Noise Whitening-Based Pitch Detection for Speech Highly Corrupted by Colored Noise

변경진,정상배,한민수,김회린 한국전자통신연구원 2003 ETRI Journal Vol.25 No.1

Pitch estimation is important in various speech research areas, but when the speech is noisy, accurate pitch estimation with conventional pitch detectors is almost impossible. To solve this problem, we propose a new pitch detection algorithm for noisy speech using a noise whitening technique on the background noise and obtain successful results.

IMT-2000 비동기식 단말기용 ASIC을 위한 적응형 다중 비트율 (AMR) 보코더의 구현

변경진,최민석,한민수,김경수 한국음향학회 2001 韓國音響學會誌 Vol.20 No.1

This paper presents the real-time implementation of an AMR (Adaptive Multi Rate) vocoder which is included in the asynchronous International Mobile Telecommunication (IMT)-2000 mobile ASIC. The implemented AMR vocoder is a multi-rate coder with 8 modes operating at bit rates from 12.2kbps down to 4.75kbps. Not only the encoder and the decoder as basic functions of the vocoder are implemented, but VAD (Voice Activity Detection), SCR (Source Controlled Rate) operation and frame structuring blocks for the system interface are also implemented in this vocoder. The DSP for AMR vocoder implementation is a 16bit fixed-point DSP which is based on the TeakLite core and consists of memory block, serial interface block, register files for the parallel interface with CPU, and interrupt control logic. Through the implementation, we reduce the maximum operating complexity to 24MIPS by efficiently managing the memory structure. The AMR vocoder is verified throughout all the test vectors provided by 3GPP, and stable operation in the real-time testing board is also proved. 본 논문은 비동기 방식의 IMT-2000 단말기용 ASIC (주문형 집적회로)에 포함되는 음성부호화기 알고리즘인 AMR(Adaptive Multi Rate) 보코더의 실시간 구현에 관한 것이다. 구현된 AMR 보코더는 12.2kbps에서 4.75kbps까지 8가지의 다중 비트율을 가지고 있으며, 인코더와 디코더 기능 외에 VAD (Voice Activity Detection) 블록과 SCR (Source Controlled Rate operation) 블록 등의 부가기능 및 시스템과의 접속 처리를 위한 프레임 구성 기능도 구현되어 있다. AMR 보코더를 구현하기 위하여 설계된 DSP (디지털 신호처리기)는 TeakLite 코어를 기반으로 하여 메모리 블록, 직렬접속 블록, CPU와의 접속을 위한 레지스터 파일 블록, 인터럽트 제어회로 등으로 구성된 16비트 고정 소수점형 DSP이다. 실시간 구현 방법에서는 메모리의 효율적인 관리를 통하여 계산량을 최적화하여 최대 동작 계산량을 약 24MIPS로 줄였으며, 구현된 AMR 보코더는 3GPP의 표준 시험 벡터를 모두 통과하여 검증을 완료하고, 실시간 보드 시험에서도 안정적으로 동작하는 것이 확인되었다.

QCELP 보코더의 최적화 및 실시간 구현

변경진,한민수,김경수 한국음향학회 2000 韓國音響學會誌 Vol.19 No.1

디지털 이동통신 단말기에서 사용되는 보코더는 통화 품질을 높이기 위하여 새로운 알고리즘들을 채택함에 따라 서로 다른 알고리즘을 사용하는 단말기간의 통신이 문제가 된다. 본 논문에서는 8kbps QCELP 및 13kbps QCELP 보코더 알고리즘을 하나의 DSP 칩에 효율적으로 구현함으로써 이러한 단말기 사이의 통신 문제를 해결하였다. 또한 QCELP 보코더 알고리즘을 실시간 구현하는데 있어 계산량 감소를 위한 단계별 최적화 방법에 대하여 기술하였다. 알고리즘 레벨, 수식 레벨, 코딩 레벨 등의 단계별 최적화 과정을 통하여 계산량이 가장 큰 부분인 코드북 검색 루프에서 약 50% 정도의 계산량을 감소하여 8kbps QCELP는 25 MIPS, 13kbps QCELP는 33 MIPS에 각각 구현하였다. 실시간 구현에 사용한 DSP는 자체 설계한 16 비트 고정소수점 DSP로써 보코더 알고리즘의 구현에 적합하도록 설계되었고, 저전력을 실현하기 위하여 범용의 DSP에 비해 매우 간단한 구조를 가지고 있다. Vocoders used in digital mobile phone adopt new improved algorithm to achieve better communication quality. Therefore the communication problem occurs between mobile phones using different vocoder algorithms. In this paper, the efficient implementation of 8kbps and 13kbps QCELP into one DSP chip to solve this problem is presented. We also describe the optimization method at each level, that is, algorithm-level, equation-level, and coding-level, to reduce the complexity for the QCELP vocoder algorithm implementation. The complexity in the codebook search-loop that is the main part for the QCELP algorithm complexity can be reduced about 50% by using these optimizations. The QCELP implementation with our DSP requires only 25 MIPS of computation for the 8kbps and 33 MIPS for the 13kbps ones. The DSP for our real-time implementation is a 16-bit fixed-point one specifically designed for vocoder applications and has a simple architecture compared to general-purpose ones in order to reduce the power consumption.

CDMA 이동통신용 음성 부호화기 ( QCELP ) 의 계산량 감소 및 구현에 관한 연구 ( Reduced Complexity and Implementation of Voice Coder ( QCELP ) for CDMA Mobile Communication )

변경진,한기천,김종재,유하영,김동근,김재석,이훈복,배명진 한국통신학회 1994 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.13 No.2

디지탈/아날로그 겸용 이동통신 단말기를 위한 오디오/데이타 프로세서의 실시간 구현에 관한 연구

변경진,김종재,한기천,유하영,차진종,김경수,Byun, Kyung-Jin,Kim, Jong-Jae,Han, Ki-Chun,Yoo, Hah-Young,Cha, Jin-Jong,Kim, Kyung-Su 한국음향학회 1997 韓國音響學會誌 Vol.16 No.2

본 연구는 현재 디지탈 방식의 이동통신에서 사용되는 디지탈/아날로그 겸용 단말기에서 아날로그 방식을 지원하기 위한 오디오/데이타 프로세서를 ETRI DSP를 이용하여 실시간 구현하는 것에 대한 것이다. 오디오/데이타 프로세서는 단말기가 아날로그 방식으로 동작할 때 광대역 데이타 처리, 오디오신호 처리 및 demodulation, data rate conversion 기능을 수행한다. 이와같은 기능은 어셈블리 언어로 프로그램되어 디지탈 방식에서 사용되는 보코더 프로그램과 함께 ETRI DSP에 탑재되었다. 즉 하나의 하드웨어를 이용하여 디지탈 방식의 보코더와 아날로그 방식의 오디오/데이타 프로세서를 함께 구현 함으로써 하드웨어의 효율성을 극대화 하여 기존의 아날로그 전용의 단말기와의 경쟁력을 가질 수 있도록 하였다. In this paper, the implementation of audio/data processor using ETRI DSP to support analog mode in digital/analog dual mode mobile phone is presented. Audio/data processor performs the wideband data processing, audio signal processing, demodulation function, and data rate conversion when it is operated in analog mode. These functions are programmed in assembly language, and then loaded to ETRI DSP together with vocoder program for the digital mode operation. This is a very efficient implementation of the dual mode cellular phone ASIC since the vocoder for the digital mode and audio/data processor for the analog mode are programmed together in the same hardware.

적응형 다중 비트율 음성 부호화기를 위한 효율적인 대수코드북 검색법

변경진,정희범,한민수 한국음향학회 2003 韓國音響學會誌 Vol.22 No.2

본 논문에서는 적응형 다중 비트율 (AMR: Adaptive Multi-Rate) 음성 부호화기의 구현 시 계산량을 가장 많이 차지하는 대수 코드북 검색과정의 계산량을 줄임으로써 효율적인 AMR 음성 부호화기를 구현하였다. 대수 코드북 검색의 계산량을 줄이기 위하여 기존의 AMR 음성 부호화기에서 사용하고 있는 깊이우선 가지 검색법 (depth first tree) 검색 방법을 개선한 고속 코드북 검색 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법은 검색과정에서 최적의 여기신호로 선택될 가능성이 적은 트리를 제거하여 검색의 복잡도를 줄이는 방법으로 트리 선택을 위한 추가의 계산량이 필요없으며 검색에 필요한 계산량은 기존의 깊이우선 가지 검색법에 비해 현저한 감소를 이루었으나 약간의 음질 저하가 있었다. 제안한 방법을 적용하여 AMR 음성 부호화기의 12.2 kbps 모드를 TeakLite DSP를 사용하여 구현한 결과 기존의 방법에 비해 약 40%의 계산량을 감소할 수 있었다. In this paper, we efficiently implement the AMR speech coder by reducing the complexity of algebraic codebook search. To reduce the computational complexity of the algebraic codebook search, we propose a fast algebraic codebook search method that improves conventional depth first tree search method used in AMR speech coder algorithm. The proposed method reduces the search complexity by pruning the trees which are less possible to be selected as an optimum excitation. This method needs no additional computation for selecting the trees to be pruned and reduces the computational complexity considerably compared to the original depth first tree search method with slightly degradation or speech qualify. Applying our method to the implementation or AMR speech coder with 12.2 kbps mode by using the TeakLite DSP, we reduce the search complexity about 40% compared to the conventional method.

An Embedded ACELP Speech Coding Based on the AMR-WB Codec

변경진,정희범,한민수,Ik Soo Eo 한국전자통신연구원 2005 ETRI Journal Vol.27 No.2

This letter proposes a new embedded speech coding structure based on the Adaptive Multi-Rate Wideband (AMR-WB) standard codec. The proposed coding scheme consists of three different bitrates where the two lower bitrates are embedded into the highest one. The embedded bitstream was achieved by modifying the algebraic codebook search procedure adopted for the AMR-WB codec. The proposed method provides the advantage of scalability due to the embedded bitstream, while it inevitably requires some additional computational complexity for obtaining two different code vectors of the higher bitrate modes. Compared to the AMR-WB codec, the embedded coder shows improved speech qualities for two higher bitrate modes with a slightly increased bitrate caused by the decreased coding efficiency of the algebraic codebook.

CDMA 이동통신용 음성 부호화기(QCELP)의 계산량 감소 및 구현에 관한 연구

변경진(K.J. Byun),한기천(K.C. Han),김종재(J.J. Kim),유하영(H.Y. Yoo),김동근(D.K. Kim),김재석(J.S. Kim),이훈복(H.B. Lee),배명진(M.J. Bae) 한국통신학회 1994 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.1994 No.11

감성기반 스마트가전 SW-SoC 융합플랫폼 기술 동향

장준영,변경진,엄낙웅,Jang, Jun-Yeong,Byeon, Gyeong-Jin,Eom, Nak-Ung 한국스마트미디어학회 2014 It's Smart Media Vol.3 No.3

모바일 GPU 동향

한진호,변경진,엄낙웅,Han, J.H.,Byun, J.G.,Eum, N.W. 한국전자통신연구원 2013 전자통신동향분석 Vol.28 No.2

스마트폰 및 태블릿 PC에 들어가는 핵심 부품인 AP(Application Processor)는 모두 GPU(Graphics Processing Unit)를 내장하고 있다. 이는 칩 면적의 제약과 사용 가능한 전력의 한계로 데스크톱의 그래픽 카드에 탑재된 고성능 GPU와는 다른 설계 제약을 받는다. 본고에서는 고성능 GPU와 다른 설계 조건을 갖는 mobile GPU 기술에 대해서 알아보았고 대표적인 commercial mobile GPU인 Imagination, ARM, Qualcomm, NVidia사의 mobile GPU의 특징 및 성능에 대해서 알아보았다.