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公開番号2025038759
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-19
出願番号2023145553
出願日2023-09-07
発明の名称特徴量抽出方法、判定方法、特徴量抽出装置
出願人株式会社JVCケンウッド
代理人個人
主分類G10L 25/18 20130101AFI20250312BHJP(楽器;音響)
要約【課題】音声信号に含まれる特徴量を好適に抽出する技術を提供する。
【解決手段】一定の範囲内で周期的に周波数が変化する成分を含み得る音声信号を受けつけるステップと、受けつけた音声信号を、フィルタバンク12に入力して、音声信号の特徴量を抽出するステップとを備える。フィルタバンク12における複数のバンドパスフィルタのうちの1つのバンドパスフィルタを第Iバンドパスフィルタと示し、第Iバンドパスフィルタに周波数領域で隣接したバンドパスフィルタを第I+1バンドパスフィルタと示す場合、第Iバンドパスフィルタの中心周波数fiにおいてとりうる周波数の変化の幅diをもとに、第Iバンドパスフィルタの幅Diと、第Iバンドパスフィルタの中心周波数fiと第I+1バンドパスフィルタの中心周波数fi+1との間隔Li(i+1)と、第Iバンドパスフィルタのピーク値Piとが設定される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一定の範囲内で周期的に周波数が変化する成分を含み得る音声信号を受けつけるステップと、
受けつけた前記音声信号を、複数のバンドパスフィルタのアレイであるフィルタバンクに入力して、前記音声信号の特徴量を抽出するステップとを備え、
前記フィルタバンクにおける前記複数のバンドパスフィルタのうちの１つのバンドパスフィルタを第Ｉバンドパスフィルタと示し、前記第Ｉバンドパスフィルタに周波数領域で隣接したバンドパスフィルタを第Ｉ＋１バンドパスフィルタと示す場合、前記第Ｉバンドパスフィルタの中心周波数ｆｉにおいてとりうる前記周波数の変化の幅ｄｉをもとに、前記第Ｉバンドパスフィルタの幅Ｄｉと、前記第Ｉバンドパスフィルタの中心周波数ｆｉと前記第Ｉ＋１バンドパスフィルタの中心周波数ｆｉ＋１との間隔Ｌｉ（ｉ＋１）と、前記第Ｉバンドパスフィルタのピーク値Ｐｉとが設定される特徴量抽出方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記音声信号が回転するブレードにより発生される音である場合、前記周波数の変化の幅ｄｉは、前記ブレードの回転数Ｒと、前記ブレードの長さＬと、前記音声信号を取得するマイクロフォンから前記ブレードの回転中心までの距離ｈとをもとに決定される請求項１に記載の特徴量抽出方法。
【請求項３】
前記ブレードの傷とマイクロフォン間の速度ｖｓは次のように計算され、
TIFF
2025038759000003.tif
35
160
第Ｉバンドパスフィルタに入力される音声信号をＳ（ｆｉ）＝Ｆ（ｔ，ｆｉ）と示し、音速をｖと示す場合、ドップラー効果を受けた周波数ｆは次のように計算され、
ｆ＝Ｆ（ｔ，ｆｉ）＝ｆｉ・ｖ／（ｖ＋ｖｓ）
第Ｉバンドパスフィルタに入力される音声信号の最大値Ｓｍａｘ（ｆｉ）をｍａｘ（Ｆ（ｔ，ｆｉ））と示し、第Ｉバンドパスフィルタに入力される音声信号の最小値Ｓｍｉｎ（ｆｉ）をｍｉｎ（Ｆ（ｔ，ｆｉ））と示す場合、前記周波数の変化の幅ｄｉは次のように計算される、
ｄｉ＝Ｓｍａｘ（ｆｉ）－Ｓｍｉｎ（ｆｉ）＝ｍａｘ（Ｆ（ｔ，ｆｉ））－ｍｉｎ（Ｆ（ｔ，ｆｉ））
請求項２に記載の特徴量抽出方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の特徴量抽出方法において抽出した特徴量のグラフをもとに、前記音声信号が正常であるか以上であるかを判定する判定方法。
【請求項５】
一定の範囲内で周期的に周波数が変化する成分を含み得る音声信号を受けつける入力部と、
受けつけた前記音声信号が入力され前記音声信号の特徴量を抽出する、複数のバンドパスフィルタのアレイであるフィルタバンクと、を備え、
前記フィルタバンクは、前記複数のバンドパスフィルタのうちの１つのバンドパスフィルタを第Ｉバンドパスフィルタと示し、前記第Ｉバンドパスフィルタに周波数領域で隣接したバンドパスフィルタを第Ｉ＋１バンドパスフィルタと示す場合、前記第Ｉバンドパスフィルタの中心周波数ｆｉにおいてとりうる前記周波数の変化の幅ｄｉをもとに、前記第Ｉバンドパスフィルタの幅Ｄｉと、前記第Ｉバンドパスフィルタの中心周波数ｆｉと前記第Ｉ＋１バンドパスフィルタの中心周波数ｆｉ＋１との間隔Ｌｉ（ｉ＋１）と、前記第Ｉバンドパスフィルタのピーク値Ｐｉとが設定される特徴量抽出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、特徴量抽出技術に関し、特に音声信号に含まれる特徴量を抽出する特徴量抽出方法、判定方法、特徴量抽出装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
風力発電機のブレードに傷または穴が存在していると、笛吹音と呼ばれる甲高い音が生じる現象が発生する。笛吹音を検出するために、例えば時間推移による尖鋭度の高い周波数成分遷移がドップラーシフトとして検出される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－２８１２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
外部ノイズまたは回転による音量差が存在すると、笛吹音が連続せず断続的にしか取得できない可能性がある。そのような状況では、ドップラーシフトが検出できないので、笛吹音も検出できない。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、音声信号に含まれる特徴量を好適に抽出する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の特徴量抽出方法は、一定の範囲内で周期的に周波数が変化する成分を含み得る音声信号を受けつけるステップと、受けつけた音声信号を、複数のバンドパスフィルタのアレイであるフィルタバンクに入力して、音声信号の特徴量を抽出するステップとを備える。フィルタバンクにおける複数のバンドパスフィルタのうちの１つのバンドパスフィルタを第Ｉバンドパスフィルタと示し、第Ｉバンドパスフィルタに周波数領域で隣接したバンドパスフィルタを第Ｉ＋１バンドパスフィルタと示す場合、第Ｉバンドパスフィルタの中心周波数ｆｉにおいてとりうる周波数の変化の幅ｄｉをもとに、第Ｉバンドパスフィルタの幅Ｄｉと、第Ｉバンドパスフィルタの中心周波数ｆｉと第Ｉ＋１バンドパスフィルタの中心周波数ｆｉ＋１との間隔Ｌｉ（ｉ＋１）と、第Ｉバンドパスフィルタのピーク値Ｐｉとが設定される。
【０００７】
本発明の別の態様は、特徴量抽出装置である。この装置は、一定の範囲内で周期的に周波数が変化する成分を含み得る音声信号を受けつける入力部と、受けつけた音声信号が入力され音声信号の特徴量を抽出する、複数のバンドパスフィルタのアレイであるフィルタバンクと、を備える。フィルタバンクは、複数のバンドパスフィルタのうちの１つのバンドパスフィルタを第Ｉバンドパスフィルタと示し、第Ｉバンドパスフィルタに周波数領域で隣接したバンドパスフィルタを第Ｉ＋１バンドパスフィルタと示す場合、第Ｉバンドパスフィルタの中心周波数ｆｉにおいてとりうる周波数の変化の幅ｄｉをもとに、第Ｉバンドパスフィルタの幅Ｄｉと、第Ｉバンドパスフィルタの中心周波数ｆｉと第Ｉ＋１バンドパスフィルタの中心周波数ｆｉ＋１との間隔Ｌｉ（ｉ＋１）と、第Ｉバンドパスフィルタのピーク値Ｐｉとが設定される。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、音声信号に含まれる特徴量を好適に抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例に係る特徴量抽出・判定装置の構成を示す図である。
図１のバンドパスフィルタに対する特性を示す図である。
図３（ａ）－（ｂ）は、図１の各バンドパスフィルタから出力される特徴量を示す図である。
判定対象となる風力発電機の構成を示す図である。
図５（ａ）－（ｃ）は、図４の風力発電機に対する処理の概要を示す図である。
図１の判定部による処理の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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