초록 ▼

□ 연구개요
화재와 같은 재난 환경에서는 화염, 폭발, 구조물 파괴, 건물 붕괴 등 화재 자체로 인한 배경 잡음을 포함하여 구호 인력, 시설 및 장비 등에 의한 다양한 요소의 배경 잡음이 발생함
극심한 크기를 갖고 시간에 따라 변하며 돌발적인 다양한 요소의 배경 잡음이 존재하는 동시에 사용자의 음성이 왜곡되는 재난 환경에 현재까지 개발된 음성 인식 기술을 적용하기에는 한계가 있음
다양한 종류의 극심한 잡음 요소가 존재하는 재난 환경에서 효과적으로 동작하는 음성 인식 기술에 관한 연구를 수행함

□ 연구 목

□ 연구개요
화재와 같은 재난 환경에서는 화염, 폭발, 구조물 파괴, 건물 붕괴 등 화재 자체로 인한 배경 잡음을 포함하여 구호 인력, 시설 및 장비 등에 의한 다양한 요소의 배경 잡음이 발생함
극심한 크기를 갖고 시간에 따라 변하며 돌발적인 다양한 요소의 배경 잡음이 존재하는 동시에 사용자의 음성이 왜곡되는 재난 환경에 현재까지 개발된 음성 인식 기술을 적용하기에는 한계가 있음
다양한 종류의 극심한 잡음 요소가 존재하는 재난 환경에서 효과적으로 동작하는 음성 인식 기술에 관한 연구를 수행함

□ 연구 목표대비 연구결과
재난 환경에서 90% 이상의 음성 인식 성능을 갖는 소규모 어휘 음성 인식 알고리즘 개발을 위해 음성 인식 시스템의 전처리 과정에 핵심이 되는 심층 신경망 기반의 음성 향상 기술 개발에 집중하여 마스크 기반의 음성 향상 기술에 손실 함수 조합 기술을 적용하여 성능을 향상시킴
음성 구간에 남아 있는 잡음을 보다 효과적으로 제거하기 위해 잡음 오염 음성에 마스크를 적용한 Triplet 손실함수의 Positive 부분을 컴포넌트 손실함수와 조합하여 사용함
드론 소음 환경에서의 음성 데이터베이스를 구축하고 이를 음성 향상 기술에 활용할 수 있는 모델 학습 기술을 개발함
음성 향상 기법의 모델 훈련을 위해 실제 드론 소음을 이용한 오염 음성과 인터넷에서 수집한 드론 음향을 이용한 음성 데이터를 이용하고, 이 두 종류의 데이터를 혼합하여 이용함
재난 환경에서 발생할 수 있는 극심한 수준의 다양한 배경 잡음에 효과적인 음성 인식 알고리즘 개발을 위해 복소 스펙트럼 기반의 음성 향상 기술에 개선된 주의 집중 기법과 손실 함수 조합 기술을 적용하고 잡음 Aware 학습 기술을 개발함
시간 영역 손실함수인 SI-SNR과 각 주파수 영역 손실함수를 조합하여 사용함
재난 환경에서 발생할 수 있는 롬바드 효과, 음색 및 크기 변화, 거친 숨소리 등과 같은 다양한 요소의 음성 변화 및 준어적 음성 입력에 효과적인 음성 인식 알고리즘 개발을 위해 심층 신경망 기반 음성 데이터 증강 기술, 주의 집중 기법을 활용한 화자 임베딩 추출 기술을 개발함

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구에서 개발한 복소 스펙트럼 기반의 음성 향상 기술은 음성 향상 기술에 스펙트럼의 크기 성분 뿐만 아니라 위상 정보를 함께 고려하여 음성 향상 성능을 고도화 하려는 세계적인 연구 동향을 반영한 결과임
본 연구에서 구축한 드론 소음 환경 음성 데이터베이스는 드론을 활용해야하는 재난 환경 등에 적용할 수 있는 음성 처리 기술을 개발할 때 학습용, 평가용 데이터베이스로 효과적으로 사용될 수 있음
본 연구에서 개발된 주의 집중 기반의 화자 임베딩 추출 기술은 화자 인식, 화자 검출 등의 음성 처리 기술에 효과적으로 활용될 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구의 목표 ... 4
• 2.2 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 효과적인 마스크 기반 음성 향상을 위한 손실 함수 조합 기술 개발 ... 5
• 2.2 효과적인 복소 스펙트럼 음성 향상을 위한 손실 함수 조합 기술 개발 ... 7
• 2.3 드론 소음 환경에서 심층 신경망 기반 음성 향상 기술 개발 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 13
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 23