The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

A Feedback and Noise Cancellation Algorithm of Hearing Aids Using Adaptive Beamforming Method

적응 빔형성기법을 이용한 보청기의 궤환 및 잡음제거 알고리즘

  • 이행우 (남서울대학교 정보통신공학과)
  • Published : 2010.01.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This paper proposes a new adaptive algorithm to cancel the acoustic feedback and noise signals in the digital hearing aids. The proposed algorithm improves its convergence performances by canceling the speech signal from the residual signal using two microphones. The feedback canceller firstly cancels the feedback signal among the mic signal, and then it is reduced the noise using the beamforming method. To verify the performances of the proposed algorithm, the simulations were carried out for some cases. As the results of simulations, it was proved that the feedback canceller and the noise canceller advance about 14.43 dB for SFR, 10.19 dB for SNR respectively during speech, in the case of using the new algorithm.

본 논문에서는 보청기의 음향궤환 및 잡음을 제거시키기 위한 새로운 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘은 2개의 마이크를 사용하여 궤환제거 필터의 계수를 갱신시키는 잔차신호에서 음성신호를 제거함으로서 수렴성능을 향상시킨다. 먼저 궤환제거기가 마이크 신호에서 궤환신호를 제거하고, 이어서 빔포밍 기법을 이용하여 잡음을 제거한다. 본 연구에서 제안한 궤환 및 잡음제거기의 성능을 검증하기 위하여 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 모의실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안한 적응 알고리즘을 사용하면 궤환제거기와 잡음제거기에서 각각 약 14.43 dB의 SFR 및 10.19 dB의 SNR 지수가 개선되는 것을 확인하였다.

Keywords

References

  1. D. K. Bustamante, T. L. Worrall, M. J. Williamson, "Measurement and adaptive suppression of acoustic feedback in hearing aids", Proc. ICASSP-89, pp.2017-2020, April 1989.
  2. J. M. Kates, "Feedback cancellation in hearing aids : results from a computer simulation", IEEE Trans. Signal Processing, Vol.39, No.3, pp.553-562, March 1991. https://doi.org/10.1109/78.80875
  3. J. A. Maxwell, P. M. Zurek, "Reducing acoustic feedback in hearing aids", IEEE Trans., Speech Audio Processing, Vol.3, No.4, pp.304-313, July 1995. https://doi.org/10.1109/89.397095
  4. 김대경, 허종, 박장식, 손경식, "보청기에서의 적응궤환제거의 성능 향상", 한국음향학회지, Vol.18, No.4, pp.38-46, 1999.
  5. W. Herbordt, S. Nakamura, W. Kellermann, "Joint optimization of LCMV beamforming and acoustic echo cancellation for automatic speech recognition", Proc. ICASSP, pp.III77- 80, 2005.
  6. Farassopoulos A., "Speech enhancement for hearing aids using adaptive beamformers", Proc. ICASSP-89, pp.1322-1325, 1989.
  7. M. G. Siqueira, A. Alwan, "Steady-state analysis of continuous adaptation in acoustic feedback reduction system for hearing-aids", IEEE Trans. Speech Audio Processing, Vol.8, No.4, pp.443-453, July 2000. https://doi.org/10.1109/89.848225