BGNEstimator

表6.33:BGNEstimatorのパラメータ表 パラメータ名 型 デフォルト値 単位 説明

DELTA float 3.0 パワー比閾値

L int 150 [frame] 検出時間幅

ALPHA S float 0.7 入力信号の平滑化係数

NOISE COMPENS float 1.0 定常ノイズの混入率

ALPHA D MIN float 0.05 平滑化係数の最小値

NUM INIT FRAME int 100 [frame] 初期化フレーム数

出力

NOISE POWER :Matrix<float>型． 推定された定常ノイズのパワースペクトル．

パラメータ

DELTA :float型．3.0がデフォルト値． パワースペクトルの周波数ビンに音声などの目的音が含まれてい るかどうかの閾値．大きい値にすると，より多くのパワーを定常ノイズとみなす．

L :int型．150がデフォルト値． 目的音が含まれるかの判断基準となる，過去最もパワーの小さいスペクト ル(定常ノイズ成分)を保持する時間．AudioStreamFromWaveノードなどで指定されるADVANCEパラ メータ分のシフトが行われる回数として指定する．

ALPHA S : float型．0.7がデフォルト値． 入力信号を時間方向に平滑化する際の係数． 値が大きいほど，

過去のフレームの値の重みを大きく平滑化する．

NOISE COMPENS :float型．1.0がデフォルト値． 目的音が含まれないと判断されたフレームを，定常ノ イズとして重みづけして加算する(定常ノイズの平滑化)ときの重み．

ALPHA D MIN :float型．0.05がデフォルト値． 定常ノイズの平滑化処理で，目的音が含まれたと判断さ れたフレームのパワースペクトルを加える際の最小重み．

NUM INIT FRAME :int型．100がデフォルト値． 処理を開始した際，このフレーム数だけ目的音の有無 判定を行わず，全て定常ノイズとみなす．

ノードの詳細

以下では，定常ノイズを導出する過程を示す．時間，周波数，チャネルインデックスは 表6.1に準拠する．

導出のフローは，図6.45の通り．

1． 時間方向，周波数方向平滑化: 時間方向の平滑化は，入力パワースペクトルS(f,ki)と，前フレームの定 常ノイズパワースペクトルλ(f −1,k_i)の内分により行う．

S_m^smo,t(f,ki) = αsλm(f −1,ki)+(1−αs)Sm(f,ki) (6.19) 周波数方向の平滑化は，時間平滑化されたS_m^smo,t(f,ki)に対して行う．

S^smo_m (f,k_i) = 0.25S_m^smo(f,k_i−1)+0.5S_m^smo(f,k_i)+0.25S^smo_m (f,k_i+1) (6.20)

表6.34:変数表

変数名 対応パラメータ，または，説明

S(f,ki)=[S1(f,ki), ...,SM(f,ki)]^T 時間フレーム f，周波数ビンkiの入力パワースペクトル λ(f,k_i)=[λ1(f,k_i), ..., λM(f,k_i)]^T 推定されたノイズスペクトル

δ DELTA，デフォルト0.3

L L，デフォルト150

αs ALPHA S，デフォルト0.7

θ NOISE COMPENS，デフォルト1.0

α^min_d ALPHA D MIN，デフォルト0.05

N NUM INIT FRAME，デフォルト100

BGNEstimator module

1. Time, Frequency Smoothing

2. Update Minimum Energy

3. Background Noise Estimation

S (f, k

): ^INPUT

λ ( f, k

): ^OUTPUT S

(f, k

)

S

(f, k

)

図6.45:定常ノイズ推定の流れ

2． 最小エネルギーーの更新: 目的音の有無を判定するため，処理を開始してからの各チャネル，周波数ビン についての最小のエネルギーーS^minを計算する．S^minは，各チャネル，周波数ビンごとの，処理を開始して からの最小エネルギーーで，S^tmpは，Lフレームごとに更新される暫定最小エネルギーーである．

S^tmpm (f,ki) = 

 S_m^smo(f,ki), if f =nL

min{S^tmp_m (f−1,k_i),S_m^smo(f,k_i)}, if f ,nL (6.21) S^min_m (f,k_i) = 

 min{S^tmp_m (f−1,ki),S_m^smo(f,ki)}, if f =nL

min{S^min_m (f −1,ki),S_m^smo(f,ki)}, if f ,nL (6.22) ただし，nは任意の整数である．

3． 定常ノイズ推定:

1. 目的音有無の判定

以下にいずれかが成り立つ場合，該当する時間，周波数に目的音のパワーは存在せず，ノイズのみがあ るとみなされる．

S_m^smo(f,k_i) < δS^min_m (f,k_i)または (6.23)

f < Nまたは (6.24)

S_m^smo(f,ki) < λm(f −1,ki) (6.25)

2. 平滑化係数の算出

定常ノイズのパワーを計算する際に用いられる平滑化係数αdは，

αd = 





1

f+1, if (_f¹₊₁ ≥α^min_d ) α^min_d , if (_t+¹₁ < α^min_d )

0 (目的音が含まれるとき)

(6.26)

として計算する．定常ノイズは以下の式によって求める．

λm(f,ki) = (1−αd)λm(f −1,ki)+αdθSm(f,ki) (6.27)