• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• 제23권3E호
• /
• pp.79-84
• /
• 2004

In this paper, the AEC(acoustic echo canceller) is designed and implemented using VHDL(VHSIC hardware description language). The designed Echo Canceller employs the pipeline and the master-slave structure, and is realized with FPGA. As an adaptive algorithm, the Normalized LMS algorithm is used. For the coefficient adjustment, the Stochastic Iteration Algorithm(SIA) which uses only current residual values is used and the number of registers are evidently reduced and convergence speed is also much improved comparing to existing methods by using EAB of FPGA for FIR filter structure of transceiver. The designed Echo Canceller is verified with the test board implemented for this paper. From the timing simulation echo signals at about 1500 sampling data are converged and ERLE is improved by about 42-dB.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• 제16권2E호
• /
• pp.14-20
• /
• 1997

The future teleconferencing systems will need an appropriate system which controls properly the acoustic echo for the convenient communication. The conventional acoustic echo cancellation algorithms involve large adaptive filters identifying the impulse response of the echo path. The use of adaptive IIR filters appears to be a reasonable way to reduce computational complexity. Effective cancellation of acoustic echo presented in teleconferencing system requires that adaptive filters have a rapid convergence speed. One of the main problems of acoustic echo cancellation techniques is that the convergence properties degrade for an highly correlated signal input such as speech signals. By the way, the introduction of linear prediction filers onto the structure of the acoustic echo cancellation represents one approach to decorrelate the speech signal. And variable step-size LMS algorithm improves the convergence speed through a little increasing of computational complexity. In this paper, we applied these two methods to the acoustic echo canceller(AEC) and showed that these methods have better performances than the conventional AEC.

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제39권2호
• /
• pp.128-136
• /
• 2002

본 논문에서는 이동통신 단말기의 음성부호화기에 탑재할 수 있도록 TeakLite DSP Core를 이용한 음향반향제거기(Acoustic Echo Canceller)를 실시간으로 구현하였다. 음성부호화기에서 음향반향제거기가 사용할 수 있는 연산량의 제한때문에 적응필터는 NLMS(Normalized Least Mean Square) 알고리즘을 이용한 FIR 필터를 사용하였다. 먼저 음향반향제거기를 부동소수점 C-언어로 구현한 다음 고정소수점 시뮬레이션을 통하여 고정소수점 연산으로 바꾸었다. 그리고 고정소수점 연산 결과를 기반으로 어셈블리 언어로 프로그램을 작성하고 최적화 과정을 거쳐 실시간으로 동작하도록 하였다. 최종적으로 구현된 반향제거기는 프로그램 메모리가 624 words이고 데이터 메모리는 811 words이었다. 샘플링 주파수를 8 ㎑로 하였을 때, 32 msec의 반향경로 지연시간에 해당되는 256 차수의 필터를 이용한 경우에는 14.12 MIPS의 연산량을, 16 msec의 반향경로 지연시간에 해당되는 128 차수의 필터를 이용한 경우에는 9.00 MIPS의 연산량을 필요로 하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.425-433
• /
• 2003

음향 반향 제거기 (Acoustic Echo Canceller: AEC)는 원거리 회의 시스템이나 차량 내 핸즈프리 통화 등에서 필연적으로 발생하는 반향을 제거하기 위해 이용된다. 이러한 반향을 제거하기 위해 다양한 적응 필터링 알고리즘이 제안되었으며 LMS(Least Mean Square) 알고리즘은 다른 알고리즘에 비해 매우 단순하고, 비교적 강인하여 많은 응용 분야에 사용되고 있다. 그러나 LMS 알고리즘은 음성과 같은 상관도가 높은 유색 신호에 대해 음향반향 제거기의 수렴 속도를 저하시켜 전체적인 음향 반향 제거 성능을 떨어뜨리게 한다. 이를 보완하기 위하여 DCT나 DFT 등의 직교 변환 행렬을 이용하여 입력신호의 상관성을 저하시킨 후 LMS 적응 필터링 알고리즘을 적용하는 변환 영역 음향 반향 제거 알고리즘 등이 제안되었다. 본 논문에서는 MLT (Modulated Lapped Transform) 직교 변환행렬을 이용한 MLT영역의 적응음향반향 제거 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 기존의 NXN DCT, DFT, Hadamad등의 정방 행렬 대신에 2NXN 크기의 MLT 변환 행렬을 사용함으로서 유색 입력 신호에 대해 효과적인 상관성 저하와 빠른 수렴 속도를 달성할 수 있었으며 실제 음향 반향 제거 시스템에 적용하여 그 성능을 비교 입증하도록 하였다. 합성 음성신호와 실제 음성 신호를 이용한 모의 실험 결과 제안된 MLT 영역 음향 반향 제거 시스템은 기존의 DCT 변환 영역 음향 반향 시스템에 비해 약 2배 이상의 빠른 수렴속도와 약 20∼30 ㏈ 정도의 ERLE (Echo Return Loss Enhacement) 향상을 얻을 수 있었다

• 한국음향학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.28-34
• /
• 2001

적응 필터를 이용한 스테레오 음향 반향 제거기는 스테레오 신호 사이의 상호상관 (cross-correlation)이 매우 크기 때문에 수신측 회의실의 실제 반향경로를 추정하는 적응필터 계수의 수렴이 늦어지거나 상당히 오조정 된다. 본 논문에서는 계산량의 큰 증가없이 스테레오 반향제거기의 성능을 향상시키는 새로운 전처리 알고리즘을 제안한다. 제안하는 전처리기는 그람-슈미트 (Gram-Schmidt) 직교원리와 비선형 필터를 이용하여 상호상관을 감소시킨다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 제안한 전처리 알고리즘의 성능이 기존의 방법에 비해 우수함을 보인다. 전송실의 경로가 변하는 경우에도 제안하는 전처리기를 사용한 스테레오 반향제거 기는 성능의 저하가 거의 없었다.

• 음성과학
• /
• 제9권3호
• /
• pp.17-24
• /
• 2002

The goal of this research is the real-time implementation of an AEC (Acoustic Echo Canceller) using the floating-point digital signal processor of TMS320C31. We employ an FIR-type adaptive filter with the conventional NLMS (Normalized Least Mean Square) algorithm for the adaptation of filter coefficients. We program and optimize the system in the assembler level to make it run in real-time. With 8 kHz sampling rate, the implemented AEC requires $46\;\mu$sec and $77\;\mu$sec computational time per sample for 128-and 256-tap filter, respectively. It corresponds to 37% and 62% of maximum computational ability of TMS320C31 DSP.

• 한국음향학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.42-46
• /
• 2002

본 논문에서는 스테레오 음향 반향 제거기의 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 전처리 방법의 반향 제거기를 제안한다. 제안한 반향 제거기는 MINT (Multiple input/output INverse Theorem) 필터링에 의해 실내 전달함수의 잔향이 저감되어진 입력을 사용함으로써 필터계수의 추정오차를 감소시켜 성능을 향상시킬 수 있었다. 실제의 스테레오 음성과 실제 음장의 전달함수를 사용한 시뮬레이션 결과, 제안한 방법이 NLMS (Normalized Least Mean Square)와 Projection 등의 적응 알고리즘 종류에 관계없이 ERLE가 3∼5 dB 향상됨을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.261-268
• /
• 2003

ES (Exponentially-weighted stepsize) 알고리즘을 이용한 기존의 음향반향 제거기는 동작구조가 간단하고 NLMS (Normalized Least-Mean Square) 알고리즘에 비해 빠른 수렴 속도를 가지지만, 특정 음향학적 조건에서 결정된 공간 임펄스 응답의 평균에너지 감쇠율을 이용해 적응 필터의 탭을 갱신하므로 외부잡음에 약한 문제점을 가진다. 본 논문에서는 행렬형 계수조절 파라미터 생성기를 추가하여 외부 잡음에 강인한 새로운 구조의 음향 반향 제거기를 제안한다. 두 개의 이동 평균기를 이용해 잔여 에러량의 에너지 값을 추정하고 이로부터 계수조절 파라미터를 결정하며, 이를 음향 반향 제거기에 행렬형으로 적용하여 외부잡음에 대하여 빠른 수렴 속도를 가지게 한다. 다양한 외부 잡음 조건에 대하여 성능을 측정한 결과, 제안된 행렬형 계수조절 파라미터 생성기에 의하여 외부 잡음에 대한 음향 반향 제거기의 강인함이 향상되는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제41권9호
• /
• pp.65-71
• /
• 2004

본 논문은 휴대폰의 자동차 핸즈프리를 위한 음향반향제거기의 설계 및 구현에 관한 것이다. 이를 구현하기 위해 효율적인 적응 알고리즘의 개발과 VHDL 회로설계, 그리고 테스트 보드 제작 등을 수행하였다. 적응 알고리즘은 간단하고 안정적이며 수렴속도가 빠른 새로운 S-LMS 알고리즘을 사용하였다 음향반향제거기는 15-bit, 128-tap 회로구조로서 50,000 게이트급 FPGA에 구현하였다. 그리고 회로동작을 검증하기 위하여 보드를 제작하였는데, 2개의 CODEC과 제어입력용 DIP 스위치 및 출력표시용 LED 등이 포함되어 있다. 백색 가우스잡음을 사용하여 시험한 결과, 구현된 회로의 ERLE는 최대 30dB의 반향제거 성능을 나타내는 것으로 확인되었다.

• 한국음향학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.264-273
• /
• 2002

스테레오 신호간의 상호상관 때문에 일반적인 적응 필터는 수신실의 음향 반향 경로를 정확하게 추정하지 못한다. 본 논문에서는 스테레오 신호의 음질을 크게 저하시키지 않으면서 신호간의 상호상관을 줄여 스테레오 음향 반향 제거기의 성능을 향상시키는 새로운 전처리 방법을 제안한다. 상호 상관을 줄이기 위하여 각 채널 신호로부터 서로 직교하는 두 신호를 구하고 그 절대값을 원신호에 더한다. 각 채널 신호의 전력이 두 채널 신호의 상호상관도보다 크다는 가정을 활용하여 서로 직교하는 신호를 구하기 위한 계산량을 감소시켰다. 시뮬레이션을 통하여 제안하는 전처리 방법을 채용한 스테레오 음향 반향 제거기의 성능이 기존의 방법보다 우수함을 보인다.