• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.465-468
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• 2001

MPEG-4 Parametric Coding 중 저 비트율로 음성신호를 부호화하는 HVXC(Harmonic Vector excitation Ending)의 복호화 모듈인 LSP 합성필터와 무성음 합성부, 유성음 합성부를 VHDL을 이용하여 구현하였다. MPEG-4 HVXC의 복호화 과정은 코드북을 이용하여 LSP 계수, VXC signal, 그리고 Spectral Envelop이 복호화 되어 각각 LSP 역필터, 무성음과 유성음 합성단을 통과하여 LPC계수와 유,무성음 여기신호로 변환된 후 LPC 합성필터링 과정을 거쳐 최종적으로 음성신호를 출력시킨다. LSP inverse filter에서 사용되는 cosine함수값을 위하여 Table based Approximation을 이용하여 적은 양의 Table 값을 사용하여 정확하고 고속의 cosine 연산을 수행하였다. VXC 복호화 과정에서는 신호의 중복성을 제거하는 Hidden Address in LSH 방법을 사용하여 코드북의 크기를 줄였다. 유성음 합성단에서는 IFFT 모듈을 이용하여 연산속도를 증가 시켰다. 최종적으로 위와 같이 구현된 시스템을 Simulation을 통해 Software 검증을 하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 1999년도 학술대회
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• pp.197-200
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• 1999

MPEG-4 오디오 부호기의 일부인 HVXC(Harmonic and Vector excitation Coding) 부호기는 음성의 무성음 구간에서는 CELP 코덱, 유성음 구간에서는 MBE 코덱을 이용하여 부호화하는 구조로서, 많은 연산량을 필요로 하여 범용DSP를 이용한 실시간 구현의 장애요소로 작용한다. 본 논문에서는 TMS320C6701 DSP를 이용하여 많은 연산 시간을 요하는 함수들에 대한 C언어 및 어셈블리 레벨의 최적화를 수행하여 HVXC 함수들의 실행시간을 단축하고 이를 라이브러리화 하여 실시간 구현에 이용가능 하도록 하였다.

• 한국음향학회지
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• 제19권4호
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• pp.37-44
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• 2000

본 논문에서는 인터넷 폰, 디지털 이동통신 등과 같이 낮은 비트율이 요구되는 분야에 사용될 수 있는 MPEG-4 오디오의 HVXC(Harmonic Vector eXcitation Coding) 알고리즘을 부동 소수점 DSP인 TMS320C6701에 실시간 구현한 내용을 기술한다. 실시간 동작을 위한 하드웨어 구조를 채택하였으며, 소프트웨어 최적화의 경우 연산 시간이 많이 소요되는 함수 루틴에 대한 C 언어 및 어셈블리 언어 레벨의 최적화를 수행하였다. 또한, DSP의 내부 프로그램 메모리의 프로그램 캐쉬로의 활용, DSP의 내부 데이터 메모리의 영역의 중첩 활용 및 background DMA 방식을 이용한 최적화를 수행하였다. 최적화 결과 2kbps및 4kbps의 비트율에서 압축 및 복원을 실시간으로 수행할 수 있으며, 인코더의 경우 2kbps의 경우에는 최적화 전에 비해 약 96% 정도로 수행시간을 단축하였다. 또한, 비공식 주관품질 평가에 의하면 2kbps의 비트율에서 약 MOS 2.45를 얻었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 1999년도 학술대회
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• pp.261-266
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• 1999

본 논문에서는 인터넷 폰이나 디지털 이동통신에서와 같이 낮은 비트율이 요구되는 응용분야에서 사용될 수 있는 HVXC 부호화 및 복호화 알고리즘을 TMS320C6701 160MHz DSP를 사용하여 실시간 동작을 구현한 내용을 기술한다. 사용한 최적화 방법으로는 기본적으로 연산 시간이 많이 소요되는 함수 루틴에 대한 C 언어레벨의 최적화 및 어셈블리어 레벨의 최적화를 수행하였고, TMS320C6701 DSP 내부 프로그램 메모리를 프로그램 캐쉬로 사용하였다. 또한, 계산량이 많은 부분과 테이블 참조가 필요한 연산을DSP의 내부 데이터 메모리 영역에서 수행하여 소요시간을 단축하였으며, 음성신호 및 비트스트림의 입출력에는 background DMA(direct memory access) 방식을 이용하였다. 이와 같은 최적화결과 2kbps 및 4kbps의 비트율에서 압축 및 복원을 실시간으로 수행할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권3C호
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• pp.239-247
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• 2003

본 논문에서는 기존에 제안한 바 있는 EHC(Efficient Harmonic-CELP) 부호화기에 기반한 이중 전송률(2.4/4.0 kbps)의 개선된 하모닉-CELP(Improved Harmonic-CELP: IHC) 음성 부호화기를 제안한다. 제안된 IHC는 유/무성음 판별에 따라 유성음에서는 하모닉 추정, 하모닉 양자화, 하모닉 합성 및 잡음 혼합을 통한 자연성 제어 등의 과정을 통해, 무성음에서는 고속 CELP 방식을 통해 음성신호를 부호화/복호화한다. 또한 제안된 IHC는 EHC의 유/무성음 판별과 하모닉 추정 성능을 개선한다. 피치 이득과 에너지 등을 이용한 유/무성음 판별은 프레임 내의 에너지 변화 등에 의해 재판별된다. 하모닉 부호화에서는 첨점 추출과 델타 조정 방법을 이용하여 정확한 하모닉 추정을 하고, 혼합하는 잡음의 대역과 양을 적절하게 조절하여 자연성을 제어한다. 제안된 IHC 부호화기에 성능평가 결과, 비교 부호화기인 HVXC 연산량의 약 40%이내의 연산량으로 우수한 음질을 보임을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제27권4호
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• pp.200-206
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• 2008

본 논문은 음성신호의 주파수를 반으로 나누어 양자화 계수 추출에 직선과 DCT (Discrete Cosine Transform)를 혼합하여 사용한 양자화 기법을 제안한다. 하모닉 부호화기에서의 하모닉은 가변이므로 저주파에서의 하모닉만을 오버샘플링하여 차원을 고정한다. 고정된 차원의 스펙트럼 포락선을 직선으로 표현한 후 직선이 불연속인 주파수에서의 샘플값만을 전송한다. 이 논문에서는 저주파에서의 하모닉은 복원을 위해 고정된 직선의 계수를 사용하였고 고주파에서의 하모닉은 가변 DCT를 적용하여 직선과 DCT가 격합된 형태의 양자화기법을 제안한다. 제안된 양자화 기법의 성능평가는 스펙트럴의 크기값에 대한 Spectral Distortion (SD)값을 사용하였다. 실험결과 HVXC보다 제안된 양자화 기법의 SD가 0.3dB 정도 개선되었다.

• 한국음향학회지
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• 제20권5호
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• pp.35-47
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• 2001

본 논문에서는 하모닉 부호화기와 CELP(Code Excited Linear Prediction) 부호화기의 장점을 고려한 효율적인 저 전송률 하모닉-CELP 음성 부호화기를 제안한다. 제안된 하모닉-CELP 부호화기에서는 프레임 단위 유/무성음 판별에 따라 무성음 구간에서는 고속 CELP방식으로 부호화하고 유성음 구간에서는 개선된 하모닉 부호화를 수행한다. 제안된 부호화기는 무성음 부호화를 위한 RP-VSELP(Regular Pulse Vector Sum Excited Linear Prediction), 유성음 부호화를 위한 간단한 정수 피치 검색, 정수 단위 피치에서의 고속 하모닉 추정, 가변 차원 하모닉 벡터 양자화, 주파수 해상도를 반영한 인지 가중치, 고속 하모닉 합성, 대역별 유성음 정도에 따른 자연성 제어, 다중 모드 등을 주요한 특징으로 하며, 이러한 특징들로 인해 기존의 HVXC(Harmonic Vector eXeited Coder) 부호화기에 비해서 매우 낮은 복잡도를 갖는다. 주관적인 음질 평가 결과, 제안된 2.4 kbps 하모닉-CELP 부호화기는 낮은 지연과 적은 계산량으로 양호한 음질을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 제15회 음성통신 및 신호처리 워크샵(KSCSP 98 15권1호)
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• pp.113-120
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• 1998

정보화 시대가 발전함에 따라 음성 통신 및 저장 시스템은 점점 더 우리 생활 깊숙이 자리잡아 가고 있다 따라서 급증하는 수요에 보다 더 효과적으로 대처하기 위한 연구가 진행되어 왔다. 그 한가지 예가 기존의 음성 부호화 시스템의 음질을 유지하면서 압축율을 크게 높일 수 있는 부호화 방법에 대한 연구 및 표준화 작업이다. 본 논문에서는 최근 확정된 음성 부호화기 표준안인 US DoD 2.4 kbps MELP, MPEG-4 HVXC, CDMA 용 IS-127 EVRC 음성 부호화기에 대해 비교적 자세히 설명하고, 현재 진행중인 ITU-T 4kbps 표준안으로 제안된 부호화 방법들이 경향을 살펴본다. 또한 새로운 연구 분야인 인터넷 전화기와 인식-합성 기법을 이용한 아주 낮은 전송율 음성 부호화기에 대한 연구 동향을 소개한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권3A호
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• pp.196-204
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• 2002

STC(Sinusoidal Transform Coding) 방식은 주파수 영역에서 음성신호의 스펙트럼 피크치들을 정현파로 모델링하여 합성하는 음성부호화 방식을 말한다. 저전송률 STC 방식에서는 스펙트럼의 모든 피크를 이용하는 대신, 기본 주파수와 고조파에 해당하는 스펙트럼 포락선에서의 크기와 그때의 위상을 이용하여 음성을 합성한다. 본 논문에서는 정현파 모델에 기반한 2.4kbps 음성부호화 알고리즘을 제안한다. 피치정보는 모든 스펙트럼 피크를 사용한 합성음과 선택된 주파수와 고조파를 이용한 합성음과의 평균자승에러를 이용하여 추정하고, 위상정보는 여기신호 펄스의 시작시기를 나타내는 onset time과 성도 모델 전달함수의 위상을 이용하여 얻는다. 크기정보는 SEEVOC 알고리즘과 선형예측계수를 이용하여 추정한다. 실험결과, 합성음의 스펙트럼 특성은 원음성의 포만트 정보를 대부분 가지고 있으며, 위상정보도 원음성의 위상을 잘 따라감을 확인하였다. 합성음의 음질평가를 위해서 informal한 MOS(Mean Opinion Score) 테스트를 시행하였으며, 2.0kbps의 HVXC와 비교하여 대체적으로 MOS 3.1 이상의 음질을 얻을 수 있었다.