확산 잡음 환경에서 외부 마이크를 활용한 상대 전달 함수 효율적 추정법

본 논문은 다중 마이크 음성 향상 시스템에서 필수적인 상대 전달 함수(RTF) 벡터를 효율적으로 추정하는 새로운 방법을 제시한다. 기존 연구에서는 RTF 추정을 위해 마이크 신호 공분산 행렬 \(R_y\)와 잡음 전용 공분산 행렬 \(R_n\)을 모두 추정해야 했으며, 이를 위해 음성·잡음이 섞인 구간과 잡음 전용 구간을 구분하는 VAD가 필요하고, 행렬 역연산이나 고유값 분해와 같은 연산 복잡도가 높았다. 이러한 복잡성은 실시간 구현에 큰 제약이 된다. 저자들은 이러한 문제를 해결하기 위해 외부 마이크 하나를 추가하고, 이 마이크가 로컬 마이크 어레이와 충분히 떨어져 있어 확산 잡음에 대한 공간적 상관성(Spatial Coherence, SC)이 거의 0이라고 가정한다. 이 가정 하에 외부 마이크와 로컬 마이크 사이의 교차 공분산은 순수히 음성 성분만을 포함하게 되며, 따라서 전체 확장된 마이크 신호 공분산 행렬 \(\bar{R}_y\)에서 외부 마이크에 해당하는 열·행을 이용해 직접 RTF를 구할 수 있다. 구체적인 수식은 다음과 같다. \