Fixed-point Optimization of a Multi-channel Digital Hearing Aid Algorithm

다중 채널 디지털 보청기 알고리즘의 고정 소수점 연산 최적화

In this study, multi-channel digital hearing aid algorithm for low power system is proposed. First, MDCT(Modified Discrete Cosine Transform) method converts time domain of input speech signal into frequency domain of it. Output signal from MDCT makes a group about each channel, and then each channel signal adjusts a gain using LCF(Loudness Compensation Function) table depending on hearing loss of an auditory person. Finally, compensation signal is composed by TDAC and IMDCT. Its all of process make progress 16-bit fixed-point operation. We use fast-MDCT instead of MDCT for reducing system complexity and previously computed tables instead of log computation for estimating a gain. This algorithm evaluate through computer simulation.

본 논문에서는 저 전력 시스템에 적합한 고정 소수점 연산기로 구현된 다중 채널 디지털 보청기 알고리즘의 최적화 기법을 제시한다. 먼저 입력 신호를 고속 MDCT(modified discrete cosine transform) 방법을 사용하여 주파수 대역 분할함으로써 알고리듬의 복잡도를 최소화 하였고, MDCT 출력을 비선형 대역 분할 과정을 거쳐 채널별 그룹핑을 한 다음, 각 채널 신호를 난청인의 청각 손실 정도에 따라 구성한 라우드니스 보상 함수(loudness compensation function: LCF)표를 이용하여 이득을 조절하고, 최종적으로 TDAC 기법을 구현하는 IMDCT(Inverse MDCT) 변환을 거쳐 보상된 출력을 합성한다. 모든 과정은 16비트 정수 연산으로 구현되며, 이득을 계산하기 위해 측정되는 로그 단위의 연산 과정은 미리 계산된 테이블과 고속 탐색 알고리듬을 이용하여 구현된다. 구성된 보청기 알고리즘의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 평가하였다.