적응 웨이블렛 패킷 기반 스펙트럼 차감법에서 다양한 필터와 최소자승직선방법에 대한 음질 개선 비교에 관한 연구

Abstract

적응 웨이블렛 패킷 기반 스펙트럼 차감법에서 다양한 필터와 최소자승직선방법에 대한 음질 개선 비교에 관한 연구

본 논문에서는 실환경의 정적(stationary)인 잡음과 비정적(non-stationary)인 잡음으로 오염된 음성 신호를 개선하기 위해 웨이블렛 패킷(Wavelet Packet) 기반의 스펙트럼 차감법(Spectral Subtraction)을 이용한 최소자승직선(Least-Squares Line)방법[6]과 다양한 웨이블렛 필터[7]들의 음질 개선 성능을 비교 분석하였다. 오래 전부터 비정적인 잡음 환경에서의 문제점을 해결하기 위해 웨이블렛 패킷 변환에서 스펙트럼 차감법을 이용하는 방법이 제안되어 왔다. 웨이블렛을 이용하는 방법은 정적인 잡음과 비정적인 잡음 모두 효과적으로 제거하지만 임계치 설정 방법 및 필터의 종류마다 약간의 성능차이를 보인다. 본 논문에서는 실환경과 비슷한 조건의 babble noise, factory2 noise, street1 noise, white noise를 배경잡음으로 사용하였고 최소자승직선(LSL)방법과 다양한 웨이블렛 필터들의 음질 개선 성능을 잡음 추정과 스펙트럼 차감법을 통해 개선시킨 후 다양한 측면에서의 성능 평가를 위해 주관적 평가 척도인 파형 및 스펙트로그램 분석과 높은 상관도를 갖는 객관적 평가 척도인 Segmental SNR를 사용하여 비교 분석하였다.; A Study on Comparison of Speech Enhancement by Using Various Filters and Least-Squares Line Method in Adaptive Wavelet Packet Based Spectral Subtraction

Taewan Kim Department of Electronic, Electrical, Control and Instrumentation Engineering The Graduate School, Hanyang University Supervised by Prof. Sung-il Yang

This paper presented comparison and analysis of noise estimation and speech enhancement by using least-squares line method[6] and various filters[7] in adaptive wavelet packet based spectral subtraction from the noisy speech, where was reduced stationary and non-stationary noises that occur in the real environment. Various filters were applied to Battle, Beylkin, Coiflet, Daubechies, Symmlet, Vaidyanathan. I used noisy speech with SNR 5dB corrupted by various practical environments: babble noise, factory2 noise, street1 noise, white noise. I employed various measures such as segmental SNR, waveform and spectrogram analysis of enhanced speech for the performance assessment. In various assessments, it has been confirmed that the least-squares line method showed better performance than the various wavelet filters in various noisy environments.