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Teaklite DSP Core 를 이용한 이동통신 단말기용 음향반향제거기의 실시간 구현
Real-Time Implementation of Acoustic Echo Canceller for Mobile Handset Using TeakLite DSP Core

권홍석   (경북대학교 전자전기공학부UU0000096  ); 김시호   (경북대학교 전자전기공학부UU0000096  ); 장병욱   (경북대학교 전자전기공학부UU0000096  ); 배건성   (경북대학교 전자전기공학부UU0000096  );
  • 초록

    본 논문에서는 이동통신 단말기의 음성부호화기에 탑재할 수 있도록 TeakLite DSP Core를 이용한 음향반향제거기(Acoustic Echo Canceller)를 실시간으로 구현하였다. 음성부호화기에서 음향반향제거기가 사용할 수 있는 연산량의 제한때문에 적응필터는 NLMS(Normalized Least Mean Square) 알고리즘을 이용한 FIR 필터를 사용하였다. 먼저 음향반향제거기를 부동소수점 C-언어로 구현한 다음 고정소수점 시뮬레이션을 통하여 고정소수점 연산으로 바꾸었다. 그리고 고정소수점 연산 결과를 기반으로 어셈블리 언어로 프로그램을 작성하고 최적화 과정을 거쳐 실시간으로 동작하도록 하였다. 최종적으로 구현된 반향제거기는 프로그램 메모리가 624 words이고 데이터 메모리는 811 words이었다. 샘플링 주파수를 8 ㎑로 하였을 때, 32 msec의 반향경로 지연시간에 해당되는 256 차수의 필터를 이용한 경우에는 14.12 MIPS의 연산량을, 16 msec의 반향경로 지연시간에 해당되는 128 차수의 필터를 이용한 경우에는 9.00 MIPS의 연산량을 필요로 하였다.


    In this paper, we developed an acoustic echo canceller in real-time using TeakLite DSP Core, which will be placed in the vocoder chip of a mobile handset. Considering the limited computational capacity given to the acoustic echo canceller in a vocoder chip, we employed a FIR-type adaptive filter using a conventional NLMS algorithm. To begin with, we designed and implemented an acoustic echo canceller with floating-point format C-source code, and then converted it into fixed-point format through integer simulation. Then we programmed and optimized it in the assembler level to make it run ill real-time. After optimization procedure, the implemented echo canceller has approximately 624 words of program memory and 811 words of data memory. With 8 KHz sampling rate and 256 filter taps in the echo canceller that corresponds to 32 msec of echo delay, it requires 14.12 MIPS of computational capacity. For coverage of 16 msec echo delay, i.e., 128 filter taps, 9 MIPS is requited.


  • 주제어

    Acoustic Echo Canceller .   TeakLite .   DSP Core .   NLMS .   Adaptive Filter.  

  • 참고문헌 (11)

    1. TeakLiteTM Architecture Specification, DSPG Inc. Publication, Revision 4.2.1, 1999 
    2. TeakLiteTM Assemblers and Linker Users Manual, DSPG Inc. Publication, Revision 7.2, 1998 
    3. Hua Ye and Bo-Xiu Wu, 'A New Double-Talk Detection Algorithm Based on the Orthogonality Theorem,' IEEE Transactions on Communica-tions, Vol. 39, No. 11, pp. 1542-1545, 1991 
    4. 유재하, 윤대희, 조성호, '효율적인 동시통화 검출을 위한 새로운 알고리듬,' 한국통신학회논문집, Vol. 20, No. 7, pp. 1814-1821, 1995 
    5. 김시호, 권홍석, 배건성, '음향반향제거기의 동시통화 검출 알고리즘의 성능 개선,' 제9회 한국음성과학회 학술발표대회 논문집, Vol. 1, No. 1, pp. 81-86, 2000 
    6. Bernard Widrow, Samuel D. Stearns, Adaptive Signal Processing, Prentice Hall Inc., pp. 99-140, 1985 
    7. Simon Haykin, Adaptive Filter Theory, Prentice Hall Inc., pp. 339-444, 1991 
    8. Sundar G. Sankaran, 'Implementation and Evaluation of Echo Cancellation Algorithm,' Thesis of Master of the Bradley Department of Electrical Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University, 1996 
    9. ITU-T Recommendation G.165, Echo Cancellers, 1993 
    10. David G. Messershmitt, 'Echo Cancellation in Speech and Data Transmission,' IEEE J. Selected Areas in Comm., vol. SAC-2, no. 2, pp. 283-297, 1982 
    11. http://www.coherent.com 

 저자의 다른 논문

  • 권홍석 (8)

    1. 2000 "TMS320C6201을 이용한 MPEG-1 Layer III 오디오 디코더의 실시간 구현" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스 25 (b8): 1460~1468    
    2. 2001 "선형다변회귀모델과 LP-PSOLA 합성방식을 이용한 음성변환" 한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea 20 (3): 15~23    
    3. 2001 "IMT-2000 음성부호화 알고리즘의 실시간 DSP 구현" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SP, 신호처리 38 (3): 304~315    
    4. 2002 "TMS320C31 DSP를 이용한 음향반향제거기의 실시간 구현" 음성과학 = Speech sciences 9 (3): 17~24    
    5. 2002 "음향반향제거기에서 동시통화시의 끝점검출 성능 개선" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 27 (a1): 58~65    
    6. 2003 "잡음환경에서의 바이모달 시스템을 위한 견실한 끝점검출" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. CI, 컴퓨터 40 (5): 289~297    
  • Kim, Si-Ho (8)

  • 배건성 (53)

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