ガンマトーンフィルター

ガンマトーンフィルタは、ガンマ分布と正弦波トーンの積であるインパルス応答によって記述される線形フィルタです。これは、聴覚システムにおける聴覚フィルタのモデルとして広く使用されています。

ガンマトーン反応は、猫の蝸牛核で測定された回転運動機能の説明として1972年に最初に提案されました。 ^[1]

ガンマトーンインパルス応答は次のように表される。

g(t)=at^{n-1}e^{-2\pi bt}\cos(2\pi ft+\phi ),\,

ここで、 (Hz) は中心周波数、 (ラジアン) は搬送波の位相、は振幅、はフィルタの次数、 (Hz) はフィルタの帯域幅、 (秒) は時間です。 $f$ $\phi$ $a$ $n$ $b$ $t$

この時間領域インパルス応答は、スケールされたガンマ分布関数である振幅エンベロープを持つ正弦波（純音）です。^[2]

ガンマトーンフィルターバンクケプストラム係数 (GFCC) は、最初は音声領域で使用され、その後、水中ターゲット認識の分野で使用された聴覚機能です。^{[引用が必要]ガンマトーンフィルターのバンクは、}メルスケールフィルターバンクとMFCC機能で従来使用されていた三角形フィルターの改良として使用されます。

^{聴覚処理のためのガンマトーンフィルタを刺激するさまざまな方法が、ヨハネスマ[1]、} パターソンら^[3] 、ヒューイットとメディス^{[4] 、リンデバーグとフリバーグ}^[5]によって提示されている。

バリエーション

聴覚フィルタリングのガンマトーンモデルのバリエーションと改良には、複素ガンマトーンフィルタ、ガンマチャープフィルタ、全極および1ゼロガンマトーンフィルタ、両側ガンマトーンフィルタ、フィルタカスケードモデル、およびこれらのさまざまなレベル依存および動的非線形バージョンが含まれます。^[6] LindebergとFribergは、一般化ガンマトーンフィルタの新しいファミリを定義しています。^[5]

参考文献

^ ab PIM Johannesma (1972)。「蝸牛神経核のニューロンの応答前刺激集合体」。IPO聴覚理論シンポジウム。オランダ、アイントホーフェン。pp. 58–69。
^ Slaney, Malcolm (1993). 「Patterson–Holdsworth 聴覚フィルタバンクの効率的な実装」(PDF)。Apple Computer 技術レポート #35。
^ RD Patterson、I. Nimmo-Smith、J. Holdsworth、P. Rice (1987)。「ガンマトーン関数に基づく効率的な聴覚フィルタバンク」。RSREでの聴覚モデリングに関する IOC 音声グループの会議。第 2 巻、第 7 号。{{cite news}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ MJ Hewitt および R. Meddis (1994)。「下丘における単一ユニットの振幅変調感度のコンピュータモデル」。アメリカ音響学会誌。95 (4): 2145–2159。Bibcode : 1994ASAJ ...95.2145H。doi : 10.1121/1.408676。PMID 8201111 。
^ ab T. Lindeberg および A. Friberg (2015). 「聴覚受容野の理想化された計算モデル」. PLOS ONE . 10 (3): e0119032. arXiv : 1404.2037 . Bibcode :2015PLoSO..1019032L. doi : 10.1371/journal.pone.0119032 . PMC 4379182. PMID 25822973 .
^ Richard F. Lyon、Andreas G. Katsiamis、Emmanuel M. Drakakis (2010)。「聴覚フィルタモデルの歴史と将来」(PDF)。Proc . ISCAS。IEEE。

外部リンク

SlaneyのMathematicaでの実装
Cooke の C 実装は 2012-04-14 にWayback Machineでアーカイブされています
C++ でのリアルタイム実装 (PureData 用)
Matlab での Ellis の「ガンマトーンのようなスペクトログラム」

[johannesma-1] PIM Johannesma (1972)。「蝸牛神経核のニューロンの応答前刺激集合体」。IPO聴覚理論シンポジウム。オランダ、アイントホーフェン。pp. 58–69。

[2] Slaney, Malcolm (1993). 「Patterson–Holdsworth 聴覚フィルタバンクの効率的な実装」(PDF)。Apple Computer 技術レポート #35。

[3] RD Patterson、I. Nimmo-Smith、J. Holdsworth、P. Rice (1987)。「ガンマトーン関数に基づく効率的な聴覚フィルタバンク」。RSREでの聴覚モデリングに関する IOC 音声グループの会議。第 2 巻、第 7 号。{{cite news}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[4] MJ Hewitt および R. Meddis (1994)。「下丘における単一ユニットの振幅変調感度のコンピュータモデル」。アメリカ音響学会誌。95 (4): 2145–2159。Bibcode : 1994ASAJ ...95.2145H。doi : 10.1121/1.408676。PMID 8201111 。

[LF-5] T. Lindeberg および A. Friberg (2015). 「聴覚受容野の理想化された計算モデル」. PLOS ONE . 10 (3): e0119032. arXiv : 1404.2037 . Bibcode :2015PLoSO..1019032L. doi : 10.1371/journal.pone.0119032 . PMC 4379182. PMID 25822973 .

[6] Richard F. Lyon、Andreas G. Katsiamis、Emmanuel M. Drakakis (2010)。「聴覚フィルタモデルの歴史と将来」(PDF)。Proc . ISCAS。IEEE。