JP4481729B2 - 2次元前方ネットワークに独立成分解析アルゴリズムを用いる音楽/音声分離装置及びその方法 - Google Patents
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Description
前記マルチプレクサ制御信号を出力する段階は、前記第2乗算係数の最上位ビットの第2論理状態(論理ハイ状態)に対応して第1論理状態(論理ロー状態)を有し、前記第3乗算係数の最上位ビットの第2論理状態に対応して第2論理状態を有する前記マルチプレクサ制御信号を出力し、
前記第1出力信号及び前記第2出力信号を生成する段階は、音響信号を構成する前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号を各々入力されて、前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号を各々前記第1乗算係数及び前記第3乗算係数を乗じて生成した両信号を加算して前記第1出力信号を発生させ、前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号の各々を前記第2乗算係数及び前記第4乗算係数を乗じて生成した両信号を加算して前記第2出力信号を発生させる。
前記技術的課題を達成するための本発明に係る音楽/音声分離方法は、所定独立成分解析器で音楽信号及び音声信号を構成する第1出力信号及び第2出力信号を受信して現在の第1乗算係数、第2乗算係数、第3乗算係数、及び第4乗算係数を出力する段階と、前記第2乗算係数の最上位ビット及び前記第3乗算係数の最上位ビットに応答してマルチプレクサ制御信号を出力する段階と、音響信号を構成するRチャンネル信号及びLチャンネル信号をそれぞれ受信して、前記第1出力信号及び前記第2出力信号を生成する段階と、前記マルチプレクサ制御信号の論理状態に対応して前記第1出力信号または前記第2出力信号を選択的に出力する段階とを備えることを特徴とする。
(ここで、Wnは現在の4つの乗算係数で構成された2次元行列、Wn−1は以前の4つの乗算係数で構成された2次元行列、Iは2次元単位行列、uは前記出力信号で構成された2次元カラム行列、uTはuを変換したロー行列である。)
次に、独立成分解析部110は、式1を計算して(S219)、W111、W121、W112、及びW122を出力する(S221)。独立成分解析部110は、パワーオフにならない限り続けて(S223〜S225)、直前の4つの乗算係数Wn−111、Wn−121、Wn−112、及びWn−122から式1を計算して(S219)、現在の4つの乗算係数Wn11、Wn21、Wn12、及びWn22を出力する(S221)。
110 独立成分解析部
120 音楽信号選択部
130 フィルタ部
140 マルチプレクサ
131、133、135、137 第1〜4乗算器
138、139 第1及び2加算器
Claims (14)
- 第1出力信号及び第2出力信号が入力されて現在の第1乗算係数、第2乗算係数、第3乗算係数、及び第4乗算係数を出力する独立成分解析部と、
前記第2乗算係数の最上位ビット及び前記第3乗算係数の最上位ビットに応答してマルチプレクサ制御信号を出力する音楽信号選択部と、
音響信号を構成するRチャンネル信号及びLチャンネル信号がそれぞれ入力され、前記第1出力信号及び前記第2出力信号を生成するフィルタ部と、
前記マルチプレクサ制御信号の論理状態に対応して前記第1出力信号または前記第2出力信号を選択的に出力するマルチプレクサと、を備え、
前記音楽信号選択部は、前記第2乗算係数の最上位ビットの第2論理状態(論理ハイ状態)に対応して第1論理状態(論理ロー状態)を有し、前記第3乗算係数の最上位ビットの第2論理状態に対応して第2論理状態を有する前記マルチプレクサ制御信号を出力し、
前記フィルタ部は、音響信号を構成する前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号を各々入力されて、前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号を各々前記第1乗算係数及び前記第3乗算係数を乗じて生成した両信号を加算して前記第1出力信号を発生させ、前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号の各々を前記第2乗算係数及び前記第4乗算係数を乗じて生成した両信号を加算して前記第2出力信号を発生させることを特徴とする音楽/音声分離装置。 - 前記フィルタ部は、
前記Rチャンネル信号に前記第1乗算係数を乗算して出力する第1乗算器と、
前記Rチャンネル信号に前記第2乗算係数を乗算して出力する第2乗算器と、
前記Lチャンネル信号に前記第3乗算係数を乗算して出力する第3乗算器と、
前記Lチャンネル信号に前記第4乗算係数を乗算して出力する第4乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号と前記第3乗算器の出力信号とを加算して前記第1出力信号を出力する第1加算器と、
前記第2乗算器の出力信号と前記第4乗算器の出力信号とを加算して前記第2出力信号を出力する第2加算器と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の音楽/音声分離装置。 - 前記独立成分解析部は、
2次元行列を計算する数式
Wn=Wn−1+(I−2tanh(u)uT)Wn−1
(ここで、Wnは現在の4つの乗算係数で構成された2次元行列、Wn−1は以前の4つの乗算係数で構成された2次元行列、Iは2次元単位行列、uは前記第1出力信号及び前記第2出力信号で構成された2次元カラム行列、uTはuを変換したロー行列)
から現在の前記第1乗算係数、前記第2乗算係数、前記第3乗算係数、及び前記第4乗算係数を計算することを特徴とする請求項1に記載の音楽/音声分離装置。 - 現在の前記第1乗算係数、前記第2乗算係数、前記第3乗算係数、及び前記第4乗算係数は、
それぞれ行列Wnを構成する要素であるWn11、Wn21、Wn12、及びWn22であり、以前の前記第1乗算係数、前記第2乗算係数、前記第3乗算係数、及び前記第4乗算係数は、それぞれ行列Wn-1を構成する要素であるWn-111、Wn-121、Wn-112、及びWn-122であり、前記第1出力信号及び前記第2出力信号はそれぞれ行列uを構成する要素のu1及びu2であることを特徴とする請求項3に記載の音楽/音声分離装置。 - 前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号のそれぞれは、
区別せずに交換できることを特徴とする請求項1に記載の音楽/音声分離装置。 - 前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号は、
オーディオシステムから出力されるステレオ2チャンネルデジタル信号であることを特徴とする請求項1に記載の音楽/音声分離装置。 - 前記オーディオシステムは、
CD再生器、DVD再生器、オーディオカセットテープ再生器、またはFMオーディオ放送受信機のうち何れか一つであることを特徴とする請求項6に記載の音楽/音声分離装置。 - 所定独立成分解析器で音楽信号及び音声信号を構成する第1出力信号及び第2出力信号を受信して現在の第1乗算係数、第2乗算係数、第3乗算係数、及び第4乗算係数を出力する段階と、
前記第2乗算係数の最上位ビット及び前記第3乗算係数の最上位ビットに応答してマルチプレクサ制御信号を出力する段階と、
音響信号を構成するRチャンネル信号及びLチャンネル信号を受信して、前記第1出力信号及び前記第2出力信号を生成する段階と、
前記マルチプレクサ制御信号の論理状態に対応して前記第1出力信号または前記第2出力信号を選択的に出力する段階と、を備え、
前記マルチプレクサ制御信号を出力する段階は、前記第2乗算係数の最上位ビットの第2論理状態(論理ハイ状態)に対応して第1論理状態(論理ロー状態)を有し、前記第3乗算係数の最上位ビットの第2論理状態に対応して第2論理状態を有する前記マルチプレクサ制御信号を出力し、
前記第1出力信号及び前記第2出力信号を生成する段階は、音響信号を構成する前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号を各々入力されて、前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号を各々前記第1乗算係数及び前記第3乗算係数を乗じて生成した両信号を加算して前記第1出力信号を発生させ、前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号の各々を前記第2乗算係数及び前記第4乗算係数を乗じて生成した両信号を加算して前記第2出力信号を発生させることを特徴とする音楽/音声分離方法。 - 前記第1出力信号及び前記第2出力信号生成段階は、
前記Rチャンネル信号に前記第1乗算係数を乗算して第1乗算信号を出力する段階と、
前記Rチャンネル信号に前記第2乗算係数を乗算して第2乗算信号を出力する段階と、
前記Lチャンネル信号に前記第3乗算係数を乗算して第3乗算信号を出力する段階と、
前記Lチャンネル信号に前記第4乗算係数を乗算して第4乗算信号を出力する段階と、
前記第1乗算信号と前記第3乗算信号を加算して前記第1出力信号を出力する段階と、
前記第2乗算信号と前記第4乗算信号を加算して前記第2出力信号を出力する段階と、を備えることを特徴とする請求項8に記載の音楽/音声分離方法。 - 前記独立成分解析器は、
2次元行列を計算する数式
Wn=Wn−1+(I−2tanh(u)uT)Wn−1
(ここで、Wnは現在の4つの乗算係数で構成された2次元行列、Wn−1は以前の4つの乗算係数で構成された2次元行列、Iは2次元単位行列、uは前記出力信号で構成された2次元カラム行列、uTはuを変換したロー行列)
から現在の前記第1乗算係数、前記第2乗算係数、前記第3乗算係数、及び前記第4乗算係数を計算することを特徴とする請求項8に記載の音楽/音声分離方法。 - 現在の前記第1乗算係数、前記第2乗算係数、前記第3乗算係数、及び前記第4乗算係数は、
それぞれ行列Wnを構成する要素であるWn11、Wn21、Wn12、及びWn22であり、以前の前記第1乗算係数、前記第2乗算係数、前記第3乗算係数、及び前記第4乗算係数は、それぞれ行列Wn-1を構成する要素であるWn-111、Wn-121、Wn-112、及びWn-122であり、前記第1出力信号及び前記第2出力信号はそれぞれ行列uを構成する要素のu1及びu2であることを特徴とする請求項10に記載の音楽/音声分離方法。 - 前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号のそれぞれは、
区別せずに交換できることを特徴とする請求項8に記載の音楽/音声分離方法。 - 前記Rチャンネル信号及び前記Lチャンネル信号は、
オーディオシステムから出力されるステレオ2チャンネルデジタル信号であることを特徴とする請求項8に記載の音楽/音声分離方法。 - 前記オーディオシステムは、
CD再生器、DVD再生器、オーディオカセットテープ再生器、またはFMオーディオ放送受信機のうち何れか一つであることを特徴とする請求項13に記載の音楽/音声分離方法。
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