• Title/Summary/Keyword: 음성 향상

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Speech enhancement based on reinforcement learning (강화학습 기반의 음성향상기법)

  • Park, Tae-Jun;Chang, Joon-Hyuk
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.335-337
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    • 2018
  • 음성향상기법은 음성에 포함된 잡음이나 잔향을 제거하는 기술로써 마이크로폰으로 입력된 음성신호는 잡음이나 잔향에 의해 왜곡되어지므로 음성인식, 음성통신 등의 음성신호처리 기술의 핵심 기술이다. 이전에는 음성신호와 잡음신호 사이의 통계적 정보를 이용하는 통계모델 기반의 음성향상기법이 주로 사용되었으나 통계 모델 기반의 음성향상기술은 정상 잡음 환경과는 달리 비정상 잡음 환경에서 성능이 크게 저하되는 문제점을 가지고 있었다. 최근 머신러닝 기법인 심화신경망 (DNN, deep neural network)이 도입되어 음성 향상 기법에서 우수한 성능을 내고 있다. 심화신경망을 이용한 음성 향상 기법은 다수의 은닉 층과 은닉 노드들을 통하여 잡음이 존재하는 음성 신호와 잡음이 존재하지 않는 깨끗한 음성 신호 사이의 비선형적인 관계를 잘 모델링하였다. 이러한 심화신경망 기반의 음성향상기법을 향상 시킬 수 있는 방법 중 하나인 강화학습을 적용하여 기존 심화신경망 대비 성능을 향상시켰다. 강화학습이란 대표적으로 구글의 알파고에 적용된 기술로써 특정 state에서 최고의 reward를 받기 위해 어떠한 policy를 통한 action을 취해서 다음 state로 나아갈지를 매우 많은 경우에 대해 학습을 통해 최적의 action을 선택할 수 있도록 학습하는 방법을 말한다. 본 논문에서는 composite measure를 기반으로 reward를 설계하여 기존 PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality) 기반의 reward를 설계한 기술 대비 음성인식 성능을 높였다.

Soft Decision Speech Enhancement using Hang-over (행오버를 이용한 SOFT DECISION 음성향상기법)

  • 장준혁;김남수
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 1999.11b
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    • pp.201-206
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    • 1999
  • 본 연구에서는 행오버 (hang-over)를 이용한 새로운 soft decision 음성 향상기 법을 제안한다. 제시된 음성향상기법에서는 global 음성부재확률의 개념을 소개하고 이를 기존의 채널별 음성부재확률과 결합하여 통계적으로 신뢰할 수 있는 음성부재에 대한 확률값을 도출해낸다. 특히 음성의 꼬리 부분에서의 음성부재확률결정의 성능을 향상시키기 위해 행오버의 개념을 도입한다. Hidden Markov model (HMM)에 근거한 행오버를 이용하여 음성부재확률을 수정하는 부분을 소개하고 최종적으로 수정된 음성부재확률을 이용하여 새로운 잡음전력의 갱신 및 이득수정을 통해 향상된 음성을 만들어 낸다. 개발된 음성 향상기법은 주관적인 음질평가에서 기존의 방법보다 뛰어난 성능을 나타내었으며, 특히 행오버를 이용한 음성부재확률의 수정에 관련한 성능을 검증하였다.

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음성통신을 위한 잡음처리 기술

  • Sin, Jong-Won;Jang, Jun-Hyeok;Kim, Nam-Su
    • Information and Communications Magazine
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    • v.24 no.4
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    • pp.27-35
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    • 2007
  • 음성 통신을 할 때 배경 잡음이 존재하게 되면 일반적으로 음질이 저하된다. 이것은 잡음 자체가 듣기 싫다거나 음성을 더 작게 들리게 만들기 때문이기도 하고 음성 코덱이 잡음이 섞이지 않은 깨끗한 음성에 최적화되어 있어서 잡음이 섞인 음성에 대한 코딩 효율이 떨어지기 때문이기도 하다. 이 논문에서는 잡음에 의한 음성 통신의 품질 저하를 막기 위한 방법으로서 음성 향상(speech enhancement) 기술과 음성 강화(speech reinforcement) 기술에 대해 소개한다. 음성 향상 기술이란 전송부의 마이크에서 녹음된 잡음과 음성이 섞인 입력 음성으로부터 깨끗한 음성을 추정하는 기술을 말한다. 음성 향상 기술은 상당히 오랜 기간 동안 연구되어 온 기술이며, 최근에는 각 파라미터의 분포에 의존하는 방법보다 확률 모델에 기반한 방법이 각광을 받고 있으며 인간의 청각 특성을 고려한 음성 향상 방법도 제안되고 있다. 음성 강화 기술이란 수신단에서 주변 잡음에 따라 전송되어 온 음성을 주파수별로 증폭하여 더 잘 들리도록 만드는 기술이다. 음성 향상이 내 주위의 잡음이 상대방에게 들리는 음성에 미치는 영향 혹은 상대방 주변의 잡음이 나에게 들리는 소리에 미치는 영향을 줄여주는 기술이라면 음성 강화는 내 주위의 잡음이 나에게 들리는 음성에 미치는 영향을 상쇄해 주는 기술이다. 이 경우 주변 잡음은 어떤 전자 시스템도 거치지 않고 귀로 직접 들어오기 때문에 잡음 자체를 줄여 주는 것은 힘들고 전송되어 온 음성을 적절히 증폭 혹은 변형함으로써 귀에 들리는 음질 또는 명료성을 개선하게 된다. 이 논문에서는 통계 모델을 기반으로 한 음성 향상 기법과 인간의 청각 특성을 고려한 음성 향상 기법, 그리고 음성 강화 기법에 대해 설명한다.을 시도한 결과 안정적이고 반복 가능한 급성 심부전 모델을 얻을 수 있었다. bench scale실험결과와 같이 AOC는 배수관망에서의 박테리아 증식과 크게 상관관계를 갖고 있는 것으로 밝혀졌다.)', 'have a headache (2.10±0.79)', 'poor memory (2.09±0.83)', 'no appetite (1.99±0.85)', As for the correlation between iron parameter and clinical symptoms related to anemia, the hematocrit rate was negatively correlated with 'get a cold easily', 'pale face', 'feeling blue', 'difficult digestion' (p<0.05). The level of iron was negatively correlated with 'tired out easily', 'get a cold easily' (p<0.05) and TS (%) were negatively correlated with 'tired out easily (p<0.05)', 'get a cold easily (p<0.01). Our study resulted that the prevalence of a iron deficiency of a middle school girl is very high, therefore the guidelines for iron supplementation and nutritional education to improve their iron status should be provided.한 질소제거를 N-balance로부터

CycleGAN for Enhancement of Degraded Speech by Face Mask (마스크 착용에 의해 왜곡된 음성의 품질 향상을 위한 CycleGAN 기술)

  • Lim, Yujin;Yu, Jeongchan;Seo, Eunmi;Park, Hochong
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2022.06a
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    • pp.63-64
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    • 2022
  • 마스크 착용은 대화나 통화 등의 의사소통에 불편함을 초래하고 음성의 품질과 명료도를 떨어트린다. 이를 해결하기 위해 음성 향상 기술이 필요하며, 머신러닝 기반의 다양한 음성 향상 방법이 개발되었다. 지도 학습을 위해 마스크 착용 유무에 따라 일대일로 대응된 음성 데이터를 확보하는 것은 매우 어렵고, 따라서 일대일로 대응된 데이터가 필수적이지 않은 비지도 학습이 요구된다. 본 논문에서는 비지도 학습방식을 사용하면서 콘텍스트를 유지하며 특징을 변경할 수 있는 CycleGAN을 이용하여 마스크 착용에 의한 음성 왜곡을 복원 시키는 기술을 제안한다. 스펙트로그램 기반으로 마스크 착용에 의해 왜곡된 음성을 마스크 미착용 음성으로 변환하여 음성의 품질을 향상시켰다. 청취평가를 진행한 결과 품질이 향상된 음원의 선호도가 더 높음을 확인하였으며 스펙트로그램을 통해 3 kHz 이상의 고대역 에너지가 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해 CycleGAN을 이용한 비지도 학습으로 마스크 착용에 의해 왜곡된 음성의 품질을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

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Global Soft Decision Using Probabilistic Outputs of Support Vector Machine for Speech Enhancement (SVM의 확률 출력을 이용한 새로운 Global Soft Decision 기반의 음성 향상 기법)

  • Jo, Q-Haing;Chang, Joon-Hyuk
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.27 no.2
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    • pp.75-79
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    • 2008
  • In this paper, we propose a novel speech enhancement technique using global soft decision (GSD) based on the probabilistic outputs of support vector machine (SVM). Generally, speech enhancement algorithms applied soft decision gain modification and noise power estimation have bettor performance than those employing hard decision. Especially, global speech absence probability (GSAP), which is known as an effective measure of the speech absence in each frame, has been adopted to SD-based speech enhancement methods. For this reason, we introduce a new GSAP estimated from the probabilistic output of SVM using sigmoid function. The performance of the proposed algorithm is evaluated by the PESQ and MOS test under various noise environments and yields better results compared with the conventional GSD scheme.

Gain Compensation Method for Codebook-Based Speech Enhancement (코드북 기반 음성향상 기법을 위한 게인 보상 방법)

  • Jung, Seungmo;Kim, Moo Young
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.51 no.9
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    • pp.165-170
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    • 2014
  • Speech enhancement techniques that remove surrounding noise are stressed to preprocessor of speech recognition. Among the various speech enhancement techniques, Codebook-based Speech Enhancement (CBSE) operates efficiently in non-stationary noise environments. But, CBSE has some problems that inaccurate gains can be estimated if mismatch occur between input noisy signal and trained speech/noise codevectors. In this paper, the Normalized Weighting Factor (NWF) is calculated by long-term noise estimation algorithm based on Signal-to-Noise Ratio, compensated to the conventional inaccurate gains. The proposed CBSE shows better performance than conventional CBSE.

A Study on EVRC-based Speech Enhancement by Reinforcement Learning (강화학습을 적용한 EVRC 기반의 음성향상기법에 대한 연구)

  • Kim, Sohyeon;Chang, Joon-Hyuk
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.340-341
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    • 2018
  • 본 논문에서는 음성인식의 성능을 높이기 위해 잡음을 제거하여 음성을 향상시킬 목적으로 심화신경망 기반의 강화학습을 적용한 음성향상 기법을 제안한다. EVRC를 통해 잡음을 제거한 후 강화학습을 적용하여 성능을 비교하며 기존의 음성향상 기법보다 향상된 성능을 가지는 모델을 구현하고자 한다.

Compensation Method for Improvement of Speech Recognition in Wireless Communication Network (무선 통신망에서 음성인식률 개선을 위한 보상기법 연구)

  • Seo Jin-Ho;Park Ho-Chong
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • autumn
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    • pp.65-68
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    • 2004
  • 이동통신 기술의 발전으로 이동통신 사용이 폭발적으로 증가하였고 그에 따라 이동통신망을 이용한 많은 서비스가 제공되고 있다. 이동통신망에서의 음성 인식 서비스에서 음성 인식기에 입력되는 음성신호는 통신망을 통해 음성 압축기를 거치게 되고 이에 음성신호가 왜곡되어 인식기의 인식성능이 저하된다. 본 논문에서는 무선통신 환경에서 음성인식기의 성능을 개선하기 위한 보상 방법을 제안한다. 기존의 제안된 방법은 음성 데이터에 의존하는 방법을 사용하나 본 논문에서는 음성 데이터와는 독립적 방법인 음성 압축기에 의해 손상된 입력 신호의 스펙트럼 보상방법과 Cepstrum 보정방법을 통해 인식률을 향상시키는 방법을 제안한다. 즉, 음성 압축기에 의하여 왜곡된 스펙트럼을 단계적 방법으로 보상하고 그를 토대로 왜곡된 신호에서 만들어진 Cepstrum을 보정하여 음성 인식기의 성능을 향상시키는 방법을 연구하였으며, 그 견과 손상된 음성신호의 인식률 $64.88\%$에 대하여, 본 논문에서 제안하는 보상 방법을 적용한 음성신호의 인식률은 $79.73\%$로서 $14.85\%$가 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

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Voice Recognition Performance Improvement using the Convergence of Voice signal Feature and Silence Feature Normalization in Cepstrum Feature Distribution (음성 신호 특징과 셉스트럽 특징 분포에서 묵음 특징 정규화를 융합한 음성 인식 성능 향상)

  • Hwang, Jae-Cheon
    • Journal of the Korea Convergence Society
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    • v.8 no.5
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    • pp.13-17
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    • 2017
  • Existing Speech feature extracting method in speech Signal, there are incorrect recognition rates due to incorrect speech which is not clear threshold value. In this article, the modeling method for improving speech recognition performance that combines the feature extraction for speech and silence characteristics normalized to the non-speech. The proposed method is minimized the noise affect, and speech recognition model are convergence of speech signal feature extraction to each speech frame and the silence feature normalization. Also, this method create the original speech signal with energy spectrum similar to entropy, therefore speech noise effects are to receive less of the noise. the performance values are improved in signal to noise ration by the silence feature normalization. We fixed speech and non speech classification standard value in cepstrum For th Performance analysis of the method presented in this paper is showed by comparing the results with CHMM HMM, the recognition rate was improved 2.7%p in the speech dependent and advanced 0.7%p in the speech independent.

Performance Improvement of CELP Speech Coder (CELP 음성 부호화기의 성능 향상 방법)

  • 박호종
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1998.06e
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    • pp.289-292
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    • 1998
  • 본 논문에서는 CELP 음성 부호화기의 성능을 향상시키는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 최적 코드북 검색 과정에서 추가적인 알고리듬의 지연 없이 미래 정보를 이용하고 두 인접한 코드북 부프레임 사이의 동시 최적화를 통하여 음성 부호화기의 성능을 향상시킨다. 또한, 제안된 코드북 검색 과정의 계산량을 조절하기 위한 방법도 제공된다. 제안된 방법의 성능을 검증하기 위하여 IS-96A QCELP 음성 부호화기를 이용하여 합성음의 스펙트럼과 Segmental SNR로 성능을 측정하는 모의실험을 실시하였으며, 제안된 방법을 적용한 QCELP 음성 부호화기가 기존의 QCELP에 비하여 향상된 성능을 보여주었다.

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