음성 명료도 향상을 위한 음성 신호 처리 장치 및 방법이 개시된다. 음성 신호 처리 장치는 유성음의 하모닉 특성에 기초한 콤(comb) 필터를 이용하여 입력 신호의 이득(gain)을 결정하는 입력 신호 이득 결정부; 상기 입력 신호에 상기 이득을 적용하여 하모닉 성분을 보존한 유성음을 출력하는 유성음 출력부; 상기 유성음에 기초하여 선형 예측 계수를 결정하는 선형 예측 계수 결정부; 및 상기 선형 예측 계수에 기초한 올 폴 필터(all-pole filter)를 이용하여 상기 입력 신호의 무성음을 보존하는 무성음 보존부를 포함할 수 있다.