JP2015079080A - 音源位置推定装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】J個の検査ポイントPnの各々について、各マイクロホンアレイkで、ある各仮想的な音源の位置Siを基準としてPnの方向をビームフォーミング測定することにより各周波数ωについての観測信号のパワースペクトルYk(ω,φk,n,i)を取得し観測結果ベクトル~yを生成する。伝達関数Hk(ω,φk,n,i)を用いて観測行列Bを生成する。観測結果ベクトル~y及び観測行列Bを用いて~y=Bxという関係を満たす未知ベクトルxの中でノルムが最小となる未知ベクトルxを計算し、そのノルムが最小となる未知ベクトルxの要素の中で絶対値が大きい所定数の要素に対応する仮想的な音源の位置Siを推定された音源の位置として出力する。
【選択図】図1
Description
まず、この発明の技術的背景について説明する。
y=Hx …(3)
B=AH
とおくと、式(3)の両辺に左からAを乗算することで、
~y=Bx …(5)
が得られる。~yはJ個の検査ポイントについての観測信号から計算されるクロススペクトルを要素とするベクトル、すなわち、実際のビームフォーミング測定により得られる観測信号に基づくクロススペクトルの列である。よって、~yを観測結果ベクトル、Bを観測行列、xを未知ベクトルとして、圧縮センシングの理論を応用すれば、式(5)の疎な未知ベクトルxを推定することができる。すなわち、下記式を最小化する問題を解くことにより、未知ベクトルxを推定すればよい。
音源位置推定装置の構成例を図1に示す。また、この音源位置推定装置による音源位置推定方法の流れを図2に示す。
式(6)は疎な未知ベクトルxを求めるため一手段である。式(6)は下記のようなL0擬ノルム最小化問題の緩和問題であるので、直接的にL0擬ノルム最小化を行ってもよい。これは組み合わせ最適化問題を解くことによって実行可能である。
2 記憶部
3 観測行列生成部
4 音源位置推定部
Claims (2)
- Nを2以上の整数とし、Lを実際の音源の数とし、JをL≦J<Nの関係を満たす整数とし、Kを2以上の整数とし、Siをi番目の仮想的な音源の位置とし、n番目の検査ポイントPnを所定の位置とし、φk,n,iをマイクロホンアレイkから見た仮想的な音源の位置Siを基準とする検査ポイントPnの方向として、
J個の検査ポイントPn(n=1,2,…,J)の各々について、各マイクロホンアレイkで、ある仮想的な音源の位置Siを基準として各検査ポイントPnの方向をビームフォーミング測定することにより各周波数ωについての観測信号のパワースペクトルYk(ω,φk,n,i)を取得し、これらの取得されたYk(ω,φk,n,i)に基づく検査ポイントPnについての観測信号のクロススペクトルを要素とするJ次元の観測結果ベクトル~yを生成する観測結果ベクトル生成部と、
各上記マイクロホンアレイkについての伝達関数Hk(ω,φk,n,i)が記憶されている記憶部と、
上記記憶部から読み込んだ伝達関数Hk(ω,φk,n,i)を用いて以下の式により定義される観測行列Bを生成する観測行列生成部と、
上記観測結果ベクトル~y及び上記観測行列Bを用いて~y=Bxという関係を満たす未知ベクトルxの中でノルムが最小となる未知ベクトルxを計算し、そのノルムが最小となる未知ベクトルxの要素の中で絶対値が大きいものからL個の要素に対応するL個の仮想的な音源の位置Siを推定された音源の位置として出力する音源位置推定部と、
を含む音源位置推定装置。 - Nを2以上の整数とし、Lを実際の音源の数とし、JをL≦J<Nの関係を満たす整数とし、Kを2以上の整数とし、Siをi番目の仮想的な音源の位置とし、n番目の検査ポイントPnを所定の位置とし、φk,n,iをマイクロホンアレイkから見た仮想的な音源の位置Siを基準とする検査ポイントPnの方向とし、
記憶部には、各上記マイクロホンアレイkについての伝達関数Hk(ω,φk,n,i)が記憶されているとして、
観測ベクトル生成部が、J個の検査ポイントPn(n=1,2,…,J)の各々について、各マイクロホンアレイkで、ある各仮想的な音源の位置Siを基準として各検査ポイントPnの方向をビームフォーミング測定することにより各周波数ωについての観測信号のパワースペクトルYk(ω,φk,n,i)を取得し、これらの取得されたYk(ω,φk,n,i)に基づく検査ポイントPnについての観測信号のクロススペクトルを要素とするJ次元の観測結果ベクトル~yを生成する観測結果ベクトル生成ステップと、
観測行列生成部が、上記記憶部から読み込んだ伝達関数Hk(ω,φk,n,i)を用いて以下の式により定義される観測行列Bを生成する観測行列生成ステップと、
音源位置推定部が、上記観測結果ベクトル~y及び上記観測行列Bを用いて~y=Bxという関係を満たす未知ベクトルxの中でノルムが最小となる未知ベクトルxを計算し、そのノルムが最小となる未知ベクトルxの要素の中で絶対値が大きいものからL個の要素に対応するL個の仮想的な音源の位置Siを推定された音源の位置として出力する音源位置推定ステップと、
を含む音源位置推定装置。
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