JP5190859B2 - 音源分離装置、音源分離方法、音源分離プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
Using the coherene function for noise reduction IEE Proceedings Vol.139 No3 June 1992 R.Le.Bouquin
向以外の方向から到来する指向性雑音及び周囲一様から到来する拡散性雑音とを分離する
音源分離装置において、間隔を置いて配置され、所定位置での目的音方向とヌル方向と
を異ならせ、前記目的音方向を軸として回転させたときに指向特性が同一である複数の指
向性マイクロフォンと、前記指向性マイクロフォンから出力された受音信号に基づいてク
ロスパワースペクトル強度値を算出する算出手段と、前記クロスパワースペクトル強度値
に基づいて前記受音信号の周波数成分の解析パラメータを算出して、前記解析パラメータ
により、前記拡散性雑音とその他の音を分離する分離手段とを備えた音源分離装置であって、
前記指向性マイクロフォンから出力された目的音受音状態での受音信号と、無目的音状態での受音信号とを入力として、前記算出手段によってそれぞれの入力に対応して得られた複数の前記解析パラメータの補正操作値を使用し、
前記複数の指向性マイクロフォンから出力された受音信号の各周波数スペクトルの最小マグニチュードサンプルを選択して、前記最小マグニチュードサンプルを前記分離手段の入力とすることを特徴とするものである。
向以外の方向から到来する指向性雑音及び周囲一様から到来する拡散性雑音とを分離する
音源分離装置において、間隔を置いて配置された、指向特性の最大感度方向に目的音を配
置し、かつ指向特性の最大感度軸が概略マイクロフォンを結ぶ軸と同一である複数の指向
性マイクロフォンと、前記指向性マイクロフォンから出力された受音信号に基づいてクロ
スパワースペクトル強度値を算出する算出手段と、前記クロスパワースペクトル強度値に
基づいて前記受音信号の周波数成分の解析パラメータを算出して、前記解析パラメータに
より、前記拡散性雑音とその他の音を分離する分離手段とを備えた音源分離装置であって、
前記指向性マイクロフォンから出力された目的音受音状態での受音信号と、無目的音状態での受音信号とを入力として、前記算出手段によってそれぞれの入力に対応して得られた複数の前記解析パラメータの補正操作値を使用し、
前記複数の指向性マイクロフォンから出力された受音信号の各周波数スペクトルの最小マグニチュードサンプルを選択して、前記最小マグニチュードサンプルを前記分離手段の入力とすることを特徴とするものである。
、前記目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と、前記無目的音状
態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値との差分値であることを特徴とするもの
である。
、前記目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と前記無目的音状態
での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値と、最大値である1と前記無目的
音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値の比であることを特徴とす
るものである。
図1において、1は全体としてスティックタイプの携帯電話機を示し、ほぼ偏平矩形状に形成された筐体2の正面2a上部に日時等の各種情報を表示する表示部3が設けられているとともに、当該筐体2の正面2a下部に各種操作情報を入力し得る複数の操作キーからなる操作部4が設けられている。
これにより切替部16は、筐体2の正面2a側から到来する目的音の受音感度が低く、かつ背面2b側から到来する指向性雑音の受音感度が高い単一指向性スペクトルF2(ω)のみを指向性雑音分離部17へ送出する。
例えばβとしては、β=0.5の値がとられる。かくしてスムージング部42は、MSCデータm1に対して時間に関するスムージング処理を施したMSCデータm2を得、これを拡散性雑音分離部43に送出する。
ォンMC2と、前部無指向性マイクロフォンMC3及び後部無指向性マイクロフォンMC4とを目的音が到来する目的音方向vに間隔を置いて配置し、前部無指向性マイクロフォンMC1及び後部無指向性マイクロフォンMC2を結ぶx軸がその指向特性の最大感度軸と同一となり、かつ前部無指向性マイクロフォンMC3及び後部無指向性マイクロフォンMC4を結ぶy軸がその指向特性の最大感度軸と同一となるようにした。
図1との対応部分に同一符号を付して示す図6は第2の実施の形態による折り畳み式携帯電話機50を示すもので、この折り畳み式携帯電話機50は、表示部3、スピーカ5及びカメラ6が正面51aに設けられた表示部筐体51と、操作部4及び4つの無指向性マイクロフォンMC5,MC6,MC7,MC8が筐体面としての正面52aに設けられた操作部筐体52とがヒンジ部53を介して折り畳み及び展開可能に構成されている。
は、所定位置での目的音方向vとヌル方向とを異ならせ、所定位置での目的音方向vを軸として回転させたときに、同一となる指向性を形成するように、折り畳み式携帯電話機50の操作面としての操作部筐体52の正面52aに設けられている。なお、本発明はこれに限らず、所定位置での目的音方向vとヌル方向とを異ならせ、所定位置での目的音方向vを軸として回転させたときに、同一となる指向性を形成できれば、無指向性マイクロフォンMC5,MC6,MC7,MC8を折り畳み式携帯電話機50の表示面としての表示部筐体51の正面51aに設けるようにしても良い。
た指向特性を、所定位置での目的音方向vを軸として回転させたときに、同一となる無指向性マイクロフォンMC5,MC6,MC7,MC8によって、テレビ電話モード時及び録画モード時のとき、指向性雑音を除去する構成の携帯電話機50であっても、上述した第1の実施の形態と同様に、低域周波数帯域でも低くなったMSC値を算出し、このMSC値を用いて合成スペクトルF7(ω)の周波数成分の解析を行なえ、目的音と拡散性雑音とを分離することができる。
図2との対応部分に同一符号を付して示す図9は、第3の実施の形態による音源分離装置70を示し、この音源分離装置70は、上述した第1の実施の形態と異なり、筐体2(図1)の下端面2cに2つの無指向性の前部無指向性マイクロフォンMC1及び後部無指向性マイクロフォンMC2のみを用いて、指向性雑音成分及び拡散性雑音成分を除去し得る点で異なるものである。
図6との対応部分に同一符号を付して示す図10は、第4の実施の形態による折り畳み式携帯電話機80を示し、この折り畳み式携帯電話機80は、上述した第2の実施の形態における4つの無指向性マイクロフォンMC5,MC6,MC7,MC8に替えて、操作部筐体52の一方の側面52dに指向性マイクロフォンMC10を設けるとともに、当該一方の側面52dと対向した他方の側面52eに指向性マイクロフォンMC11が設けられている。
以上、本発明の第1〜第4の実施の形態について説明したが、本発明は、当該第1〜第
4の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、第2
の実施の形態において表示部筐体51の正面51aや背面等のこの他種々の箇所にマイクロフ
ォンMC5等の各種マイクロフォンを設けるようにしても良い。所定位置での目的音方向vとヌル方向とを異ならせ、当該目的音方向vを軸として回転させたときに指向特性が同一となるように指向性マイクロフォン、またそのような指向性を形成する無指向性マイクロフォンを種々の箇所に設けるようにしても良い。
41 MSC算出部(算出手段)
43 拡散性雑音分離部(分離手段)
MC1、MC3 前部無指向性マイクロフォン
MC2、MC4 後部無指向性マイクロフォン
MC5、MC6、MC7、MC8 無指向性マイクロフォン
MC10、MC11、MC13、MC14 指向性マイクロフォン
Claims (26)
- 所定方向から到来する目的音と、前記所定方向以外の方向から到来する指向性雑音及び周囲一様から到来する拡散性雑音とを分離する音源分離装置において、
間隔を置いて配置され、所定位置での目的音方向とヌル方向とを異ならせ、前記目
的音方向を軸として回転させたときに指向特性が同一である複数の指向性マイクロフォン
と、
前記指向性マイクロフォンから出力された受音信号に基づいてクロスパワースペクトル
強度値を算出する算出手段と、
前記クロスパワースペクトル強度値に基づいて前記受音信号の周波数成分の解析パラメ
ータを算出して、前記解析パラメータにより、前記拡散性雑音とその他の音を分離する拡散性雑音分離手段とを備えた音源分離装置であって、
前記指向性マイクロフォンから出力された目的音受音状態での受音信号と、無目的音状態での受音信号とを入力として、前記算出手段によってそれぞれの入力に対応して得られた複数の前記解析パラメータの補正操作値を用いて、
前記複数の指向性マイクロフォンから出力された受音信号の各周波数スペクトルの最小マグニチュードサンプルを選択して、前記最小マグニチュードサンプルを前記拡散性雑音分離手段の入力とすることを特徴とする音源分離装置。 - 所定方向から到来する目的音と、前記所定方向以外の方向から到来する指向性雑音及び周囲一様から到来する拡散性雑音とを分離する音源分離装置において、
間隔を置いて配置された、指向特性の最大感度方向に目的音を配置し、かつ指向特性の
最大感度軸が概略マイクロフォンを結ぶ軸と同一である複数の指向性マイクロフォンと、
前記指向性マイクロフォンから出力された受音信号に基づいてクロスパワースペクトル
強度値を算出する算出手段と、
前記クロスパワースペクトル強度値に基づいて前記受音信号の周波数成分の解析パラメ
ータを算出して、前記解析パラメータにより、前記拡散性雑音とその他の音を分離する拡散性雑音分離手段とを備えた音源分離装置であって、
前記指向性マイクロフォンから出力された目的音受音状態での受音信号と、無目的音状態での受音信号とを入力として、前記算出手段によってそれぞれの入力に対応して得られた複数の前記解析パラメータの補正操作値を用いて、
前記複数の指向性マイクロフォンから出力された受音信号の各周波数スペクトルの最小マグニチュードサンプルを選択して、前記最小マグニチュードサンプルを前記拡散性雑音分離手段の入力とすることを特徴とする音源分離装置。 - 前記解析パラメータが二乗コヒーレンス値であることを特徴とする請求項1又は2記載の音源分離装置。
- 前記指向性マイクロフォンの指向特性が1次差分特性であることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の音源分離装置。
- 前記指向性マイクロフォンの指向特性がカージオイド特性であることを特徴とする請求項4の音源分離装置。
- 前記指向性マイクロフォンの指向特性のヌル方向が目的音方向と直角をなすことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項記載の音源分離装置。
- 前記クロスパワースペクトル強度値を算出する前記指向性マイクロフォン対の指向特性が互いに逆方向であることを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか1項記載の音源分離装置。
- 前記指向性マイクロフォンの配置位置が携帯機器の端面であることを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項記載の音源分離装置。
- 前記指向性マイクロフォン配置が携帯機器の正面及び背面であることを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項記載の音源分離装置。
- 前記複数の解析パラメータの補正操作値が、前記目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と、前記無目的音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値との差分値であることを特徴とする請求項1〜9のうちいずれか1項記載の音源分離装置。
- 前記複数の解析パラメータの補正操作値が、
前記目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と前記無目的音状態
での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値と、
最大値である1と前記無目的音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差
分値の比であることを特徴とする請求項1〜9のうちいずれか1項記載の音源分離装置。 - 前記拡散性雑音分離手段は、
前記受音信号の周波数成分に関する前記複数の指向性マイクロフォンの組み合わせから
前記算出手段で算出された複数の解析パラメータと、
目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と無目的音状態での受音
信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値と、
前記目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と前記無目的音状態
での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値と、最大値である1と前記無目的
音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値の比との中から少なくとも2個の前記解析パラメータもしくは該解析パラメータの補正操作値を選びだし、各周波数帯域毎の最小値及び線形結合値のうち少なくとも一方により前記拡散性雑音とその他の音を分離することを特徴とする請求項1〜9のうちいずれか1項記載の音源分離装置。 - 所定方向から到来する目的音と、前記所定方向以外の方向から到来する指向性雑音及び周囲一様から到来する拡散性雑音とを分離する音源分離方法において、
間隔を置いて配置され、所定位置での目的音方向とヌル方向とを異ならせ、前記目的
音方向を軸として回転させたときに指向特性が同一である複数の指向性マイクロフォンを
用い、前記指向性マイクロフォンから出力された受音信号に基づいて、クロスパワースペ
クトル強度値を算出し、
前記クロスパワースペクトル強度値に基づいて前記受音信号の周波数成分の解析パラメータを算出して、前記解析パラメータにより、前記拡散性雑音とその他の音を分離する音源分離方法であって、
各前記マイクロフォンから出力された目的音受音状態での受音信号と、無目的音状態での受音信号のそれぞれの入力に対応して得られた複数の前記解析パラメータの補正操作値を用いて、
前記複数の指向性マイクロフォンから出力された受音信号の各周波数スペクトルの最小マグニチュードサンプルを選択して、前記最小マグニチュードサンプルを用いて前記拡散性雑音とその他の音を分離することを特徴とする音源分離方法。 - 所定方向から到来する目的音と、前記所定方向以外の方向から到来する指向性雑音及び周囲一様から到来する拡散性雑音とを分離する音源分離方法において、
間隔を置いて配置された、指向特性の最大感度方向に目的音を配置し、かつ指向特性の
最大感度軸が概略マイクロフォンを結ぶ軸と同一である複数の指向性マイクロフォンを用
い、前記指向性マイクロフォンから出力された受音信号に基づいて、クロスパワースペク
トル強度値を算出し、
前記クロスパワースペクトル強度値に基づいて前記受音信号の周波数成分の解析パラメ
ータを算出して、前記解析パラメータにより、前記拡散性雑音とその他の音を分離する音源分離方法であって、
各前記マイクロフォンから出力された目的音受音状態での受音信号と、無目的音状態での受音信号のそれぞれの入力に対応して得られた複数の前記解析パラメータの補正操作値を用いて、
前記複数の指向性マイクロフォンから出力された受音信号の各周波数スペクトルの最小マグニチュードサンプルを選択して、前記最小マグニチュードサンプルを用いて前記拡散性雑音とその他の音を分離することを特徴とする音源分離方法。 - 前記解析パラメータが二乗コヒーレンス値であることを特徴とする請求項13又は14の音源分離方法。
- 前記指向性マイクロフォンの指向特性が1次差分特性であることを特徴とする請求項13〜15のうちいずれか1項記載の音源分離方法。
- 前記指向性マイクロフォンの指向特性がカージオイド特性であることを特徴とする請求項16の音源分離方法。
- 前記指向性マイクロフォンの指向特性のヌル方向が前記目的音方向と直角をなすことを特徴とする請求項13〜17のうちいずれか1項記載の音源分離方法。
- 前記クロスパワースペクトル強度値を算出する前記指向性マイクロフォン対の指向特性が、互いに逆方向であることを特徴とする請求項13〜18のうちいずれか1項記載の音源分離方法。
- 前記指向性マイクロフォンの配置位置が携帯機器の端面であることを特徴とする請求項13〜19のうちいずれか1項記載の音源分離方法。
- 前記指向性マイクロフォンの配置が携帯機器表面及び背面であることを特徴とする請求項13〜19のうちいずれか1項記載の音源分離方法。
- 前記複数の解析パラメータの補正操作値が、目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と無目的音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値であることを特徴とする請求項13〜21記載の音源分離方法。
- 前記複数の解析パラメータの補正操作値が、目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と無目的音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値と、最大値である1と無目的音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値の比であることを特徴とする請求項13〜21記載の音源分離方法。
- 前記受音信号の周波数成分に関する複数のマイクロフォンの組み合わせから得られる複数の解析パラメータを算出して、前記複数の解析パラメータと、
目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と無目的音状態での受音
信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値と、
前記目的音受音状態での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値と前記無目的音状態
での受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値と、値1と前記無目的音状態での
受音信号から得られた二乗コヒーレンス値の差分値の比との中から、少なくとも2個の前記解析パラメータもしくは該解析パラメータの補正操作値を選びだし、各周波数帯域毎の最小値及び線形結合値のうち少なくとも一方により前記拡散性雑音とその他の音を分離することを特徴とする請求項13〜21のうちいずれか1項記載の音源分離方法。 - 請求項13〜24のうちいずれか1項記載の音源分離方法をコンピュータに実行させるための音源分離プログラム。
- 請求項13〜24のうちいずれか1項記載の音源分離方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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