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디지털 보청기 벤트 반향제거를 위한 부밴드 성긴 적응필터
배현덕(Hyeonl-Deok Bae) 한국정보전자통신기술학회 2018 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.11 No.5
디지털보청기 벤트에서 발생되는 반향은 사용자의 불편을 초래한다. 벤트에서 귀환되는 반향을 제거하기 위해서는 귀환경로인 벤트의 임펄스응답의 정확한 추정이 요구된다. 벤트의 임펄스응답은 시간에 따라 변하는 특성과 함께 성긴 특성을 가진다. 이러한 특성의 벤트 임펄스응답 추정에 유용한 적응 알고리즘으로는 IPNLMS가 유용한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 벤트의 성긴 임펄스응답을 추정하여 벤트에 의한 반향의 제거를 위해 IPNLMS를 부밴드 보청기 구조에 적용하는 부밴드 성긴 적응필터를 제안한다. 제안 기법에서 신호의 부밴드 분해는 각 대역 신호의 사전 백색화가 가능하므로 적응필터의 수렴속도의 개선이 가능하다. 그리고 적응필터의 다위상 분해는 각 다위상 성분 필터에서 성긴도를 증가시키며, 추가 계산 없이 반향제거 성능개선이 가능하다. 제안 적응필터의 계수갱신 식 유도를 위해 가중 NLMS에 근거한 비용함수를 정의하고 이를 이용 각부밴드에서 적응필터의 계수 갱신 식을 유도한다. 제안한 적응필터의 성능검증을 위해 백색신호를 입력으로 하여 수렴속도와 정상상태오차를, 실제 음성신호를 입력으로 하여 반향제거 결과를 기존 알고리즘과 비교 평가한다. Echo generated in digital hearing aid vent give rise to user’s discomfort. For cancelling feedback echo in vent, it is required to estimate vent impulse response exactly. The vent impulse response has time varying and sparse characteristics. The IPNLMS has been known a useful adaptive algorithm to estimate vent impulse response with these characteristics. In this paper, subband sparse adaptive filter which applying IPNLMS to subband hearing aid structure is proposed to cancel echo of vent by estimating sparse vent impulse response. In the propose method, the decomposition of input signal to subband can pre-whiten each subband signal, so adaptive filter convergence speed can be improved. And the poly phase component decomposition of adaptive filter increases sparsity of each components, and the better echo cancellation can be possible without additional computation. To derive coefficients update equation of the adaptive filter, by defining the cost function based weight NLMS is defined, and the coefficient update equation of each subband is derived. For verifying performances of the adaptive filter, convergence speed, and steady state error by white signal input, and echo cancelling results by real speech input are evaluated by comparing conventional adaptive filters.
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