• 제목/요약/키워드: Normalized least mean square method

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정규화된 D-QR-RLS 알고리즘의 특성 분석(II) (Characteristic Analysis of Normalized D-QR-RLS Algorithm (II))

  • 안봉만;황지원;조주필
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권11C호
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    • pp.1127-1133
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    • 2007
  • 제안된 알고리즘은 QR 형태의 LMS 알고리즘이 입력의 분산에 비례하게 되어있어 입력의 분산을 평균적인 측면에서 입력의 분산을 정규화하는 알고리즘중 하나이다. 본 논문에는 정규화 알고리즘의 수렴 특정 분석이 되어있다. 제안한 알고리즘의 성능분석을 위하여 간단한 FIR 시스템의 시스템 식별을 수행하였다. 이때 성능 비교에 참여한 알고리즘은 LMS, NLMS(normalized least mean square) 알고리즘이다. 그 결과 제안한 알고리즘은 NLMS 알고리즘과 매우 유사한 성능을 가짐을 확인하였다.

An improved sparsity-aware normalized least-mean-square scheme for underwater communication

  • Anand, Kumar;Prashant Kumar
    • ETRI Journal
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    • 제45권3호
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    • pp.379-393
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    • 2023
  • Underwater communication (UWC) is widely used in coastal surveillance and early warning systems. Precise channel estimation is vital for efficient and reliable UWC. The sparse direct-adaptive filtering algorithms have become popular in UWC. Herein, we present an improved adaptive convex-combination method for the identification of sparse structures using a reweighted normalized leastmean-square (RNLMS) algorithm. Moreover, to make RNLMS algorithm independent of the reweighted l1-norm parameter, a modified sparsity-aware adaptive zero-attracting RNLMS (AZA-RNLMS) algorithm is introduced to ensure accurate modeling. In addition, we present a quantitative analysis of this algorithm to evaluate the convergence speed and accuracy. Furthermore, we derive an excess mean-square-error expression that proves that the AZA-RNLMS algorithm performs better for the harsh underwater channel. The measured data from the experimental channel of SPACE08 is used for simulation, and results are presented to verify the performance of the proposed algorithm. The simulation results confirm that the proposed algorithm for underwater channel estimation performs better than the earlier schemes.

MINT 필터링에 의한 스테레오 음향 반향 제거기의 성능 향상 (Performance Improvement of Stereo Acoustic Echo Canceller Using MINT Filtering)

  • 차경환
    • 한국음향학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.42-46
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    • 2002
  • 본 논문에서는 스테레오 음향 반향 제거기의 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 전처리 방법의 반향 제거기를 제안한다. 제안한 반향 제거기는 MINT (Multiple input/output INverse Theorem) 필터링에 의해 실내 전달함수의 잔향이 저감되어진 입력을 사용함으로써 필터계수의 추정오차를 감소시켜 성능을 향상시킬 수 있었다. 실제의 스테레오 음성과 실제 음장의 전달함수를 사용한 시뮬레이션 결과, 제안한 방법이 NLMS (Normalized Least Mean Square)와 Projection 등의 적응 알고리즘 종류에 관계없이 ERLE가 3∼5 dB 향상됨을 확인하였다.

차량용 음성인식을 위한 주변잡음에 강건한 브라인드 음원분리 (Robust Blind Source Separation to Noisy Environment For Speech Recognition in Car)

  • 김현태;박장식
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제6권12호
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    • pp.89-95
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    • 2006
  • 독립성분분석을 사용한 암묵신호분리의 성능은 잔향이 존재하는 환경에서 잔류 누설 성분 (cross-talk) 때문에 현저히 저하된다. 본 논문에서는 잔류 누설 성분을 제거하기 위한 후처리 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 주파수 영역에서의 변형된 NLMS(normalized least mean square) 필터를 사용하며 필터의 역할은 잔류 누설 성분을 유발하는 누설 경로를 추정하는 데 있다. 특정 채널에서 잔류하는 누설 성분은 상대 채널의 직접 성분에 해당되므로 관측되는 상대 채널의 입력신호를 이용하여 누설 경로를 추정할 수 있다. 변형된 NLMS 필터는 필터 입력 신호의 전력과 추정 오차 신호의 전력을 함께 고려하여 정규화한다. 특정 채널의 직접 신호 성분은 적응 필터에서 잡음처럼 동작하여 결국 적응필터가 오조정되기 때문에 제안하는 방법을 통해 적응필터의 오조정을 방지할 수 있다. 음성 신호를 사용한 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 방법이 후처리를 사용하지 않은 경우에 비해 잡음 제거 성능(NRR)이 약 3dB 정도 개선되는 것을 확인 할 수 있다.

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Hyperbolic Tangent 검파방식에서 Null zone을 이용한 적응 병렬 간섭제거기 (Adaptive Parallel Interference Canceller using Hyperbolic Tangent with Null Zone Detector)

  • 이상훈;김남
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제38권3호
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • DS/CDMA방식의 이동통신 시스템에서 다중접속 및 다중경로 페이딩 간섭을 제거하기 위하여 비교적 구조가 간단한 병렬 간섭제거기가 이용된다. 다단계로 구성되는 병렬 간섭제거방식에서 다중접속 간섭의 제거 성능을 향상시키기 위하여 간섭의 정확한 추정이 필수적이다. 본 논문에서는 제거성능의 향상을 위해 NLMS(Normalized Least Mean Square)알고리즘으로 가중치(weight)를 계산하는 적응 제거방식과 시험 검파기로서 HT(Hyperbolic Tangent)검파방식에 NZ(Null Zone)을 이용하는 새로운 검파방식을 제안하고 모의실험을 통하여 그 성능을 분석하였다. 모의실험 결과 제안하는 방식이 비트오율 $2{\times}10^{-2}$에서 기존의 제거기에 비해 사용자수가 약 48%정도 증가하는 개선된 성능을 얻었다.

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CDCTLMS를 이용한 변환평면 적응 필터링 (Transform Domain Adaptive Filtering with a Chirp Discrete Cosine Transform LMS)

  • 전창익;여송필;전광석;이진;김성환
    • 한국음향학회지
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    • 제19권8호
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    • pp.54-62
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    • 2000
  • 적응 필터링 기법은 시간에 따라 신호의 통계적 특성이 변화한때 많이 응용되는 신호처리의 분야이다. 적응필터의 성능 평가는 보통 구조의 복잡도 (complexity), 수렴 속도 (convergence speed) 및 오조정 (misadjustment)을 가지고 평가한다. 적응 필터의 실시간 구현을 위해서는 구조가 간단해야 피고 수렴속도는 빨라야 한다. 본 연구에서는 수렴속도 향상을 위해 변환 평면에서의 적응 필터링 기법에 대해 제안하였다. 먼저 CZT (Chirp Z-Transform)의 주파수 확대해석하는 특성과 DCT (Discrete Cosine Transform)의 실수연산 특성을 모두 가지는 CDCT (Chirp Discrete Cosine Transform)을 제안하였고, 이를 이용한 CDCTLMS (Chirp Discrete Cosine Transform LMS)을 제안하였다. 제안된 방법은 기존의 NLMS (normalized least mean square)알고리즘과 대표적인 변환평면 적응 필터링 방법인 DCTLMS (discrete cosine transform LMS) 알고리즘과의 학습곡선 (loaming curve)의 비교를 통하여 우수함을 입증하였으며 실제 초음파 신호처리에의 응용을 보였다.

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주파수 대역에서의 피드백 제거 알고리즘의 보청기 응용 (Hearing aid application of feedback cancellation algorithm in frequency domain)

  • 장순석
    • 한국음향학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.272-279
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    • 2016
  • 본 논문은 보청기의 피드백 제거 알고리즘을 실시간으로 실현한 내용을 다루었다. 기존의 시간 영역에서의 최소 평균 자승 기법을 주파수 영역으로 변환하여 처리함으로써 계산상의 부하를 최소화하였다. 적응 필터 알고리즘의 확인은 Matlab(Matrix laboratory) 기반으로 수행하였고, 이를 CSR 8675 블루투스 DSP IC(Digital Signal Processor Integrated Circuit) 칩 펌웨어로 실현하고 검증해보였다. 스마트폰으로의 원격 무선 제어 기능이 포함된 스마트 보청기는 사용자 접근 편의성이 강화된다.

저가 microcontoller unit을 이용한 효율적인 다채널 능동 소음 제어기 구현 (The efficient implementation of the multi-channel active noise controller using a low-cost microcontroller unit)

  • 정익주
    • 한국음향학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.9-22
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    • 2019
  • 본 논문에서는 저가 MCU(Microcontoller Unit)를 이용하여 다채널 능동 소음 제어기를 효율적으로 구현할 수 있는 방안을 제안하였다. 다채널 능동 소음 제어 알고리즘으로 사용된 정규화된 MFxLMS(Modified Filtered-x Least Mean Square) 알고리즘은 많은 연산량을 요구하며, 저가 MCU로 구현하기에는 어려움이 있었다. 본 연구에서는 MCU의 특성을 잘 활용하여 소프트웨어를 최적화함으로써 효율적으로 다채널 능동 소음 제어기를 구현할 수 있었다. CPU(Central Processing Unit)가 지원하는 단일 싸이클 MAC(Multiply- Accumulate) 연산을 극대화하고, 지연 메모리 연산을 최소화함으로써 3배 이상의 연산 최적화를 달성하였다. 또한 MCU가 지원하는 보조 프로세서를 이용하여 병렬 처리함으로써 4배 이상의 연산 최적화를 이루었다. 더불어 MCU에 내장된 주변 장치를 최대한 활용함으써, 추가적인 부품의 사용을 최소화하였다.

재귀적 지연추정기를 갖는 적응잡음제거 기법을 이용한 음성개선 (Speech Enhancement Using the Adaptive Noise Canceling Technique with a Recursive Time Delay Estimator)

  • 강해동;배근성
    • 전자공학회논문지B
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    • 제31B권7호
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    • pp.33-41
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    • 1994
  • A single channel adaptive noise canceling (ANC) technique with a recursive time delay estimator (RTDE) is presented for removing effects of additive noise on the speech signal. While the conventional method makes a reference signal for the adaptive filter using the pitch estimated on a frame basis from the input speech, the proposed method makes the reference signal using the delay estimated recursively on a sample-by-sample basis. As the RTDEs, the recursion formulae of autocorrelation function (ACF) and average magnitude difference function (AMDF) are derived. The normalized least mean square (NLMS) and recursive least square (RLS) algorithms are applied for adaptation of filter coefficients. Experimental results with noisy speech demonstrate that the proposed method improves the perceived speech quality as well as the signal-to-noise ratio and cepstral distance when compared with the conventional method.

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On the Signal Power Normalization Approach to the Escalator Adaptive filter Algorithms

  • Kim Nam-Yong
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권8C호
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    • pp.801-805
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    • 2006
  • A normalization approach to coefficient adaptation in the escalator(ESC) filter structure that conventionally employs least mean square(LMS) algorithm is introduced. Using Taylor's expansion of the local error signal, a normalized form of the ESC-LMS algorithm is derived. Compared with the computational complexity of the conventional ESC-LMS algorithm employs input power estimation for time-varying convergence coefficient using a single-pole low-pass filter, the computational complexity of the proposed method can be reduced by 50% without performance degradation.