KR100941564B1

KR100941564B1 - 오디오 신호를 갖는 디지털 메시지 통신 방법

Info

Publication number: KR100941564B1
Application number: KR1020080013605A
Authority: KR
Inventors: 아크샤이 아드히카리; 사친 가르그; 안주르 순다레산 크리쉬나쿠마르; 나브조트 싱
Original assignee: 아바야 인코포레이티드
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2010-02-10
Also published as: EP1959432A1; JP4870103B2; CA2619796A1; CN101262418A; JP2008197660A; US8054969B2; KR20080076812A; US20080198045A1; CN101262418B; CA2619796C

Abstract

본 발명은 오디오 또는 비디오와 같은 대응 미디어 정보 신호와 함께 디지털 메시지를 전송할 수 있는 방법에 관한 것이다. 음성 신호와 같은, 사용자로부터의 정보 신호를 처리하는 원격 통신 장치는 모델 기반의 압축 코더를 사용하여 정보 신호를 인코딩한다. 그러한 하나의 장치로 원격 통신 엔드포인트가 있다. 그 다음에, 각각의 인코딩된 비트의 지각 중요도(perceptual significance) 또는 그 신호의 일부 다른 의미적인 특징(meaningful characteristic)에 따라, 엔드포인트의 프로세서는 (i) 어느 인코딩된 비트들이 겹쳐쓰기될 수 있는 지를 판정하고, (ii) 디지털 메시지 비트를 겹쳐쓰기된 비트들 대신에 인코딩된 신호에 걸쳐 산재시킨다. 그 다음에 엔드포인트는 산재된 디지털 메시지 비트를 인코딩된 정보 신호의 부분으로서 전송한다. 이런 방식으로, 어떠한 부가적인 비트도 전송될 패킷에 추가되지 않으며, 따라서 기존의 프로토콜 및 방화벽과의 양립성 문제가 해결된다.

Description

오디오 신호를 갖는 디지털 메시지 통신 방법{TRANSMISSION OF A DIGITAL MESSAGE INTERSPERSED THROUGHOUT A COMPRESSED INFORMATION SIGNAL}

본 발명은 일반적으로 원격 통신(telecommunication)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 정보 신호와 함께 디지털 메시지를 전송하는 것에 관한 것이다.

최근의 원격 통신 시스템은 인터넷과 같은 하나 이상의 패킷 기반의 네트워크를 통해 오디오 또는 비디오와 같은 미디어 정보 신호를 전달하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, VoIP(Voice over Internet Protocol)에서는 전달될 음성 대화로부터 음성 신호가 디지털화되고 다시 데이터 패킷으로 변환되어, 네트워크를 통해 전송된다. VoIP에 기초하는 원격 통신 네트워크는 네트워크에 액세스할 수 있는 원격 통신 엔드포인트들 사이에서 음성 대화를 전송할 수 있다.

각각의 원격 통신 엔드포인트는, 음성 통신이 가능한 지의 여부에 관계없이, 다른 장치와 정보를 교환할 수 있는 패킷 기반의 장치이므로, 이 엔드포인트는 개인용 컴퓨터가 인터넷에 퍼져있는 다른 컴퓨터와 정보를 교환할 수 있는 것과 유사한 방식으로 정보를 교환한다. 결국, 엔드포인트는 개인용 컴퓨터에서와 마찬가지 로 DoS(Denial-of-Service) 공격과 같은, 많은 동일 또는 유사한 패킷 공격에 취약하다. 실제로, 엔드포인트에 의해 사용된 네트워크에 상호접속되는 수많은 네트워크 중 어느 한 네트워크 내의 엔드포인트에서 발생할 수 있는 많은 잠재적인 패킷 공격 소스가 있다.

패킷 공격에 견디는 엔드포인트의 능력을 향상시키기 위해, 몇몇 유형의 인증이 필요하다. 인증은 엔드포인트로 하여금 도착 패킷들 중 어느 것이 적법한 것인 지와 어느 것이 폐기되어야 하는 지를 결정할 수 있게 한다. SRTP(Secure Real-time Transport Protocol)라고 하는 표준 프로토콜은 하나의 인증 방법을 수행하는 절차를 기술하고 있다. 그러나, 이 프로토콜에는 단점이 있다. 패킷을 인증하기 위해서는, 패킷의 헤더와 페이로드에 대한 메시지 다이제스트를 계산할 필요가 있다. 이 계산은 엔드포인트에서 상당한 양의 처리를 요구하므로 엔드포인트의 프로세서에 부담을 줄 수 있다.

보다 적은 처리 자원을 요구하면서 각 패킷을 인증하는 보다 단순한 방안이 이용가능하다. 그러나, SRTP에 의해 지정된 제약 및 네트워크 내의 방화벽 동작 때문에, 통상은 보다 간단한 방안에 의해 요구되는 부가적인 정보를 추가하는 것이 가능하지 않다. 또한, 인증과 관련없는 다른 애플리케이션은 특정 기능(feature)에 대한 부가적인 제어 정보를 운반하는 비트와 같은, 추가적인 정보의 전송을 요구할 수 있다. 문제는, 기존의 메시지들에서 사용되지 않은 비트 위치들이 흔히 존재하지 않아 추가 정보를 전달하기 위한 추가 비트들이 흔히 전송될 수 없다는 것이다.

따라서, 종래기술에서의 몇몇 문제점 없이, 인증 또는 다른 목적과 관련된 추가 정보를 포함하는 디지털 메시지를 전송하기 위해, 패킷 스트림 내의 각 패킷에 추가 비트 위치들을 확보하는 기술이 필요하다.

본 발명은 오디오 또는 비디오와 같은 대응하는 미디어 정보 신호와 함께 디지털 메시지의 전송을 가능하게 한다. 특히, 스피치 신호와 같은 사용자로부터의 정보 신호를 처리하고 있는 원격 통신 장치는 모델 기반의 압축 코더(model-based compression coder)를 사용하여 정보 신호를 인코딩한다. 원격 통신 엔드포인트가 이러한 장치 중 하나이다. 그 다음에, 각각의 인코딩된 비트의 지각 중요도(perceptual significance) 또는 그 신호의 일부 다른 의미적인 특징(meaningful characteristic)에 따라, 엔드포인트의 프로세서는 (i) 어느 인코딩된 비트들이 겹쳐쓰기될 수 있는 지를 판정하고, (ii) 디지털 메시지 비트를 겹쳐쓰기된 비트들 대신에 인코딩된 신호에 걸쳐 산재시킨다. 그 다음에 엔드포인트는 산재된 디지털 메시지 비트를 인코딩된 정보 신호의 부분으로서 전송한다. 이런 방식으로, 어떠한 부가적인 비트도 전송될 패킷에 추가되지 않으며, 따라서 기존의 프로토콜 및 방화벽과의 양립성 문제가 해결된다.

예시적인 실시예가 ITU G.729 프로토콜 표준 세트에 의해 규정된 것과 같은 모델 기반의 압축 코더의 환경에서 비트 로빙(bit-robbing)을 특징으로 한다는 점에서 예시적인 실시예의 기법은 종래기술과 상이하다. 종래기술의 다른 기법에서는, ITU G.711 프로토콜 표준에 의해 정의된 것과 같은 파형 코더의 환경에서만 비트 로빙이 달성된다. 종래기술에서는, 파형 코더 환경에서의 비트 로빙은 (i) 파형 인코딩된 신호 내의 최하위 비트가 직관적으로 열화에 가장 덜 민감하다는 인식과, (ii) 최하위 비트를 겹쳐쓰기하는 것(여기서, 겹쳐쓰기된 비트들은 사용자에 의해 감지된 열화를 최소화하기 위해 파형과 함께 충분한 시간 간격을 갖는다) 만큼 간단할 수 있다.

이와 달리, 모델 기반의 코더 환경에서는, 어느 비트가 겹쳐쓰기되어야 하는 지 직관적으로 명확하지 않기 때문에, 겹쳐쓰기될 비트의 보다 주의깊은 선택이 요구된다. 예시적인 실시예의 기법은, 목표 비트를 전송될 추가 정보로 대체하는 동안, 코더에 의해 생성된 각 프레임에 걸쳐있는 각 비트의 지각 중요도와 같은 모델 기반의 코더의 특징을 고려한다. 바람직하게는, 겹쳐쓰기될 비트의 주의깊은 선택에 의해, 예시적인 실시예의 기법은 전송된 비트 스트림에 비트를 추가하지 않고 감지된 신호 품질에 최소한의 영향을 미치면서 디지털 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 예시적인 실시예의 기법은 초당 8 킬로비트 이하의 인코딩된 레이트를 갖는 인코더와 같이, 보다 낮은 비트 레이트의 음성 인코더가 존재하는 경우에도 만족할만한 성능을 제공한다.

예시적인 실시예에 따르면, 인코딩된 정보 신호에 걸쳐 산재해 있는 디지털 메시지는 수신 엔드포인트가 대응 패킷을 인증하는데 사용할 수 있는 인증 코드 정 보를 포함한다. 또는, 디지털 메시지는 폐쇄 자막 정보 또는 지상 위치 정보와 같은 대응하는 인코딩된 정보 신호와 함께 다른 정보를 전달하는데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 인코딩된 정보 신호 및 디지털 메시지를 포함하는 각각의 패킷은 오디오 신호와 같은 인코딩된 미디어 정보와 오디오 신호에 대한 대응 폐쇄 자막과 같은 산재된 디지털 메시지 내의 추가 정보 간의 고유한 형태의 동기화를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예는 모델 기반의 오디오 코더를 통해 제 1 오디오 신호를 인코딩하여 길이가 M 비트인 인코딩된 오디오 신호를 생성하는 단계와, 인코딩된 오디오 신호의 N 비트를 디지털 메시지의 적어도 일부분으로 대체하는 단계 -상기 N 비트는 모델 기반의 오디오 코더의 제 1 특징에 기초하고, 인코딩된 오디오 신호의 N 비트의 대체에 의해 합성 신호가 제공됨- 와, 합성 신호를 수신 노드로 전송하는 단계를 포함하되, 여기서 M 및 N은 양의 정수이고, N은 M보다 작다.

본 발명은 오디오 또는 비디오와 같은 대응하는 미디어 정보 신호와 함께 디지털 메시지의 전송을 가능하게 한다. 또한, 본 발명에 따르면, 어떠한 부가적인 비트도 전송될 패킷에 추가되지 않으며, 따라서 기존의 프로토콜 및 방화벽과의 양립성 문제가 해결된다. 또한 본 발명에 따르면, 전송된 비트 스트림에 비트를 추가하지 않고 감지된 신호 품질에 최소한의 영향을 미치면서 디지털 메시지를 전송할 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 원격 통신 시스템(100)의 개략도이다. 시스템(100)은 비디오 및 다른 유형의 오디오(예를 들어, 음악 등)와 같은 다른 유형의 미디어 정보 신호 또는 음성 대화를 원격 통신 엔드포인트들과 같은 네트워크 요소들 사이에서 라우팅한다. 시스템(100)은 패킷 전송 네트워크(101), 원격 통신 엔드포인트(102-1 내지 102-M), 게이트웨이(103-1 내지 103-N)를 포함하는데, 여기서 M 및 N은 양의 정수이다. 도 1에 도시된 모든 구성요소는 도시된 바와 같이 상호접속된다.

패킷 전송 네트워크(101)는 서비스 제공자의 가입자에 대해, VoIP와 같은 하나 이상의 유형의 미디어를 전송하는데 사용된다. 네트워크(101)는 처리된 정보 신호(예를 들면, 음성 패킷 등)를 운반하는 데이터 패킷을 하나 이상의 소스로부터 이들 패킷의 정확한 목적지로 보내는데 사용되는 라우터와 같은 하나 이상의 전송 관련 노드를 포함한다. 네트워크(101)는 시스템(100)에 걸쳐있는 다양한 원격 통신 엔드포인트 및 게이트웨이와 같은, 네트워크(101)에 대한 액세스를 갖는 네트워크 요소들 사이에서 전송되는 인터넷 프로토콜 기반의 메시지를 처리할 수 있다. 예시적인 실시예에서의 네트워크(101)는 VoIP 서비스 제공자의 네트워크지만, 네트워크(101)는 이와 달리 인터넷, 다소 다른 유형의 인터넷 프로토콜 기반의 네트워크 또는 다른 유형의 패킷 기반의 네트워크일 수 있다.

일부 실시예에서, 네트워크(101)는 엔터프라이즈 시스템에서와 같이 신호의 지역적 분산을 위해 제공되는 하나 이상의 LAN(local area network)을 포함한다. 예를 들면, 각각의 LAN은 하나 이상의 원격 통신 엔드포인트가 보다 넓은 네트워크에 액세스하도록 할 수 있다. 각각의 LAN은 허브, 브리지 및 스위치와 같은 네트워킹 장비를 포함하며, 이더넷, IEEE 802.3, IEEE 802.11 등과 같은 네트워킹 프로토콜에 따라 동작한다.

원격 통신 엔드포인트(102-m)(m=1 내지 M)는 데스크셋, 컨퍼런싱 유닛, 무선 단말기, 데스크탑 또는 휴대형 컴퓨터(즉, 소프트폰(softphone)), 인터넷 폰 등과 같은 통신 응용기기이다. 패킷 기반의 장치와 같이, 개인용 컴퓨터가 인터넷에 걸쳐있는 다른 컴퓨터와 정보를 교환할 수 있는 방법과 유사한 방법으로, 원격 통신 엔드포인트(102-m)는 원격통신 시스템(100) 내의 다른 장치들과 정보를 교환할 수 있다.

이하에서 도 2를 참조하여 설명하는 바와 같이, 엔드포인트(102-m)는 그 사용자로부터의 음성 신호를 디지털화할 수 있고 오디오 압축기/해제기(또는 CODEC) 회로를 통해 송신가능한 데이터 패킷에 디지털화된 신호를 포매팅할 수 있다. 이와 유사하게, 이하에서 도 3을 참조하여 설명하는 바와 같이, 엔드포인트(102-m)의 CODEC 회로는 또한 데이터 패킷을 수신하여 이들 패킷 내에 포함되어 있는 정보를 엔드포인트의 사용자가 이해할 수 있는 음성 신호로 변환할 수 있다. 또한, 엔드포인트(102-m)는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서, 이하에서 도 4 및 5를 참조하여 설명하는 태스크를 수행할 수 있다. 본 명세서를 참고하면 엔드포인트(102-m)를 제조하고 사용하는 방법이 당업자에게 명확해질 것이다.

게이트웨이(103-n)(n=1 내지 N)는 두 네트워크 사이에서 데이터 패킷을 전송 함으로써 패킷 전송 네트워크(101)를 특정 게이트웨이(예를 들어, 일반 전화 교환망 등)와 관련된 네트워크와 접속하는 네트워킹 장치이다. 각각의 게이트웨이(103-n)는 이들이 접속되어 있는 두 개의 상이한 유형의 네트워크(즉, 패킷 네트워크(101) 및 다른 네트워크) 사이에서 변환기(translator) 역할을 한다. 게이트웨이(103-n)는 두 개의 상이한 유형의 네트워크를 함께 접속시키기 때문에, 그 주 기능 중 하나는 두 네트워크 양단에 사용되는 상이한 전송 및 코딩 기법들 사이에서 변환하는 것이다. 따라서, 게이트웨이(103-n)는 압축 및 압축해제 신호(예를 들면, "CODEC" 회로 등) 사이에서 변환할 수 있다. 일부 실시예에서는, 게이트웨이(103-n)가 이하에서 도 4 및 5를 참조하여 설명하는 태스크의 적어도 일부를 실행할 수 있다. 본 명세서를 참조하면 게이트웨이(103-n)를 제조하고 사용하는 방법이 당업자들에게 명확해질 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 시스템(100)의 장치들은 유선통신이 가능하며 서비스 제공자 환경에서 동작할 수 있다. 당업자라면 알 수 있듯이, 일부 다른 실시예에서는, 시스템(100)의 장치의 일부 또는 전부가 무선 통신이 가능하며 다양한 유형의 네트워크(예를 들면, 공용 네트워크, 사설 네트워크 등)에서 동작할 수 있다. 또한, 일부 다른 실시예에서는, 엔드포인트 또는 게이트웨이 이외의 장치들이 이하에서 도 4 및 5를 참조하여 설명하는 태스크들을 수행할 수 있다. 본 명세서를 참조하면, 예시적인 실시예의 기법들을 다른 유형의 장치 및 다른 동작 환경에서 적용하는 방법이 명확해질 것이다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 원격 통신 엔드포인트(102-m)의 송신 처리 경로(200)의 블록도이다. 송신 경로(200)는 마이크로폰과 같은 트랜스듀서에 의해 획득될 수 있는 엔드포인트의 사용자로부터의 음성 신호와 같은 정보 신호를 처리한다. 디지털 형태가 아니라면, 아날로그-디지털 변환기(210)가 정보 신호를 아날로그에서 디지털 형태로 변환한다.

디지털화된 후에는, 정보 인코더(211)가 정보 신호를 인코딩하여 데이터를 압축한다. 정보 신호가 음성 신호인 예시적인 실시예에서, 인코더(211)는 보코더(vocoder)를 포함하는데, 이것은 일종의 CODEC로서 정보 압축을 수행한다. 보코더는 시계열(time-series) 파형 데이터를 취하며, 데이터를 음성 패턴 특징에 대응하는 디지털 심벌로 변환한다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 인코더(211)는 당해 분야에 알려져 있는 ITU G.729 프로토콜 표준에 따라서 동작한다. ITU G.729 프로토콜 포준은 1996년 3월판 ITU-T Recommendation G.729 "Coding of Speech at 8 Kbit/s using Conjugate-Structure Algebraic-Code-Exicited Linear-Predication (CS-ACELP)" 및 대응 부록(즉, 부록 A, 부록 B 등)에 개시되어 있는데, 이들은 모두 참조로서 본 명세서에 포함된다. 인코더(211)는 모델 기반의 코덱으로, 이것은 ITU G.711에 기반하는 코덱과 같은 파형 기반 코덱과 상이하다.

동시에, 송신 제어기(213)는 추가 신호(예를 들면, 제어 목적 등을 위한 신호)가 인코딩된 정보 신호와 함께 수신 노드에 송신될 필요가 있는 지를 판정한다. 예를 들면, 추가 신호는 수신 노드가 수신하는 패킷을 인증하는데 사용될 수 있는 인증 코드일 수 있다. 제어기(213)는 외부 소스로부터 추가 신호를 획득하거나 신 호 그 자체를 생성한다. 추가 신호가 송신될 필요가 있는 경우, 제어기(213)는 추가 신호를 나타내는 디지털 메시지를 메모리 디바이스(214)에 기록한다.

디지털 신호 프로세서(215)는 프레임 형태로 압축 및 인코딩된 정보 신호를 인코더(211)로부터 수신하고, 송신용 신호를 마련한다. 프로세서(215)는 또한 메모리(214)로부터 디지털 메시지를 판독하고, 인코딩된 정보 신호 내의 선택된 비트 조합을 디지털 메시지로부터의 비트들로 대체한다. 예시적인 실시예에 따르면, 선택된 비트 조합은 사전 분석에 기초한다. 일부 다른 실시예에서는, 프로세서(215)가 인코딩된 정보 신호로부터의 데이터를 평가함으로써 비트 조합을 판정한다. 그렇게 하는 중에, 후술하는 바와 같이 프로세서(215)는, 인코딩된 정보 신호 내의 각 비트의 지각 중요도와 같은 인코더의 하나 이상의 특징에 따라서, 어느 정보 신호 비트가 제어기(214)로부터 수신된 비트로 대체될 수 있는 지를 판정한다. 이 대체로 인한 신호는 정보 신호 및 추가 신호를 포함하는 합성 신호이다.

디지털 메시지로부터의 추가 비트는 각각의 디지털 메시지가 복수의 프레임에 걸쳐 있거나 또는 단일 프레임 내에 맞도록 각 프레임 내로 삽입될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 디지털 메시지의 각 부분은 그 부분이 덧붙여지는 인코딩된 정보 신호에 직접 속할 수 있다. 또한, 각각의 디지털 메시지 부분은 프레임 내의 동반 인코딩된 정보 신호와 단순히 시간 동시적일 수 있다. 또는, 폐쇄 자막이 정보 신호 내의 대응 오디오와 동기하는 디지털 메시지 내에서 전송되는 경우와 같이, 각각의 디지털 메시지 부분의 실제 컨텐츠는 동반 정보 신호의 컨텐츠와 일치할 수 있다.

프로세서(215)는 전방 에러 정정을 위해 프레임을 코딩하는 것과 전송을 위해 프레임을 포매팅하는 것과 같은 다른 기능을 수행한다. 합성 신호는 송신기(216)로 송신되고, 이어서 송신기는 잘 알려진 방식으로 이 합성 신호를 네트워크(101)로 송신한다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 원격 통신 엔드포인트(102-m)의 수신 처리 경로(300)의 블록도이다. 수신 경로(300)는 송신 엔드포인트 또는 다른 패킷 전송 가능 디바이스(예를 들면, 게이트웨이(103-n) 등)로부터의 하나 이상의 합성 신호 프레임을 각각 포함하는 패킷을 수신하고, 그 다음에 경로(300)는 수신된 합성 신호 프레임을 처리한다. 특히, 수신기(309)는 잘 알려진 방식으로 네트워크(101)로부터 패킷 신호를 수신한다. 디지털 신호 프로세서(310)는 에러를 검출하여 정정하고, 그 후에 각각의 수신된 합성 신호 프레임 내의 인코딩된 정보 비트로부터 추가 비트를 변리시키고, 이들 비트들을 메모리(311)에 저장한다. 수신 제어기(312)는 필요한 추가 비트에 액세스한다. 예를 들어, 추가 비트가 인증 코드를 나타내면, 제어기(312)는 인증 코드를 사용하여 수신된 인코딩된 정보 신호의 인증을 판정한다.

정보 디코더(313)는 인코딩된 정보 신호를 디코딩(압축해제)하여 원 정보 신호의 재구성된 형태를 획득한다. 정보 신호가 음성 신호인 예시적인 실시예에서, 디코더(313)는 보코더를 포함하는데, 이 보코더는 당해분야에 알려져 있는 일종의 CODEC이며 정보를 압축해제한다. 보코더는 수신된 인코딩된 정보 신호에 존재하는 디지털 데이터를 취하고(이 데이터는 음성 패턴 특징에 대응함), 이 데이터를 시계 열 파형 데이터로 변환한다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 디코더(313)는 당해 기술분야에 알려진 바와 같이, ITU G.729 프로토콜 표준에 따라 동작한다. 인코더(211)와 마찬가지로 디코더(313)는 모델 기반의 코덱이다.

수신 경로(300)에서, 디지털-아날로그 변환기(314)는 디코딩된 정보 신호를 디지털 형태에서 아날로그 형태로 변환한다. 그 후에, 아날로그 정보 신호는 추가적으로 처리되어 결국 음향 스피커에 의해서와 같이, 수신 엔드포인트의 사용자에게 제공될 수 있다.

도 4 및 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 원격 통신 엔드포인트(102-m)에 의해 실행되는 주요 태스크들의 순서도이다. 도 4의 주요 태스크들은 도 2에 도시된 송신 처리 경로(200)를 따라 정보 신호를 처리하는 것에 관한 것이다. 도 5의 주요 태스크들은 도 3에 도시된 수신 처리 경로(300)를 따른 정보 신호의 처리에 관한 것이다. 교육 목적으로, 다음 예들은 진행 중인 호출 세션을 예시하는데, 여기서 엔드포인트(102-1)는 엔드포인트(102-2)에 오디오 패킷의 스트림을 송신하고 있다. 이 예에서, 송신 엔드포인트(102-1)는 도 4와 관련된 태스크들을 수행하고, 수신 엔드포인트(102-2)는 도 5와 관련된 태스크들을 수행한다. 당업자라면 알 수 있듯이, 도 4 및 5에 나타나는 태스크들 중 일부는 도시된 것과 다른 순서로 또는 동시에 수행될 수 있다.

일부 실시예에서는, 엔드포인트(102-2)가 오디오 패킷의 스트림을 다시 엔드포인트(102-1)로 동시에 송신할 수도 있는데, 이 경우, 엔드포인트(102-2)는 또한 도 4와 관련된 태스크들을 수행하고, 엔드포인트(102-1)는 또한 도 5와 관련된 태스크들을 수행한다. 또는, 당업자라면 알 수 있듯이, 시스템(100) 내의 다른 노드들은 도 4 및 5에 도시된 태스크들을 수행할 수 있다.

도 4를 참조하면, 태스크(401)에서 엔드포인트(102-1)의 송신 처리 경로(200)는 알려진 방식으로 오디오 신호의 세그먼트를 수신한다.

태스크(402)에서, 송신 경로(200)는 ITU G.729 프로토콜 표준에 따라 오디오 신호를 인코딩하여, 길이가 M 비트인 인코딩된 신호를 제공하는데, 여기서 M은 이 경우에는 80이다.

태스크(403)에서, 송신 경로(200)는 오디오 신호와 함께 송신되는 디지털 메시지를 획득한다. 예를 들어, 제어기(214)는 인코딩된 오디오 신호 프레임, 공유키 및 해싱 알고리즘의 일부에 기초하여 인증 코드를 계산한다. 인증 코드를 계산하는 다양한 다른 기법들이 당해 분야에 잘 알려져 있으며, 여기에 적용될 수 있다.

제 2 예로서, 디지털 메시지가 송신되는 오디오 정보 신호와 부합하는 폐쇄 자막 정보를 포함하는 것이다. 이 경우에는, 경로(200)가 오디오 정보 신호로부터의 폐쇄 자막 텍스트를 인코딩하고, 수신 엔드포인트의 이점에 대한 동기화 정보를 제공한다. 이런 방식으로, 수신 엔드포인트에서의 사용자는 대응하는 오디오 신호가 플레이되는 동안 폐쇄 자막 텍스트를 볼 수 있다. 인코딩된 정보 신호와 대응하는 디지털 메시지가 동일 프레임에 표현될 수 있다는 점에서, 동기화는 예시적인 실시예의 합성 신호 프레임에서 고유하다는 점에 주목하라.

태스크(404)에서, 예시적인 실시예에 따르면, 송신 경로(200)는 M 비트의 인코딩된 오디오 신호의 N 비트를 디지털 메시지의 적어도 일부분으로 대체하여 합성 신호 프레임을 생성한다. 본 발명과 함께 이루어진 실증 연구에 따르면, 인코더(211)로부터 수신된 인코딩된 오디오 정보 신호의 각각의 80 비트 프레임에서, 프로세서(215)는 감지된 오디오 품질에 비교적 적은 영향을 갖는 비트 위치들 39, 40, 68, 69, 30, 41 중 하나 이상에서의 비트를 대체할 수 있으며, 프레임 내에서 비트 위치 1 및 80에서의 비트들은 각각 송신될 첫 번째 및 마지막 비트이다. 예를 들어, 프로세서(215)는 프레임 내의 총 4 개 비트(즉, N은 4)를 비트 번호 39, 40, 68, 69로 대체할 수도 있다. 두 번째 예로서, 프로세서(215)는 프레임 내의 총 6 개의 비트를 비트 번호 39, 40, 68, 69, 30, 41로 대체할 수도 있다.

예시적인 실시예에서 비트 스트림 순서에서, 비트 40 및 69는 각각 ITU G.729 프로토콜 표준에 따라, 각 80 비트 프레임 내의 제 1 및 제 2 서브프레임의 고정 코드북 인덱스 비트의 최하위 비트에 대응한다. 또한, 비트 39 및 68은 각각 제 1 및 제 2 서브프레임의 고정 코드북 인덱스 비트의 그 다음 최하위 비트들(즉, 비트 40 및 69보다 1 비트 위치 상위의 비트들)에 대응한다. 고정 코드북 인덱스 비트 및 서브프레임의 개념은 당해 분야에 잘 알려져 있다. 당업자라면 알 수 있듯이, 본 명세서를 참조하면, 대체되는 비트들이 각각의 생성된 프레임 내의 하나 이상의 서브프레임의 고정 코드북 인덱스 비트의 하나 이상의 최하위 비트일 수 있으며, 모델 기반의 오디오 코더가 ITU G.729 외의 다른 프로토콜 표준에 따라서 동작하는 경우에도 적용될 수 있다.

태스크(405)에서, 송신 경로(200)는 합성 신호 프레임을 엔드포인트(102-2)로 전송한다. 태스크(405) 후에, 태스크 실행은 다시 태스크(401)로 진행하여 다음 프레임분의 오디오 신호를 처리한다.

도 5를 참조하면, 태스크(501)에서 엔드포인트(102-2)의 수신 처리 경로(300)는 엔드포인트(102-1)에 의해 전송된 합성 신호 프레임을 수신한다.

태스크(502)에서, 수신 경로(300)는 엔드포인트(102-1)로부터 수신된 합성 신호 프레임에 삽입된 디지털 메시지를 찾아내는 것을 시도한다. 예시적인 실시예에 따르면, 경로(300)는 기지의 비트 패턴을 추출하는데, 즉 엔드포인트(102-1)에 의해 태스크(404)에서 겹쳐쓰기된 동일한 비트 조합에 기초하여 추출한다.

엔드포인트(102-2)의 관점에서는, 송신 엔드포인트가 인코딩된 정보 비트 사이에 신호를 삽입했을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 디지털 메시지의 존재를 나타내거나 또는 심지어 만약 디지털 메시지가 존재할 경우에도 그것이 어디에 있는 지에 대한 비트 위치를 나타내는 전용 비트가 없기 때문에, 수신 경로(300)는 유효 디지털 메시지가 존재하는 지를 판단하기 위해 복수의 비트 위치의 조합을 시도하고 추출된 비트의 각 조합을 검사하여 디지털 메시지를 찾아내기 위한 시도를 한다. 예를 들어, 디지털 메시지는, 체크섬과 같은 디지털 메시지의 부분으로서 송신 엔드포인트(102-1)에 의해 제공된 정보가 올바른 것으로 파악되면 유효한 것으로 간주될 수도 있다.

태스크(503)에서, 만약 디지털 메시지가 합성 신호 프레임 내에 존재하는 것으로 파악되면 태스크 실행은 태스크(504)로 진행한다. 그렇지 않으면, 어떠한 디 지털 메시지도 존재하지 않고 태스크 실행은 태스크(506)로 진행한다.

태스크(504)에서, 수신 경로(300)는 디지털 메시지를 예상 결과와 비교한다. 예를 들어, 디지털 메시지가 인증 코드로서 사용되면, 수신 경로(300)는 수신된 인증 코드를 계산된 인증 코드와 매칭시키는데, 여기서 계산된 코드는 수신된 인코딩된 정보 비트, 공유 키 및 해싱 알고리즘에 기초한다. 만약, 디지털 메시지가 예상 결과와 매칭되면, 태스크 실행은 태스크(505)로 진행한다. 그렇지 않으면, 태스크 실행은 태스크(508)로 진행한다. 일부 다른 실시예에서는, 에상 결과에 대한 디지털 메시지의 매칭이 수행되지 않는다.

태스크(505)에서, 필요하다면 수신 경로(300)는 디지털 메시지를 추가로 처리한다. 예를 들어, 디지털 메시지는 수신되는 오디오 정보 신호의 재생과 부합하는 폐쇄 자막 정보를 포함할 수도 있다. 이 경우, 수신 경로(300)는 디지털 메시지에서 수신된 데이터로부터 표시 가능한 폐쇄 자막 텍스트를 형성한 다음, 사용자가 보게 될 이 폐쇄 자막 텍스트를 플레이되는 대응하는 오디오 신호와 재합성한다.

태스크(506)에서, 수신 경로(300)는 수신된 합성 신호 프레임으로부터 오디오 신호를 디코딩(재구성)한다. 일부 실시예에서는, 디지털 메시지에 대응하는 비트가 합성 신호 프레임에 존재하면, 이들 비트 중 일부 또는 전부의 값이 정보 디코딩의 결가를 향상시키도록 수정된다.

태스크(507)에서, 수신 경로(300)는 잘 알려진 방식으로, 디코딩된 오디오 신호를 추가적인 처리를 위해 오디오 회로로 송신한다. 그 다음에 태스크 실행은 다시 태스크(501)로 진행하여 엔드포인트(102-1)로부터 수신된 다음 프레임을 처리한다.

태스크(508)에서, 디지털 메시지가 예상 결과와 매칭되지 않은 경우, 일부 실시예에서 수신 경로(300)는 수신된 합성 신호 프레임을 무시한다. 예를 들어, 디지털 메시지가 수신된 패킷을 인증하는데 사용되는 경우, 인증 프로세스가 패킷이 진짜가 아니라고 판정하면 그 패킷은 폐기된다. 그 다음에 태스크 실행은 태스크(501)로 진행하여 엔드포인트(102-1)로부터 수신된 다음 프레임을 처리한다.

당업자라면, 복수의 디지털 메시지가 수신 엔드포인트(102-2)에서 수집될 수 있으며, 그 후 대체로 사전에 결정된 목적을 위해 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

이상의 설명은 예시적인 실시예의 일례를 개시한 것으로, 본 명세서를 참조하면 본 발명에 대한 많은 변형들이 당업자에 의해 쉽게 안출될 수 있을 것이며,따라서 본 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해서 결정된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 원격 통신 시스템(100)의 개략도.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 원격 통신 엔드포인트(102-m)의 송신 처리 경로(200)의 블록도.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 원격 통신 엔드포인트(102-m)의 수신 처리 경로(300)의 블록도.

도 4는 송신 처리 경로(200)를 따라 정보 신호를 처리하는 것과 관련된 주요 태스크들의 순서도.

도 5는 수신 처리 경로(300)를 따른 정보 신호의 처리에 대한 주요 태스크들의 순서도.

Claims

제 1 오디오 신호를 갖는 디지털 메시지를 통신하는 방법으로서,

모델 기반의 오디오 코더를 통해 통신 디바이스에서 상기 제 1 오디오 신호를 인코딩하여, 길이가 M 비트인 인코딩된 오디오 신호를 생성하는 단계와,

상기 인코딩된 오디오 신호의 적어도 일부분에 기초한 스트링 - 상기 디지털 메시지는 상기 스트링을 포함하고 상기 스트링은 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 폐쇄 자막 정보를 운반함 - 을 계산하는 단계와,

상기 인코딩된 오디오 신호의 N개 비트 - 상기 N개 비트는 상기 모델 기반의 오디오 코더의 제 1 특징에 기초하고, 상기 인코딩된 오디오 신호의 상기 N개 비트의 대체는 합성 신호를 생성함 - 를 상기 디지털 메시지의 적어도 일부분으로 대체하는 단계와,

상기 합성 신호를 수신 디바이스로 송신하는 단계를 포함하되,

상기 M 및 N은 양의 정수이고 상기 N은 상기 M보다 작은

통신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 모델 기반의 오디오 코더는 ITU G.729 프로토콜 표준에 따라 동작하는

통신 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 N 비트는 M 비트 프레임 내의 비트 위치 40 및 69를 포함하되, 상기 M은 80이고,

비트 위치 1에서의 비트는 상기 프레임에서 첫 번째로 전송되는

통신 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 N 비트는 비트 위치 39 및 68을 더 포함하되, 상기 N은 4인

통신 방법.
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제 1 항에 있어서,

상기 제 1 특징은 상기 모델 기반의 오디오 코더로부터의 각 출력 비트의 지각 중요도(perceptual significance)의 레벨이고,

상기 모델 기반의 오디오 코더는 다수의 레벨의 지각 중요도에 따라서 비트를 출력하는

통신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 N 대 M의 비는 상기 모델 기반의 오디오 코더의 출력 레이트(rate)에 기초하는

통신 방법.
제 1 오디오 신호를 갖는 디지털 메시지를 통신하는 방법으로서,

ITU G.729 프로토콜 표준에 따라 동작하는 오디오 코더를 통해 통신 디바이스에서 상기 제 1 오디오 신호를 인코딩하여, 길이가 M 비트인 인코딩된 오디오 신호를 생성하는 단계와,

상기 인코딩된 오디오 신호의 N개 비트를 상기 디지털 메시지의 적어도 일부분으로 대체하는 단계 -상기 N개 비트는 상기 오디오 코더로부터의 각각의 출력 비트의 지각 중요도의 레벨에 기초하고, 상기 인코딩된 오디오 신호의 N개 비트의 대체는 합성 신호를 생성함- 와,

상기 합성 신호를 포함하는 패킷을 수신 디바이스로 송신하는 단계를 포함하되,

상기 오디오 코더는 다수의 레벨의 지각 중요도에 따라서 비트들을 출력하며,

상기 N개 비트는 M개 비트 프레임 내의 비트 위치 40 및 69를 포함하되, 상기 M은 80이고,

비트 위치 1에서의 비트는 상기 프레임에서 첫 번째로 전송되며,

상기 M 및 N은 양의 정수이고, 상기 N은 상기 M보다 작은

통신 방법.
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제 11 항에 있어서,

상기 N 비트는 비트 위치 39 및 68을 포함하되, 상기 N은 4인

통신 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 인코딩된 오디오 신호의 적어도 일부분에 기초하는 스트링을 계산하는 단계를 더 포함하되,

상기 디지털 메시지는 상기 스트링을 포함하는

통신 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 스트링은 상기 수신 디바이스에서 상기 패킷을 인증하기 위한 인증 정보를 상기 수신 디바이스에 제공하는

통신 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 스트링은 (i) 상기 제 1 오디오 신호 및 (ii) 상기 인코딩된 오디오 신호 중 적어도 하나를 기술하는 메타데이터를 운반하는

통신 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 스트링은 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 폐쇄 자막 정보를 운반하는

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