2채널 디지털 보청기를 위한 지향성 알고리즘들에 대한 객관적 평가 분석

Abstract

인간은 귀를 통해 청각신호를 받아들임으로써 생존해 나가며 또한 일상생활에서 소통을 할 수 있다. 그런데 만약 소음 등에 의해 내이(內耳)가 손상되면, 소리를 잘 못 듣는 감각신경성 난청이 발생하게 된다. 난청인이 소리를 잘 들으려면 정상청력자에 비해 더 높은 신호 대 잡음비 (signal to noise ratio, SNR)가 요구된다. 이를 해결하고자 2채널 보청기에서는 SNR을 향상시킬 수 있는 고전적인 지향성 마이크로폰 방식이 쓰여 왔다. 그리고 현대의 2채널 디지털 보청기에서는 다양한 환경에서 높은 지향성을 얻기 위하여 복잡한 알고리즘들이 사용되고 있다. 디지털 보청기에는 지향성 마이크로폰과 빔포밍에 기반한 몇 가지 알고리즘이 적용 가능하다. 따라서 이들 중 디지털 보청기를 위해 좋은 알고리즘이 어떤 것인지에 대한 비교 검증이 필요하다. 이 연구에서는 기준 마이크로폰 배열 (DANALOGIC 163D 귀걸이형)에 대한 지향성 시뮬레이션을 다룬다. 정면에서 하나의 음성, 다른 방위각에서 하나의 잡음이 들어오는 상황에서 잡음을 제거하는 시뮬레이션을 하였다. 1차, 2차 지향성 마이크로폰, 광대역 빔포밍, Fractional Delay Subtraction and Integration (FDSI) 빔포밍의 결과에 대한 비교와 객관적 검증을 하였다. FDSI가 SNR, segmental SNR, frequency weighted segmental SNR의 잡음의 파워를 나타내는 측정과 weighted spectral slope에서 가장 우수한 성능을 보였고, perceptual evaluation of speech quality 결과는 4가지 알고리즘이 모두 비슷한 수치를 나타냈다.