In this paper, we propose wav-U-Net to improve speech enhancement in heavy noisy environments, and it has implemented three principal techniques. First, as input data, we use 128 modified Mel-scale filter banks which can reduce computational burden instead of 512 frequency bins. Mel-scale aims to mimic the non-linear human ear perception of sound by being more discriminative at lower frequencies and less discriminative at higher frequencies. Therefore, Mel-scale is the suitable feature considering both performance and computing power because our proposed network focuses on speech signals. Second, we add a simple ResNet as pre-processing that helps our proposed network make estimated speech signals clear and suppress high-frequency noises. Finally, the proposed U-Net model shows significant performance regardless of the kinds of noise. Especially, despite using a single channel, we confirmed that it can well deal with non-stationary noises whose frequency properties are dynamically changed, and it is possible to estimate speech signals from noisy speech signals even in extremely noisy environments where noises are much lauder than speech (less than SNR 0dB). The performance on our proposed wav-U-Net was improved by about 200% on SDR and 460% on NSDR compared to the conventional Jansson's wav-U-Net. Also, it was confirmed that the processing time of out wav-U-Net with 128 modified Mel-scale filter banks was about 2.7 times faster than the common wav-U-Net with 512 frequency bins as input values.
DAB는 CD 수준의 음질, 다양한 데이터서비스, 이동 중에도 우수한 수신 품질을 제공할 차세대 라디오 방송이다. 이전에 듣는 라디오에서 벗어나 보는 라디오로서 고품질 음악 방송서비스를 제공하면서 아울러 교통정보, 뉴스 등에 관한 문자, 그래픽 등의 멀티미디어 정보 제공이 가능하다. 본 논문에서는 ITS 서비스용 Eureka-147 및 ETSI 300 401 규격을 따르는 DAB 튜너를 설계하고 제작한다. 기존에 만들어진 DAB 수신기와 달리 RF튜너만을 하나의 소형 모듈로 개발하여 범용성을 갖도록 하여 다양한 기존 제품에 응용이 될 수 있도록 한다. 튜너의 전체 성능은 RF 및 VCO의 위상 잡음 성능에 의해 크게 좌우되며 LNA, 이미지 제거 필터와 채널 선택 필터는 수신기 수신 감도에 큰 영향을 준다. 제작된 튜너는 9dB의 반사손실, 6dB의 잡음지수(Band III, L-band) 및 -97dBm의 수신 감도를 보이고, 이는 DAB 시스템의 기술 사양을 모두 만족한다.
본 논문에서는 고정 무선중계 시스템의 주파수 조정을 위한 효율적인 보호비 산출 방법을 제안하고 계산된 결과를 제시한다. 제안된 보호비는 변조방식의 C/N, 잡음 대 간섭의 비(N/I), 다중간섭허용, 다중경로 및 강우감쇠의 페이드 마진, 통합필터 변별도의 함수로 표현된다. 실제 고정 무선중계 주파수에 대해 페이드 마진, 변조방식, 거리 및 간섭을 고려한 보호비를 산출하였으며, 계산 결과에 의하면 BER 10-6 기준으로 6.2GHz, 64-QAM, 거리 60km에 대해 페이드 마진과 동일채널의 보호비는 각각 41.1 dB 와 74.9 dB가 됨을 알 수 있었다. 제안된 방법은 보호비 정정인자를 통해 다양한 변수에 대해 보호비를 체계적 그리고 용이하게 구할 수 있으며, 또한 동일한 개념을 밀리미터파 대역의 무선중계 시스템 주파수 조정을 위한 보호비 산출에도 적용할 수 있는 장점을 지닌다.
본 논문에서는 0.25-$\mu$m 디지털 CMOS공정으로 제작된 UHF대역 RFID를 위한 무선통신용 쿼드러처(Quadrature) 출력이 가능한 Integer-N방식의 PLL 주파수 합성기를 설계 및 제작하여 측정하였다. Integer-N 방식의 주파수 합성기의 주요 블록인 쿼드러처 전압제어 발진기(Voltage Controeld Oscillator, VCO)와 위상 주파수 검출기(Phase Frequency Detector, PFD), 차지 펌프(Charge Pump, CP)를 설계하고 제작하였다. 전압제어발진기는 우수한 위상노이즈 특성과 저전력 특성을 얻기 위해 LC 공진기를 사용하였으며 전압제어 가변 캐패시터는 P-channel MOSFET의 소스와 드레인 다이오드를 이용하여 설계되었으며 쿼드러처 출력을 위해 두 개의 전압제어발진기를 서로 90도 위상차를 가지도록 설계하였다. 주파수 분주기는 프리스케일러(Pre-scaler)와 아날로그 디바이스사의 칩 ADF4111을 사용하였으며 루프 필터는 3차 RC필터로 설계하여 측정하였다. 측정결과 주파수 합성기의 RF 출력 전력은 50옴 부하에서 -13dBm이고, 위상 잡음은 100KHz offset 주파수에서 -91.33dBc/Hz 이었으며, 동작 주파수영역은 최소 930MHz에서 최대 970MHz이고 고착시간은 약 600$\mu$s이다.
본 논문은 CDMA 이동 통신 시스템에서 직접 순차 확산 스펙트럼의 협대역 간섭 신호를 억압하기 위해 다계층 퍼셉트론을 기본으로 한 역전파 신경망을 이용하여 적응 상관기 모델을 제시하였다. 적응 상관기 구조는 빠른 수렴 율과 보다 좋은 성능을 제공하기 위해 역전파된 에러를 가진 반복적 최소 자승 역전파 알고리즘을 도입하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 동일 채널 간섭과 협대역 간섭을 고려한 신호 잡음비와 전송 전력비에 대해 직접 순차 확산 스펙트럼 적응 횡단선 필터의 비트 에러율보다 역전파 신경망을 이용한 적응 상관기의 비트 에러율이 개선됨을 보였고, 특히 간섭 대 신호비가 5dB인 곳에서 역전파 신경망을 이용한 적응 상관기가 적응 횡단선 필터의 비트 에러율보다 약 $10^{-1}$ 정도 감소되었다.
본 논문에서는 뇌파측정기에서 발생하는 전기적 잡음을 제거하기 위하여 뇌파 측정시 발생하는 안구운동, PVC 룰러 펌프 잡음등을 포함하는 전기적 잡음에 대하여 기술하였다. 적응 디지틀 필터는 이러한 뇌파 측정 잡음을 제거하는 효과적인 방법이다. 그러나 일반적인 적응 디지틀 필터는 뇌파신호의 일부주파수 성분에 영향을 주게되므로 자동 뇌파 처리에는 부적합하다. 그러므로 본 고에서 이러한 뇌파잡음을 제거하기 위하여 제안한 방법은 일반적인 적응디지틀 필터의 참조채널을 사용하지 않으며, EOG 잡음을 제거하기 위하여 선형예측기와 고정차수 FIR 필터를 연결하였으며, 펌프잡음을 제거하기 위하여 선형예측기와 잡음 제거기를 연결함으로써 실현하였다. 또한 시뮬레이션을 통한 결과는 잡음제거 능력의 관점에서 제안한 방법의 성능을 분석하였으며, 결과적으로 약 20dB의 잡음제거 성능을 보였다.
본 논문에서는 2 채널 입체음향 시스템을 효율적으로 구현하기 위하여 고차의 FIR 필터로 구현된 머리 전달함수를 저차의 IIR 필터로 근사시키는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 균형화모델감소법의 개념을 바탕으로 한다. 근사화된 머리전달함수를 헤드폰을 통해 바이노럴 사운드로 재생하면 입체음향이 구현된다. 더미 헤더의 머리전달함수를 512차 FIR 필터에서 32차 IIR 필터로 근사화하여 기존의 머리전달함수와 성능을 비교한다. 이를 위해 10명을 대상으로 음상 정위에 대한 실험을 한다. 실험은 컴퓨터 시뮬레이션과 TMS320C32를 이용한 하드웨어 실험을 병행한다. 실험을 통해 기존의 FIR 필터를 사용한 경우와 같이 IIR 필터로 근사화된 머리전달함수를 사용한 경우도 동일하게 인지되는 것을 확인할 수 있다.
잡음의 제거는 음성을 인터페이스로 하는 기기들에 필수적이라고 할 수 있다. 실질적으로 통화 품질이나 음성 인식률은 음성 입력부의 주변에서 들어오는 원치 않는 가산성 잡음에 의해서 크게 열화된다. 본 논문에서는 기본적으로 두 개의 마이크로폰을 이용한 잡음제거 방법을 제안한다. 마이크를 여러 개 사용했을 때의 장점은 방향 정보를 이용할 수 있다는 것인데 이는 사람 목소리, 음악 소리 등의 비정상성 잡음을 제거하는 데에 유용하다. 제안된 잡음제거 알고리즘은 위너필터에 기반 한다고 볼 수 있다. 위너필터에 의한 잡음제거를 위해서는 검출하고자 하는 음성과 제거하고자 하는 잡음의 주파수 응답이 동시에 추정 가능해야 한다. 이를 위해서 주파수 영역에서 스펙트럼 분류를 시행하여 위너필터 기반의 잡음제거에 필요한 정보를 얻는다. 제안된 알고리즘을 이용한 성능은 잘 알려진 프로스트 (Frost) 알고리즘 및 적응 모드 컨트롤러를 갖는 generalized sidelobe canceller (GSC)와 비교하였다. 성능의 지표로는 객관적 음질 평가의 방법 중에서 널리 쓰이고 있는 perceptual evaluation of speech quality (PESQ) 및 음성 인식률이 사용되었다.
Cho, Seong Yun;Kang, Dongyeop;Kim, Jinhong;Lee, Young Jae;Moon, Ki Young
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제6권3호
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pp.105-116
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2017
Several wireless localization algorithms are evaluated for the IR-UWB-based indoor location with the assumption that the ranging measurements contain the channelwise Non-Calibration Error (NCE). The localization algorithms can be divided into the Model-free Localization (MfL) methods and Model-based Kalman Filtering (MbKF). The algorithms covered in this paper include Iterative Least Squares (ILS), Direct Solution (DS), Difference of Squared Ranging Measurements (DSRM), and ILS-Common (ILS-C) methods for the MfL methods, and Extended Kalman Filter (EKF), EKF-Each Channel (EKF-EC), EKF-C, Cubature Kalman Filter (CKF), and CKF-C for the MbKF. Experimental results show that the DSRM method has better accuracy than the other MfL methods. Also, it demands smallest computation time. On the other hand, the EKF-C and CKF-C require some more computation time than the DSRM method. The accuracy of the EKF-C and CKF-C is, however, best among the 9 methods. When comparing the EKF-C and CKF-C, the CKF-C can be easily used. Finally, it is concluded that the CKF-C can be widely used because of its ease of use as well as it accuracy.
인지 라디오 시스템은 1차 시스템이 사용 중인 주파수를 공유함으로써 지역 당 주파수 이용효율을 향상시킬 수 있는 중요한 기술로 인식되고 있다. 본 논문에서는 2차 시스템이 1차 시스템에 간섭을 미치지 않으며 주파수를 공유할 수 있는 보다 능동적인 간섭 관리 기법을 제안한다. 제안된 프로토콜을 통해 2차 사용자는 1차 시스템의 간섭 채널 정보 및 송 수신 필터 정보를 획득하고 이를 이용하여 프리코딩 행렬을 계산한다. 이때 2차 시스템으로부터의 간섭은 1차 시스템의 사용되지 않는 부채널로 모이기 때문에 1차 시스템은 추가적인 연산 없이 자동적으로 간섭을 제거한다. 그리고 2차 시스템은 백색화 정합 필터를 통해 1차 시스템으로부터의 간섭을 제거함으로써 스펙트럼 효율을 향상시킨다. 전산모의실험을 통해 제안된 기법이 1차 시스템에 간섭을 미치지 않는 동시에 2차 시스템의 성능을 향상시키고, 2차 시스템의 수가 증가하더라도 1차 시스템의 성능이 저하되지 않음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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