KR102377900B1 - 더블 토크 이득 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

더블 토크 이득 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

더블 토크 이득 제어 장치 및 그 방법이 개시된다.
이 장치에서, 에코 제거부는 원단으로부터의 수신 신호와 근단의 마이크를 통한 입력 신호를 사용하여 입력 신호에 포함된 에코 신호를 제거하여 원단으로 출력한다. 더블 토크 감지부는 원단으로부터의 수신 신호, 근단의 입력 신호 및 에코 제거부에 의해 에코 제거 처리된 신호를 사용하여 더블 토크 상황을 감지한다. 이득 조절부는 더블 토크 감지부에 의해 더블 토크 상황이 감지되는 경우 근단의 스피커로 출력되는 출력 신호의 신호 레벨 감소를 위해 이득 조절을 수행한다.

Description

더블 토크 이득 제어 장치 및 그 방법 {Apparatus for controlling gain of double-talk and method thereof}
본 발명은 더블 토크 이득 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 모바일, 차량내 핸즈프리 등과 같이 전화 회선처럼 송신자와 수신자가 동시에 양방향 통신을 할 수 있는 전이중 통신(full-duplex communication)에서 에코 및 잡음 제거(Echo Cancellation/Noise Reduction, EC/NR) 기술이 사용될 때, 주로 더블 토크 이득 조절(double-talk gain control, DTGC) 기술 대신에 더블 토크 감지(double-talk detection, DTD) 기술이 사용된다.
이러한 과정에서, 양방향에서 동 시간대에 입/출력이 이루어지는 더블 토크가 감지되었을 경우 EC/NR 등과 같은 후 처리 기술에서 주로 추가적인 가중치를 적용함으로써 스피커 출력 신호(에코 신호)에 대해 추가적인 억제를 기대할 수 있는 방법들이 적용되어 왔다.
그러나, 이러한 후 처리 과정에서 주로 사용되는 최소 평균 제곱 오차(Minimum Mean Square Error, MMSE), 최소 평균 제곱 필터(Least mean squares filter), 위너 필터(Wiener filter) 등과 같은 기술은 임의의 초기 추정된 에코 신호의 모델링을 기반으로 반복적인 계산을 통해 점차 오차에 대한 부분을 수렴해 나가는 방식이다. 따라서, 이러한 기술들에서는 알고리즘의 초기 수렴 과정에서 잔여 에코 신호가 남을 수 있어서, 초기 모델링의 완성도에 따라 수렴에 걸리는 시간 또한 차이가 발생될 수 있으므로, 이를 해결하기 위해 후 처리 과정에서 과도한 복잡성과 난이도가 야기될 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 더블 토크 상황에서도 마이크 입력에 대한 특정 신호의 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR) 이득을 유지할 수 있는 더블 토크 이득 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 더블 토크 이득 제어 장치가 제공되며, 이 장치는,
전이중 통신 시스템에서 근단(near end)과 원단(far end) 사이의 더블 토크(double-talk) 이득 제어 장치로서, 상기 원단으로부터의 수신 신호와 상기 근단의 마이크를 통한 입력 신호를 사용하여 상기 입력 신호에 포함된 에코 신호를 제거하여 상기 원단으로 출력하는 에코 제거부, 상기 원단으로부터의 수신 신호, 상기 근단의 입력 신호 및 상기 에코 제거부에 의해 에코 제거 처리된 신호를 사용하여 더블 토크 상황을 감지하는 더블 토크 감지부, 그리고 상기 더블 토크 감지부에 의해 더블 토크 상황이 감지되는 경우 상기 근단의 스피커로 출력되는 출력 신호의 신호 레벨 감소를 위해 이득 조절을 수행하는 이득 조절부를 포함한다.
여기서, 상기 더블 토크 감지부는, 상기 원단으로부터의 수신 신호를 사용하여 원단 화자의 음성 활동을 감지하는 음성 활동 감지부, 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호 사이의 유사도를 측정하는 상호 상관부, 그리고 상기 음성 활동 감지부에 의해 상기 원단 화자의 음성 활동이 감지되고, 상기 상호 상관부에 의해 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호가 유사하여 상기 에코 제거부에서의 에코 제거 처리가 정상적으로 수행되지 않은 것으로 판단되는 경우, 더블 토크 상황인 것으로 판단하는 더블 토크 판단부를 포함한다.
또한, 상기 음성 활동 감지부는 음성 활동 감지(Voice Activity Detection) 알고리즘을 통해 상기 원단 화자의 음성 활동을 감지한다.
또한, 상기 상호 상관부는 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호에 대해 정규화된 상호 상관(Normalized Cross Correlation)을 수행하여 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호 사이의 유사도를 측정한다.
또한, 상기 이득 조절부는 상기 더블 토크 감지부에 의해 더블 토크 상황이 감지되는 동안 상기 이득 조절을 계속 유지한다.
또한, 상기 이득 조절부는 상기 이득 조절을 수행하는 중에 상기 더블 토크 감지부에 의해 더블 토크 상황이 아닌 것으로 감지되는 경우, 미리 설정된 일정 시간이 경과할 때까지 상기 이득 조절을 유지한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 더블 토크 이득 제어 방법이 제공되며, 이 방법은,
더블 토크 이득 제어 장치가 전이중 통신 시스템의 근단과 원단 사이의 더블 토크 이득을 제어하는 방법으로서, 상기 원단으로부터의 수신 신호, 상기 근단의 마이크를 통한 입력 신호 및 상기 근단의 입력 신호에 대해 에코 제거 처리된 신호를 사용하여 더블 토크 상황을 감지하는 단계, 그리고 상기 더블 토크 상황이 감지되는 경우 상기 근단의 스피커로 출력되는 출력 신호의 신호 레벨 감소를 위해 이득 조절을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 더블 토크 상황을 감지하는 단계는, 상기 원단으로부터의 수신 신호를 사용하여 원단 화자의 음성 활동을 감지하는 단계, 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호 사이의 유사도를 측정하는 단계, 그리고 상기 원단 화자의 음성 활동이 감지되고, 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호가 유사한 것으로 판단되는 경우, 더블 토크 상황인 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 음성 활동을 감지하는 단계 전에, 상기 원단으로부터의 수신 신호, 상기 근단의 마이크를 통한 입력 신호 및 상기 에코 제거 처리된 신호에 대해 프리 엠퍼시스 필터링 처리를 수행하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 이득 조절을 수행하는 단계는, 상기 더블 토크 상황이 감지되는지를 판단하는 단계, 상기 더블 토크 상황이 감지된 것으로 판단되는 경우, 상기 출력 신호의 신호 레벨 감소를 위해 이득 조절을 수행하는 단계, 상기 이득 조절 중에 상기 더블 토크 상황이 계속 감지되는지를 판단하는 단계, 상기 이득 조절 중에 상기 더블 토크 상황이 감지되지 않는 경우, 미리 설정된 일정 시간이 경과되는지를 판단하는 단계, 그리고 상기 미리 설정된 일정 시간이 경과되는 경우 상기 이득 조절을 중지하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 더블 토크가 발생하였을 때 일시적으로 스피커에 대한 출력을 자동적으로 조절함으로써 더블 토크 상황에서도 마이크 입력에 대한 특정 신호의 신호대잡음비 이득을 유지할 수 있다.
이로 인해, 종래에 비해 보다 정확한 적응 필터의 추정과 에코 제거가 가능해진다.
또한, 더블 토크 상황시 마이크 입력으로 들어온 신호에 대한 후처리의 복잡성과 난이도가 감소된다.
도 1은 종래 기술에 따른 더블 토크 감지시 후 처리를 수행하는 예시적인 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 더블 토크 이득 제어 장치가 적용되는 전이중 통신 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 더블 토크 이득 제어 장치의 구체적인 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 더블 토크 감지부의 구체적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 더블 토크 이득 제어 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 6은 도 5에 도시된 더블 토크 상황 여부 판단 단계의 구체적인 흐름도이다.
도 7은 도 5에 도시된 더블 토크 상황 여부 판단 단계의 구체적인 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
먼저, 종래의 더블 토크시 후 처리 기술에 대해 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 더블 토크 감지시 후 처리를 수행하는 예시적인 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 원단(Far End)(10)으로부터 입력되어 근단(Near End)(20)의 스피커(21)를 통해 출력되는 신호를 Output_A라고 하고, 근단(20)의 입력 신호, 즉 근단(20)의 마이크(23)로 입력되는 신호를 Input_M이라고 하면, Input_M은 다음의 [수학식 1]과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112021037943407-pat00001
여기서, Signal_A는 원단(10)으로부터 입력되는 신호(원하는 신호)를 나타내고,
Figure 112021037943407-pat00002
는 스피커(21)로부터 출력되어 마이크(23)로 입력되는 에코 신호를 나타내며, 스피커(21)의 출력을 모델링한 신호를 나타낸다.
더블 토크 감지부(25)에서는 마이크(23)로부터의 입력 신호를 사용하여 더블 토크 발생 여부를 감지한다. 이 때, 더블 토크 감지부(25)가 더블 토크 감지를 위해 사용하는 기술로는 가이겔(Geigel) 알고리즘이 사용될 수 있으며, 다음의 [수학식 2]와 같이 더블 토크 발생(DTD)이 감지될 수 있다.
Figure 112021037943407-pat00003
이러한 알고리즘은 임의의 구간 N까지의 스피커(21)에서의 출력 신호, 즉
Figure 112021037943407-pat00004
에 대해 최대값을 구했을 때, 구해진 값이 마이크(23)의 입력 신호, 즉 Input_M 또는 임의의 임계값(threshold)보다 작을 경우에 더블 토크가 감지된 것으로 판단하는 알고리즘이다.
이와 같이, 더블 토크 감지부(25)에 의해 더블 토크가 감지되는 경우, 에코 제거부(27)는 다음의 [수학식 3]과 같이 에코 신호에 가중치 Weight_W를 적용하여 계산함으로써, 더블 토크로 인한 오류(Error_E)를 점차 수렴해나가는 기존의 후 처리 알고리즘을 수행한다.
Figure 112021037943407-pat00005
그런데, 이러한 알고리즘의 초기 수렴 과정에서 잔여 에코 신호가 남을 수도 있어서 초기 모델링의 완성도에 따라 수렴에 걸리는 시간 또한 차이가 발생될 수 있으므로, 이를 해결하기 위해 후 처리 과정에서 과도한 복잡성과 난이도가 야기될 수 있다.
또한, 에코 제거 기능 사용 중에 더블 토크 발생으로 인하여 원단(20) 화자의 신호 레벨이 과도하게 높아진 경우 정확한 적응 필터의 추정이 어려울 수 있다는 문제가 있다.
이하, 종래의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 더블 토크 이득 제어 장치에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 더블 토크 이득 제어 장치가 적용되는 전이중 통신 시스템(1)의 개략적인 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 더블 토크 이득 제어 장치(110)는 전이중 통신 시스템(1)의 근단(100) 내에 위치하며, 원단(200)으로부터 출력되어 근단(100) 내의 스피커(120)를 통해 출력될 신호(이하, '출력 신호'로 지칭함), 근단(100)의 마이크(130)를 통한 입력 신호, 그리고 근단(100)의 마이크(130)를 통한 입력 신호에 대해 에코 제거 처리된 신호를 사용하여 더블 토크 상황을 추적하고, 더블 토크 상황이 감지되는 경우 스피커(120)를 통해 출력될 출력 신호의 신호 레벨을 감소시키는 이득 조절을 수행한다. 이 때, 스피커(120)를 통해 출력된 출력 신호의 신호 레벨을 감소시키는 이득 조절은 적어도 더블 토크 상황이 감지되는 동안 유지될 수 있다. 바람직하게는, 전술한 이득 조절은 더블 토크 상황 감지 후 더블 토크 상황이 더 이상 감지되지 않은 때부터 미리 설정된 일정 시간 동안 유지될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 더블 토크 이득 제어 장치(110)의 구체적인 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 더블 토크 이득 제어 장치(110)는 에코 제거부(111), 더블 토크 감지부(113) 및 이득 조절부(115)를 포함한다.
에코 제거부(111)는 원단(200)의 출력 신호와 근단(100)의 마이크(130)를 통해 입력되는 입력 신호를 사용하여 입력 신호에 포함된 에코 신호를 제거하여 원단(200)으로 출력한다. 이러한 에코 제거부(111)는 종래의 에코 제거 알고리즘을 사용하여 에코 신호를 제거할 수 있으므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.
더블 토크 감지부(113)는 원단(200)의 출력 신호, 근단(100)의 마이크(130)를 통한 입력 신호 및 에코 제거부(111)에서 출력되는 에코 제거 처리된 신호를 사용하여 더블 토크 상황을 감지한다.
구체적으로, 더블 토크 감지부(113)는 원단(200)의 출력 신호를 통해 원단(200) 화자의 음성을 감지하고, 원단(200) 화자의 음성이 감지되는 경우 근단(100)의 마이크(130)를 통한 입력 신호와 에코 제거부(111)에서 출력되는 에코 제거 처리된 신호의 특성 비교를 통해 정상적으로 에코 제거가 처리되었는지 여부를 판단한다. 만약 정상적으로 에코 제거가 수행되지 않은 것으로 판단되는 경우에 더블 토크 상황으로 감지하여 이득 조절부(115)로 더블 토크 감지 신호를 전달한다. 그러나, 정상적으로 에코 제거가 수행된 것으로 판단되는 경우에는 더블 토크 상황이 아니고 싱글 토크나 근단(100)에서만 신호가 발생되는 것으로 감지한다. 이 경우에는 이득 조절부(115)로 더블 토크 감지 신호가 출력되지 않는다.
이득 조절부(115)는 더블 토크 감지부(113)로부터 더블 토크 상황이 감지되었음을 알리는 더블 토크 감지 신호가 전달되면, 근단(100)의 스피커(120)를 통해 출력될 출력 신호의 신호 레벨을 미리 설정된 목표 임계값까지 감소시키는 이득 조절을 수행한다. 여기서, 더블 토크 감지부(113)로부터 전달되는 더블 토크 감지 신호를 통해 더블 토크 상황이 지속적으로 감지되는 경우 스피커(120)를 통해 출력되는 출력 신호의 신호 레벨 감소를 계속 유지한다. 그 후, 더블 토크 감지부(113)로부터 전달되는 더블 토크 감지 신호를 통해 더블 토크 상황이 감지되지 않으면 그 때부터 미리 설정된 일정 시간 동안까지 신호 레벨 감소를 계속 유지한 후, 미리 설정된 일정 시간이 경과하면 다시 원래의 신호 레벨로 돌아오도록 신호 레벨을 감소시키는 이득 조절 수행을 정지한다.
이하, 전술한 더블 토크 감지부(113)에 대해 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 3에 도시된 더블 토크 감지부(113)의 구체적인 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 더블 토크 감지부(113)는 프리 엠퍼시스 필터(pre-emphasis filter)(1131), 음성 활동 감지부(1133), 정규화된 상호 상관부(1135) 및 더블 토크 판단부(1137)를 포함한다.
프리 엠퍼시스 필터(1131)는 입력되는 신호, 즉 원단(200)의 출력 신호, 근단(100)의 마이크(130)를 통한 입력 신호 및 에코 제거부(111)에서 출력되는 에코 제거 처리된 신호의 신호대잡음비, 주파수 특성, 일그러짐 특성 들을 개선하여 출력한다. 이러한 프리 엠퍼시스 필터(1131)의 기능에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.
음성 활동 감지부(1133)는 프리 엠퍼시스 필터(1131)에서 출력되는 원단(200)의 출력 신호를 사용하여 원단(200) 화자의 음성을 감지하여 원단(200) 화자의 음성 활동을 감지한다. 즉, 원단(200)의 출력 신호를 통해 원단(200) 화자의 음성이 감지되면 원단(200) 화자의 음성 활동이 있는 것으로 감지하는 것이다. 이러한 음성 활동 감지는 일반적인 음성 활동 감지(Voice Activity Detection) 기술에 의해 수행될 수 있으므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.
정규화된 상호 상관부(1135)는 프리 엠퍼시스 필터(1131)로부터 근단(100)의 마이크(130)를 통한 입력 신호, 즉 근단(100) 음성 신호와 에코 제거 처리된 신호를 전달받아서, 근단(100) 음성 신호와 에코 제거 처리된 신호의 특성 비교를 위해 정규화된 상호 상관(Normalized Cross Correlation)을 수행하여 두 신호의 유사도를 측정한다. 이러한 정규화된 상호 상관 기술은 두 신호의 정규화된 상호 연관성을 찾는 기술로서 잘 알려져 있으므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다. 근단(100) 음성 신호와 에코 제거 처리된 신호에 대해 정규화된 상호 상관부(1135)에서 측정되는 유사도에 따라 에코 제거부(111)에서의 에코 제거가 정상적으로 처리되었는지가 판단될 수 있다. 예를 들어, 정규화된 상호 상관부(1135)에서 측정되는 유사도에 의해 근단(100) 음성 신호와 에코 제거 처리된 신호가 유사한 것으로 판단되는 경우에는 정상적으로 에코 제거가 처리되지 않은 것으로 판단될 수 있다. 그러나, 정규화된 상호 상관부(1135)에서 측정되는 유사도에 의해 근단(100) 음성 신호와 에코 제거 처리된 신호가 유사하지 않은 것으로 판단되는 경우에는 정상적으로 에코 제거가 처리된 것으로 판단될 수 있다. 여기서, 두 신호의 유사도를 판단하는 데 사용되는 기준값은 다수의 반복 테스트 등을 통해 미리 설정될 수 있다.
더블 토크 판단부(1137)는 음성 활동 감지부(1133)의 음성 활동 감지 결과와 정규화된 상호 상관부(1135)의 유사도 측정 결과를 사용하여 더블 토크 상황 여부를 판단한다.
구체적으로, 더블 토크 판단부(1137)는 먼저 음성 활동 감지부(1133)의 음성 활동 감지 결과가 원단(200) 화자의 음성 활동이 아닌 것을 나타내는 경우에는 더블 토크 상황이 아닌 것으로 판단한다.
그러나, 음성 활동 감지부(1133)의 음성 활동 감지 결과가 원단(200) 화자의 음성 활동인 것을 나타내는 경우에는 정규화된 상호 상관부(1135)의 유사도 측정 결과로서 판단한다. 구체적으로, 음성 활동 감지부(1133)의 음성 활동 감지 결과가 원단(200) 화자의 음성 활동인 것을 나타내고, 정규화된 상호 상관부(1135)의 유사도 측정 결과가 유사한 것으로 나타나서 정상적으로 에코 제거가 처리되지 않은 것으로 판단되는 경우에 더블 토크 판단부(1137)가 더블 토크 상황인 것으로 판단한다. 그러나, 음성 활동 감지부(1133)의 음성 활동 감지 결과가 원단(200) 화자의 음성 활동인 것을 나타내더라도, 정규화된 상호 상관부(1135)의 유사도 측정 결과가 유사하지 않은 것으로 나타나서 정상적으로 에코 제거가 처리된 것으로 판단되는 경우에는 더블 토크 판단부(1137)가 더블 토크 상황이 아닌 것으로 판단한다.
결과적으로, 더블 토크 판단부(1137)는 음성 활동 감지부(1133)의 음성 활동 감지 결과가 원단(200) 화자의 음성 활동인 것을 나타내고, 정규화된 상호 상관부(1135)의 유사도 측정 결과가 유사하여 정상적으로 에코 제거가 처리되지 않은 것으로 판단되는 경우에만 더블 토크 상황인 것으로 판단하여, 더블 토크 감지 신호를 이득 조절부(115)로 출력한다. 여기서, 더블 토크 감지 신호를 출력하는 것은 더블 토크 감지 신호를 활성화하여 더블 토크 상황이 감지되었음을 나타내는 것을 의미한다. 따라서, 더블 토크 상황이 감지되지 않은 경우에는 더블 토크 판단부(1137)는 이득 조절부(115)로 전달되는 더블 토크 감지 신호를 비활성화함으로써 더블 토크 상황이 감지되지 않고 있음을 알릴 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 원단(200) 화자의 음성 활동을 감지하고 이 때 근단(100) 화자의 음성 신호에 대한 에코 제거가 정상적으로 처리되지 않은 경우를 더블 토크 상황으로 감지하고, 근단(100) 스피커(120)로 출력되는 음성 신호를 미리 설정된 신호 레벨까지 감소시키는 이득 조절을 수행하는 더블 토크 이득 제어를 수행함으로써, 근단(100) 화자의 음성 신호의 라우드니스(loudness) 및 신호대잡음비을 확보할 수 있어서, 종래에 비해 보다 정확한 적응 필터의 추정과 에코 제거가 가능해진다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 더블 토크 이득 제어 방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 더블 토크 이득 제어 방법의 개략적인 흐름도이다. 도 5에 도시된 방법은 전술한 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 더블 토크 이득 제어 장치(110)에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 먼저 원단(200)의 출력 신호, 근단(100)의 입력 신호 및 근단(100)의 입력 신호에 대해 에코 제거 처리된 신호(이하, "에코 제거 처리된 신호"로 지칭함)가 입력된다(S100).
다음, 원단(200)의 출력 신호, 근단(100)의 입력 신호 및 에코 제거 처리된 신호를 사용하여 더블 토크 상황 여부를 판단한다(S110).
만약 더블 토크 상황으로 판단되면(S120), 스피커(120)를 통해 출력될 출력 신호에 대한 신호 레벨 감소를 위한 이득 조절을 수행한다(S130).
그 후, 원단(200)의 출력 신호, 근단(100)의 입력 신호 및 에코 제거 처리된 신호를 사용하여 더블 토크 상황 여부가 다시 판단된다(S140).
계속 더블 토크 상황으로 판단되면(S150), 더블 토크 상황이 감지되지 않을 때까지 스피커(120)를 통해 출력될 출력 신호에 대한 신호 레벨 감소를 위한 이득 조절 단계(S130)와 더블 토크 상황 여부 판단 단계(S140)가 반복 수행된다.
만약 상기 단계(S150)에서 더블 토크 상황이 아닌 것으로 판단되면 미리 설정된 일정 시간이 경과되는지가 판단되고(S160), 만약 미리 설정된 일정 시간이 경과되면 그 때 스피커(120)를 통해 출력될 출력 신호에 대한 신호 레벨 감소를 위한 이득 조절을 중지한다(S170).
한편, 상기 단계(S120)에서 더블 토크 상황이 아닌 것으로 판단되면 스피커(120)를 통해 출력될 출력 신호에 대한 신호 레벨 감소를 위한 이득 조절이 시작되지 않는다.
이하, 도 6을 참조하여 전술한 더블 토크 상황 여부 판단 단계(S110)에 대해 설명한다.
도 6은 도 5에 도시된 더블 토크 상황 여부 판단 단계의 구체적인 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 원단(200)의 출력 신호, 근단(100)의 입력 신호 및 에코 제거 처리된 신호에 대해 프리 엠퍼시스 필터링 처리가 수행된다(S111).
그 후, 프리 엠퍼시스 필터링 처리된 원단(200)의 출력 신호를 사용하여 원단(200) 화자의 음성 활동을 감지한다(S112).
만약 원단(200) 화자의 음성 활동이 감지되면(S113), 프리 엠퍼시스 필터링 처리된 근단(100)의 입력 신호와 프리 엠퍼시스 필터링 처리된 에코 제거 처리된 신호의 정규화된 상호 상관을 통해 두 신호의 유사도를 측정한다(S114).
이 경우, 전술한 더블 토크 상황 판단 단계(S120)는 상기 단계(S114)에서의 유사도 측정 결과를 사용하여 더블 토크 상황을 판단할 수 있다.
한편, 상기 단계(S113)에서 원단(200) 화자의 음성 활동이 감지되지 않으면 스피커(120)를 통해 출력될 출력 신호에 대한 신호 레벨 감소를 위한 이득 조절이 시작되지 않는다.
다음, 도 7을 참조하여 전술한 더블 토크 상황 여부 판단 단계(S140)에 대해 설명한다.
도 7은 도 5에 도시된 더블 토크 상황 여부 판단 단계의 구체적인 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 단계(S141, S142, S143, S144)는 도 6을 참조하여 설명한 단계(S111, S112, S113, S114)와 동일하게 수행된다. 따라서, 이에 대해서는 반복 설명되지 않는다.
다만, 도 7에서는, 상기 단계(S143)에서 원단(200) 화자의 음성 활동이 감지되지 않는 경우 도 5에서 설명된 미리 설정된 일정 시간이 경과되는지가 판단되는 단계(S160)로 진행된다. 이는 도 6에서와 달리 도 7에서의 더블 토크 상황 판단은 이미 신호 레벨 감소가 수행되고 있으므로, 그 후의 더블 토크 상황이 종료되면 미리 설정된 일정 시간 동안의 신호 레벨 감소가 유지되어야 하므로 도 6에서의 과정과 상이하게 작동하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 전이중 통신 시스템에서 근단(near end)과 원단(far end) 사이의 더블 토크(double-talk) 이득 제어 장치로서,
    상기 원단으로부터의 수신 신호와 상기 근단의 마이크를 통한 입력 신호를 사용하여 상기 입력 신호에 포함된 에코 신호를 제거하여 상기 원단으로 출력하는 에코 제거부,
    상기 원단으로부터의 수신 신호, 상기 근단의 입력 신호 및 상기 에코 제거부에 의해 에코 제거 처리된 신호를 사용하여 더블 토크 상황을 감지하는 더블 토크 감지부, 그리고
    상기 더블 토크 감지부에 의해 더블 토크 상황이 감지되는 경우 상기 근단의 스피커로 출력되는 출력 신호의 신호 레벨 감소를 위해 이득 조절을 수행하는 이득 조절부
    를 포함하는 더블 토크 이득 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 더블 토크 감지부는,
    상기 원단으로부터의 수신 신호를 사용하여 원단 화자의 음성 활동을 감지하는 음성 활동 감지부,
    상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호 사이의 유사도를 측정하는 상호 상관부, 그리고
    상기 음성 활동 감지부에 의해 상기 원단 화자의 음성 활동이 감지되고, 상기 상호 상관부에 의해 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호가 유사하여 상기 에코 제거부에서의 에코 제거 처리가 정상적으로 수행되지 않은 것으로 판단되는 경우, 더블 토크 상황인 것으로 판단하는 더블 토크 판단부
    를 포함하는, 더블 토크 이득 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 음성 활동 감지부는 음성 활동 감지(Voice Activity Detection) 알고리즘을 통해 상기 원단 화자의 음성 활동을 감지하는,
    더블 토크 이득 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상호 상관부는 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호에 대해 정규화된 상호 상관(Normalized Cross Correlation)을 수행하여 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호 사이의 유사도를 측정하는,
    더블 토크 이득 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이득 조절부는 상기 더블 토크 감지부에 의해 더블 토크 상황이 감지되는 동안 상기 이득 조절을 계속 유지하는,
    더블 토크 이득 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이득 조절부는 상기 이득 조절을 수행하는 중에 상기 더블 토크 감지부에 의해 더블 토크 상황이 아닌 것으로 감지되는 경우, 미리 설정된 일정 시간이 경과할 때까지 상기 이득 조절을 유지하는,
    더블 토크 이득 제어 장치.
  7. 더블 토크 이득 제어 장치가 전이중 통신 시스템의 근단과 원단 사이의 더블 토크 이득을 제어하는 방법으로서,
    상기 원단으로부터의 수신 신호, 상기 근단의 마이크를 통한 입력 신호 및 상기 근단의 입력 신호에 대해 에코 제거 처리된 신호를 사용하여 더블 토크 상황을 감지하는 단계, 그리고
    상기 더블 토크 상황이 감지되는 경우 상기 근단의 스피커로 출력되는 출력 신호의 신호 레벨 감소를 위해 이득 조절을 수행하는 단계
    를 포함하는 더블 토크 이득 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 더블 토크 상황을 감지하는 단계는,
    상기 원단으로부터의 수신 신호를 사용하여 원단 화자의 음성 활동을 감지하는 단계,
    상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호 사이의 유사도를 측정하는 단계, 그리고
    상기 원단 화자의 음성 활동이 감지되고, 상기 근단의 입력 신호와 상기 에코 제거 처리된 신호가 유사한 것으로 판단되는 경우, 더블 토크 상황인 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는, 더블 토크 이득 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 음성 활동을 감지하는 단계 전에,
    상기 원단으로부터의 수신 신호, 상기 근단의 마이크를 통한 입력 신호 및 상기 에코 제거 처리된 신호에 대해 프리 엠퍼시스 필터링 처리를 수행하는 단계
    를 더 포함하는, 더블 토크 이득 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이득 조절을 수행하는 단계는,
    상기 더블 토크 상황이 감지되는지를 판단하는 단계,
    상기 더블 토크 상황이 감지된 것으로 판단되는 경우, 상기 출력 신호의 신호 레벨 감소를 위해 이득 조절을 수행하는 단계,
    상기 이득 조절 중에 상기 더블 토크 상황이 계속 감지되는지를 판단하는 단계,
    상기 이득 조절 중에 상기 더블 토크 상황이 감지되지 않는 경우, 미리 설정된 일정 시간이 경과되는지를 판단하는 단계, 그리고
    상기 미리 설정된 일정 시간이 경과되는 경우 상기 이득 조절을 중지하는 단계
    를 포함하는, 더블 토크 이득 제어 방법.
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