KR101264206B1 - 음질 보상 방법 및 그 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음질 보상 방법 및 그 단말기에 관한 것으로서, 사용자로부터 입력받은 음성을 무선으로 송출하기 전에, FIR 필터를 통해 필터링한 음성 신호를 보상 이득 계수에 따라 주파수 왜곡을 보상한 후 무선으로 송출하게 된다. 본 발명에 의하면, 이동 단말기의 마이크로폰과 기구 사이의 공간에 따른 구조적인 문제에도 불구하고, 사용자의 음성을 상대방에게 송신하기 전에 보상하여 무선으로 송출할 수 있다. 또한, 사용자가 이동 단말기로 입력한 음성의 원음에 가까운 음질로 보상하여 상대방에게 전달하게 됨으로써, 통화 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.

음질 보상, 이동 단말기, FIR 필터, 마이크로폰, 주파수 왜곡, 이득

Description

음질 보상 방법 및 그 단말기{Method for compensating a quality of voice, and terminal thereof}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음질 보상 방법이 적용된 이동 단말기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,

도 2는 마이크로폰과 기구 사이의 공간에 근거해 보상 테이블을 구성하는 것을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 음질 보상 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도, 그리고

도 4는 FIR 필터링부를 통해 필터링된 주파수 도메인의 각 주파수별 음성 레벨을 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 이동 단말기 110 : 마이크로폰

120 : 제1 음성 처리부 130 : FIR 필터링부

140 : 이득 보상부 150 : 제2 음성 처리부

160 : 통신부 170 : 제어부

180 : 프로그램부

본 발명은 음질 보상 방법 및 그 단말기에 관한 것이다.

일반적으로 이동 단말기에는 사용자의 음성을 입력하기 위한 마이크로폰(Microphone)이 구비되어 있다.

따라서, 이동 단말기는 사용자로부터 마이크로폰을 통해 사용자의 음성을 입력받아 증폭하고, 시간 도메인(Time domain)에서 주파수 도메인(Frequency domain)으로 변환하며, 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response, 이하 FIR) 필터를 통해 필터링하여 무선으로 송출하였다.

그런데, 사용자의 음성을 입력받는 마이크로폰과 이를 고정하고 지지하는 기구 사이에는 그 간격에 의한 공간(Space)이 존재하였다. 이러한 공간은 리버스 타입(Reverse type) 마이크로폰이나 포워드 타입(Forward type) 마이크로폰에 상관없이 기본적으로 마이크로폰과 기구 사이에 존재할 수 밖에 없었다.

따라서, 이동 단말기에서는 사용자로부터 음성을 입력받을 때 이러한 공간에 의해 주파수의 공진 현상과 공간 내 반사에 의한 왜곡 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 이렇게 왜곡된 음성이 무선으로 송출되어, 이동 통신망을 통해 상대방 단말기에게로 전달되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 사용자로부터 입력받은 음성을 무선으로 송출하기 전에, FIR 필터를 통해 필터링한 음성 신호를 보상 이득 계수에 따라 주파수 왜곡을 보상한 후 무선으로 송출하도록 하는, 음질 보상 방법 및 그 단말기를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동 단말기의 음질 보상 방법은, 주파수값들과 그에 대응된 이득값들을 포함하는 보상 테이블을 이용하여 사용자의 음질을 보상하는 음질 보상 방법으로서, 입력된 음성 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하는 단계; 상기 주파수 도메인에서 각 주파수 값들을 상기 보상 테이블의 주파수 값들과 비교하는 단계; 및 각 주파수별 차이만큼 상기 보상 테이블의 주파수 값들에 대응된 이득값으로 보상하는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 주파수 도메인으로 변환하는 단계는, 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 통한 필터링을 통해 수행하게 된다.

또한, 상기 주파수 도메인으로 변환하는 단계는 특정 이득의 사인파(Sine Wave)를 이용하여 상기 유한 임펄스 응답(FIR) 값을 확인하게 된다.

그리고, 상기 이득값으로 보상된 주파수에 해당하는 음성 신호를 무선으로 송출하는 단계;를 추가로 포함한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음질 보상 단말기는, 입력된 음성 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하는 필터링부; 상기 음성 신호가 최적의 음질이 되도록 하는 주파수값들과 그에 대응된 이득값들을 저장하고 있는 보상 테이블; 및 상기 주파수 도메인에서 각 주파수 값들을 상기 보상 테이블의 주파수 값들과 비교하여, 각 주파수별 차이만큼 상기 보상 테이블의 주파수 값들에 대응된 이득값으로 보상하는 제어부;를 포함한다.

또한, 상기 필터링부는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 통해 상기 음성 신호를 필터링하게 된다.

또한, 상기 제어부는, 상기 필터링부를 통해 특정 이득의 사인파(Sine Wave)를 이용하여 유한 임펄스 응답(FIR) 값을 확인하게 된다.

또한, 상기 주파수 도메인에서 상기 각 주파수 값들의 이득값을 보상하는 이득보상부;를 추가로 포함한다.

그리고, 상기 이득값으로 보상된 주파수에 해당하는 음성 신호를 무선으로 송출하는 통신부;를 추가로 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도 록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음질 보상 방법이 적용된 이동 단말기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

본 발명이 적용된 이동 단말기(100)는 마이크로폰(110), 제1 음성 처리부(120), FIR 필터링부(130), 이득 보상부(140), 제2 음성 처리부(150), 통신부(160), 제어부(170) 및 프로그램부(180)를 포함한다.

마이크로폰(110)은 외부로부터의 오디오 또는 사용로부터 음성을 입력받는다.

제1 음성 처리부(120)는 입력된 음성 또는 오디오를 증폭하고 디지털 변환하며 시간 도메인(Time Domain)으로 변환한다.

FIR 필터링부(130)는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 구비하고, 시간 도메인의 음성 신호를 필터링하여 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환한다.

이득 보상부(140)는 주파수 도메인에서 각 주파수별로 제어부(180)의 제어에 따라 그 이득값을 보상한다.

제2 음성 처리부(150)는 보상된 주파수에 해당하는 음성 신호를 인코딩(Encoding)한다.

통신부(160)는 인코딩된 음성 신호를 무선 신호로 변환하여 이동 통신망으로 송출한다.

제어부(170)는 주파수 도메인에서 각 주파수 값들을 보상 테이블의 주파수 값들과 비교하여, 각 주파수별 차이만큼 보상 테이블의 주파수 값들에 대응된 이득값으로 보상하도록 이득 보상부(140)를 제어한다.

이때, 제어부(170)는 FIR 필터링부(130)를 통해 특정 이득의 사인파(Sine Wave)를 이용하여 유한 임펄스 응답(FIR) 값을 확인하고, 보상 테이블에 근거하여 이득 보상부(140)를 제어하게 된다.

프로그램부(180)는 사용로부터 입력된 음성 신호가 최적의 음질이 되도록 하는 주파수값들과 그에 대응된 이득값들을 저장하고 있는 보상 테이블을 구비한다.

도 2는 마이크로폰과 기구 사이의 공간에 근거해 보상 테이블을 구성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, (가)에 도시된 바와 같이 일반적으로 마이크로폰(110)과 기구 사이에는 공간이 존재하고, 사용자의 음성이 입력될 때 그 공간에 의해 주파수 공진 현상과 공간 내의 반사에 의한 왜곡 현상이 발생한다.

따라서, (나)에 도시된 바와 같이 마이크로폰(110)과 기구 사이에 공간이 존재하지 않을 정도로 마이크로폰(110)을 기구에 가깝게 위치시키는 것이 이상적이다.

그러나, 현실적으로 마이크로폰(110)과 기구 사이에 공간이 생기지 않도록 설계하는 것이 어렵다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 마이크로폰(110)과 기구 사이가 (나)에 도시된 바와 같은 효과를 얻도록 보상 테이블을 구성한다.

즉, 마이크로폰(110)과 기구 사이의 공간의 크기에 따른 주파수 값과 그에 대응된 이득 값을 보상 테이블로 구성하는 것이다.

따라서, 보상 테이블은 사용자의 음성 신호가 최적의 음질이 되도록 하는 주파수값들과 그에 대응된 이득값들을 저장하고 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 음질 보상 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

먼저, 사용자는 이동 단말기(100)를 통해 상대방과 전화 통화를 수행하는 경우에, 마이크로폰(110)을 이용하여 음성을 입력한다(S302).

마이크로폰(110)을 통해 입력된 음성 또는 오디오 신호는 제1 음성 처리부(120)를 통해 증폭하고 디지털 변환하며 시간 도메인(Time Domain)으로 변환된다.

이어, 시간 도메인으로 변환된 음성 또는 오디오 신호는 FIR 필터링부(130)로 인가되고, FIR 필터링부(130)는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 통해 시간 도메인의 음성 또는 오디오 신호를 필터링하여 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환된다(S304).

주파수 도메인으로 변환된 음성 또는 오디오 신호는 각 주파수 별로 도 4에 도시된 바와 같은 음성 레벨을 갖는다.

도 4는 FIR 필터링부를 통해 필터링된 주파수 도메인의 각 주파수별 음성 레벨을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 마이크로폰(110)과 기구 사이에 공간이 거의 없는 상태의 가장 이상적인 음성 레벨은 (가)에 도시된 바와 같은 음성 레벨을 갖는다. 도 4에서 (가)와 같은 특성의 음성 레벨은 마이크로폰(110)을 통해 입력된 실제 음성 또는 오디오 신호를 보상해 준 상태의 음성 레벨이다.

마이크로폰(110)을 통해 입력된 음성 또는 오디오 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 (나) 또는 (다)와 같은 음성 레벨을 갖는다. 즉, 도 4의 (나)와 같은 특성을 갖는 음성 레벨은 마이크로폰(110)과 기구 사이의 공간에 의해 약 1.5 KHz에서 - 37 dB로 왜곡이 일어남을 알 수 있다. 그리고, (다)와 같은 특성을 갖는 음성 레벨은 약 9 KHz에서 약 - 28 dB을 갖는 왜곡이 일어남을 알 수 있다.

이에 따라, 도 4의 (나) 및(다)와 같은 특성을 갖는 음성 레벨은 (가)와 같은 특성을 갖는 음성 레벨이 되도록 보상해 주어야 한다.

제어부(170)는 FIR 필터링부(130)에서 출력된 도 4의 (나) 또는 (다)와 같은 음성 신호에 대해 각 주파수별 이득값을 보상 테이블의 주파수별 이득값과 비교한다(S306).

즉, 도 4에서 (가)와 같은 특성을 갖는 음성 신호가 보상 테이블에 근거해 보상된 신호이므로, 제어부(170)는 특정 이득의 사인파(Sine Wave)를 이용하여 유한 임펄스 응답(FIR) 값을 확인하고, 도 4의 (나) 또는 (다)와 같은 음성 신호를 (가)의 음성 신호와 비교하여 각 주파수별로 차이가 나는 부분을 찾는다(S308).

그리고, 제어부(170)는 주파수 도메인에서 각 주파수별로 차이가 나는 주파수에 대해 보상 테이블에 근거하여 이득 보상부(140)를 통해 그 이득값을 보상해 준다(S310). 여기서, 보상 테이블은 각 주파수 값과 그에 대응된 이득 값들이 저장되어 있다.

이후, 제어부(170)는 보상한 주파수에 해당하는 음성 또는 오디오 신호를 제2 음성 처리부(150)를 통해 인코딩(Encoding)하고, 통신부(160)를 통해 무선 신호로 변환하여 이동 통신망으로 송출한다(S312).

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 사용자로부터 입력받은 음성을 무선으로 송출하기 전에, FIR 필터를 통해 필터링한 음성 신호를 보상 이득 계수에 따라 주파수 왜곡을 보상한 후 무선으로 송출하도록 하는, 음질 보상 방법 및 그 단말기를 실현할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이동 단말기의 마이크로폰과 기구 사이의 공간에 따른 구조적인 문제에도 불구하고, 사용자의 음성을 상대방에게 송신하기 전에 보상하여 무선으로 송출할 수 있다.

또한, 사용자가 이동 단말기로 입력한 음성의 원음에 가까운 음질로 보상하여 상대방에게 전달하게 됨으로써, 통화 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

1. 주파수값들과 그에 대응된 이득값들을 포함하는 보상 테이블을 이용하여 사용자의 음질을 보상하는 음질 보상 방법으로서,

   입력된 음성 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하는 단계;

   상기 주파수 도메인에서 각 주파수별 이득값과 상기 보상 테이블의 이득값을 비교하는 단계; 및

   상기 각 주파수별 이득값과 상기 보상 테이블의 이득값의 차이만큼 상기 입력된 음성 신호를 보상하는 단계;를 포함하되,

   상기 보상 테이블은 음성 신호에 대하여 공진 및 반사를 보상한 음성 신호에 대한 주파수별 기준 이득값을 포함하는 것을 특징으로 하는 음질 보상 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주파수 도메인으로 변환하는 단계는, 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 통한 필터링을 통해 수행하는 것을 특징으로 하는 음질 보상 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 주파수 도메인으로 변환하는 단계는 특정 이득의 사인파(Sine Wave)를 이용하여 상기 유한 임펄스 응답(FIR) 값을 확인하는 것을 특징으로 하는 음질 보상 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 이득값으로 보상된 주파수에 해당하는 음성 신호를 무선으로 송출하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음질 보상 방법.
5. 입력된 음성 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하는 필터링부;

   상기 음성 신호에 대하여 공진 및 반사를 보상한 음성 신호에 대한 주파수별 기준 이득값을 저장하는 보상 테이블; 및

   상기 주파수 도메인에서 각 주파수별 이득값과 상기 보상 테이블의 이득값을 비교하여, 각 주파수별 이득값과 상기 보상 테이블의 이득값의 차이만큼 상기 음성 신호를 보상하는 제어부;를 포함하는 음질 보상 단말기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 필터링부는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 통해 상기 음성 신호를 필터링하는 것을 특징으로 하는 음질 보상 단말기.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 필터링부를 통해 특정 이득의 사인파(Sine Wave)를 이용하여 유한 임펄스 응답(FIR) 값을 확인하는 것을 특징으로 하는 음질 보상 단말기.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 주파수 도메인에서 상기 각 주파수 값들의 이득값을 보상하는 이득보상부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음질 보상 단말기.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 이득값으로 보상된 주파수에 해당하는 음성 신호를 무선으로 송출하는 통신부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 음질 보상 단말기.

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