A Study on A Multi-Pulse Linear Predictive Filtering And Likelihood Ratio Test with Adaptive Threshold

멀티 펄스에 의한 선형 예측 필터링과 적응 임계값을 갖는 LRT의 연구

A fundamental assumption in conventional linear predictive coding (LPC) analysis procedure is that the input to an all-pole vocal tract filter is white process. In the case of periodic inputs, however, a pitch bias error is introduced into the conventional LP coefficient. Multi-pulse (MP) LP analysis can reduce this bias, provided that an estimate of the excitation is available. Since the prediction error of conventional LP analysis can be modeled as the sum of an MP excitation sequence and a random noise sequence, we can view extracting MP sequences from the prediction error as a classical detection and estimation problem. In this paper, we propose an algorithm in which the locations and amplitudes of the MP sequences are first obtained by applying a likelihood ratio test (LRT) to the prediction error, and LP coefficients free of pitch bias are then obtained from the MP sequences. To verify the performance enhancement, we iterate the above procedure with adaptive threshold at each step.

기존의 선형 예측법에 의한 음성 분석의 기본적인 가정은 전극점 성도 필터의 입력은 백색 신호라는 것이다. 그러나, 주기성 입력 신호의 경우 피치 바이오스 오차가 기존 선형 예측 계수에 개입된다. 만일 여기 신호의 추정값을 이용할 수 있다면 멀티 펄스에 의한 선형 예측 분석으로 이러한 바이어스를 제거할 수 있다. 기존의 선형 예측 분석에서의 예측 오차는 멀티 펄스 여기 신호열과 불규칙 잡음 신호열의합으로 나타내어질 수 있으므로 선형 예측 오차로부터 멀티 펄스 신호열을 찾아내는 것은 고전적인 검출 및 추정의 문제로 생각될 수 있다. 본 논문에서는 먼저 LRT 를 이용하여 예측오차로부터 멀티 펄스 신호의 위치와 크기를 찾아낸 다음 이 신호열로부터 피치 바이어스가 제거된 선형 예측 계수를 구하는 알고리즘을 제안한다. 매번 적응된 임계값을 적용하여 반복 수행을 함으로써 성능향상을 입증하였다.