KR100793488B1 - Voice adjustment method for hands free telecomunication system - Google Patents

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KR100793488B1 KR1020060110002A KR20060110002A KR100793488B1 KR 100793488 B1 KR100793488 B1 KR 100793488B1 KR 1020060110002 A KR1020060110002 A KR 1020060110002A KR 20060110002 A KR20060110002 A KR 20060110002A KR 100793488 B1 KR100793488 B1 KR 100793488B1
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김우성
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Abstract

A voice adjustment method for a hands free telecommunication system is provided to obtain optimum telecommunication quality by reducing frequency distortion through the adjustment of a time constant value and a parameter value. A voice adjustment method for a hands free telecommunication system includes the steps of: measuring the time delay between an input signal of a microphone and a transmission signal of a hands free unit; extracting and analyzing the sub-band frequency for the input signal of the microphone and the transmission signal of the hands free unit; analyzing the power spectrum density of the sub-band frequency for the input signal of the microphone and the transmission signal of the hands free unit by considering the vocal and auditory characteristics of human beings; calculating frequency distortion from the analyzed power spectrum density of the sub-band frequency; and optimizing the quality of voice telecommunication by tuning the quality of sound to reduce the distortion.

Description

핸즈프리의 음성 통화 음질 조정 방법{voice adjustment method for hands free telecomunication system}Voice-free method for hands free telecomunication system

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 핸즈프리의 음성통화 음질 평가방법을 보인 흐름도.1 is a flow chart showing a hands-free voice call sound quality evaluation method according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예로 핸드프리의 음성통화 음질 평가를 위한 시스템 구성도.Figure 2 is a system configuration for evaluating the voice quality of the hand-free voice call in an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예로 음질 평가 전에 왜곡도가 측정된 마이크로폰 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호에 대한 파형도.3 is a waveform diagram of a microphone input signal and a transmission signal of a hands free unit in which distortion is measured before sound quality evaluation according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예로 음질 평가 후에 왜곡도 조정이 이루어진 마이크로폰 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호에 대한 파형도.4 is a waveform diagram of a microphone input signal and a hands-free unit transmission signal in which distortion is adjusted after sound quality evaluation according to an embodiment of the present invention;

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings

10; 마이크로폰 20; 스피커10; Microphone 20; speaker

30; 핸드폰 40; 핸즈프리 유니트30; Cell phone 40; Hands free unit

41,42,43; 필터 44; 디지털신호 처리부41,42,43; Filter 44; Digital signal processor

50; 감지부 70; 컴퓨터 단말기50; A detector 70; Computer terminal

본 발명은 핸즈프리의 음성 통화 음질을 평가하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음성이 많이 모여 있고 사람 귀에 민감한 주파수 대역을 서브밴드(sub-band)로 분할한 후 왜곡도가 낮아지도록 음성통화의 음질을 튜닝하여, 핸즈프리에 의한 최적의 통화 음질을 얻을 수 있도록 하는 핸즈프리의 음성 통화 음질평가방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating the sound quality of a hands-free voice call. More particularly, the present invention relates to a method for evaluating a voice call so as to reduce distortion after dividing a frequency band sensitive to a human ear into sub-bands. The present invention relates to a hands-free voice call quality evaluation method for tuning sound quality so as to obtain an optimal call quality by hands-free.

현재의 핸즈프리 음성 통화 음질 평가 방법은 주로 감성적인 평가로 이루어져 정량적인 결과를 얻지 못하고 있다.The current hands-free voice call quality evaluation method is mainly composed of emotional evaluation, and thus quantitative results are not obtained.

즉, 평가자 기준에 따라 음질 평가 기준이 다를 수 있어 객관적인 평가를 얻기 힘들며, 정확하게 어느 주파수에서 왜곡이 많이 발생하는지 잘 몰라 핸즈프리 내부 소자값을 바꿔가며 튜닝하는데 그치고 있고, 이런 점으로 인해 핸즈프리의 음질 평가에 많이 시간이 소요되는 단점이 있다.That is, it is difficult to obtain an objective evaluation because the sound quality evaluation criteria may be different according to the evaluator's criterion. The disadvantage is that it takes a lot of time.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 음성이 많이 모여 있고 사람 귀에 민감한 주파수 대역을 서브밴드(sub-band)로 분할한 후 음질 튜닝을 통해 주파수 왜곡을 파악하고, 그 파악된 주파수 왜곡부분을 핸즈프리의 내부 시정수값 및 파라미터 값을 조정하여 낮춰줌으로써, 핸즈프 리에 의한 최적의 통화 음질을 얻을 수 있도록 하는 핸즈프리의 음성 통화 음질 평가방법을 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and the frequency bands are identified through sound quality tuning after dividing a frequency band into sub-bands where voices are gathered and sensitive to human ears. The purpose of the present invention is to provide a hands-free voice call quality evaluation method that can obtain the best call quality by hands-free by lowering the identified frequency distortion by adjusting hands-free internal time constant and parameter value. .

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 핸즈프리의 음성통화 음질 평가방법을 보인 흐름도로 그 진행단계는, 마이크로폰의 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호(Tx) 사이에 대한 시간 지연을 측정하는 제 1 단계; 상기 마이크로폰의 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호(Tx)에 대한 서브밴드 주파수[M(k)][T(k)]를 추출하여 분석하는 제 2 단계; 인간 발성 및 청각 특성을 고려하여 상기 마이크로폰의 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호(Tx)에 대한 서브밴드 주파수[M(k)][T(k)]의 파워 스펙트럼 밀도(PSD; Power Spectrum Density)(dB)를 분석하는 제 3 단계; 상기 분석된 마이크로폰 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호(Tx)에 대한 서브밴드 주파수[M(k)][T(k)]의 파워 스펙트럼 밀도(PSD; Power Spectrum Density)(dB)로부터 주파수 왜곡도를 산출하여 음질을 평가하는 제 4 단계; 및, 상기 왜곡도가 낮아지도록 음질을 튜닝하여 음성 통화의 음질을 조정하는 제 5 단계; 로 진행되는 것을 특징으로 한다.1 is a flowchart illustrating a method of evaluating hands-free voice call sound quality according to an exemplary embodiment of the present invention, in which the first step is to measure a time delay between an input signal of a microphone and a transmission signal Tx of a hands-free unit. ; A second step of extracting and analyzing subband frequencies [M (k)] [T (k)] for the input signal of the microphone and the transmission signal Tx of the hands-free unit; Power Spectrum Density (PSD) of subband frequencies [M (k)] [T (k)] with respect to the input signal of the microphone and the transmission signal Tx of the hands-free unit in consideration of human speech and hearing characteristics a third step of analyzing (dB); Frequency distortion degree from power spectral density (PSD) of subband frequencies [M (k)] [T (k)] for the analyzed microphone input signal and the transmission signal Tx of the hands free unit Calculating a sound quality by calculating a fourth step; And adjusting a sound quality of the voice call by tuning sound quality so that the distortion degree is lowered. It characterized in that proceeds to.

즉, 본 발명의 일실시예는 도 2에서와 같이, 마이크로폰(10), 스피커(20), 핸드폰(30)이 연결되고, 입력측과 송수신측의 필터부(41)(42)(43) 및 디지털신호처 리부(DSP)(44)를 포함하는 핸즈프리 유니트(40)에, 감지부(NI DAQ)(50)와 ICP마이크로폰(60) 및, 음질 측정 프로그램이 탑재된 컴퓨터 단말기(70)를 연결 구성하여, 상기 핸즈프리 유니트(40)에 의해 이루어지는 음성통화의 음질을 정량 평가하여 조정하는 것으로, 이를 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.That is, in one embodiment of the present invention, as shown in Figure 2, the microphone 10, the speaker 20, the mobile phone 30 is connected, the filter unit 41, 42, 43 and the input side of the transmission and reception side and A hands-free unit 40 including a digital signal processor (DSP) 44 is connected to a detector (NI DAQ) 50, an ICP microphone 60, and a computer terminal 70 equipped with a sound quality measurement program. By configuring, by quantitatively assessing and adjusting the sound quality of the voice call made by the hands-free unit 40, this will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 4.

먼저, 마이크로폰(10)이 연결되는 핸즈프리 유니트(40)에 감지부(NI DAQ)(50)를 연결하는 한편, 상기 감지부(NI DAQ)(50)에 ICP마이크로폰(60)과 컴퓨터 단말기(70)를 연결 구성한 상태에서, 상기 핸즈프리 유니트(40)를 통해 음성통화를 실시한다.First, the sensing unit (NI DAQ) 50 is connected to the hands-free unit 40 to which the microphone 10 is connected, while the ICP microphone 60 and the computer terminal 70 are connected to the sensing unit (NI DAQ) 50. ), The voice call is performed through the hands-free unit 40.

그러면, 상기 마이크로폰(10)의 입력신호와 핸즈프리 유니트(40)의 송신측 필터(42)를 통해 송신되는 신호(Tx)는 상기 감지부(50)를 통해 음질 측정 프로그램이 탑재된 컴퓨터 단말기(70)로 입력되는 바,Then, the input signal of the microphone 10 and the signal Tx transmitted through the transmission filter 42 of the hands-free unit 40 are transmitted to the computer terminal 70 equipped with a sound quality measurement program through the detection unit 50. ),

상기 컴퓨터 단말기(70)의 음질 측정 프로그램은 상기 마이크로폰(10)의 입력신호와 핸즈프리 유니트(40)의 송신신호(Tx)간의 시간 지연을 측정하게 된다.The sound quality measurement program of the computer terminal 70 measures the time delay between the input signal of the microphone 10 and the transmission signal Tx of the hands free unit 40.

즉, 상기 음질 특정 프로그램은 트리거(Trigger) 방식을 사용하여 마이크로폰(10)의 입력신호와 핸즈프리 유니트(40)의 송신측 필터(42)를 거치는 송신신호(Tx) 사이의 샘플링 개수(S1)를 감지부(50)를 통해 획득하는 한편, 상기 획득된 샘플링 개수(S1)와 핸즈프리 유니트(40)의 샘플링 개수(S2)를 아래의 수학식1과 같이 연산하여 얻고자 하는 지연시간(Time Delay[ms])을 산출한다.That is, the sound quality specifying program uses a trigger method to determine the sampling number S1 between the input signal of the microphone 10 and the transmission signal Tx passing through the transmission-side filter 42 of the hands-free unit 40. While obtaining through the sensing unit 50, a delay time (Time Delay [] to be obtained by calculating the obtained sampling number S1 and the sampling number S2 of the hands free unit 40 as shown in Equation 1 below. ms]).

Figure 112006081783883-pat00001
Figure 112006081783883-pat00001

다음으로, 상기 컴퓨터 단말기(70)의 음질 측정 프로그램은 20∼40KHz의 음성신호를 추출한 후 이에 대한 FFT(Fast Fourier Transform)을 분석하여, 상기 마이크로폰(10)의 입력신호와 핸즈프리 유니트(40)의 송신신호(Tx)에 대한 서브밴드 주파수[M(k)][T(k)]를 분석한다.Next, the sound quality measurement program of the computer terminal 70 extracts a voice signal of 20 to 40 KHz, analyzes a fast fourier transform (FFT) thereto, and inputs the input signal of the microphone 10 and the hands free unit 40. The subband frequencies M (k) and [T (k)] for the transmission signal Tx are analyzed.

즉, 상기 마이크로폰(10)의 입력신호에 대한 서브밴드 주파수[M(k)]는 아래의 수학식2를 통해 분석하고, 상기 핸즈프리 유니트(40)의 송신신호(Tx)에 대한 서브밴드 주파수[T(k)]는 아래의 수학식3을 통해 분석한다.That is, the subband frequency M (k) for the input signal of the microphone 10 is analyzed through Equation 2 below, and the subband frequency [Tx] for the transmission signal Tx of the hands free unit 40 is analyzed. T (k)] is analyzed through Equation 3 below.

Figure 112006081783883-pat00002
Figure 112006081783883-pat00002

Figure 112006081783883-pat00003
Figure 112006081783883-pat00003

여기서, 상기 k=0,1,2,…,N-1 이고, Where k = 0,1,2,... , N-1,

Figure 112006081783883-pat00004
Figure 112006081783883-pat00004

다음으로, 상기 컴퓨터 단말기(70)의 음질 측정 프로그램은 인간 발성 및 청 각 특성을 고려하여 상기 마이크로폰(10)의 입력신호와 핸즈프리 유니트(40)의 송신신호(Tx)에 대한 서브밴드 주파수[M(k)][T(k)]의 파워 스펙트럼 밀도(PSD; Power Spectrum Density)(dB)를 분석하게 되는데, 상기 마이크로폰(10)의 입력신호에 대한 서브밴드 주파수[M(k)]의 파워 스펙트럼 밀도(dB)는 아래의 수식학4에 의해 이루어지고, 상기 핸즈프리 유니트(40)의 송신신호(Tx)에 대한 서브밴드 주파수[T(k)]의 파워 스펙트럼 밀도(dB)는 아래의 수학식5에 의해 이루어진다.Subsequently, the sound quality measurement program of the computer terminal 70 includes the subband frequency [M] for the input signal of the microphone 10 and the transmission signal Tx of the hands free unit 40 in consideration of human speech and auditory characteristics. Power Spectrum Density (dB) of (k)] [T (k)] is analyzed, and the power of subband frequency [M (k)] for the input signal of the microphone 10 is analyzed. The spectral density (dB) is obtained by Equation 4 below, and the power spectral density (dB) of the subband frequency T (k) for the transmission signal Tx of the hands-free unit 40 is expressed by the following equation. Equation 5

Figure 112006081783883-pat00005
Figure 112006081783883-pat00005

Figure 112006081783883-pat00006
Figure 112006081783883-pat00006

다음으로, 상기 컴퓨터 단말기(70)의 음질 측정 프로그램은 상기 분석된 마이크로폰(10)의 입력신호와 핸즈프리 유니트(40)의 송신신호(Tx)에 대한 서브밴드 주파수[M(k)][T(k)]의 파워 스펙트럼 밀도(dB)로부터 주파수 왜곡도를 산출하게 되는데, 상기 주파수 왜곡도는 "마이크로폰의 입력신호에 대한 서브밴드 주파수의 파워 스펙트럼 밀도(dB)-핸즈프리 유니트(40)의 송신신호(Tx)에 대한 서브밴드 주파수의 파워 스펙트럼 밀도(dB)의 절대값에 의해 산출한다.Next, the sound quality measurement program of the computer terminal 70 includes the subband frequencies M (k)] [T () for the input signal of the microphone 10 and the transmission signal Tx of the hands-free unit 40. k)] from the power spectral density (dB) to calculate the frequency distortion, which is " power spectral density (dB) of the subband frequency relative to the input signal of the microphone. It calculates by the absolute value of the power spectral density (dB) of the subband frequency with respect to (Tx).

그러면, 상기 컴퓨터 단말기(70)의 음질 측정 프로그램은 산출된 왜곡도를 아래의 표1에 표시된 바와같이 서브밴드 주파수별로 설정된 왜곡도와 비교함으로써, 상기 설정된 왜곡도에 맞춰 음질을 튜닝하여 음성 통화의 음질을 최적화시키게 되는 것이다.Then, the sound quality measurement program of the computer terminal 70 compares the calculated distortion degree with the distortion level set for each subband frequency as shown in Table 1 below, and tunes the sound quality according to the set distortion degree to sound quality of the voice call. Will be optimized.

서브 밴드 주파수Subband frequency 왜곡도 Distortion 20∼200 Hz  20 to 200 Hz 20dB  20 dB 200∼500 Hz  200 to 500 Hz 4 dB  4 dB 500∼1500Hz(100Hz증가)500 to 1500 Hz (100 Hz increase) 4 dB  4 dB 1500∼2000 Hz  1500 to 2000 Hz 4 dB  4 dB 2000∼2500 Hz  2000 to 2500 Hz 4 dB  4 dB 2500∼3000 Hz  2500 to 3000 Hz 5 dB  5 dB 3000∼3500 Hz  3000 to 3500 Hz 5 dB  5 dB 3500∼4000 Hz  3500 to 4000 Hz 5 dB  5 dB

즉, 상기 컴퓨터 단말기(70)의 음질 측정 프로그램은 핸즈프리 유니트(40)내의 필터(41)(42)(43)와 디지털신호처리부(44)에 대한 시정수값과 파라미터값을 조정하여, 상기 왜곡도를 낮추는 튜닝을 실시함으로써 도 3의 음질 정량 평가전의 상태를 도 4의 음질 정량 평가후의 상태로 음성통화의 음질을 정량화시킬 수 있게 되는 것이다.That is, the sound quality measurement program of the computer terminal 70 adjusts the time constant value and the parameter value for the filters 41, 42, 43 and the digital signal processor 44 in the hands-free unit 40, and thus the distortion degree. By tuning to lower the sound quality of the voice call can be quantified in the state before the sound quality quantitative evaluation of FIG.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 음성이 많이 모여 있고 사람 귀에 민감한 주파수 대역을 서브밴드(sub-band)로 분할한 후 음질 튜닝을 통해 주파수 왜곡을 파악하고, 그 파악된 주파수 왜곡부분을 핸즈프리의 내부 시정수값 및 파라미터 값을 조정하여 낮추는 것으로, 이를 통해 핸즈프리에 의한 최적의 통화 음질을 얻게 되는 효과를 창출할 수 있는 것이다.As described above, the present invention divides a frequency band sensitive to human ears into sub-bands, and then grasps the frequency distortion through sound quality tuning, and analyzes the frequency distortion portion in the hands-free interior. By adjusting the time constant value and the parameter value and lowering it, it is possible to create the effect of obtaining the optimal voice quality by hands-free.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

Claims (4)

마이크로폰의 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호 사이에 대한 시간 지연을 측정하는 제 1 단계;A first step of measuring a time delay between the input signal of the microphone and the transmission signal of the hands free unit; 상기 마이크로폰의 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호에 대한 서브밴드 주파수를 추출하여 분석하는 제 2 단계;Extracting and analyzing subband frequencies of an input signal of the microphone and a transmission signal of a hands-free unit; 인간 발성 및 청각 특성을 고려하여 상기 마이크로폰의 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호에 대한 서브밴드 주파수의 파워 스펙트럼 밀도를 분석하는 제 3 단계;A third step of analyzing the power spectral density of the subband frequencies of the input signal of the microphone and the transmission signal of the hands-free unit in consideration of human speech and auditory characteristics; 상기 분석된 마이크로폰 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호에 대한 서브밴드 주파수의 파워 스펙트럼 밀도로부터 주파수 왜곡도를 산출하는 제 4 단계; 및,A fourth step of calculating a frequency distortion degree from the power spectral density of the subband frequencies for the analyzed microphone input signal and the hands-free unit transmission signal; And, 상기 왜곡도가 낮아지도록 음질을 튜닝하여 음성 통화의 음질을 최적화시키는 제 5 단계; 로 진행되는 것을 특징으로 하는 핸즈프리의 음성 통화 음질 평가방법.A fifth step of optimizing sound quality of a voice call by tuning sound quality so that the distortion degree is lowered; Hands-free voice call quality evaluation method characterized in that proceeds to. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는,The method of claim 1, wherein the first step, 트리거 방식을 사용하여 마이크로폰의 입력신호와 핸즈프리 유니트의 송신신호 사이의 샘플링 개수(S1)를 획득하는 단계; 및,Acquiring a sampling number S1 between an input signal of the microphone and a transmission signal of the hands-free unit using a trigger method; And, 상기 획득된 샘플링 개수(S1)와 핸즈프리 샘플링 개수(S2)를,The obtained sampling number (S1) and hands-free sampling number (S2),
Figure 112006081783883-pat00007
로 연산하여
Figure 112006081783883-pat00007
By 지연시간(Time Delay[ms])을 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸즈프리의 음성 통화 음질 평가방법.Calculating a delay time (Time Delay [ms]); Hands-free voice call quality evaluation method comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 파워 스펙트럼 밀도에 의한 왜곡도는,The distortion degree of the power spectral density according to claim 1, 마이크신호 서브밴드의 파워 스펙트럼 밀도(dB)-Tx신호 서브밴드의 파워 스펙트럼 밀도(dB)의 절대값에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 핸즈프리의 음성통화 음질 평가방법.A hands-free voice call quality evaluation method, characterized in that it is calculated by the absolute value of the power spectral density (dB) of the microphone signal subband-the power spectral density (dB) of the Tx signal subband. 제 3 항에 있어서, 상기 왜곡도는 핸즈프리내의 필터 및 DSP에 대한 시정수값과 파라미터값을 조정하여 튜닝하여 음질을 정량화하는 것을 특징으로 하는 핸즈프리의 음성통화 음질 평가방법.4. The method of claim 3, wherein the distortion degree is tuned by adjusting time constants and parameter values of a filter and a DSP in the handsfree to quantify the sound quality.
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