(57)【要約】      （修正有）【課題】１又は少数の周波数成分だけを含む異音が目的音のときに、目的音が有する区間を正しく判定できる目的音区間判定装置を提供する。【解決手段】入力音信号Ｓ１（ｎ）、Ｓ２（ｎ）から、死角を有する所定方位が異なる複数の指向性信号を形成する指向性形成手段１２、１３と、形成された複数の指向性信号を用いてコヒーレンス係数を得るコヒーレンス係数計算手段１４と、コヒーレンス係数を時間変化信号と捉え、その信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを表すコヒーレンス係数特徴量を得るコヒーレンス係数特徴量算出手段１５と、コヒーレンス係数のレンジとコヒーレンス係数特徴量のレンジとに基づいて、入力音信号の区間が目的音区間であるか否かを判定する目的音区間判定手段１６とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は少数の周波数成分を含む音を目的音とし、入力音信号の区間から、目的音区間を判定する目的音区間判定装置であって、
入力音信号に遅延減算処理を施すことで、所定方位に死角を有する指向性特性を付与した複数の指向性信号であって、死角を有する所定方位が異なる複数の指向性信号を形成する指向性形成手段と、
形成された複数の指向性信号を用いてコヒーレンス係数を得るコヒーレンス係数計算手段と、
得られたコヒーレンス係数を時間変化信号と捉え、その信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを表すコヒーレンス係数特徴量を得るコヒーレンス係数特徴量算出手段と、
上記コヒーレンス係数のレンジと上記コヒーレンス係数特徴量のレンジとに基づいて、入力音信号の区間が目的音区間であるか否かを判定する目的音区間判定手段と
を有することを特徴とする目的音区間判定装置。
【請求項２】
上記コヒーレンス係数特徴量算出手段は、上記コヒーレンス係数の２階差分のパワーを、上記コヒーレンス係数のパワーで正規化した値をコヒーレンス係数特徴量として算出することを特徴とする請求項１に記載の目的音区間判定装置。
【請求項３】
上記目的音区間判定手段は、コヒーレンス係数のレンジが第１閾値以上であって、コヒーレンス係数特徴量のレンジが第２閾値より小さいときに、現在の入力音信号の区間は目的音の区間と判定し、それ以外のときには非目的音の区間と判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の目的音区間判定装置。
【請求項４】
１又は少数の周波数成分を含む音を目的音とし、入力音信号の区間から、目的音区間を判定する目的音区間判定方法であって、
指向性形成手段が、入力音信号に遅延減算処理を施すことで、所定方位に死角を有する指向性特性を付与した複数の指向性信号であって、死角を有する所定方位が異なる複数の指向性信号を形成し、
コヒーレンス係数計算手段が、形成された複数の指向性信号を用いてコヒーレンス係数を取得し、
コヒーレンス係数特徴量算出手段が、得られたコヒーレンス係数を時間変化信号と捉え、その信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを表すコヒーレンス係数特徴量を取得し、
目的音区間判定手段が、上記コヒーレンス係数のレンジと上記コヒーレンス係数特徴量のレンジとに基づいて、入力音信号の区間が目的音区間であるか否かを判定する
ことを特徴とする目的音区間判定方法。
【請求項５】
１又は少数の周波数成分を含む音を目的音とし、入力音信号の区間から、目的音区間を判定するために適用する目的音区間判定プログラムであって、
コンピュータを、
入力音信号に遅延減算処理を施すことで、所定方位に死角を有する指向性特性を付与した複数の指向性信号であって、死角を有する所定方位が異なる複数の指向性信号を形成する指向性形成手段と、
形成された複数の指向性信号を用いてコヒーレンス係数を得るコヒーレンス係数計算手段と、
得られたコヒーレンス係数を時間変化信号と捉え、その信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを表すコヒーレンス係数特徴量を得るコヒーレンス係数特徴量算出手段と、
上記コヒーレンス係数のレンジと上記コヒーレンス係数特徴量のレンジとに基づいて、入力音信号の区間が目的音区間であるか否かを判定する目的音区間判定手段と
して機能させることを特徴とする目的音区間判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目的音区間判定装置、目的音区間判定方法及び目的音区間判定プログラムに関し、例えば、入力音響信号から、１又は少数の周波数成分だけを含む目的音が有する区間を判定する場合に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、入力音信号の到来方位に基づいて、正面から到来する目的音を含む区間（目的音区間）を検出する技術が既に提案されている。
【０００３】
ところで、近年、音源分離処理は、機械設備の点検などのために機械が発する音などのような音声以外の音響の処理にも活用されるようになってきている。機械が発する音（機械音）は、例えば、１又は少数の周波数成分だけを含むものであり（１つの周波数成分を含む信号はその周波数を有する正弦波信号となっており、この明細書においては、適宜、正弦波信号と表現している）、言い換えると、特定の周波数成分にエネルギーが集中した定常的な音である。
【０００４】
音源分離処理においては、この機械音等の特殊な音を含む目的音区間を正確に検出できる技術が求められるようになって来ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２６０２６号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０６３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、例えば、正面から正弦波の異音が到来する場合には、特許文献１に記載の目的音声区間の検出法は、正面から到来するにも関わらず、正弦波異音を目的音ではない音（以下、非目的音と呼ぶ）と誤って判定してしまう恐れがある。
【０００７】
特許文献１の目的音声区間の検出方法では、２つのマイクロホンで捕捉した信号に対して特定の指向性を付与した処理後の２つの信号についての各周波数成分におけるパワー及び相関度合を反映させた、特許文献１の（３）式に示す周波数ビン毎のコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）と、（４）式に示すコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）とが利用される（ｆは周波数ビンを表すインデックスであり、Ｋは入力フレームを表すインデックスである）。正弦波異音を誤判定する原因は、入力音信号に含まれる成分が特定周波数に集中するため、正弦波が有する周波数の周波数ビンにおけるコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）は大きな値を持つものの、それ以外の周波数ビンでは微小な値となるため、全帯域でコヒーレンス係数ｃｏｅｆを平均化したコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）は小さい値となってしまい、目的音区間の判定閾値Θに達しないためである。
【０００８】
そのため、１又は少数の周波数成分だけを含む異音が目的音のときに、目的音が有する区間を正しく判定できる目的音区間判定装置、目的音区間判定方法及び目的音区間判定プログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明は、１又は少数の周波数成分を含む音を目的音とし、入力音信号の区間から、目的音区間を判定する目的音区間判定装置であって、（１）入力音信号に遅延減算処理を施すことで、所定方位に死角を有する指向性特性を付与した複数の指向性信号であって、死角を有する所定方位が異なる複数の指向性信号を形成する指向性形成手段と、（２）形成された複数の指向性信号を用いてコヒーレンス係数を得るコヒーレンス係数計算手段と、（３）得られたコヒーレンス係数を時間変化信号と捉え、その信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを表すコヒーレンス係数特徴量を得るコヒーレンス係数特徴量算出手段と、（４）上記コヒーレンス係数のレンジと上記コヒーレンス係数特徴量のレンジとに基づいて、入力音信号の区間が目的音区間であるか否かを判定する目的音区間判定手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
第２の本発明は、１又は少数の周波数成分を含む音を目的音とし、入力音信号の区間から、目的音区間を判定する目的音区間判定方法であって、（１）指向性形成手段が、入力音信号に遅延減算処理を施すことで、所定方位に死角を有する指向性特性を付与した複数の指向性信号であって、死角を有する所定方位が異なる複数の指向性信号を形成し、（２）コヒーレンス係数計算手段が、形成された複数の指向性信号を用いてコヒーレンス係数を取得し、（３）コヒーレンス係数特徴量算出手段が、得られたコヒーレンス係数を時間変化信号と捉え、その信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを表すコヒーレンス係数特徴量を取得し、（４）目的音区間判定手段が、上記コヒーレンス係数のレンジと上記コヒーレンス係数特徴量のレンジとに基づいて、入力音信号の区間が目的音区間であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１１】
第３の本発明は、１又は少数の周波数成分を含む音を目的音とし、入力音信号の区間から、目的音区間を判定するために適用する目的音区間判定プログラムであって、コンピュータを、（１）入力音信号に遅延減算処理を施すことで、所定方位に死角を有する指向性特性を付与した複数の指向性信号であって、死角を有する所定方位が異なる複数の指向性信号を形成する指向性形成手段と、（２）形成された複数の指向性信号を用いてコヒーレンス係数を得るコヒーレンス係数計算手段と、（３）得られたコヒーレンス係数を時間変化信号と捉え、その信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを表すコヒーレンス係数特徴量を得るコヒーレンス係数特徴量算出手段と、（４）上記コヒーレンス係数のレンジと上記コヒーレンス係数特徴量のレンジとに基づいて、入力音信号の区間が目的音区間であるか否かを判定する目的音区間判定手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１又は少数の周波数成分だけを含む異音が目的音のときに、目的音が有する区間を正しく判定できる目的音区間判定装置、目的音区間判定方法及び目的音区間判定プログラムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る目的音区間判定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】異音に含まれている周波数成分が１つの場合（異音が正弦波異音の場合）における、周波数成分（周波数ビン）毎のコヒーレンス係数の値を示す説明図である。
【図３】第１の実施形態に係る判定部の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る判定部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による目的音区間判定装置、目的音区間判定方法及び目的音区間判定プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
第１の実施形態に係る目的音区間判定装置は、１又は少数の周波数成分だけを含む異音を目的音とし、その目的音の区間を判定するものである。
【００１６】
（Ａ−１）適用するパラメータとその適用理由
第１の実施形態に係る目的音区間判定装置では、特許文献１の記載技術で利用されていたコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）に加え、コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）についての（１）式に示すｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）を適用している。なお、（１）式においては、コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）をｓ（Ｋ）で表しており、ｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）をｍｏｄＧＩで表している。
【数１】
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【００１７】
ｍｏｄＧＩ値について簡単に説明する（詳細については、特許文献２参照）。ｍｏｄＧＩは、修正されたグラディエント・インデックス（Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｉｎｄｅｘ：以下、ＧＩと呼ぶ）を意味している。
【００１８】
修正される前のＧＩについては、参照文献「Ｎａｏｆｕｍｉ  Ａｏｋｉ，”Ａ  Ｂａｎｄ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｎａｒｒｏｗ−Ｂａｎｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ  Ｓｐｅｅｃｈ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｆｕｌｌ  Ｗａｖｅ  Ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ”，  ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，Ｖｏｌ．Ｅ９３−Ｂ（３），ｐｐ．７２９−７３１，２０１０」に記載されている。
【００１９】
ＧＩは、信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを測る指標である。ＧＩは、傾き方向が変化したときの、相前後するサンプルの差分絶対値の総和を、そのフレームのパワーの平方根で除算したものとして求められる。従って、ＧＩは、１フレーム内の傾きの変化回数が多いほど大きくなり易く、また、傾きが変化したときの変化量が大きいほど大きくなり易いものである。このような性質から、ＧＩは、入力波形に含まれる高周波数成分の量と直結しているということもできる。
【００２０】
しかしながら、ＧＩは、変数ΔΨ（ｎ）という０又は２の２値しかとらない、時系列的に値の大きな飛び跳ねが多発するパラメータを算出要素としているため、値が不規則に大きくなったり小さくなったりするという特徴（「値が暴れる」）がある。
【００２１】
ｍｏｄＧＩは、ＧＩの値が暴れる（値の大きな飛び跳ねを有する）という性質を有することに鑑み、ＧＩに代えて、ＧＩと高い相関を持ちながら、値の大きな飛び跳ねを抑制した変化が安定した新しい特徴量として提案されたものである。ｍｏｄＧＩは、特徴量算出対象の任意の信号（本願ではコヒーレンス係数）に関し、その「算出対象信号のパワー」で正規化された、その「算出対象信号の２階差分のパワー」（これを定数倍したものも含まれる）として定義される。
【００２２】
ｍｏｄＧＩは、ＧＩと高い相関を持つので、信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを測る安定した指標として機能し、また、入力波形に含まれる高周波数成分の量を反映したものとして機能する。
【００２３】
ここで、正面から正弦波の異音が到来する場合におけるｍｏｄＧＩ値の挙動を検討する。周波数成分毎に、コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）についてｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）を計算した場合、正弦波が有する周波数の周波数成分ではコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）はほぼ一定値（この値は大きい）となるが、直流信号に近い特性となるためにｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）は微小な値となる。また、正弦波が有する周波数以外の周波数成分では入力が存在しないため、コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）は微小で、かつ、ほぼ一定の値となることから、直流信号のような特性となり、やはりｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）は微小な値となる。
【００２４】
上述した到来する正弦波異音に含まれる周波数成分とそれ以外の周波数成分でコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）とｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）の挙動を比較すると、（ａ１）正弦波異音に含まれる周波数成分ではコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）は大きな定常値となり、ｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）は微小な値となる、（ａ２）正弦波異音に含まれない周波数成分ではコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）は極めて小さな定常値となり、ｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）は微小な値となる、という違いがあることが分かる。
【００２５】
第１の実施形態に係る目的音区間判定装置は、（ａ１）及び（ａ２）の挙動が活用されたものであり、正面から到来する異音を正確に判定しようとしたものである。
【００２６】
（Ａ−２）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る目的音区間判定装置１０の構成を示すブロック図である。
【００２７】
第１の実施形態の目的音区間判定装置１０は、ハードウェア的な各種構成要素を接続して構築されたものであっても良く、また、一部の構成要素（例えば、マイクロホン、アナログ／デジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）を除く部分）を、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのプログラムの実行構成を適用してその機能を実現するように構築されたものであっても良い。いずれの構築方法を適用した場合であっても、目的音区間判定装置１０の機能的な詳細構成は、図１で表す構成となっている。
【００２８】
図１において、第１の実施形態に係る目的音区間判定装置１０は、一対のマイクロホンｍ１、ｍ２、ＦＦＴ部１１、第１の指向性形成部１２、第２の指向性形成部１３、コヒーレンス係数計算部１４、ｍｏｄＧＩ計算部１５及び判定部１６を有する。
【００２９】
一対のマイクロホンｍ１、ｍ２は、所定距離（若しくは任意の距離）だけ離れて配置され、それぞれ、周囲の音響を捕捉するものである。各マイクロホンｍ１、ｍ２は、無指向のもの（若しくは、正面方向にごくごく緩やかな指向性を有するもの）である。各マイクロホンｍ１、ｍ２で捕捉された音響信号（入力音信号）は、図示しない対応するＡ／Ｄ変換部を介してデジタル信号ｓ１（ｎ）、ｓ２（ｎ）に変換されてＦＦＴ部１１に与えられる。なお、ｎはサンプルの入力順を表すインデックスであり、正の整数で表現される。本文中では、ｎが小さいほど古い入力サンプルであり、大きいほど新しい入力サンプルであるとする。
【００３０】
ＦＦＴ部１１は、マイクロホンｍ１及びｍ２から入力音信号系列ｓ１（ｎ）及びｓ２（ｎ）を受け取り、その入力音信号ｓ１及びｓ２に高速フーリエ変換（あるいは離散フーリエ変換）を行うものである。これにより、入力音信号ｓ１及びｓ２を周波数領域で表現する。なお、高速フーリエ変換を実施するにあたり、入力音信号ｓ１（ｎ）及びｓ２（ｎ）から、所定のＮ個のサンプルからなる分析フレームＦＲＡＭＥ１（Ｋ）及びＦＲＡＭＥ２（Ｋ）を構成して適用する。入力音信号ｓ１（ｎ）から分析フレームＦＲＡＭＥ１（Ｋ）を構成する例を以下の（２）式に示すが、分析フレームＦＲＡＭＥ２（Ｋ）も同様である。
【数２】
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【００３１】
なお、Ｋはフレームの順番を表すインデックスであり、正の整数で表現される。本文中では、Ｋが小さいほど古い分析フレームであり、大きいほど新しい分析フレームであるとする。また、以降の説明において、特に但し書きがない限りは、分析対象となる最新の分析フレームを表すインデックスはＫであるとする。
【００３２】
ＦＦＴ部１１は、分析フレームごとに高速フーリエ変換処理を施すことで、周波数領域信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）、Ｘ２（ｆ，Ｋ）に変換し、得られた周波数領域信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）及びＸ２（ｆ，Ｋ）を、第１の指向性形成部１２及び第２の指向性形成部１３に与える。なお、ｆは周波数を表すインデックスである。また、Ｘ１（ｆ，Ｋ）は単一の値ではなく、（３）式に示すように、複致の周波数ｆ１〜ｆｍのスペクトル成分から構成されるものである。Ｘ２（ｆ，Ｋ）や後述するＢ１（ｆ，Ｋ）及びＢ２（ｆ，Ｋ）も同様である。
Ｘ１（ｆ，Ｋ）
＝｛（ｆ１，Ｋ），（ｆ２，Ｋ），…，（ｆｍ，Ｋ）｝  …（３）
【００３３】
第１の指向性形成部１２は、２つの周波数領域信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）及びＸ２（ｆ，Ｋ）から特定方向に指向性が強い信号Ｂ１（ｆ，Ｋ）を形成し、第２の指向性形成部１２は、２つの周波数領域信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）及びＸ２（ｆ，Ｋ）から特定方向（上述の特定方向とは異なる）に指向性が強い信号Ｂ２（ｆ，Ｋ）を形成するものである。特定方向に指向性が強い信号Ｂ１（ｆ，Ｋ）、Ｂ２（ｆ，Ｋ）の形成方法としては既存の方法を適用でき、例えば、（４）式を適用して右方向に指向性が強いＢ１（ｆ，Ｋ）や（５）式を適用して左方向に指向性が強いＢ２（ｆ，Ｋ）が形成できる。（４）式及び（５）式では、フレームインデックスＫは演算に関与しないので省略している。
【数３】
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【００３４】
コヒーレンス係数計算部１４は、上述した２つの指向性信号Ｂ１（ｆ）、Ｂ２（ｆ）に基づいて、（６）式に示す演算を施すことでコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を得るものである。なお、（６）式におけるＢ２（ｆ）*はＢ２（ｆ）の共役複素数である。
【数４】
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【００３５】
コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）は、概念的に言えば、右から到来する信号と左から到来する信号のある周波数成分についての相関を表している。従って、コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）が小さい場合とは、２つの指向性信号Ｂ１及びＢ２のその周波数成分の相関が小さい場合であり、反対にコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）が大きい場合とは相関が大きい場合と言い換えることができる。そして、相関が小さい場合は、入力音信号におけるその周波数成分の到来方向が右又は左のどちらかに大きく偏った場合か、偏りがなくても雑音のような相関が現れ難い明確な規則性の少ない成分の場合である。そのため、コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）の値が大きい場合は、到来方向の偏りがないため、入力音信号におけるその成分が正面から到来する場合であるといえる。
【００３６】
但し、異音の場合には、含まれている周波数成分が１若しくは少数であるので、異音が正面から来た場合に、その含まれている周波数成分についてのコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）の値だけが大きくなる。図２は、異音に含まれている周波数成分が１つの場合（異音が正弦波異音の場合）における、周波数成分（周波数ビン）毎のコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）の値（実線）を示したものである。なお、図２では、参考のために、音声信号における周波数成分（周波数ビン）毎のコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）の値を破線で示している。
【００３７】
コヒーレンス係数計算部１４は、得られたコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を、ｍｏｄＧＩ計算部１５及び判定部１６に与える。
【００３８】
ｍｏｄＧＩ計算部１５は、周波数成分毎のコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）についてのｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）を計算し、得られたｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）を判定部１６に与えるものである。ｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）の計算式として、上述した（１）式を適用し、（１）式の算出対象信号ｓ（Ｋ）にコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を代入してｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）を算出する。（１）式は、特許文献２の（１３）式と同じ算出式であるが、特許文献２に記載されている（５）式や（１０）式〜（１２）式を適用してｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）を計算するようにしても良い。
【００３９】
図３は、第１の実施形態に係る判定部１６の詳細構成を示すブロック図である。
【００４０】
図３において、判定部１６は、入力信号受信部２１、コヒーレンス係数レンジ計算部２２、ｍｏｄＧＩレンジ計算部２３、目的音区間判定部２４及び判定結果送信部２５を有する。
【００４１】
判定部１６は、コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）及びｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）に基づいて、入力音信号が目的音（異音）であるか否かを判定するものである。
【００４２】
入力信号受信部２１は、コヒーレンス係数計算部１４からのコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）及びｍｏｄＧＩ計算部１５からのｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）を取込むものである。
【００４３】
コヒーレンス係数レンジ計算部２２は、ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）の系列内の最小値と最大値を公知の探索アルゴリズムで探し、両者の差ｒａｎｇｅ＿ｃｏｅｆを算出するものである。
【００４４】
ｍｏｄＧＩレンジ計算部２３は、ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）の系列内の最小値と最大値を公知の探索アルゴリズムで探し、両者の差ｒｅｎｇｅ＿ｍｏｄＧＩを算出するものである。
【００４５】
目的音区間判定部２４は、コヒーレンス係数レンジ計算部２２で算出されたｒａｎｇｅ＿ｃｏｅｆとｍｏｄＧＩレンジ計算部２３で算出されたｒｅｎｇｅ＿ｍｏｄＧＩを用いて、入力音信号が目的音（異音）であるか否かを判定するものである。
【００４６】
判定結果送信部２５は、目的音区間判定部２４による判定結果ｒｅｓ（Ｋ）を図示しない信号処理部に送信するものである。判定結果ｒｅｓ（Ｋ）は、例えば、信号処理部（例えば、ボイススイッチ処理部）で利用される。
【００４７】
（Ａ−３）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係る目的音区間判定装置１０の動作を、図面を参照しながら、全体動作、判定部１６における動作の順に説明する。
【００４８】
一対のマイクロホンｍ１及びｍ２から入力された信号ｓ１（ｎ）、ｓ２（ｎ）はそれぞれ、ＦＦＴ部１１によって時間領域から周波数領域の信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）、Ｘ２（ｆ，Ｋ）に変換された後、第１及び第２の指向性形成部１２及び１３のそれぞれによって、所定の方位に死角を有する指向性信号Ｂ１(ｆ，Ｋ)、Ｂ２（ｆ，Ｋ）が生成される。そして、コヒーレンス係数計算部１４において、指向性信号Ｂ１（ｆ，Ｋ）及びＢ２（ｆ，Ｋ）が適用されて、（６）式の演算が実行され、コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）が算出されてｍｏｄＧＩ計算部１５及び判定部１６に与えられる。ｍｏｄＧＩ計算部１５においては、コヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）についてのｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）が例えば(１)式に従って算出されて判定部１６に与えられる。
【００４９】
図４は、第１の実施形態に係る判定部１６の動作を示すフローチャートである。図４に示す動作は、処理対象フレームＫが新たなフレームに切り替わる毎に繰り返し実行される。
【００５０】
入力信号受信部２１は、コヒーレンス係数計算部１４からのコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）及びｍｏｄＧＩ計算部１５からのｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ）を受信する（Ｓ１０１）。
【００５１】
コヒーレンス係数レンジ計算部２２は、全ての周波数成分のコヒーレンス係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）の中の最大値ＭＡＸ（ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ））と最小値ＭＩＮ（ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ））とを探索し、探索で得られた最大値ＭＡＸ（ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ））と最小値ＭＩＮ（ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ））との差ｒａｎｇｅ＿ｃｏｅｆ（Ｋ）を算出する（ステップＳ１０２）。
【００５２】
ｍｏｄＧＩレンジ計算部２３は、全ての周波数成分のｍｏｄＧＩ値ｍｏｄＧＩの中の最大値ＭＡＸ（ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ））と最小値ＭＩＮ（ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ））とを探索し、探索で得られた最大値ＭＡＸ（ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ））と最小値ＭＩＮ（ｍｏｄＧＩ（ｆ，Ｋ））との差ｒａｎｇｅ＿ｍｏｄＧＩ（Ｋ）を算出する（ステップＳ１０３）。
【００５３】
目的音区間判定部２４は、算出された差ｒａｎｇｅ＿ｃｏｅｆ（Ｋ）と閾値Ψとを比較する（ステップＳ１０４）。同様に、目的音区間判定部２４は、算出された差ｒａｎｇｅ＿ｍｏｄＧＩ（Ｋ）と閾値Φとを比較する。ここでの閾値Ψは、シミュレーション等によって予め定められるものであり、目的音（異音）に係る差ｒａｎｇｅ＿ｃｏｅｆ（Ｋ）と、非目的音に係る差ｒａｎｇｅ＿ｃｏｅｆ（Ｋ）とを切り分けられる値に選定される。閾値Φについても同様である。
【００５４】
算出された差ｒａｎｇｅ＿ｃｏｅｆ（Ｋ）が閾値Ψ以上であって、算出された差ｒａｎｇｅ＿ｍｏｄＧＩ（Ｋ）が閾値Φより小さい条件のときには、現在の処理対象フレームＫは正面異音の区間内のフレームであると判定する。一方、上記条件を満たさない場合には、現在の処理対象フレームＫは非目的音の区間内のフレームであると判定する。
【００５５】
先述のステップＳ１０４の処理において、正面異音の区間内のフレームであると判定されたフレーム（Ｋ）について、目的音区間判定部２４は、その判定結果ｒｅｓ（Ｋ）に「１」を格納する（ステップＳ１０５）。
【００５６】
先述のステップＳ１０４の処理において、非目的音の区間内のフレームであると判定されたフレーム（Ｋ）について、目的音区間判定部２４は、その判定結果ｒｅｓ（Ｋ）に「０」を格納する（ステップＳ１０６）。なお、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理における判定結果ｒｅｓ（Ｋ）に代入する値（「１」又は「０」）は、一例であり、利用する用途に応じて任意の値を格納しても良い。
【００５７】
目的音区間判定部２４は、パラメータＫをインクリメントする（ステップＳ１０７）。そして、新たなフレームが処理対象フレームＫになって上述した動作が繰り返される。
【００５８】
なお、判定結果ｒｅｓ（Ｋ）は、判定結果送信部２５により図示しない処理部（ボイススイッチ処理部等）に送信される。
【００５９】
（Ａ−４）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、１又は少数の周波数成分だけを含む異音が目的音の場合でも、目的音として判定することができるようになる。これにより、音声以外の成分を対象とした異音検出・検査等にも活用することができるようになる。
【００６０】
（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態に加えて、さらに、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【００６１】
（Ｂ−１）第１の実施形態ではｍｏｄＧＩを適用する場合を示したが、修正される前のＧＩも、信号波形の傾き方向が変化する回数とその大きさを測る指標であるので、第１の実施形態におけるｍｏｄＧＩに代えてＧＩを適用するようにしても良い。
【００６２】
（Ｂ−２）第１の実施形態において、周波数領域の信号で処理していた処理を、可能ならば時間領域の信号で処理するようにしても良い。
【００６３】
（Ｂ−３）本発明は、コヒーレンス係数を得た後の構成に特徴を有し、それ以前の構成は、第１の実施形態のものに必ずしも限定されるものではない。例えば、マイクロホンとして３つ以上を有するマイクロホンアレイの信号を処理してコヒーレンス係数を得、その後、ｍｏｄＧＩ（やＧＩ）を算出して目的音に特有な周波数成分を検出するようにしても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１０…目的音区間判定装置、ｍ１、ｍ２…マイクロホン、１１…ＦＦＴ部、１２…第１の指向性形成部、１３…第２の指向性形成部、１４…コヒーレンス係数計算部、１５…ｍｏｄＧＩ計算部、１６…判定部、２１…入力信号受信部、２２…コヒーレンス係数レンジ計算部、２３…ｍｏｄＧＩレンジ計算部、２４…目的音区間判定部、２５…判定結果送信部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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