개선된 선형예측 잔여를 이용한 음성의 잔향음 제거

박찬섭,김기만,강석엽,Park, Chan-Sub,Kim, Ki-Man,Kang, Suk-Youb 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.10

배경 잡음과 실내 잔향음은 음성 인식 시스템 성능 저하의 주요 이유이다. 많은 알고리즘이 음성의 잔향음 제거를 위해 개발되었다. 이 논문에서는 실내 환경에서 수정된 선형 예측 잔여(Linear Prediction Residual)를 이용하여 음질 개선을 위한 잔향음 제거 방법을 제안한다. 제안된 잔향음 제거 방법은 음성에서 성문 경계의 순간에 발생한 성도(聲道)시스템의 중요한 여기에 기반한다. 본 논문에서 제안한 방법은 3개의 센서로부터 수집한 반향신호로 각 센서에서의 시간지연 정보를 사용한다. 새로운 선형 예측 잔여신호는 선형 예측 잔여의 가중치와 힐버트 변환으로 얻은, 개선된 선형 예측 잔여 조합을 사용한다. 코히런트하게 더해진 힐버트 포락선의 특징은 잡음과 반사로 인한 큰 진폭 피크를 가지는 것이다. 깨끗한 음성의 잔여는 개선된 음성을 얻는 시변전극 필터를 일으키는데 사용된다. 본 논문에서는 반향 환경에서 성능 분석을 위해 제안된 알고리즘의 시뮬레이션을 수행하였다. 제안된 알고리즘은 실내 잔향환경에서 기존의 알고리즘에 비해 반사된 음성의 품질 향상의 결과를 보였다. Background noise and room reverberation are two causes of degradation in speech in listening situations. Many algorithms developed to enhance reverberant speech. In this paper we propose a dereverberation method for enhancement of speech using modified the linear prediction(LP) residual in reverberant room condition. The proposed dereberberation method based on the fact that the signification excitation of the vocal tract system takes place at the instant of glottal closure in voiced speech. Our method used delay information form each sensor, and we need reverberant signals from 3 sensors. We obtain a new LP residual signal using modified IP residual combination which derived form weighting of the LP residual and the Hilbert transform of LP residual. The nature of the coherently added Hilbert envelop has several large amplitude spikes because of the effects of noise and reverberation. This residual of the clean speech is used to excite the time-varying all-pole filter to obtain the enhanced speech. We achieved simulation of proposed algorithm for performance analysis in reverberation environment. The proposed algorithm improves substantially the quality of reverberant speech.

수조에서 전송 다이버시티를 사용한 수중음향통신의 성능 고찰

박찬섭(Chan-Sub Park),김기만(Ki-Man Kim) 한국항해항만학회 2013 한국항해항만학회지 Vol.37 No.3

수중음향 채널은 일반적으로 다중경로 전달과 분산 등으로 인해 통신하기에 어려운 매질 가운데 하나로 인식된다. MIMO(Multiple-input multiple-output) 기술은 대역이 제한된 수중음향 채널에서 데이터 전송율을 증가시키기 위해 최근 활발히 연구되고 있다. 이 경우 전송 다이버시티 기술을 적용할 수 있는데 대표적인 것이 Alamouti 구조이다. 이 논문에서는 실험을 통하여 전송 다이버시티 기술의 성능을 고찰하였다. 실험에는 2개의 송신기와 2개의 수신기가 사용되었으며, 실내의 음향수조에서 수행되었다. 실험 결과 5~8%의 오차율을 확인하였는데 이는 같은 전송율을 기준으로 SISO(Single-input single-output) 채널에서의 오차율 14.8% 보다 향상된 결과를 나타내었다. Underwater acoustic channels are generally recognized as one of the most difficult communication media because of the multipath propagation, dispersion, and so on. MIMO (Multiple-input multiple-output) techniques have been actively pursued in underwater acoustic communications recently to increase the data rate over the bandwidth-limited channels. The transmit diversity techniques can be applied in this case, and one of them is Alamouti's scheme. In this paper the performances of the transmit diversity technique are evaluated via experiment. Two transmitters and two receivers were used in experiment, and the experiment was performed in indoor water tank. The error rate 5~8% was confirmed in experimental results, and these are the improved values than the error rate 14.8% for SISO(Single-input single-output) channel under same data rate condition.

ADS-B 1090ES 지상국 수신기 구현에 관한 연구

박찬섭(Chan-Sub Park),윤준철(Jun-Chul Yoon),조주용(Ju-Yong Cho),신희성(Hee-Sung Shin),서종덕(Jong-Deok Seo),박효달(Hyo-Dal Park),강석엽(Suk-Youb Kang) 한국컴퓨터정보학회 2015 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.20 No.2

본 논문에서는 차세대 항공 관제시스템의 핵심이라고 할 수 있는 ADS-B 지상 감시장비를 소개하고, ADS-B 1090ES 지상국 수신기를 연구하였다. 국제 표준 문서와 기존 제품의 성능을 분석하여 성능과 신뢰성이 보장되는 최적의 규격을 결정하였다. 초단인 RF단은 저전력, 저잡음, 고이득 특성에 적합한 바이어스 회로를 구성하여 설계하였으며, 신호처리부는 수신 악조건 하에서도 최적의 신호처리(복호)가 가능하도록 구성하였다. 또한 최종단이라고 할 수 있는 MCU부는 외부와의 고속 통신을 고려하여 최신의 CPU를 채택하여 구성했으며, 원격제어 통신은 SNMP를 채택하였다. 개발된 수신기는 국내외 기술 기준을 모두 만족하며, 외산 제품보다 성능 면에서 비교 우위에 있는 것으로 판단된다. This paper introduces surveillance equipment “ADS-B”, the core subject of traffic control system and study of ADS-B 1090ES ground receiver . The standard is set not only for functional but also its reliability by analyzing international standard documents and existing products. The Bias circuit is designed for less power consumption, low noise and high gain for RF module. The signal processing is capable of overcoming its bad conditions. MCU part is configured with the latest CPU for high speed communication with external parts and SNMP is selected for remote control communication. The performance of developed receiver satisfies national and international standards and its functions are more advanced compared to foreign receivers.

핸즈프리 통신을 위한 다중채널 음성픽업 임베디드 시스템 설계

주형준,박찬섭,전재국,김기만,Ju, Hyng-Jun,Park, Chan-Sub,Jeon, Jae-Kuk,Kim, Ki-Man 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.2

In this paper we propose a multi-channel speech pickup system for calling quality enhancement of hands-free communication using ALTERA Nios-II processor. Multi-channel speech pickup system uses Delay-and-Sum beamformer with zero-padding interpolator. This paper implements speech pickup system using the Nios-II processor with real-time I/O data processing speed. The proposes speech pickup embedded system shows a good agreement with those of computer simulation(MATLAB) and conventional DSP processor(TMS320C6711) result. The proposed method is effective more than previous methods in cost and design processing time. As a result, LE(Logic Element) of hardware used 3,649/5,980(61%) on a chip. 본 논문에서는 핸즈프리 음성 통신의 통화 품질 개선을 위해 ALTERA Nios-II 임베디드 프로세서를 이용하여 다중채널 음성 픽업 시스템을 구현하였다. 다중채널 음성 픽업 시스템은 zero-padding을 포함한 보간기를 갖는 지연-합 빔 형성기를 이용하였다. 구현된 음성 픽업 임베디드 시스템은 컴퓨터 시뮬레이션(MATLAB)과 범용 DSP 프로세서(TMS320C6711)을 이용하여 처리한 결과와 일치하였다. 구현된 방법은 비용과 설계시 간 측면에서 이전의 설계 방법들보다 효율적이다. 설계 결과로써 하드웨어의 LE(Logic Element)는 칩 상에서 3,649/5,980(61%)을 사용하였다.

차세대 항공 감시시스템(ADS-BES) 지상국 수신기 저잡음 증폭기 설계 및 구현

조주용,윤준철,박찬섭,박효달,강석엽,Cho, Ju-Yong,Yoon, Jun-Chul,Park, Chan-Sub,Park, Hyo-Dal,Kang, Suk-Youb 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.10

본 논문에서는 차세대 항공 감시시스템에 대하여 소개하고, 지상국 수신기 전단부 저잡음 증폭기 설계에 관하여 연구하였다. 국제 표준 문서와 기존 제품의 성능을 고려하여 수신감도, 신뢰성 등이 경쟁력 있게 전체 시스템을 링크 버짓 하였으며, 이에 적합한 저잡음 증폭기를 얻기 위해 이득, 이득 평탄도, 반사손실 등을 최적이 되도록 설계 규격을 결정하였다. 설계시 저전력, 저잡음, 고이득 특성에 적합한 바이어스 회로를 구성하였으며, 최적 설계 후 실시한 모의실험 결과로 이득은 16.24dB, 잡음지수는 0.36dB, 입출력 반사손실은 각각 -18dB와 -28dB, 주파수 안정도는 1.11을 얻었고, 제작 후 측정 결과는 이득 17dB, 잡음지수 0.51dB, 이득 평탄도 0.23dB, 입출력 반사손실은 각각 -18.28dB, -24.50dB로 전체 시스템 구성에 적합한 결과를 얻었다. This article introduces the next-generation air surveillance system and investigates how to design of front-end low noise amplifier of the ground station receiver. In consideration of the international standard documentation and the performance of existing products, the study conducts the link budget on the entire system so that it can be competitive in terms of receive sensitivity or reliability. To obtain a proper low noise amplifier, standards of design are decided so that such factors as gain, gain flatness, and reflective loss can be optimal. In its design, the bias circuit appropriate for the characteristics of low power, low noise, or high gain was built, and according to the results of the simulation conducted after the optimal design, its gain was 16.24dB, noise factor was 0.36dB, input-output reflective loss was -18dB and -28dB each, and frequency stability was 1.11. According to the results measured after the design, its gain was 17dB, noise factor was 0.51dB, gain flatness was 0.23dB, and input-output reflective loss was -18.28dB and -24.50dB each, so the results gained were suitable for building the overall system.

가변위치 고음성인식 기술을 이용한 무선 홈 네트워크 시스템 구현에 관한 연구

윤준철,최상방,박찬섭,김세영,김기만,강석엽,Yoon, Jun-Chul,Choi, Sang-Bang,Park, Chan-Sub,Kim, Se-Yong,Kim, Ki-Man,Kang, Suk-Youb 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.4

실내 환경에서 음성인식 기술을 이용한 무선 홈 네트워크 시스템 구현에 있어, 잡음과 실내 잔향음은 시스템 성능 저하의 주요 원인이다. 본 연구에서는 실내 인식환경에서 스펙트럼 엔트로피(Spectral entropy) 기반의 음성 구간검출법을 이용하여 잔향음(reverberation) 및 실내잡음에 강인한 음성인식 홈 네트워크 시스템을 구현하고자 한다. 스펙트럼 차감법(Spectral Subtraction)은 잔향으로 인해 왜곡된 신호를 스펙트럼 상에서 제거하여 잔향의 효과를 줄일 수 있고 음성신호와 독립적인 잡음을 제거 할 수 있다. 효과적인 스펙트럼 차감을 위해서는 음성과 비음성 구간의 정확한 구분이 수반되어야 하며 이를 위해서 엔트로피 기반의 음성 구간 검출법을 적용하여 성능을 향상시킨다. 모의 및 실내환경 실험 결과 Spectral entropy 기반의 음성 구간 검출법을 이용할 경우 실내 잔향 및 잡음환경에서 명령어 인식률의 향상이 증명되었다. In realization of wireless home network system using speech recognition in indoor voice recognition environment, background noise and reverberation are two main causes of digression in voice recognition system. In this study, the home network system resistant to reverberation and background noise using voice section detection method based on spectral entropy in indoor recognition environment is to be realized. Spectral subtraction can reduce the effect of reverberation and remove noise independent from voice signal by eliminating signal distorted by reverberation in spectrum. For effective spectral subtraction, the correct separation of voice section and silent section should be accompanied and for this, improvement of performance needs to be done, applying to voice section detection method based on entropy. In this study, experimental and indoor environment testing is carried out to figure out command recognition rate in indoor recognition environment. The test result shows that command recognition rate improved in static environment and reverberant room condition, using voice section detection method based on spectral entropy.

무선통신 시스템 응용을 위한 능동형 90˚ 전력 결합기에 관한 연구

박영배(Young Bae Park),조한나(Han Nah Joh),김세호(Se Ho Kim),박찬섭(Chan Sub Park),한정우(Jeong Woo Han),윤영(Young Yun) 한국통신학회 2007 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.7

소형화된 능동형 90˚ 전력 분배기 및 결합기에 관한 연구

박영배(Young-Bae Park),김세호(Se-Ho Kim),조한나(Han-Nah Joh),박찬섭(Chan-Sub Park),한정우(Jeong-Woo Han),윤영(Young Yun) 한국마린엔지니어링학회 2007 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.-

This paper proposes the miniaturized active 90° power divider and combiner. Conventional passive 90° power divider and combiners can't be integrated on MMIC because of their very larger size. Therefore, the miniaturized 90° power divider and combiners are required for a development of highly integrated MMIC. For this paper, the miniaturized active 90° power divider and combiner employing InGaP/GaAs HBT was fabricated on GaAs substrate. A size of fabricated active 90° power divider and combiner was reduced the 1.67 × 0.87 ㎜ and 2.42×1.05 ㎜, which was 31.6% and 2.2 % of conventional passive 90° power coupler respectively. The fabricated active 90° power divider showed a gain characteristic about 8.4 ㏈ and 7.9 ㏈, and a phase-difference division characteristic of -89.3° at 12 ㎓. The fabricated active 90° power combiner showed a gain characteristic about 9.4 ㏈ and 10.5 ㏈, and a phase-difference coupling characteristic of - 92.6° at 2.4 ㎓. The highly miniaturized active 90° power divider and combiner exhibited good RF performances comparable to conventional passive 90° power couplers.

수중 센서 네트워크용 통신 시스템 설계 및 구현

전재국(Jae-Kuk Jeon),박찬섭(Chan-Sub Park),주형준(Hyung-Jun Joo),김기만(Ki-Man Kim) 한국마린엔지니어링학회 2006 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.-

The performance of a digital baseband signal processing and data transmission rate depends on the modulation technique. In this paper, We implemented DSP communication system for Underwater acoustic communication using by adaptive BPSK modem technique. In order to implement adaptive modem, we suggested SNR detection block. SNR detection block has the reference SNR value that selects between window filter path and matched filter path. In this paper, suggested system is based on software interface and all Hardware(PLL, modem filter, equalizer etc.) is implemented by software, exclusive of DSP, A/D, D/A converter, SDRAM and Flash memory.

자동차용 냉연 강판의 인산염처리 피막 특성

윤승열,김진영,진영술,박찬섭 ( S . R . Yoon,Jin Young Kim,Yeong Sool Jin,Chan Sub Park ) 한국부식방식학회 1986 Corrosion Science and Technology Vol.15 No.3