KR0158449B1 - 에코 취소-억압 스피커폰 장치 - Google Patents

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Description

에코 취소-억압 스피커폰 장치

제1도는 스피커폰 회로 및 그 동작에 영향을 주는 두가지 형태의 커플링을 도시한 도면.

제2도는 본 발명의 원리에 따라 동작하는 에코 취소 억압 스피커폰의 주요한 기능적 성분을 나타내는 블록도.

제3도는 모두 본 발명에 채택되는 것으로서 증폭기의 이득을 제한하기 위한 증폭기 및 제어부의 구성도.

제4도는 제1도의 스피커폰의 동작을 도시하는 플로우챠트도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 하이브리드 224,232 : A/D 변환기

225 : 에코 취소기 226 : D/A 변환기

231 : 제어 유닛 235 : 드레시홀드 검출기

본 발명은 오디오 시스템에 관한 것으로, 특히 양방향 음성 통신을 제공하기 위해 오디오 라인에 접속하는 스피커폰 회로에 관한 것이다.

아나로그 스피커폰의 사용은 근본적으로 다년간 전화 대화의 주요한 통신 핸드 프리 수단으로 쓰여왔다. 하지만 상기 편리한 서비스는 어느정도의 제한적인 대가를 지불한후 얻어져 왔다.

두 개의 기본적인 제한으로서, 아나로그 및 다른 스피커폰의 설계에, 원단부 화자에 잔향 리턴 에코의 발생 및 자기 발진 또는 재생에 대한 경향이 제기되어야 한다. 두가지 제한은 핸드 프리 동작을 수용하도록 스피커폰의 출중계 또는 송신 채널과 입중계 또는 수신 채널 양쪽 모두에 요구되는 높은 이득 때문에 존재하게 된다. 송신 채널의 신호는 스피커폰과 관련된 마이크로폰으로부터 전화의 팁-링 접속에 대한 사전 설정된 전화 송신 내역에 응하도록 충분히 높은 레벨로 증폭되어야만 한다. 수신 채널내 신호는 역시 스피커폰과 관련된 확성기를 동작시키기에 충분히 높은 전원 레벨로 팁-링 접속으로부터 증폭되어야만 한다. 사익 채널 사이의 바람직하지 않은 결합은 두 개의 동선 내지 네 개의 동선 하이브리드 결합 경로 및 확성기 대 마이크로폰 음향 결합 경로 모두에 의해 제공되며 이들은 각각 지역 폐쇄 루프의 전기 및 음향적 부분을 포함한다. 상기 루프는 통상 단일 개체보다는 상당히 큰 이득을 가지며, 보상되지 않을 때 자기 발진이 발생한다.

대부분의 스피커폰 구성에 있어서 마이크로폰에 대한 확성기의 근접성 때문에, 확성기에서의 음성에 의해 초래되는 마이크로폰에서의 음성 레벨이 스피커폰 사용자 도는 근단부에 의해 발생되는 것보다 통상적으로 더 크다. 이것은 확성기로부터 방사되는 원단부의 음성이 마이크로폰에 결합되고 또한 다시 전화 라인을 통해 원단부에 결합되도록 야기한다. 이 결과로 시끄럽고 반사하는 복귀 에코가 원단부에 들려진다.

역사적으로, 이런 제한은 종래의 아나로그 스피커폰의 설계에서 언급되어 왔다. 종래의 아나로그 스피커폰의 동작은 잘 알려져 있으며, 벨 시스템 테크니칼 저널의 vo. 39, No. 2(1960년 3월)265-294 페이지의 Fundamental Considerations in the Design of a Voice-Switched Speakerphone이란 제목의 A.Busala에 의한 논문에 기술되어 있다. 아나로그 스피커폰은 일반적으로 송신 및 수신 채널 모두에서 음성 신호의 에너지가 감지되고 스위칭 결정이 그 정보에 근거하여 이루어지는 손실-스위치형 기술을 이용한다. 어느 한 채널에서의 최고 에너지 레벨을 가진 음성 신호에는 선명한 통화 경로가 주어지고, 다른 채널에서의 음성 신호는 그 통화 경로로 스위치되는 손실에 의해 감쇠되게 된다. 만일 송신 채널 또는 수신 채널 어느곳에도 음성 신호가 나타나지 않으면, 스피커폰은 일반적으로 송신 채널이나 수신 채널 또는 송수신 채널 모두로 손실이 스위치되는 휴지 모드로 들어간다. 가변 손실 소자에 의해 각 통화 경로에 삽입되는 보이스 스위치형 손실의 양은 로컬 루프 자체 발진에 대한 보호에 필요한 마진에 의해 결정되며, 스피커폰 볼륨 제어 장치의 위치에 의해 통상적으로 설정된다.

원단 반사 복귀 에코는 통상적으로, 종래의 아나로그 스피커폰의 동작에서의 제한이 아닌데, 이것은 복귀 에코를 만족스럽게 감쇠시키는데 필요한 것보다 자체 발진을 피하기 위해 수신 음성의 수신중에 송신 채널로 더 많은 손실이 삽입되기 때문이다. 비록 이들 종래의 아나로그 스피커폰이 두 기본 제한을 효과적으로 어드레스 하지만, 그렇게 하는중에, 다른 것, 즉 잡음 유도의 잘못된 스위칭과 배경 대화나 간헐적인 잡음에 의해 야기되는 송신 및 수신 폐쇄와, 음절의 초기 클리핑등을 고유적으로 유도한다. 또한 보이스 스위칭형 손실이 항상 두 채널중 어느 한 채널에 삽입되기 때문에 이들 스피커폰으로는 완전 듀플렉스 또는 이중 통화가 불가능하다. 최근에는, 일정한 전기적인 음향 상태에서 풀 듀플렉스 모드에서 충분하게 작동하는 복합 음성 스피커폰이 등장하였다. 듀플렉스 모드에서는 리턴 에코(return echo)가 한계치로서 나타나서 상기 스피커폰의 설계에 따라 어드레스된다.

스피커폰 설계에 있어서 기본 한계 특성을 어드레스하는 그밖의 접근 방법으로는 에코 취소기를 채용하는 것이다. 에코 취소기는 작동시에 스피커폰의 확성기와 마이크로포간의 임펄스 응답을 계속 배제시키고, 리턴 경로로부터의 에코를 제거한다. 에코 제거기의 작동 원리, 에코 효과를 줄이는 사용 방법 및 근거리내에서 확성기와 마이크로폰간의 음향 결합에 관한 사항은 몇 개의 참고문헌에 기재되어 있다. 예를들면, R. Ceruti과 F.Pira 공저 Application of Echo Canceling Technques to Audioconference(Proc of IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing 1982년 3월), O.Horna의 논문 Cancellation of Acoustic Feedback(COMSAT Technical Review 제12권 319내지 333페이지 1982년 가을호), Y. Itoh U. Maruyama, N. Furuya 및 T. Araseki의 저서 An Acoustic Echo Canceler for Teleconference(Proc. of IEEE International Communlcations Conference, 1985년 6월 발행 46.6.1-46.6.5페이지), 그리고 B. Widrow, S.D Stearns의 Adaptive Signal Processing (Prentice-Hall, 1985).

에코 제거기의 응용 여파 기법은 공지된 기술로서, 에코 제거 스피커폰의 전송 및 수신 채널에서 채용되고 있다. 이러한 기법은, 하이브리드와 음향 연결 경로에서 지역적인 로컬 손실량이 작다. 하이브리드를 통한 임펄스 응답의 타임 스팬은 약 4밀리초 정도이며, 이러한 에코는 하이브리드 연결 경로에 설치된 루프 신호의 전기적 부분을 배재시키는 에코 제거기에서 비교적 짧게 제거한다. 음향 결합 경로의 임펄스 응답은 상당히 길며, 확성기 대 마이크로폰 연결 경로를 통해서 설치된 루프신호의 음향 부분을 배제하기 위하여 에코 제거기에서 매우 긴 직렬 필터를 필요로 한다. 또한, 음향 경로에는 어떠한 이동에도 민감하기 때문에, 임펄스 응답은 스피커폰의 사용자가 이동하거나 스피커폰이 이동되거나 음향 환경이 변화함에 다라 시간적으로 변화하여, 모두는 거의 향상되지 못하게 된다.

에코가 음향 경로에 인가될때에, 에코 제거 기법은 신뢰성이 어느정도 부족하며, 제작 비용도 크다.

본 발명에 따라, 에코 취소-억압 스피커폰(echo- canceler-suppressor speakerphone)은 스피커 설계시 고유의 재생 및 반향 리턴 에코의 제한을 효과적으로 제거한다. 본 발명에 따라, 재생 경향이 하이브리드(hybrid)양단의 스피커폰 통화자 에코를 제거하고 그에 따라 단일 개체 아래로 로컬 루프 이득을 줄이도록 수신 채널에 적합한 에코 폐지를 사용함으로써 제거된다. 상기 장치에서, 상기 수신 채널은 항시 개방된다. 수신 음성은 스피커폰 사용자가 대화중이거나 그렇지 않느냐에 관계없이 결코 중단되지 않는다.

본 발명의 또다른 양상에 따라, 원단부에 대한 반향 리턴 에코의 발생은 송신 채널에 적합한 에코 억제를 사용하므로써 제거된다. 상기 송신 채널의 가변 가능한 이득 소자는 단지 상기 스피커폰과 관련된 확성기에서의 수신 신호 레벨에 의해 제어된다. 따라서 송신 채널 이득은 수신 신호가 상기 확성기에 제공될시에만 감소되고 상기 이득 감소가 만족스러운 레벨로 상기 반향 리턴 에코를 억제하기 위해 필요한 정도가지만 인가된다.

본 발명의 또다른 양상에 다라, 스피커폰이 유휴 모드로부터 사실상 듀플렉스가 된다. 근단부 또는 원단부가 음성 레벨에 관계없이 통화할시에, 송신 또는 수신 음성의 어떠한 초기 클리핑도 존재치 않는다. 게다가, 수신 채널이 항시 개방되어 있기 때문에, 상기 장치의 정상 동작동안 이중 통화가 또한 이루어진다. 따라서, 상기 스피커폰 기능을 이행하는 상기 장치는 스피커폰 설계시 종래의 음성-전환 손실의 불필요한 결과를 초래하지 않으며 음향 에코 취소기로서 사용하는 매우 긴 적응형 필터의 비신뢰성 및 관련 비용이 없이도 고유의 제한을 제거한다.

도면의 전체에 걸쳐, 동일 소자는 여러 도면에서 동일 참조번호로 도시된다.

제1도를 참조하면, 본 발명이 적용되어질 수 있는 일반적인 스피커폰 회로(100)가 도시되어 있다. 상기 회로는 전화 접속으로 사용되는 스피커폰의 동작에 가장 영향을 미치는 하이브리드 또는 전기적이고 음향적인 커플링을 도시한다.

하이브리드(100)는 스피커폰의 송수신 채널을 임피던스가 예컨데 중앙 사무소 이외에 관련하는 다른 하이브리드로부터의 거리에 따라 변하는 전화 라인에 접속한다. 하이브리드(110)는 상기 라인에 완전한 임피던스 매치를 하도록 최상 접근만을 제공한다. 하이브리드(110)에서 전송 채널내의 신호 일부는 하이브리드 커플링 또는 사이트론으로 수신 채널을 리턴한다. 확성기(111) 및 마이크로폰(112)간에 결합하는 상기 제한 및 헤아릴 수 없는 음향 효과에 관해, 송수신 손실 제어기(113 및 114)는 재발생 또는 발진을 기피하도록 적당한 채널에 삽입된다.

제2도를 참조하면, 본 발명에 따라, 제1도의 일반적인 스피커폰 회로에 사용하는데 적합한 회로 성분을 구비하는 에코 취소-억압 스피커폰이 도시되어 있다. 도시된 바와같이, 하아브리드(110)는 중앙사무소에 트립-링 라인(201)과 함께 4개의 와이어 회로 형태로 된 스피커폰을 접속하기 위해 사용된다. 만약 스피커폰이 디지털 전화 환경에 이행된다면, 하이브리드(110)는 필요하지 않다는 것을 이해하게 된다. 스피커폰 사용자로부터의 음성은 마이크로폰(112)에 의해 피크-업 되어, 마이크로폰 프리 증폭기(212), 에코 억압 바리오로저(214) 및 전송 채널 증폭기(213)을 경유하여 전송 채널을 통해 하이브리드(110)에 결합된다. 전송 채널 이득은 마이크로폰 프리 증폭기(212) 및 전송 채널 증폭기(213)로 제공된다. 원단부로부터의 스피치(speech)는 하이브리드(110)에 의해 수신되고, 확성기(111)에 파워 증폭기(223), 볼륨 저에(300) D/A 변환기(226), 에코 취소기(echo canceler)(225), A/D 변환기(224), 수신 채널 증폭기를 경유하는 수신 채널을 통해 결합된다.

원단부로부터의 스피치, 수신 채널 증폭기(222)에 의해 증폭된 후 디지털 신호로 변환된 곳에서 A/D 변환기(224)에 결합되고, 에코 취소기에 제1입력으로 결합된다. 상기 디지털 신호는 제어 유닛(231)에 또한 공급된다. 상기 제어 유닛(231)은 이곳에서 나중에 상세히 설명되는 상기 스피커폰에 대한 제어 기능을 제공한다. 부품 번호 TMS32010을 갖는 디지털 신호 프로세서는 텍사스 인스트루먼트(Texas Instrument)로부터 유용하게 되고, 적절한 코딩으로 제어 유니트로서 사용하기 위해 적합하다.

전송 채널에서 스피치 신호의 샘플, 전송 채널 증폭기(213)에 의한 증폭후 디지털 신호로 변환된 곳에서 A/D 변환기(232)에 유사하게 결합되고, 에코 취소(225)로 제2입력에 대한 기준 신호로써 제공된다. 전송 채널에서 상기 스피치에 대한 샘플은 제어 유닛(231)에 또한 제공된다. 상기 제어 유닛(231)는 A/D 변환기(224) 및 A/D 변환기(232)에 의해 제공된 두 신호에 대한 상대적인 레벨을 비교한다. 만일 A/D 변환기(224)로 부터의 상기 신호가 A/D 변환기(232)로부터의 신호보다 더 높다면, 상기 제어 유닛(231)는 스피치가 원단부로부터의 하이브리드에 의해 수신된 것으로 생각한다. 한편, 만일 A/D 변환기(232)로부터의 스피치가 A/D 변환기(224)로부터의 신호보다 높으면, 상기 제어 유닛(231)는 스피치가 근단부에 의해 전송 채널에서 제공된 것이라 생각한다. 어떤 다른 조건도 가능하며, 이들 두 신호의 상대적인 레벨로 결합된 상태에서 제어 유닛(231)에 의해 고려된다. 이들 다른 가능성은 제4도의 플로우챠트에서 도시되고, 나중에 또한 설명된다. 원단 스피치의 결합으로부터 감산된 하이브리드 커플링 경로에서 스피치의 임펄스 응답의 리플리카(replica)를 발생하기 위해 에코 취소기에 의해 사용된 전송 채널에서 스피치 신호의 샘플은 에코 취소기(225)로부터 출력으로써 단지 원단 스피치를 산출하기 위해 하이브리드(110)에 의해 제공된 로컬 에코를 플러스한다. 이런 식으로, 하이브리드 결합 경로를 가로질러 수신 채널내로 제공된 전송 신호는 삭제된다.

더욱 상세한 에코 취소기(225)의 동작에 있어서, 에코신호 리플리카는 취소기내의 적응디지털 횡 필터를 통해 전송 채널로부터 스피치 신호의 샘플을 기준 입력으로 통화시킴으로써 발생된다. 필터의 계수는 에코 취소기 출력 및 기준 입력의 차를 최소화함에 의해 갱신된다. 에코 취소기에 의해 제어 유닛(231)에 연속 제공된 에코 취소기 에러 신호는 이런 차를 나타낸다. 이런 동일 에러 신호는 필터의 계수를 갱생하는 취소기에 의해 이용된다.

에코 경로의 임펄스 응답 동안은 필터내에 필요한 탭의 수를 결정한다. 8㎑ 샘플링율로, 예를들어 64 탭(8 밀리초)은 근본적으로 에코를 취소하기에 충분하다. 필터의 전달 함수가 하이브리드 결합 경로의 전달 함수와 같도록 갱신될시에, 에코는 무시할 수 있는 측정 가능한 에러로 완전히 취소된다. 취소기가 하이브리드 결합 경로의 전달 함수에 앞서 제공되지 않으므로, 제어 유닛(231)에 의해 갱신되지 않을 시에 필터의 계수를 계속 갱신한다. 취소기(225)에 의해 요구된 취소기 기능을 구현하는 데에 적합하고 이용 가능한 많은 에코 취소기가 있다. 그러한 한 취소기는 AT T 257BD 캐스케이드 가능한 에코 취소기이다.

원단부의 대화자는 사람에 대한 반향 복귀 에코의 발생과 관련된 한계치는 전송 채널의 적응 바리오로저(variolosser)(214)를 사용함으로써 에코 취소-억제 확성기내에 어드레스된다. 이런 바리오로저(214)는 확성기(111)에서 제공된 수신 스피치의 레벨에 응답하여 전송 채널내에 가변 손실량을 삽입한다. 확성기(111)에 제공된 신호의 샘플은 정류기 및 필터부(233)에 의해 정류되고 필터되어(대략 150 밀리초의) 스피치 버스트 특성 및 통상적인 룸 반향 시간과 일치하는 해제 시간 및(1 밀리초 이하의) 매우 빠른 개시 시간을 성취시킨다. 정류 및 필터된 신호는 그때 대수 증폭기(234)에 의해 대수 제어 신호로 변환된다.

스레시홀드 검출기(235)는 연산 증폭기(234)의 출력을 수신하고, 확성기(111)에서 저레벨 신호가 전송 채널 이득에서 감소되는 것을 방지시킨다. 일단 에코 취소기(225)가 적용되면, 그러한 저레벨 신호는 무시할만한 원단 복귀 에코를 야기시켜서 임계 검출기(235)에 의해 에코 압축 바리오로저(214)에 결합되지 않는다. 임계 검출기(235)의 임계치는 특별한 환경에서 마이크로폰(112)과 확성기(111)사이의 음향 커플링에 의존하는 레벨로 프리세트된다.

수신 음성이 없을 때나 또는 수신 음성이(확성기에서) 매우 낮은 레벨에 있을 때, 마이크로폰(112)에서 근단부(near-end party)로부터의 음성은 전치 증폭기(212)에 의해 제1 레벨로 증폭되고, 김쇄되지 않은 에코 압축 바리오로저(214)를 통하여 통과하며, 전송 채널 증폭기(213)에 의해 제2 레벨로 증폭된 뒤에 하이브리드(110)에 의해 팁-링(tip-ing)라인에 결합된다. 확성기(111)에서 수신 음성 레벨이 드레시홀드 검출기(235)의 임계치를 초과할 때, 전송 채널 이득은 확성기에서의 신호 레벨에 비례하여 바리오로저(214)에 의해 감소된다. 전송 및 수신 채널은 음성이 없을 때 충분히 개방되기 때문에, 충분한 이득이 성취되기 전에 2개의 방향으로 어떠한 드레시홀드값이 극복되지 못한다. 이러한 스피커폰은 유휴 모드에서 전이중에 있게 되고, 초기 음절의 클리핑이 발생하지 않는다. 또한, 수신 음성은 일반 동작 동안에 수신 채널이 충분히 개방 상태를 유지하거나 또는 통화중인지의 여부에 따라 결코 차단되지 않는다. 이러한 잇점은 특히 한 사람 이상이 스피커폰을 사용하고 역방향 대화가 발생할때 원격지간의 회의 동안 명확하게 나타나게 될 것이다. 추가로, 수신 음성이 존재 할때, 전송 채널에 손실이 삽입되는 것만큼 수용 가능한 레벨에 대해 원단 파티에 복귀 에코를 감소시키는데 필요하다. 바리오로저(214)에 의해 삽입된 손실의 양은 로컬 루프 이득에 의해서가 아니라 확성기(111)에서 현재의 수신 음성 레벨에 의해 결정된다.

에코 취소-억압 스피커폰에서, 저레벨 수신 음성과 연합하여 높은 체적의 제어 세팅은 에코 취소기 필터 계수 분기를 생성시키는 경향이 있다. 이러한 필터 계수 분기는 로컬 루프 재생을 발생시킬 수 있다. 이러한 안정성은 만약 이러한 조건이 에코 취소기가 전송 채널에서 원단 발생된 음성을 조정하도록 허용되기 전에 충족되면 발생할 수 있게 된다. 실시예에 의해서, 높은 볼륨 제어 셋팅에서, 에코 취소기 수신 채널 입력과 음향 커플링 경로를 통해 전송 채널 기준 입력 사이에 이득이 존재한다. 스피커폰의 정상 동작동안, 한계 검출기(235)에서 한계치 이상의 레벨이서 나타나는 수신 채널 신호가 상기 이득을 제거 하기에 충분한 손실을 갖는 에코 억압 바리오로저(214)에 인가된다. 그러나, 상기 한계치 이하의 수신채널 신호는 한계 검출기(235)에 의해 차단되어, 에코 억압 바리오로저(214)로 손실의 삽입을 차단한다. 그러므로, 이들 저레벨 신호는 수신 채널로부터, 바리오로저(214)로 삽입되는 손실에 상당하는 레벨에 관계없이 음향 커플링 경로를 통해 전송 채널로 인가된다. 만일, 이들 저레벨 신호에 의해 제공된 이득이 보상안된 상태로 된다면, 에코 취소기(225)는 전송 채널내의 수신 음성에 적용되도록 시도한다.

이 에코 취소기(225)가 음성에 적용되도록 시도하는 것으로부터 보호하기 위해서, 수신 채널 이득의 최대 레벨에서 레벨이 감소된다. 이들 감소의 기본 원리는 스피커폰이 안정되지 않을 경우 감지하는 제어 유닛(231)에 의해 결정된다. 이 감소는 최대 이득보다 작은 10㏈의 순으로 되고, 그렇지 않으면 사용자에 의해 제어되는 볼륨 제어 장치(300)에 의해 셋트되기도 하며, 로컬 루프 재생의 가능성을 방지하기 위해 실행되기로 한다. 이러한 요구 조건은, 만일, 에코 취소기(225)가 전송 채널에서 발생된 단부 근처의 음성에 적용되지 않았거나, 제어 회로(231)에 의해 결정되어 재 적용이 필요할 때 충족된다.

다음, 제3도를 참조하면, 스피커폰에서 로컬 루프 재생을 방지하기 위해 볼륨 제어 장치(300)에 이용이 적당한 제어부 및 증폭기의 개략도이다. 제2도에 도시된 디지털-아나로그 변환기(226)로부터 수신된 신호는 라인(301)을 통해 증폭기(310)의 비반전 입력에 제공된다. 이 신호는 캐패시터(311)를 통해 인가되며, 가변 저항기(312) 및 저항기(313)를 구비하여 직렬로 배열된 저항기에 인가된다. 기준 저항기(316)와 함께 직렬로 배열된 저항기(314) 및 저항기(315)로 구성된 피드백 저항은 증폭기(310)와 연결된 회로를 포함하기도 한다. 증폭기(310)의 출력은 라인(303)을 통해 제1도에 도시된 전력 증폭기(223)에 인가된다.

가변 저항기(312,314)는 함께 모여 있으며 사용자 조정가능한 볼륨 제어를 구비한다. 가변 저항기(314) 양단 브릿지는 단일폴의 기능, 이중 쓰로우 스위치(320)를 제공하는 아나로그 스위치이다. 이 스위치의 위치는 라인(302)에 걸쳐 볼륨 제어 세트 및 리세트 플래그를 제공하는 제어 유닛(231)에 의해 결정된다. 그래서, 증폭기는 두 가변 레벨인 스피커폰 사용자에 의해 결정된 제1 레벨 및 에코 취소기(225)가 적용되는동안 스피커폰의 로컬 루프에 안정도를 유지하기 위해 설계된 제2 레벨로 동작한다.

세트 플래그에 응답하여, 스피커폰은 스피커폰 사용자에 의해 볼륨 레벨 세트로 동작한다. 리세트 플래그에 응답하며, 스위치(320)는 증폭기(310) 양단의 스피커폰 사용자에 의해 삽입가능한 피드백 저항의 최대 레벨을 제한하여 증폭기(30)로부터 최대 이득을 감소된 가변 레벨로 감소된다. 이 형태의 증폭기의 증폭은 피드백 저항이 크면 클수록, 증폭기로부터의 증폭이 크다.

스피커폰의 동작에 있어서 안정도를 유지하기 위해서, 볼륨 제어(300)는 에코 취소기(225)가 적용될 기회를 가지기 전에 수신 채널이 증폭될 수 있는 최대 레벨을 제어한다. 안정후 및 정상 동작시, 스피커폰 사용자는 볼륨 제어 레벨의 정상 동작 영역을 선택할 것이다. 이 영역의 상부 단부는 에코 취소기에 의해 적용되는동안 허용된 것보다 더 크게 되므로, 이 영역의 동작은 에코 취소기(225)가 적용된후가 될 때까지 제어유닛(231)에 의해 금지된다.

고레벨 볼륨 영역 및 감소된 볼륨 레벨 영역에서 가변 볼륨 제어에 대해 이 장치가 제공되는 방법에 관한 설명이 제공되어 있다. 고레벨 볼륨 레벨 영역에서 정상 동작(작동된 세트 플래그)동안, 가변 저항기(312)상의 탭이 캐패시터(311)를 향해 이동되며 가변 저항기(314)상의 탭이 증폭기(310)의 출력을 향해 이동되어, 증폭기(310)의 출력 단자에서 이득이 이의 최대 가능 레벨로 증가한다. 감소된 볼륨 레벨 영역에서 동작(작동된 리세트 플래그)동안, 캐패시터(311)를 향해 가변 저항기(312)상의 탭이 이동되는 것은 증폭기(310)의 출력 전압에 증가를 발생시킨다. 그러나 가변 저항기(314)상의 탭이 증폭기(310)의 출력 단자쪽으로 움직일 때, 이 동작 구조에 있어서, 피이드백 저항은 볼륨 제어가 증가되는만큼 감소하므로 그에 따라 이 가변 저항기에 따른 증폭기(310)의 출력에서의 이득은 감소한다. 볼륨 제어 유닛(300)의 출력이 다소 증가 하지만 하이 볼륨 레벨 영역에서의 동작에서는 상당히 감소된다.

정상동작 동안일 경우, 제어 유닛(231)은 스피커폰이 비안정되는지를 검출하며, 이 제어 유닛은 전송 음성에 재적합되도록 에코 취소기를 필요로 한다. 이러한 조건에 대하여, 제2도를 다시 참조로 하면, 제어 유닛(231)은, 볼륨 제어(300)으로부터 수신 채널안에서 사용가능한 이득을 감소시키는 레벨과 에코 취소기 에러 신호 사이의 차가 임의의 한계값보다 적을때 재적합되게 해준다. 제어 유닛(231)은, 디지털-아나로그 변환기(232)에 의해 제공된 전송 채널 증폭기(213)의 출력에서의 신호 레벨, 아나로그-디지털 변환기(224)에 의해 제공된 에코 취소기(225)의 신호 레벨, 및 에코 취소기(225)에 의해 제공된 에코 취소기 에러 신호를 모니터함으로써, 언제 에코 취소기(225)가 음성을 전송 하도록 재적합되는지를 결정한다. 에코 취소기(225)가 반복되는 조합의 저건은, 전송 채널 증폭기(213)의 출력이 임의의 한계값을 초과할때, 아나로그-디지탈 변환기(224)에 의한 에코 취소기(225)의 신호의 상대적 레벨이 전송 채널 증폭기(213)의 출력에서의 신호보다 적을 때, 그리고 전송 채널 증폭기의 출력의 레벨 및 에코 취소기 에러 신호 사이의 차이가 임의의 한계값 보다 적을때이다. 앞서 규정된 주기동안 이들 조건의 존재 여부를 검출하는 제어 유닛(231)은 비안정 상태가 존재하고 따라서 에코 취소기(225)가 근단 로케이션으로부터 전송 채널내의 신호로 재적합 될 필요가 있음을 가정한다.

대부분의 중간-영역 동작 레벨에 대해, 잔여 발진을 방지하기 위한 어떠한 증폭기(310)의 이득 변화도 필요하지 않다. 그리고 하부-영역 동작 볼륨 레벨에서의 어떠한 변화도 필요하지 않다. 이들 레벨에서 스피커폰이 동작하는동안, 에코 취소기가 적합되고 있을때와 적합된 후의 근단 사용자에게 제공된 수신 음성의 인식 스위치(320)에 리셋 플래그를 제공한다. 볼륨 레벨 변화는 유져가 정상동작 영역의 상단에서 볼륨 제어를 가질때만 분명하다.

제4도를 참조하면, 제2도 및 제3도의 회로에 의해서 수행된 프로세싱 처리를 설명하는 플로우챠트가 도시되어 있다. 이 프로세싱 작동은 제2도 및 3도의 회로가 이 플로우챠트와 조합하여 언급 되면 보다 손쉽게 이해될 것이다. 프로세싱 처리는 제어 유닛(231)에 저장된 프로세싱 또는 프로그램에 의해서 편리 하게 결정된다. 프로세싱 작업은 제어 유닛(231)에 의해서 수행된 많은 작업중의 하나이며, 매 125 마이크로초에 한번 엔터된다.

원단 음성이 나타나면 결정하는 단계(401)에서 프로세싱 처리가 엔터된다. 원단 음성이 나타나면 에코 취소기(225)에 계수 동결 플랙이 세트되는 단계로 프로세스가 진행하며, 프로세싱 처리는 종료된다. 이 단계(402)에서, 원단 음성이 있을때마다 스피커폰이 접합하는 것을 막는다. 이것은 그들의 존재 위치에서 에코 취소기의 계수를 동결함으로서 달성된다. 단계(401)에서, 원단 음성이 존재하지 않으면, 프로세스는 단계(403)로 진행한다. 단계(403)에서, 프로세스는 에코 취소기 오차의 크기 또는 파워를 계산하여 단계(405)로 진행한다. 이 판단(405)에서, 프로세스는 단계(403)에서 계산된 오차를 취소기 기준 입력의 오차와 비교하여 에코 취소기가 적응하는지를 결정한다. 에코 취소기가 적응하면, 적응안된 계수기가 세트된 단계(406)로 다음 프로세스가 진행한다.

적응된 계수기와 함께 적응안된 계수기는 스피커폰의 제어 기능을 제공하기 위하여 프로세싱 처리에 사용된다. 작동시, 적응안된 계수기는 일단 소정 계수에 프리세트되며, 프로세스는 스피커폰이 판단(405)에서와 같이 적응됨을 표시한다. 에코 취소기를 미리 재적응하게 하는 몇 개의 샘플에 대한 보호를 위해서, 이러한 요구를 반향하는 다중 샘플이 에코 취소기가 샘플을 적응하기 위하여 배열되기전에 요구된다. 한 예증된 실시예에서, 적응안된 계수기가 0으로 감소되기전 스피커가 적응안된 것을 표시하는 1,024 샘플이 공급되어야 한다. 샘플은 프로세싱 타스크가 수행된 매시간(매 125마이크로초) 공급될 것이기 때문에 적응안된 계수기가 0으로 감소하기 위하여 필요로 하는 최소 시간을 0.128 이다.

적합되어지는가를 일찍이 표시하는 에코 취소기로부터의 수개의 샘플을 동일하게 보호하기 위하여, 이러한 필요성을 반영하는 다수 샘플은 또한 적합되는 것으로 고려되기 전에 필요로 된다. 도시된 실시예에 있어서, 적응 카운터는 8,192의 계수로 셋트된다. 따라서 스피커가 적합한 것을 나타내는 8,192 샘플이 적합한 카운터가 제로로 감소되기 전에 제공되어야만 한다. 샘플은 프로세싱 처리를 수행할때마다 제공될 수 있기 때문에, 적응 카운터를 제로로 감소시키는데 필요로 되는 최소한의 시간은 1.024초이다.

처리 단계(408)후에, 적응 카운터는 제로로 셋트되어지는지를 판단하는 블록(407)으로 처리가 진행된다. 제로로 셋트되면, 볼룸 제어 셋트 플래그가 활성화되고 계수 고정 플래그가 셋트되어지는 단계(409)로 처리가 진행된다. 다음에 프로세싱 처리가 출력된다. 적응 카운터가 제로로 셋트되지 않으면, 적합한 카운터가 감소 되어지는 단계(408)로 처리가 진행하고 다음에 프로세싱 작업이 출력된다.

다시 한번 판단 블록(405)를 참조해보면, 반향 상쇄기가 적합하지 않으면 적응 카운터가 셋트되어지는 단계(410)로 처리가 진행된다. 이 단계(410)로부터, 볼륨 제어 셋트 플래그가 활성인지에 대하여 판단을 하는 판단 블록(411)으로 처리가 진행된다. 볼륨 제어 셋트 플래그가 활성되지 않으면, 계수 고정 플래그가 리셋트 되어지는 단계(412)로 처리가 진행되고 이후에 처리 타스크는 출력된다. 계수 고정 플래그를 리셋팅시키면 에코 취소기(225)의 계수를 고정시키지 않고 근거리에서 발생된 음향이 존재할때 되도록이면 적합되도록 허용한다. 볼륨 제어 플래그가 단계(411)에서 활성되면 로우레벨 수신 신호가 존재하는지에 대하여 판단을 하는 판단블록(413)으로 처리가 진행한다. 로우 레벨 수신 신호가 존재하면, 볼륨 제어 셋트 플래그가 활성되고 계수 고정 플래그가 셋트 되어지는 단계(409)로 프로세스가 진행되고 다음에 프로세싱 작업이 출력된다. 로우 레벨 수신 신호가 단계(413)에서 존재하지 않으면, 비적응 카운터가 제로로 감소되어지는지를 판단하는 판단 블록(414)으로 처리가 진행된다. 비적응 카운터가 제로로 셋트되지 않으면, 비적응 카운터가 감소되어지는 단계(416)로 처리가 진행된다. 볼륨 제어 셋트 플래그가 활성되고 계수 고정 플래그가 셋트되어지는 단계(409)는 처리가 진행된다. 단계(414)에서 비적응 카운터가 제로로 셋트되면 볼륨 제어 리셋트 플래그가 제어 장치(231)에 의해 셋트된 저감된 최대 볼륨 레벨로 동작을 허용하도록 활성되며 계수 고정 플래그가 전송 채널에서 근거리에서 발생된 음향에 적합하게 상쇄기(225)의 계수의 재적합을 가능하게 하도록 리셋트되어지는 단계(415)로 처리가 진행된다.

비록 본 발명의 특정 실시예에 대해서만 도시 및 기술되어졌더라도, 첨부된 청구범위에서 한정된 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않은 여러 가지의 수정 및 변형도 가능하다.

이러한 변형의 한 실시예가 반향 상쇄 가능 및 제어 논리 기능을 수행할 수 있는 단일 디지털 신호 처리기를 사용하는 스피커이다. 그러므로 본 발명의 범주내에서는 여러 실시예가 가능하다는 것은 말할 필요로 없는 것이다.

Claims (13)

1. 통신 라인으로 음성 신호를 전송하기 위한 전송 신호경로와, 통신 라인으로부터 음성 신호를 수신하기 위한 수신 신호 경로를 포함하는 통신 라인용 음성 신호 처리 장치에 있어서, 전송 신호 경로에서 전송 라인을 통해 전송하는 음성신호를 감쇠시키는 손실 삽입 수단과, 수신 신호 경로에서 수신 신호 경로에 나타내는 전송 음성 신호를 취소시키는 에코 취소 수단과, 수신 신호 경로에서 음성 신호의 레벨을 제어하는 수신 음성 레벨 조절 수단과, 통신 라인으로부터 수신된 음성 신호의 레벨과 수신 신호경로에 나타내는 전송 음성 신호 레벨의 추정치에 응답하여 전송 경로로 손실 삽입 수단에 의해 삽입된 감쇄 레벨을 비례적으로 조절하는 손실 조절 수단을 구비하며, 상기 수신 음성 레벨 조절 수단은 수신 신호 경로에 나타나는 제거되지 않은 전송 음성 신호에 응답하여 수신 신호 경로로 감쇠를 삽입하도록 상기 측정 수단 및 상기 에코 취소 수단 모두에 실시 가능하게 응답자는 음성 신호 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 로드 조절 수단은 예정된 임계 결합 레벨과 통신 라인으로부터 수신된 음성 신호와 상기 임계 결합 레벨을 비교하는 비교 수단을 포함하고, 상기 손실 조절 수단은 수신된 음성 신호의 레벨이 임계 결합 레벨보다 초과할때, 전송 통로로 로스 삽입 수단에 의해 삽입된 감쇠 레벨을 조절하도록 동작하는 음성 신호 처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 전송동안 장치에 의해 전송 라인에 제공된 전송 음성 신호의 레벨을 측정하는 수단을 포함하는 음성 신호 처리 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 수신 음성 레벨 조절 수단은 제1상태 및 제2상태 모두에서 동작 가능하며, 제1상태에서의 수신 음성 레벨 조절 수단의 동작을 제1범위의 이용가능한 신호 레벨을 제공하고, 제2상태에서는 축소된 제2범위의 이용가능한 신호 레벨을 제공하는 음성 신호 처리 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 수신 음성 레벨 조절 수단을 제어하기 위한 제어 수단과, 상기 제1상태 또는 제2상태중 한 상태에서 동작하기 위해 수신 음성 레벨 조절 수단을 구성하는 제어 수단을 구비하는 음성 신호 처리 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 에코 취소 수단은 상기 수신 신호 경로에서 나타나는 전송 음성 신호를 제거하기 위해 구성된 시간 주기를 요구하며, 상기 에코 제거 수단은 상기 제어 수단에 대해 에러 채택 신호를 제공하여, 상기 에러 채택 신호와 상기 수신 음성 레벨 측정 수단과 전송 음성 레벨 측정 수단으로부터의 관련 신호 레벨 수신에 응답하고, 상기 취소 수단은 상기 전송 음성신호에 대해 에코 취소 수단에 의해 구성된 레벨을 결정하며, 상기 제어 수단은 상기 에코 제거 수단이 전송 음성으로 구성될 때 제1상태에서 동작하기 위해 수신 음성 레벨 조절 수단으로 구성되며 또한 에코 제거 수단이 전송 음성으로 구성되지 않을 때 시간 주기동안 제2상태에서 동작하기 위해 상기 수신 음성 레벨 조절 수단으로 구성되는 음성 신호 처리장치.
7. 음성 제어기가 통신 라인에 접속 가능하게 되어 있으며 상기 통신 라인에 대해 음성 신호를 전달하기 위한 전송 신호 경로와 상기 통신 라인으로부터 음성 신호를 수신하기 위한 수신 신호 경로를 포함하는 음성 신호 제어기에서의 음성 신호 처리 방법에 있어서, 전송 신호 경로에서 전송 라인을 통해 전송하는 음성 신호를 감쇠하는 손실 삽입 단계와, 상기 수신 신호 통로에서 나타나는 전송 음성 신호를 취소하기 위해 수신 신호 경로에 시간 변형 신호를 삽입하는 단계와, 상기 통신 라인으로부터 수신된 음성 신호 레벨 및 수신 신호 경로에서 나타내는 전송 음성 신호 레벨의 추정치를 측정하는 단계와, 상기 수신 음성 신호 측정 단계에 응답하여 전송 경로로 손실 삽입 단계에 의해 삽입된 감쇠 레벨 조절 단계 및, 수신 신호 경로에 나타나는 최소되지 않은 전송 음성신호에 응답하여 수신 신호 경로로 감쇠를 삽입하는 단계를 구비하는 음성 신호 제어기에서의 음성 신호 처리 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 레벨 조절 단계는 소정의 임계 결합 레벨을 측정하며, 통신 라인으로부터 수신된 음성 신호를 임계 결합 레벨과 비교하는 단계를 포함하며, 상기 레벨 조절 단계는 상기 수신된 음성 신호 레벨이 임계 결합 레벨을 초과할때 전송 경로내에 손실 삽입에 의해 삽입된 감쇠 레벨을 조절하기 위해 동작 가능한 음성 신호 제어기에서의 음성 신호 처리 방법.
9. 제7항에 있어서, 전송용 통신라인에 제공된 전송 음성 신호의 레벨을 측정하는 단계를 더 포함하는 음성 신호 제어기에서의 음성 신호 처리 방법.
10. 제9항에 있어서, 수신 음성 레벨 조절 단계는 제1상태 및 제2상태 모두에서 동작 가능하고, 제1상태에서의 수신 음성 레벨 조절 단계는 제1범위의 이용가능한 신호 레벨을 제공하며 제2상태에서는 감쇠된 제2감소된 범위의 이용가능한 신호 레벨을 제공하는 음성 신호 제어기에서의 음성 신호 처리 방법.
11. 제10항에 있어서, 수신 음성 레벨 조절 단계를 제어하는 단계를 더 포함하며, 제어 단계는 수신 음성 레벨 조절 단계가 제1상태 또는 제2상태에서 동작하기 위한 수신 음성 레벨 조절 단계를 형성하는 신호 제어기에서의 음성 신호 처리 방법.
12. 제11항에 있어서, 시간 변동 신호 삽입 단계는 수신 신호 경로에 나타나는 전송 음성 신호를 상쇄시키기에 적합한 시간의 주기를 필요로 하며, 시간 변동 신호 삽입 단계는 전송 음성 레벨 측정 단계 및 수신 음성 레벨 측정 단계에 의해 제공된 선택 관련 신호 레벨의 수신 및 에러 적응 신호에 응답하여 에러 적응 신호를 제어 단계에 제공하며, 제어 단계는 시간 변동 신호 삽입 단계에 의해 전송 언어 신호에 적합한 레벨을 결정하고, 제어 단계는 시간 변동 신호 삽입 단계가 전송 신호에 적응될때 제1상태에서 동작하기 위한 수신 음성 레벨 조절 단계를 형성하고 시간 변동 신호 삽입 단계가 전송 신호에 적응되지 않을때의 시간 주기동안 제2조건에서 동작하기 위한 수신 음성 레벨 조절 단계를 형성하는 음성 신호 제어기에서의 음성 신호 처리 방법.
13. 제12항에 있어서, 시간 변동 신호 삽입 단계는 에코 취소기에 의해 제공되는 음성 신호 제어기에서의 음성 신호 처리 방법.

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