KR100654906B1

KR100654906B1 - Ｍｏｓ 측정용 음량레벨 자동조정 방법

Info

Publication number: KR100654906B1
Application number: KR1020050116361A
Authority: KR
Inventors: 정종태; 정진섭; 곽영수; 김진만; 조현석
Original assignee: 주식회사 이노와이어리스
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2006-12-06
Also published as: US8233590B2; US20080285764A1; WO2007064122A1

Abstract

본 발명은 MOS 측정방법에 의한 통화음질 측정 전에 실제 통화음량의 레벨을 미리 정해진 최적 레벨로 자동 조정함으로써 MOS값의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법에 관한 것이다.

본 발명은 음성통신망을 통해 수신되는 스피치신호를 기준이 되는 스피치신호와 비교한 결과에 따라 MOS값을 산출하는 MOS 측정장비의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법에 있어서, (a) 상대방측 MOS 측정장비로부터 스피치신호를 포함하여 미리 정해진 형식의 오디오신호가 수신된 경우에 상기 스피치신호를 음량레벨을 측정하여 기준 음량레벨과 비교하는 단계; (b) 상기 비교에 따른 적정, 과다 또는 부족이라는 정보에 대응되어 미리 정해진 고유의 가청주파수 신호를 상대방측 MOS 측정장비에 전송하는 단계 및 (c) 상대방측 MOS 측정장비가 상기 적정, 과다 또는 부족이라는 정보에 대응되어 미리 정해진 고유의 가청주파수 신호를 해독하여 음량레벨을 조정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다,

MOS, 음량, 볼륨, 콘트롤, 조정

Description

ＭＯＳ 측정용 음량레벨 자동조정 방법{method for automatically controling volume level for calculating MOS}

도 1은 일반적인 MOS 측정 시스템의 네트워크 구성도,

도 2는 본 발명의 방법이 적용된 MOS 측정 알고리즘의 세부 기능 블록도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음량레벨 조정용 오디오신호의 구조를 설명하기 위한 파형도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10: 호스트 컴퓨터, 20: 중계 장비,

30: 이동통신 단말기, 40: MOS 측정장비,

50: 유선 전화기, 60: MOS 측정장비,

70: PSTN, 80: 이동통신망,

100: MOS 측정 알고리즘, 102, 104: 레벨 조정부,

112, 114: 입력 필터부, 120: 시간 동기부,

132, 134: 가청 변환부, 140: 왜곡도 계산부,

150: 왜곡구간 확인부, 160: 음질 계산부

본 발명은 MOS 측정용 음량레벨 자동조절 방법에 관한 것으로, 특히 MOS 측정방법에 의한 통화음질 측정 전에 실제 통화음량의 레벨을 미리 정해진 최적 레벨로 자동 조정함으로써 MOS값의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법에 관한 것이다.

근래 들어 반도체 및 통신기술의 비약적인 발전과 더불어 이동통신 단말기가 전 국민의 필수 휴대품화될 정도로 널리 보급되어 있고, 나아가 새로운 기술의 출현에 따라 다종다양한 기능을 갖는 신 모델들이 속속 출시되어 구 모델들을 빠르게 대체하고 있다.

한편, 이동통신 단말기 제조사의 경우에 양질을 단말기를 제조하기 위해서 자기가 제조한 단말기의 실제 통화음성 품질을 확인할 필요가 있고, 이동통신사의 경우에도 자기가 운용 및 유지·보수하는 이동통신망의 성능이나 상태를 체크하여 최적화시키기 위한 용도로 실제 통화음성 품질을 확인할 필요가 있는바, 이러한 통화음성 품질 측정방법으로 MOS라는 것이 제안되어 있다. MOS(Mean Opinion Score)는 여러 사용자들에게 실제 통화음성을 들려준 상태에서 사용자들이 매긴 만족감을 점수화한 후에 평균값을 구하여 아래의 표 1과 같이 5단계로 평가하는 주관적인 음질측정방법이다.

MOS 값	품질등급
5	수(Excellent)
4	우(Good)
3	미(Fair)
2	양(Poor)
1	가(Bad)

전술한 바와 같이, MOS 측정방법은 사용자의 주관적인 측정방법이어서 객관성이 떨어질 뿐만 아니라 측정을 위한 비용도 높기 때문에 최근에는 자동화되고 객관화된 방법들이 선호되고 있는바, 구체적으로 ITU-T의 P.861에서 규정한 PSQM(Perceptual Speech Quality Measurement)과 이러한 PSQM을 바탕으로 하여 패킷 손실 등에 대응하기 위해 P.862로 규정된 알고리즘인 PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality)가 있다.

한편, 이와 같은 MOS 측정방법은 이동통신 단말기들 사이의 실제 통화음성 품질이나 이동통신 단말기와 유선 전화기 사이의 실제 통화음성 품질을 측정하는 방식으로 수행될 수 있는데, 이 경우에 MOS값은 통화 쌍방측 단말기의 실제 통화음량에 따라 변화될 수 있기 때문에 실제 통화음량을 적절하게 조정해야만 MOS값의 신뢰성을 확보할 수가 있다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 MOS 측정 알고리즘이 탑재된 측정장비에 있어서는 시험자가 통화음량을 수동으로 직접 조정하도록 되어 있어서 조작 에러가 발생할 가능성이 상존하고, 무엇보다도 시험자가 미리 규정된 값으로 통화음량을 조정하더라도 이동통신망의 환경이나 이동통신 단말기의 제품 특성에 따라 실제 음량이 달라져서 MOS값에 변화를 주는 문제점이 있었다.

나아가, 시험자가 통화 상대방측 측정장비에서 멀리 떨어져 있는 경우에 종래에는 그 측정장비의 음량 조정을 위해 시험자가 통화 상대방측 측정장비에 직접 방문해야 했기 때문에 번거로울 뿐만 아니라 측정 시간 및 인력이 많이 소요되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, MOS 측정방법에 의한 통화음질 측정 전에 실제 통화음량의 레벨을 미리 정해진 최적 레벨로 자동 조정함으로써 MOS값의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 시험자가 통화 상대방측 측정장비에서 멀리 떨어져 있는 경우에도 원격으로 통화 상대방측 측정장비에서 발생될 실제 통화음량의 레벨을 자동조정할 수 있도록 한 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 음성통신망을 통해 수신되는 스피치신호를 기준이 되는 스피치신호와 비교한 결과에 따라 MOS값을 산출하는 MOS 측정장비의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법에 있어서, (a) 상대방측 MOS 측정장비로부터 스피치신호를 포함하여 미리 정해진 형식의 오디오신호가 수신된 경우에 상기 스피치신호를 음량레벨을 측정하여 기준 음량레벨과 비교하는 단계; (b) 상기 비교에 따른 적정, 과다 또는 부족이라는 정보에 대응되어 미리 정해진 고유의 가청주파수 신호를 상대방측 MOS 측정장비에 전송하는 단계 및 (c) 상대방측 MOS 측 정장비가 상기 적정, 과다 또는 부족이라는 정보에 대응되어 미리 정해진 고유의 가청주파수 신호를 해독하여 음량레벨을 조정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다,

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 일반적인 MOS 측정 시스템의 네트워크 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 MOS 측정 시스템에 따르면 이동통신 단말기(30)들 사이의 실제통화음성을 대상으로 한 MOS 측정 및 유선 전화기(50)와 이동통신 단말기(30) 사이의 실제 통화음성을 대상으로 한 MOS 측정 등이 가능할 수 있는바, 이에 따라 유선 전화기(50)에 연결되어 실제 통화음성에 대한 MOS값을 산출하는 MOS 측정장비(40), 이동통신 단말기(30)에 연결되어 실제 통화음성에 대한 MOS값을 산출하는 MOS 측정장비(10),(60)가 있을 수 있다. 여기에서, 유선 전화기(50)와 이동통신 단말기(30) 사이의 음성통신은 잘 알려진 바와 같이 PSTN(Public Switched Telephone Network)(70) 및 기지국(82)을 포함한 이동통신망(80)은 전용의 유선망을 경유하여 이루어지고, 이동통신망(80)의 기지국(82)과 이동통신 단말기(30)는 무선으로 이루어지게 된다.

한편, MOS 측정장비의 경우에도 다수의 유선 전화기(50)나 다수의 이동통신 단말기(10)를 연결하여 동시에 MOS값을 측정할 수 있는 장비(10),(40) 및 한 대의 이동통신 단말기에 대해 MOS값을 측정할 수 있는 장비(60)로 구분될 수 있다. 이 경우에 다수의 이동통신 단말기(30)에 대해 동시에 MOS값을 측정할 수 있는 장비의 경우에는 MOS 측정 알고리즘이 탑재되어 MOS값을 산출하는 호스트 컴퓨터(10) 및 다수의 이동통신 단말기(30)에 대한 연결포트 제공, 이동통신 단말기(30)와 호스트 컴퓨터(10) 사이의 오디오신호와 제어신호의 중계 또는 호처리 등을 담당하고 GPS 수신기(24)를 통해 측정 대상이 되는 이동통신 단말기(30)의 현재위치 파악 등을 수행하는 중계 장비(20)를 포함하여 이루어질 수 있는데, 도면에서 참조번호 22는 호스트 컴퓨터(10)와 직접적인 통신을 수행하는 메인 컨트롤 유닛을 나타내는바, GPS 수신기(24)도 여기에 연결되게 된다. 한편, 한 대의 이동통신 단말기(30)만을 대상으로 하는 경우에는 별도의 중계 장비를 갖춤이 없이 호스트 컴퓨터를 MOS 측정장비(60)로서 직접 이동통신 단말기(30)와 연결하여 MOS값을 측정할 수 있다. 호스트 컴퓨터(10),(60)는 차량을 통해 각 기지국을 순회하면서 MOS값을 측정할 수 있도록 노트북 컴퓨터로 구현하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 방법이 적용된 MOS 측정 알고리즘의 세부 기능 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, MOS값 측정의 기준이 되는 참조 스피치신호의 음량레벨과 이동통신 단말기(30)나 유선 전화기(50)와의 실제 통화를 거쳐서 변질 또는 퇴화된 스피치신호(이하 '통화 스피치신호'라 한다)의 음량 레벨을 미리 정해진 레벨로 자동적으로 조정하는 한 쌍의 레벨 조정부(102),(104), 각각의 레벨 조정부(102),(104)를 통과한 스피치신호에 대해 수화기의 대역통과특성을 고려하기 위한 필터링을 수행하는 한 쌍의 입력 필터부(112),(114), 이동통신 단말기(30)를 통해 수신된 통화 스피치신호에서 발생하는 시간지연(이러한 시간지연은 특히 VoIP(Voice over IP)에서 심하다)을 고려하여 참조 스피치신호와 통화 스피치신호 의 시작점을 같게 조정하는 시간 동기부(120), 참조 스피치신호와 통화 스피치신호에서 비가청음역의 신호를 각각 제거하는 한 쌍의 가청 변환부(132),(134), 참조 스피치신호와 통화 스피치신호의 소리크기의 밀도차를 계산하는 왜곡도 계산부(140), 왜곡도 계산부(140)의 처리 결과에 의해 음원 구간에서 왜곡된 부분을 확인하는 왜곡구간 확인부(150) 및 왜곡도 계산부(140)에서 계산된 소리크기 밀도차에 의해 음질을 계산하여 MOS값으로 출력하는 음질 계산부(160)를 포함하여 이루어질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 레벨 조정부(104)를 통해 수행됨을 밝혀둔다. 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 단계 S10에서는 임의의 오디오신호가 수신되는지를 판단하는데, 수신되지 않은 경우에는 단계 S10으로 복귀하는 반면에 수신된 경우에는 단계 S12로 진행하여 이러한 오디오신호에 포함된 톤신호의 종류를 체크하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음량레벨 조정용 오디오신호의 구조를 설명하기 위한 파형도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 음량레벨 조정용 오디오신호의 구조는 균일한 진폭을 갖는 미리 정해진 가청주파수로 이루어진 시작 톤신호가 파형의 선두에서 소정 시간(t1)동안 주어지고, 다음으로 무음 구간인 휴지기가 소정 시간(t2)동안 주어지며, 이러한 휴지기(t2) 다음에 소정 시간(t3)동안의 스피치신호가 이어지게 된다. 여기에서, 시작 톤신호의 지속시간(t1)과 휴지기의 지속시간(t2)은 각각 예를 들어 0.5초가 될 수 있고, 스피치신호의 지속시간은 예를 들어 2초가 될 수 있다. 시작 톤신호는 통상의 단일 가청주파수, 예를 들어 1 ㎑ 신호(이하 이를 '싱글 톤신호'라 한다)로 이루어질 수 있으며, 이외에도 다이얼링 신호로 사용되는 DTMF(Dual Tone Multi Frequency) 신호 중 어느 하나로 구현될 수도 있을 것이다. 그리고 이와 같이 톤신호로 가청주파수를 사용하는 이유는 음량레벨 조정용 오디오오신호가 음성통신을 통해 상대방측 측정장비에 전송되고, 이동통신 단말기에서는 가청주파수 이외의 신호는 필터링하여 제거하기 때문이다.

다음으로 단계 S14에서는 수신받은 오디오신호에 포함된 톤신호가 음량레벨 조정용 오디오신호의 시작 톤신호인지를 판단하는데, 시작 톤신호인 경우에는 단계 S16으로 진행하여 그 다음에 이어지는 스피치신호의 음량레벨을 측정하게 된다. 다음으로 단계 S20에서는 상기 측정된 음량레벨과 기준 음량레벨을 비교하고, 다시 단계 S22에서는 이러한 비교결과에 상응하는 톤신호를 생성하여 상대방측 측정장비에 전송하는데, 비교결과에 상응하는 톤신호로는 현재 음량레벨의 적정함을 나타내는 적정 톤신호, 음량레벨이 미리 정해진 크기를 갖는 1스텝만큼 부족함을 나타내는 부족 톤신호(또는 증가요구 톤신호) 및 음량레벨이 상기 1스텝만큼 과다함을 나타내는 과다 톤신호(또는 감소요구 톤신호) 등으로 이루어질 수 있다.

다음으로 단계 S30에서는 상대방측 측정장비로부터 승인 톤신호가 수신되었는지를 판단하는데, 승인 톤신호가 수신되지 않은 경우에는 단계 S10으로 복귀하는데 이러한 승인 톤신호의 수신에 의해 상대방측 측정장비에 대한 음량레벨의 조정이 완료되었음을 체크하게 된다. 여기에서 승인 톤신호 역시 다른 톤신호와 구별되는 싱클 톤신호로 이루어질 수 있고, 이외에도 다른 톤신호와는 구별되는 DTMF 톤신호로 구현될 수도 있을 것이다. 그리고 상기 적정 톤신호, 부족 톤신호 및 과다 톤신호도 역시 다른 톤신호와는 구별이 가능한 싱클 톤신호 또는 DTMF 신호로 이루어질 수 있다. 한편, 이러한 톤신호는 상기한 음량레벨 조정용 오디오신호와는 달리 톤신호만이 단독으로 존재하여 이루어지며, 예를 들어 0.5초 동안 지속 또는 0.5초의 톤신호와 0.5초의 휴지기를 적어도 1회 이상 반복하는 구조로 이루어질 수 있다.

한편, 단계 S30에서 승인 톤신호가 수신된 경우에는 상대방측 측정장비에 대한 음량레벨 조정이 완료된 경우이므로 자기측 음량레벨의 조정을 상대방측 측정장비에 요청하기 위해 단계 S32로 진행하여 음량레벨 조정용 오디오신호를 전송하게 된다. 그리고 이 단계 S32는 도 4에 도시한 바와 같이 시작 톤신호를 선두에 두고, 상기 휴지기를 가진 상태에서 스피치신호를 재생하여 수행될 수 있다. 다음으로 단계 S34에서는 상대방측 측정장치로부터 임의의 오디오신호가 수신되었는지를 판단한다. 단계 S34에서의 판단 결과, 어떠한 오디오신호도 수신되지 않은 경우에 프로그램은 단계 S34를 반복적으로 수행하고, 수신된 경우에는 단계 S36으로 진행하여 수신된 오디오신호가 적정 톤신호인지를 판단한다.

단계 S36에서의 판단 결과, 수신된 톤신호가 적정 톤신호가 아닌 경우에는 부족 톤신호나 과다 톤신호인 경우에 해당하므로 이에 상응하여 스피치신호의 음량레벨을 현재보다 1스텝만큼 증가 또는 감소시킨 후에 단계 S32로 복귀하는데, 이와 같이 하는 중에 단계 S36에서의 판단 결과 수신된 톤신호가 적정 톤신호인 경우에는 단계 S50으로 진행하여 승인 톤신호를 전송함으로써 프로그램을 종료하게 된다. 그리고 이러한 음량레벨 조정 과정이 종료된 후에 비로소 MOS값 측정이 시작되게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MOS 측정용 음량레벨 조정 방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 도 3에 도시한 참조번호와 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 단계 S24에서는 단계 S16에서 측정된 스피치신호의 음량레벨과 기준 음량레벨의 차이를 산출하고, 이어지는 단계 S26에서는 상기 차이가 0인 경우에는 적정 톤신호를, 상기 차이가 0이 아닌 경우에는 상기 차이를 반영한 조정 톤신호를 생성하여 전송하게 된다. 여기에서 조정 톤신호는 다른 톤신호와 구별이 가능하고 균일한 진폭을 갖는 가청주파수 신호로 이루어지거나 DTMF 톤신호 중의 하나로 구현될 수 있다. 나아가 조정 톤신호는 상기한 과다 톤신호나 부족 톤신호가 될 수 있을 것인바, 이러한 조정 톤신호 뒤에 상기 차이만큼의 스텝값이 부가, 바람직하게는 조정 톤신호 뒤에 소정 시간의 휴지기가 개재된 채로 부가된 구조로 이루어질 수 있을 것이다.

한편, 단계 S36에서의 판단 결과, 수신된 오디오신호가 적정 톤신호가 아닌 경우, 즉 조정 톤신호인 경우에는 상기 조정 톤신호에 이어지는 차이(스텝)값만큼의 음량레벨을 일괄적으로 조정하게 된다.

본 발명의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 MOS 측정장비용 음량레벨 자동조정 방법에 따르면, MOS 측정방법에 의한 통화음질 측정 전에 실제 통화음량의 레벨을 미리 정해진 최적 레벨로 자동 조정함으로써 측정된 MOS값의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다. 나아가, 시험자가 통화 상대방측 측정장비에서 멀리 떨어져 있는 경우에도 원격으로 통화 상대방측 측정장비에서 발생될 실제 통화음량의 레벨을 자동 조정할 수 있는 편리함이 있다.

Claims

음성통신망을 통해 수신되는 스피치신호를 기준이 되는 스피치신호와 비교한 결과에 따라 MOS값을 산출하는 MOS 측정장비의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법에 있어서,

(a) 상대방측 MOS 측정장비로부터 스피치신호를 포함하여 미리 정해진 형식의 오디오신호가 수신된 경우에 상기 스피치신호를 음량레벨을 측정하여 기준 음량레벨과 비교하는 단계;

(b) 상기 비교에 따른 적정, 과다 또는 부족이라는 정보에 대응되어 미리 정해진 고유의 가청주파수 신호를 상대방측 MOS 측정장비에 전송하는 단계 및

(c) 상대방측 MOS 측정장비가 상기 적정, 과다 또는 부족이라는 정보에 대응되어 미리 정해진 고유의 가청주파수 신호를 해독하여 음량레벨을 조정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 MOS 측정장비의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법.
제 1항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 상기 음량레벨의 조정은 미리 정해진 1스텝씩 이루어지는 것을 특징으로 하는 MOS 측정장비의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법.
제 1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 상기 적정, 과다 또는 부족이라는 정보 에 대응되어 미리 정해진 고유의 가청주파수 신호 이외에 과다분 또는 부족분을 나타내는 고유의 가청주파수 신호를 더 전송하고,

상기 단계 (c)에서 상기 음량레벨의 조정은 상기 과다분 또는 부족분에 해당하는 음량레벨을 일괄적으로 조정하도록 된 것을 특징으로 하는 MOS 측정장비의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가청주파수 신호는 균일한 진폭을 갖는 단일 주파수의 신호인 것을 특징으로 하는 MOS 측정장비의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가청주파수 신호는 DTMF 신호인 것을 특징으로 하는 MOS 측정장비의 MOS 측정용 음량레벨 자동조정 방법.