KR960007842B1 - 음성잡음분리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

음성잡음분리장치

제1도는 본 발명에 관한 음성잡음분리장치의 제1실시예틀 표시한 블록도.

제2도는 본 발명에 관한 음성잡음분리장치의 제2실시예를 표시한 블록도.

제3도는 본 발명의 켑스트럼분석을 설명하기 위한 그래프.

제4도는 본 발명의 잡음예측을 설명하기 위한 그래프.

제5도 및 제6도는 본 발명의 캔설링(canceling)방법을 설명하기 위한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 대역분할수단 2 : 음성검출수단

3 : 잡음예측수단 4 : 음성구간판정수단

5 : 음성꺼내기수단 6 : 잡음구간판정수단

7 : 잡음꺼내기수단 8 : 잡음신호연속접속수단

9 : 캔설수단 10 : 대역합성수단

본 발명은 잡음섞인 음성신호에 대해서 음성신호와 잡음신호를 분리하는 음성잡음분리장치에 관한 것이다.

종래에는, 예를들면, 음악회에 있어서, 노래하고 있는 사람의 노래소리(음성)와 오케스트라의 소리를 따로따로 녹음하고 싶은 경우, 각각 전용의 마이크로폰을 설치해서 분리녹음하고 있었으며, 또, 그것을 송신할 경우도 그 따로따로 녹음된 신호틀 각각 따로 송신하고 있었다.

그러나, 이와 같은 음성과 잡음(음성이외의 소리를 모두 잡음으로 한다)을 분리하고 싶은 경우, 녹음하는 곳에서부터 따로따로 녹음하는 시스템은 시스템기기 전체가 복잡한 것으로 되는 과제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 시스템의 과제를 해결하는 것으로서, 음성과 잡음이 서로 섞인 신호에 대해서, 음성과 잡음을 분리할 수 있는 음성잡음분리장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은, 잡음섞인 음성신호틀 입력하여 대역을 분할하는 대역분할수단과, 이 대역분할된 신호에 대해서 음성부분을 검출하는 음성검출수단과, 이 음성검출수단의 검출결과에 의거하여 음성구간을 판정하는 음성구 간판정수단과, 이 판정된 음성구간에 의거하여 상기 잡음섞인 음성신호에 대해서 그 음성부분의 꺼내기를 행하는 음성꺼내기수단과, 상기 대역분할수단에 의해서 대역분할된 신호틀 입력하고, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보에 의거하여 잡음만의 부분의 데이터로부터 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보를 이용해서 상기 대역분할수단에 의해서 분할된 신호에 대해서, 잡음만의 부분을 꺼내는 잡음꺼내기수단과, 이 잡음꺼내기수단에 의해서 꺼내진 잡음만의 부분의 잡음과 상기 잡음예측수단에 의해서 예측된 음성부분의 잡음을 접속하는 잡음신호 연속접속수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성잡음분리장치이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은, 대역분할수단에 의해서, 잡음섞인 음성신호를 입력하여 대역을 분할하고, 음성검출수단에 의해서, 그 대역분할된 신호에 대해서 음성부분을 검출하고, 음성구간판정수단에 의해서, 그 음성검출수단의 검출결과에 의거하여 음성구간을 판정하고, 음성꺼내기수단에 의해서, 이 판정된 음성구간에 의거하여 상기 잡음섞인 음성신호에 대해서 그 음성부분을 꺼내고, 잡음예측수단에 의해서, 대역분할된 신호를 입력하고, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보에 의거해서 잡음만의 부분의 데이터로부터 음성부분의 잡음을 예측하고, 잡음꺼내기수단에 의해서, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보를 이용해서 상기 대역분할수단에 의해서 분할된 신호에 대해서 잡음만의 부분을 꺼내고, 잡음신호연속접속수단에 의해서, 잡음꺼내기수단에 의해서 꺼내진 잡음만의 부분의 잡음과 상기 잡음예측수단에 의해서 예측된 음성부분의 잡음을 접속한다.

또, 본 발명은, 잡음섞인 음성신호를 입력하여 대역을 분할하는 대역분할수단과, 이 대역분할된 신호에 대해서 음성부분을 검출하는 음성검출수단과, 상기 대역분할수단에 의해서 대역분할된 신호를 입력하고, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보에 의거해서 잡음만의 부분의 데이터로부터 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 상기 대역분할수단에 의해서 대역분할된 신호를 입력하고, 상기 잡음예측수단에 의해서 예측된 예측잡음을 제거하는 캔설(cancel)수단과, 이 캔설수단으로부터의 출력에 대해서 대역합성하는 대역합성수단과, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보를 이용해서 상기 대역분할수단에 의해서 분할된 신호에 대해서 잡음만의 부분을 꺼내는 잡음꺼내기수단과, 이 잡음꺼내기수단에 의해서 꺼내진 잡음만의 부분의 잡음과 상기 잡음예측수단에 의해서 예측된 음성부분의 잡음을 접속하는 잡음신호연속접속 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성잡음분리장치이다.

본 발명은, 상기와 같은 구성으로 이루어지며, 대역분할수단에 의해서, 잡음섞인 음성신호를 입력하여 대역을 분할하고, 음성검출수단에 의해서, 그 대역분할된 신호에 대해서 음성부분을 검출한다. 잡음예측수단은, 상기 대역분할수단에 의해서 대역분할된 신호를 입력하고, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보에 의거해서 잡음만의 부분의 데이터로부터 음성부분의 잡음을 예측한다.

캔설수단은, 상기 대역분할수단에 의해서 대역분할된 신호를 입력하고, 상기 잡음예측수단에 의해서 예측된 예측잡음을 제거한다. 그리고 대역합성수단은, 상기 캔설수단으로부터의 출력에 대해서 대역합성하며, 잡음꺼내기수단에 의해서는, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보틀 이용해서 상기 대역분할수단에 의해서 분할된 신호에 대해서 잡음만의 부분을 꺼낸다. 그리고, 잡음신호 연속접속수단은, 상기 잡음꺼내기수단에 의해서 꺼내진 잡음만의 부분의 잡음과 상기 잡음예측수단에 의해서 예측된 음성부분의 잡음을 접속한다.

이하에 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는, 본 발명에 관한 신호처리장치의 제1실시예를 개략적으로 표시한 블록도이다.

대역분할수단(1)은, 잡음섞인 음성신호를 입력하여 채널분할하는 수단이다. 예를들면, A/D 변환수단과 푸우리에 변환수단을 구비하고, 대역을 분할하는 수단이다.

음성검출수단(2)은, 대역분할수단(1)에 의해서 대역분할된 잡음섞인 음성신호를 입력하여, 그 음성부분을 검출하는 수단이다. 예를들면, 필터등을 사용해서 음성부분과, 잡음만의 부분을 구별하는 수단이다. 혹은, 켑스트립분석을 행하고, 그 피이크정보, 포르만트정보등을 사용하므로서, 음성부분을 찾아낸다. 즉, 음성검출수단(2)는, 예를들면, 켑스트럼분석수단과 음성판별수단을 가진다. 이 켑스트럼분석수단은, 대역분할된 잡음섞인 음성신호의 스펙트럼신호에 대한 켑스트럼을 구하는 수단이다. 제3도(a)는 그 스펙트럼, (b)는 그 켑스트럼을 표시한다.

음성판별수단은, 켑스트럼분석수단에 의해서 얻어진 켑스트럼에 의거해서 음성부분의 판별을 행하는 수단이다. 구체적으로는, 피이크검출수단과, 평균치산출수단과, 음성판별회로를 구비하고 있다. 이 피이크검출수단은, 켑스트럼분석수단에 의해서 얻어진 켑스트럼에 대해서, 그 피이크(피치)를 구하는 수단이다. 다른 한편, 평균치산출수단은, 켑스트럼분석수단에 의해서 얻어지는 켑스트럼의 평균치를 산출하는 수단이다. 음성판별회로는, 피이크검출수단으로부터 공급되는 켑스트럼의 피이크와 평균치산출수단으로부터 공급되는 켑스트럼의 평균치를 사용해서 음성부분을 판별하는 회로이다. 예를들면, 모음과 자음을 판별해서, 음성부분을 정확하게 판별하는 것이다. 즉, 피이크검출수단으로부터 피이크가 검출된 것을 표시하는 신호가 입력되었을 경우에는, 그 음성신호입력은 모음구간이라고 판단한다. 또, 자음의 판정에 대해서는, 예를들면 평균치산출 수단으로부터 입력되는 켑스트럼평균치가 미리 결정된 규정치보다 큰 경우, 혹은 그 켑스트럼평균치의 증가량(미분계수)이 미리 결정된 규정치보다 큰 경우는, 음성신호입력은 자음구간이라고 판정한다. 그리고 그 결과로써, 모음/자음을 표시하는 신호, 혹은 모음과 자음을 포함한 음성구간을 표시하는 신호를 출력한다.

음성구간판정수단(4)은, 상기 음성검출수단(2)으로부터의 음성부분정보에 의해, 음성구간, 예를들면 음성의 시작타이밍과 종료타이밍을 판정하는 수단이다.

음성꺼내기수단(5)은, 잡음섞인 음성신호를 입력하여, 음성구간판정수단(4)으로부터의 정보에 따라, 음성부분만을 꺼내는 수단이다. 예를들면, 스위칭회로이다.

다른 한편, 잡음예측수단(3)은, 음성검출수단(2)으로부터의 음성부분정보를 이용해서, 그 이외의 부분을 잡음만의 부분으로 판단하여, 그 잡음만의 구간의 잡음데이터를 이용해서 음성부분의 구간중의 잡음데이터를 예측하는 수단이다. 즉, 이 잡음예측수단(3)은, m 채널로 분할된 음성/잡음입력에 의거하여, 잡음성분을 각 채널마다 예측하는 수단이다. 예를들면, 제4도에 표시한 바와 같이, X축에 주파수, Y축에 음성레벨, Z축에 시간을 취하는 동시에, 주파수 f1의 곳의 데이터 P1, P2,‥‥Pi를 취하고, 그 앞의 Pj틀 예측한다. 예를들면, 잡음부분 P1~Pi의 평균을 취하여 Pj로 한다. 또, 음성신호부분이 계속할때는 Pj에 감쇠계수를 곱한다.

잡음구간판정수단(6)은, 음성검출수단(2)에 의해서 검출된 음성부분정보틀 이용해서, 잡음만의 부분의 구간을, 예틀들면 그 잡음이 시작하는 타이밍과 종료하는 타이밍을 판정하는 수단이다.

잡음꺼내기수단(7)은, 잡음구간판정수단(6)에 의해서 판정된 잡음구간정보에 의거해서, 대역분할된 신호로부터 잡음만의 부분을 꺼내는, 예를들면 스위칭회로이다.

잡음신호연속접속수단(8)은, 상기 잡음꺼내기수단(7)에 의해서 꺼내진 잡음만의 부분의 잡음과 상기 잡음예측수단(3)에 의해서 예측된 음성부분의 잡음을 접속하는 수단이다. 예를들면, 타이밍신호틀 이용하는 스위칭회로이다.

다음에, 본 발명의 제1실시예의 동작에 대해서 설명한다.

대역분할수단(1)에 의해서, 잡음섞인 음성신호를 입력하여 대역을 분할한다. 음성검출수단(2)은, 그 대역분할된 신호에 대해서 음성부분을 검출한다. 음성구간판정수단(4)은, 그 음성검출수단(2)의 검출결과에 의거하여, 음성구간을 판정한다. 음성꺼내기수단(5)은, 이 판정된 음성구간에 의거하여, 상기 잡음섞인 음성신호에 대해서, 그 음성부분을 꺼낸다. 이에 의해서, 잡음섞인 음성신호로부터 음성신호가 분리된다.

다른 한편, 잡음예측수단(3)은 대역분할된 신호를 입력하고, 상기 음성검출수단(2)에 의해서 검출된 음성부분정보에 의거하여, 잡음만의 부분의 데이터로부터 음성부분의 잡음을 예측한다. 잡음꺼내기수단(7)은, 상기 음성검출수단(2)에 의해서 검출된 음성부분정보를 이용해서, 상기 대역분할수단에 의해서 분할된 신호에 대해서, 잡음만의 부분을 꺼낸다. 즉, 잡음구간판정수단(6)은, 음성검출수단(2)으로부터의 음성부분정보를 입력하여, 잡음만의 부분의 구간을 판정한다. 그리고, 잡음꺼내기수단(7)은 이 잡음구간정보를 이용해서, 잡음부분을 꺼낸다. 잡음신호 연속접속수단(8)은, 잡음꺼내기수단(7)에 의해서 꺼내진 잡음만의 부분의 잡음과 상기 잡음예측수단(3)에 의해서 예측된 음성부분의 잡음을 접속한다.

이에 의해서, 연속하는 잡음신호를 얻게 된다.

제2도는 본 발명의 제2실시예이다.

제1도의 제1실시예와 다른 곳은, 얻어지는 음성신호중의 잡음이 억제된 것이라는 점이다. 즉, 음성구간판정수단(4) 및 음성꺼내기수단(5)의 대신에, 캔설수단(9)과 대역합성수단(10)이 설치되어 있다.

캔설수단(9)은, 상기 대역분할수단(1)에 의해서 대역분할된 신호를 입력하고, 그리고 상기 잡음예측수단(3)에 의해서 예측된 예측잡음을 제거하는 수단이다. 일반적으로, 캔설방법의 일예로서, 시간축에서의 캔설레이션(cancellation)은, 제5도에 표시한 것과 같이, 잡음혼입음성신호(가)로부터 예측된 잡음파형(나)을 감산한 것이다. 그것에 의해서 신호만이 인출된다(다). 또, 제6도에 표시한 것은 주파수틀 기준으로 한 캔설레이션이며, 잡음혼입음성신호(가)를 푸우리에 변환하고(나), 그리고 예측잡음의 스펙트럼(다)을 빼고(라), 이것을 역푸우리에 변환해서, 잡음이 없는 음성신호(마)를 얻는 것이다.

대역합성수단(10)은, 캔설수단(9)로부터 공급되는 m 채널의 신호를 역푸우리에 변환해서 품질이 좋은 음성출력을 얻는 수단이다.

이에 의해서 얻어지는 음성신호중의 잡음은 억압된 것으로 되므로, 음성과 잡음이 보다 한층 더 정밀하게 분리되게 된다.

또한, 본 발명의 음성검출수단, 잡음예측수단, 음성꺼내기수단등의 각종 수단은 컴퓨터를 이용해서 소프트웨어적으로 실현할 수 있으나, 전용의 하아드회로를 사용해도 실현가능하다.

이상 설명한 바에 의해서 명백한 바와 같이, 본 발명에 관한 음성잡음분리장치는, 잡음이 혼입한 음성신호에 대해서, 잡음과 음성신호를 분리해서 각각 독립해서 인출할 수 있으므로, 음악회동에서는 1개의 마이크로폰으로 오케스트라의 소리와 노래소리를 동시에 녹음해 놓고, 그 혼합신호를, 본 발명의 음성잡음분리장치에 의해서 음성신호와 잡음신호로 분리할 수 있다. 흑은, 그 혼합신호를 통신회선을 이용하여 보내고, 받는 곳에서 본 발명의 음성잡음분리장치에 의해서 분리할 수도 있다.

Claims (1)

1. 잡음섞인 음성신호를 입력하여 대역을 분할하는 대역분할수단과, 이 대역분할된 신호에 대해서 음성부분을 검출하는 음성검출수단과, 이 음성검출수단의 검출결과에 의거하여 음성구간을 판정하는 음성구간판정수단과, 이 판정된 음성구간에 의거하여 상기 잡음섞인 음성신호에 대해서, 그 음성부분을 꺼내는 음성꺼내기수단과, 상기 대역분할수단에 의해서 대역분할된 신호를 입력하고, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보에 의거하여 잡음만의 부분의 데이터로부터 음성부분의 잡음을 예측하는 잡음예측수단과, 상기 음성검출수단에 의해서 검출된 음성부분정보를 이용해서 상기 대역분할수단에 의해서 분할된 신호에 대해서, 잡음만의 부분을 꺼내는 잡음꺼내기 수단과, 이 잡음꺼내기수단에 의해서 꺼내진 잡음만의 부분의 잡음과 상기 잡음예측수단에 의해서 예측된 음성부분의 잡음을 접속하는 잡음신호연속접속수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성잡음분리장치.