KR100494564B1 - Apparatus and Method of Echo Removing by Vocoder Variable Data Rate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적응반향제거기를 효과적으로 운용하기 위한 것으로, 특히 이동전화시스템에서 보코더의 가변율 정보를 이용하여 현재의 프레임이 비음성 구간으로 판단될 경우, 적응반향제거기의 필터계수를 변화시키지 않고 적응반향제거기를 운용하는데 있다.The present invention is to effectively operate the adaptive echo canceller, and in particular, when the current frame is determined to be a non-voice interval using the variable rate information of the vocoder in the mobile telephone system, the adaptive echo canceller does not change the filter coefficient without changing the filter coefficient. To operate the eliminator.
본 발명은 보코더 가변 정보율을 이용한 반향 제거에 있어서, 가변율 보코더에서 음성신호를 압축하는 단계와; 상기 압축된 데이터 프레임이 비음성 구간인가를 판단하여 동시통화상황으로 인식하는 단계와; 적응필터 계수를 갱신하지 않고 현재계수 적용하여 적응반향제거기를 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the echo cancellation using the vocoder variable information rate, the present invention comprises the steps of: compressing a speech signal in a variable rate vocoder; Determining whether the compressed data frame is a non-voice interval and recognizing it as a simultaneous call situation; Operating the adaptive echo canceller by applying the current coefficient without updating the adaptive filter coefficients.
이러한 본 발명은 보코더의 가변율 정보를 이용하므로써 적응반향제거기의 동시통화 검출부의 성능을 향상시키며, 상기 보코더의 가변율 정보가 1/8 Rate이하로 판정될경우, 별도로 동시통화 검출을 따로 수행하지 않아 시스템에서 계산량이 감소하므로 DSP의 유효 자원을 다른 용도로 사용할 수 있는 이점이 있다.The present invention improves the performance of the simultaneous call detection unit of the adaptive echo canceller by using the variable rate information of the vocoder, and when the variable rate information of the vocoder is determined to be less than 1/8 rate, separate simultaneous call detection is not performed separately. This reduces the amount of computation in the system, which frees up the DSP's effective resources for other purposes.
Description
본 발명은 적응반향제거기를 효과적으로 운용하기 위한 것으로, 특히 이동전화시스템에서 보코더의 가변율 정보를 이용하여 현재의 프레임이 비음성 구간으로 판단될 경우, 적응반향제거기의 필터계수를 변화시키지 않고 적응반향제거기를 운용하므로써 적응반향제거기의 안정성을 높이고 불필요한 계산량을 줄이기 위한 이동통신 시스템에서 보코더 가변율 정보를 이용한 적응반향제거기의 효과적 운용 방법 및 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to effectively operate the adaptive echo canceller, and in particular, when the current frame is determined to be a non-voice interval using the variable rate information of the vocoder in the mobile telephone system, the adaptive echo canceller does not change the filter coefficient without changing the filter coefficient. The present invention provides a method and apparatus for effectively operating an adaptive echo canceller using vocoder variable rate information in a mobile communication system to increase the stability of an adaptive echo canceller and reduce unnecessary computation by operating the canceller.
더욱 상세하게는 본 발명은, 적응반향제거기내의 동시통화검출부의 성능을 향상시키기 위하여 보코더의 가변율 정보를 부가정보로서 이용하며, 상기 보코더의 가변율정보의 현재 프레임이 1/8 Rate이하로 판정되면 동시통화상황으로 인식하여 적응필터의 계수를 갱신하지 않고 종래의 적응필터계수를 적용하여 적응반향제거기를 동작하는 방법 및 장치에 관한 것이다.More specifically, the present invention uses the variable rate information of the vocoder as additional information to improve the performance of the simultaneous call detector in the adaptive echo canceller, and determines that the current frame of the variable rate information of the vocoder is 1/8 rate or less. The present invention relates to a method and apparatus for operating an adaptive echo canceller by applying a conventional adaptive filter coefficient without recognizing a simultaneous call situation and updating the coefficient of the adaptive filter.
일반적으로 디지털 이동통신 시스템에서는 음성을 효율적으로 전송하기 위해 보코더를 이용하여 음성을 압축하는 방법을 사용한다.In general, a digital mobile communication system uses a method of compressing a voice using a vocoder in order to efficiently transmit the voice.
이러한 상기의 디지털 이동통신 시스템에서는 필연적으로 반향신호가 발생하게 되며, 반향신호의 지연도 유선전화망이나 아날로그 이동통신시스템등에 비하여 상대적으로 길어지게 되므로, 상기의 반향신호를 효과적으로 제거하지 않을 경우 통화품질에 막대한 지장을 초래하게 된다.In such a digital mobile communication system, an echo signal is inevitably generated, and the delay of the echo signal is relatively longer than that of a wired telephone network or an analog mobile communication system. It will cause huge obstacles.
따라서 이러한 반향신호를 제거하기 위해 수백개의 필터계수를 가지는 적응반향제거기를 시스템에 도입하는 것이 일반적이다. Therefore, it is common to introduce an adaptive echo canceller with hundreds of filter coefficients to the system to remove these echo signals.
일반적으로 종래에 있어서 상기의 적응반향제거기의 동작은, 적응반향제거기내의 동시통화검출부에서 동시통화상황을 검출하여 적응필터계수 갱신여부를 결정한다. In general, in the conventional operation of the adaptive echo canceller, the simultaneous call detection unit in the adaptive echo canceller detects a simultaneous call condition and determines whether to update the adaptive filter coefficient.
상기의 동시통화상황 검출은 시스템에 입력되는 원단화자신호 크기와 근단자화신호 크기를 비교하여 근단화자 신호의 크기가 원단화자 신호의 크기에 비하여 어느 이상 클 경우 동시통화상황으로 판정하여 적응필터 계수를 갱신하지 않고 현재의 적응필터 계수를 이용하여 적응반향제거기를 동작하게 된다.In the simultaneous call condition detection, the far-end talker signal is inputted to the system and the near-talkie signal is compared, and the size of the near-end talker signal is larger than that of the far-end talker signal. The adaptive echo canceller is operated using the current adaptive filter coefficients without updating the coefficients.
상기에서 반향신호는 원단자화신호(Far-End Signal)가 통신시스템의 하이브리드 회로등에서 반향 왜곡되어, 상대방 통화자의 음성신호(근단화자 신호)와 더해져서 적응반향제거기의 반향제거부(10)에 입력하게 된다. 상기의 적응반향제거기의 목적은 근단화자 신호를 최소한으로 왜곡시키면서 반향신호를 최대한으로 제거하는 것이다.In the above-mentioned echo signal, the far-end signal is echo-distorted in a hybrid circuit of a communication system, and is added to the other party's voice signal (near-end speaker signal) to the echo canceler 10 of the adaptive echo canceller. Will be entered. The purpose of the adaptive echo canceller is to remove the echo signal as much as possible while distorting the near-end speaker signal to the minimum.
도 1은 종래의 적응반향제거기의 블럭도이다.1 is a block diagram of a conventional adaptive echo canceller.
도 1의 구성을 살펴보면, 반향신호를 제거하기 위해 반향경로(10b)를 수백개의 계수를 가지는 적응필터(10a)로 모델링하고, 그 계수를 적응신호처리 방법을 사용하여 계속적으로 갱신시키고, 갱신된계수를 이용하여 반향을 제거하고 통화품질을 향상시키는 반향제거부(10)와, 상기 원단화자신호와 근단화자신호가 함께 입력되는가 여부를 검출하는 동시통화 검출부(11)와, 상기 동시통화검출부에서 검출한 결과에 의해 적응필터 계수를 갱신(조정)하여 상기 적응필터(10a)에 입력하는 적응필터 갱신부(12)와, 상기 반향제거부(10)에서 제거된 반향신호의 오차를 줄이는 잔여신호 제거부(13)를 포함하여 구성된다. Referring to the configuration of FIG. 1, in order to remove the echo signal, the echo path 10b is modeled as an adaptive filter 10a having hundreds of coefficients, and the coefficients are continuously updated using the adaptive signal processing method. Echo canceler 10 for removing echoes using coefficients to improve call quality, simultaneous call detector 11 for detecting whether the far-end speaker signal and the near-end talker signal are input together, and the simultaneous call detector Based on the detection result, the adaptive filter updating unit 12 for updating (adjusting) the adaptive filter coefficients and inputting the adaptive filter coefficients to the adaptive filter 10a and the residual signal for reducing the error of the echo signal removed by the echo canceling unit 10 It is comprised including the removal part 13.
도 1의 적응반향제거기의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the adaptive echo canceller of Figure 1 as follows.
도 1의 적응반향제거기는 반향제거부(10)의 적응필터(10a)를 이용하여 반향경로에 입력되는 반향신호를 제거하게 되는데, 이때 상기 적응반향제거기로 입력되는 신호가 동시통화검출부(11)에서 근단화자 신호(상대방통화자의 음성신호)가 없는 순수한 원단화자신호(반향신호)만으로 이루어져 있다고 판정하면 적응필터 갱신부(12)에서 적응필터(10a)의 계수들을 갱신하여 적응반향제거기를 동작하게 하며, 상기 반향제거된 신호는 적응반향제거기의 성능의 한계상 오차신호를 어느정도 포함하고 있기 때문에 반향제거의 마지막 단계로서 이러한 오차 신호를 줄이기 위해 잔여신호 제거부(13)를 통과하게 된다. The adaptive echo canceller of FIG. 1 removes the echo signal input to the echo path by using the adaptive filter 10a of the echo canceller 10. In this case, the signal input to the adaptive echo canceller is a simultaneous call detector 11. If it is determined that only the far-end speaker signal (echo signal) without the near-end talker signal (voice signal of the other party) is made, the adaptive filter update unit 12 updates the coefficients of the adaptive filter 10a to operate the adaptive echo canceller. Since the echo canceled signal includes an error signal to some extent due to the limitation of the performance of the adaptive echo canceller, the signal is passed through the residual signal canceller 13 to reduce the error signal as a final stage of echo cancellation.
그런데 상기와 같은 종래의 적응반향제거기의 동작은, 동시통화검출부의 성능에 따라 좌우된다. 즉 적응반향제거기로 입력되는 신호에 대해 상기 동시통화 검출부에서 근단화자신호가 없는 순수한 반향신호만으로 이루어져 있다고 판정하면 적응필터갱신부에서 적응필터계수들을 갱신하게 되고, 만약 동시통화검출부에서 반향신호(원단화자신호)와 상대방통화자의 음성신호(근단화자신호)가 함께 입력되었다고 판정하면 적응필터 계수들을 갱신하지 않고 현재의 계수들을 적용하여 적응반향제거를 동작하게 된다. 따라서, 동시통화검출부에서 잘못 판정시는 본 적응반향제거기의 성능에 상대한 영향을 끼치게 된다.However, the operation of the conventional adaptive echo canceller as described above depends on the performance of the simultaneous call detection unit. That is, when the simultaneous call detection unit determines that the pure echo signal without the near-end talker signal is composed of the signal input to the adaptive echo canceller, the adaptive filter update unit updates the adaptive filter coefficients, and if the simultaneous call detector detects the echo signal ( If it is determined that both the speaker signal and the other party's voice signal (near-end speaker signal) are input together, adaptive echo cancellation is performed by applying the current coefficients without updating the adaptive filter coefficients. Therefore, when making a mistake in the simultaneous call detection unit, it has an effect on the performance of the adaptive echo canceller.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 동시통화검출부의 성능을 향상시킬 목적으로, 이동통신시스템에서 음성신호를 압축하기 위해 사용하는 보코더에서 발생하는 음성신호의 가변율을 이용하여 동시통화상황인가를 검출하는 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention provides a simultaneous call using a variable rate of a voice signal generated by a vocoder used to compress a voice signal in a mobile communication system for the purpose of improving the performance of the simultaneous call detection unit. It is intended to provide a method for detecting situational acknowledgment.
본 발명은 보코더 가변 정보율을 이용한 반향 제거에 있어서, 가변율 보코더에서 음성신호를 압축하는 단계와; 상기 압축된 데이터 프레임이 비음성 구간인가를 판단하여 동시통화상황으로 인식하는 단계와; 적응필터 계수를 갱신하지 않고 현재계수 적용하여 적응반향제거기를 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the echo cancellation using the vocoder variable information rate, the present invention comprises the steps of: compressing a speech signal in a variable rate vocoder; Determining whether the compressed data frame is a non-voice interval and recognizing it as a simultaneous call situation; Operating the adaptive echo canceller by applying the current coefficient without updating the adaptive filter coefficients.
또한 본 발명은 가변율 보코더에서 음성신호 압축은 복수의 비율(Rate)로 압축하며, 상기 압축비율이 1/8 비율 이하일 때 동시통화상황으로 인식하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the voice signal compression in a variable rate vocoder is compressed at a plurality of rates (Rate), and when the compression ratio is less than 1/8 ratio is recognized as a simultaneous call situation.
본 발명의 다른 목적, 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects and features of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 적응반향제거기에서 동시통화상황을 검출하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method for detecting a simultaneous call situation in an adaptive echo canceller according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 적응반향제거기의 블럭도이다.2 is a block diagram of an adaptive echo canceller of the present invention.
기본적으로 종래 도 1의 구성과 비슷하므로 동일한 번호를 사용하여 설명한다.Since it is basically similar to the configuration of the conventional Figure 1 will be described using the same number.
도2의 적응반향제거기의 구성을 살펴보면, 반향신호를 제거하기 위해 반향경로(10b)를 수백개의 계수를 가지는 적응필터(10a)로 모델링하고, 그 계수를 적응신호처리 방법을 사용하여 계속적으로 갱신시키고, 갱신된계수를 이용하여 반향을 제거하고 통화품질을 향상시키는 반향제거부(10)와, 상기 원단화자신호와 근단화자신호가 함께 입력되는가 여부를 검출하는 동시통화 검출부(11)와, 상기 동시통화검출부와 적응필터갱신부에 가변율 정보를 인가하는 보코더(14)와, 상기 동시통화검출부에서 검출한 결과와 상기 보코더의 가변율 정보에 의해 적응필터 계수를 갱신(조정)하여 상기 적응필터(10a)에 입력하는 적응필터 갱신부(12)와, 상기 반향제거부(10)에서 제거된 반향신호의 오차를 줄이는 잔여신호 제거부(13)를 포함하여 구성된다. Referring to the configuration of the adaptive echo canceller of Fig. 2, in order to remove the echo signal, the echo path 10b is modeled as an adaptive filter 10a having hundreds of coefficients, and the coefficients are continuously updated using the adaptive signal processing method. And an echo canceller 10 for removing echoes using the updated coefficient and improving call quality, and a simultaneous call detector 11 for detecting whether the far-end speaker signal and the near-end speaker signal are input together. The vocoder 14 applies variable rate information to the simultaneous call detection unit and the adaptive filter update unit, and the adaptive filter coefficient is updated (adjusted) by the result detected by the simultaneous call detection unit and the variable rate information of the vocoder to adjust the adaptive filter. And an adaptive filter update unit 12 input to 10a, and a residual signal remover 13 for reducing the error of the echo signal removed by the echo remover 10.
도 2의 적응반향제거기의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the adaptive echo canceller of FIG. 2 is as follows.
먼저 본 발명의 기본원리는 동시통화 검출을 하는데 있어서, 보코더(14)에서 구해지는 가변율 정보를 동시통화검출부(11)의 부가 정보로서 이용하는 것이다.First, the basic principle of the present invention is to use the variable rate information obtained by the vocoder 14 as additional information of the simultaneous call detection unit 11 in the simultaneous call detection.
도 2의 적응반향제거기는 반향제거부(10)의 적응필터(10a)를 이용하여 반향경로에 입력되는 반향신호를 제거하게 되는데, 이때 상기 적응반향제거기로 입력되는 신호가 동시통화검출부(11)에서 근단화자 신호(상대방통화자의 음성신호)가 없는 순수한 원단화자신호(반향신호)만으로 이루어져 있다고 판정하면 적응필터 갱신부(12)에서 적응필터(10a)의 계수들을 갱신하여 적응반향제거기를 동작하게 하며, 또한 보코더의 가변율 정보를 이용하여 적응필터갱신부에서 적응필터계수 갱신여부를 결정한다. 즉, 8 Kbps EVRC(Enhanced Variable Rate Coder), 8 Kbps QCELP(Qualcomm Code Exicted Linear Prediction)등과 같은 가변율 보코더에서는 음성신호의 압축을 위하여 음성신호를 몇가지 비율(Rate)로 나누어 압축하는 방법을 사용한다. 이중 1/8 비율은 주로 비음성구간에서 나타나는 비율로서, 상기 프레임의 에너지는 다른 비율의 프레임에 비하여 상대적으로 작게된다. 따라서 보코더가 현재의 프레임을 1/8비율(Rate)로 판정하면 상기 설명한 것처럼 그 크기가 작은 경우 이므로 적응반향제거기에서는 상기 정보를 그대로 이용하여 동시통화상황으로 판정하여 적응필터의 계수를 갱신하지 않게 된다.The adaptive echo canceller of FIG. 2 removes the echo signal input to the echo path by using the adaptive filter 10a of the echo canceller 10. In this case, the signal input to the adaptive echo canceller is a simultaneous call detector 11. If it is determined that only the far-end speaker signal (echo signal) without the near-end talker signal (voice signal of the other party) is made, the adaptive filter update unit 12 updates the coefficients of the adaptive filter 10a to operate the adaptive echo canceller. Also, the adaptive filter updating unit determines whether to update the adaptive filter coefficient by using the variable rate information of the vocoder. That is, a variable rate vocoder such as 8 Kbps Enhanced Variable Rate Coder (EVRC) and 8 Kbps Qualcomm Code Exicted Linear Prediction (QCELP) uses a method of compressing a voice signal in several ratios to compress the voice signal. . The ratio of 1/8 is mainly a ratio that occurs in the non-voice section, and the energy of the frame is relatively small compared to the frame of the other ratio. Therefore, if the vocoder judges the current frame at the 1/8 ratio, the size of the vocoder is small as described above. do.
상기 반향제거된 신호는 적응반향제거기의 성능의 한계상 오차신호를 어느정도 포함하고 있기 때문에 반향제거의 마지막 단계로서 이러한 오차 신호를 줄이기 위해 잔여신호 제거부(13)를 통과하게 된다. Since the echo canceled signal includes an error signal to some extent due to the limitation of the performance of the adaptive echo canceller, the signal is passed through the residual signal canceller 13 to reduce the error signal as a final stage of echo cancellation.
도 3은 본 발명의 보코더의 가변율 정보를 이용한 적응반향제거기의 동작을 설명한 실시예 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an operation of an adaptive echo canceller using variable rate information of a vocoder of the present invention.
가변율 보코더에서 음성신호를 몇가지 Rate로 압축을 하여 동시통화검출부와 적응필터 갱신부에 입력한다. (단계30).In a variable rate vocoder, the speech signal is compressed at several rates and input to the simultaneous call detection unit and the adaptive filter update unit. (Step 30).
상기 압축된 현재 프레임이 1/8 Rate 이하인가를 판단하여, 1/8 Rate이하로 판정이 되면 동시통화검출부에서는 동시통화상태로 인식을 하고, 만약 1/8 Rate 초과 일경우에는 동시통화 상태로 인식하지 않게되며, 따라서 적응필터 계수를 갱신하여 적응반향제거기를 동작하게 된다. (단계 32,34). It is determined whether the compressed current frame is 1/8 rate or less, and when it is determined to be 1/8 rate or less, the simultaneous call detection unit recognizes the simultaneous call state and, if it exceeds 1/8 rate, the simultaneous call state. It is not recognized, and thus the adaptive echo canceller is operated by updating the adaptive filter coefficients. (Step 32,34).
상기 판단결과가 동시통화인경우에는 적응필터계수를 갱신하지 않고 현재 계수 적용하여 적응반향제거기를 동작하게 된다. (단계 33).If the determination result is a simultaneous call, the adaptive echo canceller is operated by applying the current coefficient without updating the adaptive filter coefficient. (Step 33).
상기한 바와 같이 본 발명에서는 동시통화 검출을 하는데 있어서, 보코더에서 구해지는 가변율 정보가 1/8 Rate 이하가 되면 동시통화검출부에서 동시통화 상태로 인식하여 적응필터 계수를 갱신하지 않고 현재 계수를 이용하여 적응반향제거기를 동작하는 방법이다.As described above, in the present invention, in the simultaneous call detection, when the variable rate information obtained from the vocoder becomes 1/8 rate or less, the simultaneous call detector recognizes the simultaneous call state and uses the current coefficient without updating the adaptive filter coefficient. To operate the adaptive echo canceller.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention may use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments.
따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
본 발명은 동시통화상태를 검출하는데 있어, 보코더의 가변율 정보를 이용하므로써 적응반향제거기의 동시통화 검출부의 성능을 향상시키며, 상기 보코더의 가변율 정보가 1/8 Rate이하로 판정될경우, 별도로 동시통화 검출을 따로 수행하지 않아 시스템에서 계산량이 감소하므로 DSP의 유효 자원을 다른 용도로 사용할 수 있는 이점이 있다.The present invention improves the performance of the simultaneous call detection unit of the adaptive echo canceller by using the variable rate information of the vocoder in detecting the simultaneous call state, and when the variable rate information of the vocoder is determined to be less than 1/8 rate, Since the simultaneous call detection is not performed separately, the amount of computation is reduced in the system, so the effective resource of the DSP can be used for other purposes.
도 1은 종래의 적응반향제거기의 블럭도1 is a block diagram of a conventional adaptive echo canceller.
도 2는 본 발명의 적응반향제거기의 블럭도2 is a block diagram of an adaptive echo canceller of the present invention.
도 3은 본 발명의 보코더의 가변율 정보를 이용한 적응반향제거기의 동작을 설명한 실시예 흐름도3 is a flowchart illustrating an operation of an adaptive echo canceller using variable rate information of a vocoder of the present invention.
* 도면의 주요분의 자세한 설명** Detailed description of the main parts of the drawings *
10 : 반향 제거부 10a : 적응필터10: echo cancellation unit 10a: adaptive filter
10b : 반향경로 11 : 동시통화 검출부10b: echo path 11: simultaneous call detection unit
12 : 적응필터 갱신부 13 : 잔여신호 제거부12: adaptive filter update unit 13: residual signal removal unit
14 : 보코더14: Vocoder
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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