KR100747330B1 - 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기 및 그 반향제거방법 - Google Patents

무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기 및 그 반향제거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기 및 그 반향 제거방법에 관한 것으로서, 마이크 및 스피커를 가지며, 근거리 무선통신 방식으로 수신된 오디오신호를 상기 스피커로 송출하고 상기 마이크로 입력된 오디오신호를 상기 근거리 무선통신방식으로 송신하는 무선헤드셋과 무선 접속하는 단계와; 사용자의 반향 제거기능 설정 선택에 따라, 상기 무선헤드셋의 상기 스피커 출력을 위한 테스트신호를 생성하여 상기 무선헤드셋에 근거리 무선 송신하는 단계와; 상기 스피커를 통한 상기 테스트신호 출력 시 상기 마이크로 입력된 테스트신호를 상기 무선헤드셋으로부터 근거리 무선수신 하는 단계와; 상기 무선헤드셋 측에 송신한 테스트신호와 수신한 테스트신호에 기초하여 상기 무선헤드셋의 스피커에서 마이크로 유입되는 오디오신호의 경로를 예측하는 단계와; 상기 오디오신호 경로에 따라 상기 반향신호를 상쇄하는 반향 제거값을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 통신단말기에 연결되는 다양한 무선헤드셋의 특성에 따라 최적화된 방향신호 경로를 추정하여 반향현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기 및 그 반향 제거방법{COMMUNICATON TERMINAL HAVING A ECHO CANCELLER SETTING FUNCTION FOR WIRELESS HEADSET AND ECHO CANCELLING MTEHOD THEREOF}
도 1은 본 발명에 따른 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기와 무선헤드셋의 제어블록도,
도 2는 도 1의 반향 제거기의 제어구성도,
도 3은 본 발명에 따른 통신단말기의 무선헤드셋의 반향 제거방법의 흐름도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 통신단말기 12 : 제어부
14 : RF모듈 16 : LCD
18 : 키패드 20 : 근거리 통신모듈
22 : 반향 제거기 24 : 오디오처리부
50 : 무선헤드셋 52 : 헤드셋 오디오처리부
54 : 근거리 통신모듈 34 : 감산기
36 : FIR필터
본 발명은 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기 및 그 반향 제거방법에 관한 것이다.
통신단말기의 무선헤드셋은 휴대전화, PDA, 노트북 등과 같이 통신기능을 갖는 단말기와 근거리 무선통신방식으로 음성신호를 송수신하여, 사용자가 통신단말기로부터 이격되어 있는 경우에도 전화통화를 수행할 수 있도록 한다. 무선헤드셋의 근거리 무선통신 방식으로는 블루투스(Bluetooth) 방식이 널리 사용되고 있으며, 휴대 및 사용상의 편의를 위해 소형화된 블루투스 무선헤드셋의 사용이 증가하고 있다.
이렇게, 소형화된 블루투스 무선헤드셋의 경우 스피커와 마이크가 상호 근접하게 위치하여 반향(Echo)현상이 심하게 발생하는 단점이 있다. 반향현상이란 음원소스, 즉 스피커에서 나온 음향신호가 음원싱크인 마이크로 다시 유입되어 지속적으로 증폭됨으로써 노이즈나 울림현상이 발생하는 것으로서, 통화음질을 저하시키는 요인이 된다. 이에, 종래의 통신단말기는 스피커와 마이크 사이의 반향신호의 경로를 추정하고 기대신호에서 잡음과 반향신호에 의한 영향을 제거하는 반향 제거(EchoCanceller)기능을 지원하였다.
한편, 반향현상은 마이크 및 스피커의 위치와 상호 간의 이격간격에 따라 전혀 다른 특성을 나타냄으로, 무선헤드셋의 형상이나 제품 특성에 따라 다양하게 변화할 수 있다. 그런데, 종래의 통신단말기가 지원하는 반향 제거기능은 반향신호 제거를 위해 추정된 반향신호의 경로가 고정적으로 적용되고 있다.
따라서, 종래의 통신단말기는 각기 다른 형상 및 특성을 갖는 무선헤드셋을 연결하는 경우, 반향신호가 충분히 제거되지 아니하여 통화음질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서, 통신단말기에 연결되는 다양한 무선헤드셋의 특성에 따라 최적화된 방향신호 경로를 추정하여 반향현상을 효과적으로 방지할 수 있는 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기 및 그 반향 제거방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 통신단말기의 무선헤드셋 반향 제거방법은, 마이크 및 스피커를 가지며, 근거리 무선통신 방식으로 수신된 오디오신호를 상기 스피커로 송출하고 상기 마이크로 입력된 오디오신호를 상기 근거리 무선통신방식으로 송신하는 무선헤드셋과 무선 접속하는 단계와; 사용자의 반향 제거기능 설정 선택에 따라, 상기 무선헤드셋의 상기 스피커 출력을 위한 테스트신호를 생성하여 상기 무선헤드셋에 근거리 무선 송신하는 단계와; 상기 스피커를 통한 상기 테스트신호 출력 시 상기 마이크로 입력된 테스트신호를 상기 무선헤드셋으로부터 근거리 무선수신 하는 단계와; 상기 무선헤드셋 측에 송신한 테스트신호와 수신한 테스트신호에 기초하여 상기 무선헤드셋의 스피커에서 마이크로 유입되는 오디오신호의 경로를 예측하는 단계와; 상기 오디오신호 경로에 따라 상기 반향신호 를 상쇄하는 반향 제거값을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 사용자의 반향 제거기능 설정 선택에 따라, 상기 무선헤드셋의 상기 스피커 출력을 위한 테스트신호를 생성하여 상기 무선헤드셋에 근거리 무선 송신하는 단계는, 난수발생기(random number generator)를 사용하여 내부 음원에서 가청주파수 대역의 임의의 신호(random signal)를 상기 테스트신호로 생성하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.
그리고, 상기 무선헤드셋 측에 송신한 테스트신호와 수신한 테스트신호에 기초하여 상기 무선헤드셋의 스피커에서 마이크로 유입되는 오디오신호의 경로를 예측하는 단계는, 상기 무선헤드셋 측에 송신한 테스트신호와 수신한 테스트신호에 단일 입력/단일 출력(Single input Single output) LMS(Least Mean Square)알고리즘을 적용하여 오디오 경로를 산출하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 오디오신호 경로에 따라 상기 반향신호를 상쇄하는 반향 제거값을 설정하는 단계는, 상기 반향신호를 상쇄하는 유한 임펄스 리스펀스(Finite Impulse Response, FIR)필터의 필터계수를 설정하는 단계인 것이 가능하다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따르면, 마이크 및 스피커를 가지며, 근거리 무선통신 방식으로 수신된 오디오신호를 상기 스피커로 송출하고 상기 마이크로 입력된 오디오신호를 상기 근거리 무선통신방식으로 송신하는 무선헤드셋과의 접속을 위한 근거리 무선통신모듈과; 반향신호의 제거를 위한 반향 제거기와; 사용자의 반향 제거기능 설정 선택에 따라, 상기 무선헤드셋의 상기 스피커 출력을 위한 테스트신호를 생성하여 상기 무선헤드셋에 근거리 무선 송신하고 상기 스피커 를 통한 상기 테스트신호 출력 시 상기 마이크로 입력된 테스트신호를 상기 무선헤드셋으로부터 근거리 무선수신 하여, 상기 무선헤드셋 측에 송신한 테스트신호와 수신한 테스트신호에 기초하여 상기 무선헤드셋의 스피커에서 마이크로 유입되는 오디오신호의 경로를 예측하고, 상기 오디오신호 경로에 따라 상기 반향신호기의 반향 제거값을 설정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기에 의해서도 달성될 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기 및 그 반향 제거방법에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기(10)와 무선헤드셋의 제어블록도이다.
무선헤드셋(50)은 통신단말기(10)와의 근거리 무선신호 송수신을 위한 근거리 통신모듈(54)과, 근거리 통신모듈(54)로 수신된 오디오신호(OUT)를 스피커(SPK)로 출력하고 마이크(MIC)로 입력된 오디오신호(IN)를 근거리 통신모듈(54)을 통해 통신단말기(10)로 송신되도록 하는 헤드셋 오디오처리부(52)를 포함한다.
통신단말기(10)는 이동통신망을 통해 음성 및 데이터신호를 무선 송수신하는 RF모듈(14)과, 사용자 입출력을 위한 키패드(18) 및 LCD(Liquid Crystal Display)(16)와, RF모듈(14)을 통한 음성통화 기능이나 오디오파일 재생기능 등을 수행함으로 인해 발생하는 출력 오디오신호(OUT) 및 입력 오디오신호(IN)를 처리하는 오디오처리부(24)와, 오디오신호 입출력시 발생하는 반향을 제거하는 반향 제거기(22)와, 무선헤드셋(50) 측과 오디오신호를 근거리 무선 송수신하는 근거리 통신모듈(20)과, 키패드(18)를 통한 사용자의 반향 제거기능 선택에 따라 무선헤드셋(50) 측에 테스트신호를 출력하고 그에 따른 입력 신호를 수신하여 오디오신호 경로를 산출하고 산출된 오디오신호 경로에 기초하여 반향 제거를 위한 반향 제거기(22)의 설정값을 조절하는 제어부(12)를 포함한다.
제어부(12)는 RF모듈(14)을 통해 수신된 음성데이터를 오디오처리부(24)를 통해 가청신호로 변환하여 출력 오디오신호(OUT)를 생성하고 입력 오디오신호(IN)를 처리하여 RF모듈(14)을 통해 송신함으로써, 음성통화기능을 제어한다. 이에, 제어부(12)는 근거리 통신모듈(20)에 무선헤드셋(50)이 연결되어 있는 것으로 판단된 경우, 무선헤드셋(50) 측과 오디오신호를 근거리 송수신하여 출력 오디오신호(OUT)가 무선헤드셋(50)의 스피커(SPK)로 송출되도록 하는 한편, 무선헤드셋(50)의 마이크(MIC)로 입력되는 입력 오디오신호(IN)를 근거리 통신모듈(20)로 수신하여 RF모듈(14)을 통해 통신망으로 송신하거나 통신단말기(10)에 구비된 스피커(미도시)를 통해 송출한다.
여기서, 제어부(12)는 사용자가 무선헤드셋(50)의 반향 제거기능을 소정 메뉴로 제공하여, 사용자가 해당 기능을 선택하여 각 무선헤드셋(50)에 대해 최적의 반향 제거값을 설정할 수 있도록 한다.
사용자가 키패드(18)를 통해 무선헤드셋(50)의 반향 제거기능 메뉴를 선택하면 제어부(12)는 소정 테스트신호를 무선헤드셋(50)의 스피커(SPK)를 통해 송출하고 무선헤드셋(50)의 마이크(MIC)로 입력된 테스트신호를 무선헤드셋(50)으로부터 수신하여 최초 테스트신호 및 입력 테스트신호를 비교함으로써 해당 무선헤드셋(50)의 오디오경로를 산출한다. 제어부(12)는 산출된 오디오경로에 기초하여 반향신호를 제거하기 위한 반향 제거 설정값을 설정한다.
도 2는 도 1의 반향 제거기의 제어구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 반향 제거기는 통과 대역에서 선형위상 특성을 만족하며 임펄스 응답의 수령이 유한한, 유한 임펄스 리스펀스(Finite Impulse Response, 이하, FIR이라 함)필터(36)를 사용한다. 이러한 FIR필터(36)는 왜곡된 오디오신호의 보정을 위해 사용될 수 있으며, 소프트웨어적으로 구현되어 오디오신호의 보정을 위한 필터 계수를 조정할 수 있다.
FIR필터(36)는 기준신호로서 입력되는 원단화자 신호 x(k)와 오차신호 e(k)를 이용하여 지속적으로 반향 발생 경로의 임펄스 응답을 추정한다. 여기서 k는 시간 인덱스를 의미하며, 그 단위는 필터링 탭수에 따라 정해진다. 또한, 반향 발생 경로라 함은 무선헤드셋(50)의 스피커(SPK)로부터 마이크(MIC)로의 경로를 의미한다. 이때, 추정에 사용되는 적응 알고리즘으로는 최소자승평균(Least Mean Square: LMS), 정규화 최소자승평균(NormalizedLMS: NLMS) 등이 사용된다.
FIR필터(36)는 상기 추정된 임펄스 응답을 이용하여 추정 반향 신호 y'(k)를 발생시켜 감산기(34)에 전달한다. 그러면 감산기(34)는 반향을 포함하고 있는 기대 신호 d(k)에서 상기 추정 반향 신호 y'(k)를 차감함으로써 반향이 제거된 오차신호e(k)를 발생시킨다.
이러한 구성에 따라, 본 발명의 통신단말기(10)는 소정 필터링 탭스를 갖는 FIR필터(36)를 구비하고, 연결되는 무선헤드셋(50)이 변경될 때마다 테스트신호를 통해 해당 무선헤드셋(50)의 오디오경로를 산출하여 필터 계수를 조정함으로써, 각기 다른 특성의 무선헤드셋(50)을 연결할 때마다 해당 무선헤드셋(50)의 오디오경로에 상응하는 최적의 반향 제거 기능을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 통신단말기의 무선헤드셋의 반향 제거방법의 흐름도이다.
사용자는 먼저, 사용하고자 하는 무선헤드셋(50)의 통신단말기(10)의 근거리 통신모듈(20)에 연결하고(S10), 통신단말기(10) 상에서 반향 제거기능 메뉴를 선택한다(S12). 여기서, 무선헤드셋(50)은 실재 사용상태와 유사한 상태로 유지하고 주변환경이 조용한 곳에서 수행하는 것이 정확한 설정값을 산출하는 데에 유효하다.
반향 제거기능 메뉴가 선택되면, 제어부(12)는 100Hz~4000Hz대역의 테스트신호를 생성하여 근거리 통신모듈(20)을 통해 무선헤드셋(50)에 제공한다(S14). 이에, 무선헤드셋(50)의 헤드셋 오디오처리부(52)는 근거리 통신모듈(52)로 수신된 테스트신호를 스피커(SPK)로 송출하는 한편, 이에 따라 마이크(MIC)로 감지된 테스트신호를 근거리 통신모듈(52)을 통해 통신단말기(10) 측에 송신한다.
통신단말기(10)의 제어부(12)는 무선헤드셋(50)으로부터 마이크(MIC)로 감지된 테스트신호를 근거리 통신모듈(20)을 통해 입력받아 저장한다(S16).
통신단말기(10)의 제어부(12)는 무선헤드셋(50)에 제공하였던 테스트신호와 S16단계에서 수신한 마이크(MIC)로 감지된 테스트신호를 상호 비교하여 오디오 경로를 산출한다(S18). 여기서, 제어부(12)는 테스트신호와 마이크(MIC)로 감지된 테스트신호에 단일 입력/단일 출력(Single input Single output) LMS(Least Mean Square)알고리즘을 적용하여 오디오 경로를 산출하며, "오디오 경로산출 완료" 메시지 등을 LCD(16)에 표시함으로써 오디오 경로 산출이 완료되었음을 사용자에게 보고할 수 있다.
제어부(12)는 산출된 오디오 경로에 따라 반향 제거를 위한 적절한 필터계수를 설정함으로써 무선헤드셋(50)의 스피커(SPK) 및 마이크(MIC)로 입출력되는 오디오신호의 반향을 제거할 수 있다(S20).
한편, 이러한 반향 제거기능은 사용자가 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 반향 제거기능의 온/오프 메뉴를 구비하는 것이 가능하며, 이에, 반향 제거기능이 온 상태일 경우 상술한 과정을 통해 설정된 반향 제거기능이 실행되며, 오프상태일 경우에는 반향 제거를 하지 아니하거나 디폴트로 설정된 반향 제거기능을 이용하는 것이 가능하다.
그리고, 반향 제거기능 설정을 위해 사용되는 테스트 신호는 내부의 난수발생기(random number generator)를 사용하여 내부 음원에서 가청주파수 대역의 100Hz~4000Hz의 임의의 신호(random signal)를 세추레이션(saturation)이 발생하지 않는 범위에서 10초 분량 정도 방생시켜 사용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 무선헤드셋 연결 시 직접 오디오 경로를 산출하고 그에 해당하는 반향 제거값을 설정하도록 함으로써, 각기 다른 특성의 무선헤드셋을 접속시키는 경우에도 해당 무선헤드셋의 오디오 경로에 부합되는 반향 제거 값 즉, FIR 필터 계수를 설정할 수 있도록 한다. 또한, 이러한 일련의 과정은 별도의 하드웨어를 추가하지 아니하고도 소프트웨어적으로 구현이 가능하다.
이상, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것에 한정되지 아니하고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기 및 그 반향 제거방법은, 무선헤드셋 연결 시 직접 오디오 경로를 산출하고 그에 해당하는 반향 제거값을 설정하도록 함으로써, 각기 다른 특성의 무선헤드셋을 접속시키는 경우에도 해당 무선헤드셋의 오디오 경로에 부합되는 반향 제거 값 즉, FIR 필터 계수를 설정할 수 있도록 하도록 하고 있다.
이에 따라, 통신단말기에 연결되는 다양한 무선헤드셋의 특성에 따라 최적 화된 방향신호 경로를 추정하여 반향현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 마이크 및 스피커를 가지며, 근거리 무선통신 방식으로 수신된 오디오신호를 상기 스피커로 송출하고 상기 마이크로 입력된 오디오신호를 상기 근거리 무선통신방식으로 송신하는 무선헤드셋과 무선 접속하는 단계와;
    사용자의 반향 제거기능 설정 선택에 따라, 상기 무선헤드셋의 상기 스피커 출력을 위한 테스트신호를 생성하여 상기 무선헤드셋에 근거리 무선 송신하는 단계와;
    상기 스피커를 통한 상기 테스트신호 출력 시 상기 마이크로 입력된 테스트신호를 상기 무선헤드셋으로부터 근거리 무선수신 하는 단계와;
    상기 무선헤드셋 측에 송신한 테스트신호와 수신한 테스트신호에 기초하여 상기 무선헤드셋의 스피커에서 마이크로 유입되는 오디오신호의 경로를 예측하는 단계와;
    상기 오디오신호 경로에 따라 상기 반향신호를 상쇄하는 반향 제거값을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신단말기의 반향 제거방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자의 반향 제거기능 설정 선택에 따라, 상기 무선헤드셋의 상기 스피커 출력을 위한 테스트신호를 생성하여 상기 무선헤드셋에 근거리 무선 송신하는 단계는,
    난수발생기(random number generator)를 사용하여 내부 음원에서 가청주파수 대역의 임의의 신호(random signal)를 상기 테스트신호로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신단말기의 반향 제거방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선헤드셋 측에 송신한 테스트신호와 수신한 테스트신호에 기초하여 상기 무선헤드셋의 스피커에서 마이크로 유입되는 오디오신호의 경로를 예측하는 단계는,
    상기 무선헤드셋 측에 송신한 테스트신호와 수신한 테스트신호에 단일 입력/단일 출력(Single input Single output) LMS(Least Mean Square)알고리즘을 적용하여 오디오 경로를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신단말기의 반향 제거방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오디오신호 경로에 따라 상기 반향신호를 상쇄하는 반향 제거값을 설정하는 단계는,
    상기 반향신호를 상쇄하는 유한 임펄스 리스펀스(Finite Impulse Response, FIR)필터의 필터계수를 설정하는 단계인 것을 특징으로 하는 통신단말기의 반향 제거방법.
  5. 마이크 및 스피커를 가지며, 근거리 무선통신 방식으로 수신된 오디오신호를 상기 스피커로 송출하고 상기 마이크로 입력된 오디오신호를 상기 근거리 무선통신방식으로 송신하는 무선헤드셋과의 접속을 위한 근거리 무선통신모듈과;
    반향신호의 제거를 위한 반향 제거기와;
    사용자의 반향 제거기능 설정 선택에 따라, 상기 무선헤드셋의 상기 스피커 출력을 위한 테스트신호를 생성하여 상기 무선헤드셋에 근거리 무선 송신하고 상기 스피커를 통한 상기 테스트신호 출력 시 상기 마이크로 입력된 테스트신호를 상기 무선헤드셋으로부터 근거리 무선수신 하여, 상기 무선헤드셋 측에 송신한 테스트신호와 수신한 테스트신호에 기초하여 상기 무선헤드셋의 스피커에서 마이크로 유입되는 오디오신호의 경로를 예측하고, 상기 오디오신호 경로에 따라 상기 반향신호기의 반향 제거값을 설정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기.
KR1020060086626A 2006-09-08 2006-09-08 무선헤드셋의 반향 제거기능을 갖는 통신단말기 및 그 반향제거방법 KR100747330B1 (ko)

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