진동 모드 추정 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 모드 추정 장치는 입력 신호를 기 설정된 샘플링 주기에 따라 샘플링하여 이산 신호를 생성하는 샘플링부, 상기 이산 신호를 이용하여 입력 신호에 포함된 복수의 시간구간 각각에 대한 예측오차모델의 계수를 획득하고, 상기 획득된 계수를 이용하여 상기 복수의 시간구간에 대해 일반화된 예측오차모델을 생성하는 예측오차모델 생성부 및 상기 일반화된 예측오차모델로부터 상기 입력 신호에 포함된 진동 모드를 획득하고, 획득된 상기 진동 모드를 이용하여 상기 입력 신호의 파라미터를 추정하는 파라미터 추정부를 포함한다.