• 제목/요약/키워드: Average Magnitude Difference Function (AMDF)

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AMDF 함수를 이용한 음성 신호의 피치 추정 Algorithm들에 관한 연구 (A Study of the Pitch Estimation Algorithms of Speech Signal by Using Average Magnitude Difference Function (AMDF))

  • 소신애;이강희;유광복;임하영;박지수
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.235-242
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    • 2017
  • 본 논문은 음성 신호의 Average Magnitude Difference Function (AMDF)에서 peaks (혹은 nulls)들을 찾는 알고리즘들을 제안하였다. AMDF 함수는 Autocorrelation Function (ACF)과 같이 음성 신호의 피치를 추정하는 함수로 널리 사용 하고 있다. 음성신호에서 fundamental frequency (F0)를 estimation하는 것은 매우 중요한 task이며 또한 상당한 어려움이 따른다는 것이 여러 연구들을 통해서 잘 알려진 사실이다. 본 논문에서는 AMDF 함수의 특성을 이용하여 개발한 두 가지의 알고리즘을 제시하였다. 첫째는 Local Minima에 Threshold 값을 적용하여 피치 주기를 측정 할 수 있는 nulls들을 찾아내는 알고리즘이고, 다음은 AMDF 함수와 ACF 함수 사이의 관계식을 응용한 알고리즘이다. 한국어의 감정 표현 언어들로 구성된 제시문을 널리 사용하고 있는 상용 기기로 녹음한 음성 신호를 본 논문이 제안한 알고리즘들에 적용하여서 시뮬레이션을 통해 음성 신호의 피치 주기를 측정하여서 그 성능을 알아보았다.

Peak 검출과 AMDF에 의한 고속도 음성주기 추출방법 (A High Speed Pitch Extraction Method Based on Peak Detection and AMDF)

  • 성원용;은종관
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.38-44
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    • 1980
  • 본 논문에서는 peak 검출과 average magnitude difference function (AMDF)방법을 이용해서 음성의 주기를 고속도로 추출하는 방법이 연구되었다. 먼저 입력 음성을 800Hz로 대역폭을 줄인다음 Pitch peak가 될 만한 몇개의 Peak을 검출한다. 그 다음 이들 peak들의 값을 갖고 AMDF를 계산해서 이들 값들 중에서 최소의 AMDF치를 갖는 peak를 원하는 음성주기로 결정을 한다. 이 방법을 사용하여 음성의 주기를 검출하면 타 음성주기 추출방법 보다 훨씬 적은 계산 시간이 소요될 분만 아니라 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있다.

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Performance Evaluation of Novel AMDF-Based Pitch Detection Scheme

  • Kumar, Sandeep
    • ETRI Journal
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    • 제38권3호
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    • pp.425-434
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    • 2016
  • A novel average magnitude difference function (AMDF)-based pitch detection scheme (PDS) is proposed to achieve better performance in speech quality. A performance evaluation of the proposed PDS is carried out through both a simulation and a real-time implementation of a speech analysis-synthesis system. The parameters used to compare the performance of the proposed PDS with that of PDSs that are based on either a cepstrum, an autocorrelation function (ACF), an AMDF, or circular AMDF (CAMDF) methods are as follows: percentage gross pitch error (%GPE); a subjective listening test; an objective speech quality assessment; a speech intelligibility test; a synthesized speech waveform; computation time; and memory consumption. The proposed PDS results in lower %GPE and better synthesized speech quality and intelligibility for different speech signals as compared to the cepstrum-, ACF-, AMDF-, and CAMDF-based PDSs. The computational time of the proposed PDS is also less than that for the cepstrum-, ACF-, and CAMDF-based PDSs. Moreover, the total memory consumed by the proposed PDS is less than that for the ACF- and cepstrum-based PDSs.

음원위치 추정 시스템에서 속도향상을 위한 AMDF의 적용 (Application of AMDF for Improvement of algorithm in estimation sytem of speech source)

  • 송도훈
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제5권
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    • pp.64-67
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    • 1998
  • 원격지간 화상회의 시스템에서 화자의 위치에 따른 카메라 제어를 위해서는 마이크로폰 배렬(Microphone Array)로 수음한 음성신호에 대해 각 마이크로폰간의 빠른 지연시간 추정이 요구된다. 본 연구에서는 음원위치 추정을 위한 지연시간(Time delay) 계산을 위해 AMDF(Average Magnitude Difference Function)를 적용하여 연산시간을 단축시키는데 목적을 두고 있다. 기본의 상호상관함수 (Cross-correlation )알고리즘 과 본 연구에서 적용한 AMDF 알고리즘을 비교하기 위해 SNR 10dB 와 20dB 인 200Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz의 정현파 합성신호와 단음절 음성신호에 대해 시뮬레이션을 행하였다. 시뮬레이션 결과 AMDF 알고리즘의 정확한 지연시간 추정을 확인하였다.

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AMDF의 회전변환을 이용한 피치 주기 검출 알고리즘 (Pitch Period Detection Algorithm Using Rotation Transform of AMDF)

  • 서현수;배상범;김남호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.1019-1022
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    • 2005
  • 최근 정보 통신 기술의 급속한 발전에 의해 음성 신호 처리에 관련된 많은 연구가 진행됨에 따라 피치 주기는 음성 인식, 화자 식별, 음성 분석 및 합성 등과 같은 많은 응용분야에서 중요한 요소로써 적용되고 있다. 이러한 피치 주기 검출에 관련된 시간 영역과 주파수 영역에서의 많은 알고리즘이 제안되었으며, 시간 영역의 피치 검출 알고리즘의 하나인 AMDF(average magnitude difference function)는 각 valley점의 거리를 피치 주기로 계산한다. 그러나 피치 주기 검출을 위한 valley점 선정에 있어서 알고리즘이 복잡해지는 문제점이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 AMDF의 회전변환을 이용하여 전체 최소 valley점을 음성 신호의 피치 주기로 인식하는 간단한 알고리즘을 제안하였으며, 음성의 시작구간에 대해 경계값을 설정하여 피치 주기 선정에 대한 판단기준으로 사용하였다. 그리고 제안한 알고리즘을 시뮬레이션을 통해 기존의 방법들과 비교하였다.

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소음환경에 강인한 피치주기 검출 알고리즘에 관한 연구 (A Study on the Robust Pitch Period Detection Algorithm in Noisy Environments)

  • 서현수;배상범;김남호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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    • pp.481-484
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    • 2006
  • 음성 신호의 피치주기 검출 알고리즘은 음성 인식, 화자 식별 등의 다양한 음성 신호 처리 분야에 적용되고 있으며, 시간영역과 주파수영역에서 많은 연구가 진행되고 있다. 피치주기 검출 알고리즘의 하나인 AMDF(average magnitude difference function)는 연산속도가 빠른 장점이 있지만, 피치주기 검출을 위한 valley점 선정에 있어서 알고리즘이 복잡해지는 문제점이 발생한다. 또한 이러한 피치주기 검출 알고리즘이 실생활에 응용되기 위해서는 다양한 환경에서 발생하는 소음으로부터 강인한 특성을 가져야 한다. 따라서, 본 논문에서는 변형된 AMDF 알고리즘을 이용하여 피치주기 검출을 위한 전체 최소 valley점 선정을 보다 용이하게 하였으며, 테스트 신호로써 지하철 등과 같은 소음환경에서의 음성신호를 사용하였다.

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Real-time implementation and performance evaluation of speech classifiers in speech analysis-synthesis

  • Kumar, Sandeep
    • ETRI Journal
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    • 제43권1호
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    • pp.82-94
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    • 2021
  • In this work, six voiced/unvoiced speech classifiers based on the autocorrelation function (ACF), average magnitude difference function (AMDF), cepstrum, weighted ACF (WACF), zero crossing rate and energy of the signal (ZCR-E), and neural networks (NNs) have been simulated and implemented in real time using the TMS320C6713 DSP starter kit. These speech classifiers have been integrated into a linear-predictive-coding-based speech analysis-synthesis system and their performance has been compared in terms of the percentage of the voiced/unvoiced classification accuracy, speech quality, and computation time. The results of the percentage of the voiced/unvoiced classification accuracy and speech quality show that the NN-based speech classifier performs better than the ACF-, AMDF-, cepstrum-, WACF- and ZCR-E-based speech classifiers for both clean and noisy environments. The computation time results show that the AMDF-based speech classifier is computationally simple, and thus its computation time is less than that of other speech classifiers, while that of the NN-based speech classifier is greater compared with other classifiers.

고차 미분에너지 기반 노인 음성에서의 음성 구간 검출 알고리즘 연구 (Development of Voice Activity Detection Algorithm for Elderly Voice based on the Higher Order Differential Energy Operator)

  • 이지연
    • 디지털융복합연구
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    • 제14권11호
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    • pp.249-255
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    • 2016
  • 노인 음성은 연령에 따른 호흡, 발성, 공명 등의 생리적 변화에 의하여 다량의 잡음이 발생된다. 따라서 노인 음성으로 음성인식 및 합성, 분석 소프트웨어등과 같은 융복합 헬스케어 기기를 동작시키고자 할 때, 성능을 저하시키는 결과를 야기한다. 그러므로 노인 음성을 분석하여 그들의 목소리로 다양한 헬스케어 기기를 잘 운영할 수 있는 위한 연구 개발이 필요하다. 따라서 본 연구는 노인 음성 잡음을 고려하여 기존의 대칭 구조 고차 미분 에너지 함수를 이용하여 노인 음성에서의 음성 구간 검출 알고리즘을 연구하였으며, 자기상관함수와 AMDF 방법과 비교하여 노인 음성에서의 음성 구간 검출에 보다 우수한 성능을 가지는 것을 확인하였다. 본 논문에서 제시하는 음성 구간 검출 알고리즘은 노인을 위한 음성 인터페이스에 적용함으로써 노인들의 스마트 기기에의 접근성을 높이고, 더 나아가 노인들을 위한 융복합 웨어러블 디바이스 성능 개선 및 다양한 개발이 가능할 것으로 전망한다.

변형된 AMDF를 이용한 피치 주기 검출 알고리즘 (Pitch Period Detection Algorithm Using Modified AMDF)

  • 서현수;배상범;김남호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.23-28
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    • 2006
  • 피치 주기는 음성 인식, 화자 식별, 음성 분석 및 합성 등과 같은 음성 신호 처리 분야에 있어서 중요한 요소이며, 이러한 피치 주기 검출에 관련된 다양한 알고리즘이 지금까지 연구되고 있다. 피치 검출에 사용되는 알고리즘의 하나인 AMDF(average magnitude difference function)는 각 계곡점의 거리를 피치 주기로 계산한다. 이때, 피치 주기 검출을 위한 계곡점 선정에 있어서 알고리즘이 복잡해지는 문제점이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 AMDF의 회전변환을 이용하여 전체 최소 계곡점을 음성 신호의 피치 주기로 검출하는 간단한 알고리즘을 제안하였으며, 시뮬레이션을 통해 기존의 방법들과 비교하였다.

변형된 AMDF를 이용한 음성 신호의 피치 주기 검출에 관한 연구 (A Study on Pitch Period Detection of Speech Signal Using Modified AMDF)

  • 서현수;배상범;김남호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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    • pp.515-519
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    • 2005
  • 음성 신호 처리에서 중요한 요소인 피치 주기는 음성 인식, 화자 식별, 음성 분석 및 합성 등의 많은 분야에 이용되고 있으며, 피치 검출에 관련된 다양한 알고리즘이 지금까지 연구되고 있다. 피치검출에 사용되는 알고리즘의 하나인 AMDF(average magnitude difference function)는 각 valley점의 거리를 피치 주기로 계산한다. 이 때 피치 주기 검출을 위한 valley점 선정에 있어서 계산량이 증가하는 문제점이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 변형된 AMDF를 이용하여 전체 최소 valley점을 음성 신호의 피치 주기로 검출하는 간단한 알고리즘을 사용하였으며, 시뮬레이션을 통해 기존의 방법들과 비교하였다.

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