Performance Improvement of Tree Structured Subband Filtering

트리구조 필터뱅크를 이용한 서브밴드 필터링에서의 수렴 성능 향상

Adaptive digital filtering and noise cancelling technique using a tree structured filter bank are presented to reduce a undesirable aliasing due to the decimation of filtered output and improve the performance in terms of mean-square error and the convergence speed using a aliasing canceller. A signal is split into two subband by analysis filter bank and decimated by decimator and reconstructed by interpolation technique and synthesis filter bank. A variable step-size LMS algorithm is used to improve the convergence speed in case of existing the measurement noise in desired input of filter. It is shown by computer simulation that the proposed subband structure in this paper is superior to conventional subband filter structure in terms of mean-square error and convergence speed.

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.