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公開番号2025032595
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023137957
出願日2023-08-28
発明の名称推定装置、推定方法及びプログラム
出願人株式会社東芝,東芝デジタルソリューションズ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G10L 25/51 20130101AFI20250305BHJP(楽器;音響)
要約【課題】より低い計算コストで、音源の到来方向をロバストに推定できるようにする。
【解決手段】実施形態の推定装置は、変換部と空間相関算出部と空間相関フィルタ部と方向推定部とを備える。変換部は、複数のチャンネルの音響信号に時間周波数変換を行うことによって、周波数スペクトルを取得する。空間相関算出部は、前記周波数スペクトルから空間相関行列を算出する。空間相関フィルタ部は、前記空間相関行列から空間相関フィルタを算出する。方向推定部は、前記空間相関フィルタに含まれる部分要素から概括的な方向情報を推定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数のチャンネルの音響信号に時間周波数変換を行うことによって、周波数スペクトルを取得する変換部と、
前記周波数スペクトルから空間相関行列を算出する空間相関算出部と、
前記空間相関行列から空間相関フィルタを算出する空間相関フィルタ部と、
前記空間相関フィルタに含まれる部分要素から概括的な方向情報を推定する方向推定部と、
を備える推定装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記方向推定部は、
前記空間相関フィルタから、前記複数のチャンネルの位相差を示す情報を含む主要要素を抽出する抽出部と、
前記主要要素から、特定の時間における特定の周波数の傾向を特定し、前記傾向によって示される局所方向情報を推定し、前記局所方向情報に基づき、前記概括的な方向情報を出力する推定部と、
を備える請求項１に記載の推定装置。
【請求項３】
前記方向推定部は、
前記空間相関フィルタから、前記複数のチャンネルの位相差を示す情報を含む主要要素を抽出する抽出部と、
前記主要要素から、特定の時間における特定の周波数の傾向を特定し、前記傾向によって示される局所方向情報を推定する推定部と、
前記局所方向情報を、時間方向及び帯域方向の少なくとも一方にスムージング補正し、前記スムージング補正された局所方向情報に基づき、前記概括的な方向情報を出力するスムージング処理部と、
を備える請求項１に記載の推定装置。
【請求項４】
前記推定部は、前記特定の時間における特定の周波数の傾向が、所定の値より大きいか否かによって、前記局所方向情報を推定する、
請求項２又は３に記載の推定装置。
【請求項５】
前記推定部は、前記所定の値を、前記概括的な方向情報の推定精度を向上させる調整値によって調整する、
請求項４に記載の推定装置。
【請求項６】
前記概括的な方向情報は、＋θ又は－θの角度によって示される方向、左又は右、前又は後、及び、上又は下のいずれかを示す、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の推定装置。
【請求項７】
前記音響信号から認識された音声認識パターンによる制御を、前記概括的な方向情報に基づき変更する制御部、
を更に備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の推定装置。
【請求項８】
推定装置が、複数のチャンネルの音響信号に時間周波数変換を行うことによって、周波数スペクトルを取得するステップと、
前記推定装置が、前記周波数スペクトルから空間相関行列を算出するステップと、
前記推定装置が、前記空間相関行列から空間相関フィルタを算出するステップと、
前記推定装置が、前記空間相関フィルタに含まれる部分要素から概括的な方向情報を推定するステップと、
を含む推定方法。
【請求項９】
コンピュータを、
複数のチャンネルの音響信号に時間周波数変換を行うことによって、周波数スペクトルを取得する変換部と、
前記周波数スペクトルから空間相関行列を算出する空間相関算出部と、
前記空間相関行列から空間相関フィルタを算出する空間相関フィルタ部と、
前記空間相関フィルタに含まれる部分要素から概括的な方向情報を推定する方向推定部と、
として機能させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は推定装置、推定方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
複数のマイクロフォンから入力された音響信号を周波数変換し、周波数変換された時間周波数変換信号から、音信号に含まれる目的音源に対する方向を示す目的音源方向情報に基づく空間相関フィルタを用いて、ビームフォーミングする方法が従来から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１８２１６８号公報
特許第３６７７１４３号公報
特許第７１９１７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、より低い計算コストで、音源の到来方向をロバストに推定することが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の推定装置は、変換部と空間相関算出部と空間相関フィルタ部と方向推定部とを備える。変換部は、複数のチャンネルの音響信号に時間周波数変換を行うことによって、周波数スペクトルを取得する。空間相関算出部は、前記周波数スペクトルから空間相関行列を算出する。空間相関フィルタ部は、前記空間相関行列から空間相関フィルタを算出する。方向推定部は、前記空間相関フィルタに含まれる部分要素から概括的な方向情報を推定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態の複数のマイクの配置例を示す図である。
図２は、第１実施形態の推定装置の機能構成の例を示す図である。
図３Ａは、位相スペクトルについて説明するための図である。
図３Ｂは、位相スペクトルについて説明するための図である。
図４は、第１実施形態の空間相関フィルタの例とその適用例を示す図である。
図５は、第１実施形態の方向推定部の機能構成の例を示す図である。
図６Ａは、第１実施形態の概括的な方向情報の推定例１を示す図である。
図６Ｂは、第１実施形態の概括的な方向情報の推定例２を示す図である。
図７は、第１実施形態の推定方法の例を示すフローチャートである。
図８は、第２実施形態の方向推定部の機能構成の例を示す図である。
図９は、第２実施形態の推定方法の例を示すフローチャートである。
図１０は、第１及び第２実施形態の推定装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、推定装置、推定方法及びプログラムの実施形態を詳細に説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
音声認識パターン等の通知結果を制御する場合であれば、ビームフォーミングまでする必要はなく、例えば、左右の推定等の概括的な方向情報が得られれば良いこともある。また、目的音源が完全に固定されず微動してしまう場合、または、マイク間距離が変わる場合などは、厳密な方向推定は用途に合わないこともある。一方で、方向判定は、周囲雑音にはロバストであることが求められる場合がある。
【０００９】
以下、計算コストを節約し、かつ、ノイズ耐性を強化することができる第１実施形態の推定装置について説明する。
【００１０】
はじめに、第１実施形態の複数のマイクの配置例について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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