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音環境理解に向けた音声信号の位相・振幅同時復元の理論構築の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K21546
補助金の研究課題番号 18H06482 (2018)
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金 (2019)
補助金 (2018)
審査区分 1002:人間情報学、応用情報学およびその関連分野
研究機関首都大学東京

研究代表者

若林 佑幸  首都大学東京, システムデザイン研究科, 特任助教 (80826462)

研究期間 (年度) 2018-08-24 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード位相信号処理 / 音声強調 / 雑音抑圧 / 音声区間検出 / 音声信号復元 / 位相復元 / 振幅位相関係 / 振幅復元 / 音環境理解 / 位相 / 雑音除去
研究開始時の研究の概要

本研究は,雑音環境下において収録された劣化音声信号から雑音の影響を除去し,真の音声信号を復元する理論の構築とその応用を目的とする.
これまでの研究では,音声信号において重要な特徴である振幅と位相を各々異なるアプローチで分析することが一般的であった.
これに対し,申請者は音声信号の位相・振幅が満たすべき時間周波数上の挙動に関連性があることに注目し,この関連性を導入した全く新しい音声信号復元の理論構築に取り組む.

研究成果の概要

本研究では,雑音によって劣化した音声信号から雑音の影響を除去し,真の音声信号を復元する理論の構築とその応用を実施した.従来研究では,音声信号の振幅・位相という二つの特徴に基いた復元アルゴリズムを別々に構築するのが一般的であった.これに対し,本研究ではこれら二つの特徴に深い関連があることに着目し,新しい復元理論の構築を行った.この関連性を考慮することで復元性能を改善した.また,他の応用として発話区間検出という基礎的な信号処理への適用を実施し,関連性を考慮した新たな手法の提案を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において得られた,雑音抑圧と音声区間検出に対する結果が示すことは以下の通りである.学術的意義としては,これまで別々に研究されてきた振幅特徴と位相特徴の関連を考慮し,統合的に取り扱うことが信号処理の性能を改善する上で重要であり,より高性能な信号処理アルゴリズムの構築に繋がることが確認できたことである.社会的意義としては,雑音抑圧や音声区間検出の高性能化に伴い,今後の情報社会において必須となる音声認識性能の向上や遠隔会話システムにおける,より円滑な会話の実現が達成できることが挙げられる.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Speech enhancement using harmonic-structure-based phase reconstruction2019

    • 著者名/発表者名
      Yukoh Wakabayashi
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 40 号: 3 ページ: 162-169

    • DOI

      10.1250/ast.40.162

    • NAID

      130007641578

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 調波構造に基づく位相復元を利用した音声強調2019

    • 著者名/発表者名
      若林佑幸
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 75 号: 3 ページ: 139-146

    • DOI

      10.20697/jasj.75.3_139

    • NAID

      130007699476

    • ISSN
      0369-4232, 2432-2040
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 周波数方向冗長化STFTに基づく位相復元の音楽信号への適用2020

    • 著者名/発表者名
      若林佑幸,小野順貴
    • 学会等名
      日本音響学会2020春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A phase-based voice activity detection using statistical likelihood ratio of the derivative of instantaneous frequency2020

    • 著者名/発表者名
      Binh Thien Nguyen, Yukoh Wakabayashi, Takahiro Fukumori, and Takanobu Nishiura
    • 学会等名
      日本音響学会2020春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 周波数を冗長化したSTFTによる位相復元の音声強調への利用2019

    • 著者名/発表者名
      若林佑幸,小野順貴
    • 学会等名
      日本音響学会2019秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Speech analysis using the second derivative of phase spectrum2019

    • 著者名/発表者名
      Binh Thien Nguyen, Yukoh Wakabayashi, Takahiro Fukumori, and Takanobu Nishiura
    • 学会等名
      日本音響学会2019秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Griffin-Lim phase reconstruction using short-time Fourier transform with zero-padded frame analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Yukoh Wakabayashi and Nobutaka Ono
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Derivative of Instantaneous Frequency for Voice Activity Detection Using Phase-based Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Binh Thien Nguyen, Yukoh Wakabayashi, Takahiro Fukumori, and Takanobu Nishiura
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 短時間フーリエ変換の周波数方向冗長化とその位相復元への応用2019

    • 著者名/発表者名
      若林 佑幸,小野 順貴
    • 学会等名
      日本音響学会2019年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Maximum a posteriori estimation of spectral gain with harmonic-structure-based phase reconstruction for phase-aware speech enhancement2018

    • 著者名/発表者名
      Yukoh Wakabayashi and Nobutaka Ono
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 音声強調における位相復元とアレイ処理への効果2018

    • 著者名/発表者名
      若林佑幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 応用音響研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 音声強調における位相スペクトルと振幅スペクトル同時推定手法の一検討2018

    • 著者名/発表者名
      若林 佑幸,小野 順貴
    • 学会等名
      日本音響学会2018年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-08-27   更新日: 2024-03-26  

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