KR950013554B1 - 음성신호처리장치 - Google Patents

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KR950013554B1
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죠지 카네
아끼라 노하라
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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
다니이 아까오
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Abstract

내용 없음.

Description

음성신호처리장치
제1도는 본 발명의 제1측면에 따른 음성신호처리장치의 일실시예를 도시한 블록도.
제2도는 상기 실시예를 구체화하여 도시한 블록도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제4도는 본 발명의 다른 실시에를 도시한 블록도.
제5도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제6도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제7도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제8도는 본 발명의 제2측면에 따른 음성신호처리장치의 일실시예를 도시한 블록도.
제9도는 상기 제8도의 실시예를 구체화하여 도시한 블록도.
제10도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제11도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제12도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제13도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제14도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제15도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제15도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 블록도.
제16도는 본 발명의 실시예에 의한 캡스트럼분석을 설명하기 위한 그래프.
제17도는 본 발명에 의한 음성신호대역과 잡음대역을 설명하기 위한 그래프.
제18도는 본 발명에 의한 잡음예측방법을 설명하기 위한 그래프.
제19도는 본 발명에 의한 접음제거방법을 설명하기 위한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 대역분할수단 12 : 음성대역검출수단
13 : 대역선택/강조/제어수단 14 : 음성대역선택/강조수단
15 : 대역합성수단 16 : 잡음대역산출수단
17 : 대역선택/감쇠/제어수단 18 : 잡음대역선택/감쇠수단
19,35 : 강조/감쇠수단 21 : 켑스트럼분석수단
22 : 피크검출수단 23 : 음성대역검출회로
24 : 포만트분석수단 31 : 음성판별수단
32 : 음성판별회로 33 : 잡음예측수단
34 : 잡음제거수단 36 : 음성신호파워산출수단
37 : 잡음신호파워산출수단 38 : S/N비 산출수단
본 발명은 잡음이 혼입된 음성신호에 대해서 잡음을 상대적으로 억압하는 음성신호처리장치에 관한 것이다.
종래, 잡음이 혼입되어 있는 음성신호에 대해서, 잡음을 억압하는 기술이 개발되어 있다. 예를들면, 필터를 사용해서 잡음뿐인 잡음부분과 음성이 발생하고 있는 음성부분을 구별하고, 잡음부분의 진폭을 감쇠시키거나 음성부분의 진폭을 증폭시켜서, 잡음이 억압된 음성신호를 얻는 방법이 알려져 있다.
그러나, 이와같은 잡음억압방법으로는, 단순히 시간적으로 잡음부분과 음성부분을 구별하여, 각각 전체를 감쇠시키거나 증폭시키고 있을 뿐이다. 이와같은 방법으로는 각각의 부분에 대한 S/N비는 특별히 향상되어 있지 않은 것으로 된다.
본 발명의 목적은 이와같은 종래의 잡음억압방법의 과제를 고려하여, S/N비가 양호하게 되는 음성신호처리장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1측면에 따른 음성신호처리장치는, 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할수단과, 상기 대역분할수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호로부터 음성대역부분을 검출하는 음성대역검출수단과 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여, 대역분할된 잡음혼입의 신호중에서 선택된 음성신호대역을 잡음신호대역에 관련하여 상대적으로 강조하는 음성대역선택/강조수단과, 상기 음성대역선택/강조수단에 의해 강조된 신호를 대역합성하는 대역합성수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해 이루어진 본 발명의 음성신호처리장치에서는, 대역분할수단에 의해 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하고, 음성대역검출수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호로부터 음성대역부분을 검출하고, 음성대역선택/강조수단이 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여, 대역분할된 잡음혼입의 신호중에서 선택된 음성신호대역을 잡음신호대역에 관련하여 상대적으로 강조하고, 대역합성수단이, 상기 음성대역선택/강조수단에 의해 강조된 신호를 대역 합성한다. 상대적으로 음성신호대역을 강조한다는 것은 음성신호대역의 신호레벨을 크게 하거나 잡음신호대역의 신호레벨을 작게 하는 것을 의미한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2측면에 따른 음성신호처리장치는, 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할수단과, 상기 대역분할수단에 의해 대역분할된 신호로부터 음성부분을 판별하는 음성판별수단과, 판별된 음성부분정보를 이용하여 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 예측된 잡음치를 상기 대역분할된 신호로부터 감산하는 잡음제거수단과, 각 채널마다 상기 대역분할된 신호로부터 음성대역부분을 검출하는 음성대역검출수단과, 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여, 상기 잡음제거수단에 의해 잡음이 제거된 신호중에서 선택된 음성신호대역을 잡음신호대역에 관련하여 상대적으로 강조하는 음성대역선택/강조수단과, 상기 음성대역선택/강조수단에 의해 강조된 신호를 대역합성하는 대역합성수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해 이루어진 본 발명의 음성신호처리장치에서는, 대역분할수단에 의해 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하고, 음성판별수단이 상기 대역분할수단에 의해 대역분할된 신호로부터 음성부분을 판별하고, 잡음예측수단은 판별된 음성부분정보를 이용해서 음성부분의 잡음을 예측하고, 잡음제거수단은 예측된 잡음치를 상기 대역분할된 신호로부터 감산하고, 한편 음성대역검출수단이 각 채널마다 대역분할된 신호에 대해 음성대역부분을 검출하고, 음성대역검출수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호로부터 음성대역부분을 검출하고, 음성대역선택/강조수단이 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여, 상기 잡음제거수단에 의해 잡음이 제거된 신호중에서 선택된 음성신호대역을 잡음신호대역에 관련하여 상대적으로 강조하고, 대역합성수단은 상기 음성대역선택가조수단에 의해 강조된 신호를 대역합성한다.
이하에 본 발명의 실시예를 도면을 참조해서 설명한다.
제1도는, 본 발명의 제1측면에 따른 음성신호처리장치의 일실시예의 블록도이다.
제1도에 있어서, 대역분할수단(11)은, 음성과 잡음이 혼합된 신호를 입력하여 A/D변환한 후, 푸리에 변환하는 수단이다.
음성대역검출수단(12)은, 상기 대역분할수단(11)에서 푸리에 변환되어 출력되는 잡음혼입의 혼합신호를 입력하여, 이 혼합신호로부터 음성신호부분의 대역을 검출하는 수단이다. 예를들면, 나중에 설명하는 켑스트럼(CEPSTRUM)분석을 사용해서 신호가 존재하는 부분의 대역을 검출하는 수단이다. 일반적으로, 음성대역과 잡음대역과의 주파수를 기준으로 하는 관계는 제17도에 도시한 바와같은 상태로 되어 있다. 여기에서 "S"는 음성신호대역이고, "N"은 잡음대역이다. 이 음성의 대역(S)이 검출되는 것이다.
대역선택/강조/제어수단(14)은, 음성대역검출수단(12)에 의해서 검출된 음성대역정보에 응답하여 선택된 음성대역을 강조하기 위한 제어신호를 출력하는 수단이다.
음성대역선택/강조수단(14)은, 상기 대역분할수단(11)에 의해서 대역분할된 잡음혼입의 신호를 입력하고, 상기 대역선택/강조/제어수단(13)의 제어신호에 응답하여 선택된 음성대역만을 강조하는 수단이다.
대역합성수단(15)은, 음성대역선택/강조수단(4)에 의해서 강조된 신호를 대역합성하는 수단이다.
다음에 상기 실시예의 동작을 설명한다.
잡음혼입의 음성신호에 대해서 대역분할수단(11)이 대역분할을 행한다. 대역분할된 신호로부터 음성대역검출수단(12)에 의해서 음성대역이 검출된다. 대역선택/강조/제어수단(13)은 음성대역정보에 의거해서 제어신호를 발생한다. 음성대역선택/강조수단(14)은, 음성대역선택/강조수단(14)은, 대역선택/강조/제어수단(13)으로부터의 제어신호에 응답하여 대역분할된 음성혼입의 신호로부터 선택된 음성대역의 음성레벨을 강조한다. 대역합성수단(15)은, 음성레벨이 강조된 잡음혼입의 음성신호에 대해서 대역합성해서 출력한다.
제 2 도는, 제 1 도에 도시한 일실시예의 음성대역검출수단(12)을 구체화한 내용을 도시한 블록도이다. 즉, 음성대역검출수단(12)은, 켑스트럼분석수단(21)과, 피크검출수단(22) 및 음성대역검출수단(23)을 구비한 것이다. 켑스트럼분석수단(21)은, 대역분할수단(11)에 의해서 푸리에 변환된 신호에 대해서 켑스트럼분석을 행하는 수단이다. 켑스트럼이란, 파형의 단시간 진폭스펙트럼의 대수를 푸리에 역변환한 것으로서, 제16도에 도시한 바와 같은 것이다. 제16(a)도는 단시간 스펙트럼이고, 제16(b)도는 켑스트럼이다. 피크검출수단(22)은 상기 켑스트럼분석수단(21)에서 구한 켑스트럼의 피크(피치)를 검출해서 신호와 잡음을 판별하는 수단이다. 피크가 존재하는 곳이 음성신호부분으로 판별되는 곳이다. 피크의 검출은 예를들면, 소정의 크기의 한계치를 미리 결정하여 두고, 이것과의 비교를 행함으로써, 검출할 수 있다. 또한, 음성대역검출회로(23)는, 상기 피크검출수단(22)에 의해서 검출된 피크의 퀴프렌시치를 제16도(B)로부터 구하는 수단이다. 이에 의해서 음성대역이 검출된다. 나머지의 수단은 제1도의 실시예와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
제 3 도는, 제 1 도의 실시예의 음성대역검출수단(12)을 구체화한 다른 실시예를 도시한 블록도이다. 즉, 본 실시예의 음성대역검출수단(12)은, 켑스트럼분석수단(21), 피크검출수단(22), 음성대역검출회로(23)이외에, 포만트분석수단(24)을 부가하여 구비되어 있다. 상기 포만트분석수단(24)은, 켑스트럼분석수단(21)에 의해서 얻은 켑스트럼분석결과에 대해서 포만트를 분석하는 수단이다.(제16(b)도 참조). 음성대역검출회로(23)는 상기 피크검출수단에 의해서 검출된 피크정보 및 포만트분석수단(24)에 의해서 분석된 포만트정보를 이용해서 음성대역을 검출한다.
본 실시예에서는, 피크정보이외에 포만트정보를 이용해서 음성대역을 검출하므로, 보다 정밀한 음성대역의 검출이 가능하게 된다. 나머지의 수단은, 제 2 의 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
제4도는, 본 발명의 일실시예를 도시한 블록도로서, 잡음대역을 산출하여, 잡음대역의 잡음레벨을 감쇠시키는 음성신호처리장치이다.
본 실시예에 의한 대역분할수단(11), 켑스트럼분석수단(21), 피크검출수단, 음성대역검출회로(23)는 제2도의 실시예의 것과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
음성대역검출회로(23)의 출력은 잡음대역산출수단(16)에 입력된다. 잡음대역산출수단(16)은, 검출된 음성대역정보에 의거해서, 잡음대역을 산출하기 위한 수단으로서, 예를들면 음성대역을 제외한 대역을 잡음대역과 판별하는 수단이다. 대역선택/감쇠/제어수단(17)은, 잡음대역산출수단(16)에 의해서 산출된 잡음대역정보에 의거해서, 감쇠제어신호를 출력하는 수단이다. 잡음대역선택/감쇠수단(18)은, 상기 대역선택/감쇠/제어수단(17)으로부터의 제어신호에 응답하여 대역분할수단(11)에서 전송되는 대역분할된 신호중에서 선택된 잡음대역의 신호레벨을 감쇠시키는 수단이다. 이에 의해서, 상대적으로 음성대역의 신호가 강조되게 된다. 대역합성수단(15)은, 잡음대역의 신호레벨이 감쇠된 신호를 대역합성한다. 본 실시예에서는, 잡음대역에 대해서 신호레벨을 감소하므로, 상대적으로 음성대역을 강조하는 것으로 되고, 이에 의해 S/N비가 향상된다.
제 5 도는, 제 4 도의 실시예에 포만트분석수단을 부가하여 구비한 것이다. 이 실시예에서도, 포만트분석에 의해서, 음성대역이 보다 정밀하게 검출되므로 잡음대역산출수단(16)에 의해서 보다 정밀한 잡음대역의 검출이 이루어진다.
제 6 도는, 제2도의 실시예와 제 4 도의 실시예를 조합한 것이다.. 즉, 대역분할수단(11), 켑스트럼분석수단(21), 피크검출수단(22), 음성대역검출회로(23)는 공통적으로 형성되어 있다. 상기 음성대역검출회로(23)의 출력은, 대역선택/강조/제어수단(13) 및 잡음대역산출수단(16)에 각각 입력된다. 그리고, 대역선택/강조/제어수단(13)의 출력은 음성대역선택/강조수단(14)에 입력된다. 그리고, 음성대역선택/강조수단(14)은, 대역분할된 신호중에서 선택된 음성대역만의 신호레벨을 증폭한다. 한편, 잡음대역산출수단(16)에 의해서 산출된 잡음대역은 대역선택/감쇠/제어수단(17)에 입력되어, 제어신호가 대역선택/감쇠/제어수단(17)으로부터 출력된다. 잡음대역선택/감쇠수단(18)은, 상기 음성대역선택/강조수단(14)의 출력에 대해서 잡음대역만의 신호로 되어도 상관없다. 즉, 먼저 잡음대역의 신호레벨을 감쇠시키고, 그후 음성대역의 신호레벨을 증폭시켜도 상관없다. 이 음성대역선택/강조수단(14)과 잡음대역선택/감쇠수단(18)은 강조/감쇠수단(19)을 구성한다.
본 실시예에서는, 음성대역의 음성레벨이 증폭되는 동시에, 잡음대역의 잡음레벨이 감쇠되므로, S/N비의 향상이 한층더 가능하게 된다.
제7도는, 제6도의 실시예에 포만트분석수단(24)을 부가하여 구비한 실시예이고, 그 내용은 상기한 바와 같고, 나머지의 수단은 제6도와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 포만트분석수단을 부가함으로써, 보다 정밀한 음성대역의 검출이 가능하게 된다.
이상 설명한 실시예에 있어서, 음성대역검출수단, 음성대역선택/강조수단등의 수단은, 컴퓨터를 사용하여 소프트웨어적으로 실현할 수 있으나, 각각의 기능을 가진 전용의 하드회로를 이용하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바로부터 명백한 바와같이, 본 발명의 제1측면에 따른 상기 실시예에서는, 잡음혼입의 음성신호에 대해서 대역분할을 행하고, 대역분할된 신호중에서 선택된 음성대역의 음성레벨을 잡음대역의 신호레벨에 관련하여 상대적으로 강조하므로, S/N비가 현저하게 향상된다고 하는 효과를 나타낸다.
제8도는 본 발명의 제2측면에 따른 음성신호처리장치의 일실시예를 도시한 블록도이다.
제8도에 있어서, 대역분할수단(11)은 음성과 잡음이 혼합된 신호를 입력하여, A/D변환한 후, 푸리에 변환하는 수단이다.
음성대역검출수단(12)은, 상기 대역분할수단(11)에 의해서 푸리에 변환되어 출력되는 잡음혼입의 혼합신호를 입력하여 혼합신호로부터 음성신호부분의 대역을 검출하는 수단이다. 예를 들면, 나중에 설명하는 켑스트럼(CEPSTRUM)분석을 행하는 음성분석수단(21)과, 켑스트럼분석결과를 이용해서, 음성대역을 검출하는 음성대역검출회로(23)를 가진다. 일반적으로, 이 음성대역과 잡음대역과의 주파수를 기준으로 하는 관계는, 제17도에 도시한 바와같은 상태로 이루어지고 있다. 그런데, "S"는 음성신호대역이고, "N"은 잡음대역이다.
이 음성의 대역(S)이 검출되는 것이다.
대역선택/강조/제어수단(13)은 음성대역검출수단(23)에 의해서 검출된 음성대력정보에 응답하여, 음성대역을 강조시키는 제어신호를 출력하는 수단이다.
음성판별수단(31)은, 대역분할된 잡음혼입의 음성신호로부터 음성부분을 판별하기 위한 수단으로서, 예를 들면, 켑스트럼분석을 행하는 상기 켑스트럼분석수단(21)과 켑스트럼분석결과를 사용하여 음성신호를 판별하는 음성판별회로(32)를 가진다.
잡음예측수단(33)은, 음성판별수단(31)에 의해서 판별된 음성부분에 의거하여, 상기 대역분할수단(11)의 출력으로부터 잡음부분을 검출하고, 잡음만의 부분의 잡음데이터에 의거해서 음성부분의 잡음을 예측하는 수단이다. 이 잡음예측수단(33)은, m개의 채널에 분할된 음성/잡음입력에 의거하여, 잡음성분을 각 채널마다 예측하는 수단이다. 예를들면, 제18도에 도시한 바와같이, X축에 주파수, Y축에 음성레벨, Z축에 시간을 취하는 동시에, 주파수(fl)에 대해서 데이터(P1),(P2),…,(Pi)를 취하여, 다음의 데이터(Pj)를 예측한다. 예를들면, 잡음부분(P1)∼(Pi)의 평균을 취하여 데이터(Pj)로 한다. 또는, 음성신호부분이 계속될 때에는 데이터(Pj)에 감쇠계수를 곱한다.
잡음제거수단(34)은, 대역분할수단(11)과 잡음예측수단(33)으로부터 m개의 채널의 신호가 공급되어, 채널마다 잡음의 감산등에 의해 잡음제거하는 수단이다. 이와같이 잡음제거의 방법은 제19도에 도시한 바와같이, 주파수를 기준으로한 잡음 제거방법으로서, 잡음혼입음성신호를 푸리에 변환하고, 변환된 입력파형 스펙트럼(A)으로부터 예측잡음의 스펙트럼(B)을 감산하고, 감산된 출력파형 스펙트럼(A∼B)을 푸리에 역변환해서, 잡음이 없는 음성신호(e)를 얻는 것이다.
음성대역선택/강조수단(14)은, 잡음제거수단(34)에 의해서 잡음이 어느 정도 제거된 잡음혼입의 음성신호를 입력하고, 상기 대역선택/강조/제어수단(13)의 제어신호에 따라서 음성대역을 선택함으로써, 음성대역을 강조하는 수단이다.
대역합성수단(15)은, 음성대역선택/강조수단(14)에 의해서 강조된 신호를 대역 합성하는 수단이다. 예를들면, 푸리에 역변환을 행한다.
다음에, 본실시예의 동작을 설명한다.
잡음혼입의 음성신호에 대해서 대역분할수단(11)이 대역분할을 행한다. 음성대역검출수단(12)에 의해서 대역분할된 신호로부터 음성대역이 검출된다. 대역선택/강조/제어수단(13)은 음성대역정보에 의거해서 제어신호를 발생한다.
한편, 음성판별수단(31)은, 대역분할된 잡음혼입의 음성신호로부터 음성신호부의 잡음을 예측한다. 잡음제거수단(34)은 대역분할된 잡음혼입의 음성신호로부터 예측된 잡음치를 제거한다. 그리고, 음성대역선택/강조수단(14)은, 이 잡음이 어느정도 제거된 신호에 대해서, 상기 대역선택/강조/제어수단(13)의 제어신호에 의거해서, 음성대역의 음성레벨을 상대적으로 강조한다.
대역합성수단(15)은, 음성레벨의 강조된 잡음혼입의 음성신호를 대역합성해서 출력한다.
제9도는, 제8도에 도시한 실시예의 음성분석수단(21)을 구체화한 내용을 도시한 블록도이다. 즉, 음성분석수단(21)은, 켑스트럼분석수단(21)과, 피크검출수단(22)을 구비한 것이다. 켑스트럼분석수단(21)은 대역분할수단(11)에 의해서 푸리에 변환된 신호에 대해서 켑스트럼분석을 행하는 수단이다. 켑스트럼이란, 파형의 단시간 진폭스텍트럼의 대수를 푸리에 역변환하는 것으로서, 제16도에 도시한 바와같은 것이다. 제16(a)도는 단시간 스텍트럼이고, 제16(b)도는 켑스트럼이다.
피크검출수단(22)은, 켑스트럼분석수단(21)에서 구한 켑스트럼의 피크(피치)를 검출해서 음성신호와 잡음신호를 판별하는 수단이다. 피크가 존재하는 곳이 음성신호부분으로 판별되는 것이다. 피크의 검출은, 예를 들면, 소정의 크기의 한계치를 미리 결정하여 두고, 이것과의 비교를 행함으로서, 검출할 수 있다. 또한, 음성대역검출회로(23)는, 피크검출수단(22)에 의해서 검출된 피크가 있는 퀴프렌시치를 제16(b)도로부터 구하는 수단이다. 이에 의해서, 음성대역이 검출된다. 또, 음성판별회로(32)는, 피크검출수단(22)에 의해서 검출된 피크로부터 음성신호부분을 판별한다. 기타의 수단은 제8도의 실시예와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
제10도는, 제9도의 실시예에 포만트분석수단(24)을 부가하여 구비하고 있다.
이 포만트분석수단(24)은, 켑스트럼분석수단(24)에 의해서 얻은 켑스트럼분석결과에 대해서 포만트를 분석하는 수단이다.(제16(b)도 참조.) 음성대역검출회로(23)는, 상기 피크검출수단(22)으로 검출된 피크정보 및 포만트분석수단(24)에 의해서 분석된 포만트정보를 이용하여 음성대역을 검출한다. 본 실시예에서는 피크정보이외에 포만트정보를 이용하여 음성대역을 검출한다. 본 실시예에서는 피크정보이외에 포만트정보를 이용하여 음성대역을 검출하므로, 보다 정밀한 음성대역의 검출이 가능하게 된다.
기타의 수단은, 제9도의 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
제11도는, 본 발명의 일실시예를 도시한 블록도로서, 잡음대역을 산출하여, 그 잡음대역이 잡음레벨을 감쇠시키는 장치이다.
본 실시예에 의한 대역분할수단(11), 켑스트럼분석수단(21), 피크검출수단(22), 음성대역검출회로(23)는 제9도의 실시예의 것과 동일하므로, 이에대한 설명은 생략한다.
음성대역검출회로(23)의 출력은 잡음대역산출수단(16)에 입력된다. 잡음대역산출수단(16)은 검출된 음성대역정보에 의거해서 잡음대역을 산출하기 위한 수단으로서, 예를들면 음성대역을 제외한 대역을 잡음대역으로 판별하는 수단이다.
대역선택/감쇠/제어수단(17)은, 잡음대역산출수단(16)에 의해서 산출된 잡음대역정보에 의거하여, 감쇠제어신호를 출력하는 수단이다. 잡음대역선택/감쇠수단(18)은, 상기 대역선택/감쇠/제어수단(17)으로부터의 제어신호에 응답하여 잡음제거수단(34)으로부터 전송되는 신호중에서 선택된 잡음대역의 신호레벨을 감쇠시키는 수단이다. 이에 의해서 상대적으로 음성대역의 신호가 강조된다. 대역합성수단(15)은 잡음대역의 신호레벨이 감쇠된 신호를 대역합성한다. 본 실시예에서는, 잡음대역에 대해서 신호레벨을 감쇠하므로, 상대적으로 음성대역을 강조하는 것으로 되어 S/N비가 향상된다.
제12도는, 제11도의 실시예에 포만트분석수단(24)을 부가하여 구비한 실시예이다.
이 실시예에서도 포만트분석에 의해서 음성대역이 보다 정밀하게 검출되므로, 잡음대역산출수단(16)에 의해서 보다 정밀한 잡음대역의 검출이 이루어진다.
제13도는, 제9도의 실시예와 제11도의 실시예를 조합한 것이다. 즉, 대역분할수단(11), 켑스트럼분석수단(21), 피크검출수단(22), 음성판별회로(32), 음성대역검출회로(23)는 공통적으로 형성되어 있다. 이 음성대역검출회로(23)의 출력은 대역선택/강조/제어수단(13)과 잡음대역산출수단(16)에 각각 입력된다. 그리고, 대역선택/강조/제어수단(13)의 출력은, 음성대역선택/강조수단(14)에 입력된다. 그리고, 음성대역선택/강조수단(14)은, 잡음제거수단(34)으로부터 출력되는 신호에 대해서 음성대역만의 신호레벨을 증폭한다. 한편, 잡음대역산출수단(16)에 의해서 산출된 잡음대역은 대역선택/감쇠/제어수단(17)에 입력되어, 제어신호가 대역선택/감쇠/제어수단(17)으로부터 출력된다. 잡음대역선택/감쇠수단(18)은 상기 음성대역선택/강조수단(14)의 출력에 대해서 잡음대역만의 신호레벨을 감쇠시킨다. 또한, 상기 음성대역선택/강조수단(14)과 잡음대역선택/감쇠수단(18)은, 신호처리를 반대로 하여도 된다. 즉, 먼저 잡음대역의 신호레벨을 감쇠시키고, 그후 음성대역의 신호레벨을 증폭해도 상관없다. 상기 음성대역선택/강조수단(14)과 잡음대역선택/감쇠수단(18)은 강조/감쇠수단(35)을 구성한다. 본 실시예에서는, 음성대역의 음성레벨이 증폭되는 동시에, 잡음대역의 잡음레벨이 감쇠되므로, S/N비의 향상이 한층더 가능하게 된다.
제14도는, 제9도에 도시한 실시예의 대역선택/강조/제어수단(13)의 동작에 제어를 행하여, S/N비의 개선을 적절하게 하는 실시예이다.
즉, 잡음신호파워산출수단(37)은 잡음예측수단(33)의 출력에 의거하여 잡음이 크기를 산출하는 수단이다.
음성신호파워산출수단(36)은, 음성대역선택/강조수단(14)에 의해서, 강조된 음성신호의 크기를 산출하는 수단이다. S/N산출수단(38)은 음성신호파워산출수단(36)에 의해서 산출된 음성신호와 상기 잡음신호파워산출수단(37)에 의해서 산출된 잡음신호파워를 입력하여, S/N비를 산출하는 수단이다. 그리고, 대역선택/강조/제어수단(13)은, 상기 S/N비 산출수단(38)에 의해서 산출된 S/N비를 입력하고, 입력된 S/N비가 소정의 목표 S/N치로 되는 제어신호를 상기 음성대역선택/강조수단(14)에 출력한다. 이 목표 S/N치는 예를들면 1/5이다.
이 목표로 하는 S/N치는 음성신호를 잡음에 비해서 크고 지나친 강조를 방지하는 의미를 가진다.
제15도는, 제11도에 도시한 실시예의 대역선택/감쇠/제어수단(17)의 동작에 소정의 제어를 행하여, S/N비의 개선을 적절하게 하는 실시예이다.
즉, 상기한 바와같이, 잡음신호파워산출수단(37)은 잡음예측수단(33)의 출력에 의거하여 잡음의 크기를 산출하는 수단이다.
잡음신호파워산출수단(3)은, 잡음대역선택/감쇠수단(18)에 의해서 잡음이 감쇠됨으로서, 상대적으로 강조된 음성신호의 크기를 산출하는 수단이다. S/N비 산출수단(38)은, 상기 음성신호파워산출수단(36)에 의해서 산출된 음성신호와 상기 잡음신호파워산출수단(37)에 의해서 산출된 잡음신호파워를 입력하여, S/N비 산출하는 수단이다. 그리고, 대역선택/감쇠/제어수단(17)은, 상기 S/N비 산출수단(38)에 의해서 산출된 S/N비를 입력하고, 입력된 S/N비가 소정의 목표 S/N비로 되는 제어신호를 상기 음성대역선택/강조수단(14)에 출력한다.
이상 설명한 실시예에 있어서, 음성대역검출수단, 음성대역선택/강조수단등의 수단은, 컴퓨터를 사용하여 소프트웨어적으로 실현할 수 있으나, 각각의 기능을 가진 전용의 하드회로를 이용하는 것도 가능하다.
이상의 실시예에서 명백한 바와같이, 본 발명은, 잡음혼입의 음성신호에 대해서, 대역분할을 행하여, 대역분할된 신호로부터 예측된 잡음을 제거하고, 잡음이 어느 정도 제거된 신호로부터, 음성대역의 음성레벨을 잡음대역의 신호레벨에 관련하여 상대적으로 강조하므로, S/N비가 현저하게 향상되는 효과를 나타낸다.

Claims (15)

  1. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할수단과, 상기 대역분할 수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호로부터 음성대역 부분을 검출하는 음성대역검출수단과, 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여, 대역분할된 잡음혼입의 신호 중에서 선택된 음성신호대역을 잡음신호대역에 관련하여 상대적으로 강조하는 음성대역선택/강조수단과, 상기 음성대역선택/강조수단에 의해 강조된 신호를 대역합성하는 대역합성 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  2. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역부할수단과, 상기 대역분할수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호로부터 음성대역부분을 검출하는 음성대역검출수단과, 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여 선택된 음성대역을 강조하기 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/강조/제어수단과, 상기 대역분할수단에 의해 대역분할된 잡음혼입의 신호를 입력하고, 상기 음성대역선택/강조/제어수단의 제어신호에 응답하여 선택된 음성대역만을 강조하는 음성대역선택/강조수단과, 상기 음성대역선택/강조수단에 의해 강조된 상기 신호를 대역합성하는 대역합성수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 음성대역검출수단은, 대역분할된 신호를 입력하여 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 상기 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크를 검출하는 피크검출수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여 음성대역을 검출하는 음성대역검출회로를 가진 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 음성대역검출수단은, 대역분할된 신호를 입력하여 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크를 검출하는 피크검출수단과, 상기 켑스트럼분석결과에 의거하여 포만트분석을 행하는 포만트분석수단과, 상기 포만트분석수단에 의해 분석된 포만트정보 및 상기 피크검출수단에 의해서 검출된 피크를 이용하여 음성대역을 검출하는 음성대역 검출회로를 가진 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  5. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할수단과, 상기 대역분할수단에 의해 각채널마다 대역분할된 신호로부터 음성대역부분을 검출하는 음성대열검출수단과, 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 의거하여 잡음대역을 산출하는 잡음대역 산출수단과, 상기 잡음대역 산출수단에 의해 산출된 잡음대역을 강조하게 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/감쇠/제어수단과, 상기 대역분할 수단에 의해 대역분할된 잡음혼입의 신호를 입력하고, 상기 대역선택/감쇠/제어수단의 제어신호에 응답하여 선택된 잡음대역만을 감쇠하는 잡음대역선택/감쇠수단과, 상기 잡음대역선택/감쇠수단에 의해 감쇠된 신호를 대역합성하는 대역합성수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 음성대역검출수단은, 대역분할된 신호를 입력하여 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크를 검출하는 피크검출수단과, 상기 켑스트럼분석결과에 의거하여 포만트분석을 행하는 포만트분석수단과, 상기 포만트분석수단에 의해 분석된 포만트정보 및 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여 음성대역을 검출하는 음성대역검출회로를 가진 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  7. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할수단과, 상기 대역분할수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호로부터 음성대역부분을 검출하는 음성대역검출수단과, 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여 선택된 음성대역을 강조하기 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/강조/제어수단, 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여 잡음대역을 산출하는 잡음대역산출수단과, 상기 잡음대역산출수단에 의해 산출된 잡음대역을 강조하기 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/감쇠/제어수단과, 상기 대역선택/강조/제어수단의 제어신호에 응답하여, 상기 대역분할수단에 의해 대역분할된 잡음혼입의 신호로부터 선택된 음성대역만을 강조하고, 또한 상기 대역선택/감쇠/제어수단의 제어신호에 응답하여, 상기 대역분할수단에 의해 대역분할된 잡음혼입의 신호로부터 선택된 잡음대역만을 감쇠하는 강조/감쇠수단과, 상기 강조/감쇠수단에 의해 강조/감쇠된 신호를 대역합성하는 대역합성수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  8. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할 수단과, 상기 대역분할수단에 의해 대역분할된 신호로부터 음성부분을 판별하는 음성판별수단과, 판별된 음성부분정보를 이용하여 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 예측된 잡음치를 상기 대역분할된 신호로부터 감산하는 잡음제거수단과, 각 채널마다 상기 대역분할된 신호로부터 음성대역부분을 검출하는 음성대역검출수단과, 상기 음성대역검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여 상기 잡음제거수단에 의해 잡음이 제거된 신호중에서 선택된 음성신호대역을 잡음신호대역에 관련하여 상대적으로 강조하는 음성대역선택/강조수단과, 상기 음성대역선택/강조수단에 의해 강조된 신호를 대역합성하는 대역합성 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  9. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할 수단과, 상기 대역분할수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호에 대해서 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 상기 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크를 검출하는 피크검출수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여 음성부분을 판별하는 음성판별회로와, 판별된 음성부분정보를 이용하여 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 예측된 잡음치를 상기 대역분할된 신호로부터 감산하는 잡음제거수단과, 상기 피크검출수단에 의해서 검출된 피크를 이용하여 음성대역을 검출하는 음성대역검출회로와, 상기 음성대역검출회로에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여 선택된 음성대역을 강조하기 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/강조/제어수단과, 상기 잡음제거수단에 의해 제거된 신호를 입력하고 상기 대역선택/강조/제어수단의 제어신호에 응답하여 선택된 음성대역만을 강조하는 음성대역선택/강조수단과, 상기 음성대역선택/강조수단에 의해 강조된 신호를 대역합성하는 대역합성 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 음성판별회로가 포만트분석결과도 이용하여 음성부분의 판별을 행하도록, 상기 켑스트럼분석수단에 의해 분석된 켑스트럼에 대해 포만트분석을 행하는 포만트분석수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  11. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할수단과, 상기 대역분할수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호에 대해 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 상기 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크를 검출하는 피크검출수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여 음성부분을 판별하는 음성판별회로와, 판별된 음성부분정보를 이용하여 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 상기 잡음예측수단에 의해 예측된 잡음치를 상기 대역분할된 신호로부터 감산하는 잡음제거 수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여 잡음대역을 산출하는 잡음대역산출수단과, 상기 잡음대역산출수단에 의해 산출된 잡음대역을 감쇠하기 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/감쇠/제어수단과, 상기 잡음제거 수단에 의해 잡음이 제거된 신호를 입력하여 상기 대역선택/감쇠/제어수단의 제어신호에 응답하여 선택된 잡음대역만을 감쇠하는 잡음대역선택/감쇠수단과, 상기 잡음대역선택/감쇠수단에 의해 감쇠된 신호를 대역합성하는 대역합성 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 음성판별회로가 포만트분석결과를 이용하여 음성부분의 판별을 행하도록, 켑스트럼분석수단에 의해 분석된 켑스트럼에 대해 포만트분석을 행하는 포만트분석수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  13. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할 수단과, 상기 대역분할수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호에 대해 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 상기 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크를 검출하는 피크검출수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여 음성부분을 판별하는 음성판별회로와, 판별된 음성부분 정보를 이용하여 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 상기 잡음예측수단에 의해 예측된 잡음치를 상기 대역분할된 신호로부터 감산하는 잡음제거수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여 음성대역을 검출하는 음성대역검출회로와, 상기 음성대역검출회로에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여 선택된 음성대역을 강조하기 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/강조/제어수단과, 상기 음성대역검출회로에 의해 검출된 음성대역 정보에 응답하여 잡음대역을 산출하는 잡음대역산출수단과, 상기 잡음대역산출수단에 의해 산출된 잡음대역을 강조하기 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/감쇠/제어수단과, 상기 대역선택/강조/제어수단의 제어신호에 응답하여 상기 잡음제거수단에 의해 잡음이 제거된 신호로부터 선택된 음성대역만을 강조하고, 또한 상기 대역선택/감쇠/제어수단의 제어신호에 응답하여 상기 잡음제거 수단에 의해 잡음이 제거된 신호로부터 선택된 잡음대역만을 감쇠하는 강조/감쇠수단과, 상기 강조/감쇠수단에 의해서 강조/감쇠된 신호를 대역합성하는 대역합성수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
  14. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할 수단과, 상기 대역분할 수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호에 대해 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크를 검출하는 피크검출수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여 음성부분을 판별하는 음성판별 회로와, 판별된 음성부분 정보를 이용하여 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 상기 피크검출수단에 의해 예측된 잡음치를 상기 대역분할된 신호로부터 감산하는 잡음제거수단과, 상기 피크검출수단에 의해 예측된 잡음치를 상기 대역분할된 신호로부터 감산하는 잡음제거수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여, 음성대역을 검출하는 음성대역검출회로와, S/N비 산출수단에 의해 산출된 S/N비를 입력하고, 입력된 S/N비가 소정의 목표 S/N치로 되도록, 상기 음성대역검출회로에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여 선택된 음성대역을 강조하기 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/강조/제어수단, 상기 잡음제거 수단에 의해서 잡음이 제거된 신호를 입력하고, 상기 대역선택/강조/제어수단의 제어신호에 응답하여 선택된 음성대역만을 강조하는 음성대역선택/강조수단과, 상기 음성대역선택/강조수단에 의해 강조된 신호를 대역합성하는 대역합성수단과, 상기 잡음예측수단에 의해서 예측된 잡음을 압력하여 잡음의 크기를 산출하는 잡음파워 산출수단과, 상기 음성대역선택/강조수단에 의해 상대적으로 강조된 음성신호의 크기를 산출하는 음성신호파워산출수단과, 상기 음성신호파워산출수단에 의해 산출된 음성신호와 상기 잡음파워산출 수단에 의해 산출된 잡음신호 파워를 입력하여 S/N비를 산출하는 S/N비 산출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리방식.
  15. 잡음을 포함한 혼합신호를 입력하여 대역분할하는 대역분할수단과, 상기 대역분할수단에 의해 각 채널마다 대역분할된 신호에 대해 켑스트럼분석을 행하는 켑스트럼분석수단과, 켑스트럼분석결과에 의거하여 피크를 검출하는 피크검출수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여 음성부분을 판별하는 음성판별 회로와, 판별된 음성부분 정보를 이용하여 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 상기 잡음예측수단에 의해 예측된 잡음치를 상기 대역분할된 신호로부터 감산하는 잡음제거 수단과, 상기 피크검출수단에 의해 검출된 피크를 이용하여 음성대역을 검출하는 음성대역검출회로와, 상기 음성대역검출회로에 의해 검출된 음성대역정보에 응답하여 선택된 잡음대역을 산출하는 잡음대역산출수단과, S/N 산출수단에 의해 산출된 S/N비를 입력하고, 입력된 S/N비가 소정의 목표 S/N치로 되도록, 상기 잡음대역 산출수단에 의해 산출된 잡음대역을 강조하기 위한 제어신호를 출력하는 대역선택/감쇠/제어수단과, 상기 잡음제거수단에 의해 잡음이 제거된 신호를 입력하고, 상기 대역선택/감쇠/제어수단의 제어신호에 응답하여 선택된 잡음대역만을 감쇠하는 잡음대역선택/감쇠수단과, 상기 잡음대역선택/감쇠수단에 의해 감시된 신호를 대역합성하는 대역합성수단과, 상기 잡음예측수단에 의해 예측된 잡음을 입력하여 잡음의 크기를 산출하는 잡음파워 산출수단과, 상기 잡음대역선택/감쇠수단에 의해 상대적으로 강조된 음성신호의 크기를 산출하는 음성신호파워산출수단과, 상기 음성신호파워산출수단에 의해 산출된 음성신호와 상기 잡음신호파워산출수단에 의해 산출된 잡음신호파워를 입력하여 S/N비를 산출하는 S/N비 산출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성신호처리장치.
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