일반기술

프리-화이트닝 필터를 사용한 고성능 적응 반향 제거 장치

본 기술은 마이크를 통하여 전화선상이나 원격 회의 시스템 등에 입력되는 음성에서 발생하는 에코 성분을 적응 필터를 사용하여 자동 제거함으로써 음성의 음질을 향상시키는 고성능 적응 반향 제거 장치이다. 이 장치는 주 적응 필터에 입력되는 신호의 상관 행렬의 고유값의 최대, 최소값의 비를 프리-화이트닝 필터로 줄여주어 반향 경로를 모형화 하는 주 적응 필터의 수렴 속도를 증가시키고 주 프리-화이트닝 필터의 계수들을 부 프리-화이트닝 필터에 복사하고 필터 입력 신호 뿐 아니라 시스템 입력 신호도 프리-화이트닝 하여 주 적응 필터가 반향 경로만을 모형화 하게 하여 주 적응 필터의 길이를 최소화 하고 수렴 오차를 줄이며 주 프리-화이트닝 필터의 계수와 동일한 계수를 갖는 역 프리-화이트닝 필터를 채택하여 시스템 입력 신호에 적용된 부 프리-화이트닐 필터에 의해 왜곡된 사용자 입력 신호를 복원하는 장치이다. 기존에 사용되고 있는 반향 제거 장치는 고정 반향 제거 장치와 적응 반향 제거 장치로 구분된다. 고정 반향 제거 장치는 고정 필터를 사용하는데 반향 경로가 고정적인 환경에서만 적용이 가능하여 반향 신호에 따라 음성 신호의 음질이 크게 떨어지게 된다. 이런 현상을 막기 위해 적응 필터를 사용한 적응 반향 제거 장치가 사용되는데 사용 알고리즘에 따라 필터의 수렴 속도가 느려져 반향 성분을 효율적으로 제거하지 못하기도 하고 시스템의 불안정화를 초래할 수도 있다. 또한 사용자의 입력 신호에 의해 적응 필터의 수렴 오차가 커져 장치의 성능을 저하시킨다. 본 기술은 적응 필터링 장치, 주 프리-화이트닝 필터링 장치, 부 프리-화이트닝 필터링 장치, 역 프리-화이트닝 필터링 장치로 구성되어 있는 것이 특징이다. 적응 필터링 장치는 시스템 출력 신호와 오차 신호를 외부로부터 입력 받아 반향 신호와 동일한 신호를 생성해 내고 프리-화이트닝 필터링 장치는 외부에서 입력된 반향 신호가 포함되어 있는 사용자 음성신호에서 적응 필터링 수단의 출력을 제거하여 외부로 출력하는 제 1연산 장치에 입력되는 시스템 출력신호를 백색화하는 장치이다. 부 프리-화이트닝 필터링 장치는 앞에서 언급한 제 1연산 수단으로 입력되는 반향 신호가 섞인 시스템 입력 신호를 백색화하는 장치이고 제 1연산 장치에 연결되어 외부로 출력되는 오차 신호를 입력 받아 왜곡된 음성신호를 복원, 출력하는 장치가 역 프리-화이트닝 필터링 장치이다. 본 기술은 사용자 입력신호가 반향신호와 동시에 존재하는 적응 반향 제거 장치에 사용되는 여러 가지 적응 필터 알고리즘들이 가지는 모든 장점들은 그대로 살리면서, LMS 알고리즘의 수렴 속도 저하와 RLS 알고리즘의 수치적 특성이 나쁜 단점을 개선하며, 또한 필터 계수 조정을 위한 오차 신호에 포함되어 있는 사용자 입력 신호에 의한 시스템 성능 저하도 크게 개선할 수 있는 이점이 있어, 반향 성분의 효율적인 제거가 가능하여 시스템으로 입력되는 사용자 입력 신호의 음직을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.