The Journal of the Acoustical Society of Korea (한국음향학회지)

The Acoustical Society of Korea (한국음향학회)
권호 표지

Performance Improvement of Speech Enhancement Using Independent Component Analysis and Perceptual Filtering

독립 성분 분석과 지각 필터를 이용한 음질 개선

  • 구교식 (숭실대학교 전자공학과) ;
  • 차형태 (숭실대학교 전자공학과)
  • Received : 2010.03.15
  • Accepted : 2010.04.17
  • Published : 2010.05.31
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Abstract

In this paper, we proposed an algorithm that improves tone quality of noisy audio signals by using ICA(Independent Component Analysis) algorithm and perceptual filters. Many algorithms have been proposed to eliminate the noise from the audio signals, such as spectral subtraction method, perceptual filter, etc. The perceptual filter uses a noise that is acquired from silent ranges in the input signal. In this case, the improvement rate of tone quality decreases if the noise energy is changed by the environmental variation in a signal frame. But the proposed method estimates a noise that is changed at each frame using ICA algorithm. The estimated noise is applied to perceptual filter. To show the performance of the proposed algorithm, several tests are performed to various input signals. With the proposed algorithm, we could confirm the enhancement of tone quality in terms of segmental SNR (SSNR), noise-to-mask ratio (NMR) and Degradation Category Rating (DCR) test.

본 논문에서는 독립 성분 분석 기법과 적응 지각 필터를 이용하여 잡음에 오염된 신호에서 잡음을 추정 및 제거함으로서 보다 효율적으로 오디오 신호를 개선하는 방법에 대해 제안한다. 기존의 적응 지각 필터는 묵음 구간에서 추정된 고정적인 추정 잡음을 사용하기 때문에 잡음이 시간에 따라 가변적일 경우 성능이 상당히 저하된다. 그러나 제안된 알고리즘은 독립 성분 분석 기법을 이용하여 신호 구간마다 달라지는 잡음을 추정한 후 이를 적응 지각 필터에 적용시켜 준다. 제안된 알고리즘의 성능 분석을 위하여 기존 및 제안된 알고리즘을 이용한 시뮬레이션을 수행하였으며, 그 결과로 제안된 알고리즘은 기존의 알고리즘에 비해 향상된 결과를 생성하였다. 더불어 음질의 열화도 적음을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

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