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A Practical Approach to Power Saving in Hearables Using Sub-Nyquist Sampling with Bandwidth Extension

Created by
  • Haebom

저자

Tarikul Islam Tamiti, Anomadarshi Barua

개요

본 논문은 저전력 구현을 위한 웨어러블 컴퓨터인 히어러블(Hearables)에서의 다중 모드 음성 향상(SE)을 위한 새로운 방법인 SUBARU를 제안합니다. SUBARU는 낮은 샘플링 주파수와 낮은 비트 해상도를 사용하는 ADC를 통해 전력 소비를 3.31배 감소시키고, GAN 기반의 음질 향상을 GAN의 적대적 학습 없이 다중 스케일 및 다중 주기 가상 판별기를 도입하여 달성합니다. 또한, 서브 나이퀴스트 샘플링에서 ACM/BCM 신호를 처리하고 협대역 부분으로부터 광대역 재구성 방법론을 통해 모바일 플랫폼에서의 스트리밍 작업과 실제 환경의 잡음 환경에서의 SE를 1.74ms의 추론 시간과 13.77MB 미만의 메모리 사용량으로 달성합니다. 기존 연구들이 저전력 구현을 위한 실질적인 측면들을 고려하지 않았던 점을 보완합니다.

시사점, 한계점

시사점:
저전력 히어러블에서 효과적인 다중 모드 음성 향상 기술을 제시.
서브 나이퀴스트 샘플링 및 저비트 해상도 ADC를 활용하여 전력 소비를 크게 감소.
GAN과 유사한 음질 향상을 GAN 네트워크 없이 달성.
모바일 플랫폼에서의 실시간 처리 및 실제 환경에서의 효과적인 음성 향상 가능성을 입증.
한계점:
제시된 방법의 객관적인 성능 평가를 위한 더욱 상세한 실험 결과가 필요.
다양한 잡음 환경에 대한 일반화 성능 검증이 필요.
SUBARU의 성능이 특정 하드웨어 플랫폼에 의존적일 가능성.
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