音源分離システム

こちらのページでは、音源分離技術を活かした音のAI「音源分離AI」をご紹介します。
様々な場面で雑音除去を行ったうえで、特定の音を認識し他の音と差別化することができます。

音源分離のしくみ

音源分離とは、複数の音声が混じった環境下で特定の音声のみを抽出する信号処理技術です。AIに学習させることで、人の声・機械音・楽器音など種類を問わず抽出できます。技術的な仕組み（スペクトログラム分解の詳細）は音源分離とAIの関係について（仕組み解説）で詳しく解説しています。ここでは弊社システムでの実例をご紹介します。（図1）

図1では、様々な音が混ざっている工場内の音声から、対象のコネクターをさす音のみを抽出しています。
このように、音源分離技術を用いて元の音声をコネクター音とそれ以外の環境音（雑音）に分けることができます。
抽出後の対象音はコネクターを指す音が正常な完成品の音であるかどうかを判定する材料になります。弊社では音源分離の他に、抽出した音を基にした音の異常判定も行っております。

音の異常判定については　こちら

分離の種類

人の声の分離

雑音から人の声のみを抽出することができます。
さらに、複数の人の声を区別をすることも可能です。

具体的な使用例としては、会議の議事録作成などがあります。
各人の声が区別して認識されることで、発言者を明確にし議事録の作成を容易にすることができます。

・複数の人が同時に話している

・上の音声から１人の声のみ抽出

・抽出された残りの音声

工場での特定音の分離・異音検知

工場内の雑音からモーター音、機械音、スイッチ音、プラスチック音などを抽出し、それぞれの音の正常・異常判定をすることができます。
以下では音源分離によって抽出されたプラスチック音とモーター音の異音判定をご紹介します。実際に工場にて弊社の異音判定システムが導入されています。

特定音の抽出・異音判定：

【プラスチック音判定】
・OK音

・NG音

【モーター音判定】
・OK音

・NG音

楽器の分離

合奏の音声から各楽器パートの音を分離することができます。
学習の精度が上がることで、楽器の種類だけでなく、誰の演奏による楽器音かまで、特定可能となることが期待されています。

この技術により、各楽器の音源分離データが収集されることで、楽器ごとの楽譜を作成する自動採譜が可能となったり、一度しか録音することのできないライブ音源の音質改善やリミックスなどの編集が可能になることも考えられます。

歌の分離

伴奏付きの合唱音声から、歌声と伴奏の音を分離することができます。
この技術により、楽譜購入サイトや楽譜に付随したCDに伴奏音声と歌声の音声を分けて収録し、購入者が練習に役立てることも可能となります。

例）元の曲から伴奏と歌声を分離

・元の曲

・伴奏

・歌声

導入事例

＜製造業での異音検知＞
音源分離により抽出された特定音の異音判定システムを工場に導入しました。

例)大手自動車メーカの工場で稼働。抽出判定精度は98%を記録。

今後の活用例

＜ビデオ会議ツールでのリアルタイム雑音抑制＞

コロナウイルス感染症の影響でリモートワークが推奨される中、
ビデオ会議を行う場面も格段に増加していることと思います。

そこで、いずれはビデオ会議の最中にリアルタイムで周囲の雑音を消し、自分の声のみを相手に聞こえる状態にすることが、弊社の雑音抑制・音源分離の技術により可能になると考えています。

これにより一人ひとりの声の録画データができることで、議事録の作成も容易になると推測されます。

よくある質問

Q. 音源分離AIとは何ですか？
A. 複数の音が混じった環境下で特定の音声のみを抽出する信号処理技術に、AIの学習を組み合わせたシステムです。人の声・機械音・楽器音など種類を問わず抽出できます。

Q. 音源分離AIはどのような場面で使えますか？
A. 工場内の雑音からモーター音・スイッチ音・プラスチック音などの特定音を抽出して異常を判定する用途や、会議の音声から発言者ごとの声を分離する用途、合奏音声から楽器パートを分離する用途、伴奏付き音声から歌声と伴奏を分離する用途などに活用できます。

Q. 実際の導入事例はありますか？
A. はい。音源分離によって抽出した特定音の異音判定システムを、大手自動車メーカーの工場に導入し稼働させた実績があります。

Q. 複数人の会話から特定の1人の声だけを分離できますか？
A. できます。複数人が同時に話している音声から特定の1人の声のみを抽出し、残りの音声と分離することが可能です。会議の議事録作成などで発言者を明確にする用途に活用できます。

Q. 音の異常判定（異音検知）とは別のサービスですか？
A. 音源分離によって抽出した音を基に、その音が正常か異常かを判定する「音の異常判定」を別途提供しています。音源分離と組み合わせて工場の異音検知などに使われています。

Q. 音源分離の技術的な仕組みを詳しく知りたい場合は？
A. スペクトログラム分解などの技術的な仕組みは、ブログ記事「音源分離とAIの関係について（仕組み解説）」で詳しく解説しています。

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