JP3756686B2 - 所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める方法および装置、ならびに信号抽出装置のパラメータ制御方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号抽出装置の所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める方法および装置、ならびに、求められた評価値により信号抽出装置の制御パラメータを制御する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、音声信号を収音する場合に、なんらかの事情で不必要な音響信号が混入して収音された場合、収音された信号から所望の音声信号のみを抽出したい場合がある。
【０００３】
この場合に使用されるのが（音声）信号抽出装置であるが、従来、性能的に満足すべきものはなかった。
【０００４】
そこで、本発明者らは、この点に鑑みて、音声が非音声とは時間的相関の性質が異なることを利用し、高域強調信号を定数倍する際のゲインや、入力信号を所定時間遅延させる遅延回路の遅延時間、および一次元適応フィルタのタップ数と収束係数からなるパラメータを聴感上最も聴き取りやすいように調整し、リアルタイムに所望の音声を抽出し得るように構成した信号抽出方法（特願平１０−３４８０６４号）を発明した。
【０００５】
上記出願に係る特許出願明細書においては、第１の発明と第２の発明が記載されている。まず、第１の発明は、同出願の図面中図１（本出願では、図５）を参照して説明されているが、これは、時間的相関の低い所望信号と時間的相関の高い非所望信号とが混合された１チャンネルのディジタル入力信号から、前記時間的相関の低い所望信号を抽出する信号抽出方法であって、前記ディジタル入力信号を２分岐し、該２分岐された前記ディジタル入力信号の一方の信号を指定されたサンプル数Ｎだけ遅延し（Ｓ３）、該サンプル数Ｎだけ遅延されたディジタル入力信号（ｘｊ）を１サンプル間隔で指定されたタップ数ｋからなる適応フィルタに入力して、該適応フィルタの出力信号を該適応フィルタの各タップ出力信号の組と逐次更新されるフィルタ係数の組とを用いて所定の演算式に基づき演算し、該演算結果を前記２分岐された前記ディジタル入力信号の他方の信号（ｙｊ）から減算し（Ｓ４）、該減算結果を前記時間的相関の低い所望信号（ｅｊ）として出力し、そして前記ディジタル入力信号の逐次入力に同期して、該減算結果、前記適応フィルタの各タップ出力信号の組、前記フィルタ係数の組、および指定された収束係数μに基づき、前記減算結果が小さくなるように前記フィルタ係数の組を新たに生成することによる前記フィルタ係数の組の逐次更新、ならびに、前記演算、前記減算、前記出力を繰り返して行うようにしたものである。
【０００６】
次に、第２の発明は、同出願の図面中図３（本出願では、図６）を参照して説明されているが、これは、時間的相関の高い所望信号と時間的相関の低い非所望信号とが混合された１チャンネルのディジタル入力信号から、前記時間的相関の高い所望信号を抽出する信号抽出方法であって、前記ディジタル入力信号を３分岐し、該３分岐された前記ディジタル入力信号の第１の信号に高域強調処理と指定されたゲイン倍（Ａ）とを施して高域強調信号として出力し（Ｓ１０）、前記３分岐された前記ディジタル入力信号の第２の信号を指定されたサンプル数Ｍだけ遅延し（Ｓ１１）、前記３分岐された前記ディジタル入力信号の第３の信号を指定されたサンプル数Ｌだけ遅延し（Ｓ１２）、前記サンプル数Ｍだけ遅延されたディジタル入力信号（ｘｊ）を１サンプル間隔で指定されたタップ数ｋからなる適応フィルタに入力して、該適応フィルタの出力信号を該適応フィルタの各タップ出力信号の組と逐次更新されるフィルタ係数の組とを用いて第１の演算式に基づき演算し、該第１の演算式に基づく演算結果を前記高域強調信号（ｙｊ）から減算し、該減算結果（ｗｊ）、前記適応フィルタの各タップ出力信号の組、前記フィルタ係数の組、および指定された収束係数μに基づき、該減算結果が小さくなるように前記フィルタ係数の組を新たに生成して前記フィルタ係数の組を逐次更新し、前記サンプル数Ｌだけ遅延されたディジタル入力信号（ｐｊ）を前記適応フィルタと同一構成のマッチドフィルタに入力して、該マッチドフィルタの出力信号を該マッチドフィルタの各タップ出力信号の組と前記フィルタ係数の組とを用いて第２の演算式に基づき演算し（Ｓ１５）、該第２の演算式に基づく演算結果を前記時間的相関の高い所望信号（ｑｊ）として出力し、前記逐次更新される前記適応フィルタのフィルタ係数の組を、前記マッチドフィルタのフィルタ係数の組にコピーし、そして前記ディジタル入力信号の逐次入力に同期して、前記第１の演算式に基づく演算、前記減算、前記適応フィルタのフィルタ係数の組の逐次更新、前記第２の演算式に基づく演算、前記出力および前記フィルタ係数の組のコピーを繰り返して行うようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の本発明者らによる第１の発明および第２の発明のいずれにおいても、信号抽出装置の複数の制御パラメータ（第１の発明の場合：遅延量（サンプル数で表される）Ｎ、適応フィルタのタップ数ｋおよび収束係数μ、第２の発明の場合：遅延量（サンプル数で表される）Ｍ，Ｌ、高域強調信号ゲインＡ、適応フィルタのタップ数ｋおよび収束係数μ）の設定は、信号抽出装置から得られる音声を聞きながら、聴感上、それが最も聴き取りやすくなるように人手で調整することにしている。しかし、実際、耳で聞きながら、複数の制御パラメータを操作し、聴感上最も聴き取りやすい状態に調整することは、時間と熟練度が必要である。
【０００８】
また、信号抽出装置の音声信号抽出の度合は聴感で評価するのみで、客観的なデータとして得られず、例えば、表示装置等に表示することはできなかった。
【０００９】
さらに、信号抽出装置の音声信号抽出の度合いが客観的なデータとして得られない以上、信号抽出装置の制御パラメータを、音声信号抽出の度合が最も高くなるような最適値に自動設定することもできなかった。
【００１０】
本発明の目的は、信号抽出装置の音声信号抽出（普遍して言えば、所望信号抽出）の度合を評価する評価値を客観的なデータとして得、そして、その得られたデータに基づいて、信号抽出装置の制御パラメータを自動的に最適値に設定し得るようにした所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める方法および装置、ならびに信号抽出装置のパラメータ制御方法および装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める方法は、信号抽出装置の入力信号列と出力信号列から一対一に対応するそれぞれ一定長のデータを順次に切り出し、該順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータについて、それぞれ短時間パワーを算出し、該算出したそれぞれの短時間パワーに関し、出力信号列の短時間パワーを入力信号列の短時間パワーで除算して短時間パワーの比を求め、前記順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータに対し、それぞれヒルベルト変換を行い、該ヒルベルト変換結果から入力信号列と出力信号列の振幅エンベロープをそれぞれ算出し、該算出したそれぞれの振幅エンベロープに対してフーリエ変換を行い、入力信号列と出力信号列のそれぞれの振幅エンベロープの基本周波数を算出し、該算出したそれぞれの基本周波数に関し、出力信号列の基本周波数を入力信号列の基本周波数で除算して基本周波数の比を求め、そして該求めた基本周波数の比と前記求めた短時間パワーの比を所定の評価関数の式に代入して所望信号抽出の度合いを評価する評価値を算出するの各ステップからなることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める装置は、信号抽出装置の入力信号列と出力信号列から一対一に対応するそれぞれ一定長のデータを順次に切り出す手段、該手段によって順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータについて、それぞれ短時間パワーを算出する手段、該手段によって算出したそれぞれの短時間パワーに関し、出力信号列の短時間パワーを入力信号列の短時間パワーで除算して短時間パワーの比を求める手段、前記順次に切り出す手段によって前記順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータに対し、それぞれヒルベルト変換を行い、該ヒルベルト変換結果から入力信号列と出力信号列の振幅エンベロープをそれぞれ算出する手段、該手段によって算出したそれぞれの振幅エンベロープに対してフーリエ変換を行い、入力信号列と出力信号列のそれぞれの振幅エンベロープの基本周波数を算出する手段、該手段によって算出したそれぞれの基本周波数に関し、出力信号列の基本周波数を入力信号列の基本周波数で除算して基本周波数の比を求める手段、および該手段によって求めた基本周波数の比と前記短時間パワーの比を求める手段によって求めた短時間パワーの比を所定の評価関数の式に代入して所望信号抽出の度合いを評価する評価値を算出する手段の各手段を具えてなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明信号抽出装置のパラメータ制御方法は、制御パラメータの予め定められた初期値に予め定められた移動値を加減算した２つの制御パラメータ値を生成する第１のステップと、該生成された２つの制御パラメータ値のそれぞれに対して求められた前記評価値の大小関係に基づき、前記２つの制御パラメータ値のうちから１つの制御パラメータ値を選択する第２のステップと、該選択された１つの制御パラメータ値を前記初期値として予め定められた回数だけ前記第１乃至第２のステップを繰り返して最終的に選択された１つの制御パラメータ値を前記信号抽出装置の制御パラメータ値として出力する第３のステップとを少なくとも具えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明信号抽出装置のパラメータ制御装置は、制御パラメータの予め定められた初期値に予め定められた移動値を加減算して２つの制御パラメータ値を生成する生成手段と、該生成された２つの制御パラメータ値のそれぞれに対して得られた前記評価値の大小関係に基づき、前記２つの制御パラメータ値のうちから１つの制御パラメータ値を選択する選択手段と、該選択された１つの制御パラメータ値を前記初期値として予め定められた回数だけ前記生成および前記選択を繰り返して最終的に選択された１つの制御パラメータ値を前記信号抽出装置の制御パラメータ値として出力する出力手段とを少なくとも具えたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照し、発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、上述した本願人の出願（特願平１０−３４８０６４号）に係る信号抽出装置（符号１で示す）を自動調整するための部分を含めた本発明信号抽出装置のパラメータ制御装置をブロック図にて示している。
【００１６】
図１においては、所望信号（例えば、音声）に楽音または雑音が混入した１チャンネルの信号が信号抽出装置１に入力されたとき同装置から所望信号のみが出力されるように、リアルタイムで同装置１の所望信号抽出の度合を評価し、その評価結果に基づいて、同装置の制御パラメータであるタップ数ｋ、遅延量Ｌ，Ｍ，Ｎ、ゲインＡ、収束係数μなどを制御するよう制御系を構成している。
【００１７】
特願平１０−３４８０６４号明細書に記載された信号抽出装置には、時間的相関の低い所望信号と時間的相関の高い楽音とが混合された１チャンネルの信号から時間的相関の低い所望信号を抽出する信号抽出装置と、時間的相関の高い所望信号と時間的相関の低い雑音とが混合された１チャンネルの信号から時間的相関の高い所望信号を抽出する信号抽出装置とが記載されているが、これらの両信号抽出装置とも、実際には、所望信号の種類、所望信号に対するそれ以外のもの（楽音や雑音）の混合の度合いなどケースバイケースで異なるため、本発明信号抽出装置では、信号抽出装置の入力信号と出力信号の振幅レベルの相対値や変調度から、所望信号抽出の度合いを評価し、その評価結果に基づいて信号抽出装置の各制御パラメータを自動設定するようにする。
【００１８】
以下に具体的に説明する。
図１に示すブロック図において、信号抽出装置１（これ自体は、特願平１０−３４８０６４号明細書に記載された発明で、本発明装置ではない。）に入力される信号列をＩＮ（ｔ）、同装置から出力される信号列をＯＵＴ（ｔ）で示している。また、図２は、それら入力および出力の信号列が供給されて実行される短時間パワー処理および変調度処理の流れを示している。
【００１９】
以下では、所望信号が音声である場合について説明する。
図１および図２に示すように、まず、ある時刻（ｔｉ）の入力信号から始まる入力信号列とその入力信号列に対応した出力信号列とから、同期をとってそれぞれフレームと呼ばれるｊサンプルからなる一定長（例えば、１００ｍｓｅｃ）のデータを音声入力部１と２（それぞれ、符号２と３で示す）において切り出す。
【００２０】
それら切り出された各フレームは次段の短時間パワー処理部４に送られ、両フレームの短時間パワーが算出される。入力フレームの短時間パワーをＰｉ、出力フレームの短時間パワーをＰｏとすると、これらは、次式
【数１】
によって表される。なお、ここでは、時刻（ｔi ) における入力信号列およびその入力信号列に対応した出力信号列、ならびに、入力フレームの短時間パワーおよび出力フレームの短時間パワーを時刻（ｔi ) における入力信号のサンプル番号ｎを引数として表している。
ここで、入出力フレームの短時間パワーの比Ｒpow (n) を次式で定義し、
Ｒpow (n) ＝Ｐｏ(n) ／Ｐｉ(n)
この式に基づいて算出された短時間パワーの比をいったん短時間パワー処理部４内のバッファメモリに保存する。
【００２１】
また、信号抽出装置１の制御パラメータ（前述したｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ａ，μなど）をすべて一定値に固定したまま、データの切り出しをｍ回繰り返し、切り出された各フレームごとの短時間パワーの比Ｒpow (n) を算出してバッファメモリにいったん保存するとともに、ｍ個の入力フレームのデータを入力バッファメモリに、また、ｍ個の出力フレームのデータを出力バッファメモリ（ともに、パワー処理部４内に存在する）にそれぞれいったん保存する。
【００２２】
これら保存された入力バッファのデータおよび出力バッファのデータは変調度処理部５に送られ、変調度処理部５において、入力バッファのデータ（データ数＝ｊ×ｍ）と出力バッファのデータ（データ数＝ｊ×ｍ）に対し、それぞれヒルベルト変換を用いて解析信号を作成し、振幅エンベロープを求める（図２参照）。ここで、ヒルベルト変換結果から振幅エンベロープを算出するアルゴリズムとしては、例えば、J. S. Bendat, “The Hilbert Transform and Applications to Correlation Measurements”, Bruel & Kjer(published 1985)
【００２３】
上記得られた各振幅エンベロープＩＮenv(t), ＯＵＴenv(t)に対して、同じ変調度処理部５内でフーリエ変換を行い、ＩＮenv(t), ＯＵＴenv(t)の基本周波数を抽出する。ここで、ＩＮenv(t)の基本周波数をｆｉｎ，ＯＵＴenv(t)の基本周波数をｆｏｕｔとする（図２参照）。
【００２４】
図２から分かるように、雑音成分が混合した音声信号（信号抽出装置入力データ）の場合、混合信号の時間的変動が少なくなり、従って、振幅エンベロープの変動も小さくなる。これに対し、雑音成分がなく音声信号のみが存在する（信号抽出装置出力データ）ときには、ポーズや有声、無声の変化により、振幅エンベロープ自身の基本周波数は高くなる傾向にある。所望信号抽出の度合いが大きくなると、次式で定義される基本周波数の比Ｒｅは大きな値を持つ。
Ｒｅ＝ｆｏｕｔ／ｆｉｎ
【００２５】
本発明においては、振幅エンベロープの短時間的な変動を短時間パワーの比Ｒpow として、比較的長い区間の変動を基本周波数の比Ｒｅとして所望信号抽出の度合いを評価する評価値を算出する評価値算出部６に取り込み、次の評価関数の式に従って評価値Ｏを算出する。
【数２】
ここに、ｍはフレームの繰り返し回数（図２参照）、αは短時間変動要素、すなわち短時間パワーの比Ｒpow(n)の寄与率であり、例えば、それぞれ２０および０．３に設定した。
【００２６】
以上のようにして求めた評価値を視覚的にわかるよう表示装置７に出力して表示させる。また、信号抽出装置１の制御パラメータを自動制御する場合には、この求めた評価関数の値を自動制御装置８に供給して、評価値が常に最高の値となるように信号抽出装置１の自動追従を行わせる。
【００２７】
次に、以上のハードウェアの構成のもとに、上述した信号抽出の度合を求める手法を用いて、信号抽出装置の各制御パラメータを自動的に最適値に収束させる本発明方法（信号抽出装置のパラメータ制御方法）の処理の流れを述べる。本発明方法は、評価関数が最適値を最高に、その近辺では比較的なだらかな２次曲線を形成していることに着目している。
【００２８】
特願平１０−３４８０６４号明細書に記載の第１の発明の場合、操作できる制御パラメータの種類は以下の３種類である。
タップ数ｋ：１サンプルスパンの適応フィルタのタップ数
遅延量Ｎ：適応フィルタへ入力する信号の遅延サンプル数
収束係数μ：適応信号処理部の収束速度を調整するための係数
【００２９】
また、同明細書に記載の第２の発明の場合、操作できる制御パラメータの種類は以下の５種類である。
タップ数ｋ：１サンプルスパンの適応フィルタのタップ数
遅延量Ｍ：適応フィルタへ入力する信号の遅延サンプル数
遅延量Ｌ：マッチドフィルタへ入力する信号の遅延サンプル数
ゲインＡ：入力信号の隣接サンプル間の差分信号のゲイン（高域強調信号ゲイン）
収束係数μ：適応信号処理部の収束速度を調整するための係数
【００３０】
以下では、上記第２の発明において、その中でも特に収束係数μを最適値に自動設定する本発明による方法に関し、図３に示す処理の流れと図４に示すフローチャートを用いて説明する。
収束係数μは、その可変幅が０．１が０．００００１までと大きいため、図３の縦軸に示すように、−１０ｄＢから−５０ｄＢまでの範囲の対数表示で処理を行う。
また、図３においては、この収束係数μを最適値に近づけるための、時刻ｔi からｔi+1 にかけて行う制御の各段階をＳＴＥＰ（ｉ）で示している。
【００３１】
次に、図３に示すように、時刻ｔ1 における収束係数μ（初期値）を可変幅の中央値である−３０ｄＢ（０．００１）からスタートさせ、各ＳＴＥＰ（ｉ）で上昇系列と下降系列とに分け、両系列について評価値を前述の方法で算出する。算出した結果は、ＳＴＥＰ(1) では、上昇系列ではμ（ｔ2 ）＝−２０ｄＢ、下降系列ではμ（ｔ2 ）＝−４０ｄＢである。この場合、ＳＴＥＰ(1) でのμの移動量は、±１０ｄＢである。また、時刻ｔi における上昇系列の評価値をＯｕ(ti ) 、時刻ｔi における下降系列の評価値をＯｄ(ti ) で表記するものとする。
【００３２】
この約束のもとで、ｉ≧１でのμの制御の規則は、ＳＴＥＰ(1) での移動量の絶対値をｗとする評価値は以下の通りである。本例の場合、ｗ＝１０である。
Ｏｕ(ti ) ≧Ｏｄ(ti ) のとき、
μ(ti+1)＝μ(ti ) ＋ｗ／２(i-1)
Ｏｕ(ti ) ＜Ｏｄ(ti ) のとき、
μ(ti+1)＝μ(ti ) −ｗ／２(i-1)
【００３３】
時刻ｔi をｔ1 （スタート時）から順次増加させていきｔ6 になるまでμの計算を繰り返し行うが、その都度評価値Ｏｕ(ti ) とＯｄ(ti ) の大小比較を行い、その比較結果に基づいて、上記２つの式のうち一方が選択されてμが計算される。
【００３４】
本例の場合、ＳＴＥＰ(6) まで計算を行い、μの最適値は、
μopt ＝μ(t7 )
であるとして求まる。そして、次に説明するμの更新が行われるまでこの値により信号抽出装置を制御する。
時刻ｔ7 以降は、入力信号の性質が時間的に変化するため、時刻ｔ7 から再度ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の処理（図３参照）を行い、μopt を繰り返し算出し、μopt が求まる度に信号抽出装置の制御パラメータμを更新する。
【００３５】
以上のμの最適値μopt を求める手順をフローチャートで示すと図４のようになる。
図４において、手順Ｓ１，Ｓ２はμの初期値を−３０ｄＢに設定するもので、この初期値のまま手順Ｓ３において評価値に関するＯｕ（ｔ1 ）≧Ｏｄ（ｔ1 ）の判断を行う。判断の結果により、手順Ｓ４か手順Ｓ５が選択され、式の計算が行われる。なお、計算結果は記憶されて次の時刻（今がｔ1 ならばｔ2 ）におけるμの計算に使用される。
【００３６】
次に、手順Ｓ６において、時刻ｔi がｔ6 以下であるかの判断がなされ、以下であれば、手順Ｓ７で時刻を１つ増加して同じ処理を繰り返す。また、以上であれば、手順Ｓ８に進みμ（ｔ7 ）を収束係数μの最適値μopt であるとして出力する。これと同時に次のｔ1 からの手順、すなわち、手順Ｓ１に戻って同じ処理を繰り返す。
【００３７】
また、同様の手法により、タップ数ｋ、遅延量Ｍ、遅延量Ｌ、ゲインＡの４種類の制御パラメータについて、それぞれ最適値ｋopt ，Ｍopt ，Ｌopt ，Ａopt を求める。ただし、ある１つの制御パラメータの最適値を求めるときには、他の制御パラメータは固定し、できれば最適値に固定した状態で求めるものとする。
【００３８】
以上により５種類の最適な制御パラメータを求めた後には、再び収束係数μの２回目の最適値を求めることから始めて、順次他の制御パラメータについても２回目の最適値を求めるようにする。
【００３９】
しかし、特願平１０−３４８０６４号明細書に記載の第１および第２の発明では、上述した制御パラメータのうち、実験結果から特に収束係数μとタップ数ｋは評価値に与える影響が大きいことが判明したため、この２種類の制御パラメータの最適値を求めて、以下、順次繰り返すのも有効である。
【００４０】
以上の説明においては、所望信号抽出の度合いを評価する対象となる信号抽出装置として、特願平１０−３４８０６４号明細書に記載の信号抽出装置を想定して、この装置の所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求め方、ならびに求めた評価値により信号抽出装置の制御パラメータの自動制御について述べたが、図１中の信号抽出装置１はこれに限られるものでなく、広く一般に、これと同一目的をもって所望信号の抽出を行う信号抽出装置に適用可能であること勿論である。その場合には、制御パラメータも使用する信号抽出装置特有のものとなることは自明であろう。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、楽音や雑音が混入した所望信号から所望信号のみを抽出する信号抽出装置の、所望信号抽出の度合いを評価する客観的な評価値を得ることが可能になる。
【００４２】
また、この評価値を用いて信号抽出装置の制御パラメータを制御することにより、複数の制御パラメータを人間系で操作することなく、自動的に、楽音、雑音が混入した所望信号から所望信号のみを抽出することが可能となる。
【００４３】
また、上記複数の制御パラメータを人間系で操作する場合であっても、表示装置に表示された評価値を見ながら制御パラメータを操作することができるため、最適な制御パラメータに設定することが可能となる。
【００４４】
なお、本発明は、音声確認の前処理や、高齢者、聴覚障害者などが使用する補聴器など、さまざまな分野での応用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明信号抽出装置のパラメータ制御装置をブロック図にて示している。
【図２】 短時間パワー処理および変調度処理の流れを示している。
【図３】 本発明により収束係数μを最適値に自動設定する処理の流れを示している。
【図４】 図３に示す処理の流れをフローチャートにて示している。
【図５】 特願平１０−３４８０６４号明細書に第１の発明として記載された信号抽出方法をフローチャートにて示している。
【図６】 特願平１０−３４８０６４号明細書に第２の発明として記載された信号抽出方法をフローチャートにて示している。
【符号の説明】
１ 信号抽出装置
２ 音声入力部１
３ 音声入力部２
４ 短時間パワー処理部
５ 変調度処理部
６ 評価値算出部
７ 表示装置
８ 自動制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号抽出装置の所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める方法および装置、ならびに、求められた評価値により信号抽出装置の制御パラメータを制御する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、音声信号を収音する場合に、なんらかの事情で不必要な音響信号が混入して収音された場合、収音された信号から所望の音声信号のみを抽出したい場合がある。
【０００３】
この場合に使用されるのが（音声）信号抽出装置であるが、従来、性能的に満足すべきものはなかった。
【０００４】
そこで、本発明者らは、この点に鑑みて、音声が非音声とは時間的相関の性質が異なることを利用し、高域強調信号を定数倍する際のゲインや、入力信号を所定時間遅延させる遅延回路の遅延時間、および一次元適応フィルタのタップ数と収束係数からなるパラメータを聴感上最も聴き取りやすいように調整し、リアルタイムに所望の音声を抽出し得るように構成した信号抽出方法（特願平１０−３４８０６４号）を発明した。
【０００５】
上記出願に係る特許出願明細書においては、第１の発明と第２の発明が記載されている。まず、第１の発明は、同出願の図面中図１（本出願では、図５）を参照して説明されているが、これは、時間的相関の低い所望信号と時間的相関の高い非所望信号とが混合された１チャンネルのディジタル入力信号から、前記時間的相関の低い所望信号を抽出する信号抽出方法であって、前記ディジタル入力信号を２分岐し、該２分岐された前記ディジタル入力信号の一方の信号を指定されたサンプル数Ｎだけ遅延し（Ｓ３）、該サンプル数Ｎだけ遅延されたディジタル入力信号（ｘｊ）を１サンプル間隔で指定されたタップ数ｋからなる適応フィルタに入力して、該適応フィルタの出力信号を該適応フィルタの各タップ出力信号の組と逐次更新されるフィルタ係数の組とを用いて所定の演算式に基づき演算し、該演算結果を前記２分岐された前記ディジタル入力信号の他方の信号（ｙｊ）から減算し（Ｓ４）、該減算結果を前記時間的相関の低い所望信号（ｅｊ）として出力し、そして前記ディジタル入力信号の逐次入力に同期して、該減算結果、前記適応フィルタの各タップ出力信号の組、前記フィルタ係数の組、および指定された収束係数μに基づき、前記減算結果が小さくなるように前記フィルタ係数の組を新たに生成することによる前記フィルタ係数の組の逐次更新、ならびに、前記演算、前記減算、前記出力を繰り返して行うようにしたものである。
【０００６】
次に、第２の発明は、同出願の図面中図３（本出願では、図６）を参照して説明されているが、これは、時間的相関の高い所望信号と時間的相関の低い非所望信号とが混合された１チャンネルのディジタル入力信号から、前記時間的相関の高い所望信号を抽出する信号抽出方法であって、前記ディジタル入力信号を３分岐し、該３分岐された前記ディジタル入力信号の第１の信号に高域強調処理と指定されたゲイン倍（Ａ）とを施して高域強調信号として出力し（Ｓ１０）、前記３分岐された前記ディジタル入力信号の第２の信号を指定されたサンプル数Ｍだけ遅延し（Ｓ１１）、前記３分岐された前記ディジタル入力信号の第３の信号を指定されたサンプル数Ｌだけ遅延し（Ｓ１２）、前記サンプル数Ｍだけ遅延されたディジタル入力信号（ｘｊ）を１サンプル間隔で指定されたタップ数ｋからなる適応フィルタに入力して、該適応フィルタの出力信号を該適応フィルタの各タップ出力信号の組と逐次更新されるフィルタ係数の組とを用いて第１の演算式に基づき演算し、該第１の演算式に基づく演算結果を前記高域強調信号（ｙｊ）から減算し、該減算結果（ｗｊ）、前記適応フィルタの各タップ出力信号の組、前記フィルタ係数の組、および指定された収束係数μに基づき、該減算結果が小さくなるように前記フィルタ係数の組を新たに生成して前記フィルタ係数の組を逐次更新し、前記サンプル数Ｌだけ遅延されたディジタル入力信号（ｐｊ）を前記適応フィルタと同一構成のマッチドフィルタに入力して、該マッチドフィルタの出力信号を該マッチドフィルタの各タップ出力信号の組と前記フィルタ係数の組とを用いて第２の演算式に基づき演算し（Ｓ１５）、該第２の演算式に基づく演算結果を前記時間的相関の高い所望信号（ｑｊ）として出力し、前記逐次更新される前記適応フィルタのフィルタ係数の組を、前記マッチドフィルタのフィルタ係数の組にコピーし、そして前記ディジタル入力信号の逐次入力に同期して、前記第１の演算式に基づく演算、前記減算、前記適応フィルタのフィルタ係数の組の逐次更新、前記第２の演算式に基づく演算、前記出力および前記フィルタ係数の組のコピーを繰り返して行うようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の本発明者らによる第１の発明および第２の発明のいずれにおいても、信号抽出装置の複数の制御パラメータ（第１の発明の場合：遅延量（サンプル数で表される）Ｎ、適応フィルタのタップ数ｋおよび収束係数μ、第２の発明の場合：遅延量（サンプル数で表される）Ｍ，Ｌ、高域強調信号ゲインＡ、適応フィルタのタップ数ｋおよび収束係数μ）の設定は、信号抽出装置から得られる音声を聞きながら、聴感上、それが最も聴き取りやすくなるように人手で調整することにしている。しかし、実際、耳で聞きながら、複数の制御パラメータを操作し、聴感上最も聴き取りやすい状態に調整することは、時間と熟練度が必要である。
【０００８】
また、信号抽出装置の音声信号抽出の度合は聴感で評価するのみで、客観的なデータとして得られず、例えば、表示装置等に表示することはできなかった。
【０００９】
さらに、信号抽出装置の音声信号抽出の度合いが客観的なデータとして得られない以上、信号抽出装置の制御パラメータを、音声信号抽出の度合が最も高くなるような最適値に自動設定することもできなかった。
【００１０】
本発明の目的は、信号抽出装置の音声信号抽出（普遍して言えば、所望信号抽出）の度合を評価する評価値を客観的なデータとして得、そして、その得られたデータに基づいて、信号抽出装置の制御パラメータを自動的に最適値に設定し得るようにした所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める方法および装置、ならびに信号抽出装置のパラメータ制御方法および装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める方法は、信号抽出装置の入力信号列と出力信号列から一対一に対応するそれぞれ一定長のデータを順次に切り出し、該順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータについて、それぞれ短時間パワーを算出し、該算出したそれぞれの短時間パワーに関し、出力信号列の短時間パワーを入力信号列の短時間パワーで除算して短時間パワーの比を求め、前記順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータに対し、それぞれヒルベルト変換を行い、該ヒルベルト変換結果から入力信号列と出力信号列の振幅エンベロープをそれぞれ算出し、該算出したそれぞれの振幅エンベロープに対してフーリエ変換を行い、入力信号列と出力信号列のそれぞれの振幅エンベロープの基本周波数を算出し、該算出したそれぞれの基本周波数に関し、出力信号列の基本周波数を入力信号列の基本周波数で除算して基本周波数の比を求め、そして該求めた基本周波数の比と前記求めた短時間パワーの比を所定の評価関数の式に代入して所望信号抽出の度合いを評価する評価値を算出するの各ステップからなることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める装置は、信号抽出装置の入力信号列と出力信号列から一対一に対応するそれぞれ一定長のデータを順次に切り出す手段、該手段によって順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータについて、それぞれ短時間パワーを算出する手段、該手段によって算出したそれぞれの短時間パワーに関し、出力信号列の短時間パワーを入力信号列の短時間パワーで除算して短時間パワーの比を求める手段、前記順次に切り出す手段によって前記順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータに対し、それぞれヒルベルト変換を行い、該ヒルベルト変換結果から入力信号列と出力信号列の振幅エンベロープをそれぞれ算出する手段、該手段によって算出したそれぞれの振幅エンベロープに対してフーリエ変換を行い、入力信号列と出力信号列のそれぞれの振幅エンベロープの基本周波数を算出する手段、該手段によって算出したそれぞれの基本周波数に関し、出力信号列の基本周波数を入力信号列の基本周波数で除算して基本周波数の比を求める手段、および該手段によって求めた基本周波数の比と前記短時間パワーの比を求める手段によって求めた短時間パワーの比を所定の評価関数の式に代入して所望信号抽出の度合いを評価する評価値を算出する手段の各手段を具えてなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明信号抽出装置のパラメータ制御方法は、制御パラメータの予め定められた初期値に予め定められた移動値を加減算した２つの制御パラメータ値を生成する第１のステップと、該生成された２つの制御パラメータ値のそれぞれに対して求められた前記評価値の大小関係に基づき、前記２つの制御パラメータ値のうちから１つの制御パラメータ値を選択する第２のステップと、該選択された１つの制御パラメータ値を前記初期値として予め定められた回数だけ前記第１乃至第２のステップを繰り返して最終的に選択された１つの制御パラメータ値を前記信号抽出装置の制御パラメータ値として出力する第３のステップとを少なくとも具えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明信号抽出装置のパラメータ制御装置は、制御パラメータの予め定められた初期値に予め定められた移動値を加減算して２つの制御パラメータ値を生成する生成手段と、該生成された２つの制御パラメータ値のそれぞれに対して得られた前記評価値の大小関係に基づき、前記２つの制御パラメータ値のうちから１つの制御パラメータ値を選択する選択手段と、該選択された１つの制御パラメータ値を前記初期値として予め定められた回数だけ前記生成および前記選択を繰り返して最終的に選択された１つの制御パラメータ値を前記信号抽出装置の制御パラメータ値として出力する出力手段とを少なくとも具えたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照し、発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、上述した本願人の出願（特願平１０−３４８０６４号）に係る信号抽出装置（符号１で示す）を自動調整するための部分を含めた本発明信号抽出装置のパラメータ制御装置をブロック図にて示している。
【００１６】
図１においては、所望信号（例えば、音声）に楽音または雑音が混入した１チャンネルの信号が信号抽出装置１に入力されたとき同装置から所望信号のみが出力されるように、リアルタイムで同装置１の所望信号抽出の度合を評価し、その評価結果に基づいて、同装置の制御パラメータであるタップ数ｋ、遅延量Ｌ，Ｍ，Ｎ、ゲインＡ、収束係数μなどを制御するよう制御系を構成している。
【００１７】
特願平１０−３４８０６４号明細書に記載された信号抽出装置には、時間的相関の低い所望信号と時間的相関の高い楽音とが混合された１チャンネルの信号から時間的相関の低い所望信号を抽出する信号抽出装置と、時間的相関の高い所望信号と時間的相関の低い雑音とが混合された１チャンネルの信号から時間的相関の高い所望信号を抽出する信号抽出装置とが記載されているが、これらの両信号抽出装置とも、実際には、所望信号の種類、所望信号に対するそれ以外のもの（楽音や雑音）の混合の度合いなどケースバイケースで異なるため、本発明信号抽出装置では、信号抽出装置の入力信号と出力信号の振幅レベルの相対値や変調度から、所望信号抽出の度合いを評価し、その評価結果に基づいて信号抽出装置の各制御パラメータを自動設定するようにする。
【００１８】
以下に具体的に説明する。
図１に示すブロック図において、信号抽出装置１（これ自体は、特願平１０−３４８０６４号明細書に記載された発明で、本発明装置ではない。）に入力される信号列をＩＮ（ｔ）、同装置から出力される信号列をＯＵＴ（ｔ）で示している。また、図２は、それら入力および出力の信号列が供給されて実行される短時間パワー処理および変調度処理の流れを示している。
【００１９】
以下では、所望信号が音声である場合について説明する。
図１および図２に示すように、まず、ある時刻（ｔｉ）の入力信号から始まる入力信号列とその入力信号列に対応した出力信号列とから、同期をとってそれぞれフレームと呼ばれるｊサンプルからなる一定長（例えば、１００ｍｓｅｃ）のデータを音声入力部１と２（それぞれ、符号２と３で示す）において切り出す。
【００２０】
それら切り出された各フレームは次段の短時間パワー処理部４に送られ、両フレームの短時間パワーが算出される。入力フレームの短時間パワーをＰｉ、出力フレームの短時間パワーをＰｏとすると、これらは、次式
【数１】
ここで、入出力フレームの短時間パワーの比Ｒpow (n) を次式で定義し、
Ｒpow (n) ＝Ｐｏ(n) ／Ｐｉ(n)
この式に基づいて算出された短時間パワーの比をいったん短時間パワー処理部４内のバッファメモリに保存する。
【００２１】
また、信号抽出装置１の制御パラメータ（前述したｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ａ，μなど）をすべて一定値に固定したまま、データの切り出しをｍ回繰り返し、切り出された各フレームごとの短時間パワーの比Ｒpow (n) を算出してバッファメモリにいったん保存するとともに、ｍ個の入力フレームのデータを入力バッファメモリに、また、ｍ個の出力フレームのデータを出力バッファメモリ（ともに、パワー処理部４内に存在する）にそれぞれいったん保存する。
【００２２】
これら保存された入力バッファのデータおよび出力バッファのデータは変調度処理部５に送られ、変調度処理部５において、入力バッファのデータ（データ数＝ｊ×ｍ）と出力バッファのデータ（データ数＝ｊ×ｍ）に対し、それぞれヒルベルト変換を用いて解析信号を作成し、振幅エンベロープを求める（図２参照）。ここで、ヒルベルト変換結果から振幅エンベロープを算出するアルゴリズムとしては、例えば、J. S. Bendat, “The Hilbert Transform and Applications to Correlation Measurements”, Bruel & Kjer(published 1985)
【００２３】
上記得られた各振幅エンベロープＩＮenv(t), ＯＵＴenv(t)に対して、同じ変調度処理部５内でフーリエ変換を行い、ＩＮenv(t), ＯＵＴenv(t)の基本周波数を抽出する。ここで、ＩＮenv(t)の基本周波数をｆｉｎ，ＯＵＴenv(t)の基本周波数をｆｏｕｔとする（図２参照）。
【００２４】
図２から分かるように、雑音成分が混合した音声信号（信号抽出装置入力データ）の場合、混合信号の時間的変動が少なくなり、従って、振幅エンベロープの変動も小さくなる。これに対し、雑音成分がなく音声信号のみが存在する（信号抽出装置出力データ）ときには、ポーズや有声、無声の変化により、振幅エンベロープ自身の基本周波数は高くなる傾向にある。所望信号抽出の度合いが大きくなると、次式で定義される基本周波数の比Ｒｅは大きな値を持つ。
Ｒｅ＝ｆｏｕｔ／ｆｉｎ
【００２５】
本発明においては、振幅エンベロープの短時間的な変動を短時間パワーの比Ｒpow として、比較的長い区間の変動を基本周波数の比Ｒｅとして所望信号抽出の度合いを評価する評価値を算出する評価値算出部６に取り込み、次の評価関数の式に従って評価値Ｏを算出する。
【数２】
【００２６】
以上のようにして求めた評価値を視覚的にわかるよう表示装置７に出力して表示させる。また、信号抽出装置１の制御パラメータを自動制御する場合には、この求めた評価関数の値を自動制御装置８に供給して、評価値が常に最高の値となるように信号抽出装置１の自動追従を行わせる。
【００２７】
次に、以上のハードウェアの構成のもとに、上述した信号抽出の度合を求める手法を用いて、信号抽出装置の各制御パラメータを自動的に最適値に収束させる本発明方法（信号抽出装置のパラメータ制御方法）の処理の流れを述べる。本発明方法は、評価関数が最適値を最高に、その近辺では比較的なだらかな２次曲線を形成していることに着目している。
【００２８】
特願平１０−３４８０６４号明細書に記載の第１の発明の場合、操作できる制御パラメータの種類は以下の３種類である。
タップ数ｋ：１サンプルスパンの適応フィルタのタップ数
遅延量Ｎ：適応フィルタへ入力する信号の遅延サンプル数
収束係数μ：適応信号処理部の収束速度を調整するための係数
【００２９】
また、同明細書に記載の第２の発明の場合、操作できる制御パラメータの種類は以下の５種類である。
タップ数ｋ：１サンプルスパンの適応フィルタのタップ数
遅延量Ｍ：適応フィルタへ入力する信号の遅延サンプル数
遅延量Ｌ：マッチドフィルタへ入力する信号の遅延サンプル数
ゲインＡ：入力信号の隣接サンプル間の差分信号のゲイン（高域強調信号ゲイン）
収束係数μ：適応信号処理部の収束速度を調整するための係数
【００３０】
以下では、上記第２の発明において、その中でも特に収束係数μを最適値に自動設定する本発明による方法に関し、図３に示す処理の流れと図４に示すフローチャートを用いて説明する。
収束係数μは、その可変幅が０．１が０．００００１までと大きいため、図３の縦軸に示すように、−１０ｄＢから−５０ｄＢまでの範囲の対数表示で処理を行う。
また、図３においては、この収束係数μを最適値に近づけるための、時刻ｔi からｔi+1 にかけて行う制御の各段階をＳＴＥＰ（ｉ）で示している。
【００３１】
次に、図３に示すように、時刻ｔ1 における収束係数μ（初期値）を可変幅の中央値である−３０ｄＢ（０．００１）からスタートさせ、各ＳＴＥＰ（ｉ）で上昇系列と下降系列とに分け、両系列について評価値を前述の方法で算出する。算出した結果は、ＳＴＥＰ(1) では、上昇系列ではμ（ｔ2 ）＝−２０ｄＢ、下降系列ではμ（ｔ2 ）＝−４０ｄＢである。この場合、ＳＴＥＰ(1) でのμの移動量は、±１０ｄＢである。また、時刻ｔi における上昇系列の評価値をＯｕ(ti ) 、時刻ｔi における下降系列の評価値をＯｄ(ti ) で表記するものとする。
【００３２】
この約束のもとで、ｉ≧１でのμの制御の規則は、ＳＴＥＰ(1) での移動量の絶対値をｗとする評価値は以下の通りである。本例の場合、ｗ＝１０である。
Ｏｕ(ti ) ≧Ｏｄ(ti ) のとき、
μ(ti+1)＝μ(ti ) ＋ｗ／２(i-1)
Ｏｕ(ti ) ＜Ｏｄ(ti ) のとき、
μ(ti+1)＝μ(ti ) −ｗ／２(i-1)
【００３３】
時刻ｔi をｔ1 （スタート時）から順次増加させていきｔ6 になるまでμの計算を繰り返し行うが、その都度評価値Ｏｕ(ti ) とＯｄ(ti ) の大小比較を行い、その比較結果に基づいて、上記２つの式のうち一方が選択されてμが計算される。
【００３４】
本例の場合、ＳＴＥＰ(6) まで計算を行い、μの最適値は、
μopt ＝μ(t7 )
であるとして求まる。そして、次に説明するμの更新が行われるまでこの値により信号抽出装置を制御する。
時刻ｔ7 以降は、入力信号の性質が時間的に変化するため、時刻ｔ7 から再度ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ６の処理（図３参照）を行い、μopt を繰り返し算出し、μopt が求まる度に信号抽出装置の制御パラメータμを更新する。
【００３５】
以上のμの最適値μopt を求める手順をフローチャートで示すと図４のようになる。
図４において、手順Ｓ１，Ｓ２はμの初期値を−３０ｄＢに設定するもので、この初期値のまま手順Ｓ３において評価値に関するＯｕ（ｔ1 ）≧Ｏｄ（ｔ1 ）の判断を行う。判断の結果により、手順Ｓ４か手順Ｓ５が選択され、式の計算が行われる。なお、計算結果は記憶されて次の時刻（今がｔ1 ならばｔ2 ）におけるμの計算に使用される。
【００３６】
次に、手順Ｓ６において、時刻ｔi がｔ6 以下であるかの判断がなされ、以下であれば、手順Ｓ７で時刻を１つ増加して同じ処理を繰り返す。また、以上であれば、手順Ｓ８に進みμ（ｔ7 ）を収束係数μの最適値μopt であるとして出力する。これと同時に次のｔ1 からの手順、すなわち、手順Ｓ１に戻って同じ処理を繰り返す。
【００３７】
また、同様の手法により、タップ数ｋ、遅延量Ｍ、遅延量Ｌ、ゲインＡの４種類の制御パラメータについて、それぞれ最適値ｋopt ，Ｍopt ，Ｌopt ，Ａopt を求める。ただし、ある１つの制御パラメータの最適値を求めるときには、他の制御パラメータは固定し、できれば最適値に固定した状態で求めるものとする。
【００３８】
以上により５種類の最適な制御パラメータを求めた後には、再び収束係数μの２回目の最適値を求めることから始めて、順次他の制御パラメータについても２回目の最適値を求めるようにする。
【００３９】
しかし、特願平１０−３４８０６４号明細書に記載の第１および第２の発明では、上述した制御パラメータのうち、実験結果から特に収束係数μとタップ数ｋは評価値に与える影響が大きいことが判明したため、この２種類の制御パラメータの最適値を求めて、以下、順次繰り返すのも有効である。
【００４０】
以上の説明においては、所望信号抽出の度合いを評価する対象となる信号抽出装置として、特願平１０−３４８０６４号明細書に記載の信号抽出装置を想定して、この装置の所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求め方、ならびに求めた評価値により信号抽出装置の制御パラメータの自動制御について述べたが、図１中の信号抽出装置１はこれに限られるものでなく、広く一般に、これと同一目的をもって所望信号の抽出を行う信号抽出装置に適用可能であること勿論である。その場合には、制御パラメータも使用する信号抽出装置特有のものとなることは自明であろう。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、楽音や雑音が混入した所望信号から所望信号のみを抽出する信号抽出装置の、所望信号抽出の度合いを評価する客観的な評価値を得ることが可能になる。
【００４２】
また、この評価値を用いて信号抽出装置の制御パラメータを制御することにより、複数の制御パラメータを人間系で操作することなく、自動的に、楽音、雑音が混入した所望信号から所望信号のみを抽出することが可能となる。
【００４３】
また、上記複数の制御パラメータを人間系で操作する場合であっても、表示装置に表示された評価値を見ながら制御パラメータを操作することができるため、最適な制御パラメータに設定することが可能となる。
【００４４】
なお、本発明は、音声確認の前処理や、高齢者、聴覚障害者などが使用する補聴器など、さまざまな分野での応用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明信号抽出装置のパラメータ制御装置をブロック図にて示している。
【図２】 短時間パワー処理および変調度処理の流れを示している。
【図３】 本発明により収束係数μを最適値に自動設定する処理の流れを示している。
【図４】 図３に示す処理の流れをフローチャートにて示している。
【図５】 特願平１０−３４８０６４号明細書に第１の発明として記載された信号抽出方法をフローチャートにて示している。
【図６】 特願平１０−３４８０６４号明細書に第２の発明として記載された信号抽出方法をフローチャートにて示している。
【符号の説明】
１ 信号抽出装置
２ 音声入力部１
３ 音声入力部２
４ 短時間パワー処理部
５ 変調度処理部
６ 評価値算出部
７ 表示装置
８ 自動制御装置
Claims (4)
- 信号抽出装置の所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める方法であって、該方法は、
前記信号抽出装置の入力信号列と出力信号列から一対一に対応するそれぞれ一定長のデータを順次に切り出し、
該順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータについて、それぞれ短時間パワーを算出し、
該算出したそれぞれの短時間パワーに関し、出力信号列の短時間パワーを入力信号列の短時間パワーで除算して短時間パワーの比を求め、
前記順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータに対し、それぞれヒルベルト変換を行い、該ヒルベルト変換結果から入力信号列と出力信号列の振幅エンベロープをそれぞれ算出し、
該算出したそれぞれの振幅エンベロープに対してフーリエ変換を行い、入力信号列と出力信号列のそれぞれの振幅エンベロープの基本周波数を算出し、
該算出したそれぞれの基本周波数に関し、出力信号列の基本周波数を入力信号列の基本周波数で除算して基本周波数の比を求め、そして
該求めた基本周波数の比と前記求めた短時間パワーの比を所定の評価関数の式に代入して所望信号抽出の度合いを評価する評価値を算出する
の各ステップからなることを特徴とする所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める方法。 - 信号抽出装置の所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める装置であって、該装置は、
前記信号抽出装置の入力信号列と出力信号列から一対一に対応するそれぞれ一定長のデータを順次に切り出す手段、
該手段によって順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータについて、それぞれ短時間パワーを算出する手段、
該手段によって算出したそれぞれの短時間パワーに関し、出力信号列の短時間パワーを入力信号列の短時間パワーで除算して短時間パワーの比を求める手段、
前記順次に切り出す手段によって前記順次に切り出した入力信号列と出力信号列の各一定長のデータに対し、それぞれヒルベルト変換を行い、該ヒルベルト変換結果から入力信号列と出力信号列の振幅エンベロープをそれぞれ算出する手段、
該手段によって算出したそれぞれの振幅エンベロープに対してフーリエ変換を行い、入力信号列と出力信号列のそれぞれの振幅エンベロープの基本周波数を算出する手段、
該手段によって算出したそれぞれの基本周波数に関し、出力信号列の基本周波数を入力信号列の基本周波数で除算して基本周波数の比を求める手段、および
該手段によって求めた基本周波数の比と前記短時間パワーの比を求める手段によって求めた短時間パワーの比を所定の評価関数の式に代入して所望信号抽出の度合いを評価する評価値を算出する手段
の各手段を具えてなることを特徴とする所望信号抽出の度合いを評価する評価値を求める装置。 - 請求項１記載の方法で求められた評価値に基づき前記信号抽出装置の制御パラメータを制御する方法であって、該方法は、
前記制御パラメータの予め定められた初期値に予め定められた移動値を加減算した２つの制御パラメータ値を生成する第１のステップと、
該生成された２つの制御パラメータ値のそれぞれに対して求められた前記評価値の大小関係に基づき、前記２つの制御パラメータ値のうちから１つの制御パラメータ値を選択する第２のステップと、
該選択された１つの制御パラメータ値を前記初期値として予め定められた回数だけ前記第１乃至第２のステップを繰り返して最終的に選択された１つの制御パラメータ値を前記信号抽出装置の制御パラメータ値として出力する第３のステップと
を少なくとも具えたことを特徴とする信号抽出装置のパラメータ制御方法。 - 請求項２記載の装置から得られた前記評価値に基づき前記信号抽出装置の制御パラメータを制御する装置であって、該装置は、
前記制御パラメータの予め定められた初期値に予め定められた移動値を加減算して２つの制御パラメータ値を生成する生成手段と、
該生成された２つの制御パラメータ値のそれぞれに対して得られた前記評価値の大小関係に基づき、前記２つの制御パラメータ値のうちから１つの制御パラメータ値を選択する選択手段と、
該選択された１つの制御パラメータ値を前記初期値として予め定められた回数だけ前記生成および前記選択を繰り返して最終的に選択された１つの制御パラメータ値を前記信号抽出装置の制御パラメータ値として出力する出力手段と
を少なくとも具えたことを特徴とする信号抽出装置のパラメータ制御装置。
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