• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권6호
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• pp.529-534
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• 2009

One of the characteristics of the hearing impaired is that their frequency selectivity is poorer than that of the normal hearing. To compensate this, formant enhancement algorithms and spectral contrast enhancement algorithms have been developed. However in some cases, these algorithms fail to improve the frequency selectivity of the hearing impaired. One of the reasons is the acoustic masking among enhanced formants. In this study, we tried to enhance the formants based on the individual masking characteristic of each subject. The masking characteristic used in this study was minimum level difference (MLD) between the first formant to the second formant while acoustic masking was occurred. If the level difference between the two formants in each frame is larger than the MLD, the gain of the first formant was decreased to reduce the acoustic masking that occurred among formants. As a result of the speech discrimination test, using formant enhanced speeches, speech discrimination score (SDS) of the speeches having differently enhanced formants was significantly superior to SDS of the speeches having equally enhanced formants. It means that suppression of the acoustic masking among formants improve frequency selectivity of the hearing impaired.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.749-758
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• 2019

This paper proposes a data augmentation algorithm to improve the performance of DNN(Deep Neural Network) based speech enhancement. Many deep learning models are exploring algorithms to maximize the performance in limited amount of data. The most commonly used algorithm is the data augmentation which is the technique artificially increases the amount of data. For the effective data augmentation algorithm, we used a formant enhancement method that assign the different weights to the formant frequencies. The DNN model which is trained using the proposed data augmentation algorithm was evaluated in various noise environments. The speech enhancement performance of the DNN model with the proposed data augmentation algorithm was compared with the algorithms which are the DNN model with the conventional data augmentation and without the data augmentation. As a result, the proposed data augmentation algorithm showed the higher speech enhancement performance than the other algorithms.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권5호
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• pp.13-20
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• 2008

청력 손실을 보상하고 난청인이 다른 사람들과 대화할 수 있도록 디지털 보청기 알고리즘은 개발 되어 왔음에도 불구하고, 디지털 보청기 사용자들은 음성을 듣는데 어려움이 있다고 불만을 토로한다. 그 이유는 피드백이나 잔여 노이즈 등에 의해 디지털 보청기를 통한 음성의 질이 이해하기에 불충분하기 때문이다. 또 다른 이유로 포먼트들 사이에서 일어나는 마스킹 현상이 될 수 있다. 이 연구에서 정상 청각 피험자와 노인성 난청을 갖고 있는 난청인 피험자의 마스킹 특성을 측정하여 음성에서의 마스킹에 의한 음성 인지 저하를 확인하기 위한 실험을 하였다. 실험은 순음검사, 어음 청취 역치 검사, 낱말 분별력 검사, 수음 마스킹 검사, 어음 마스킹 검사의 5개 테스트로 이루어졌다. 어음 마스킹 검사에서 각각 어음 세트에 25개의 어음이 사용되었다. 각 어음의 왜곡을 객관적으로 평가하기 위해서 log likelihood ratio (LLR)를 도입하였다. 결과적으로 포먼트 향상의 양을 늘리면 늘릴수록 어음 인지는 낮아졌고, 각 어음 세트에서 각각의 향상된 어음은 통계적으로 비슷한 LLR을 갖지만 어음인지는 그렇지 않게 나타났다. 이것은 왜곡이 아닌 음향 마스킹이 어음 인지에 영향을 준다는 것을 의미한다. 실제로 피험자들 대부분이 맞추지 못한 음성을 주파수 분석한 결과 첫 번째와 두 번째 포먼트 사이의 레벨 차이가 약 35dB이며 이는 순음 마스킹 실험 결과(정상 청각 피험자:36.36dB, 난청인 피험자:32.86dB)와 비슷한 양상을 보였다. 실험 결과에서 볼 수 있듯이 음향 마스킹의 특성은 정상 청각인과 난청인 사이에서 다르게 나타난다. 그렇기 때문에 보청기 착용 전 마스킹 특성을 검사하고, 피팅 시에 적용해야 한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2011년도 하계학술대회
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• pp.122-125
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• 2011

In real environment, background noise exists everywhere and degrades the performance of system. To reduce this distortion, a speech enhancement algorithm can be very useful and variety methods have been proposed. In this paper, we propose a postfilter to improve the performance of optimally modified log-spectral amplitude (OM-LSA) estimator. Proposed algorithm uses the formant postfilter to minimize perceptual distortion caused by background noise. We adjust an emphasizing parameter which is varied by spectral flatness and first reflection coefficient. The performance of the proposed algorithm is evaluated by measuring the log-spectral distance (LSD) and the perceptual evaluation of speech quality (PESQ) score. The test results show the improvement of proposed algorithm compared to conventional OM-LSA.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.411-414
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• 1998

음성의 음질 향상(Speech Enhancement)을 위한 여러 가지 방법 중에서 주파수 차감법(Spectral Subtraction)은 계산량이 적기 때문에 현재 실시간으로 Speech Enhancement를 할 수 있는 가장 적절한 방법이다. 그러나, 이 방법은 원래의 입력음성에 없던 새로운 잡음을 만들어내는 큰 단점이 있는데, 이를 제거하기 위해 많은 연구가 되어오고 있다. 이러한 연구의 방향은 대부분 주변프레임 또는 주변의 주파수 성분과의 평균을 통해 피크값을 무디게 해 줌으로써 새로 생긴 튀는 잡음을 감소시키는 것이다. 이런 방법은 음성자체의 정보 또한 평균이 되어버리게 하는 새로운 단점을 낳는데, 이런 현상은 무성음구간에서 특히 심각해진다. 본 논문에서는 입력음성의 LPC 분석으로 백색필터(Whitening Filter)를 구성하여 이를 통과시킨 잔류신호(Residual)를 주파수 차감하여 얻은 새로운 잔류신호를 역 필터링하여(Synthesis Filter) 개선된 음성을 얻는 방법을 제안하였다. 제안된 알고리듬은, 주파수 차감시 포만트(Formant)의 정보가 더 유지 될 수 있기 때문에 잔류잡음을 줄일 수 있다. 청취 테스트 결과 제안한 방법이 기존의 방법보다 잔류잡음을 더 줄이는 사실을 확인할 수 있었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.21-28
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• 2007

대부분의 보청기에서는 난청인의 청력 손실을 보상하기 위해 음성 증폭 알고리즘과 잡음 및 피드백을 제거하기 위한 알고리즘 등을 사용하고 있고, 음성의 인지율을 높이기 위해서 음성의 대비를 강조하는 알고리즘을 사용한다. 음성 대비 강조 알고리즘 사용 시 과도한 대비증폭에 의해서 포먼트(formant) 사이에서 마스킹 현상이 발생할 수 있다. 마스킹 현상을 확인하기 위해서 6가지의 주관적인 평가와 1가지의 객관적인 평가를 수행하였다. 주관적인 평가로는 순음 검사, 어음 청취 역치 검사, 낱말 분별력 검사, 순음 마스킹 검사, 포먼트 순음 마스킹 검사, 어음 마스킹 검사로 이루어져있고 객관적인 평가를 위해서 LLR(log likelihood ratio)을 도입하였다. 정상 청각 피험자와 난청 피험자의 결과로 미루어 볼 때, 난청 피험자가 마스킹이 잘 일어난다는 것을 볼 수 있었고, 어음을 이용한 마스킹 검사에서는 마스킹에 의해서 난청 피험자에서 어음에 대한 인지율이 떨어지는 결과를 볼 수 있다. 이러한 현상은 포먼트 향상에 의한 왜곡 때문이 아닌 마스킹 때문이다. 그러므로 마스킹 효과의 특성을 조사하여, 보청기 적합 시, 이러한 마스킹 특성을 고려하는 것이 필요하다.

• 말소리와 음성과학
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• 제3권3호
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• pp.19-26
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• 2011

Previous laboratory studies have shown that prosodic structures are encoded in the modulations of phonetic patterns of speech including suprasegmental as well as segmental features. Drawing on a prosodically annotated large-scale speech data from the Buckeye corpus of conversational speech of American English, the current study first evaluated the reliability of prosody annotation by a large number of ordinary listeners and later examined whether and how prosodic prominence influences the phonetic realization of multiple acoustic parameters in everyday conversational speech. The results showed that all the measures of acoustic parameters including pitch, loudness, duration, and spectral balance are increased when heard as prominent. These findings suggest that prosodic prominence enhances the phonetic characteristics of the acoustic parameters. The results also showed that the degree of phonetic enhancement vary depending on the types of the acoustic parameters. With respect to the formant structure, the findings from the present study more consistently support Sonority Expansion Hypothesis than Hyperarticulation Hypothesis, showing that the lexically stressed vowels are hyperarticulated only when hyperarticulation does not interfere with sonority expansion. Taken all into account, the present study showed that prosodic prominence modulates the phonetic realization of the acoustic parameters to the direction of the phonetic strengthening in everyday conversational speech and ordinary listeners are attentive to such phonetic variation associated with prosody in speech perception. However, the present study also showed that in everyday conversational speech there is no single dominant acoustic measure signaling prosodic prominence and listeners must attend to such small acoustic variation or integrate acoustic information from multiple acoustic parameters in prosody perception.

• 말소리와 음성과학
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• 제2권3호
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• pp.47-63
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• 2010

This study provides a description of the glottal characteristics of the word-initial low vowels /a, $\ae$/ in terms of a set of acoustic parameters and discusses glottal configuration as their acoustic correlates. Furthermore, it examines the effect of prosodic boundary on the glottal properties of the vowels, seeking an account of the possible role of prosodic structure based on prosodic theory. Acoustic parameters reported to indicate glottal characteristics were obtained from the measurements made directly from the speech spectrum on recordings of Korean and English collected from 45 speakers. They consist of two separate groups of native Korean and native English speakers, each including both male and female speakers. Based on the three acoustic parameters of open quotient (OQ), first-formant bandwidth (B1), and spectral tilt (ST), comparisons were made between the speech of males and females, between the speech of native Korean and native English speakers, and between Korean and English produced by native Korean speakers. Acoustic analysis of the experimental data indicates that some or all glottal parameters play a crucial role in differentiating the speech groups, despite substantial interspeaker variations. Statistical analysis of the Korean data indicates prosodic strengthening with respect to the acoustic parameters B1 and OQ, suggesting acoustic enhancement in terms of the degree of glottal abduction and the glottal closure during a vibratory cycle.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제49권2호
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• pp.9-17
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• 2012

음성 인식 시스템의 용용에서 실제 문제점의 하나는 음성신호의 왜곡에 의한 인식성능의 저하이다. 음성신호의 왜곡에 가장 중요한 원인은 부가적인 잡음이다. 이 논문은 잡음에 강인한 음성인식을 위하여, 스펙트럼 피크 향상 기법과 효과적인 잡음 차감 기법에 기초한 스펙트럼 보상 방법을 기술한다. 제안한 방법은 음성 스펙트럼의 포먼트 구조를 향상시키고 스펙트럼 기울기를 보상하면서도 광 대역폭 스펙트럼 요소는 그대로 유지한다. 백색 가우스 잡음, 자동차 잡음, 음성 잡음 또는 지하철 잡음에 의해 왜곡된 음성을 이용한 인식실험을 수행한 결과, 새로운 방법은 스펙트럼 보상을 하지 않은 경우에 비해, 높은 SNR(Signal to Noise Ratio) 환경에서는 평균 오인식율을 약간 줄였으며, 낮은 SNR(10 dB) 환경에서는 평균 오인식율을 1/2로 크게 줄였다.