• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.337-338
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• 2000

The perceptual filter for speech enhancement was analytically derived where the frequency content of the input noisy signal was made the same as that of the estimated clean signal in auditory domain. However, the analytical derivation should rely on the deconvolution associated with the spreading function in the psychoacoustic model, which results in an ill-conditioned problem. In order to cope with the problem associated with the deconvolution, we propose a novel psychoacoustic model based speech enhancement filter whose principle is the same as the perceptual filter, however the filter is derived by a constrained optimization which provides solutions to the ill-conditioned problem.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제23권1E호
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• pp.16-18
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• 2004

There have been numerous studies on the enhancement of the noisy speech signal. In this paper, I propose a completely new speech enhancement method, that is, a filtering of a dissonant frequency combined with noise reduction algorithm. The simulation results indicate that the proposed method provides a significant gain in audible improvement compared with the conventional method. Therefore if the proposed enhancement scheme is used as a pre-filter, the perceptual quality of speech is greatly enhanced.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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• pp.748-750
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• 1999

In this study, a speech enhancement is presented based on the utilization of well-known auditory mechanism, noise masking. The speech enhancement approach adopted here is to derive an modifier that achieves audible noise suppression. This modification selectively affects the perceptually significant spectral values, and is therefore less prone to introduction of unwanted distortions than methods that affect the complete STSA and produces more enhanced results at low SNR as well as at high SNR. The speech enhancement method adopted here needs exact estimation of the minimum specteal value per critical band because it uses only the minimum spectral value per critical band. For this, the method adopted here uses the modified spectral subtraction that is more flexible than power spectral subtraction. So, the result in experiment represented better SNR than before.

• 한국음향학회지
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• 제42권6호
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• pp.544-551
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• 2023

잡음 음성의 지각적 품질과 명료도 향상을 위해 활용되는 음성 향상은 크기 스펙트럼을 이용한 방법에서 크기와 위상을 같이 향상시킬 수 있는 복소 스펙트럼을 이용한 방법으로 연구되어왔다. 본 논문에서는 잡음 음성의 명료도와 품질을 더욱 향상시키기 위해 복소 스펙트럼 기반 음성 향상 시스템에 어텐션 기법을 적용하는 방안에 관해 연구를 수행하였다. 어텐션 기법은 additive attention을 기반으로 수행하며 복소 스펙트럼의 특성을 고려하여 어텐션 가중치를 계산할 수 있도록 하였다. 또한 특징 맵의 중요도를 고려하기 위해 전역 평균 풀링 연산을 같이 사용하였다. 복소 스펙트럼 기반 음성 향상은 Deep Complex U-Net(DCUNET) 모델을 기반으로 수행하였으며, additive attention은 Attention U-Net 모델에서 제안된 방법을 기반으로 연구를 수행하였다. 거실 환경의 잡음 데이터에 대해 음성 향상을 수행한 결과, 제안한 방법이 Source to Distortion Ratio(SDR), Perceptual Evaluation of Speech Quality(PESQ), Short Time Objective Intelligibility(STOI) 평가 지표에서 기준 모델보다 개선된 성능을 보였으며, 낮은 Signal-to-Noise Ratio(SNR) 조건의 다양한 배경 잡음 환경에 대해서도 일관된 성능 향상을 보였다. 이를 통해 제안한 음성 향상 시스템이 효과적으로 잡음 음성의 명료도와 품질을 향상시킬 수 있음을 보여주었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제26권3E호
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• pp.87-96
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• 2007

In this paper we propose a new noise reduction algorithm for stationary and nonstationary noisy environments. Our algorithm classifies the speech and noise signal contributions in time-frequency bins, and is not based on a spectral algorithm or a minimum statistics approach. It relies on calculating the ratio of the standard deviation of the noisy power spectrum in time-frequency bins to its normalized time-frequency average. We show that good quality can be achieved for enhancement speech signal by choosing appropriate values for ${\delta}_t\;and\;{\delta}_f$. The proposed method greatly reduces the noise while providing enhanced speech with lower residual noise and somewhat higher mean opinion score (MOS), background intrusiveness (BAK) and signal distortion (SIG) scores than conventional methods.

• 한국음향학회지
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• 제38권4호
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• pp.406-413
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• 2019

본 논문은 두 개의 마이크로폰 환경에서 다중 주파수 대역 이득함수와 주파수 차감법을 결합하여 배경잡음을 억제하는 방법을 제안하였다. 다중 주파수 대역 신호대잡음비 추정을 통해 이득 함수를 얻는 음성 향상 방법은 두 채널 간 잡음신호의 상관성이 큰 경우 잡음 제거 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 하나의 채널 에서 스펙트럼 차감법을 통해 얻은 이득함수와 간섭함수 기반의 신호대잡음비 추정을 통해서 얻은 이득함수를 결합하여 가중된 이득함수를 사용하는 음성 향상 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 ITU-T(International Telecommunications Union Telecommunication)의 객관적인 품질 평가 방법인 PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality) 시험과 스펙트로그램을 사용하여 성능 평가 되어졌고 PESQ시험에서 최대 MOS 0.217의 음질 향상을 얻을 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제41권3호
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• pp.342-350
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• 2022

본 논문에서는 재난 환경과 같은 환경에서의 음성 처리를 위해 실제 드론 소음 데이터를 수집하여 오염 음성 데이터베이스를 구축하고 음성 향상 기법인 스펙트럼 차감법과 심층 신경망을 이용한 마스크 기반 음성 향상 기법을 적용하여 성능을 평가한다. 기존의 심층 신경망 기반의 음성 향상 모델인 VoiceFilter(VF)의 성능 향상을 위해 Self-Attention 연산을 적용하고 추정한 잡음 정보를 Attention 모델의 입력으로 이용한다. 기존 VF 모델 기법과 비교하여 Source to Distortion Ratio(SDR), Perceptual Evaluation of Speech Quality(PESQ), Short-Time Objective Intelligibility(STOI)에 대해 각각 3.77 %, 1.66 %, 0.32 % 향상된 결과를 나타낸다. 인터넷에서 수집한 오염 음성 데이터를 75 % 혼합하여 훈련한 경우, 실제 드론 소음만을 사용한 경우에 비해 상대적인 성능 하락률 평균이 SDR, PESQ, STOI에 대해 각각 3.18 %, 2.79 %, 0.96 %를 나타낸다. 이는 실제 데이터를 취득하기 어려운 환경에서 실제 데이터와 유사한 데이터를 수집하여 음성 향상을 위한 모델 훈련에 효과적으로 활용할 수 있음을 확인해준다.

• 한국음향학회지
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• 제38권1호
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• pp.51-55
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• 2019

본 논문에서는 잡음 환경에 강인한 음성 인식 성능을 위해 특징 보상 이득을 이용한 음성 향상 기법을 제안한다. 본 논문에서는 변분모델 생성 기법을 채용한 병렬 결합된 가우스 혼합 모델(Parallel Combined Gaussian Mixture Model, PCGMM) 기반의 특징 보상 기법으로부터 계산할 수 있는 특징 보상 이득을 이용하는 음성 향상 기술을 제안한다. 불일치 환경 음성 인식 시스템 적용 환경에서 본 논문에서 제안하는 기법이 실험 결과에서 기존의 전처리 기법 및 이전 연구에서 제안된 특징 보상 기반의 음성 향상 기법에 비해 다양한 잡음 및 SNR(Signal to Noise Ratio) 조건에서 월등한 인식 성능을 나타내는 것을 확인한다. 또한 잡음 모델 선택 기법을 적용함으로써 음성 인식 성능을 유사한 수준으로 유지하면서 계산량을 대폭적으로 감축할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제31권8호
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• pp.487-506
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• 2012

This paper proposes a speech enhancement algorithm to improve the speech intelligibility by suppressing both reverberation and background noise. The algorithm adopts a non-causal single-channel minimum variance distortionless response (MVDR) filter to exploit an additional information that is included in the noisy-reverberant signals in subsequent frames. The noisy-reverberant signals are decomposed into the parts of the desired signal and the interference that is not correlated to the desired signal. Then, the filter equation is derived based on the MVDR criterion to minimize the residual interference without bringing speech distortion. The estimation of the correlation parameter, which plays an important role to determine the overall performance of the system, is mathematically derived based on the general statistical reverberation model. Furthermore, the practical implementation methods to estimate sub-parameters required to estimate the correlation parameter are developed. The efficiency of the proposed enhancement algorithm is verified by performance evaluation. From the results, the proposed algorithm achieves significant performance improvement in all studied conditions and shows the superiority especially for the severely noisy and strongly reverberant environment.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제44권6호
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• pp.111-117
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• 2007

본 논문에서는 복소 라플라시안 확률밀도함수 (PDF, Probability Density Function)에 기반한 새로운 음성 향상 기법을 제시한다. 적용된 복소 라플라시안 PDF가 기존의 가우시안 PDF보다 오염된 음성 분포를 정확하게 표현한다는 것을 Goodness-of-Fit (GOF) 테스트로 확인하였고, 음성 향상 알고리즘의 음성부재확률을 위해 우도비 (LR, Likelihood Ratio)를 적용하였다. 제시된 알고리즘의 성능은 객관적 테스트에 의해 평가하였고 기존의 가우시안 PDF보다 개선된 음성 향상 결과를 나타내었다.