音声信号の処理方法において、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、信号対ノイズ比が閾値の大きさ未満に低下した1またはそれ以上の信号を無視するステップが、
前記基本周波数に中心を有し、次に低い高調波周波数までの実質的に中間から、次に高い高調波周波数までの実質的に中間に及ぶ少なくとも1の広帯域を規定するステップと、
前記基本周波数に中心を有する少なくとも1の狭帯域を規定するステップであって、前記狭帯域の帯域幅が前記広帯域の帯域幅よりも小さいステップと、
前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率を計算するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率が閾値よりも高い1またはそれ以上の信号を無視するステップとをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の音声信号の処理方法において、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、信号対ノイズ比が閾値の大きさ未満に低下した1またはそれ以上の信号を無視するステップが、
前記基本周波数に基づいて、前記1またはそれ以上の高調波の周波数を推定するステップと、
前記基本周波数の1またはそれ以上の高調波を識別するステップで観測された1またはそれ以上の高調波の実際の周波数を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波の前記推定される周波数と前記1またはそれ以上の高調波の実際の周波数との間の偏差値を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、偏差値が予め設定された値を超える1またはそれ以上の信号を無視するステップとをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の音声信号の処理方法において、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、信号対ノイズ比が閾値の大きさ未満に低下した1またはそれ以上の信号を無視するステップが、
前記基本周波数に中心を有し、次に低い高調波周波数までの実質的に中間から、次に高い高調波周波数までの実質的に中間に及ぶ少なくとも1の広帯域を規定するステップと、
前記基本周波数に中心を有する少なくとも1の狭帯域を規定するステップであって、前記狭帯域の帯域幅が前記広帯域の帯域幅よりも小さいステップと、
前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率を計算するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率が閾値よりも高い1またはそれ以上の信号を無視するステップと、
前記基本周波数に基づいて、前記1またはそれ以上の高調波の周波数を推定するステップと、
前記基本周波数の1またはそれ以上の高調波を識別するステップで観測された1またはそれ以上の高調波の実際の周波数を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波の前記推定される周波数と前記1またはそれ以上の高調波の実際の周波数との間の偏差値を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、偏差値が予め設定された値を超える1またはそれ以上の信号を無視するステップとをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の音声信号の処理方法において、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、振幅変調が人間の音声に一致しない1またはそれ以上の信号を無視するステップが、
1ヘルツから16ヘルツの範囲を有する帯域通過フィルタに、前記振幅変調を通過させるステップをさらに備えることを特徴とする方法。 - 実行可能コンピュータ可読媒体であって、
実行時に請求項1に記載の方法を行う命令が記憶されていることを特徴とする実行可能コンピュータ可読媒体。 - 自動音声抽出のために音声信号を処理する装置であって、
自動音声抽出システムに音声信号を受け入れるように構成された音声信号入力デバイスと、
メモリデバイスおよび前記音声信号入力デバイスに動作可能に接続され、複数の処理モジュールを含むプロセッサとを備え、
前記複数の処理モジュールが、
前記音声信号の基本周波数を識別するように構成された高調波周波数識別部と、
前記基本周波数および前記1またはそれ以上の高調波へのフィルタを適用して、1またはそれ以上の高調波のみの信号を生成するように構成されたフィルタアプリケータと、
1またはそれ以上の高調波のみの信号において振幅変調を実行するように構成されたモジュレータと、
1またはそれ以上の高調波のみの信号について、1またはそれ以上の信号対ノイズ比を作成するように構成された出力比コンストラクタと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、信号対ノイズ比が閾値の大きさ未満に低下した1またはそれ以上の信号を無視するように構成された低出力高調波リムーバと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、振幅変調が人間の音声に一致しない1またはそれ以上の信号を無視するように構成された非音声高調波リムーバとを備え、処理信号を出力することを特徴とする装置。 - 請求項12に記載の装置において、
前記フィルタアプリケータが、前記音声信号のスペクトル全体にわたって前記音声信号の局所的に最も強いエネルギー量を追跡するように構成された1またはそれ以上の適応狭帯域フィルタで構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項13に記載の装置において、
前記フィルタアプリケータが、倍音列に一致する局所的に最も強いエネルギー量を選択し、前記基本周波数として、前記局所的に最も強いエネルギー量に関連する周波数を選択するように構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項14に記載の装置において、
前記フィルタアプリケータが、前記倍音列に一致する1またはそれ以上の追加的な局所的に強いエネルギー量を選択し、前記基本周波数の高調波として、前記倍音列と一致する周波数を選択するように構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項12に記載の装置において、
前記低出力高調波リムーバが、
前記基本周波数に中心を有し、次に低い高調波周波数までの実質的に中間から、次に高い高調波周波数までの実質的に中間に及ぶ少なくとも1の広帯域を規定するステップと、
前記基本周波数に中心を有する少なくとも1の狭帯域を規定するステップであって、前記狭帯域の帯域幅が前記広帯域の帯域幅よりも小さいステップと、
前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率を計算するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率が閾値よりも高い1またはそれ以上の信号を無視するステップとを行うようにさらに構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項12に記載の装置において、
前記低出力高調波リムーバが、
前記基本周波数に基づいて、前記1またはそれ以上の高調波の周波数を推定するステップと、
前記基本周波数の1またはそれ以上の高調波を識別するステップで観測された1またはそれ以上の高調波の実際の周波数を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波の前記推定される周波数と前記1またはそれ以上の高調波の実際の周波数との間の偏差値を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、偏差値が予め設定された値を超える1またはそれ以上の信号を無視するステップとを行うようにさらに構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項12に記載の装置において、
前記低出力高調波リムーバが、
前記基本周波数に中心を有し、次に低い高調波周波数までの実質的に中間から、次に高い高調波周波数までの実質的に中間に及ぶ少なくとも1の広帯域を規定するステップと、
前記基本周波数に中心を有する少なくとも1の狭帯域を規定するステップであって、前記狭帯域の帯域幅が前記広帯域の帯域幅よりも小さいステップと、
前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率を計算するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率が閾値よりも高い1またはそれ以上の信号を無視するステップと、
前記基本周波数に基づいて、前記1またはそれ以上の高調波の周波数を推定するステップと、
前記基本周波数の1またはそれ以上の高調波を識別するステップで観測された1またはそれ以上の高調波の実際の周波数を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波の前記推定される周波数と前記1またはそれ以上の高調波の実際の周波数との間の偏差値を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、偏差値が予め設定された値を超える1またはそれ以上の信号を無視するステップとを行うようにさらに構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項12に記載の装置において、
前記非音声高調波リムーバが、
1ヘルツから16ヘルツの範囲を有する帯域通過フィルタに振幅変調を通過させることにより、前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、1またはそれ以上の信号を無視するように構成されていることを特徴とする装置。 - 自動音声抽出のために音声信号を処理する方法であって、
自動音声抽出システムに音声信号を受け入れるステップと、
前記音声信号の基本周波数を識別するステップと、
前記基本周波数の1またはそれ以上の高調波を識別するステップと、
前記基本周波数および前記1またはそれ以上の高調波へのフィルタを適用して、1またはそれ以上の高調波のみの信号を生成するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号において振幅変調を行うステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号について、1またはそれ以上の信号対ノイズ比を作成するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、信号対ノイズ比が閾値の大きさ未満に低下した1またはそれ以上の信号を無視するステップとを備え、このステップが、
前記基本周波数に中心を有し、次に低い高調波周波数までの実質的に中間から、次に高い高調波周波数までの実質的に中間に及ぶ少なくとも1の広帯域を規定するステップと、
前記基本周波数に中心を有する少なくとも1の狭帯域を規定するステップであって、前記狭帯域の帯域幅が前記広帯域の帯域幅よりも小さいステップと、
前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率を計算するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、前記狭帯域のエネルギーと前記広帯域のエネルギーとの比率が閾値よりも高い1またはそれ以上の信号を無視するステップと、
前記基本周波数に基づいて、前記1またはそれ以上の高調波の周波数を推定するステップと、
前記基本周波数の1またはそれ以上の高調波を識別するステップで観測された1またはそれ以上の高調波の実際の周波数を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波の前記推定される周波数と前記1またはそれ以上の高調波の実際の周波数との間の偏差値を判定するステップと、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、偏差値が予め設定された値を超える1またはそれ以上の信号を無視するステップとを含み、
当該方法がさらに、
前記1またはそれ以上の高調波のみの信号のうち、振幅変調が人間の音声に一致しない1またはそれ以上の信号を無視するステップを備え、
結果として得られた信号が出力されることを特徴とする方法。
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