音源方向推定装置、音源方法推定方法、およびプログラム

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発明の名称	音源方向推定装置、音源方法推定方法、およびプログラム
技術分野	IT, ものづくり
出願日	平成28年2月23日
出願番号	特願2016-32281
公開番号	特開2017-151216
登録番号
出願人	国立大学法人電気通信大学
発明者	田中龍亮羽田陽一
特許公報	PDFのダウンロードはこちらから
概要	【要約】【課題】より短時間で、反射音や残響音などの外乱が存在する環境下における音源方向を高精度に推定する。【解決手段】複数のマイクロホンにより観測される音のレベルが所定の値よりも大きな観測信号のうち、所望の音源の方向を推定する処理に用いる対象とする観測信号を区分けする立ち上がり区間および立ち下がり区間が特定される。また、立ち上がり区間の観測信号を用いて立ち上がり共分散行列が算出されるとともに、立ち下がり区間の観測信号を用いて立ち下がり共分散行列が算出される。そして、立ち上がり共分散行列と立ち下がり共分散行列とを同時対角化する固有ベクトルが求められ、その固有ベクトルを用いて所望の音源の方向が推定される。本技術は、例えば、マイクロホンアレーにより収音される音の音源方向を推定する音源方向推定装置に適用できる。【特許請求の範囲】【請求項１】　音を受音する複数の受音素子により観測される音のレベルが所定の値よりも大きな観測信号のうち、所望の音源の方向を推定する処理に用いる対象とする前記観測信号を区分けする時間区間を特定する処理対象区間特定部と、前記処理対象区間特定部により特定された前記時間区間において観測された前記観測信号を用いて共分散行列を算出する共分散行列算出部と、前記共分散行列算出部により算出された前記共分散行列に基づいて、前記所望の音源の方向を推定する音源方向推定部とを備える音源方向推定装置。【請求項２】　前記処理対象区間特定部は、前記観測信号により観測される特定の強さの音のピークが検出されたタイミングから一定時間だけ後にある所定の前記時間区間を立ち下がり区間として特定し、前記共分散行列算出部は、前記立ち下がり区間において観測された前記観測信号を用いて立ち下がり共分散行列を算出する請求項１に記載の音源方向推定装置。【請求項３】　前記共分散行列算出部により算出される前記立ち下がり共分散行列と、前記観測信号の全体を用いて算出される共分散行列とを同時対角化する固有ベクトルを求める同時対角化処理部をさらに備え、前記音源方向推定部は、前記同時対角化処理部により求められた前記固有ベクトルを用いて前記所望の音源の方向を推定する請求項２に記載の音源方向推定装置。【請求項４】　前記処理対象区間特定部は、前記観測信号により観測される特定の強さの音のピークが検出されたタイミングを含み、そのタイミングの前後にある所定の前記時間区間を立ち上がり区間として特定し、前記共分散行列算出部は、前記立ち上がり区間において観測された前記観測信号を用いて立ち上がり共分散行列を算出する請求項１に記載の音源方向推定装置。【請求項５】　前記音源方向推定部は、前記共分散行列算出部により算出される前記立ち上がり共分散行列から固有ベクトルを求める固有値分解処理を行い、その固有値分解により求められた前記固有ベクトルを用いて前記所望の音源の方向を推定する請求項４に記載の音源方向推定装置。【請求項６】　前記処理対象区間特定部は、前記観測信号により観測される特定の強さの音のピークが検出されたタイミングを含み、そのタイミングの前後にある所定の前記時間区間を立ち上がり区間として特定するとともに、前記ピークが検出されたタイミングから一定時間だけ後にある所定の前記時間区間を立ち下がり区間として特定し、前記共分散行列算出部は、前記立ち上がり区間において観測された前記観測信号を用いて立ち上がり共分散行列を算出するとともに、前記立ち下がり区間において観測された前記観測信号を用いて立ち下がり共分散行列を算出する請求項１に記載の音源方向推定装置。【請求項７】　前記共分散行列算出部により算出される前記立ち上がり共分散行列と前記立ち下がり共分散行列とを同時対角化する固有ベクトルを求める同時対角化処理部をさらに備え、前記音源方向推定部は、前記同時対角化処理部により求められた前記固有ベクトルを用いて前記所望の音源の方向を推定する　請求項６に記載の音源方向推定装置。【請求項８】　前記処理対象区間特定部は、前記観測信号により観測される前記音のピーク値を時間方向に減衰させながら保持し、保持した値よりも大きな値が現れたときに、その値に前記ピーク値を更新するピークホールド処理を行うことにより、特定の強さの音のピークを検出する　請求項１乃至７のいずれかに記載の音源方向推定装置。（以下省略）

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