ガボール変換を用いた時変信号処理に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08878040
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 宮永 喜一 北海道大学, 工学部, 助教授 (20166185)
• キーワード: 非定常スペクトル解析 / 時変音声分析 / RBF / 自律分散処理 / 超並列処理 / 非線形信号処理 / 自己組織化ネットワーク / セルラ-ニューラルネット

研究概要

本研究では時変な特徴の推定を可能とするガボール変換を用いた時変信号処理手法の開発を目的として、次の項目について検討し、成果を得た。
1.本研究でのガボール変換は、オーバサンプリング条件での変換を導入した。この場合信号の表現には冗長な情報が含まれるが、信号の特徴推定を考えたときには、基底関数の設計に柔軟性がもたれ、必要な帯域での特徴推定ができる。そこで、最小エネルギー条件での基底及び孤立波条件の基底を用いて音声などの特徴推定を行った。その際雑音や外乱等の影響のため、フーリエ変換に見られるような微細構造が同じように表現されていることを実験的にみいだし、信号の生成システムの推定のための、後処理について考察している。
2.信号の時変モデル化とそのモデルの推定のために、自己組織化モデルとして知られているニューラルネットワークをRBF (Radial Bases Function)に改良し、高精度でモデルの特徴を推定できることを示した。
3.ガボール変換を行う場合、フーリエ変換に対する高速フーリエ変換アルゴリズム等のような、処理の軽減化を行う高速アルゴリズムは存在しなかったが、本研究ではこの処理の高速化について、超並列処理向きの演算方法を考え、実際にHITACHI SR2001システム上で実現し、超並列システムで高速に処理できる可能性を示した。この手法は、実時間処理を志向するときに必要な処理であると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] 中垣,宮永,栃内,柴田: "分析区間内の時変性を考慮した適応スペクトル推定" 電子情報通信学会論文誌. J79-A. 599-607 (1996)
• [文献書誌] J.Shimizu: "Signal enhancement using a robust adaptive total least squares algorithm" The Journal of Acoustical Society of Japan (E). 17. 285-294 (1996)
• [文献書誌] J.Shimizu: "A cascade lattice IIR adaptive filter for total least squares problem" IEICE Transactions on Fundamentals. E79-A. 1151-1156 (1996)
• [文献書誌] 堀田,西川,宮永: "スペクトル推定のための2次元ARモデルに基づく高速遂次重み付き最小2乗法" 電子情報通信学会論文誌. J79-A. 1766-1769 (1996)
• [文献書誌] R.Islam: "Parallelization of self-organized clustering system" Journal of Neural Network World. 6. 921-936 (1996)
• [文献書誌] 金,宮永,栃内: "遺伝的アルゴリズムによるクラスタリングの構造の最適化について" 電子情報通信学会論文誌. J80-A(印刷中). (1997)