본 논문에서는 40 kHz 초음파 신호를 입 주변에 쏘고, 되돌아오는 초음파 신호를 이용해 음성신호를 합성하는 방법을 소개하고 성능을 평가하였다. 발성하고 있는 입주변에 초음파를 방사하게 되면, 입술, 턱, 뺨 등의 움직임으로 인한 변위로 도플러 현상이 발생하고, 이에 따라 반사 신호에는 본래의 주파수 성분과는 다른 도플러 주파수가 관찰되는데, 본 논문에서는 이러한 도플러 주파수를 이용하여 음성 파라메터를 추정하도록 하였다. 음성합성에 앞서서 초음파 도플러 신호와 음성 신호 간의 상관관계를 각 주파수 별로 분석하였으며, 이로부터 초음파 도플러 신호를 이용한 음성 신호의 합성 가능성을 살펴보았다. 변환에는 초음파 도플러의 정적, 동적 특성을 함께 반영한 특징 변수를 사용하였으며 결합-혼합 가우시안 기법을 이용하여 음성 파라메터로 변환하였다. 5명의 피 실험자를 이용한 음성 합성 실험에서 필터뱅크 에너지 값을 초음파신호의 특징변수로, LPC(Linear Predictive Coefficient) 켑스트럼 계수를 음성 변수로 사용하는 경우 가장 우수한 변환 성능을 나타내었다. 음성신호에서 추출한 여기신호를 이용하여 합성음을 생성하고, 이를 청취하였을 때 72.2 %의 평균 인식율이 얻어짐을 확인할 수 있었다.
A Vowel of speech signals are multicomponent signals composed of AM-FM components whose instantaneous frequency and instantaneous amplitude are time-varying. The changes of emotion states cause the variation of the instantaneous frequencies and the instantaneous amplitudes of AM-FM components. Therefore, it is important to estimate exactly the instantaneous frequencies and the instantaneous amplitudes of AM-FM components for the extraction of key information representing emotion states and changes in speech signals. In tills paper, firstly a method decomposing speech signals into AM - FM components is addressed. Secondly, the fundamental frequency of vowel sound is estimated by the simple method based on the spectrogram. The estimate of the fundamental frequency is used for decomposing speech signals into AM-FM components. Thirdly, an estimation method is suggested for separation of the instantaneous frequencies and the instantaneous amplitudes of the decomposed AM - FM components, based on Hilbert transform and the demodulation property of the extended Fourier transform. The estimates of the instantaneous frequencies and the instantaneous amplitudes can be used for modification of the spectral distribution and smooth connection of two words in the speech synthesis systems based on a corpus.
This paper provides a method for speech detection. After first order FIR filtering on the speech signals, we applied the conventional method of endpoint detection which utilizes the energy as the criterion in separating signals from background noise. By FIR filtering, only the Fourier components with large values of [amplitude x frequency] become significant in energy profile. By applying this procedure to the 445-words database constructed from ETRI, we confirmed that the low-amplitude noise and/or the low-frequency noise are separated clearly from the speech signals, thereby enhancing the feasibility of ideal endpoint detections.
In this paper, a new speech enhancement method for speech signal corrupted by environmental noise is proposed. Two signals are obtained from the microphone and from the accelerometer attached to the neck, respectively. Since two signals are generated from same source signal, both signals are closely correlated. And environmental noise has no effect on the accelerometer signal. The speech enhancement system identifies the optimum linear system between two signals on the basis of the dependence between the signals. The enhanced speech can be obtained by filtering the noise-free accelerometer signal. Since the characteristcs of the speech signal and environmental noise are changing with time, adaptive filtering system has to be used for characterizing the time-varing system. Simulation results show 7dB enhancement with 0dB speech signal level relative to the white noise.
본 논문은 혼합 음성 신호로부터 크기와 위상 정보를 모두 고려하여 목표 음성 신호를 추출하고 향상하는 음성 분리 알고리듬을 제안한다.기존 연구에서는 혼합된 음성 신호의 로그 전력 스펙트럼 값이 시간-주파수 영역에서 서로 독립이라고 가정한 통계적 모델을 적용하기 때문에 음성 분리 결과 파형에 불연속을 야기한다. 본 논문에서는 이러한 불연속을 감소시키기 위하여 시간-주파수 영역에서의 스무딩 필터를 적용한다. 음성 분리 성능을 더욱 향상시키기 위하여 음성 신호의 크기와 함께 위상 정보를 고려하는 통계적 모델을 제안한다. 실혐 결과, 제안된 알고리즘이 기존의 크기 정보만을 사용한 알고리즘에 비하여 1.5 dB의 화자대간섭비 (SIR)를 개선하는 것으로 나타난다.
In this paper, we describe a new algorithm for deciding whether a given segment of a speech signal is classified as voiced speech, unvoiced speech, or silence, based on parameters made on the signal. The measured parameters for the voiced-unvoiced classfication are the areas of each Zero crossing interval, which is given by multiplication of the magnitude by the inverse zero corssing rate of speech signals. The employed parameter for the unvoiced-silence classification, also, are each of positive area summation during four milisecond interval for the high frequency emphasized speech signals.
This paper deals with the correlation between physical fatigue and speech signals. A treadmill task to increase fatigue and a set of subjective questionnaire for rating tiredness were designed. The results from the questionnaire and the collected bio-signals showed that the designed task imposes physical fatigue. The t-test for two-related-samples between the speech signals and fatigue showed that the parameters statistically significant to fatigue are fundamental frequency, first and second formant frequencies, long term average spectral slope, smoothed pitch perturbation quotient, relative average perturbation, pitch perturbation quotient, cepstral peak prominence, and harmonics to noise ratio. According to the experimental results, it is shown that mouth is opened small and voice is changed to be breathy as the physical fatigue accumulates.
We propose a new method to apply shape analysis techniques to a computational auditory scene analysis (CASA)-based speech separation system. The conventional CASA-based speech separation system extracts speech signals from a mixture of speech and noise signals. In the proposed method, we complement the missing speech signals by applying the shape analysis techniques such as labelling and distance function. In the speech separation experiment, the proposed method improves signal-to-noise ratio by 6.6 dB. When the proposed method is used as a front-end of speech recognizers, it improves recognition accuracy by 22% for the speech-shaped stationary noise condition and 7.2% for the two-talker noise condition at the target-to-masker ratio than or equal to -3 dB.
음성 신호는 자음 신호과 모음 신호의 결합으로 이루어져 있지만 그 특성상 자음보다는 모음 신호의 지속시간이 길다. 따라서 전체적으로 음성 신호 블록들 사이의 상관관계가 상당히 크다고 간주할 수 있다. 음성신호를 128개의 데이터를 갖는 블록들로 나눈 후 각 블록의 FFT를 구한다. 이 중에서 모음의 에너지가 집중되어 있는 저주파수 부분만 취하여 이웃 블록들과의 공분산 행렬을 구하고 이 행렬로부터 고유값을 계산해 낸다. 이 중 첫 번 째 고유값은 주성분과 관련이 있다. 다양한 음성파일들을 이용하여 비교적 값이 큰 첫 번째, 두 번째, 세 번째 고유값과 이들을 합한 고유값이 각 음성 파일에서 어떻게 나타나는지 그 분포를 알아보고 이것들이 음성신호가 아닌 자동차 소음 신호와 같은 잡음 신호의 고유값 분포와 어떻게 다른지 분석한다.
In this paper, I would like to propose a dividing method by estimating the inflection points and the average magnitude energy in speech signals. The method proposed in this paper gave not only a satisfactory solution for the problems on dividing method by zero-crossing rate, but could estimate the feature of the transient period after dividing the starting point and transient period in speech signals before steady state. In the results of the experiment carried out with monosyllabic speech, it was found that even through speech samples indicated in D.C. level, the staring and ending point of the speech signals were exactly divided by the method. In addition to the results, I could compare with the features, such as the length of transient period, the short term energy, the frequency characteristics, in each speech signal.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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