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강인한 음성 인식을 위한 실시간 타겟 음성 분리 방법
Online target-speech extraction method for robust automatic speech recognition
소 속
서강대
연구책임자
박형민
기술분류
IT
키워드
강인음성인식, 음성향상, 전처리, 신호분리, 독립성분분석
 
기술개발 단계(TRL 9단계)
기초연구단계 실험단계 시작품단계 제품화단계 사업화
1. 기초이론/실험   3. 실험실 규모의
기본성능 검증
  5. 확정된 시작품
제작 및 성능평가
  7. 신뢰성 평가 및
수요기업 평가
  9. 사업화  
2. 실용목적의
아이디어,
특허등 개념 정립
  4. 실험실 규모의
평가
V 6. 파일롯 규모
시작품 제작 및
성능 평가
  8. 시제품 인증 및
표준화
   
- 대한민국 특허 등록 번호 10-1658001, 2016년
- 미국 특허 출원 번호 15/071,594, 2016년
 
본 발명은 강인음성인식을 위한 전처리로 사용되는 효율적인 온라인 목표음성추출 방법에 관한 것이다. 복수의 마이크로폰에 대해서 목표 화자의 방향에 null을 형성함에 의해서 잡음의 추정이 효율적으로 수행될 수 있다. 추정된 잡음에 독립적인 목표 음성을 추정하기 위해 요구되는 가중치는 독립성분분석에 대한 수정된 비용 함수를 이용하여 학습된다. 특히, 최소왜곡원리와 nonholonomic constraint 그리고 입력 신호의 smoothed power 추정치에 의한 규준화를 적용한 실시간 natural gradient 학습 규칙으로 기존의 독립성분분석보다 훨씬 더 적은 계산량으로 시간에 따라 power가 변화하는 음성에 대해서도 안정적인 수렴 특성을 보인다. Underdedtermined problem을 겪는 일반적인 독립성분분석과 달리 제안한 방법은 성공적인 목표 음성 추정을 위해 신호대 잡음비가 최대가 되도록 하는 beamformer를 형성한다.

 
기존 독립성분분석 기법은 고전적인 beamforming에 비해 상대적으로 적은 개수의 마이크로폰으로도 효율적인 신호 분리가 가능하여 음성인식 전처리 기법으로 큰 기대를 모았으나, 목표 음성의 출력 신호를 고정할 수 없고, 음원의 개수보다 적은 개수의 마이크로폰 신호로 모든 음원을 분리할 수 없다는 underdetermined problem으로 인해 실제적인 응용이 어려웠다. 본 발명에서는 목표 화자의 방향에 null을 형성하여 잡음을 효율적으로 추정함과 동시에 그 출력단을 고정하고 이러한 출력단과 다른 출력단에서 기존 잡음 출력과 가능한 독립적인 목표 음성 신호가 추정되도록 하여 목표 음성의 출력단을 고정할 뿐만 아니라 신호대 잡음비가 최대가 되도록 하는 beamformer를 형성하여 훨씬 더 적은 계산량으로 시간에 따라 power가 변화하는 음성에 대해서도 안정적인 수렴 특성을 보인다.
 
- 음성인식의 상용화에 있어서 가장 큰 걸림돌인 실세계 환경에서 잡음에 대한 강인성을 확보하기 위한 전처리 기법이므로 음성인식 시장에 전반적으로 활용이 가능하다.
- 특히 최근 각광을 받고 있는 인공지능 스피커와 같은 원거리 음성인식에서 사용자의 만족도를 제고할 수 있는 핵심 기술이다.

 
- 공동연구(Joint R&D), 기술이전(매각) 또는 라이센싱(Technology Transfer or Licensing), 공동마케팅 & 생산제휴(Joint Marketing & production), 기타(Joint Venture, 투자유치 등)
 
- 서강대학교 산학협력단 전혜연 매니저 (02-3274-4959/ hy9764@sogang.ac.kr)
 
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