2016年7月28日に行われたデモ大会の発表内容です。

「空間クロススペクトルを用いた拡散性雑音抑圧」という論文の追試を途中まで行いました。

システムの説明
拡散性雑音を抑圧するために、Wienerフィルタを設計します。
ここで、Wienerフィルタは 𝐻(𝜔) = (𝑃_(𝑠+𝑛)(𝜔)−𝑃_𝑛(𝜔)) / (𝑃_(𝑠+𝑛)(𝜔)) で計算されます。
𝑃_(𝑠+𝑛)(𝜔)  ,  𝑃_𝑛(𝜔) は以下にある計算式で推定されます。

ここで Y_DS(𝜃,𝜔) は正面を0°としたときの右20°,40°,60°,80°方向と左20°,40°,60°,80°方向にビームを向けた遅延和フィルタによって強調された信号です。

遅延和フィルタとは、複数のマイクで収音する時に、各方向から到来する音の時間遅れを、その遅れ分だけフィルタで進めて、相殺させることによって特定の方向の音を強調させるものです。

そして、それぞれの方向の Y_DS(𝜃,𝜔) を計算した後、先のWienerフィルタを計算します。

計算したWiernerフィルタを、収音した信号に掛け合わせることで、拡散性雑音を抑圧することができます。

実験結果は以下にあります。

今後の課題
実験結果を見てもらうと分かるのですが、効果があまりでていません。
原因は雑音の推定ができていないことによるものだと考えられます。
その理由は実験で使用したものはただの雑音で、拡散性の雑音ではなかったからだと思います。

参考文献
空間クロススペクトルを用いた拡散性雑音抑圧

研究背景・目的

私たちが生活する環境の中には、様々な音(人の声、音楽、騒音、残響など)が存在しています。このような音が存在する時、目的音源の抽出、認識性能は低下するといった問題があります。そこで音源分離を行うことで、背景音が含まれる中で目的とする音源の抽出、認識性能を向上させることが出来ます。音源分離には、いくつかの手法がありますが、その中でも新しい手法であるNMFを多チャネル拡張したマルチチャネルNMFに着目します。

マルチチャネルNMFおよびシングルチャネルNMFの概要は吉山さん、三浦さんの記事を参考にして下さい。

https://www-ai1.csis.oita-u.ac.jp/?page_id=538

https://www-ai1.csis.oita-u.ac.jp/?page=1946

デモ内容

以下のチャネル数で観測した音を分離しました。ここでは、ランダムな初期値パターンを作成し、初期値に与えています。

2チャネルで観測:
人の声(男女)、楽器(ギター、ドラム、シンセサイザー)

3,4,5,6チャネルで観測
楽器(ギター、ドラム、シンセサイザー)

まとめ

NMFの多チャネル拡張を用いた音源分離を行いました。
まだ、試行回数が少ないので回数を重ねてこれからの研究に結びつけていければいいなと思います。

詳細は以下の動画をご覧下さい。