KR0154968B1 - 음성통신장치 - Google Patents

음성통신장치

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KR0154968B1
KR0154968B1 KR1019940703280A KR19940703280A KR0154968B1 KR 0154968 B1 KR0154968 B1 KR 0154968B1 KR 1019940703280 A KR1019940703280 A KR 1019940703280A KR 19940703280 A KR19940703280 A KR 19940703280A KR 0154968 B1 KR0154968 B1 KR 0154968B1
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사또오 후미오
가부시기가이샤 도오시바
나까무라 노부히데
도오시바 에비.브이.이 가부시기가이샤
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Abstract

핸즈프리통화용의 스피커(13)에서 마이크로폰(14)으로 돌아들어온 음향에코성분을 소거하기 위한 에코캔슬러(30)를 구비한 음성통신장치에 있어서, 에코캔슬러(30)는 수화신호의 음량을 가변하는 음량조절기(36)와, 음량조절기(36)의 출력신호의 진폭을 제한하는 진폭제한기(35)와, 진폭지한기의 출력에서 의사에코신호를 추정하고, 추정된 의사에코신호를 마이크로폰(14)에서 입력된 송화음성신호에서 감산하는 에코캔슬러(31,32)와, 에코캔슬러의 출력을 처리하는 비선형 필터(34)를 구비하여, 수화신호의 진폭레벨을 소정레벨 이하로 제한하도록 하고 있다. 따라서, 에코캔슬러에 수화음성신호레벨이 큰 수화음성 신호가 입력되더라도 수화음성에 왜공이 발생하지 않도록 하여 에코캔슬러에서 음향에코를 항시 충분히 캔슬할 수 있도록 한다.

Description

[발명의 명칭]
음성통신장치
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은, 예를 들면 자동차 전화장치와 같이 핸드프리(hands-free) 통화시에 발생하는 음향에코를 제거하기 위한 에코캔슬러(echo-canceller)를 구비한 음성통신 장치에 관한 것이다.
[배경기술]
종래, 예를들면 자동차 전화장치등의 차량 적재용 무선전화장치 중에는 핸드세트 전화모드라는 별도의 핸드프리 통화모드를 구비한 것이 있다.
이때, 핸드프리 통화모드란 핸드세트와는 별도로 전화장치 본체 또는 계기판(dash board) 등에 수화용 스피커와 송화용 마이크로폰을 설치하고, 이들 스피커 및 마이크로폰을 송수화기로서 사용하여 통화할 수 있도록 한 모드이다.
이 핸드프리 통화모드에서는 통화자가 핸드세트를 쥐지 않고서도 통화할 수 있기 때문에, 운전중에 한손으로 운전하는 일 없이 통화할 수 있어 운전중의 안전성을 높이고 유지하는데 매우 유용하다.
그러나, 이와 같은 핸드프리 통화모드에 있어서는 통화중에 스피커에서 출력된 수화음성이 마이크로폰으로 돌아들어감으로써 음성에코가 발생하고, 이 에코신호가 상대측으로 전송되는 경우가 있다.
따라서, 이러한 종류의 핸드프리 통화모드를 가진 전화장치에는 일반적으로 상기 에코신호를 소거하기 위한 에코캔슬러 설치되어 있다.
이때, 상기 에코캔슬러는, 특히 음성신호를 디지털 부호화하여 전송하는 무선전화장치에서는 음성 부호화 복호화회로(speech coder and decoder)나 에러정정 부호화 복호화회로(channel coder and decoder) 등에 의한 신호지연이 크기 때문에 음향에코가 통화자에게 있어서 매우 마음에 걸리는 것이므로 필수불가결하다.
종래의 음향에코캔슬러는 디지털신호 프로세서로 되어 있으며, 프로세서는 스피커에서 마이크로폰까지의 에코경로의 음향특성을 시뮬레이션하는 연산수단과, 연산수단의 출력과 마이크로폰에서의 입력과의 차를 구하는 감산수단과, 감산수단의 출력이 '0'이 되도록 연산수단의 음향특성을 변경하는 수단을 구비한다.
이 프로세서에서는 스피커로 공급되는 음성신호를 상기 연산수단에 공급함으로써 의사음향에코를 발생시키고, 이것을 실제의 마이크로폰에서의 송화신호(음향에코를 포함하고 있다)에서 감산함으로써 음향에코를 소거한다.
그리고, 에코경로의 음향특성변화에 따라 감산기의 출력이 '0'에서 벗어나지만, 이 감산기출력이 '0'이 되도록 감산수단의 계수를 변화시킴으로써 항시 음향에코신호를 소거할 수 있다.
그런데, 이와 같은 에코캔슬러를 구비한 종래의 음성통신장치에서는 다음과 같은 해결해야 할 과제가 있었다.
일반적으로 음성통신장치의 수화신호로에는 음량조절기가 삽입되어 있으며, 통화자가 이 음량조절기를 조작함으로써 수화음량을 조절할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 이 음량조절기 조작에 의하여 수화음량을 너무 크게 설정하면 수화음성신호의 신호레벨이 수화증폭기 및 스피커의 다이나믹 영역을 넘게 되고, 이것에 의하여 수화음성에 왜곡이 발생하는 경우가 있다.
스피커에서 발생되는 수화음성이 왜곡되면 마이크로폰에도 상기 수화음성의 왜곡에 대응하는 왜곡을 가진 에코신호가 입력되기 때문에, 에코캔슬러는 에코신호를 충분히 제거할 수 없다는 문제점이 있었다.
또, 예를 들면 적정한 수화음량을 얻을 수 있도록 음량조절기를 조절하여 두었다 하더라도 상대 유선회선의 손실이 작거나 혹은 상대 통화자의 발생량이 변화함으로써 수화음성신호레벨이 일시적으로 크게 되는 경우도 있고, 이러한 경우에도 수화음성이 왜곡되어 그 왜곡된 에코를 제거할 수 없게 되는 경우가 있었다.
또한, 상기 설명은 핸드프리 통화모드의 경우에 대한 것이나, 핸드세트 통화모드의 경우에서도 핸드세트가 얼굴에서 멀리 떨어져 있으면, 수화기에서 출력된 수화음성이 마이크로폰으로 돌아들어갈 가능성이 있어 음향에코신호가 발생할 수 있다.
즉, 상기한 문제점이 핸드프리 통화모드에 한정되는 것은 아닐 뿐만 아니라, 또한 상기한 문제점은 자동차 전화장치에만 한정되는 것이 아니며 유선통화장치, 무선통신기, 트랜시버 등에서도 같다고 할 수 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는바는 수화신호의 에코경로를 추정하여 송화신호에 포함되는 음향에코를 소거하는 에코캔슬러를 가지는 음성통신장치에 있어서, 수화음성신호의 신호레벨이 수화증폭기 및 스피커의 다이나믹 영역을 넘을 것 같은 레벨이라 하더라도 에코캔슬러로 음향에코를 충분히 제거할 수 있게 하여 통화품질을 더욱 향상시키는데 있다.
[발명의 개시]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음성통화장치는, 음성신호를 송신, 수신하는 통화수단과; 통화수단에서 수신한 음성신호를 출력하는 스피커수단과; 송화음성신호를 입력하는 마이크로폰수단과; 스피커수단과 통화수단 사이에, 또한 마이크로폰수단과 통화수단 사이에 접속되며, 스피커수단에서 출력된 수신음성이 마이크로폰수단에 입력됨으로써 발생하는 음향에코를 제거하는 에코캔슬수단과; 에코캔슬수단에 입력되는 수신음성신호의 소정값 이상의 진폭을 소정값으로 제한하는 진폭제한수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 의하면, 진폭제한수단의 일출력에 수신음성신호의 음량을 조절하는 음향조절수단이 접속되는 음성통신장치에 있어서, 음량조절수단에 의한 음량의 증가/감소에 연동하여 진폭제한수단에 의한 진폭제한레벨을 감소/증가하는 것을 특징으로 한다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 듀얼모드 무선전화장치의 구성을 나타내는 회로블록도.
제2도는 제1도에 나타낸 무선전화장치의 에코캔슬러의 구성을 나타내는 회로블록도.
제3도는 제2도에 나타낸 에코캔슬러의 요부구성을 나타내는 회로블록도.
제4도는 제1실시예의 동작을 설명하기 위한 특성도.
제5도는 본 발명의 제2실시예에 관한 듀얼모드 무선전화장치의 에코캔슬러의 구성을 나타내는 회로블록도.
제6a도, 제6b도는 제2실시예의 일동작예를 설명하기 위한 특성도.
제7a도, 제7b도는 제2실시예의 다른 동작예를 설명하기 위한 특성도.
제8도는 본 발명의 제3실시예에 관한 듀얼모드 무선전화장치의 에코캔슬러의 구성을 나타내는 회로블록도.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
이하 도면을 참조하여 본 발명에 의한 음성통신장치의 실시예를 설명한다.
제1도는 본 발명에 의한 음성통신장치의 제1실시예로서의 듀얼모드 무선전화장치의 구성을 나타내는 회로블록도이다.
이때, 듀얼모드(dual mode)란, 아날로그모드와 디지털모드를 병용한 방식의 것이며, 상기 아날로그모드는 송신장치에서 아날로그 음성신호 및 데이터에 의하여 반송파를 예를들면 FM변조하여 음성신호 및 데이터를 송신하고, 수신장치에서 상기 송신장치에서 보내온 피변조 반송파를 수신하여 FM변조함으로써 아날로그 음성신호 및 데이터를 재생하는 방식이다.
한편 디지털모드는, 송신장치에서 음성신호 및 데이터를 부호화하고, 부호화 된 신호에 의하여 반송파를 예를들면 π/4 시프트 DQPSK(π/4 Shifted, differentially encoded quadrature phase shift keying) 방식에 의하여 디지털 변조하여 송신하고, 수신장치로 상기 송신장치에서 보내온 피변조파를 수신하여 디지털 복조한 후, 복조신호를 복조함으로써 음성신호 및 데이터를 재생하는 방식이다.
도시하지 않은 기지국에서 디지털 통화채널 혹은 아날로그 통화채널을 통하여 보내온 무선주파신호는 안테나(1)에서 수신된 후, 안테나 공용기(DUP:2)를 통하여 수신회로(RX:3)에 입력된다.
본 실시예에서의 안테나(1)는 수신안테나, 송신안테나 어느 것이든 사용이 가능하며, 공용기(2)에 의해 절환됨으로써 어느 하나의 안테나로서 기능한다.
수신회로(3)에서는 무선주파신호가 주파수 음성합성장치(synthesizer)(SYN:4)에서 출력된 수신국부 발진신호와 믹싱되어 중간주파신호로 주파수 변조된다.
주파수 음성합성장치(4)에서 발생되는 수신국부 발진신호의 주파수는 제어회로(CONT:40)에서 출력되는 제어신호(SYC)에 의하여 제어된다.
수신회로(3)는 무선주파수신호를 디지털 통화채널을 통하여 수신하였을 경우에는, 중간주파수신호를 A/D변환기(60를 통하여 디지털신호로 변환시킨 후, 디지털 복조회로(DEM:7)에 공급한다.
한편, 수신회로(3)는 무선주파수신호를 아날로그 통화채널을 이용하여 수신하였을 경우에는, 중간주파수신호를 아날로그 음성회로(ANALOG AUDIO:20)에 공급한다.
디지털 복조회로(7)에서는 수신중간주파신호가 디지털 복조되어 디지털 베이스밴드신호로 절환되는데, 상기 디지털 복조회로(7)에서 출력된 디지털 베이스밴드신호에는 디지털 수화신호와 디지털 제어신호가 포함된다.
또한, 상기 디지털수화신호는 에러정정 부호와 복호화회로(CH-COD:8)에 입력되며, 상기 에러정정 부호화 복호화회로(8)에서는 디지털 복조화회로(6)에서 공급된 디지털 수화신호의 에러정정 복호화처리가 실행되고, 에러정정 복호화된 디지털 수화신호는 음성부호화 복호화회로(SP-COD:9)에 입력된다.
디지털 제어신호(DCS)는 디지털 복조회로(7) 및 에러정정 부호화 복호화회로(8)에서 제어회로(20)로 보내져 식별되며, 음성부호화 복호화회로(9)에서는 디지털 수화신호의 음성복호화처리가 실행된다.
또한, 상기 음성부호화 보호화회로(9)에서 출력된 디지털 수화신호(RS)는 절환회로(10)를 통하여 에코캔슬러(EC-CAN:30)에 입력된다.
한편, 아날로그 음성회로(20)에 입력된 수신중간주파신호는 FM복조된 후 음성증폭되며, 상기 아날로그 음성회로(20)에서 출력된 베이스밴드의 아날로그 통화신호는 A/D변환기(21)에서 일단 디지털 신호로 변환된후, 절환회로(10)를 통하여 디지털 수화신호(RS)로서 에코캔슬러(30)에 입력된다.
또한, 상기 에코캔슬러(30)에는 디지털 수화신호(RS)의 일부가 입력되며, 상기 에코캔슬러(30)에서 출력된 디지털 수화신호 D/A변환기(11)에서 아날로그 수화신호로 변환된 후 수화증폭기(12)에서 증폭되어 스피커(13)에 공급되고, 스피커(13)에서 확성출력된다.
한편, 마이크로폰(14)에 입력된 통화자의 송화신호는 송화증폭기(15)에서 증폭되고 A/D변환기(16)에서 디지털 송화신호로 변환된 후 에코캔슬러(30)에 입력되며, 상기한 에코캔슬러(30)에서는 디지털 송화신호에 포함되는 음향에코를 소거하기 위한 처리가 실행된다.
이처리에 대한 상세한 설명은 제2도를 참조하여 후술한다.
먼저, 에코캔슬러(30)에서 출력된 디지털 송화신호(TS)는, 송화채널이 디지털채널인 경우에는 절환회로(17)를 통하여 음성부호화 복호화회로(9)에 입력되고, 송화채널이 아날로그채널인 경우에는 절환회로(17), D/A변환기(22)를 통하여 아날로그 음성회로(20)에 입력된다.
상기 음성부호화 복호화회로(9)에서는 디지털 송화신호의 음성부호화처리가 실행되며, 상기 음성부호화 복호화회로(9)에서 출력된 디지털 송화신호는 제어회로(40)에서 출력된 디지털 제어회로와 함께 에러정정 부호화 복호화회로(8)에 입력된다.
또한, 에러정정 부호화 복호화회로(8)에서는 디지털 송화신호 및 디지털 제어신호의 에러정정 부호화처리가 실행되며, 상기와 같이 부호화된 디지털 송화신호는 디지털 변조회로(MOD:18)에 입력된다.
또, 디지털 변조회로(18)에서는 디지털 송화신호에 따라 π/4 시프트 DQPSK 변조된 변조신호가 생성되며, 변조신호는 D/A변환기(19)에서 아날로그신호로 변환된후, 송신회로(TX:5)에 입력된다.
아날로그 음성회로(20)에서는 송화신호에 따라 FM변조된 변조신호가 생성되며, 이 변조신호는 송신회로(5)에 입력되고, 상기 송신회로(5)에서는, 입력변조신호가 주파수 음성합성장치(4)에서 발생된 통화채널의 무선주파수에 따른 송신국부 발진신호와 합성되어 무선송신신호로 변환되고 또 고주파증폭된다.
그리고, 송신회로(5)에서 출력된 무선송신신호는 안테나 공용기(2)를 통하여 안테나(1)에 공급되고, 안테나(1)에서 도시하지 않은 기지국을 향하여 송신된다.
절환회로(10,17)는 제어회로(40)에서 출력된 절환제어신호(SWC)에 의하여 각각 절환이 제어되며, 이때 절환제어신호는 디지털모드인가 아날로그모드인가에 따라 절환된다.
또, 상기 제어회로(40)는 예를 들면 마이크로컴퓨터를 주제어부로서 가진 것으로, 제어회로는 콘솔유니트(CU:43)가 접속되어 있고, 또 상기 콘솔유니트(43)에는 키스위치군과 디스플레이가 설치되어 있다.
이때, 디스플레이는, 예를 들면 액정표시기에 의하여 구성되며, 키스위치군은 발신키, 종료키, 다이얼키, 모드지정키 및 음량조절키에 의하여 구성된다.
이것중, 모드지정키는 아날로그모드와 디지털모드와 모드를 특별히 지정하지 않는 듀얼모드를 사용자가 선택적으로 지정입력하기 위하여 사용되며, 음량조절키는 통화자가 수화음량을 조절하기 위하여 사용된다.
전원회로(42)는 배터리(41)의 출력에 의거하여 소정의 동작전압(V㏄)을 생성하고 각 회로에 공급한다.
이어서, 에코캔슬러(30)에 대하여 상세하게 설명한다.
제2도는 에코캔슬러(30)의 구성을 주변회로와 함께 나타낸 회로블럭도로써, 에코캔슬러(30)는, 예를 들면 DSP(Digital signal processor)에 의하여 구성되며, 기능적으로 분류하여 표현한다면 적응형 필터(ADF:31), 감산기(32), 필터(31)의 계수를 계산하는 계수연산회로(33), 계수기억용 메모리(37), 계수갱신용 감산기(38), 비선형 회로(NLP:34), 진폭제한기(LIM:35), 음량조절기(VOL:36)를 가지고 있다.
수화신호(RS)가 음량조절기(36)를 통하여 진폭제한기(35)에 공급되며, 상기 음량조절기(36)는 콘솔유니트(43)에서의 음량표시신호에 따라 제어회로(40)에서 출력되는 음량조절신호(VOC)에 따른 양만틈 수화신호(RS)의 레벨을 증감한다.
진폭제한기(35)는 수화신호(RS)의 진폭레벨을 이미 설정된 일정한 진폭으로 제한한다. 즉, 일정값 이상의 진폭을 일정값으로 제한한다.
이 진폭제한레벨값은 수화신호의 진폭레벨이 수화증폭기(12) 및 스피커(13)의 다이나믹 영역을 넘지 않도록 설정되어 있으며, 또한 진폭제한기(35)의 출력(RSS)이 적응형 필터(31)에 공급됨과 동시에 D/A변환기(11)로 출력된다.
한편, 스피커(13)에서 출력된 수화신호가 마이크로폰(14)으로 돌아들어옴으로써 발생되는 음향에코신호(ES)는 에코캔슬러(30)에 입력되며, 감산기(32)의 +입력단자에 공급된다.
상기 적응형 필터(31)는 스피커(13)에서 마이크로폰(14)까지의 에코경로의 음향특성을 시뮬레이션하여 의사에코신호(ESS)를 생성하고, 이것을 감산기(32)의 -입력단자에 공급하며, 또한 음향에코신호(ES)가 감산기(32)의 -입력단자에 공급되고, 의사에코신호(ESS)가 감산기(32)의 +입력단자에 공급되어도 된다.
제3도는 적응형 필터(31)의 상세한 기능블럭도를 나타낸 것으로써, 수화음성신호(RSS=x(n))가 직렬접속된 지연회로(지연시간은 1샘플링 주기(T)와 동일함)(521,522,…52M)에 공급된다.
입력음성신호(x(n)) 및 각 지연회로의 출력신호(x(n-1)), x(n-2),…x(n-M))가 각각 증폭기(540,541,…54M)를 통하여 가산기(56)에 공급되는데, 이때 상기 증폭기(540,541,…54M)의 증폭계수(h0,h1,…hm)는 계수메모리(37)에서 공급된다.
이 계수(h0,h1,…hm)를 변화시킴으로써 시뮬레이션하는 에코경로의 음향특성을 변화시킬 수 있다.
진폭제한기(35)의 출력(RSS) 및 감산기(32)의 출력(잔류(resideal)신호)이 계수연산회로(33)에 공급된다. 계수연산회로(33)는 잔류신호가 항상 '0'이 되도록 의사에코신호 생성연산을 위한 계수를 적응적으로 변화시킨다.
이 적응동작에 의하여 사용공간의 음향특성 즉 에코경로가 추정되고, 이 추정결과 및 수화신호(RSS)에 의거하여 의사에코신호(ESS)가 생성되며, 감산기(32)에서는 에코신호(ES)에서 의사에코신호(ESS)를 공제하기 위한 연산처리가 실행되며, 이것에 의하여 에코신호(ES)는 소거된다.
계수연산회로(33)는 구해진 계수를 감산기(38)의 +입력단자에 공급되며, 감산기(38)의 출력은 계수메모리(37)에 기록되고, 메모리(37)의 출력이 증폭계수(h0,h1,…hm)로서 적응필터(31)내의 증폭기(540,541,…54M)에 공급됨과 동시에 감산기(38)의 -입력단자에 공급된다.
계수연산회로(33) 는 잔류신호에서 각 타이밍(시간)의 신호가 어느 정도 에코로서 남았는가에 의거하여 수화신호(RSS)의 동일 타이밍의 신호 크기(진폭)를 어느정도 작게 하면 되는가를 판정하고, 이 판정결과에 의거하여 각 계수(h0,h1,…hm)를 결정함에 따라 계수는 0~1의 값을 취하며, 이 계수는 메모리(37)에 격납된 후 적응필터(31)로 공급된다.
예를들면, 어느 타이밍(i)에 기억되어 있는 계수(h1)가 0.5이고, 다음의 시점에서는 연산회로(33)가 0.3의 계수를 출력한다고 하면, 감산회로(38)에서 -0.2가 얻어지고 메모리(37)내의 계수가 0.2만큼 감소되어 계수는 0.3으로 갱신되며, 에코가 완전히 제거되어 있을 때에는 계수를 변화시킬 필요가 없기 때문에 연산회로(33)는 전과 동일한 계수를 출력한다.
또한, 에코는 핸드프리 통화모드인 경우에 많이 발생하고 핸드세트 통화모드에서는 거의 발생하지 않기 때문에, 적응필터(31)의 계수는 통화모드마다 다름에 따라 계수메모리(37)는 핸드프리 통화모드용의 계수와 핸드세트 통화모드용의 계수를 각각 격납한다.
또, 통화모드는 콘솔유니트(43)를 사용함으로써 설정되는데, 핸드프리 통화모드에서 핸드세트 통화모드로 절환되면 그 절환 직전의 계수가 메모리(37)에 기억된 상태가 되며, 그리고 재차 핸드프리 통화모드가 지정되면, 메모리(37)에 기억되어 있는 계수가 판독되어 적응필터(31)에 공급된다.
감산기(32)의 출력은 비선형 회로(34)를 통하여 출력되며, 상기 비선형 회로(34)는 감산기(32)를 통과한 일정레벨 이하의 잔류신호를 강제적으로 '0'으로 하는 것이다.
다음은, 이와 같이 구성된 에코캔슬러(30)의 동작에 대하여 설명한다.
제4도는 음량조절기(36), 진폭제한기(35)를 일체로 한 회로부분의 입출력 특성을 나타낸 것으로써, 진폭제한기(35)는 출력레벨을 어느 일정값으로 제한한다.
이 일정값은 수화증폭기(12)의 포화레벨 이하의 레벨이다.
음량조절기(36)는 진폭제한기(35)의 전단에 설치되어 있기 때문에, 음량을 조절하기 위하여 음량조절기(36)로 수화신호(RS)의 레벨을 증감시킨다 하더라도 진폭제한기(35)에서 출력되는 신호는 제4도에 파선으로 나타낸 바와 같이 그 소정레벨 이상이 제한된다.
또, 음량조절기(36)가 적절하게 조절되어 있으나, 상대 통화자의 송화음량의 증가나 전송로의 특성변동에 의하여 에코캔슬러(30)에 입력되는 수화신호(RS)의 진동레벨이 일시적으로 크게 된 경우에도, 수화신호(RS)의 진동레벨은 진폭제한기(35)에 의하여 소정의 진폭제한레벨 이하가 되도록 진폭제한된다.
따라서, 적응형 필터(31) 및 D/A변환기(11)에는 진폭레벨이 제한된 수화신호(RSS)가 입력되며, 수화증폭기(12) 및 스피커(13)에서는 수화신호(RSS)의 진폭레벨이 다이나믹 영역을 넘는 일이 없게 되며, 스피커(13)에서는 왜곡이 거의 없는 수화음성이 확성출력된다.
그러므로, 수화음성의 음향에코(EC)가 마이크로폰(14)에서 픽업되고 에코신호(ES)로 되어 송화신호로에 나타난다 하더라도, 이 에코신호(ES)의 파형과 수화신호(RSS)의 파형이 거의 동일하기 때문에, 에코캔슬러(30)에서는 바른 적응동작이 실행되며, 에코신호(ES)는 에코캔슬러(30)에서 확실하게 제거된다. 또한, 감산기(32)에서 미세한 레벨의 잔류신호가 출력되더라도, 이 잔류신호는 비선형 회로(34)에서 확실하게 제거된다.
따라서, 음성부호화 복호화회로(9)또는 아날로그 음성회로(20)에는 에코신호성분이 효과적으로 제거된 송화신호가 공급됨으로써, 항상 품질이 양호한 통화를 하는 것이 가능하게 된다.
이와 같이 제1실시예에 의하면, 에코캔슬러(30) 내의 수화신호 입력부에 진폭제한기(35)를 설치하고, 이 진폭제한기(35)에 의하여 수화신호의 진폭레벨을 소정레벨 이하로 제한하도록 하였기 때문에, 음량조절기(36)에 의한 과도한 음량증가, 상대통화자의 송화음량의 증가나 전송로의 특성변동등에 의하여 에코캔슬러(30)에 입력되는 수화신호(RS)의 진동레벨이 크게 되었다 하더라도, 수화증폭기(12) 및 스피커(13)에는 그 다이나믹 영역을 넘지 않게 진폭제한된 수화신호(RSS)를 입력할 수 있다.
따라서, 왜곡이 없는 음질이 우수한 수화음성신호를 확성출력하는 것이 가능하게 되고, 에코캔슬러(30)를 유효하게 동작시켜 음향에코성분을 충분히 소거함으로써, 고품질의 통화를 가능하게 할 수 있다.
또한, 에코캔슬러(30)내의 송화신호 출력부에 비선형 회로(34)를 설치하였기 때문에, 에코캔슬러(30)에서 미세한 레벨의 잔류신호가 출력되더라도, 잔류신호는 비선형 회로(34)에서 확실하게 제거된다.
따라서, 음성부호화 복호화회로(9) 또는 아날로그 음성회로(20)에는 에코신호성분이 효과적으로 제거된 송화 신호가 공급되고, 에코캔슬러(30)를 유효하게 동작시켜 음향에코성분을 충분히 소거함으로서, 고품질의 통화를 가능하게 할 수 있다.
또한, 제1실시예에서는 음량조절기(36)의 음량조정레벨을 외부의 제어회로(40)에서 직접 가변설정하도록 하였으나, 에코캔슬러(30)를 구성하는 DSP의 프로그램 ROM에 복수의 음량조절레벨값을 미리 기억시켜 두고, 제어회로(40)에서 이 프로그램 ROM을 엑세스함으로써 음량조절키의 조작에 따른 음량레벨값을 선택적으로 판독하여 음량조절기(36)에 주도록 하여도 된다.
제1실시예에서는 음량조절기(36)의 출력측에 진폭제한기(35)를 설치하였으나, 이 순번을 역순으로 하여도 된다.
예를 들면, 진폭제한기(35')를 에코캔슬러(30')내의 적응형 필터(31) 전단에 설치하고, 아날로그식의 음량조절기(23)를 D/A변환기(11)와 수화진폭기(12) 사이에 설치한 제2실시예를 제5도에 의거하여 설명한다.
제5도에 나타낸 바와 같이, 음량조절기(23)는 수화신호로에 삽입되며 신호 감쇄량이 가변인 가변저항기로 되어 있는데, 상기 가변저항기의 저항값은 제어회로(40)에서의 음량조절신호(VOC)에 의하여 제어된다.
또한 음량조절기(23)는 매우 고속으로 온/오프되는 온/오프 스위치로 되어 있어도 되는데, 이 스위치의 듀티 사이클을 제어회로(40)에서의 조절신호(VOC)에 따라 변화시킴으로써 음량을 조절할 수도 있다.
제어회로(40)에서의 조절신호(VOC)는 콘솔유니트(43)의 음량조절키의 조작에 따라 가변설정된다.
또한, 제1실시예에서는 진폭제한기(35)의 제한레벨이 일정하면 되었으나, 제2실시예에서는 진폭제한된 수화신호의 음량을 음량조절기(23)로 다시 조절하는 것이 가능하기 때문에, 음량조절레벨에 따라 진폭제한 레벨을 연동적으로 가변할 필요가 있다.
따라서, 제어회로(40)에서 제한레벨제어신호(LIG)가 진폭제한기(35')에 공급되는데, 이때 제한레벨제어신호(LIC)도 콘솔유니트(43)의 음량조절키의 조작에 연동하여 조절신호(VOC)와 함께 가변설정된다. 그외 구성은 제1실시예와 동일하므로 동일부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
제2실시예의 동작에 대하여 설명한다.
지금, 진폭제한기(35')의 제한레벨, 음량조절레벨은 제6a도에 실선으로 나타낸 바와 같이 설정되어 있는 것으로 한다. 제6a도, 제7a도, 제7b도는 제4도와 마찬가지로 진폭제한기(35'), 음량조절기(23)를 일체로 한 회로부분의 일출력 특성을 나타낸 도면이다.
이 제한레벨은 수화증폭기(12)의 포화레벨 이하의 레벨이며, 이 상태에서 통화자가 수화음량을 증가시키기 위하여 음량조절키를 조작하였다고 가정한다.
이와 같이 하면, 제어회로(40)에서 음량조절기(23)에 대하여 그 저항값을 감소시키기 위한 음량조절신호(VOC)가 공급되고, 이것에 의하여 음량조절기(23)의 저항값이 감소된다.
따라서, 제6a도에 파선으로 나타낸 바와 같이 수화증폭기(12)에 입력되는 수화신호(RSS)의 진폭레벨이 증가하게 되는데, 그 결과 스피커(13)에서 출력되는 수화음성의 음량이 증가한다.
그런데, 이때 음량조절키에 의한 수화음량의 증가지시량이 현저하게 크면, 수화증폭기(12)에 입력되는 수화신호(RSS)의 진폭레벨이 크게 증가하게 되고, 이것에 의하여 수화증폭기(12) 및 스피커(13)의 다이나믹 영역을 넘게 되는 경우를 생각할 수 있다.
수화신호(RSS)의 진폭레벨이 수화증폭기(12) 및 스피커(13)의 다이나믹 영역을 넘으면, 수화음성이 왜곡되어 그 에코신호를 에코캔슬러(30')가 충분히 소거할 수 없게 된다.
따라서, 본 실시예에서는 음량조절키에 의하여 수화음량을 증가시키기 위한 조작이 실행되면, 제어회로(40)에서 진폭제한기(35')의 진폭제한레벨값을 저하시키기 위한 진폭제한레벨제어회로(LIC)가 출력된다.
이것에 의하여 진폭제한기(35')의 진폭제한레벨값이 제6b도에 실선으로 나타낸 바와 같이 저하됨에 따라 음량조절기(23)에는 진폭제한기(35')에 의하여 진폭레벨이 이전보다도 낮은 값으로 제한된 저레벨의 수화신호(RSS)가 공급되게 된다.
따라서, 상기한 바와 같이 음량조절기(23)의 저항값이 낮은 값으로 가변설정되어 있다 하더라도, 음량조절기(23)의 출력신호는 제6b도에 파선으로 나타낸 바와 같이 그 진폭이 수화증폭기(12)의 포화레벨 이하의 레벨로 제한됨에 따라 수화증폭기(12) 및 스피커(13)에 입력되는 수화신호의 진폭레벨이 다이나믹 영역을 넘는 일이 없게 되어 수화음성의 왜곡발생이 방지된다.
그러므로, 수화음성의 에코신호성분이 에코캔슬러(30')에서 충분히 소거됨으로써, 음량조절기(23)의 가변조작에 의한 영향을 받는 일이 없고, 항상 에코신호를 소거할 수 있으므로 고품질의 통화를 하는 것이 가능하게 된다.
이것에 대하여, 제7a도에 파선으로 나타낸 바와 같이 음량조절키에 의하여 수화음량을 중간정도 또는 낮은 레벨로 하기 위하여 키조작이 실행된 경우에는, 제어회로(40)에서 진폭제어회로(35')에 대하여 진폭제한레벨값을 증가시키기 위한 진폭제한레벨(LIC)이 공급된다.
따라서, 진폭제한기(35')의 진폭제한레벨값이 제7b도에 파선으로 나타낸 바와 같이 중간정도 또는 높은 값으로 증가됨에 따라 음량조절기(23)에는 진폭 제한기(35')에 의하여 진폭레벨이 이전보다도 높은 값으로 설정된 적당한 레벨의 수화신호(RSS)가 공급되게 된다.
따라서, 상기한 바와 같이 음량조절기(23)의 저항값이 큰 값으로 설정되어 있다 하더라도, 수화진폭기(12) 및 스피커(13)에 입력되는 수화신호의 진폭레벨이 과도하게 낮아지는 일이 없게 되고, 이것에 의하여 스피커(13)에서는 왜곡이 없고 또 적당한 음량의 수화음성이 출력되게 된다.
이와 같이 제2실시예에 의하면, 에코캔슬러(30')에는 수화음량의 조절조작에 의하지 않고 항상 일정한 음량의 수화신호가 입력되기 때문에, 에코캔슬러(30')에 의한 음량에코의 제거효과를 항상 충분히 유지할 수 있다.
또한, 제2실시예에서는 진폭제한기(35')의 진폭제한레벨을 외부의 제어회로(40)에서 직접 가변설정하도록 하였으나, 에코캔슬러(30')를 구성하는 DSP의 프로그램 ROM에 복수의 진폭제한레벨값을 미리 기억시켜 두고, 제어회로(40)에서 이 프로그램 ROM을 액세스함으로써 음량조절키의 조작에 따른 진폭레벨값을 선택적으로 판독하여 진폭제한기(35')에 주도록 하여도 된다.
제8도는 제3실시예의 에코캔슬러(30)의 요부구성을 나타낸 회로블럭도로써, 제3실시예에서는 제2실시예의 아날로그식의 음량조절기(23) 대신에 디지털식의 음량조절기(36)를 설치하고, DSP에 의하여 구성되고 에코캔슬러(30)내의 적응형 필터(31) 전단에 진폭제한기(35)와 음량조절기(36)를 직렬로 접속하고 있다. 이와 같은 제3실시예에 의해서도 제2실시예와 동일한 효과를 갖는다.
또한, 제3실시예에서도 제2실시예와 마찬가지로 진폭제한기(35)의 진폭제한레벨, 음량조절기(36)의 음량조절레벨을 외부의 제어회로(40)에서 직접 가변설정하도록 하였으나, 에코캔슬러(30')을 구성하는 DSP의 프로그램 ROM에 복수의 진폭제한레벨값, 음량조절레벨값을 미리 기억시켜 두고, 제어회로(40)에서 이 프로그램 ROM을 액세스함으로써 음량조절키의 조작에 따른 진폭제한레벨값, 음량조절값을 선택적으로 판독하여 진폭제한기(35), 음량조절기(36)에 주도록 하여도 된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하게 되는데, 예를 들면 진폭제한기의 구성이나 접속위치, 에코캔슬의 구성, 음성통신장치의 종류나 구성 등에 대해서도 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
상기 실시예에서는 자동차전화를 예로 들어 설명하였으나, 무선음성통신장치에 한정하지 않고, 유선전화장치, 무선통신기, 트랜시버 등에도 적용하는 것이 가능하다. 또, 음향에코의 발생은 핸드프리 통화모드에 한정하지 않고, 핸드세트 통화모드의 경우에도 발생할 수 있기 때문에, 본 발명은 핸드세트 통화모드인 경우에도 적용하는 것이 가능하다.
또한, 음량조절기, 진폭제한기는 에코캔슬러로서의 DSP와 일체로 하여 설명하였으나, DSP와는 별도로 구성하여도 되다.
[산업상의 이용가능성]
이상과 같이 본 발명에 의한 음성통신장치는 스피커수단에서 확성출력된 음성이 마이크로폰수단으로 입력됨으로써 발생하는 음향에코를 제거하기 위한 에코캔슬러에 부가하여 수화신호로에 진폭제한수단을 구비하고 있으며, 이 진폭제한수단에 의하여 수화음송신호의 신호레벨을 상기 에코캔슬러에 공급되기 이전에 소정의 진폭제한레벨 이하로 제한하도록 하고 있다.
따라서, 신호레벨이 큰 수화음성신호가 입력되더라도 수화음성에 왜곡이 발생하는 것이 방지되고, 에코캔슬러에 의하여 음향에코를 항시 충분히 제거할 수 있기 때문에 통화품질을 일층 향상시킬수 있음에 따라, 예를들면 상대 통화자의 송화음량이 크거나 전송로의 특성변동에 의하여 수화신호레벨이 커진 경우에도, 수화신호는 신호레벨이 진폭제한수단에 의하여 소정의 진폭제한레벨 이하로 제한된 후에 스피커수단에 입력됨으로써, 수화신호레벨은 반드시 스피커수단의 다이나믹 영역 범위내로 들어가게 된다.
이것에 의하여 스피커수단에 있어서의 수화음의 왜곡발생이 방지되고, 에코캔슬러에서는 음향에코를 항시 충분히 제거하는 것이 가능하게 됨으로써 통화품질을 일층 향상시킬 수 있다.
또한, 진폭제한수단의 출력측에 음량조절수단을 접속시킨 경우에는, 진폭제한수단의 진폭제한레벨을 수화음량조절수단에 있어서의 수화신호레벨의 가변동작에 연동하여 가변하도록 하고 있는데, 예를들면, 통화자가 수화음량을 증가시킨 경우에는 이것에 대응하여 진폭제한수단의 진폭제한레벨을 저하시킨다.
따라서, 수화음량의 증가조작에 의하여 수화신호레벨이 스피커수단의 다이나믹 영역을 넘는 일이 없게되므로 수화음성의 왜곡발생이 확실하게 방지된다. 따라서, 수화음량의 조절조작에 의하지 않고 에코캔슬러에 의한 음향에코의 제거효과를 항시 충분하게 유지할 수 있다.

Claims (14)

  1. 음성신호를 송신 및 수신하는 통화수단과, 상기 통화수단에서 수신한 음성신호를 출력하는 스피커수단과, 송화음성신호를 입력하는 마이크로폰수단과, 상기 스피커수단과 통화수단 사이 및 상기 마이크로폰수단과 통화수단 사이에 접속되며, 상기 스피커수단에서 출력된 수신음성이 마이크로폰수단에 입력됨으로써 발생되는 음향에코를 제거하는 에코캔슬수단과, 상기 에코캔슬수단에 입력되는 수신음성신호의 진폭이 소정값 이상일 때 이를 상기한 소정값으로 제한시켜 주는 진폭제한수단과, 상기 진폭제한수단의 일출력에 연결되어 진폭제한수단으로부터 출력된 수신음성신호의 진폭을 증가 및 감소시키는 진폭 증가/감소수단과, 상기 진폭 증가/감소수단에 의한 수신음성신호 진폭의 증가 및 감소에 따라 상기한 소정의 제한값을 감소 및 증가시켜 주는 진폭 제한값 감소/증가수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에코캔슬수단은 스피커수단에서 마이크로폰수단까지의 에코경로의 음향특성을 시뮬레이션하는 계수를 이용하여 에코캔슬수단으로의 입력신호를 연산하여 의사에코신호를 생성하는 연산수단과, 상기 마이크로폰수단에서 입력된 음성신호와 연산수단의 출력과의 차를 구하는 감산수단과, 감산수단의 출력이 '0'이 되도록 상기 연산수단의 계수를 적응적으로 변화시켜 주는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연산수단은 에코캔슬수단으로의 입력신호를 순차 지연시키는 복수의 지연회로와, 상기 각 지연회로의 출력을 상기 계수에 대응하여 증폭시켜 주는 복수의 증폭기와, 상기 각 증폭기의 출력을 합계하는 가산기를 구비한 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에코캔슬수단과 진폭제한수단은 디지털신호 프로세서에 의하여 구성된 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 진폭제한수단은 수신음성신호의 진폭레벨이 상기 스피커수단의 다이나믹 영역을 넘지 않는 범위의 소정값으로 제한되고, 상기 진폭제한수단의 입력측에 수신음성신호의 음량을 조절하는 수단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 진폭제한수단과 음량조절수단 및 에코캔슬수단은 디지털신호 프로세서에 의하여 구성된 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 진폭제한수단은 음량조절후의 수신음성신호의 진폭레벨이 상기 스피커수단의 다이나믹 영역을 넘지 않는 범위의 소정값으로 제한한 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에코캔슬수단과 진폭제한수단은 디지털신호 프로세서에 의해 구성되고, 상기 음량조절수단은 D/A변환기를 통하여 상기 디지털 신호 프로세서의 출력에 접속되는 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 에코캔슬수단과 진폭제한수단 및 음량조절수단은 디지털신호 프로세서에 의하여 구성된 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 에코캔슬수단과 통신수단과의 사이에 소정값 이하의 신호를 '0'으로 하는 비선형 회로가 접속된 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 음성통신장치는 핸드프리 통화모드를 가지는 자동차 전화장치인 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 스피커수단과 마이크로폰수단은 핸드프리 통화용 스피커 및 마이크로폰으로 구성된 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 음성통신장치는 핸드프리통화가 가능한 듀얼모드 자동차 전화장치인 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
  14. 음성신호를 송신및 수신하는 통화수단과, 상기 통화수단에서 수신한 음성신호를 출력하는 스피커수단과, 송화음성신호를 입력하는 마이크로폰수단과, 상기 스피커수단과 통화수단 사이 및 상기 마이크로폰수단과 통화수단 사이에 접속되며, 상기 스피커수단에서 출력된 수신음성이 마이크로폰수단에 입력됨으로써 발생하는 음향에코를 제거하는 에코캔슬수단과, 상기 에코캔슬수단에 입력되는 수신음성신호의 진폭이 소정값 이상일 때 이를 상기한 소정값으로 제한하는 진폭제한수단과, 상기 진폭제한수단의 일출력에 연결되어 상기 진폭제한수단으로부터 출력된 수신음성신호의 진폭을 감소 및 증가시키는 제1회로, 및 상기 제1회로에 의한 상기 수신음성신호 진폭의 증가 및 감소됨에 따라 상기한 소정의 제한값을 감소 및 증가시키는 제2회로로 구성된 것을 특징으로 하는 음성통신장치.
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