• 제목/요약/키워드: 서브 밴드

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트리구조 필터뱅크를 이용한 서브밴드 필터링에서의 수렴 성능 향상 (Performance Improvement of Tree Structured Subband Filtering)

  • 최창권;조병모
    • 한국정보통신학회논문지
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    • v.4 no.2
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    • pp.407-416
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    • 2000
  • 본 논문은 트리구조의 필터뱅크를 이용하여 필터링을 할 때 데시메이션으로 인해서 생기는 왜곡을 보상하기 위해서 보조 필터(엘리어싱 제거기)를 사용하는 방법을 제안하고 이를 이용하여 잡음을 제거하여 음질을 향상시키는 실험을 행했다. 입력신호는 두 채널의 분석필터에 의해 서브밴드로 분해된 후 데시메이션되고 다시 각 서브밴드로 분해된 신호를 적응필터를 이용하여 필터링을 한다. 이러한 기법으로 각 주파수 대역을 균일한 대역으로 분해할 수 있으며 각 서브밴드별로 각기 다른 수렴상수를 사용할 수 있어서 수렴속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 특히 잡음 제거나 음질 향상에 서브밴드 적응 필터뱅크를 응용할 경우 수렴속도가 빨라야 하며, 임펄스 응답의 길이가 긴 시스템을 모델링하는 데 응용할 수 있는 장점이 있다. 적응필터 계수의 갱신 방법으로는 VSS(Variable Step Size) LMS 알고리듬을 사용하였으며, 실험 결과, 기존의 서브밴드 구조보다 제안한 구조가 최소 평균 오차나 수렴성능 면에서 우수한 성능을 보였다.

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서브밴드 백색화 필터를 이용한 부공간 잡음 제거 (Subspace Speech Enhancement Using Subband Whitening Filter)

  • 김종욱;유창동
    • 한국음향학회지
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    • v.22 no.3
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    • pp.169-174
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    • 2003
  • 본 논문에서는 서브밴드 백색화 필터를 이용한 새로운 부공간 잡음제거 방법을 제안하였다. 기존의 부공간 접근방법에서는 백색 잡음을 가정하거나, 유색 잡음에 대한 전처리로서 백색화 필터를 사용하였다. 백색화 필터를 서브밴드로 나누어 처리함으로써, 제안된 방법은 잔여잡음을 줄이면서 신호 왜곡의 상한값을 최소화하도록 설계하였다. 또한 서브밴드 백색화 필터를 도입함으로써 부공간 잡음제거 방법에서 약점으로 지적되는 것 중의 하나인 Karhunen-Loeve(KL) 영역에서의 주파수 해상도를 높일 수 있었다. 실험결과에 의하면 제안된 방법은 Ephraim에 의해 제안된 방법 부공간 잡음 제거 방법이나, Boll에 의해 제안된 주파수 차감법에 비해 구분 신호대 잡음 비 (SNRseg: segmental signal-to-noise ratio), 음성의 인지적 성능 평가 (PESQ: perceptual evaluation of speech quality)를 고려하였을 때 향상된 성능을 보였다.

시간 지연 없는 서브밴드 적응 필터 구조를 사용한 능동 소음 제어 알고리듬 (Active Noise Control Algorithm Based on a Delayless Subband Adaptive Filter Architecture)

  • 윤정현;박영철;윤대희;차일환
    • 한국음향학회지
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    • v.17 no.3
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    • pp.52-58
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    • 1998
  • 본 논문에서는 시간 지연이 없는 서브밴드 필터 구조를 사용한 능동 소음 제어 시 스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 기준 입력 신호와 2차 경로의 전달 함수를 컨볼루션하 여 만들어지는 filtered reference 신호가 서브밴드내에서 생성될 수 있도록, 2차 소음원과 오차 센서 사이의 전기·음향학적인 경로를 나타내는 2차 전달 함수를 각 서브밴드로 재구 성함으로써, 알고리듬 구현시 계산량을 감소시킨다. 또한 2차 경로의 전달함수가 시간에 따 라 변화하는 경우에도 능동 소음 제어 시스템의 소음 제어 성능을 유지할 수 있도록, 각 밴 드마다 두 개의 적응필터를 사용한 on-line 시스템 인지 구조를 제안하여 on-line 시스템 인 지에 필요한 계산량을 감소시켰다. 본 논문에서 제시한 능동 소음 제어 시스템의 제어 성능 과 on-line 시스템 인지 성능을 모의 실험을 통하여 검증하였다.

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웨이블릿 변환을 이용한 일반화된 서브밴드 분해 FIR 적응 필터의 구조와 수렴특성 해석 (The Structure and the Convergence Characteristics Analysis on the Generalized Subband Decomposition FIR Adaptive Filter in Wavelet Transform Domain)

  • 박순규;박남천
    • 한국융합신호처리학회논문지
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    • v.9 no.4
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    • pp.295-303
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    • 2008
  • 변환영역 적응필터는 시간영역 적응필터보다 일반직으로 수렴속도가 빠르지만 필터의 차수가 증가함에 따라 계산량이 크게 증가한다. 이러한 문제점은 변환영역 적응필터를 서브밴드 분해구조로 변경함으로써 해결할 수 있다. 이 논문에서는 일반화된 서브밴드 분해 FIR 적응 필터의 수렴속도 향상을 위해 웨이블릿 변환영역에서 다이아딕 희소인자 서브필터를 가지는 일반화된 서브밴드 분해 FTR 적응 필터의 구조를 설계하였다. 그리고 이 적응필터에서 변환영역의 일반화된 등가입력을 유도하고 이 입력을 이용하여 LMS 일고리듬에 대한 수렴특성을 해석 및 평가하였다. 이 서브밴드 FIR 적응필터를 이용하여 역 모델링 시스템과 주기성 잡음제거기를 구성하고 LMS 알고리듬 대한 이 시스템들의 수련속도를 이산푸리에 변환을 이용한 서브밴드 적응필터의 것과 컴퓨터 모의실험으로 비교하였다.

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서브밴드 가중치를 이용한 잡음에 강인한 화자검증 (Noise Rabust Speaker Verification Using Sub-Band Weighting)

  • 김성탁;지미경;김회린
    • 한국음향학회지
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    • v.28 no.3
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    • pp.279-284
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    • 2009
  • 화자검증은 발성화자가 제시화자 (claimed speaker)인지 아닌지를 구별하는 것이다. 기존의 화자검증 시스템인 GMM-UBM 방식의 화자검증 시스템은 무잡음 환경에서는 높은 검증성능을 보이지만, 잡음환경에서는 성능이 급격히 떨어지는 단점이 있다. 이런 단점을 극복하기 위해 멀티밴드를 이용한 방법인 특징벡터 재결합방법이 제안되었지만, 특징벡터 재결합방법은 전체 서브밴드 특징벡터들을 사용하여 유사도를 계산하는 단점이 있다. 이런 단점을 극복하기 위해 기 발표된 이전 논문에서 각 서브밴드 유사도를 독립적으로 계산하는 변형된 특징벡터 재결합방법을 제안하였고, 본 논문에서는 변형된 특징벡터 재결합방법과 각 서브밴드들의 신뢰도를 나타내는 신호 대 잡음비를 이용한 가중치를 이용하여 잡음환경에서 기존의 특징벡터 재결합방법에 비해 에러를 28% 감소시켰다.

영상압축을 위한 최적의 서브밴드 양자화 필터 설계 (Optimum Subband Quantization Filter Design for Image Compression)

  • 박규식;박재현
    • 정보처리학회논문지B
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    • v.12B no.4
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    • pp.379-386
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    • 2005
  • 본 논문은 다차원 서브밴드 필터 뱅크에서 양자화 효과에 대한 분석과 그에 따른 최적의 필터 설계 방법에 대한 이론을 제안한다. 기존의 서브밴드 필터뱅크에 대한 연구에서 양자화 과정에 대한 고려는 매우 미미하였다. 본 연구에서는 확률 밀도에 최적화된 양자화기가 이득에 무상관성 잡음이 더하여진 비선형 형태로 모델링 되어 서브밴드 구조에 결합된다. 분석/합성 필터 뱅크에 다위상 분리 방법을 적용하여 양자화 과정에 의한 출력에서의 MSE가 유도되며 이 에러의 최소화 과정을 통하여 최적의 필터 설계 방법이 개발된다. 또한 5점형 구조의 표본화 격자를 이용한 최적의 비분리 파라유니터리와 이중직교 필터의 설계와 이를 이용한 영상 데이터의 압축 및 복원 과정을 통하여 성능 분석을 한다. 시뮬레이션 결과 제안한 설계방법에 따른 필터가 기존의 단순한 PR 서브밴드 필터보다 영상의 압축 및 복원에서 10에서 20퍼센트 정도의 MSE 감소를 보여주었고 낮은 비트율에서 특히 우수한 성능을 나타내었다.

웨이블렛 변환을 이용한 오디오 코딩 (Audio Signal Coding Using Wavelet Transform)

  • 배석모;김도형;정재호
    • 한국음향학회지
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    • v.16 no.4
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    • pp.64-70
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    • 1997
  • 본 논문은 MPEG의 서브밴드 필터링을 웨이블렛 변환으로 대체하였을 때 얼마만큼의 계산량이 감소하는 가를 연구하였다. MPEG 오디오에서는 16비트 PCM 오디오 데이타를 입력으로 받아 서브밴드 필터링후 서브밴드 샘플을 양자화하여 전송하는 것을 기본으로 한다. MPEG의 서브밴드 필터링의 경우 32 대역의 등간격으로 분할한다. 이 경우 32개의 필터가 필요하고 각 필터는 512의 길이를 갖는 필터를 사용한다. 본 연구에서는 분할 대역을 6개로 하고 웨이블렛 필터중 가장 짧은 Haar 필터를 사용하였다. 제안된 시스템은 256kbps 이상의 전송율에서는 MPEG 오디오와 비슷한 수준의 CD 음질을 유지하였으며, 계산량 비교결과 부호화기는 약 40%, 복호화기는 약 70%의 감소를 보였다.

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서브밴드에 기반한 스펙트럼 차감 알고리즘 (Subband Based Spectrum Subtraction Algorithm)

  • 최재승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • v.8 no.4
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    • pp.555-560
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    • 2013
  • 본 논문에서는 거리측정, 로그전력, 실효치 방법에 의하여 유성음, 무성음, 묵음 구간을 검출하여, 서브밴드 필터에 의한 잡음제거 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 각 프레임에서 서브밴드 필터를 사용하여 잡음으로 오염된 음성신호로부터 백색잡음 및 도로잡음의 스펙트럼을 차감하는 방법이다. 본 실험에서는 Aurora-2 데이터베이스에 포함된 음성신호와 잡음신호를 사용하여 스펙트럼 차감 알고리즘의 결과를 나타낸다. 잡음에 의하여 오염된 음성신호에 대하여 신호대잡음비를 사용하여 본 알고리즘이 유효하다는 것을 확인한다. 실험으로부터 백색잡음에 대하여 평균 2.1 dB, 도로잡음에 대하여 평균 1.91 dB의 출력 신호대잡음비가 개선된 것을 확인할 수 있었다.

최적화된 계층구조를 갖는 서브밴드 필터뱅크의 설계 (The Design of Optimum Hierarchical Subband Filter Bank)

  • 박규식;박재현
    • 한국정보처리학회논문지
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    • v.3 no.4
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    • pp.938-946
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    • 1996
  • 계층적 구조를 갖는 서브밴드 코덱은 그 구조의 간단성과 모듈적인 특성으로 인하여 데이타 압축/복원 시스템에 많이 쓰여왔다. 최근까지 연구되어 오고 있는 대부분의 계층적 서브밴드 코덱은 주로 양자화 영향을 고려하지 않은 상태에서 출력단에서 입력 신호를 복원하기 위한 완전복원(perfet Reconstruction)시스템에 제한되어 왔다. 그러나 실제적인 서브밴드 코덱 시스템에서는 분석 필터 뱅크를 통한 입력 신호가 양자화기를 거쳐 합성필터 뱅크에 전송되므로, 양자화 오차가 발생하게 되어 완전복 원은 불가능하게 된다. 따라서, 이러한 양자화 오차를 최소화하여 출력단에서 가능한 한 원 입력신호에 가깝게 재생할 수 있는 최적의 코덱 시스템을 필요로 하게 된다. 본 논문에서는 그 동안 수학적 이론과 코덱구조의 복합성 때문에 고려되지 않았던 양자화기에 위한 양자화 오차를 수학적으로 분석하여 최적화된 계층적 구조를 갖는 서브밴드 코덱의 설계를 제안한다. 본 논문에서의 최적화의기준은 코덱에서 양자화 기에 의해 발생하는 평균 제곱 오차를 최소화하는 계층적 분석/합성 필터 뱅크와 양자화기의 설계에 있다. 구체적인 최적화 설계 예제는 레벨-1. 레벨-2 계층적 구조를 갖는 코덱에 실제 적용되었으며, 설계된 코덱은 컴퓨터 모의 실험을 통하여 검증하였다.

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M-채널 서브밴드 QMF 필터뱅크를 이용한 웨이브릿변환기반 적응 음향반향제거기 (An Adaptive AEC Based on the Wavelet Transform Using M-channel Subband QMF Filter Banks)

  • 안주원;권기룡;문광석;김문수
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • v.3 no.4
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    • pp.347-355
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    • 2000
  • 본 논문에서는 M-채널 서브밴드 QMF 필터 뱅크를 이용한 웨이브릿 변환기반 적응 음향반향제거기를 제안한다. 제안한 적응 음향반향제거기는 웨이브릿변환 필터뱅크의 적은 계산량, 서브밴드 처리 및 웨이브릿 서브밴드 필터의 직교성에 의해 정상상태 성능을 향상시키고, 실시간 처리가 가능하도록 구현한다. 각 서브밴드에서 적응필터의 계수적응을 위한 알고리듬으로는 실시간 반향제거와 하드웨어 구현시 비용감소를 위하여 계산량이 적고 구현이 간단한 LMS 적응 알고리듬을 사용한다. 제안한 적응 음향반향제거기의 성능평가를 위한 실험으로서 백색 가우시안 잡음 및 주변잡음을 포함한 실제의 음성신호를 입력신호로 반향제거 기에 인가하여 반향성능을 평가하였다. 실험 결과로서 제안한 음향반향제거기는 웨이브릿 완전복원 필터뱅크에 의해 수렴후 점근적 에러가 적고, 적은 계산량을 요구하며 안정한 수렴성능을 나타내었다.

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