JPWO2012026126A1 - 音源分離装置、音源分離方法、及び、プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
上記のような問題を解決する方法として、複数のマイクロホンを備えた音源分離方法が存在する。例えば、特許文献1に記載の音源分離装置は、2つのマイクロホンを結ぶ直線の垂線に対して対称な方向から到来する音源信号を各々減衰させるためのビームフォーマ処理を行い、ビームフォーマ出力について計算したパワースペクトル情報同士の差分に基づいて目的音源のスペクトル情報を抽出する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る音源分離システムの基本的構成を示す図である。このシステムは、2つのマイクロホン(以下「マイク」という)10、11と、音源分離装置1とで構成されている。以下、マイクロホンを二つとして実施形態の説明を行うが、マイクロホンの数は少なくとも2つ以上あればよく、2つに限定されない。
このマイク10、11で得た2つの音源信号を、スペクトル分析部20、21においてそれぞれマイク出力毎に周波数分析し、ビームフォーマ部3においてこれらの周波数分析された信号を分離面の左右に死角を形成したビームフォーマ30、31でフィルタリングを行い、パワー計算部40、41においてそのフィルタ出力のパワーを計算する。なお、ビームフォーマ30、31は、好ましくは、分離面の左右において、分離面に対して対称に死角を形成するものである。
まず、図2を参照して、ビームフォーマ30、31からなるビームフォーマ部3の構成を説明する。スペクトル分析部20、スペクトル分析部21で周波数成分毎に分解された信号x1(ω)、x2(ω)を入力として、乗算器100a、100b、100c、100dにて、フィルタ係数w1(ω)、w2(ω)、w1 *(ω)、w2 *(ω)(*は複素共役の関係にあることを示す)と乗算をそれぞれ行う。
[パワー計算部]
次に、図3を参照して、パワー計算部40、41について説明する。パワー計算部40、41は、以下の計算式により、ビームフォーマ30、ビームフォーマ31からの出力ds1(ω)、ds2(ω)を、パワースペクトル情報ps1(ω)、ps2(ω)に変換する。
パワー計算部40、41の出力ps1(ω)、ps2(ω)は、重み付け係数算出部50の2つの入力として使用される。重み付け係数算出部50は、この2つのビームフォーマ30、31の出力のパワースペクトル情報を入力として、周波数毎の重み付け係数GBSA(ω)を出力する。
ここで、GBSA(ω)ds1(ω)について考察する。式(1)で示されるように、ds1(ω)は観測信号X(ω,θ1,θ2)に対する線形処理により得られる信号である。一方、GBSA(ω)ds1(ω)はds1(ω)に対する非線形処理により得られる信号である。
一方、図4(c)のスペクトログラムの雑音成分は入力信号のように雑音成分のエネルギーが時間方向、周波数方向に偏在しておらず、ミュージカルノイズが少ない様子がわかる。
GBSA(ω)ds1(ω)は、十分にミュージカルノイズが低減された目的音源からの音源信号であるが、拡散性雑音など様々な方向から到来するような雑音の場合、非線形処理であるGBSA(ω)は周波数ビンごとおよびフレームごとに値が大きく変化し、ミュージカルノイズを生じさせる傾向がある。そこで、非線形処理後の出力にミュージカルノイズが生じていない非線形処理前の信号を付加することでミュージカルノイズを低減する。具体的には、出力GBSA(ω)を、ビームフォーマ30の出力ds1(ω)に乗算して得られる信号XBSA(ω)と、ビームフォーマ30の出力ds1(ω)を所定の割合で足し合わせてできる信号を算出する。
ところで、ゲイン値GS(ω)は、GBSA(ω)に比較して必ず大きくなるため、ミュージカルノイズを低減する一方で、雑音成分を増加してしまう。そこで、残留雑音を抑圧するために、ミュージカルノイズ低減ゲイン算出部60の後段に残留雑音抑圧ゲイン算出部110を設け、さらに最適なゲイン値を再算出する。
雑音推定部70のブロック図を図6(a)〜(d)に示す。雑音推定部70は、マイク10、11で得た2つの信号から適応フィルタリング
を行い、目的音である音源R1からの信号成分をキャンセルすることで、雑音成分のみを取得する。
ここで、音源R1からの信号をS(t)とする。なお、音源R1からの音は音源R2からの音よりも先にマイク10に到達する。それ以外の音源から発せられる音の信号をnj(t)とし、それらを雑音とする。このとき、マイク10の入力x1(t)と、マイク11の入力x2(t)は、以下のようになる。
また、このとき、目的音と雑音が無相関であると仮定すると、雑音推定部70の出力xABM(t)は、以下のように算出される。
また、雑音推定部70の出力に対しては、スペクトル分析部80において周波数分析し、雑音パワー計算部90において周波数ビン毎のパワーを計算する。また、雑音推定部70の入力としては、スペクトル分析後のマイク入力信号でもよい。
雑音推定部70の出力を周波数分析したXABM(ω)に含まれる雑音量と、重み付け係数GBSA(ω)を、ビームフォーマ30の出力ds1(ω)に乗算して得られる信号XBSA(ω)と、ビームフォーマ30の出力ds1(ω)を所定の割合で足し合わせてできる信号XS(ω)に含まれる雑音量は、スペクトルの形は似ているもののエネルギー量に乖離がある。よって、雑音イコライザ部100では、両者のエネルギー量を一致させるために補正を行う。
残留雑音抑圧ゲイン算出部110では、ビームフォーマ30の出力ds1(ω)にゲイン値GS(ω)を適用した際に残留する雑音成分を抑圧するため、ds1(ω)に乗ずるゲインを再算出する。すなわち、残留雑音抑圧ゲイン算出部110では、ds1(ω)にGS(ω)を適用した値XS(ω)に対し、残留雑音成分の推定値λd(ω)を基にXS(ω)に含まれる雑音成分を適切に除去するゲインである残留雑音抑圧ゲインGT(ω)を算出する。ゲインの算出には、ウィーナーフィルタやMMSE−STSA法(非特許文献1参照)がよく利用されている。しかし、MMSE−STSA法は、雑音を正規分布として仮定しているため、突発性雑音などはMMSE−STSAの仮定に当てはまらない場合がある。そこで、本実施形態では、比較的突発性雑音を抑圧しやすい推定器を利用する。但し、推定器には、どのような手法を用いてもよい。
重み付け係数算出部50の出力GBSA(ω)、ミュージカルノイズ低減ゲイン算出部60の出力GS(ω)、又は残留雑音抑圧算出部110の出力GT(ω)は、ゲイン乗算部130の入力として使用される。ゲイン乗算部130は、ビームフォーマ30の出力ds1(ω)と、重み付け係数GBSA(ω)、ミュージカルノイズ低減ゲインGS(ω)、又は残留雑音抑圧GT(ω)との乗算結果に基づく信号XBSA(ω)を出力する。すなわち、XBSA(ω)の値としては、例えば、ds1(ω)とGBSA(ω)との乗算値、ds1(ω)とGS(ω)との乗算値、又はds1(ω)とGT(ω)との乗算値を用いればよい。
特に、ds1(ω)とGT(ω)との乗算値から得られた目的音源からの音源信号はミュージカルノイズ、雑音成分が極めて少ない信号となる。
時間波形変換部120は、ゲイン乗算部130の出力XBSA(ω)を時間領域信号に変換する。
[音源分離システムの別の構成例]
また、図8は、本実施形態に係る音源分離システムの別の構成例を示す図である。本構成と図1に示される音源分離システムの構成との違いは、図1の音源分離システムでは雑音推定部70を時間領域で実現していたのに対し、図8の音源分離システムでは周波数領域で実現している点である。なお、他の構成については図1の音源分離システムの構成と同様である。この構成の場合、スペクトル分析80は不要となる。
図9は、本発明の第2実施形態に係る音源分離システムの基本的構成を示す図である。本実施形態に係る音源分離システムにおいては、制御部160を有する点が特徴である。制御部160は、全周波数帯域の重み付け係数GBSA(ω)をもとに、雑音推定部70、雑音イコライザ部100、残留雑音抑圧ゲイン算出部110の内部パラメータを制御することを特徴とする。内部パラメータの例としては、適応フィルタのステップサイズ、重み係数GBSA(ω)のスペクトラムフロア値β、推定雑音の雑音量などが挙げられる。
[第3実施形態]
(第1の構成)
図11は、本発明の第3実施形態に係る音源分離システムの基本的構成の一例を示す図である。
図11に示される音源分離システムにおける音源分離装置1は、スペクトル分析部20、21と、ビームフォーマ30、31と、パワー計算部40、41と、重み付け係数算出部50と、重み付け係数乗算部310と、時間波形変換部120と、を有する。ここで、重み付け係数乗算部310以外の構成については、上述した他の実施形態における構成と同様である。
重み付け係数乗算部310は、ビームフォーマ30により得られた信号ds1(ω)と、重み付け係数算出部50が算出する重み付け係数とを乗算する。
図12は、本発明の第3実施形態に係る音源分離システムの基本的構成の別の例を示す図である。
図12に示される音源分離システムにおける音源分離装置1は、スペクトル分析部20、21と、ビームフォーマ30、31と、パワー計算部40、41と、重み付け係数算出部50と、重み付け係数乗算部310と、ミュージカルノイズ低減部320と、残留雑音抑圧部330と、雑音推定部70と、スペクトル分析部80と、パワー計算部90と、雑音イコライザ部100と、時間波形変換部120と、を有する。ここで、重み付け係数乗算部310と、ミュージカルノイズ低減部320と、残留雑音抑圧部330以外の構成については、上述した他の実施形態における構成と同様である。
残留雑音抑圧部330は、ミュージカルノイズ低減部320の出力結果と雑音イコライザ部100の出力結果に基づき、ミュージカルノイズ低減部320の出力結果に含まれる残留雑音を抑圧する。
ここで、重み付け係数GBSA(ω)を、ビームフォーマ30の出力ds1(ω)に乗算して得られる信号XBSA(ω)と、ビームフォーマ30の出力ds1(ω)を所定の割合で足し合わせてできる信号XS(ω)には、雑音環境に応じて突発性雑音が含まれる場合がある。そこで、突発性雑音も推定できるように以下に説明する雑音推定部70と雑音イコライザ部100を導入する。
すなわち、図12の音源分離装置1では、ミュージカルノイズ低減ゲインGS(ω)や、残留雑音抑圧ゲインGT(ω)を算出しない点が第1実施形態および第2実施形態の音源分離装置1と異なる点である。図12のような構成であっても、第1実施形態に係る音源分離装置1と同様の効果を奏する。
また、図13は、本発明の第3実施形態に係る音源分離システムの基本的構成の別の例を示す図である。図13に示される音源分離装置1は、図12の音源分離装置1の構成に、制御部160が加えられている。制御部160の機能は、第2実施形態で説明した機能と同様である。
図14は、本発明の第4実施形態に係る音源分離システムの基本的構成を示す図である。本実施形態に係る音源分離システムにおいては、指向性制御部170、目的音補正部180、および到来方向推定部190を有する点が特徴である。
図25は、2つの音源R1'(目的音)、音源R2'(雑音)がマイクを結ぶ線分と交わる元々の分離面に対してθτだけ回転した分離面に対し、左右対称となる状況を示している。特許文献1に記述されているように、片方のマイクで取得した信号に一定遅延量τdを与えることで、図25に示される状況と等価な状況を実現可能である。すなわち、マイク間の位相差を操作し、指向特性を調整するため、上記の式(1)において、位相回転子D(ω)を乗ずる。なお、以下の式において、W1(ω)=W1(ω,θ1,θ2)、X(ω)=X(ω,θ1,θ2)である。
しかしながら、位相情報をもとにアレイ処理をする場合、以下の式で表現される空間サンプリング定理を満たさなければならない。
になるようにしてもよい。
別の問題点として、指向性制御部170において指向性を狭めた後にビームフォーマ30、31でBSA処理を行うことにより、目的音の周波数特性に若干の歪が生じることが挙げられる。また、式(31)の処理により、出力ゲインが小さくなってしまう問題が生じる。よって、目的音出力の周波数特性を補正するため目的音補正部180を設け周波数イコライジングを行う。つまり、目的音の場所はおおよそ固定されているため、推定される目的音位置に対して補正を行う。本実施形態では、ある点音源から各マイクまでの伝播時間や減衰量を表す伝達関数を簡易的に模した物理モデルを利用する。ここでは、マイク10の伝達関数を基準値とし、マイク11の伝達関数をマイク10に対する相対値として表現する。このとき、目的音位置から各マイクに到達する音の伝播モデルXm(ω)=[Xm1(ω),Xm2(ω)]は、以下のように表せる。γsは、マイク10と目的音の距離、θSは、目的音の方向である。
なお、ミュージカルノイズ低減ゲイン算出部60では、この補正された重み付け係数GBSA'(ω)を入力とする。すなわち、式(7)等のGBSA(ω)は、GBSA'(ω)に置きかえられる。
また、制御部160には、マイク10、11で得られた信号の少なくとも一方が入力されるようになっていてもよい。
図19、音源分離システムにおける処理の一例を示すフロー図である。
スペクトル分析部20、21において、マイク10、20のそれぞれにおいて得られた入力信号1、入力信号2に対し、周波数分析が実行される(ステップS101、S102)。また、ここで、到来方向推定部190において目的音の位置の推定が行われ、指向性制御部170において、推定された音源R1、R2の位置に基づいて最適遅延量が算出されて、この最適遅延量から入力信号1に位相回転子が乗算されるようになっていてもよい。
重み付け係数算出部50において、ステップS105、S106での計算結果から分離ゲイン値GBSA(ω)が算出される(ステップS107)。また、ここで、目的音補正部180において重み付け係数値GBSA(ω)が再算出されることにより、目的音の周波数特性が補正されるようになっていてもよい。
最後に、時間波形変換部120において、ステップS117での乗算結果(目的音)が時間領域信号に変換される(ステップS118)。
ゲイン算出処理と雑音推定処理については、ゲイン算出処理のステップS101〜S107で重み付け係数が算出された後、ステップS108の処理が実行されると同時に、ステップS109の処理と雑音推定処理(ステップS110〜S113)が処理された後、ステップS114でビームフォーマ30の出力に乗算されるゲインが決定される。
図20は、図19のステップS110における処理の詳細を示すフロー図である。まず、音源R1からの信号成分と一致するような擬似信号HT(t)・x1(t)が算出される(ステップS201)。次に、図6の減算部72において、マイク11の信号x2(t)から、ステップS201で算出された擬似信号が減算されることで、雑音推定部70の出力となる誤差信号xABM(t)が算出される(ステップS202)。
その後、制御部160からの制御信号が所定の閾値よりも大きい場合には(ステップS203)、適応フィルタ部71において、適応フィルタの係数H(t)が更新される(ステップS204)。
図21は、図19のステップS113における処理の詳細を示すフロー図である。まず、ビームフォーマ30の出力ds1(ω)に対してミュージカルノイズ低減ゲイン算出部60から出力されるゲインGS(ω)が乗算されて出力XS(ω)が得られる(ステップS301)。
図22は、図19のステップS114における処理の詳細を示すフロー図である。制御部160からの制御信号が所定の閾値よりも大きい場合には(ステップS401)、雑音イコライザ部100の出力であって、雑音成分の推定値であるλd(ω)の値が例えば0.75倍等に小さくする処理が実行される(ステップS402)。次に、事後SNRが算出される(ステップS403)。また、事前SNRが算出される(ステップS404)。最後に、残留雑音抑圧ゲインGT(ω)が算出される(ステップS405)。
重み付け係数算出部50でのゲイン値GBSA(ω)の算出時において、所定のバイアス値γ(ω)を用いて前記重み付け係数を算出しても良い。例えば、ゲイン値GBSA(ω)の分母に所定のバイアス値を加算して新たなゲイン値を算出しても良い。前記バイアス値の加算は、マイクのゲイン特性が揃っており、かつ、ヘッドセットやハンドセットなど目的音がマイクの近くに存在する場合において、特に低域のSNRの改善が期待できる。
なお、上記説明において、ビームフォーマ30は第1のビームフォーマ処理部を構成する。また、ビームフォーマ31は第2のビームフォーマ処理部を構成する。また、ゲイン乗算部130は、音源分離部を構成する。
3 ビームフォーマ部
10、11 マイク
20、21 スペクトル分析部
30、31 ビームフォーマ
40、41 パワー計算部
50 重み付け係数算出部
60 ミュージカルノイズ低減ゲイン算出部
70 雑音推定部
71 適応フィルタ部
72 減算部
73 遅延器
74 閾値比較部
80 スペクトル分析部
90 パワー計算部
100 雑音イコライザ部
101 乗算部
102 パワー計算部
103、104 スムージング部
105 閾値比較部
106 イコライザ更新部
107 イコライザ適用部
110 残留雑音抑圧ゲイン算出部
120 時間波形変換部
130 ゲイン乗算部
160 制御部
161A、161B スペクトル分析部
162A、162B ビームフォーマ
163A、163B パワー計算部
164 重み付け係数算出部
165 雑音推定部
166 スペクトル分析部
167 エネルギー比較部
170 指向性制御部
171 最適遅延量算出部
172、173 位相回転子
180 目的音補正部
190 到来方向推定部
310 重み付け係数乗算部
320 ミュージカルノイズ低減部
330 残留雑音抑圧部
Claims (12)
- 複数の音源から発せられた音源信号が混合された混合音から目的音源からの音源信号を分離する音源分離装置であって、
前記混合音が入力される2つのマイクロホンからなるマイクロホン対からのそれぞれの出力信号に対して互いに異なる第1の係数を用いた周波数領域での積和演算を行うことにより、前記2つのマイクロホンを結ぶ線分と交わる平面を境にして前記目的音源の方向が含まれる領域とは反対の領域から到来する音源信号を減衰させる第1のビームフォーマ処理部と、
前記マイクロホン対からのそれぞれの出力信号に対して、前記互いに異なる第1の係数と周波数領域で複素共役の関係にある第2の係数を乗算し、得られる結果を周波数領域で積和演算することにより、前記平面を境にして前記目的音源の方向が含まれる領域から到来する音源信号を減衰させる第2のビームフォーマ処理部と、
前記第1のビームフォーマ処理部により得られた信号から周波数毎のパワー値を有する第1のスペクトル情報を計算し、更に、前記第2のビームフォーマ処理部により得られた信号から周波数毎のパワー値を有する第2のスペクトル情報を計算するパワー計算部と、
前記第1のスペクトル情報と前記第2のスペクトル情報の周波数毎のパワー値の差分に応じて、前記第1のビームフォーマ処理部で得られた信号に乗算するための周波数毎の重み付け係数を算出する重み付け係数算出部と、を備え、
前記第1のビームフォーマ処理部により得られた信号と、前記重み付け係数算出部が算出する前記重み付け係数との乗算結果に基づき、前記混合音から前記目的音源からの音源信号を分離する音源分離部と、
を有することを特徴とする音源分離装置。 - 前記第1のビームフォーマ処理部により得られた信号と、前記重み付け係数算出部が算出する前記重み付け係数とを乗算する重み付け係数乗算部を更に有し、
前記音源分離部は、前記重み付け係数乗算部の出力結果と前記第1のビームフォーマ処理部から得られた信号とを、所定の割合で加算した結果に基づき、前記混合音から前記目的音源からの音源信号を分離することを特徴とする請求項1に記載の音源分離装置。 - 前記重み付け係数乗算部の出力結果と前記第1のビームフォーマ処理部から得られた信号とを、所定の割合で加算した結果を出力するミュージカルノイズ低減部と、
前記マイクロホン対のうち、前記目的音源に近いマイクロホンからの出力信号にフィルタ係数が可変な適応フィルタを適用することで前記マイクロホン対のうち、前記目的音源から遠いマイクロホンからの出力信号と一致するような擬似信号を算出し、前記目的音源から遠いマイクロホンからの出力信号と前記疑似信号との差分によって雑音成分を算出する雑音推定部と、
前記ミュージカルノイズ低減部の出力結果と、前記雑音推定部が算出した前記雑音成分に基づいて、前記ミュージカルノイズ低減部の出力結果に含まれる雑音成分を算出する雑音イコライザ部と、
前記ミュージカルノイズ低減部の出力結果と雑音イコライザ部の出力結果に基づき前記ミュージカルノイズ低減部の出力結果に含まれる残留雑音を抑圧する残留雑音抑圧部を有し、
前記音源分離部は、前記残留雑音抑圧部の出力結果に基づき前記混合音から前記目的音源からの音源信号を分離することを特徴とする請求項2に記載の音源分離装置。 - 前記雑音推定部、前記雑音イコライザ部、および前記残留雑音抑制部の少なくとも一つを前記周波数毎の重み付け係数に基づき制御する制御部を有する請求項3に記載の音源分離装置。
- 前記第1のビームフォーマ処理部で得られた音源信号に前記重み付け係数を乗算した乗算結果と、前記第1のビームフォーマ処理で得られた音源信号とを、所定の割合で加算するためのゲインを算出するミュージカルノイズ低減ゲイン算出部を有し、
前記音源分離部は、前記ミュージカルノイズ低減ゲイン算出部で算出されたゲインと前記第1のビームフォーマ処理にで得られた音源信号との乗算結果に基づき、前記混合音から前記目的音源からの音源信号を分離することを特徴とする請求項1に記載の音源分離装置。 - 前記マイクロホン対のうち、前記目的音源に近いマイクロホンからの出力信号にフィルタ係数が可変な適応フィルタを適用することで前記マイクロホン対のうち、前記目的音源から遠いマイクロホンからの出力信号と一致するような擬似信号を算出し、前記目的音源から遠いマイクロホンからの出力信号と前記疑似信号との差分によって雑音成分を算出する雑音推定部と、
前記第1のビームフォーマ処理部で得られた音源信号と前記ミュージカルノイズ低減ゲイン算出部において算出されたゲインとを乗算した乗算結果と、前記雑音推定部が算出した前記雑音成分に基づいて、前記第1のビームフォーマ処理部で得られた音源信号と前記ミュージカルノイズ低減ゲイン算出部において算出されたゲインとを乗算した乗算結果に含まれる雑音成分を算出する雑音イコライザ部と、
前記ミュージカルノイズ低減ゲイン算出部で算出されたゲインと、前記雑音イコライザ部で算出された前記雑音成分に基づいて、前記第1のビームフォーマ処理部で得られた音源信号に乗算するためのゲインであって、前記第1のビームフォーマ処理部で得られた音源信号と前記ミュージカルノイズ低減ゲイン算出部において算出されたゲインとを乗算した乗算結果に含まれる残留雑音を抑圧するためのゲインを算出する残留雑音抑圧ゲイン算出部を備え、
前記音源分離部は、残留雑音抑圧ゲイン算出部で算出されたゲインと前記第1のビームフォーマ処理で得られた音源信号との乗算結果に基づき前記混合音から前記目的音源からの音源信号を分離することを特徴とする請求項5に記載の音源分離装置。 - 前記雑音推定部、前記雑音イコライザ部、および前記残留雑音抑圧ゲイン算出部の少なくとも一つを前記周波数毎の重み付け係数に基づき制御する制御部を有する請求項6に記載の音源分離装置。
- 前記マイクロホン対の少なくとも一方のマイクロホンからの出力信号に乗算して、当該マイクロホンの位置を仮想的に移動させるための基準遅延量を周波数毎に算出する基準遅延量算出部と、前記マイクロホン対の少なくとも一方のマイクロホンからの出力信号に対して周波数帯域ごとに遅延量を与える指向性制御部を備え、
前記指向性制御部は、基準遅延量算出部が算出する前記基準遅延量が空間サンプリング定理を満たす周波数帯域では、当該基準遅延量を前記遅延量とし、前記基準遅延量が空間サンプリング定理を満たさない周波数帯域では、下記式(30)によって求められる最適遅延量τ0を前記遅延量とすることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の音源分離装置。
(ただし、下記式(30)中、dは2つのマイクロホン間距離、cは音速、ωは周波数)
- 複数の音源から発せられた音源信号が混合された混合音から目的音源からの音源信号を分離する音源分離装置であって、
前記混合音が入力される2つのマイクロホンからなるマイクロホン対からのそれぞれの出力信号に対して異なる第1の係数を乗算し、得られる結果を周波数領域で積和演算することにより、前記2つのマイクロホンを結ぶ線分と交わる平面を境にして前記目的音源の方向が含まれる領域とは反対の領域から到来する音源信号を減衰させる第1のビームフォーマ処理手段と、
前記マイクロホン対からのそれぞれの出力信号に対して、前記異なる第1の係数と周波数領域で複素共役の関係にある第2の係数を乗算し、得られる結果を周波数領域で積和演算することにより、前記平面を境にして前記目的音源の方向が含まれる領域から到来する音源信号を減衰させる第2のビームフォーマ処理手段と、
前記第1のビームフォーマ処理手段により得られた信号から周波数毎のパワー値を有する第1のスペクトル情報を計算し、更に、前記第2のビームフォーマ処理手段により得られた信号から周波数毎のパワー値を有する第2のスペクトル情報を計算するパワー計算手段と、
前記第1のスペクトル情報と前記第2のスペクトル情報の周波数毎のパワー値の差分に応じて、前記第1のビームフォーマ処理手段で得られた信号に乗算するための周波数毎の重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段と、を備え、
前記第1のビームフォーマ処理手段により得られた信号と、前記重み付け係数算出手段が算出する前記重み付け係数との乗算結果に基づき、前記混合音から前記目的音源からの音源信号を分離する音源分離手段と、
を有することを特徴とする音源分離装置。 - 前記第1のビームフォーマ処理手段により得られた信号と、前記重み付け係数算出手段が算出する前記重み付け係数とを乗算する重み付け係数乗算手段を更に有し、
前記音源分離手段は、前記重み付け係数乗算手段の出力結果と前記第1のビームフォーマ処理手段から得られた信号とを、所定の割合で加算した結果に基づき、前記混合音から前記目的音源からの音源信号を分離することを特徴とする請求項9に記載の音源分離装置。 - 第1のビームフォーマ処理部と、第2のビームフォーマ処理部と、パワー計算部と、重み付け係数算出部と、音源分離部と、を有する音源分離装置が実行する音源分離方法であって、
前記第1のビームフォーマ処理部が、複数の音源から発せられた音源信号が混合された混合音が入力される2つのマイクロホンからなるマイクロホン対からのそれぞれの出力信号に対して互いに異なる第1の係数を用いた周波数領域での積和演算を行うことにより、前記2つのマイクロホンを結ぶ線分と交わる平面を境にして目的音源の方向が含まれる領域とは反対の領域から到来する音源信号を減衰させる第1のステップと、
前記第2のビームフォーマ処理部が、前記マイクロホン対からのそれぞれの出力信号に対して、前記互いに異なる第1の係数と周波数領域で複素共役の関係にある第2の係数を乗算し、得られる結果を周波数領域で積和演算することにより、前記平面を境にして前記目的音源の方向が含まれる領域から到来する音源信号を減衰させる第2のステップと、
前記パワー計算部が、前記第1のステップにより得られた信号から周波数毎のパワー値を有する第1のスペクトル情報を計算し、更に、前記第2のステップにより得られた信号から周波数毎のパワー値を有する第2のスペクトル情報を計算する第3のステップと、
前記重み付け係数算出部が、前記第1のスペクトル情報と前記第2のスペクトル情報の周波数毎のパワー値の差分に応じて、前記第1のステップで得られた信号に乗算するための周波数毎の重み付け係数を算出する第4のステップと、
前記音源分離部が、前記第1のステップにより得られた信号と、前記第4のステップにおいて算出された前記重み付け係数との乗算結果に基づき、前記混合音から前記目的音源からの音源信号を分離する第5のステップと、
を含むことを特徴とする音源分離方法。 - コンピュータに、
複数の音源から発せられた音源信号が混合された混合音が入力される2つのマイクロホンからなるマイクロホン対からのそれぞれの出力信号に対して互いに異なる第1の係数を用いた周波数領域での積和演算を行うことにより、前記2つのマイクロホンを結ぶ線分と交わる平面を境にして目的音源の方向が含まれる領域とは反対の領域から到来する音源信号を減衰させる第1の処理ステップと、
前記マイクロホン対からのそれぞれの出力信号に対して、前記互いに異なる第1の係数と周波数領域で複素共役の関係にある第2の係数を乗算し、得られる結果を周波数領域で積和演算することにより、前記平面を境にして前記目的音源の方向が含まれる領域から到来する音源信号を減衰させる第2の処理ステップと、
前記第1の処理ステップにより得られた信号から周波数毎のパワー値を有する第1のスペクトル情報を計算し、更に、前記第2の処理ステップにより得られた信号から周波数毎のパワー値を有する第2のスペクトル情報を計算する第3の処理ステップと、
前記第1のスペクトル情報と前記第2のスペクトル情報の周波数毎のパワー値の差分に応じて、前記第1の処理ステップで得られた信号に乗算するための周波数毎の重み付け係数を算出する第4の処理ステップと、
前記第1の処理ステップにより得られた信号と、前記第4の処理ステップにおいて算出された前記重み付け係数との乗算結果に基づき、前記混合音から前記目的音源からの音源信号を分離する第5の処理ステップと、
を実行させるためのプログラム。
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