• 말소리와 음성과학
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• 제3권3호
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• pp.91-98
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• 2011

In this paper, a multi-channel speech enhancement method using the linearly constrained minimum variance (LCMV) algorithm and a variable learning rate control is proposed. To control the learning rate for adaptive filters of the LCMV algorithm, the direction of arrival (DOA) is measured for each short-time input signal and the likelihood function of the target speech presence is estimated to control the filter learning rate. Using the likelihood measure, the learning rate is increased during the pure noise interval and decreased during the target speech interval. To optimize the parameter of the mapping function between the likelihood value and the corresponding learning rate, an exhaustive search is performed using the Bark's scale distortion (BSD) as the performance index. Experimental results show that the proposed algorithm outperforms the conventional LCMV with fixed learning rate in the BSD by around 1.5 dB.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.32-40
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• 2013

본 논문에서는 빔포밍과 입사각분석 기반 마스킹을 이용한 다채널 음성개선 알고리즘이 제안된다. 제안된 알고리즘에서는 LCMV 빔포밍을 수행한 후에 입사각 분석을 이용한 멜-주파수 위너필터가 적용되어 잔존하는 잡음을 제거한다. 성능 향상을 위해서 빔포밍의 적응 필터 학습률과 목표 음성 스펙트럼 검출을 위한 입사각 임계치가 최적화된다. 성능 지수로서 PESQ와 출력 SNR이 측정되었으며 실험 결과 제안한 알고리즘이 종전의 최소분산 빔포밍 기법보다 PESQ 관점에서 0.09, 출력 SNR 관점에서 5.75 dB의 성능 향상시킴을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.101-107
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• 2011

본 논문에서는 적응 배열 안테나 시스템에서 간섭 및 재밍 신호를 제거하기 위해서 최적 가중 벡터를 연구하였다. 최적 가중 벡터는 선형 제한 조건에서 최소 분산 알고리즘과 비용함수를 적용시켜 구하였고, 목표물의 신호를 정확히 추정하였다. 적응 배열 안테나 시스템은 간섭 및 재머전력을 감소시키고 신호대 잡음비를 향상시키는 시스템이다. 적응 배열 안테나 시스템은 각 안테나 배열 소자의 출력이 탭(Tap)을 거쳐 지연되고 각 탭에 복소 가중치가 곱해져서 최종적으로 하나의 복합신호를 만든다. 최적의 가중치를 구하기 위해서 본 논문에서는 입력 공분산 행렬의 최적 가중벡터를 이용하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘으로 모의 실험한 결과 분해능은 $3^{\circ}$이하로 향상되었으며 부엽은 약 10 dB 감소하였음을 입증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.317-325
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• 2015

적응형 부엽차단(adaptive sidelobe blanking, adaptive SLB: ASB) 알고리즘은 간섭 환경에서도 부엽차단(sidelobe blanking: SLB)이 가능한 방법으로, 보조 안테나 없이 수신 배열 신호를 이용하여 간섭을 제거함과 동시에 부엽으로 들어오는 신호를 효과적으로 차단한다. 본 논문에서는 linearly constrained minimum variance(LCMV)를 adaptive beamforming(ABF) 알고리즘으로 사용하는 경우 이에 적합한 adaptive SLB를 제안하였다. 공분산 행렬을 수정하여 SLB 채널의 신호가 LCMV의 방향 제한 조건(constraint)을 만족하도록 하였고, 이로부터 정규화된 출력을 얻어 효율적인 부엽신호 차단이 이루어지도록 한다. LCMV는 generalized sidelobe canceller(GSC)의 형태로 변환하여 표현할 수 있고, 이는 여러 다른 ABF 알고리즘의 일반화된 형태이다. 따라서 LCMV를 위한 적응형 부엽차단 방법은 다양한 형태의 ABF 알고리즘에도 적용이 가능하다. 모의실험을 통해 간섭환경에서 제안한 알고리즘의 성능을 분석하였다.

• 한국음향학회지
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• 제14권4호
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• pp.96-99
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• 1995

신호원 거리 부정합시 linearly constrained minimum variance (LCMV) 빔형성기는 원하는 신호를 제거해 버리는 성능 저하를 나타내게 된다. 어레이 공분산 행렬의 eigenstructure 성질을 이용하여 이 문제에 대한 원인 조사를 행한다. 이 원인 규명으로부터 신호원 거리 부정합에 로버스트한 빔형성기를 제안한다. 제안한 빔형성기는 최대 출력 신호 대 답음비를 나타낸다. 신호원이 far field에 있을 시 빔형성기의 weight vector는 bias되지 않는다.

• 대한음성학회지:말소리
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• 제66호
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• pp.73-86
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• 2008

Beamforming is one of the spatial filtering techniques which extract only desired signals from noisy environments using microphone arrays. Fixed beamforming is a simple concept and easy to implement. However, it does not show good performance in real noisy conditions. As an adaptive beamforming, Frost algorithm can be a good candidate. It uses the concept of the linearly constrained minimum variance (LCMV) algorithm. The difference between the Frost and the LCMV algorithm is the error correction scheme which is very effective feature in the aspect of performance. In this paper, as quadrature mirror filtering (QMF)-based filterbank is utilized as the pre-processing of the Frost beamformning, the filter length and the learning rate of each band is optimized to improve the performance. The performance is measured by the signal-to-noise ratio (SNR) and the Bark's scale spectral distortion (BSD).

• International journal of advanced smart convergence
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• 제9권1호
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• pp.177-184
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• 2020

In this paper, we studied to direction of arrival (DoA) estimation to use DoA and optimum weight algorithms in coherent interference channels. The DoA algorithm have been considerable attention in signal processing with coherent signals and a limited number of snapshots in a noise and an interference environment. This paper is a proposed method for the desired signal estimation using MUSIC algorithm and adaptive beamforming to compare classical subspace techniques. Also, the proposed method is combined the updated weight value with LCMV beamforming algorithm in adaptive antenna array system for direction of arrival estimation of desired signal. The proposed algorithm can be used with combination to MUSIC algorithm, linearly constrained minimum variance beamforming (LCMV) and the weight value method to accurately desired signal estimation. Through simulation, we compare the proposed method with classical direction of in order to desired signals estimation. We show that the propose method has achieved good resolution performance better that classical direction arrival estimation algorithm. The simulation results show the effectiveness of the proposed method.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제53권6호
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• pp.446-452
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• 2004

Under the condition of a common narrowband target signal and interference signals from several directions, the linearly constrained minimum variance (LCMV) method using the generalized sidelobe canceller (GSC) for adaptive beamforming has been exploited successfully However, in the case of wideband signals, the length of the adaptive filter must be extended. As a result, the complexity of the beamformer increases, which makes real-time implementation difficult. In this paper, we improve the convergence characteristics of the adaptive filter using the transform domain normalized least mean square (NLMS) approach based on the subband GSC structure without the increase of complexity. Besides, the M-MAX algorithm, which is one of various selective coefficient updating methods, is employed in order to remarkably reduce the computational cost without decreasing the convergence quality. With the combination of these methods, we propose a computationally efficient wideband adaptive beamformer and verify its efficiency through a series of simulations.

• 한국음향학회지
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• 제23권8호
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• pp.570-575
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• 2004

수중음향 시스템에서는 빔형성 (Beamforming) 기법을 이용하여 목표물로부터 신호를 수신하고 이에 대한 정보를 얻어 낼 수 있는데, 이러한 빔형성에 있어서는 주엽 (Mainlobe)의 빔폭 (Beamwidth)과 부엽 (Sidelobe)의 크기 (Level)를 설계자가 목표하는 값에 최적화 시킬 수 있는 방법을 찾는 것이 무엇보다도 중요하다. 최근 연구된 빔형성 기법의 대표적인 결과 중 하나로는 Philip의 가중함수 방법을 들 수 있다. 이러한 Philip의 방법은 목표 주엽폭과 부엽 준위를 정하고 이를 적응필터 설계방식과 유사하게 적응시켜 나가는 과정을 이용한다. 그러나 이 방법은 주엽폭과 부엽 준위 간의 상관관계로 인해서 원하는 부엽준위에 다다르지 못하거나 결과값을 얻는데 상당한 시간이 소요되는 경우가 자주 발생하게 되는데, 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 부엽 준위에 미치지 못하는 일부에 대하여 부분 최적화를 하여 비교적 쉽게 설계요건을 만족시키는 새로운 알고리듬을 제안하고자 한다 제안된 알고리듬은 설계자의 의도에 따라 주엽의 빔폭과 부엽의 크기를 쉽게 조절이 가능하며 기존의 방법에 비해 계산량이 감소됨을 실험을 통해 알수 있을것이다.