(57)【要約】【課題】  長時間の蓄積信号の中から目的信号と類似した信号区間をより高速に検出する信号検出方法、装置、プログラム及びその記録媒体を提供する。【解決手段】  目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算して自己類似度表を得る。  次に、目的信号と同じ長さの照合窓を蓄積信号中に設定するとともに、部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を蓄積信号中の照合窓内に設定し、部分目的信号と部分照合窓内の蓄積信号との類似度と自己類似度表とから照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する。  類似度範囲が閾値よりも類似した範囲に存在する場合、さらに、この照合窓の箇所について類似箇所検出処理を実行し、類似度が閾値よりも類似した範囲内に存在しない場合、照合窓を照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する。【選択図】  図２
2005062555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄積信号から目的信号を検出する信号検出方法において、
目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算し、それを自己類似度表とする目的信号自己類似度表計算過程と、
前記目的信号と同じ長さの照合窓を前記蓄積信号中に設定する照合窓設定過程と、
前記部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を前記蓄積信号中の前記照合窓内に設定する部分照合窓設定過程と、
前記部分目的信号と前記部分照合窓内の蓄積信号との類似度と前記自己類似度表とから前記照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する類似度範囲計算過程と、
前記類似度範囲が所定の閾値よりも類似した範囲に存在するか否かを判定する類似性判定過程と、
前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、さらに、前記照合窓を類似箇所として出力する類似箇所検出過程と、
前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する照合窓更新過程と
を有することを特徴とする信号検出方法。
【請求項２】
前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、前記部分照合窓を前記照合窓内のまだ照合していない別の箇所に更新する、あるいは、前記部分目的信号をまだ照合していない別の部分目的信号に更新する部分更新過程をさらに有し、
前記類似箇所検出過程において、前記目的信号の類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在すると判定した場合、前記照合窓の箇所を類似箇所として出力し、
前記照合窓更新過程において、前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合及び前記類似性判定過程により前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在する可能性があると判定されかつ更新すべき部分照合窓及び部分目的信号が存在しない場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号検出方法。
【請求項３】
前記部分目的信号として、部分目的信号の長さを固定し、目的信号内で区間の箇所をずらして得られた複数の部分目的信号を用いる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号検出方法。
【請求項４】
前記部分目的信号として、前記目的信号内の時間方向に、最も過去の箇所から一区間ずつ区間の大きさを増やすことで得られた長さの異なる複数の部分目的信号を用いる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号検出方法。
【請求項５】
前記部分照合窓を前記照合窓内の時間方向最も未来の箇所から過去の方向に向かって一区間ずつ区間の大きさを増やしながら設定していく
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかの項に記載の信号検出方法。
【請求項６】
前記部分目的信号と前記照合窓内の信号との照合において、ＳＳＤＡ（Sequential Similarity Detection Algorithm）を用いる
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかの項に記載の信号検出方法。
【請求項７】
前記目的信号、又は前記蓄積信号として、音響信号、又は、映像信号を用いる
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかの項に記載の信号検出方法。
【請求項８】
蓄積信号から目的信号を検出する信号検出装置において、
目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算し、それを自己類似度表とする目的信号自己類似度表計算手段と、
前記目的信号と同じ長さの照合窓を前記蓄積信号中に設定する照合窓設定手段と、
前記部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を前記蓄積信号中の前記照合窓内に設定する部分照合窓設定手段と、
前記部分目的信号と前記部分照合窓内の蓄積信号との類似度と前記自己類似度表とから前記照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する類似度範囲計算手段と、
前記類似度範囲が所定の閾値よりも類似した範囲に存在するか否かを判定する類似性判定手段と、
前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、さらに、前記照合窓を類似箇所として出力する類似箇所検出手段と、
前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する照合窓更新手段と
を有することを特徴とする信号検出装置。
【請求項９】
前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、前記部分照合窓を前記照合窓内のまだ照合していない別の箇所に更新する、あるいは、前記部分目的信号をまだ照合していない別の部分目的信号に更新する部分更新手段をさらに有し、
前記類似箇所検出手段は、前記目的信号の類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在すると判定した場合、前記照合窓の箇所を類似箇所として出力し、
前記照合窓更新手段は、前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合及び前記類似性判定手段により前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在する可能性があると判定されかつ更新すべき部分照合窓及び部分目的信号が存在しない場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する
ことを特徴とする請求項８に記載の信号検出装置。
【請求項１０】
前記部分目的信号として、部分目的信号の長さを固定し、目的信号内で区間の箇所をずらして得られた複数の部分目的信号を用いる
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の信号検出装置。
【請求項１１】
前記部分目的信号として、前記目的信号内の時間方向に、最も過去の箇所から一区間ずつ区間の大きさを増やすことで得られた長さの異なる複数の部分目的信号を用いる
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の信号検出装置。
【請求項１２】
前記部分照合窓を前記照合窓内の時間方向最も未来の箇所から過去の方向に向かって一区間ずつ区間の大きさを増やしながら設定していく
ことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれかの項に記載の信号検出装置。
【請求項１３】
前記部分目的信号と前記照合窓内の信号との照合において、ＳＳＤＡ（Sequential Similarity Detection Algorithm）を用いる
ことを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれかの項に記載の信号検出装置。
【請求項１４】
前記目的信号、又は前記蓄積信号として、音響信号、又は、映像信号を用いる
ことを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれかの項に記載の信号検出装置。
【請求項１５】
蓄積信号から目的信号を検出する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算し、それを自己類似度表とする処理と、
前記目的信号と同じ長さの照合窓を前記蓄積信号中に設定する処理と、
前記部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を前記蓄積信号中の前記照合窓内に設定する処理と、
前記部分目的信号と前記部分照合窓内の蓄積信号との類似度と前記自己類似度表とから前記照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する処理と、
前記類似度範囲が所定の閾値よりも類似した範囲に存在するか否かを判定する処理と、
前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、さらに、前記照合窓を類似箇所として出力する処理と、
前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する処理と
をコンピュータに実行させるための信号検出プログラム。
【請求項１６】
蓄積信号から目的信号を検出する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、
目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算し、それを自己類似度表とする処理と、
前記目的信号と同じ長さの照合窓を前記蓄積信号中に設定する処理と、
前記部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を前記蓄積信号中の前記照合窓内に設定する処理と、
前記部分目的信号と前記部分照合窓内の蓄積信号との類似度と前記自己類似度表とから前記照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する処理と、
前記類似度範囲が所定の閾値よりも類似した範囲に存在するか否かを判定する処理と、
前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、さらに、前記照合窓を類似箇所として出力する処理と、
前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する処理と
をコンピュータに実行させるための信号検出プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長時間の蓄積信号の中から、蓄積信号の長さ以下の長さを持った目的信号と類似した信号区間を探し出す信号検出方法、装置、プログラム及びその記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速信号検出方法に関して、ＳＳＤＡ(Sequential Similarity Detection Algorithm)のように、類似度がある閾値を越えた場合に照合の計算を途中で打ち切ることで信号検出を高速に行う方法が知られている（非特許文献１を参照）。
同様に、高速信号検出方法に関して、ヒストグラムの類似度から照合の必要のない区間をスキップしながら高速に照合を行う信号検出方法が知られている（特許文献１を参照）。
また、同様に、高速信号検出方法に関して、信号を部分空間に射影することにより圧縮してから信号検出を行う方法が知られている（特許文献２を参照）。
【特許文献１】特許第３０６５３１４号公報
【特許文献２】特開２００３−０２２０８４号公報
【非特許文献１】Ｄ.I.Barnea et.al.，"A class of Algorithms  for fast digital image Registration"， IEEE Trans. On Computers，Vol.C-21，No.2， pp. 179-186， 1972.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の信号検出方法は、それぞれ以下のような問題を有している。
すなわち、非特許文献１に開示された信号検出方法では、目的信号内の部分信号間における類似性を考慮していないために計算の打ち切りに無駄があるという欠点がある。
また、特許文献１に開示された信号検出方法では、ヒストグラムを作成するにあたりベクトル量子化を行うため、量子化誤差に収まらないような大きな歪みを持つ信号同士の照合には向いていないという欠点がある。
さらに、特許文献２に開示された信号検出方法では、高速化の工夫がされていないために照合に時間がかかるという欠点がある。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、長時間の蓄積信号の中から目的信号と類似した信号区間をより高速に検出する信号検出方法、装置、プログラム及びその記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、本発明は、蓄積信号から目的信号を検出する信号検出方法において、目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算し、それを自己類似度表とする目的信号自己類似度表計算過程と、前記目的信号と同じ長さの照合窓を前記蓄積信号中に設定する照合窓設定過程と、前記部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を前記蓄積信号中の前記照合窓内に設定する部分照合窓設定過程と、前記部分目的信号と前記部分照合窓内の蓄積信号との類似度と前記自己類似度表とから前記照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する類似度範囲計算過程と、前記類似度範囲が所定の閾値よりも類似した範囲に存在するか否かを判定する類似性判定過程と、前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、さらに、前記照合窓を類似箇所として出力する類似箇所検出過程と、前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する照合窓更新過程とを有することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、前記部分照合窓を前記照合窓内のまだ照合していない別の箇所に更新する、あるいは、前記部分目的信号をまだ照合していない別の部分目的信号に更新する部分更新過程をさらに有し、前記類似箇所検出過程において、前記目的信号の類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在すると判定した場合、前記照合窓の箇所を類似箇所として出力し、前記照合窓更新過程において、前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合及び前記類似性判定過程により前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在する可能性があると判定されかつ更新すべき部分照合窓及び部分目的信号が存在しない場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記部分目的信号として、部分目的信号の長さを固定し、目的信号内で区間の箇所をずらして得られた複数の部分目的信号を用いることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記部分目的信号として、前記目的信号内の時間方向に、最も過去の箇所から一区間ずつ区間の大きさを増やすことで得られた長さの異なる複数の部分目的信号を用いることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記部分照合窓を前記照合窓内の時間方向最も未来の箇所から過去の方向に向かって一区間ずつ区間の大きさを増やしながら設定していくことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記部分目的信号と前記照合窓内の信号との照合において、ＳＳＤＡ（Sequential Similarity Detection Algorithm）を用いることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記目的信号、又は前記蓄積信号として、音響信号、又は、映像信号を用いることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、蓄積信号から目的信号を検出する信号検出装置において、目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算し、それを自己類似度表とする目的信号自己類似度表計算手段と、前記目的信号と同じ長さの照合窓を前記蓄積信号中に設定する照合窓設定手段と、前記部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を前記蓄積信号中の前記照合窓内に設定する部分照合窓設定手段と、前記部分目的信号と前記部分照合窓内の蓄積信号との類似度と前記自己類似度表とから前記照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する類似度範囲計算手段と、前記類似度範囲が所定の閾値よりも類似した範囲に存在するか否かを判定する類似性判定手段と、前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、さらに、前記照合窓を類似箇所として出力する類似箇所検出手段と、前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する照合窓更新手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、前記部分照合窓を前記照合窓内のまだ照合していない別の箇所に更新する、あるいは、前記部分目的信号をまだ照合していない別の部分目的信号に更新する部分更新手段をさらに有し、前記類似箇所検出手段は、前記目的信号の類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在すると判定した場合、前記照合窓の箇所を類似箇所として出力し、前記照合窓更新手段は、前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合及び前記類似性判定手段により前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在する可能性があると判定されかつ更新すべき部分照合窓及び部分目的信号が存在しない場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記部分目的信号として、部分目的信号の長さを固定し、目的信号内で区間の箇所をずらして得られた複数の部分目的信号を用いることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記部分目的信号として、前記目的信号内の時間方向に、最も過去の箇所から一区間ずつ区間の大きさを増やすことで得られた長さの異なる複数の部分目的信号を用いることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記部分照合窓を前記照合窓内の時間方向最も未来の箇所から過去の方向に向かって一区間ずつ区間の大きさを増やしながら設定していくことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記部分目的信号と前記照合窓内の信号との照合において、ＳＳＤＡ（）を用いることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記目的信号、又は前記蓄積信号として、音響信号、又は、映像信号を用いることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、蓄積信号から目的信号を検出する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算し、それを自己類似度表とする処理と、前記目的信号と同じ長さの照合窓を前記蓄積信号中に設定する処理と、前記部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を前記蓄積信号中の前記照合窓内に設定する処理と、前記部分目的信号と前記部分照合窓内の蓄積信号との類似度と前記自己類似度表とから前記照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する処理と、前記類似度範囲が所定の閾値よりも類似した範囲に存在するか否かを判定する処理と、前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、さらに、前記照合窓を類似箇所として出力する処理と、前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する処理とをコンピュータに実行させるための信号検出プログラムである。
【００２０】
また、本発明は、蓄積信号から目的信号を検出する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算し、それを自己類似度表とする処理と、前記目的信号と同じ長さの照合窓を前記蓄積信号中に設定する処理と、前記部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を前記蓄積信号中の前記照合窓内に設定する処理と、前記部分目的信号と前記部分照合窓内の蓄積信号との類似度と前記自己類似度表とから前記照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する処理と、前記類似度範囲が所定の閾値よりも類似した範囲に存在するか否かを判定する処理と、前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在すると判定した場合、さらに、前記照合窓を類似箇所として出力する処理と、前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合、前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する処理とをコンピュータに実行させるための信号検出プログラムを記録した記録媒体である。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の一箇所乃至複数箇所との類似度を計算しそれを自己類似度表とする目的信号自己類似度表計算過程と，前記目的信号と同じ長さの照合窓を前記蓄積信号中に設定する照合窓設定過程と，前記部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を前記蓄積信号中の前記照合窓内に設定する部分照合窓設定過程と，前記部分目的信号と前記部分照合窓内の信号との類似度と前記自己類似度表とから前記照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する類似度範囲計算過程と，前記類似度範囲があらかじめ設定された閾値よりも類似した範囲に存在するかどうかを判定する類似性判定過程と，前記類似性判定過程により前記類似度範囲が前記閾値よりも類似した範囲に存在する可能性があると判定された場合，前記部分照合窓を前記照合窓内のまだ照合していない別の箇所に更新する乃至前記部分目的信号をまだ照合していない別の部分目的信号に更新する部分更新過程と，前記類似性判定過程及び前記部分更新過程により前記目的信号の類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在する可能性があると判定された場合，前記照合窓の箇所を類似箇所として出力する類似箇所検出過程と，前記類似性判定過程により前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合及び前記類似性判定過程により前記類似度が前記閾値よりも類似した範囲内に存在する可能性があると判定されかつ更新すべき部分照合窓及び部分目的信号が存在しない場合，前記照合窓を前記照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する照合窓更新過程を有する。
したがって、長時間の蓄積信号の中から目的信号と類似した信号区間をより高速に検出することができる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の信号検出装置の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態の信号検出装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態の信号検出装置は、目的信号自己類似度表計算手段１と、照合窓設定手段２と、部分照合窓設定手段３と、類似度範囲計算手段４と、類似性判定手段５と、部分更新手段６と、類似箇所検出手段７と、照合窓更新手段８とで構成され、目的信号すなわち検索したい信号と、蓄積信号すなわち検索される信号とを入力とし、目的信号との類似した蓄積信号中の箇所を出力とする。
【００２４】
目的信号自己類似度表計算手段１は、目的信号の長さ以下の長さの区間からなる部分目的信号と目的信号中の１又は複数箇所との類似度を計算し、その計算結果から類似度表を生成する。なお、類似度及び類似度表の具体例については後述する。
照合窓設定手段２は、目的信号と同じ長さの照合窓を蓄積信号中に設定する。
部分照合窓設定手段３は、部分目的信号と同じ長さの部分照合窓を蓄積信号中の照合窓内に設定する。
類似度範囲計算手段４は、部分目的信号と部分照合窓内の信号との類似度と自己類似度表とから、照合窓内の信号と目的信号との類似度のとりうる類似度範囲を計算する。
【００２５】
類似性判定手段５は、類似度範囲があらかじめ設定された閾値よりも類似した範囲に存在する否かを判定する。
部分更新手段６は、類似性判定手段５により類似度範囲が閾値よりも類似した範囲に存在する可能性があると判定された場合、部分照合窓を照合窓内のまだ照合していない別の箇所に更新する、あるいは、部分目的信号をまだ照合していない別の部分目的信号に更新する。
類似箇所検出手段７は、類似性判定手段５及び部分更新手段６により目的信号の類似度が閾値よりも類似した範囲内に存在する可能性があると判定された場合、照合窓の箇所を類似箇所として出力する。
照合窓更新手段８は、類似性判定手段５により類似度が閾値よりも類似した範囲内に存在しないと判定された場合及び類似性判定手段５により類似度が閾値よりも類似した範囲内に存在する可能性があると判定され、かつ、更新すべき部分照合窓及び部分目的信号が存在しない場合、照合窓を照合窓のある箇所に隣接する次の箇所に更新する。
【００２６】
次に、図面を参照して、本実施形態の信号検出装置の動作について説明する。図２は、本実施形態の信号検出装置における信号検出処理の過程を示すフローチャートである。
本実施例では、目的信号として音響信号の特徴ベクトル列を用いる。ここでは、特許文献２に開示されているように、信号を部分空間に射影することにより、圧縮してから信号検出を行う方法を用いた。
すなわち、周波数８０００Ｈｚで標本化した音響信号の８１９２ポイント（約１秒）をフーリエ変換し、０〜４０００Ｈｚの各帯域でのパワーからなる４０９６次元のベクトルを抽出する。また、特徴ベクトルは0．1秒毎に抽出する。
【００２７】
なお、本実施例とは別に、特徴として映像信号の縮小画像を用いることもできる。
例えば、テレビの放送信号から１５秒程度の映像信号を探索したい場合、特徴抽出の具体的な設定を次のようにすると、良い結果が得られる。
すなわちフレームの画像を横に４等分割、縦に３等分割し、１２個の領域を設け、各領域内でＲＧＢそれぞれについて画索値を平均する。１２個の領域のＲＧＢそれぞれの平均画索値からなる３６次元ベクトルを特徴ベクトルとする。この場合、特徴ベクトルは１フレーム毎に得られる。
【００２８】
次に特徴ベクトルの各要素毎に、ある一定時間の平均値と標準偏差を求める。例えば、特徴ベクトルの前後１秒間の特徴ベクトルに対して、要素毎独立に平均値と標準偏差を求める。次に、特徴ベクトルから平均値を差し引き、標準偏差で割った値を要素にもつ特徴ベクトルを正規化特徴Ｘｔとする。
【００２９】
次に、正規化特徴をあらかじめ用意された固有ベクトルにより線形変換する。変換後のｋ番目の特徴ベクトルの要素ｙｋは、次式で定義される値である。
【００３０】
【数１】
2005062555.tif 000003
【００３１】
ただし、φkはｋ番目の固有ベクトルである。
【００３２】
固有ベクトルは次の手順で事前に用意する。はじめに、十分長いＣＤの楽曲などの音響信号を用意する。映像の場合は、十分長い映像信号を用意する。
次に、これと同一内容の音響信号で、特徴ひずみを含んだものを複数用意する。例えば、携帯電話で受音した音響信号や車のエンジン音の雑音を含む音響信号などである。映像の場合は、ビデオでダビングしたもののように映像機器を介したものなどである。
次に、原信号とひずみ信号とから同一区間を複数切り取って信号対を作成する原信号とひずみ信号とから導かれる正規化特徴の変換出力における信号対の級間分散を評価関数とする。
そして、その評価関数が最大となるような変換係数を前もって学習する、すなわち、次の式で定義される固有値問題の固有ベクトルを変換係数として用いる。
【００３３】
【数２】
2005062555.tif 000004
【００３４】
【数３】
2005062555.tif 000005
【００３５】
ただし、Ｍは信号対の数、
【００３６】
【数４】
2005062555.tif 000006
【００３７】
はｉ番目の信号対中の信号の正規化特徴の平均、
【００３８】
【数５】
2005062555.tif 000007
【００３９】
は全ての正規化特徴の平均、λは固有値、φは固有ベクトル、ｔは転置を表す。行列の固有ベクトルを固有値の大きいものから複数求めておく。本実施例では、従来技術であるハウスホルダー法により３２個の固有ベクトルを求めた。
【００４０】
次に、特徴ベクトル列を信号として高速照合を行う。
目的信号自己類似度表計算手段１では、はじめに、目的信号の特徴ベクトル列を読み込む（図２のステップＳ１０）。次に、読み込んだ目的信号の特徴ベクトル列に対して目的信号内の部分を切り出して目的信号自己類似度表を計算する（ステップＳ１１）。
本実施例では、目的信号の特徴ベクトル列の時間方向において最も過去のサンプルから一サンプル毎に区間の長さを増加させ、部分目的信号を用意し、それと時間方向最も未来の部分との自己類似度を計算する。
類似度の尺度は、本実施例ではユークリッド距離の２乗を利用する。
すなわち、ｌ番目の自己類似度を
【００４１】
【数６】
2005062555.tif 000008
【００４２】
として、０からN−１までのＳlを求めておく。ただし、Ｎは目的信号の長さ、ｘｉは目的信号の特徴ベクトル列のi番目の特徴ベクトルである。
照合窓設定手段２では、照合窓の大きさを目的信号と同じ大きさとして、蓄積信号の先頭に設定する（ステップＳ１２）。
部分照合窓設定手段３では、部分照合窓を大きさを１として照合窓内の最後端に設定する（ステップＳ１３）。
類似度範囲計算手段４では、まず、目的信号自己類似度表から目的信号と照合窓内の信号との類似度のとりうる範囲を計算する（ステップＳ１４）。すなわち、蓄積信号の時刻ｋで部分照合窓の大きさＬの時の類似度のとりうる範囲は、
【００４３】
【数７】
2005062555.tif 000009
【００４４】
である。ただし、ｙｉは時刻iの特徴ベクトルである。
類似性判定手段５では、類似度計算の必要性を計算する。類似度計算の必要性は、Ｓ’kLがあらかじめ設定された閾値θよりも小さい範囲を含むか否かを判定する（ステップＳ１５）。具体的には、Ｓ’kLの下限値が予め設定された閾値θよりも小さい範囲を含むか否かを判定基準とする。
そして、Ｓ’kLが閾値θよりも小さい範囲を含む場合、つまり、Ｓ’kLの下限値が閾値θよりも小さい場合で、かつ部分照合窓の大きさがＮでない場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、部分更新手段６に進む。一方、Ｓ’kLが閾値θよりも小さい範囲を含む場合は（ステップＳ１５でＮｏ）、照合窓更新手段８に進む。
部分更新手段６では、部分照合窓の大きさＬを１インクリメントし（ステップＳ１６）、ステップ１４の類似度範囲計算手段４に戻る。
類似箇所検出手段７では、現在の照合窓の時刻を類似箇所として出力するとともに、蓄積信号において、未照合箇所があれば（ステップＳ１７でＹｅｓ）、照合窓更新手段８に進む。一方、未照合箇所がなければ（ステップＳ１７でＮｏ）、現在の照合窓の時刻を類似箇所として出力（ステップＳ１８）して照合処理を終了する
照合窓更新手段８では、照合窓の位置を時刻を部分照合窓の時刻の隣接する次の箇所に更新し、部分照合窓の大きさＬを１とする（ステップＳ１９）。
【００４５】
なお、部分目的信号の長さを固定し、目的信号内で区間の箇所をずらして得られた複数の目的信号を用いることも出来る。すなわち、ｌ番目の自己類似度を
【００４６】
【数８】
2005062555.tif 000010
【００４７】
として、ｌが０からＮ−Ｍ−１までのＳｌを求めておく。ただし、Ｍは部分目的信号の長さである。
部分照合窓設定手段３では、部分照合窓を蓄積信号の照合窓内の最後端に設定する。
類似度範囲計算手段４では、まず目的信号類似度表から目的信号と照合窓内の信号との類似どのとりうる範囲を計算する。すなわち、蓄積信号の時刻ｋにおいて、目的信号と蓄積信号の照合窓内の類似度のとりうる範囲は、
【００４８】
【数９】
2005062555.tif 000011
【００４９】
である。
類似性判定手段５では、類似度計算の必要性を計算する。類似度計算の必要性は、Ｓ’kがあらかじめ設定された閾値θよりも小さい範囲を含むか否かを判定する。具体的には、Ｓ’kの下限値が予め設定された閾値θよりも小さい範囲を含むか否かを判定基準とする。
そして、Ｓ’kが閾値θよりも小さい範囲を含む場合、つまり、Ｓ’kの下限値が閾値θよりも小さい場合、目的信号と蓄積信号の照合窓内の信号との類似度をすべて計算し類似度が閾値θより小さければｋを類似箇所として出力する。
類似度が閾値θよりも大きければｋを１インクリメントし、類似度範囲計算手段４に戻る。
Ｓ’kの下限値が閾値θよりも大きい場合、照合窓をｋ＋Ｎ−Ｍ＋１へ進めて、類似度範囲計算手段４に戻る。
なお、Ｓ’kの計算の途中において、ＳＳＤＡにより、計算を途中で打ち切って計算を省略することも可能である。すなわち、Ｓ’kの計算式（７）のΣのインデックスｉをインクリメントするたびに、閾値θよりも大きいか否かを判定し、もし大きければ計算を打ち切り、ｋを１インクリメントして類似度範囲計算手段４へ戻る。
【００５０】
以上のように構成することで、部分目的信号と照合窓内の信号との照合において、ＳＳＤＡ（Sequential Similarity Detection Algorithm）を用いることができるため、長時間の蓄積信号の中から目的信号と類似した信号区間をより高速に検出することができる効果が得られる。
【００５１】
次に、この発明を適用した信号検出装置の動作実験例を示す。
本発明の効果を確認するため、１０時間の信号を蓄積音響信号、無作為に選択した７個の目的信号（１０秒間）に対して探索を行い、本発明を適用しなかった場合との精度を比較した。蓄積信号としては、高品質な音響信号、目的信号としては、マイクで収録した低品質な音響信号を用いた。本実施例では、探索閾値を次式によって定めた。
【００５２】
【数１０】
2005062555.tif 000012
【００５３】
ここで、ｍとνはそれぞれ与えられた目的信号に対して蓄積信号をサンプリングし、予備的に類似度の計算を行って収集した類似度の平均と標準偏差であり、ｔは経験的に与えられる係数である。ｔは、ここでは全て正解として出力する４．２を設定した。
本実験の結果、探索速度は、全探索を行った場合で７回の探索が終了するのに１５６．５６秒、SSDAを用いた場合５９．８０秒、本実施例では２１．７６秒であった。なお、探索速度の測定では、ＣＰＵにＩｎｔｅｌ（登録商標）Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＩＩ １１３３ＭＨｚ 、ＯＳにＲｅｄＨａｔ（登録商標）７．３ 、コンパイラにＧＮＵ  ｇｃｃを用いた。
また、実行ファイルはコンパイラ最適化オプション「−Ｏ3」によりコンパイルを行った。
以上の信号検出方法により、探索速度が向上したことを確認することができる。
【００５４】
以上、説明したように、本実施形態の信号検出装置によれば、目的信号内の自己類似性を利用することにより、高速に目的信号と類似した箇所の検出を可能にすることによって、公知の方法と比較して、高速な信号検出処理を行うことにより、長時間の蓄積信号の中から目的信号と類似した信号区間を検出することができる効果が得られる。
【００５５】
上述の信号検出装置は、内部に、コンピュータシステムを有している。
そして、上述した信号検出処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
すなわち、信号検出装置における、各処理手段、処理部は、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、実現されるものである。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当プログラムを実行するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
音響信号検出や映像信号検出に利用することができる。すなわち、ＦＭ放送の音響信号やテレビの映像信号に含まれるＣＭや番組、楽曲の信号の断片をキーとして膨大な音や映像のデータベースの中から同一の信号を高速に検出することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】信号検出装置の実施形態を示すブロック図
【図２】信号検出装置の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５８】
１…目的信号自己類似度表計算手段
２…照合窓設定手段
３…部分照合窓設定手段
４…類似度範囲計算手段
５…類似性判定手段
６…部分更新手段
７…類似箇所検出手段
８…照合窓更新手段
【図１】
2005062555.tif 000013
【図２】
2005062555.tif 000014