• 대한전자공학회논문지SP
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• 제42권5호
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• pp.165-172
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• 2005

잡음이 존재하는 환경 하에서 음성인식을 실시하는 경우, 잡음을 제거하고 음성을 강조하는 시스템이 필요하다. 따라서 우수한 스펙트럴 분석기강인 인간의 청각계를 모의하는 것은 음성강조에 있어서 효과적이다. 이러한 것을 구현하는 하나의 방법으로서 상호억제라고 하는 청각기강을 적응적으로 사용하는 방법을 제안한다. 이것은 신경회로망에 의해서 잡음의 크기를 추정하여 각 프레임에 대해서 그 크기에 따라서 적응적으로 상호억제 계수와 진폭성분조정 계수를 조정함으로써 음성을 강조하는 방법이다. 스펙트럴왜곡율 척도의 평가로부터 백색잡음뿐만 아니라 유색잡음 및 자동차의 주행잡음에 대해서도 본 방식이 효과적이라는 것을 확인한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권5호
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• pp.90-96
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• 2008

본 논문은 텔레메틱스 단말용 음성인식을 위한 음성향상 단일 칩 알고리듬을 제시한다. 제안된 방법은 잡음제거와 에코제거의 두 단계로 구성되어 있으며, 첫 단계로 크로스 스펙트럼 추정에 기반한 적응필터를 통해 에코를 제거하고, 두번째 단계로 Generalized Gamma분포기반의 LSA 음성추정 방식 추정을 통해 외부 배경잡음을 제거하여 음성의 음질을 향상시킨다. 적은 계산량이 요구되는 제안된 알고리즘을 토대로 구현된 단일 칩의 성능은 다양한 잡음환경에서 신호 대잡음비율과 음성인식 평가에서 기존의 방법보다 향상된 결과를 나타내었다.

• 한국음향학회지
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• 제26권4호
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• pp.153-158
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• 2007

본 논문에서는 비정상적인 잡음 환경에서 음성향상을 위한 새로운 잡음 추정 기법을 제시한다. 제안된 방법은 잡음 전력 추정을 위해 주파수 채널별 음성부재확률 (SAP, Speech Absence Probability)을 선택적 가중 파라미터로 적용하여 음성 구간에서는 기존의 Minimum Statistics (MS)에 의한 잡음전력 추정치에 비중을 두고 비음성 구간에서는 Soft Decision (SD)에 기반한 잡음전력 추정치를 선택하도록 기존의 알고리즘을 결합한다. 제안된 알고리즘의 성능은 다양한 잡음 환경에서 음성향상기법에 적용하여 주관적인 음질평가 결과에 의해 평가하여 기존의 MS 또는 SD에 기반한 방법보다 향상된 결과를 나타내었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제17권2E호
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• pp.38-46
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• 1998

In this paper, we propose a remote speech input device, a new method of user-friendly speech input in spontaneous speech recognition system. We focus the user friendliness on hands-free and microphone independence in speech recognition applications. Our method adopts two algorithms, the automatic speech detection and the microphone array delay-and-sum beamforming (DSBF)-based speech enhancement. The automatic speech detection algorithm is composed of two stages; the detection of speech and nonspeech using the pitch information for the detected speech portion candidate. The DSBF algorithm adopts the time domain cross-correlation method as its time delay estimation. In the performance evaluation, the speech detection algorithm shows within-200 ms start point accuracy of 93%, 99% under 15dB, 20dB, and 25dB signal-to-noise ratio (SNR) environments, respectively and those for the end point are 72%, 89%, and 93% for the corresponding environments, respectively. The classification of speech and nonspeech for the start point detected region of input signal is performed by the pitch information-base method. The percentages of correct classification for speech and nonspeech input are 99% and 90%, respectively. The eight microphone array-based speech enhancement using the DSBF algorithm shows the maximum SNR gaing of 6dB over a single microphone and the error reductin of more than 15% in the spontaneous speech recognition domain.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권4호
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• pp.197-202
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• 2013

Large gains in speech intelligibility can be obtained using the SNR-based binary mask approach. This approach retains the time-frequency (T-F) units of the mixture signal, where the target signal is stronger than the interference noise (masker) (e.g., SNR > 0 dB), and removes the T-F units, where the interfering noise is dominant. This paper introduces two alternative binary masks based on the distortion constraints to improve the speech intelligibility. The distortion constraints are induced by a gain function for estimating the short-time spectral amplitude. One binary mask is designed to retain the speech underestimated (T-F) units while removing the speech overestimated (T-F)units. The other binary mask is designed to retain the noise overestimated (T-F) units while removing noise underestimated (T-F) units. Listening tests with oracle binary masks were conducted to assess the potential of the two binary masks in improving the intelligibility. The results suggested that the two binary masks based on distortion constraints can provide large gains in intelligibility when applied to noise-corrupted speech.

• 한국음향학회지
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• 제41권1호
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• pp.38-44
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• 2022

잡음에 오염된 음성의 명료도와 음질을 향상시키고자 음성 향상을 수행한다. 본 연구에서는 복소값 스펙트럼을 이용한 마스크기반 음성 향상에서 시간 영역 손실함수와 주파수 영역 손실함수에 따른 학습 결과를 비교하였다. 시간 영역의 음성 파형과 주파수 영역의 스펙트럼의 세부정보를 고려해 두 영역의 장점을 활용할 수 있도록 손실함수 조합에 관해 연구를 진행하였다. 시간 영역 손실함수는 Scale Invariant-Source to Noise Ratio(SI-SNR)을 이용해 계산하고, 주파수 영역 손실함수는 복소값 스펙트럼과 크기 스펙트럼을 Mean Squared Error(MSE)로 계산하여 사용하였고, sin 함수를 이용해 위상에 대한 손실함수를 계산하였다. 손실함수 조합은 시간 영역 손실함수인 SI-SNR과 각 주파수 영역 손실함수를 조합하였다. 또한 크기 값과 위상 값을 모두 고려할 수 있도록 SI-SNR과 크기 스펙트럼, 위상에 관련된 손실함수들도 조합하여 실험을 진행하였다. 음성 향상 결과는 Source-to-Distortion Ratio(SDR), Perceptual Evaluation of Speech Quality(PESQ), Short-Time Objective Intelligibility(STOI)를이용해 성능 비교 평가를 진행하였다. 음성 향상 결과를 확인해보기 위해 스펙트럼 상에서 비교를 진행하였다. TIMIT 데이터베이스를 이용한 실험 결과, 시간 영역 또는 주파수 영역 손실함수보다 SI-SNR과 크기 스펙트럼을 조합한 손실함수를 사용하여 음성 향상을 학습했을 때 가장 높은 성능을 보였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 제15회 음성통신 및 신호처리 워크샵(KSCSP 98 15권1호)
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• pp.225-230
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• 1998

In this paper, a Kalman filter approach for enhancing speech signals degraded by statistically independent additive nonstationary noise is developed. The autoregressive hidden markov model is used for modeling the statistical characteristics of both the clean speech signal and the nonstationary noise process. In this case, the speech enhancement comprises a weighted sum of conditional mean estimators for the composite states of the models for the speech and noise, where the weights equal to the posterior probabilities of the composite states, given the noisy speech. The conditional mean estimators use a smoothing spproach based on two Kalmean filters with Markovian switching coefficients, where one of the filters propagates in the forward-time direction with one frame. The proposed method is tested against the noisy speech signals degraded by Gaussian colored noise or nonstationary noise at various input signal-to-noise ratios. An app개ximate improvement of 4.7-5.2 dB is SNR is achieved at input SNR 10 and 15 dB. Also, in a comparison of conventional and the proposed methods, an improvement of the about 0.3 dB in SNR is obtained with our proposed method.

• 말소리와 음성과학
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• 제3권1호
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• pp.87-94
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• 2011

The decision directed (DD) approach is widely used to determine a priori SNR from noisy speech signals. In conventional speech enhancement systems with a DD approach, a priori SNR is estimated by using only the magnitude components and consequently follows a posteriori SNR with one frame delay. We propose a phase-dependent two-step a priori SNR estimator based on the minimum mean square error (MMSE) in the log-mel spectral domain so that we can consider both magnitude and phase information, and it can overcome the performance degradation caused by one frame delay. From the experimental results, the proposed estimator is shown to improve the output SNR of enhanced speech signals by 2.3 dB compared to the conventional DD approach-based system.

• 대한음성학회지:말소리
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• 제60호
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• pp.181-190
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• 2006

This paper describes a speech enhancement scheme that leads to significant improvements in recognition performance when used in the ASR front-end. The proposed approach is based on adaptive comb filtering and an MMSE-related parameter estimator. While adaptive comb filtering reduces noise components remarkably, it is rarely effective in reducing non-stationary noises. Furthermore, due to the uniformly distributed frequency response of the comb-filter, it can cause serious distortion to clean speech signals. This paper proposes an improved comb-filter that adjusts its spectral magnitude to the original speech, based on the speech absence probability and the gain modification function. In addition, we introduce the modified comb filtering-based speech enhancement scheme for ASR in mobile environments. Evaluation experiments carried out using the Aurora 2 database demonstrate that the proposed method outperforms conventional adaptive comb filtering techniques in both clean and noisy environments.

• 한국음향학회지
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• 제19권2호
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• pp.61-67
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• 2000

최근의 디지털 신호처리 기술과 집적 회로 설계 기술의 발달은 보청 시스템의 새로운 가능성을 제공하고 있다. 그러나, 배경 잡음은 여전히 많은 난청자가 호소하는 문제로 남아 있다. 본 논문에서는 임상 실험을 통하여 음성 대역 잡음 환경에서 감음신경성 난청자의 음성 인지 능력과 어음 변별력을 측정한 결과를 제시한다. 또한, 보다 향상된 보청 환경을 제공하기 위하여 보청 시스템의 전처리단으로써 음질 향상 기법을 이용하여 배경 잡음을 제거하였다. 음질 향상 기법은 DSP 보드를 이용하여 실시간 시스템으로 구현되었으며, 이를 이용하여 청력 검사를 실시하였다. 임상 실험을 실시한 결과, 음질 향상 기법은 배경 잡음을 제거함으로써 신호의 SNR을 개선시켜 보청 이득과 결합되어 감음신경성 난청자의 음성 변별력을 크게 향상시켰다.