KR100708121B1 - 음성 신호의 대역 확장 방법 및 장치 - Google Patents

음성 신호의 대역 확장 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

협대역 음성 신호로부터 광대역의 음성 신호를 생성하는 음성신호의 대역 확장 방법 및 장치가 개시된다.
본 발명에 따른 음성 신호의 대역 확장 장치는 스펙트럴 폴딩 기법 및 비선형화 기법을 이용하여 상기 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 수단과, 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼 포락선을 조정하는 수단을 포함한다.
본 발명에 의하면, 스펙트럴 폴딩 기법과 비선형화 기법을 이용하여 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성신호를 추정하여 효과적으로 음성 신호의 대역을 확장할 수 있으며, 통신 시스템의 수신측에 사용되어 향상된 품질의 음성 신호를 제공할 수 있다.

Description

음성 신호의 대역 확장 방법 및 장치{Method and apparatus for bandwidth extension of speech}
도 1은 본 발명에 따른 대역 확장 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 고대역 신호 생성부의 구체적인 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 고대역 추정부의 구체적인 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명에 사용되는 스펙트럴 윈도우를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 음성 신호의 대역 확장 방법을 나타낸 플로우 차트.
본 발명은 음성 신호의 처리에 관한 것으로, 보다 상세히는 협대역(narrowband) 음성 신호로부터 광대역(wideband)의 음성 신호를 생성하는 음성신호의 대역 확장 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전화망의 대역(bandwidth)은 300~3200(㎐)으로 좁기 때문에, 전화망을 통하여 전송된 음성 신호의 주파수 대역은 제한된다. 즉, 전화망을 통해 전송되는 0~300(Hz), 3.2~8(KHz) 대역의 신호가 손실되어, 음성 신호의 열화가 일 어난다.
이러한 문제를 해결하기 위한 한 가지 방법으로, 대역 확장(bandwidth extension) 방법이 오랫동안 연구되어 왔다. 상기 대역 확장 방법은, 송신측에서 오디오(audio) 신호를 입력받아 소정 주파수 이상의 높은 주파수 대역의 데이터를 잘라내어 버리는 한편 잘라내어 버린 높은 주파수 대역의 데이터를 복원하기 위해 필요한 부가 정보를 생성하고 상기 낮은 주파수 대역의 신호와 상기 부가 정보를 전송하면, 수신측에서 상기 부가 정보를 이용하여 높은 주파수 대역의 데이터를 복원하는 방식으로 동작한다. 이러한 대역 확장 기술의 대표적인 예로는 Coding Technology사의 SBR(Spectral Band Replication) 기술을 들 수 있다. SBR에 대한 상세한 설명은 2002년 5월 10-13일 Audio Engineering Society 112차 컨벤션에서 발표된 Convention Paper 5560에 개시되어 있다.
상기 SBR을 이용하는 대역 확장 기술은 음악과 같은 오디오 신호에 있어서 큰 성공을 거두었다. 최근에는 AAC(Advanced Audio Coding) 및 상기 SBR을 이용하는 aaaPLUS가 제 3세대 통신의 표준으로 선택된 바 있다. 그러나, 상기 SBR을 비롯한 다른 대역 확장 기술들은 오디오 신호에 초점을 맞추고 있으며, 상대적으로 스피치(speech)와 같은 음성 신호에 적합한 대역 확장 기술은 빈약한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 음성 신호의 대역을 확장하는 방법 및 그 장치를 제공하는 데에 목적이 있다. 특히, 본 발명은 스피치와 같은 음성 신호의 대역을 효과적으로 확장할 수 있는 음성 신호의 대역 확장 방법 및 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 수신측의 디코더에 사용되어 4~8(KHz)의 주파수 성분을 생성하여 16(KHz)까지 샘플링률의 증가를 가능하게 함으로써, 향상된 품질의 음성 신호를 제공할 수 있는 음성 신호의 대역 확장 방법 및 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명인 음성 신호의 대역 확장 장치는 스펙트럴 폴딩 기법 및 비선형화 기법을 이용하여 상기 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 수단; 및 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼 포락선을 조정하는 수단을 포함한다.
상기 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 수단은, 상기 협대역 음성 신호를 업샘플링, 고역 통과 필터를 이용한 필터링, 및 다운 샘플링 과정을 수행하여 상기 협대역 음성 신호에 대하여 미러 대칭적인 스펙트럼 성분을 갖는 신호를 출력하는 스펙트럴 폴딩부; 및 상기 협대역 음성 신호를 비선형화하는 비선형화부를 구비하고, 상기 스펙트럴 폴딩부 및 상기 비선형화부의 출력 신호를 선형적으로 결합하여 상기 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼 포락선을 조정하는 수단은, 미리 훈련된 소정의 테이블을 이용하여 상기 협대역 음성 신호에 대응되는 고대역 음성 신호를 출력하는 매핑부; 및 상기 매핑부에서 출력되는 고대역 음성 신호에 일치되도록 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼을 조정하는 포락선 조정부를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 매핑부 및 포락선 조정부는 선형 주파수 켑스트럴 계수(LFCC)에 의하여 제공되는 음성 신호의 특징을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명인 음성 신호의 대역 확장 방법은 상기 협대역 음성 신호의 피치 성분을 제거하고, 스펙트럴 폴딩 및 비선형화 기법을 이용하여 상기 피치 성분이 제거된 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 단계; 및 상기 협대역 음성 신호의 선형 주파수 켑스트럴 계수(LFCC)를 추출하여, 상기 협대역 음성 신호에 대응되는 고대역 음성신호를 검색하고, 상기 검색된 고대역 음성신호에 일치되도록 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럴 포락선을 조정하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 대역 확장 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
협대역 음성 신호의 대역 확장 방법은, 음성 신호의 발생 과정을 고려하여, 협대역 음성 신호나 고대역 음성 신호의 포락선(envelope)은 상호 의존적이고, 따라서 협대역 음성 신호를 알고 있다면 상기 협대역 음성 신호로부터 고대역의 음성 신호를 생성해 낼 수 있다는 사실에 기반하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 대역 확장 장치(100)는 제 1, 2 업샘플링 부(110,150), 저역통과필터(120), 고대역 신호 생성부(130), 고역통과필터(160), 및 결합부(170)를 포함한다.
상기 제 1 업샘플링부(110)는 대역 확장 장치(100)로 입력되는 협대역 음성 신호(101)를 2배로 업샘플링한다. 이렇게 업샘플링된 신호는 16(KHz)에서 샘플링된다. 그 결과, 상기 업샘플링부(110)에서 출력되는 신호는 0~4(KHz)의 대역에서 입력 신호와 동일하고, 고대역인 4~8(KHz)에서는 입력 신호의 폴딩된 버전(folded version)과 동일한 스펙트럼을 갖게 된다.
상기 저역통과필터(120)는 상기 업샘플링된 신호를 필터링하여 상기 폴딩된 버전을 제거하여 입력 신호와 동일한 스펙트럼 특성을 갖는 저대역 신호(121)를 출력한다.
상기 고대역 신호 생성부(130)는 상기 협대역 음성 신호(101)로부터 4~8(KHz)의 고대역 음성 신호를 추정하는 부분으로, 후술되는 바와 같이 고대역 신호 추정부 및 고대역 스펙트럼 포락선 수정부를 포함하여 상기 협대역 음성신호로부터 고대역 신호를 추정하는 한편, 상기 협대역 음성신호와 대응되는 고대역 음성신호를 소정의 테이블을 이용하여 검색하고, 상기 추정된 고대역 신호를 수정하여 출력하는 방식으로 동작한다.
상기 고대역 신호 생성부(130)에서 출력되는 고대역 음성 신호는 상기 제 2 업샘플링부(150)에서 2배로 업샘플링되고, 상기 고역 통과 필터(160)는 상기 업샘플링된 신호로부터 4~8(KHz) 대역의 음성 신호(161)를 추출한다.
상기 결합부(170)는 상기 저역통과필터(120)에서 출력되는 0~4(KHz)의 저역 음성 신호(121) 및 상기 고역통과필터(160)에서 출력되는 4~8(KHz)의 고역 음성 신호(161)를 결합하여 전체적으로 0~8(KHz)으로 대역 확장된 광대역 음성 신호(171)를 출력하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 상기 고대역 신호 생성부(130)의 구체적인 구성을 나타낸 블록도이다.
상기 고대역 신호 생성부(130)는 입력되는 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 부분(A)과, 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼 포락선(envelope)을 조정하는 부분(B)으로 구분된다.
상기 고대역 음성 신호를 추정하는 부분(A)은 피치 필터(134), 피치 인버스 필터(135) 및 고대역 추정부(136)를 포함한다.
구체적으로는, 상기 피치 필터(134)는 입력되는 협대역 음성 신호로부터 3차 피치 필터 계수 및 피치에 대한 정보를 얻는다. 상기 피치 필터(134)에서는 수정된 공분산(covariance) 방법을 사용한다.
상기 피치 인버스 필터(135)는 상기 피치 필터(134)의 출력신호에 포함된 피치 성분을 제거한다. 이는, 고대역의 음성 신호에는 일반적으로 적은 피치 성분을 가지고 있기 때문이다.
상기 고대역 추정부(136)는 상기 피치 인버스 필터(135)로부터 출력되는 피치 성분이 제거된 협대역 음성신호로부터 고대역의 음성신호를 추정하는 부분이다.
구체적으로는, 상기 고대역 추정부(136)는 스펙트럴 폴딩부(137) 및 비선형화부(138)를 포함한다.
상기 스펙트럴 폴딩부(137)는 상기 피치 성분이 제거된 협대역 음성신호를 2배로 업샘플링하고, 고역 통과 필터를 통해 필터링한 다음, 다시 2배로 다운 샘플링함으로써, 원래 협대역 음성 신호와 비교하여 미러 대칭적인 스펙트럼 성분을 갖는 신호를 출력한다.
상기 비선형화부(138)는 상기 피치 성분이 제거된 협대역 음성신호를 2배로 업샘플링하고, 저역 통과 필터를 통해 필터링된 신호를 전파 정류기(full wave rectifier)와 같은 비선형화 수단을 통해 통과시킨다. 또한, 상기 비선형화부(138)는 상기 비선형화된 신호를 다시 고역 통과 필터를 통해 필터링하고 2배로 다운 샘플링한다.
상기 스펙트럴 폴딩부(137) 및 비선형화부(138)에서의 출력 신호는 선형적으로 결합되어 고대역의 음성신호, 즉 4~8(KHz) 대역의 추정된 음성신호가 출력된다.
상기 고대역 추정부(136)의 구체적인 구성을 나타낸 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 상기 고대역 추정부(136)는 주로 무성음 성분의 고주파 대역을 복원하는데 유효한 스펙트럴 폴딩부(137)와, 유성음 성분의 하모닉(Harmonic) 구조를 생성하기 위한 비선형화부(138)를 구비한다.
상기 스펙트럴 폴딩부(137)는 업샘플링부(137a)에 의하여 대역 제한된 신호(협대역 음성신호)를 업샘플링하며, 이로 인해 고주파 대역의 성분은 저주파 대역의 성분의 대칭적인 형태로 복원된다. 이러한 과정을 거치면, 고주파 대역에도 성분이 생성된다. 일반적으로 음성의 무성음 성분은 고주파 대역에서도 상당한 에너지 를 가지고 있으므로, 상기 스펙트럴 폴딩부(137)는 무성음 성분의 고주파 대역을 복원하는데 유효하다.
상기 비선형화부(138)는 상기 스펙트럴 폴딩부(137)와는 달리, 유성음 성분의 하모닉 구조를 만들어내기 위해서 사용된다. 일반적으로, 유성음 성분은 많은 수의 하모닉 구조로 이루어져 있으므로, 비선형화를 적용하면 유성음 성분의 고주파 대역을 추정할 수 있다. 상세히는, 원신호를 저역통과필터(138a)를 통해 필터링하여 저주파 성분만을 얻은 후에, 이를 비선형화 함수(x(n)2)(138b)를 통해 고주파 대역까지 확장함으로써 고주파 대역에 저주파 대역이 갖는 강한 하모닉 성분을 확장시킨다. 여기서, 상기 비선형화 함수는 상기한 이외에 다양한 형태가 적용될 수 있다.
상기 스펙트럴 폴딩부(137) 및 비선형화부(138)에서 얻어진 신호는 각각 가중부(137b,138c)에서 α, 1-α가 곱해져서 더해짐으로써 가중 합산된다. 상기 α는 상기 스펙트럴 폴딩 기법 및 비선형화 기법 중에 어느쪽에 더 비중을 둘 것인가를 의미한다. 상기 α는, 상기 스펙트럴 폴딩 기법 및 비선형화 기법이 각각 무성음, 유성음 성분에 적합하다는 것을 고려하여 음성의 주기성(pitch)을 측정한 다음, 상기 측정된 주기성으로부터 추정될 수 있다. 음성의 주기성 측정 방법은 여러 가지가 있으나 일반적으로 스피치 코덱에서 주기성을 처리하기 위해서 사용되는 피치 필터의 이득값을 이용할 수 있으며, 이외에 정규화된 자기 상관 계수(normalized autocorrelation coefficient) 등을 이용할 수 있다.
상기와 같이 가중 합산된 신호는 고역 통과 필터(137d)를 통해 필터링되고, 2배로 다운 샘플링(137e)되어 고대역에 관한 신호가 추정되어 출력되게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 대역 확장을 위해 스펙트럴 폴딩 기법 및 비선형화 기법을 함께 적용함으로써 개선된 대역 확장이 가능하다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼 포락선을 조정하는 부분(B)은 제 1,2 이산 여현 변환부(131,139), 제 1,2 켑스트럴(cepstral) 계수 추출부(132,140), 매핑부(133) 및 포락선 조정부(141)를 포함한다.
상기 제 1,2 이산 여현 변환부(Discrete Cosine Transform:DCT)(131,139)는 입력되는 시간 영역의 음성 신호를 주파수 영역으로 변환한다.
상기 켑스트럴 계수 추출부(132,140)는 상기 주파수 영역으로 변환된 음성 신호로부터 상기 음성 신호의 특징을 나타내는 켑스트럴 계수를 추출한다.
널리 알려진 바와 같이, MFCC(Mel-Frequency Cepstral Coefficients)는 음성인식 등의 분야에서 음성의 특징을 나타내는데 사용되는 계수이다. 본 발명에서는 상기 MFCC를 변형한 선형 주파수 켑스트럴 계수(Linear-Frequency Cepstral Coefficient, 이하 "LFCC"라 한다.)를 이용하여 음성 신호의 특징을 추출한다. 본 발명에서는 선형 스케일 주파수 대역을 사용하기 때문에, 종래의 멜(Mel)-스케일 단위를 이용하는 MFCC와 구별하여 LFCC라고 명명한 선형 주파수 켑스트럴 계수를 이용하여 음성 신호의 특징을 나타낸다.
또한, 본 발명에서는 상기 LFCC를 추출함에 있어서 이산 푸리에 변환/고속 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform/Fast Fourier Transform: DFT/FFT) 대신에 DCT를 이용할 수 있다. 이는 상기 DCT가 상기 DFT/FFT에 비하여 더 저렴하게 구현될 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명에 사용되는 스펙트럴 윈도우를 나타낸 도 4를 참조하면, 상기 LFCC를 추출하는 과정에 이용되는 스펙트럴 윈도우는 첫 번째 및 마지막이 평평한 에지(edge)를 갖는다. 이러한 스펙트럴 윈도우 형태는 종래의 MFCC/LFCC에 이용되는 윈도우에 비하여 개선된 스펙트럴 포락선 조정을 가능하게 한다.
전술한 상기 이산 여현 변환부(131,139) 및 상기 켑스트럴 계수 추출부(132,140)는 각각 입력 음성 신호의 특징을 파악하여 협대역 음성 신호로부터 매핑되는 고대역 음성 신호의 검색 및 상기 고대역 추정부(136)으로부터 추정된 고대역 음성 신호의 특징을 얻는데 사용된다.
구체적으로는, 입력단과 연결된 제 1 이산 여현 변환부(131)는 입력 협대역 음성 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 제 1 켑스트럴 계수 추출부(132)는 상기 주파수 영역으로 변환된 음성 신호로부터 상기 음성 신호의 특징을 나타내는 LFCC를 출력한다.
상기 제 1 켑스트럴 계수 추출부(132)에서 출력되는 LFCC를 이용하여, 상기 매핑부(133)는 미도시된 소정의 테이블로부터 입력된 협대역 음성 신호에 대응되는 고대역 음성 신호를 검색한다. 상기 매핑부(133)에 내장되는 테이블에는 벡터 양자화기 등을 이용하여 미리 협대역 음성 신호에 대응되는 고대역 음성 신호가 훈련되어 저장된다.
한편, 상기 고대역 추정부(136)에서 추정된 고대역 음성 신호는 상기 제 2 이산 여현 변환부(139)에서 주파수 영역으로 변환되고, 제 2 켑스트럴 계수 추출부(140)에서는 상기 추정된 고대역 음성 신호의 특징을 나타내는 LFCC를 출력한다.
상기 포락선 조정부(141)는 상기 매핑부(133)에서 출력된 고대역 음성 신호에 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼이 매칭될 수 있도록, 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼을 조정한다.
상기 포락선 조정부(141)에서 조정된 주파수 영역의 고대역 음성 신호는 역이산 여현 변환부(Inverse Discrete Cosine Transform:IDCT)(142)에서 시간 영역 신호로 변환되어 최종적으로 4~8(KHz) 대역의 고대역 음성 신호를 출력한다.
도 5는 본 발명에 따른 음성 신호의 대역 확장 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 음성 신호의 대역 확장 방법은 크게 입력되는 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 단계(200) 및 미리 훈련되어 저장된 상기 입력 협대역 음성 신호에 대응되는 고대역 음성 신호의 정보를 이용하여 상기 추정된 고대역 음성 신호의 포락선을 조정하는 단계(250)로 나뉜다.
먼저, 상기 고대역 음성 신호를 추정하기 위하여, 상기 피치 필터(134) 및 피치 인버스 필터(134)를 이용하여 피치 정보를 획득하고, 협대역 음성 신호에 포함된 피치 성분을 제거하여 피치를 평탄화한다(단계 202).
다음, 상기 피치 성분이 제거된 협대역 음성 신호를 이용하여, 상기 스펙트럴 폴딩부(137)는 업샘플링, 고역 통과 필터를 이용한 필터링 및 다운샘플링 과정 을 순차적으로 수행하여 원래의 신호에 대칭적인 스펙트럼 성분을 갖는 신호를 출력하고, 상기 비선형화부(138)는 업샘플링, 비선형화, 고역 통과 필터를 이용한 필터링, 및 다운 샘플링 과정을 수행함으로써 비선형화된 신호를 출력하며, 상기 스펙트럴 폴딩부(137) 및 비선형화부(138)에서 출력되는 신호가 선형적으로 결합되어 입력되는 협대역 음성 신호에 의하여 고대역 음성 신호가 추정된다(단계 204).
다음, 상기 추정된 고대역 음성 신호를 더욱 정확하게 수정하기 위한 과정을 살펴보면, 먼저 입력되는 협대역 음성 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 전술한 바와 같이 상기 협대역 음성 신호의 특징을 나타내는 LFCC를 추출한다. 상기 매핑부(133)에서는 상기 LFCC 정보와 미리 훈련되어 소정의 테이블에 저장된 상기 입력 협대역 음성 신호에 대응되는 고대역 음성 신호에 관한 LFCC 정보를 상기 포락선 조정부(141)로 출력한다(단계 254).
상기 포락선 조정부(141)는 상기 고대역 추정부(136)에서 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼을 상기 매핑부(133)에서 출력되는 LFCC 정보를 이용하여 상기 매핑부(133)의 고대역 음성 신호에 매칭될 수 있도록 조정하여, 고대역 음성 신호의 스펙트럴 포락선을 조정한다(단계 256).
전술한 단계들에 의하여 추정 및 조정 과정을 거친 고대역 음성 신호는 역이산변환부에 의하여 시간영역으로 변환되어 출력되고, 상기 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 저대역 음성 신호와 결합되어 최종적으로 0~8(KHz)의 대역을 갖는 광대역 신호가 출력된다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발 명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 스펙트럴 폴딩 기법과 비선형화 기법을 이용하여 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성신호를 추정하여 효과적으로 음성 신호의 대역을 확장할 수 있다.
또한, 본 발명은 통신 시스템의 수신측에 사용되어 향상된 품질의 음성 신호를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 협대역 음성 신호의 대역 확장 장치에 있어서,
    상기 협대역 음성 신호의 피치 성분을 제거하고, 스펙트럴 폴딩 기법 및 비선형화 기법을 이용하여 상기 피치 성분이 제거된 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 고대역 음성 신호 추정부;
    상기 협대역 음성 신호의 선형 주파수 켑스트럴 계수(Linear Frequency Cepstral Coefficient)를 추출하여 상기 협대역 음성 신호에 대응되는 고대역 음성 신호를 검색하는 매핑부; 및
    상기 검색된 고대역 음성 신호의 스펙트럼과 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럼이 매칭되도록 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럴 포락선을 조정하는 포락선 조정부를 포함하는 음성 신호의 대역 확장 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고대역 음성 신호 추정부는,
    상기 협대역 음성 신호를 업샘플링, 고역 통과 필터를 이용한 필터링, 및 다운 샘플링 과정을 수행하여 상기 협대역 음성 신호에 대하여 미러 대칭적인 스펙트럼 성분을 갖는 신호를 출력하는 스펙트럴 폴딩부; 및
    상기 협대역 음성 신호를 비선형화하는 비선형화부를 구비하고, 상기 스펙트럴 폴딩부 및 상기 비선형화부의 출력 신호를 선형적으로 결합하여 상기 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 것을 특징으로 하는 음성 신호의 대역 확장 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 협대역 음성 신호의 대역을 확장하는 방법에 있어서,
    상기 협대역 음성 신호의 피치 성분을 제거하고, 스펙트럴 폴딩 및 비선형화 기법을 이용하여 상기 피치 성분이 제거된 협대역 음성 신호로부터 고대역 음성 신호를 추정하는 단계; 및
    상기 협대역 음성 신호의 선형 주파수 켑스트럴 계수(LFCC)를 추출하여, 상기 협대역 음성 신호에 대응되는 고대역 음성신호를 검색하고, 상기 검색된 고대역 음성신호에 일치되도록 상기 추정된 고대역 음성 신호의 스펙트럴 포락선을 조정하는 단계를 포함하는 음성 신호의 대역 확장 방법.
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