• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2021년도 하계학술대회
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• pp.57-60
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• 2021

오디오 대역 확장 기술은 저 해상도의 오디오 신호를 고 해상도의 오디오 신호로 복원 또는 생성해 내는 기술이다. 이와 관련하여 오디오 코덱에서는 고 대역 오디오 신호의 저 비트 부호화를 위해 사람이 청각이 둔감하게 인지하는 고 대역의 오디오 신호에 대해 실제 신호에 대한 양자화를 수행하지 않고, 코딩 되어 전송된 저 대역 신호와 고 대역의 파라미터를 이용하여 신호를 합성하는 스펙트럼 대역 복제 기술이 널리 사용된다. 본 연구에서는 선형 예측 기반의 주파수 대역 복제 방법을 통해 추가 정보를 활용한 오디오 대역 확장을 수행하고 신경망 기반의 오디오 신호 개선을 통해 복제된 신호의 개선 가능성을 검토하였다. 실험 평가는 MPEG 에서 코덱 평가용으로 사용되는 테스트 시퀀스를 사용하였으며, 실험 결과 제안하는 방법을 적용하여 기존 오디오 대역 확장 기술 대비 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.197-204
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• 2013

본 논문에서는 주파수 영역에서 협대역 신호를 광대역으로 확장하는 새로운 인공 대역 확장 기술을 제안한다. 제안한 기술은 협대역 신호를 여기 신호와 스펙트럼 포락선 성분으로 분리하고, 주파수 영역에서 각각 독립적인 방법으로 확장한다. 여기 신호는 저대역의 하모닉 구조가 고대역에서 유지되도록 확장하고, 스펙트럼 포락선은 부대역별 에너지를 기반으로 NMF방법으로 확장한다. 마지막으로 시간 축에서 프레임 사이의 상관관계를 기반으로 스펙트럼 위상을 결정하여 최종 광대역 신호를 생성한다. 주관적 청취 평가를 통하여 제안한 방법으로 대역 확장된 신호가 원 협대역 신호보다 음질이 향상된 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1072-1086
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• 1998

변환, 분할대역, 그리고 웨이브릿 분해 기법들은 상관성 제거 효과, 에너지 집중 효과, 다중비율/다중해상도 구조, 그리고 주파수 분해 능력 등과 같은 성질들에 의해서 영상 부호화의 강력하고 전형성을 지닌 변환 도구로 널리 활용되고 있다. 특히 변환계수 및 분할대역 계수들이 지니는 주파수 대역별로 변화되는 통계적인 특성과 인간 시각 특성과 주파수 대역간의 관계는 영상부호화에 효율성을 부가할 수 있도록 한다. 따라서 다양하게 변형된 형태로 상기한 기법들을 확장함에 의해서 보다 혁신적인 성능 개선을 시도하는 연구가 매우 널리 진행되고 있다. 그러므로 본 논문에서는 이러한 변환 도구들을 체계적으로 분석하여, 일반화된 관점에서 분석하고자 한다. 구체적으로는 기본이 되는 블록 단위의 직교 변환에서 부터 시작하여, 인접 블록으로 확장되는 겹침 변환, 분할대역 필터군, 웨이브릿 변환을 대상으로 체계화 작업을 진행하였다. 또한 이들 일반화된 변환들을 계층적 블록, 가변크기 블록, 그리고 임의 형태 블록으로 확장하는 기법들에 대한 조사도 진행하였다. 아울러 벡터단위로 변환, 분할대역 분해, 웨이브릿 변환을 확장하는 기법과 선형이지만 시간적으로는 변화하는 주파수 대역별 분해 기법으로의 확장에 대해서도 살펴본다.

• 한국음향학회지
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• 제30권4호
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• pp.190-196
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• 2011

대역폭 확장 (Bandwidth Extension)은 300-3400 Hz 대역의 협대역 음성 신호를 50-7000 Hz 대역의 광대역 음성신호로 확장하여 협대역 음성신호의 음질과 명료도를 높이는 기술이다. 본 논문에서는 협대역 음성 정보만을 이용해서 광대역 음성신호를 추정하는 인공 대역폭 확장 기술을 설계하여, ITU-T 협대역 표준 음성 코덱인 AMR (adaptive multi-rate) 복호화기에 내장시킴 (embedded)으로써, 대역폭 확장 모듈에서의 LPC 분석 및 LSP 해석과 관련된 계산량을 감소시켰고, 알고리즘 지연도 줄였다. 그리고 SDS (single distance search) 고속 탐색 방식을 대역폭 확장 시스템의 코드북 매핑에 적용하여, 최종적으로 저 전력 대역 확장 AMR 복호화기를 설계하였다. 제안된 대역폭 확장 방법은 AMR 복호화기 후단에 독립적으로 설치되는 기존 DTE (decode then extend)방식에 비해 28 % 정도의 계산량을 줄이고 알고리즘 지연도 20 msec 줄였다. 또한 제안방식은 피치정보를 이용한 classified 코드북 매핑 방식을 사용하여 스펙트럼 포락선을 확장하였고, 코드 벡터 탐색 시 가중치를 적용하여 광대역 합성 음성의 성능을 향상시켰다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2021년도 하계학술대회
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• pp.63-64
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• 2021

본 논문은 wavenet을 이용하여 음성 신호의 대역폭을 확장하는 새로운 모델을 제안한다. 기존의 대역폭 확장은 주로 주파수 영역에서 진행되며, 확장 대역의 주파수 크기는 높은 성능으로 복원하지만 위상 정보를 정확히 복원할 수 없다는 문제점을 가진다. 이를 해결하기 위해 wavenet 모델을 기반으로 시간 영역에서 저대역과 고대역의 상관관계를 이용하여 고대역 성분을 생성하도록 한다. 제안하는 방법은 모든 동작을 시간 영역에서 수행하며, 제안 방법으로 생성한 고대역 성분이 원음의 고대역 성분과 유사한 것을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.1122-1128
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• 2020

대역 확장(Bandwidth Extension)이란 채널 용량 부족 혹은 이동통신 기기에 탑재된 코덱의 특성으로 인해 부호화 및 복호화 과정에서 대역 제한(band limited)되거나 손상된 협대역 신호(NB, Narrow Band)를 복원, 확장하여 광대역 신호(WB, Wide Band)로 전환 시켜주는 것을 의미한다. 대역 확장 연구는 주로 음성 신호 위주로 대역 복제(SBR, Spectral Band Replication), IGF(Intelligent Gap Filling)과 같이 고대역을 주파수 영역으로 변환하여 복잡한 특징 추출 과정을 거쳐 이를 바탕으로 사라지거나 손상된 고대역을 복원한다. 본 논문에서는 딥러닝 모델 중 오토인코더(Autoencoder)를 바탕으로 1차원 합성곱 신경망(CNN, Convolutional Neural Network)들의 잔차 연결을 활용하여 복잡한 사전 전처리 과정 없이 일정한 길이의 시간 영역 신호를 입력시켜 대역 확장 시킨 음향 신호를 출력하는 모델을 제안한다. 또한 음성 영역에 제한되지 않는 음악을 포함한 여러 종류의 음원을 포함하는 데이터셋에 훈련시켜도 손상된 고대역을 복원할 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제39권5호
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• pp.486-493
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• 2002

본 논문에서는 웨이블릿 영역에서 각 부밴드에 대한 영역별 대역간 양방향 예측과 확장된 SPIHT (set partition in hierarchical trees)를 이용한 효율적인 인공위성 다분광 화상데이터의 압축 방법을 제안하였다. 이 방법에서는 가시광선 영역과 적외선 영역에서 다른 대역과 분광적 상관성이 큰 대역을 기준대역 (feature band)으로 각각 결정하고, 이 대역들에 대해 웨이블릿 변환 (wavelet transform, WT)을 행한 후 SPIHT를 행하여 부호화함으로써 대역내 (intraband) 중복성을 제거한다. 기준대역과 대역간 상관성이 큰 예측대역 (prediction band)들에 대해서는 웨이블릿 변환을 행한 후, 각 대역의 기저밴드의 대역별 특성을 이용하여 영역분류를 하고, 각 부밴드에 대한 영역별 대역간 양방향 예측 (classified interband bidirec- tional prediction)을 행함으로써 대역간 (interband) 중복성을 제거하여 압축 효율을 향상시킨다. 또한 확장된 SPIHT의 부호화 효율을 높이기 위해 예측오차의 최대값에 따라 재배열된 대역들에 대해 확장된 SPIHT를 행하여 예측오차를 부호화함으로써, 예측에 따른 오차를 보상하여 화질을 향상시킨다. 실제 다분광 화상데이터에 대한 모의 실험을 통하여 제안한 방법의 부호화 효율이 기존의 방법에 비하여 우수함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.1-5
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• 2017

본 논문은 마이크로스트립을 이용한 대역저지 필터의 저지 대역을 확장시키기 위하여 끝단이 전기적으로 커플링된 오픈 스터브 대역저지 필터에 이중 스퍼라인을 결합하는 구조를 제안한다. 먼저 시뮬레이션을 통해 대칭 이중 스퍼라인 구조와 비대칭 이중 스퍼라인 구조의 S21을 비교해보았을 때 대칭 이중 스퍼라인 구조가 비대칭 이중 스퍼라인 구조에 비해 저지 대역폭이 더 넓게 확장됨을 알 수 있었다. 그러므로 대칭 이중 스퍼라인을 하나의 마이크로스트립 전송선로 위에 병렬로 위치한 두 개의 오픈 스터브의 끝단을 전기적으로 커플링 시킨 대역저지 필터에 결합시킴으로 필터의 크기를 그대로 유지하면서도 저지 대역폭을 크게 확장시켰다. 본 논문에서 제안한 대역저지 필터의 저지 대역폭은 3.1 GHz로 스퍼라인이 없는 병렬 오픈 스터브 필터에 비해 약 244 % (억압값:-20dB 이하) 까지 확장되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
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• pp.245-250
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• 1999

일반적으로 초음파현미경에서 획득한 초음파 영상은 단일 동작주파수를 사용하여 획득하였으며, 분해능은 동작주파수와 초음파변환기에 의해 결정되는 공간주파수 대역에 의하여 제한되어 졌다. 본 연구에서는 초음파현미경에서 동작주파수를 변화시키면서 획득한 영상들을 합성하여 공간주파수의 축 방향 대역을 확장시킨 개선된 고체 내부의 진폭영상을 얻는 방법에 대하여 연구하였다. 실험에서는 동작주파수가 5MHz이고 비대역폭이 $35\%$인 초음파변환기를 사용하여 초음파현미경 시스템을 구성하였고, 이러한 처리를 위해서는 진폭과 위상영상 데이터가 필요하기 때문에 진폭과 위상을 동시에 획득할 수 있도록 검출기로서 쿼드러춰 검출기를 사용하였다. 시편으로는 알루미늄을 선택하였고, 시료의 표면으로부터 깊이를 다르게 하여 내부에 4개의 원형결함을 제작하였다. 실험결과 단일 주파수를 사용한 경우에는 결함의 형태는 나타났으나, 고체 내부 결함의 깊이와 영상 강도의 변화가 비례하여 나타나지 않는 반면에, 개선된 영상에서는 깊이 변화에 대해서 영상 강도의 변화가 비례하여 출력되었다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권6호
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• pp.1207-1211
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• 2017

LR-PON은 수동형 광가입자망 기술을 사용하여 서비스 영역이 100 km이상 확장된 광대역 가입자망이다. 서비스 영역이 확장된 LR-PON의 경우 OLT와 ONU들간 전송 지연시간이 큰 폭으로 증가하는 문제점으로 인해 효과적인 상향 대역할당에 어려움이 있다. 본 논문에서는 LR-PON망에서 동적인 상향 대역 할당을 효과적이며 공정하게 하기 위해서, 고정형 폴링 주기를 갖는 다중 스레드 기반의 새로운 동적대역할당 방안을 제안한다. 제시한 동적대역할당 방안의 우수성을 입증하기 위하여 상향 트래픽의 평균 지연시간을 기존의 DBA 방안들과 비교하였다. 특히, CoS 특성 분석을 위하여 다양한 트래픽 로드별로 지연 특성을 분석하였다.