초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제는 무선 이어버즈 사용 환경에서 사용자 음성의 음질을 향상하기 위한 고성능 및 고효율의 음성처리 알고리즘 개발을 목표로 한다. 이를 달성하기 위해 본 연구팀은 해당 환경에서 사용자 음성의 음질을 저하시키는 원인으로 음향학적 에코, 환경 잡음, 타 화자 음성, 대역폭 제한을 특정하고, 이를 극복하는 기술인 에코 제거, 잡음 제거, 음원 분리, 대역 확장 기술을 연구·개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제 제안 시 설정한 연구 목표는 선형 에코 제거기 개발(기존 기술 대비 si

□ 연구개요
본 연구과제는 무선 이어버즈 사용 환경에서 사용자 음성의 음질을 향상하기 위한 고성능 및 고효율의 음성처리 알고리즘 개발을 목표로 한다. 이를 달성하기 위해 본 연구팀은 해당 환경에서 사용자 음성의 음질을 저하시키는 원인으로 음향학적 에코, 환경 잡음, 타 화자 음성, 대역폭 제한을 특정하고, 이를 극복하는 기술인 에코 제거, 잡음 제거, 음원 분리, 대역 확장 기술을 연구·개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제 제안 시 설정한 연구 목표는 선형 에코 제거기 개발(기존 기술 대비 single-talk에서 ERLE 2dB 향상 혹은 double-talk에서 PESQ 0.1 향상), 동시발화 검출기 개발(기존 기술 대비 오류율 5% 이상 개선), 잔여 에코 제거기 개발(기존 기술 대비 single-talk에서 ERLE 2dB 향상 혹은 double-talk PESQ 0.05 향상), 음성의 통계적 특성과 음성신호의 특징을 활용한 음성 검출기 개발(기존 기술 대비 오류율 7% 이상 개선), 잡음 및 사용자 음성의 정확한 통계적 정보를 추정하는 다채널 잡음 제거 기술 개발 및 외부 마이크로폰과 내부 마이크로폰 신호의 결합 알고리즘 개발 (기존 기술 대비 통합 솔루션의 PESQ 0.1 향상), 대역 확장 기술 개발(기존 기술 대비 PESQ 0.05 향상), 음원 분리 기술 개발(기존 기술 대비 SDR 1dB 향상), 통합 솔루션 구축 및 성능 고도화(기존 기술 대비 PESQ 0.15 향상)이다. 본 연구팀은 해당 연구 목표를 100% 달성하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구팀은 후속연구를 진행하여 개발된 에코 제거, 잡음 제거, 음원 분리, 대역 확장 기술의 성과를 기반으로 추가적인 성능 향상 및 검증을 거쳐 학술지 및 학술대회에 보고할 예정이다. 선형 에코 제거 기술은 INLMS 알고리즘의 스텝사이즈 조절 방식을 개선하여 에코 경로 변화, 비정적 입력 신호, 배경 잡음의 존재에 강인하도록 개선하였으며, 잔여 에코 제거 기술은 스피커 및 파워앰프의 비선형성 등에 의해 발생하는 하모닉 왜곡에 효과적으로 대응하기 위해 신호의 시간적 관련성을 고려하여 기존 기술을 개선하였다. 잡음 제거 연구의 경우, 다중 마이크로폰에 입력된 신호 간 coherence와 SNR을 함께 고려한 음성 검출 알고리즘과 정확한 잡음의 통계치 추정방법 및 효과적인 음성의 내·외부 마이크로폰 간 결합 알고리즘을 개발하여 이어버즈 상황에 적합한 잡음 제거 모듈을 구축하였다. 또한 개발된 음원 분리 알고리즘은 특정 화자의 정보를 딥러닝 네트워크에 입력 신호와 함께 입력하여 해당 화자의 음성을 정확하게 추출하도록 훈련되었으며, 이는 최근 메타버스 환경에서의 음성 통신에 적용할 수 있는 딥러닝 기반 개인화된 음성 향상(personalized speech enhancement) 분야로의 응용이 가능하다. 개발된 시간 영역 대역 확장 기술은 기존시간-주파수 영역의 손실 함수를 통한 학습에서 나타나는 과평활화(over-smoothing) 현상을 개선하였으며, 입력 신호에 포함될 수 있는 잡음을 고려하여 학습되었기에 잡음에 강인한 대역 확장 결과를 나타냈다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 36