JP2010049102A - 残響除去装置、残響除去方法、コンピュータプログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】観測パワー時系列生成部1は、観測パワー時系列を生成する。初期設定部2は、室内インパルス応答推定値と原音パワー推定値時系列とを設定する。残響音パワー推定値時系列算出部3は、残響音パワー推定値時系列を算出する。室内インパルス応答更新部4は、室内インパルス応答推定値を更新する。原音パワー推定値時系列更新部5は、原音パワー推定値時系列を更新する。パラメータ規格化部6は、室内インパルス応答推定値を規格化し、原音パワー推定値時系列を規格化する。収束判定部7は、室内インパルス応答推定値と原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしているか否かを判定する。パラメータ出力部8は、室内インパルス応答推定値と原音パワー推定値時系列とを出力する。
【選択図】図1
Description
T.Nakatani,B.Juang,T.Hikichi,T.Yoshioka,K.Kinoshita,M.Delcroix,M.Miyoshi,"Study on Speech Dereverberation with Autocorrelation Codebook,"in Proc.ICASSP 2007,pp.193−197,2007. 広林茂樹,野村博昭,小池恒彦,東山三樹夫,"パワーエンベエロープ伝達関数の逆フィルタ処理による残響音声の回復,"電子情報通信学会論文誌,Vol.J81−A,No.10,pp.1323−1330,1998. M.Unoki,M.Furukawa,K.Sakata,M.Akagi,"A Method Based on the MTF Concept for Dereverberating the Power Envelope from the Reverberant Signal,"in Proc.ICASSP 2003,Vol.1,pp.888−891,2003.
Claims (12)
- 音響信号の入力を受け付け、短時間周波数分析により周波数チャネルごとのサブバンド信号の振幅またはパワーの時系列である観測パワー時系列を生成する観測パワー時系列生成部と、
周波数チャネルごとの非負制約をもつ室内インパルス応答推定値と、原音の周波数チャネルごとのパワー推定値時系列である原音パワー推定値時系列とを設定する初期設定部と、
前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とを畳み込み、周波数チャネルごとの残響音モデルのパワー時系列である残響音パワー推定値時系列を算出する残響音パワー推定値時系列算出部と、
前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記室内インパルス応答推定値を更新する室内インパルス応答更新部と、
前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記原音パワー推定値時系列を更新する原音パワー推定値時系列更新部と、
前記室内インパルス応答更新部が更新した前記室内インパルス応答推定値を、当該室内インパルス応答推定値の要素値の総和が一定値になるように規格化し、前記原音パワー推定値時系列更新部が更新した前記原音パワー推定値時系列を、当該原音パワー推定値時系列の要素値の総和が一定値になるように規格化するパラメータ規格化部と、
前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしているか否かを判定する収束判定部と、
前記収束判定部が、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていると判定した場合、当該室内インパルス応答推定値と当該原音パワー推定値時系列とを出力するパラメータ出力部と、
を備え、
前記収束判定部が、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていないと判定した場合、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、前記残響音パワー推定値時系列算出部は前記残響音パワー推定値時系列を算出し、前記室内インパルス応答更新部は前記室内インパルス応答推定値を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新部は前記原音パワー推定値時系列を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新部は前記原音パワー推定値時系列を更新する
ことを特徴とする残響除去装置。 - 前記室内インパルス応答更新部は、
周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記原音パワー推定値時系列との相関関数である観測音・推定原音間相関関数を算出する観測音・推定原音間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記源音パワー推定値時系列との相関関数である推定残響音・推定原音間相関関数を算出する推定残響音・推定原音間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記観測音・推定原音間相関関数の時系列の要素値を、前記推定残響音・推定原音間相関関数の時系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の残響除去装置。 - 前記室内インパルス応答更新部は、
周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記原音パワー推定値時系列との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列である推定原音部分和系列を算出する推定原音部分和系列算出部と、
周波数チャネルごとに、前記推定原音部分和系列の要素値を、前記推定原音和系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の残響除去装置。 - 前記原音パワー推定値時系列更新部は、
周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数である観測音・推定インパルス応答間相関関数を算出する観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数を算出し、当該相関関数と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数を算出するスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記観測音・推定インパルス応答開相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力部と、
を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の残響除去装置。 - 前記原音パワー推定値時系列更新部は、
周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記室内インパルス応答推定値との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列を算出し、当該系列と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列を算出するスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部と、
周波数チャネルごとに、前記モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力部と、
を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の残響除去装置。 - 観測パワー時系列生成部が、音響信号の入力を受け付け、短時間周波数分析により周波数チャネルごとのサブバンド信号の振幅またはパワーの時系列である観測パワー時系列を生成する観測パワー時系列生成ステップと、
初期設定部が、周波数チャネルごとの非負制約をもつ室内インパルス応答推定値と、原音の周波数チャネルごとのパワー推定値時系列である原音パワー推定値時系列とを設定する初期設定ステップと、
残響音パワー推定値時系列算出部が、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とを畳み込み、周波数チャネルごとの残響音モデルのパワー時系列である残響音パワー推定値時系列を算出する残響音パワー推定値時系列算出ステップと、
室内インパルス応答更新部が、前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記室内インパルス応答推定値を更新する室内インパルス応答更新ステップと、
原音パワー推定値時系列更新部が、前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記原音パワー推定値時系列を更新する原音パワー推定値時系列更新ステップと、
パラメータ規格化部が、前記室内インパルス応答更新ステップで更新した前記室内インパルス応答推定値を、当該室内インパルス応答推定値の要素値の総和が一定値になるように規格化し、前記原音パワー推定値時系列更新ステップで更新した前記原音パワー推定値時系列を、当該原音パワー推定値時系列の要素値の総和が一定値になるように規格化するパラメータ規格化ステップと、
収束判定部が、前記パラメータ規格化ステップで規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしているか否かを判定する収束判定ステップと、
前記収束判定ステップで、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていると判定した場合、パラメータ出力部が当該室内インパルス応答推定値と当該原音パワー推定値時系列とを出力するパラメータ出力ステップと、
を有し、
前記収束判定ステップで、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていないと判定した場合、前記パラメータ規格化ステップで規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、前記残響音パワー推定値時系列算出ステップで前記残響音パワー推定値時系列を算出し、前記室内インパルス応答更新ステップで前記室内インパルス応答推定値を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新ステップで前記原音パワー推定値時系列を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新ステップで前記原音パワー推定値時系列を更新する
ことを特徴とする残響除去方法。 - 前記室内インパルス応答更新ステップは、
観測音・推定原音間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記原音パワー推定値時系列との相関関数である観測音・推定原音間相関関数を算出する観測音・推定原音間相関関数算出ステップと、
推定残響音・推定原音間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記源音パワー推定値時系列との相関関数である推定残響音・推定原音間相関関数を算出する推定残響音・推定原音間相関関数算出ステップと、
室内インパルス応答推定値更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測音・推定原音間相関関数の時系列の要素値を、前記推定残響音・推定原音間相関関数の時系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出ステップと、
室内インパルス応答推定値更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の残響除去方法。 - 前記室内インパルス応答更新ステップは、
モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記原音パワー推定値時系列との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出ステップと、
推定原音部分和系列算出部が、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列である推定原音部分和系列を算出する推定原音部分和系列算出ステップと、
室内インパルス応答推定値更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記推定原音部分和系列の要素値を、前記推定原音和系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出ステップと、
室内インパルス応答推定値更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の残響除去方法。 - 前記原音パワー推定値時系列更新ステップは、
観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数である観測音・推定インパルス応答間相関関数を算出する観測音・推定インパルス応答間相関関数算出ステップと、
スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数を算出し、当該相関関数と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数を算出するスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出ステップと、
原音パワー推定値時系列更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測音・推定インパルス応答開相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出ステップと、
原音パワー推定値時系列更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の残響除去方法。 - 前記原音パワー推定値時系列更新ステップは、
モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記室内インパルス応答推定値との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出ステップと、
スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部が、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列を算出し、当該系列と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列を算出するスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出ステップと、
原音パワー推定値時系列更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出ステップと、
原音パワー推定値時系列更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の残響除去方法。 - コンピュータを、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の残響除去装置として動作させるためのコンピュータプログラム。
- コンピュータを、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の残響除去装置として動作させるためのコンピュータ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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