• ETRI Journal
• /
• 제37권4호
• /
• pp.780-786
• /
• 2015

This paper describes an audio source separation that is based on nonnegative matrix factorization (NMF) and expectation maximization (EM). For stable and highperformance separation, an effective auxiliary source separation that extracts source residuals and reprojects them onto proper sources is proposed by taking into account an ambiguous region among sources and a source's refinement. Specifically, an additional NMF (model) is designed for the ambiguous region - whose elements are not easily represented by any existing or predefined NMFs of the sources. The residual signal can be extracted by inserting the aforementioned model into the NMF-EM-based audio separation. Then, it is refined by the weighted parameters of the separation and reprojected onto the separated sources. Experimental results demonstrate that the proposed scheme (outlined above) is more stable and outperforms existing algorithms by, on average, 4.4 dB in terms of the source distortion ratio.

• ETRI Journal
• /
• 제46권4호
• /
• pp.697-707
• /
• 2024

Music identification is widely regarded as a solved problem for music searching in quiet environments, but its performance tends to degrade in TV broadcast audio owing to the presence of dialogue or sound effects. In addition, constructing an accurate dataset for measuring the performance of background music monitoring in TV broadcast audio is challenging. We propose a framework for monitoring background music by automatic identification and introduce a background music cue sheet. The framework comprises three main components: music identification, music-speech separation, and music detection. In addition, we introduce the Cue-K-Drama dataset, which includes reference songs, audio tracks from 60 episodes of five Korean TV drama series, and corresponding cue sheets that provide the start and end timestamps of background music. Experimental results on the constructed and existing datasets demonstrate that the proposed framework, which incorporates music identification with music-speech separation and music detection, effectively enhances TV broadcast audio monitoring.

• 방송공학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.169-179
• /
• 2016

오늘날 UHDTV (Ultra-High-Definition TV) 시대에 사용될 멀티미디어 부호화기로 MPEG-H에 대한 표준화가 진행되고 있다. 향후 방송용 오디오 콘텐츠는 채널 기반 오디오 콘텐츠에서 진화하여 객체 기반 오디오 콘텐츠까지도 포함하게 될 예정이다. 이에 따라, 채널 기반 오디오 콘텐츠의 객체 기반 오디오 콘텐츠로의 유기적인 변환이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 이러한 유기적인 변환을 실현 가능하게 할 수 있는 비균등 선형 마이크로폰 어레이 기반의 음원분리 기법을 제안한다. 제안된 기법은 주어진 어레이 배치에 따라 채널간의 시간차를 분석하고, 분석된 시간차에 따라 주파수별로 특정 방위각에 위치한 입력 오디오 신호의 spectral magnitude를 예측한다. 이후, azimuth와 width 파라메타를 조정함으로써 객체 오디오 생성을 위한 음원을 분리한다. 제안된 음원분리 기법의 성능을 평가하기 위하여 객관적 음원분리 지표 및 분리정확도를 측정하였고, 최소 분산 무손실 응답 빔형성기와 독립 성분 분석 기법 등 기존 음원분리 기법과의 그 성능을 비교하였다. 비교 결과, 제안된 기법이 기존 음원분리 기법들에 비하여 우수한 음원분리 성능을 보이는 것을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.332-339
• /
• 2012

빔공간 변환(beamspace transform) 기법은 공간 영역의 신호를 입사각 혹은 그 사인함수의 영역으로 변환하는 기법으로, MUSIC과 같은 음원 정위 및 추적(source localization and tracking) 문제나 적응 빔형성(adaptive beamforming)과 같은 문제에서 많이 사용되는 기법이다. 다채널 음원 분리 기법에 사용될 때에는, 음원의 정보 뿐만아니라 해당 음원의 이미지(image)를 재구성하여야 하므로 역변환 기법 또한 중요하다. 본 논문에서는 멀티 채널 음원 분리 기법을 위한 빔공간 변환 기법과 그 역변환 기법에 대하여 고찰하였으며, 특히 빔공간-영역 다채널 비음수 행렬 분해 기법에 적용되었을 때 그 성능에 미치는 영향을 중점적으로 살펴보았다.

• 한국음향학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.317-331
• /
• 2012

본 논문에서는 다채널 음향 신호의 음원 분리를 수행하기 위하여, 빔공간-영역에서 다채널 비음수 행렬 분해 기법을 이용하는 음원 분리 시스템을 제안한다. 비음수 행렬 분해(NMF) 기법은 음원 분리에서 최근 널리 쓰이는 알고리즘이며, 특히 최근에는 다채널 비음수 행렬 분해(MC-NMF) 기법으로 발전하여 다채널 음향 신호에 대해서 적용되고 있다. 본 논문에서 제안하는 다채널 비음수 행렬 분해 기법은 빔공간-영역에서 수행되어, 기존의 다채널 비음수 행렬 분해 기법에 비해 좋은 성능을 가진다. 제안되는 비음수 행렬 분해 기법은 SiSEC 2010의 데이터셋을 이용하여 검증되었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.31-34
• /
• 2013

본 논문은 4세대 이동통신인 Long Term Evolution (LTE) 단말기에 의해 발생된 간섭 신호가 음향기기에 유입되었을 때 음향기기의 잡음영향에 대해 검토하였다. 먼저, LTE 송신 신호에 대한 분석 및 측정을 바탕으로 음향기기에 간섭을 주는 LTE 간섭 신호는 송신 전력의 크기에 의해 결정됨을 확인하였다. 또한, LTE 단말기의 송신전력 및 단말기와 음향기기간의 거리를 변화시키면서 발생하는 음향기기의 잡음을 측정하였다. 측정 결과, LTE 단말기가 최대 전력(22 dBm)을 송신하더라도 단말기와 음향기기의 거리를 25 cm 이상 이격시킴으로써 음향기기에서 발생하는 잡음을 방지할 수 있었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.303-309
• /
• 2016

본 논문은 자기부호화기를 이용한 음향신호 분리방법을 제안한다. 사용된 복층구조 신경망 자기부호화기는 입력 신호의 효율적인 표현방법을 자동으로 학습하며, 유사한 특징을 가지고 있는 요소신호들을 군집함으로써 다른 특징의 신호들을 분리할 수 있다. 시간영역과 주파수영역의 변이특성을 추출하기 위하여 단구간푸리에변환(Short-Time Fourier Transform, STFT)을 수행하였으며, 정해진 크기의 사각형 창을 모든 가능한 위치에 적용하여 얻은 단구간 주파수 스펙트럼을 자기부호화기의 입력으로 사용하였다. 자기부호화기의 부호노드들의 값을 이용하여 유사한 스펙트럼 창들을 군집하고, 이를 이용하여 원래의 음원들로 분리해 낼 수 있었다. 분리된 원음들은 원래의 입력신호의 특징을 확실히 나타내었으며, 기존의 비음수 행렬분해(Non-negative Matrix Factorization, NMF) 결과와 주파수 스펙트럼 비교를 통해 그 유효성을 보일 수 있었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제10권2호
• /
• pp.175-180
• /
• 2012

This paper presents a blind watermark detection scheme for an additive watermark embedding model. The proposed estimation-correlation-based watermark detector first estimates the embedded watermark by exploiting non-Gaussian of the real-world audio signal and the mutual independence between the host-signal and the embedded watermark and then a correlation-based detector is used to determine the presence or the absence of the watermark. For watermark estimation, blind source separation (BSS) based on independent component analysis (ICA) is used. Low watermark-to-signal ratio (WSR) is one of the limitations of blind detection with the additive embedding model. The proposed detector uses two-stage processing to improve the WSR at the blind detector; the first stage removes the audio spectrum from the watermarked audio signal using linear predictive (LP) filtering and the second stage uses the resulting residue from the LP filtering stage to estimate the embedded watermark using BSS based on ICA. Simulation results show that the proposed detector performs significantly better than existing estimation-correlationbased detection schemes.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• 제24권2E호
• /
• pp.54-60
• /
• 2005

A new multichannel blind deconvolution algorithm is proposed for speech mixtures. It employs unidirectional filters and normalization of gradient terms in the frequency domain. The proposed algorithm is shown to be approximately nonholonomic. Thus it provides improved convergence and separation performances without whitening effect for nonstationary sources such as speech and audio signals. Simulations using real world recordings confirm superior performances over existing algorithms and its usefulness for real applications.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권12호
• /
• pp.191-196
• /
• 2013

본 논문에서는 실제 환경에서 인접 배치된 무지향성 스테레오 마이크로폰을 활용하여 녹음받은 스테레오 오디오 신호를 양이간 강도차에 기반하여 원하는 방위각에 존재하는 음원을 추출하는 음원 분리 기법을 제안한다. 먼저, 최소 분산 무손실 응답빔형성기를 활용하여 스테레오 오디오 신호의 양이간 강도차를 극대화하고, 강도차 기반의 음원 분리 기법을 적용한다. 제안된 기법의 성능을 검증하기 위하여 stereo audio source separation evaluation campaign (SASSEC)에서 제공하는 객관적 성능평가 지표인 source-to-distortion ratio (SDR), source-to-interference ratio (SIR), sources-to-artifacts ratio (SAR)을 측정하였다. 측정한 결과, 음원 분리 기법에 빔형성기까지 적용한 결과가 높은 성능을 보인 것으로 평가되었다.