• 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.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제22권3E호
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• pp.101-109
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• 2003

A multi-mode harmonic transform coding (MMHTC) for speech and music signals is proposed. Its structure is organized as a linear prediction model with an input of harmonic and transform-based excitation. The proposed coder also utilizes harmonic prediction and an improved quantizer of excitation signal. To efficiently quantize the excitation of music signals, the modulated lapped transform(MLT) is introduced. In other words, the coder combines both the time domain (linear prediction) and the frequency domain technique to achieve the best perceptual quality. The proposed coder showed better speech quality than that of the 8 kbps QCELP coder at a bit-rate of 4 kbps.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.1806-1814
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• 1993

본 논문에서는 음성 신호기의 4.8 Kbps에서 효율적인 배음 축척과 결합된 트리 부호기를 실현한다. 음성신호를 2대 1 압축하기 위해 TDHS 알고리즘을 사용한다. 이 과정은 4.8 Kbps에서 6.4 KHz 샘플링율을 적용하면 트리 부호기에 1.5 비트/샘플을 할당할 수 있다. 트리 부호기의 견실성은 short-term 예측기의 적응시 사용되는 입력 신호를 효율적 선택함으로써 개선되어진다. 또한 채널에서 전송에러기 트리 부호기의 성능은 피치 예측기에 스무더를 부가함으로써 개선된다. 배음 축척과 결합된 트리 부호기는 4.8 Kbps 전송률에서 좋은 질의 음성을 출력한다.

• 한국음향학회지
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• 제23권5호
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• pp.420-427
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• 2004

본 논문에서는 선형예측 잔여신호에 대한 하모닉 벡터 여기 코딩과 시간 대역 분리 혼합 코딩을 결합한 4kbps EHSX (Enhanced Harmonic Stochastic Excitation) 음성부호화기 실시간 구현한 내용을 기술한다. 유성음 구간에서는 하모닉 여기 코딩에 무성음 구간에 대해서는 분석-합성 구조의 벡터 여기 코딩을 사용하였으며, 유/무성음이 혼재하는 전이구간에서는 시간 분리 전이 코딩을 사용하였다. 이 음성부호화기 구현을 위해 부동소수점과 고정소수점을 모두 지원하는 DSP인 TMS320C6701을 사용하였고, 연산량을 줄이기 위해 IFFT를 사용한 저 복잡도 정현파 합성법을 사용하여 알고리즘의 최적화를 이루었으며, 복잡도의 문제가 되는 부분을 고정소수점으로 변환한 후 파이프라인을 적용한 핸드 어셈블리 코딩을 하여 구현에서의 최적화를 이루었다. 또한, 메모리의 효율성을 극대화하기 위해 캐쉬 메모리 할당과 데이터를 내부 메모리에 할당하였고 수학 연산의 최적화를 위해 FastRTS67x 라이브러리를 사용하였다. 개발 환경은 DSP EVM 보드를 사용하였으며 음성 신호의 입·출력 확인으로 동작 및 기능을 검증하여 실시간 구현하였다.

• 음성과학
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• 제11권2호
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• pp.259-269
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• 2004

In this paper, we propose a new excitation enhancement technique to improve the speech quality of low bit-rate code-excited linear prediction (CELP) coders. The proposed technique is based on a harmonic model and it is employed only in the decoding process of speech coders without any additional bits. We develop the procedure of harmonic model parameter estimation and harmonic generation, and apply this technique to a current state-of-the-art low bit rate speech coder, ITU-T G.729 Annex D. Also, its performance is measured by using the ITU-T P.862 PESQ score and compared to those of the phase dispersion filter and the long-term postfilter applied to the decoded excitation. It is shown that the proposed excitation enhancement technique can improve the quality of decoded speech and provide better quality for male speech than other techniques.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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• pp.195-198
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• 2002

This paper presents an improved MELP Coder using Fourier magnitude compensation method chosen the new 2.4 kbit/s U.S. federal Standard. Although the MELP is quite good, it has some distortion for low-pitch male speakers. An improved MELP coder includes a post processing for the fourier magnitude model that allows the MELP to reconstruct the lower frequency spectrum more accurately and improve the speech quality. In this new compensation algorithm, the harmonic magnitudes in the low frequencies are adaptively modified by removing the effect of the two filters. Also, the bit rate of the improved MELP coder is the same as that of the Federal Standard MELP coder. formal quality tests show that the improved MELP coder was preferred over the Federal Standard MELP coder by $80.8\%$.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제42권2호
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• pp.131-142
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• 2005

현재 개발된 4 kbit/s이하의 저 전송율 음성부호화 시스템은 STC(Sinusoidal Transform Coding)나 MBE (Multi-band Excitation Coding)에 바탕을 두고 있다. 이러한 저 전송율 부호화기들은 대표적인 전이구간 신호인 유성음의 시작점과 끝점에서의 혼합신호(onset signal, offset signal), 비주기적인 신호(non-period signal) 등은 정확히 표현하지 못하기 때문에 자연스런 음질을 만들어 내지 못한다. 본 논문에서는 유성음에는 하모닉 모델, 무성음에서는 스토케스틱 모델, 전이구간에는 하모닉 기반의 비주기적인 펄스의 위치를 추적하는 방식을 사용하여 효과적으로 전이구간을 모델링 하는 방법과 2.4 kbit/s 다중모드 부호화방법을 제안한다. 제안한 방법은 원본신호에서 선형예측 부호화 방법으로 추출된 잔여신호를 신호의 성격에 따라 모델을 달리하는 방법이며, 자각의 신호의 성격에 따라 좋은 성능을 나타내는 모델을 사용하였다. 또한 효율적인 전이구간 모델링 방법의 도입으로 저 전송율에서 CELP(Code Excitation Linear Predictive) 부호화 방식에 의해 시간축에서 합성되는 여기신호와 선형위상을 이용한 하모닉 부호화 방식에 의해 주파수축에서 합성되는 여기신호를 효율적으로 결합이 가능하다는 것이 제안된 2.4 kbit/s 다중모드 부호화기의 장점이다. 제안된 방법의 2.4kbit/s 다중모드 부호화기는 미국 연방 표준부호화기인 2.4 kbit/s MELP(Mixed Excitation Linear Prediction) 부호화기보다 더 좋은 성능을 나타낸다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권7C호
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• pp.962-970
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• 2004

본 논문에서는 TI사의 부동소수점 DSP인 TMS320C6701$^{TM}$을 이용한 2.4kbps EHSX(Enhanced Harmonic Stochastic Excitation) 음성부호화기의 실시간 구현 방법에 대해서 논한다. EHSX는 4khz의 대역폭을 갖는 음성신호를 2.4kbps의 비트율을 갖는 압축 패킷으로 변환하는 부호화 방법으로, 유/무성음에 따라 하모닉(Harmonic) 여기 부호화 방법과 CELP 부호화 방법을 선택적으로 사용하는 구조를 갖는다. 본 논문에서는 이러한 EHSX의 실시간 구현을 위해 연산량의 큰 비중을 차지하는 CELP 분석의 코드북 검색부분과 일부 IIR 필터링 부분에 대한 고정소수점 변환 방법과, 부호화시 하모닉 검색 및 피치 검색방법에 대한 알고리즘 상 연산량 감소 방법, DSP의 구조를 고려한 코드를 배치방법 등 연산량을 감소시키기 위한 최적화 방법을 제시한다. 설계된 음성 부호화기는 PESQ(perceptual evaluation of speech quality) ITU-T Recommendation P.862를 이용한 음질 평가 결과로서 약MOS 3.28을 얻었으며, 실시간으로 압축 및 복원을 수행한다.

• 한국음향학회지
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• 제22권8호
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• pp.717-726
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• 2003

본 논문은 2.4 kbps 하모닉-CELP 부호화기를 위한 피치 검출기의 설계 방법과 전이 시점을 검출하고 그 값을 기준으로 유/무성음 변환 구간에 대한 합성 윈도우를 달리하여 효과적인 파형 보간이 이루어지도록 하기 위한 방법을 제안하였다. 하모닉-CELP 부호화기에서 유성음 구간은 과거와 현재 프레임의 표준 파형을 보간하여 이루어지므로 전이 구간에서 피치 주기가 반으로 줄거나 두 배로 예측되어질 경우, 피치주기의 심한 변화량에 의해 파형 왜곡 및 프레임 경계에서의 불연속을 발생시킨다. 또한 하모닉 합성을 할 때 삼각 윈도우에 의한 중첩-합산 (overlap-add) 방법을 사용하기 때문에 전이 구간에서 유성음 구간의 신호가 순간적인 증가 (감소)를 할 경우 삼각 윈도우의 영향으로 합성 여기 신호가 선형 증가 (감소) 하는 단점이 있다. 우선 피치 검출기의 설계는 정확한 피치의 검출을 하되 피치 더블링에 의한 프레임 불연속성을 막기 위해 1차 혼성 검색법을 사용하였으며, ACF에 의한 2차 검색으로 피치의 정확도를 높였다. 그리고 삼각 윈도우에 의해 합성 파형이 선형 증가하던 문제는 웨이블렛에 의해 검출된 GCI를 이용하여 전이 시점을 검출한 후, 그 값을 기준으로 사다리꼴 윈도우 설정을 하여 해결하였다. 실험 결과 파형 보간 코더에서 가장 문제가 되었던 피치 더블링이 사라졌으며, 피치 검색 오차율은 ACF 검출법에 비해 5.4% 개선되었고 웨이블렛에 의한 검출법에 비해 2.66% 개선되었다. 전이 구간에서의 MOS값은 0.13 향상되었다.