KR960007843B1 - Voice signal processing device - Google Patents
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- G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L15/00—Speech recognition
- G10L15/02—Feature extraction for speech recognition; Selection of recognition unit
Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 신호처리장치를 도시한 블록도.1 is a block diagram showing a signal processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
제2도는 본 발명의 제2실시예에 의한 신호처리장치를 도시한 블록도.2 is a block diagram showing a signal processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
제3도는 본 발명의 제3실시예에 의한 신호처리장치를 도시한 블록도.3 is a block diagram showing a signal processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
제4도는 본 발명의 제4실시예에 의한 신호처리장치를 도시한 블록도.4 is a block diagram showing a signal processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
제5도는 일반적인 켑스트럼분석을 설명하기 위한 그래프.5 is a graph for explaining a general spectral analysis.
제6도는 본 발명에 있어서의 잡음예측방법을 설명하기 위한 그래프.6 is a graph for explaining a noise prediction method according to the present invention.
제7도는 본 발명의 잡음제거를 설명하기 위한 파형도.7 is a waveform diagram for explaining the noise cancellation of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
101,301 : 대역분할수단 102,302 : 켑스트럼분석수단101,301: band division means 102,302: spectral analysis means
103,303 : 피크주파수검출수단 104,304 : 피크주파수판별제어수단103,303: peak frequency detection means 104,304: peak frequency discrimination control means
105,305 : 피크주파스판별수단 106,306 : 스위치제어수단105,305: Peak frequency discrimination means 106,306: Switch control means
107,307 : 스위치수단 108 : FFT107,307: switch means 108: FFT
109 : 디지틀스위치수단 110 : IFFT109: digital switch means 110: IFFT
114 : 잡음구간산출수단 308 : 피크검출수단114: noise section calculation means 308: peak detection means
309 : 음성판별수단 310 : 잡음예측수단309: Speech discrimination means 310: Noise prediction means
311 : 잡음제거수단 312 : 대역합성수단311 noise removing means 312 band combining means
본 발명은 음성인식의 앞단계등에 사용되어 특정한 음성(특정한 켑스트럼피크주파수)마다 음성을 판정하기 위한 음성신호처리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speech signal processing apparatus for determining a speech for each specific speech (a certain chopstrum peak frequency) used in the preceding steps of speech recognition.
종래, 음성인식장치에서는, 특정한 음성을 입력해서 음성을 인식한다. 즉, 음성특징의 패턴매칭의 인식율을 높이기 위하여, 지금 대화하고 있는 정보를 음성인식장치에 입력한다. 또는, 비밀을 필요로 하는 장치에 설치된 음성인식장치에서는, 특정한 음성만을 수신하는 것이 요구되고 있다. 따라서, 발성되고 있는 음성이 특정한 음성인지를 판정하고, 음성인식의 앞단계에서 판정결과의 정보를 사용하는 것이 요구되고 있다.Conventionally, in a speech recognition apparatus, a specific speech is input to recognize a speech. That is, in order to increase the recognition rate of the pattern matching of the voice feature, the information currently being talked is input to the voice recognition device. Alternatively, in a voice recognition device installed in a device that requires a secret, it is required to receive only a specific voice. Therefore, it is required to determine whether the voice being spoken is a specific voice and to use the information of the determination result in the preceding step of voice recognition.
본 발명의 목적은, 특정한 음성마다 음성을 판별하고, 판별된 음성신호를 각각 출력할 수 있는 음성신호처리장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a speech signal processing apparatus capable of discriminating speech for each specific speech and outputting the discriminated speech signal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1측면에 따른 음성신호처리장치는, 잡음이 혼입된 음성입력신호에 대해 주파수대역을 분할하는 대역분할수단과, 상기 대역분할수단으로부터 출력된 스펙트럼신호에 대해 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 상기 켑스트럼분석수단에 의해 분석된 켑스트럼분석결과로부터 피크주파수를 검출하는 피크주파수검출수단과, 미리 기억되어 있는 복수의 특정한 음성의 피크주파수를 순차적으로 출력하는 피크주파수판별제어수단과, 상기 피크주파수검출수단에 의해 검출된 피크주파수를 상기 피크주파수판별제어수단으로부터 출력된 복수의 특정한 음성의 피크주파수와 비교하여, 상기 피크주파수검출수단에 의해 검출된 피크주파수를 변별하는 피크주파수판별수단과, 상기 피크주파수판별수단에 의해 변별된 판별정보에 응답하여 스위치제어신호를 스위치수단에 출력하는 스위치제어수단과, 상기 피크주파수검출수단에 의해 검출된 피크주파수정보에 의거하여 음성구간을 판정하고, 판정된 음성구간을 반전하여 잡음구간정보를 산출하는 잡음구간산출수단과, 상기 음성입력신호, 상기 스위치제어신호 및 상기 잡음구간정보를 입력하고, 상기 스위치제어신호에 응답하여 음성입력신호를 구별해서 특정한 음성에 각각 대응하는 음성출력단자에 구별된 음성입력신호를 출력하고 또한 상기 잡음구간정보에 응답하여 음성입력신호로부터 잡음신호를 구별해서 잡음출력단자에 구별된 잡음신호를 출력하도록 스위치를 절환하는 스위치수단을 포함한 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a speech signal processing apparatus comprising: band dividing means for dividing a frequency band with respect to a voice input signal containing noise and spectrum signals output from the band dividing means. 켑 strum analysis means for performing cepstrum analysis, a peak frequency detection means for detecting peak frequency from the 켑 strum analysis result analyzed by the cepstrum analysis means, and a plurality of specific voice peaks stored in advance A peak frequency detection means for sequentially outputting a frequency, and a peak frequency detected by said peak frequency detection means is compared with the peak frequencies of a plurality of specific voices output from said peak frequency determination control means, and said peak frequency detection means By peak frequency discriminating means for discriminating the peak frequency detected by A switch section for outputting a switch control signal to the switch means in response to the discriminated discrimination information, and a speech section is judged on the basis of the peak frequency information detected by the peak frequency detecting means, and the determined speech section is inverted for noise. A noise section calculating means for calculating section information, the voice input signal, the switch control signal and the noise section information are input, and in response to the switch control signal, a voice output signal is distinguished and corresponding to a specific voice, respectively. And a switch means for outputting a discriminated voice input signal to the terminal and switching the switch to discriminate the noise signal from the speech input signal and output the discriminated noise signal to the noise output terminal in response to the noise section information. .
상기 구성에 의해, 음성입력신호를 구별하여 특정한 음성에 각각 대응하는 음성출력단자에 구별된 음성입력신호를 출력할 뿐만 아니라 음성입력신호로부터 잡음신호를 각각 구별해서 잡음출력단자에 구별된 잡음신호를 출력할 수 있으므로, 음성인식의 앞단계에서 편리하게 사용할 수 있는 음성신호처리장치이다.With the above configuration, not only the voice input signal is distinguished and the voice input signal is output to the voice output terminal corresponding to the specific voice, but also the noise signal is distinguished from the voice input signal. Since it can output, it is a voice signal processing device that can be conveniently used in the previous step of voice recognition.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2측면에 따른 음성신호처리장치는, 잡음이 혼입된 음성입력신호에 대해 주파수대역을 분할하는 대역분할수단과, 상기 대역분할수단으로부터 출력된 스펙트럼신호에 대해 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 상기 켑스트럼분석수단에 의해 분석된 켑스트럼분석결과로부터 피크주파수를 검출하는 피크주파수검출수단과, 미리 기억되어 있는 복수의 특정한 음성의 피크주파수틀 순차적으로 출력하는 피크주파수판별제어수단과, 상기 피크주파수검출수단에 의해 검출된 피크주파수를 상기 피크주파수판별제어수단으로부터 출력된 복수의 특정한 음성의 피크주파수와 비교하여, 상기 피크주파수검출수단에 의해 검출된 피크주파수를 변별하는 피크주파수판별수단과, 상기 피크주파수판별수단에 의해 변별된 판별정보에 응답하여 스위치제어신호를 스위치수단에 출력하는 스위치제어수단과, 상기 켑스트럼분석수단의 켑스트럼분석결과로부터 피크를 검출하는 피크검출수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크정보에 의거하여 음성구간을 판별하는 음성판별수단과, 상기 음성판별수단에 의해 판별된 음성구간정보에 의거하여 상기 대역분할된 잡음혼입의 음성신호로부터 음성구간의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 상기 대역분할된 잡음혼입의 음성신호로부터 상기 잡음예측수단에 의해 예측된 잡음을 제거하는 잡음제거수단과, 상기 잡음제거수단으로부터 잡음이 제거된 음성신호를 대역합성하는 대역합성수단과, 상기 대역합성된 음성신호와 상기 스위치제어신호를 입력하고, 상기 스위치제어신호에 응답하여 상기 대역합성된 음성신호를 구별해서 특정한 음성에 각각 대응하는 음성출력단자에 구별된 상기 음성신호를 출력하도록 스위치를 절환하는 스위치수단을 포함한 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a speech signal processing apparatus comprising: band dividing means for dividing a frequency band with respect to a voice input signal containing noise, and a spectrum signal output from the band dividing means. 켑 strum analysis means for performing cepstrum analysis, a peak frequency detection means for detecting peak frequency from the 켑 strum analysis result analyzed by the cepstrum analysis means, and a plurality of specific voice peaks stored in advance The peak frequency detecting means for sequentially outputting the frequency frame, and comparing the peak frequency detected by the peak frequency detecting means with the peak frequencies of a plurality of specific voices output from the peak frequency discriminating control means. By peak frequency discriminating means for discriminating the peak frequency detected by A switch control means for outputting a switch control signal to the switch means in response to the discriminated discrimination information, a peak detection means for detecting a peak from a 켑 strum analysis result of the cepstrum analysis means, and the peak detection means. Speech discrimination means for discriminating a speech section based on the received peak information, and noise predicting means for predicting noise in the speech section from the speech signal of the band-split noise mixing based on the speech section information determined by the speech discriminating means. And noise canceling means for removing noise predicted by the noise predicting means from the speech signal of the band division noise mixing, band synthesizing means for band-synthesizing the speech signal from which noise is removed from the noise removing means, A band synthesized voice signal and the switch control signal are input, and the band synthesized voice signal is responsive to the switch control signal. To distinguish characterized by including switch means for switching the switch to outputting the voice signal to the voice output terminal distinguish each corresponding to a particular sound.
상기 구성에 의해, 잡음이 혼입된 음성입력신호로부터 잡음을 제거하고, 잡음이 제거된 음성신호틀 구별하여 특정한 음성에 각각 대응하는 음성출력단자에 음성신호를 출력할 수 있으므로, 음성인식의 앞단계에서 편리하게 사용할 수 있는 음성신호처리장치이다.With the above configuration, since the noise is removed from the voice input signal having the noise mixed therein, the voice signal can be output to the voice output terminals corresponding to the specific voice by distinguishing the voice signal from which the noise is removed. Voice signal processing device that can be used conveniently.
이하 본 발명에 의한 각 실시예에 대한 도면을 참조하면서 설명한다.It will be described below with reference to the drawings for each embodiment according to the present invention.
[제1실시예][First Embodiment]
제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 음성신호처리장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an audio signal processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
제1도에 있어서, 대역분할수단(101)은, 복수화자의 음성신호에 대해 대역분할처리를 행하는 수단으로서, 예를들면 입력된 애널로그음성신호를 디지틀음성신호로 변환하는 A/D변환수단과 A/D변환된 음성신호를 스펙트럼신호로 푸리에 변환하는 FFT수단을 포함한다.In Fig. 1, the band dividing means 101 is a means for performing a band dividing process on a voice signal of a plurality of speakers, for example, A / D conversion means for converting an input analog voice signal into a digital voice signal. And FFT means for Fourier transforming the A / D converted speech signal into a spectrum signal.
켑스트럼분석수단(102)은, 상기 대역분할수단(101)으로부터 출력된 스펙트럼신호에 대해서 켑스트럼분석을 행하고, 켑스트럼분석결과에 데이터를 피크주파수검출수단(103)에 출력한다. 피크주파수검출수단(103)은 상기 켑스트럼분석결과로부터 피크 또는 피치주파수를 검출한다. 제5도(b)에 도시된 피치는 음성신호의 피크를 나타내고, 켑스트럼에 피크가 존재할때의 시간구간이 음성신호구간이다. 예를들면 켑스트럼에 대한 소정의 한계치를 미리 설정하고, 미리 설정된 한계치와 켑스트럼의 각각의 출력레벨을 비교함으로써 피크주파수가 검출된다.The spectral analysis means 102 performs spectral analysis on the spectral signal output from the band dividing means 101, and outputs data to the peak frequency detection means 103 in the spectral analysis result. The peak frequency detecting means 103 detects the peak or pitch frequency from the result of the shock spectrum analysis. The pitch shown in Fig. 5 (b) represents the peak of the audio signal, and the time interval when the peak is present in the shock spectrum is the audio signal interval. For example, the peak frequency is detected by presetting a predetermined threshold value for the cepstruum, and comparing the preset threshold with the respective output levels of the cepstrum.
피크주파수판별제어수단(104)은 복수화자의 음성의 피크주파수를 순차적으로 출력한다. 음성의 피크주파수는 화자마다 각각 상이하므로, 각 화자의 음성의 피크주파수를 미리 측정하여 기억하고, 기억된 음성의 피크주파수를 순차적으로 출력하도록 하고 있다.The peak frequency discrimination control means 104 sequentially outputs the peak frequencies of the voices of the plurality of speakers. Since the peak frequencies of speech are different for each speaker, the peak frequencies of the speech of each speaker are measured and stored in advance, and the peak frequencies of the stored speech are sequentially output.
피크주파수판별수단(105)은, 피크주파수검출수단(103)에 의해 검출된 피크주파수와 상기 피크주파수판별제어수단(104)으로부터 출력된 여러종류의 피크주파수를 비교해서, 피크주파수검출수단(103)에 의해 검출된 피크주파수가 누구의 음성주파수인지를 판별한다. 예를들면, 피크주파수판별수단(105)은, 판별된 피크주파수에 가장 가까운 화자의 피크주파수를 탐색하고, 또한 판별정보를 스위치제어수단(106)에 출력한다.The peak frequency discriminating means 105 compares the peak frequency detected by the peak frequency detecting means 103 with various types of peak frequencies output from the peak frequency discriminating control means 104, and thereby measures the peak frequency detecting means 103. Whose voice frequency is detected by < RTI ID = 0.0 > For example, the peak frequency discriminating means 105 searches for the speaker's peak frequency closest to the determined peak frequency and outputs the discrimination information to the switch control means 106.
스위치제어수단(106)은 상기 피크주파수판별수단(105)에 의해서 판별된 판별정보에 응답하여 스위치제어신호를 스위치수단(107)에 출력한다.The switch control means 106 outputs a switch control signal to the switch means 107 in response to the discrimination information determined by the peak frequency discriminating means 105.
한편, 상기 복수화자의 음성신호가 스위치수단(107)에 입력된다. 스위치수단(107)은 스위치제어수단(107)으로부터 출력된 스위치제어신호에 응답하여 화자마다 구별해서 음성신호를 출력한다. 예를들면, 화자 D, A, B, C의 순서로 음성신호가 음성신호처리장치에 입력되고, 화자 D, A, B, C의 음성신호가 구별되어 각각의 출력단자(D),(A),(B),(C)를 통하여 출력한다.On the other hand, the voice signal of the plurality of speakers is input to the switch means (107). The switch means 107 outputs an audio signal for each speaker in response to the switch control signal output from the switch control means 107. For example, the voice signals are input to the voice signal processing apparatus in the order of the speakers D, A, B, and C, and the voice signals of the speakers D, A, B, and C are distinguished so that the respective output terminals D, A Output through (B), (C).
다음에, 본 발명의 상기 실시예의 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation of the above embodiment of the present invention will be described.
대역분할수단(101)은 복수화자의 음성신호에 대해 푸리에 변환을 포함한 대역분할처리를 행한다. 켑스트럼분석수단(102)은 대역분할수단(101)으로부터 출력된 복수채널의 스펙트럼신호에 대해 켑스트럼분석을 행하고 켑스트럼분석결과를 피크주파수검출수단(103)에 출력한다. 피크주파수검출수단(103)은 상기 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크주파수를 검출한다. 한편, 피크주파수판별제어수단(104)은 기억되어 있는 각 화자의 음성이 피크주파수를 순차적으로 출력한다. 피크주파수판별수단(105)은 검출된 피크주파수와 피크주파수판별제어수단(104)으로부터 순차적으로 전송된 피크주파수를 비교하여, 누구의 피크주파수인지틀 판별한다. 스위치제어수단(106)은 상기 피크주파수판별수단(105)으로부터 출력된 판별정보에 응답하여 스위치제어신호를 스위치수단(107)에 출력한다. 스위치수단(107)은, 상기 스위치제어신호에 의거하여, 입력된 음성신호가 화자 A의 음성신호로 판정되면, 스위치수단의 입력단자를 스위치수단의 출력단자(A)에 접속한다. 또한, 입력된 음성신호가 화자 B의 음성신호로 판정되면, 스위치수단의 입력단자를 스위치수단의 출력단자(B)에 접속한다. 따라서, 각 화자의 음성신호는 각 화자마다 판별되고, 또한 화자에 대응하는 소정의 출력단자에 출력된다.The band dividing means 101 performs a band dividing process including a Fourier transform on the voice signal of the plurality of speakers. The spectral analysis means 102 performs spectral analysis on the spectral signals of the plurality of channels output from the band dividing means 101, and outputs the spectral analysis results to the peak frequency detection means 103. The peak frequency detecting unit 103 detects the peak frequency based on the result of the shock spectrum analysis. On the other hand, the peak frequency discrimination control means 104 outputs the peak frequency sequentially by the stored voice of each speaker. The peak frequency discriminating means 105 compares the detected peak frequency with the peak frequencies sequentially transmitted from the peak frequency discriminating control means 104 to determine who is the peak frequency. The switch control means 106 outputs a switch control signal to the switch means 107 in response to the discrimination information output from the peak frequency discriminating means 105. The switch means 107 connects the input terminal of the switch means to the output terminal A of the switch means when the input audio signal is determined to be the voice signal of the speaker A based on the switch control signal. In addition, when the input voice signal is determined to be the voice signal of the speaker B, the input terminal of the switch means is connected to the output terminal B of the switch means. Therefore, the audio signal of each speaker is discriminated for each speaker and output to a predetermined output terminal corresponding to the speaker.
[제2실시예]Second Embodiment
제2도는 본 발명의 제2실시예에 의한 신호처리장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a signal processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FFT(108)는 복수화자의 음성신호에 대해 푸리에 변환처리를 행하고, 복수화자의 스펙트럼신호를 켑스트럼분석수단(102)과 디지틀스위치수단(109)에 출력한다. 켑스트럼분석수단(102), 피크주파수검출수단(103), 피크주파수판별제어수단(104), 피크주파수판별수단(105), 스위치제어수단(106)등은 제1도의 구성과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.The FFT 108 performs Fourier transform on the multiplexer's audio signal, and outputs the multiplexer's spectral signal to the spectral analysis means 102 and the digital switch means 109. The spectral analysis means 102, the peak frequency detection means 103, the peak frequency discrimination control means 104, the peak frequency discrimination means 105, the switch control means 106 and the like are the same as those in FIG. The description is omitted.
FFT(108)로부터 출력된 스펙트럼신호가 디지틀스위치수단(109)에 입력된다. 디지틀스위치수단(109)은 스위치제어수단(106)으로부터 출력된 제어신호에 응답하여 각각의 화자와 음성신호를 n개의 채널로 구별해서 IFFT수단(110)에 각 화자의 스펙트럼신호를 출력한다. IFFT수단(110)은, 상기 디지틀스위치수단(109)으로부터 출력된 복수의 n채널의 스펙트럼신호에 대해 푸리에 역변환처리를 행하여, 출력단자(A),(B),(C),‥‥,(N)에 변환된 음성신호를 각각 출력한다.The spectrum signal output from the FFT 108 is input to the digital switch means 109. In response to the control signal output from the switch control means 106, the digital switch means 109 distinguishes each speaker and voice signal into n channels and outputs the spectrum signal of each speaker to the IFFT means 110. IFFT means 110 performs Fourier inverse transform processing on a plurality of n-channel spectral signals output from the digital switch means 109 to output terminals A, B, C, ... The converted audio signals are respectively output to N).
[제3실시예]Third Embodiment
제3도는 본 발명의 제3실시예에 의한 신호처리장치의 블록도이다. 상기 제3도에서, 제1도에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소는 제1도에 도시된 도면번호와 동일한 도면부호로 나타내고 있다.3 is a block diagram of a signal processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those shown in FIG.
상기 신호처리장치는, 제1도에 도시된 제1실시예의 구성요소에 잡음구간산출수단(114)을 부가하여 포함한 것을 특징으로 하고, 스위치수단(107)은 각각의 음성신호마다 음성과 잡음을 구별한 음성신호를 출력한다.The signal processing apparatus is characterized in that the noise section calculating means 114 is added to the components of the first embodiment shown in FIG. 1, and the switch means 107 is provided with a voice and a noise for each voice signal. A distinctive audio signal is output.
잡음구간산출수단(114)은 피크주파수검출수단(103)에 의해서 검출된 피크주파수정보에 의거하여 음성구간을 판정하고, 판정된 음성구간을 반전하여 잡음구간을 산출한다. 상기 잡음구간의 정보가 스위치수단(107)에 입력된다. 상기 스위치수단(107)은, 잡음출력단자에 각각의 음성신호의 잡음을 출력하도록, 상기 잡음구간의 정보에 의거하여 스위치를 절환한다. 한편, 각 화자의 음성신호가 구별되어 출력단자에 출력될 뿐만 아니라 잡음도 구별되어 특정의 잡음출력단자로부터 얻게 된다.The noise section calculating section 114 determines the speech section based on the peak frequency information detected by the peak frequency detecting section 103, and inverts the determined speech section to calculate the noise section. Information on the noise section is input to the switch means 107. The switch means 107 switches the switch based on the information of the noise section so as to output the noise of each audio signal to the noise output terminal. On the other hand, the speech signal of each speaker is distinguished and output to the output terminal as well as the noise is obtained from a specific noise output terminal.
예를들면, 자동차의 엔진소리나 비행기의 소리등의 잡음이 잡음출력단자에 출력될 수 있다.For example, noise such as the sound of an engine of an automobile or the sound of an airplane may be output to a noise output terminal.
[제4 실시예][Example 4]
제4도는 본 발명의 제4실시예에 의한 음성신호처리장치의 블록도이다.4 is a block diagram of an audio signal processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
대역분할수단(301)은, 복수화자의 음성신호에 대해 대역분할처리를 행하고, 예를들면 입력된 애널로그음성신호를 디지틀음성신호로 변환하는 A/D변환수단과 A/D변환된 음성신호를 스펙트럼신호로 푸리에 변환하는 FFT수단을 포함한다.The band dividing means 301 performs a band dividing process on the voice signal of the multiplexer, for example, A / D conversion means for converting an input analog voice signal into a digital voice signal and an A / D converted voice signal. FFT means for Fourier transforming into a spectral signal.
켑스트럼분석수단(302)은, 상기 대역분할수단(101)으로부터 출력된 스펙트럼신호에 대해서 켑스트럼분석을 행하고, 켑스트럼분석결과에 데이터를 피크주파수검출수단(103)에 출력한다. 피크주파수검출수단(303)은 켑스트럼분석결과로부터 피크 또는 피치주파수를 검출한다. 제5도(b)에 도시된 피치는 음성신호의 피크를 나타내고, 켑스트럼에 피크가 존재할때의 시간구간이 음성신호구간이다. 예를들면 캡스트럼에 대한 소정의 한계치를 미리 설정하고, 미리 설정된 한계치와 켑스트럼의 각각의 출력레벨을 비교함으로써 피크주파수가 검출된다.The spectral analysis means 302 performs spectral analysis on the spectral signal output from the band dividing means 101, and outputs data to the peak frequency detection means 103 in the spectral analysis result. The peak frequency detecting means 303 detects a peak or pitch frequency from the shock spectrum analysis result. The pitch shown in Fig. 5 (b) represents the peak of the audio signal, and the time interval when the peak is present in the shock spectrum is the audio signal interval. For example, the peak frequency is detected by setting a predetermined threshold value for the capstrum in advance and comparing the preset threshold with respective output levels of the cepstrum.
피크주파수판별제어수단(304)은 복수화자외 음성의 피크주파수톨 순차적으로 출력한다. 음성의 피크주파수는 화자마다 각각 상이하므로, 각 화자의 음성의 피크주파수를 미리 측정하여 기억하고, 기억된 음성의 피크주파수를 순차적으로 출력하도록 하고 있다.The peak frequency discrimination control means 304 sequentially outputs peak frequency tones of multiplexers other than voices. Since the peak frequencies of speech are different for each speaker, the peak frequencies of the speech of each speaker are measured and stored in advance, and the peak frequencies of the stored speech are sequentially output.
피크주파수판별수단(305)은, 피크주파수검출수단(303)에 의해 검출된 피크주파수와 상기 피크주파수판별제어수단(304)으로부터 출력된 여러종류의 피크주파수를 비교해서, 피크주파수검출수단(303)에 의해 검출된 피크주파수가 누구의 피크주파수인지를 판별한다. 예를들면, 피크주파수판별수단(305)은, 판별된 피크주파수에 가장 가까운 화자의 피크주파수를 탐색하고, 또한 판별정보를 스위치제어수단(306)에 출력한다.The peak frequency discriminating means 305 compares the peak frequency detected by the peak frequency detecting means 303 with various types of peak frequencies output from the peak frequency discriminating control means 304, and thus the peak frequency detecting means 303. Whose peak frequency is detected by < RTI ID = 0.0 > For example, the peak frequency discriminating means 305 searches for the speaker's peak frequency closest to the determined peak frequency and also outputs the discriminating information to the switch control means 306.
스위치제어수단(306)은 상기 피크주파수판별수단(305)으로부터 입력된 판별정보에 응답하여 스위치제어신호를 스위치수단(307)에 출력한다.The switch control means 306 outputs a switch control signal to the switch means 307 in response to the discrimination information input from the peak frequency discriminating means 305.
피크검출수단(308)은 상기 켑스트럼분석수단(302)에서 구한 켑스트럼의 피크 또는 피치를 검출한다. 예를들면, 켑스트럼에 대한 소정의 한계치를 미리 설정하고, 미리 설정된 소정의 한계치와 각각의 출력레벨을 비교하여, 피크가 검출된다.The peak detection means 308 detects the peak or pitch of the cepstrum obtained by the cepstrum analysis means 302. For example, a predetermined threshold value for the cepstrum is set in advance, and a peak is detected by comparing each output level with a predetermined predetermined threshold value.
음성판별수단(309)은 피크가 존재하는 부분을 음성신호부분으로 판별한다. 잡음예측수단(310)은, 음성판별수단(309)에 의해서 판별된 음성부분에 의거하여 상기 대역분할수단(301)의 출력으로부터 잡음부분을 검출하고, 잡음부분만의 잡음데이터에 의거하여 음성부분의 잡음을 예측한다. 상기 잡음예측수단(310)은, m개의 밴드채널로 분할된 잡음혼입의 음성신호에 의거하여 각 채널마다 잡음성분을 예측한다. 예를들면, 제6도에 표시한 바와같이, X축은 주파수이고, Y축은 입력된 음성신호의 음성레벨이고, Z축은 시간이다. 주파수(f1)에서, 시간이 경과됨에 따라 데이터(P1),(P2),‥‥‥,(Pi)가 있고, 데이터(P1),(P2),‥‥‥,(Pi)의 라인위에 있는 데이터(Pi) 다음에 나타나는 데이터(Pj)를 예측한다. 예를들면 잡음데이터(P1)~(Pj)의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값이 예측간(Pj)으로 설정된다. 또한, 음성신호부분이 계속하여 존재하는 경우 데이터(Pj)에 감쇠계수를 곱하고, 데이터(Pj)와 감쇠계수의 곱이 예측값으로 설정된다.The speech discriminating means 309 determines the portion where the peak exists as the speech signal portion. The noise predicting means 310 detects a noise portion from the output of the band dividing means 301 based on the speech portion determined by the speech discriminating means 309, and based on the noise data of only the noise portion. Predict the noise of. The noise predicting means 310 predicts a noise component for each channel based on the noise mixed voice signal divided into m band channels. For example, as shown in FIG. 6, the X axis is frequency, the Y axis is voice level of the input voice signal, and the Z axis is time. At the frequency f1, as time elapses, there is data P 1 , P 2 , ..., Pi, and data P 1 , P 2 , P. Predict the data Pj that appears after the data Pi on the line of. For example, an average value of the noise data P 1 to Pj is calculated, and the calculated average value is set as the prediction period Pj. Further, when the audio signal portion continues to exist, the data Pj is multiplied by the attenuation coefficient, and the product of the data Pj and the attenuation coefficient is set as the predicted value.
잡음제거수단(311)은, 대역분할수단(301)과 잡음예측수단(310)으로부터 m개의 채널의 신호가 공급되어, 채널마다 잡음을 감산하여 잡음을 제거한다. 제7도(a) 내지 제7도(e)에 표시한 바와같이, 주파수측에 의거한 잡음제거방법이 사용된다. 제7도(a)의 잡음혼입의 음성신호(a)는 제7도(b)의 스펙트럼신호로부터 푸리에 변환하고, 제7도(b)의 푸리에 변환된 스펙트럼으로부터 예측잡음인 제7도(c)의 스펙트럼을 감산하고, 감산된 제7도(d)의 스펙트럼을 푸리에 역변환해서 잡음이 없는 제7도(e)의 음성신호를 얻는다.The noise removing unit 311 is supplied with signals of m channels from the band dividing unit 301 and the noise predicting unit 310 to remove noise by subtracting the noise for each channel. As shown in Figs. 7A to 7E, a noise canceling method based on the frequency side is used. Fig. 7 (c) is a Fourier transform from the spectral signal of Fig. 7 (b) and a predictive noise from the Fourier-transformed spectrum of Fig. 7 (b). ) Subtracts the spectrum of FIG. 7 and Fourier inverse transforms the subtracted spectrum of FIG.
대역합성수단(312)은 잡음제거수단(311)으로부터 출력된 복수 m채널의 음성신호에 대해서 대역합성하는 수단으로서, IFFT(inverse Fourier transformation)을 포함한다. 상기 대역합성수단(312)이 IFFT로 구성된 것에 유의하여야 한다.The band synthesizing means 312 is a means for band synthesizing a plurality of m-channel audio signals output from the noise removing means 311 and includes an inverse fourier transformation (IFFT). It should be noted that the band synthesizing means 312 is composed of IFFTs.
대역합성수단(312)으로부터 출력된 합성음성신호가 스위치수단(307)에 입력되고, 스위치수단(307)은 스위치제어수단(306)으로부터 출력된 스위치제어신호에 응답하여 화자마다 각각 구별해서 음성신호를 출력한다. 예를들면 화자 D, A, B, C의 순서로 음성신호가 신호처리장치에 입력되고, 화자 D, A, B, C의 음성신호가 구별되어 각각의 출력단자(D),(A),(B),(C)를 통하여 출력된다.The synthesized speech signal output from the band synthesizing means 312 is input to the switch means 307, and the switch means 307 distinguishes each voice for each speaker in response to the switch control signal output from the switch control means 306. Outputs For example, the audio signals are input to the signal processing apparatus in the order of the speakers D, A, B, and C. The audio signals of the speakers D, A, B, and C are distinguished, and the respective output terminals D, A, It is output through (B) and (C).
다음에, 본 발명의 상기 실시예의 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation of the above embodiment of the present invention will be described.
대역분할수단(301)은 복수화자의 음성신호에 대해 푸리에 변환을 포함한 대역분할처리를 행한다. 켑스트럼분석수단(302)은 대역분할수단(301)으로부터 출력된 복수채널의 스펙트럼신호에 대해서 켑스트럼분석을 행하고, 켑스트럼의 분석결과를 피크주파수검출수단(303)에 출력한다. 피크주파수검출수단(303)은 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크주파수를 검출한다. 한편, 피크주파수판별제어수단(304)은 미리 기억되어 있는 각화자의 음성의 피크주파수를 순차적으로 출력한다. 피크주파수판별수단(305)은 검출된 피크주파수와 피크주파수판별제어수단(304)으로부터 순차적으로 전송된 피크주파수를 비교하여 누구의 피크주파수인지를 판별한다. 스위치제어수단(306)은 상기 피크주파수판별수단(305)으로부터 출력된 판별정보에 응답하여 스위치제어신호를 스위치수단(107)에 출력한다. 피크검출수단(308)은 켑스트럼분석수단(308)의 출력으로부터 피크를 검출한다. 음성판별수단(309)은 검출된 피크에 응답하여 음성구간을 판별한다. 잡음예측수단(310)은, 음성판별결과에 의해 판별된 음성구간에 의거하여 잡음구간을 검출하고, 잡음구간만의 잡음데이터에 의거하여 음성구간의 잡음을 예측한다. 잡음제거수단(311)은 대역분할수단(301)의 출력으로부터 예측된 잡음을 제거한다. 대역합성수단(312)은 잡음이 제거된 신호를 대역합성한다. 스위치수단(307)은, 스위치제어수단(306)의 제어신호에 의거하여, 대역합성된 신호가 화자 A의 음성신호이면, 스위치수단의 입력단자가 스위치수단의 출력단자(A)에 접속되고, 대역합성된 신호가 화자 B의 음성신호이면, 스위치수단의 입력단자가 스위치수단의 출력단자(B)에 접속된다. 따라서, 각 화자의 음성신호가 판별되어 출력단자에 출력된다.The band dividing means 301 performs band dividing processing including a Fourier transform on the voice signal of the plurality of speakers. The spectral analysis means 302 performs spectral analysis on the spectral signals of the plurality of channels output from the band dividing means 301, and outputs the analysis result of the spectral to the peak frequency detection means 303. The peak frequency detecting means 303 detects the peak frequency on the basis of the shock spectrum analysis result. On the other hand, the peak frequency discrimination control means 304 sequentially outputs the peak frequencies of the respective speakers' voices stored in advance. The peak frequency discriminating means 305 compares the detected peak frequency with the peak frequencies sequentially transmitted from the peak frequency discriminating control means 304 to determine whose peak frequency. The switch control means 306 outputs a switch control signal to the switch means 107 in response to the discrimination information output from the peak frequency discriminating means 305. The peak detecting means 308 detects the peak from the output of the cepstrum analyzing means 308. The speech discriminating means 309 determines the speech section in response to the detected peak. The noise predicting means 310 detects the noise section based on the speech section determined by the speech discrimination result, and predicts the noise of the speech section based on the noise data of only the noise section. The noise removing means 311 removes the predicted noise from the output of the band dividing means 301. The band synthesizing means 312 band synthesizes the signal from which the noise is removed. On the basis of the control signal of the switch control means 306, the switch means 307 is connected to the output terminal A of the switch means, if the band synthesized signal is the audio signal of the speaker A, If the band synthesized signal is the audio signal of the speaker B, the input terminal of the switch means is connected to the output terminal B of the switch means. Therefore, the voice signal of each speaker is determined and output to the output terminal.
[다른 실시예]Other Examples
또한, 이상의 실시예에서는, 켑스트럼분석수단, 잡음구간산출수단, 피크주파수검출수단, 잡음예측수단등의 각종 수단은 컴퓨터를 이용해서 소프트웨어적으로 실현할 수 있으나, 전용의 하드회로를 사용해도 실현가능하다.In addition, in the above embodiments, various means such as the cepstrum analysis means, the noise section calculation means, the peak frequency detection means, the noise prediction means, and the like can be realized in software using a computer, but may be realized by using a dedicated hard circuit. It is possible.
또한, 바람직한 실시예에서는 음성신호가 잡음으로 취급될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 잡음은 륵정한 신호이외의 신호를 의미한다.Also, in a preferred embodiment, the voice signal may be treated as noise. That is, in the present invention, the noise refers to a signal other than the predetermined signal.
상기한 실시예로부터 명백한 바와같이, 본 발명에 의한 음성신호처리장치는, 복수의 특정한 음성신호를 각각 구별하여 출력할 수 있다. 따라서 음성인식의 앞단계에서 편리하게 사용할 수 있는 음성신호처리장치이다.As is apparent from the above embodiment, the audio signal processing apparatus according to the present invention can distinguish and output a plurality of specific audio signals, respectively. Therefore, it is a voice signal processing device that can be conveniently used in the previous step of speech recognition.
Claims (2)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100656968B1 (en) * | 2003-05-27 | 2006-12-13 | 가부시끼가이샤 도시바 | Speech rate conversion apparatus, method and computer-readable record medium thereof |
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| KR950001070B1 (en) | 1995-02-08 |
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