양이형 보청기를 위한 Beam-steering 기반 공간 잡음 감쇄 알고리즘 개발

Abstract

정상 청력을 보유한 사람들은 주변 잡음이 존재하는 상황 하에서도 대화 상대방의 음성과 주변 잡음을 분별하여 들을 수 있지만, 감각신경성 난청자의 경우에는 청각신경의 손상으로 인해 특정한 음성 신호만을 구별해 내는 능력이 저하되어, 결과적으로 잡음 환경 내 음성 인식 능력이 현저히 떨어지게 된다. 이러한 비정상적 청각 능력을 보상하기 위해 대부분의 기존 난청 보조 기기들 - 디지털 보청기, 와우 보조기 등 - 은 대화 상대방의 방향에서 들어오는 소리는 그대로 통과시키고 그 외의 방향에서 들려오는 모든 음향 성분들을 환경 잡음으로 간주, 해당 성분들을 강제적으로 감쇄시키는 공간 잡음 감쇄 기술을 많이 사용하고 있다. 현재 단이형 난청 보조 기기에서 사용되는 대부분의 공간 잡음 감쇄 기술들은 대화 상대방이 시선 방향에 고정되어 있다고 가정하지만, 실제 난청자가 일상 생활 중에 경험하는 다양한 대화 상황 중에는 대화 상대방이 시선 방향에 고정되어 있지 않은 경우들도 있으므로, 이 경우 단이형 보청기를 기반으로 하는 기존의 공간 잡음 감쇄 기술만으로는 다양한 실제 대화 상황들에 적절히 대처하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 200~4000 Hz의 입력 주파수 대역에서 8개의 수평 방향 - 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315° - 으로 주 빔을 형성시켜 대화 상대방의 위치 변화에 대응하여 최적의 음성 강화 효과를 얻을 수 있는 양이형 공간 잡음 감쇄 알고리즘을 제안하고, 제안된 알고리즘의 정량적 성능 평가를 위한 시뮬레이션 및 상황별 성능 평가 실험을 수행하였으며, 기존의 공간 잡음 감쇄 기술들에 비해 상대적으로 더 나은 신호대 잡음비 개선 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.