信号中に含まれる正弦成分抽出装置、正弦成分抽出方法及びプログラム

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発明の名称	信号中に含まれる正弦成分抽出装置、正弦成分抽出方法及びプログラム
技術分野	IT
出願日	平成27年2月5日
出願番号	特願2014-20582
公開番号	特開2015-165300
登録番号
出願人	国立大学法人電気通信大学
発明者	吉田利信
特許公報	PDFのダウンロードはこちらから
概要	【要約】【課題】入力信号に含まれる正弦成分の周波数，その振幅及び位相を正確に検出する。【解決手段】入力信号に窓関数を乗算してフーリエ変換する。そして、そのフーリエ変換して得た特定の周波数ビンの出力と、その周波数ビンの近傍の周波数ビンの出力との振幅の比を算出する。その比算出結果から、入力信号に含まれる正弦成分の周波数を検出する。得られた入力信号に含まれる正弦成分の周波数から、正弦成分の振幅及び位相を検出する。【特許請求の範囲】【請求項１】入力信号に窓関数を乗算してフーリエ変換するフーリエ変換部と、前記フーリエ変換部が変換して得た特定の周波数ビンの出力の振幅と位相と、その周波数ビンの近傍の周波数ビンの出力の振幅と位相から入力信号に含まれる正弦成分を検出する正弦成分検出部と、前記正弦成分検出部が検出した特定の周波数ビンの出力の位相と、その周波数ビンの近傍の周波数ビンの出力の位相がほぼ同じである周波数ビンについて、それらの出力の振幅の比を算出する比算出部と、前記比算出部が算出した比から前記入力信号に含まれる正弦成分の周波数を検出する周波数検出部とを備える信号中に含まれる正弦成分抽出装置。【請求項２】前記比算出部が算出して抽出した周波数を、正弦成分を定義する式に代入して、正弦成分の振幅又は位相を算出する正弦成分算出部を備えた請求項１に記載の信号中に含まれる正弦成分抽出装置。【請求項３】前記窓関数は、窓長の時間軸中点を時刻０とする実数値偶関数で窓の両端で値が小さくなる特性を持つ関数であり、前記窓長を有限に設定することで、前記フーリエ変換部が短時間フーリエ変換を行う請求項１または２に記載の信号中に含まれる正弦成分抽出装置。【請求項４】前記フーリエ変換部が変換して得た周波数ビンの出力の位相として、第１の正弦成分の位相と第２の正弦成分の位相が含まれ、それぞれの正弦成分の位相が別の複数の周波数ビンの出力から検出されたとき、前記比算出部は、それぞれの位相の２つの周波数ビンの出力の比を算出して、入力信号に含まれる複数の正弦成分を検出する請求項１～３に記載の信号中に含まれる正弦成分抽出装置。【請求項５】前記比算出部が比を算出する周波数ビンは、前記フーリエ変換部が変換して得た周波数ビンの出力の内の極大を検出した周波数ビンと、その極大を検出した周波数ビンの近傍の周波数ビンで位相が等しいあるいはほぼ等しいビンである請求項１～３のいずれかに記載の信号中に含まれる正弦成分抽出装置。【請求項６】前記入力信号は音声信号であり、前記比算出部が算出する周波数は、音声信号に含まれる基本周波数である請求項１～５のいずれかに記載の信号中に含まれる正弦成分抽出装置。【請求項７】入力信号に窓関数を乗算してフーリエ変換するフーリエ変換工程と、前記フーリエ変換工程で変換して得た特定の周波数ビンの出力の振幅と位相と、その周波数ビンの近傍の周波数ビンの出力の振幅と位相から入力信号に含まれる正弦成分を検出する正弦成分検出工程と、前記正弦成分検出工程により検出した特定の周波数ビンの出力の位相と、その周波数ビンの近傍の周波数ビンの出力の位相がほぼ同じである周波数ビンについて、それらの出力の振幅の比を算出する比算出工程と、前記比算出工程で算出した比から前記入力信号に含まれる正弦成分の周波数を検出する周波数検出工程とを含む信号中に含まれる正弦成分抽出方法。【請求項８】入力信号に窓関数を乗算してフーリエ変換するフーリエ変換手順と、前記フーリエ変換手順で変換して得た特定の周波数ビンの出力の振幅と位相と、その周波数ビンの近傍の周波数ビンの出力の振幅と位相から入力信号に含まれる正弦成分を検出する正弦成分検出手順と、前記正弦成分検出手順により検出した特定の周波数ビンの出力の位相と、その周波数ビンの近傍の周波数ビンの出力の位相がほぼ同じである周波数ビンについて、それらの出力の振幅の比を算出する比算出手順と、前記比算出手順で算出した比から前記入力信号に含まれる正弦成分の周波数を検出する周波数検出手順とを、コンピュータに実装して実行させるプログラム。

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