KR19990017779A

KR19990017779A - 통신단말기의 음성필터링장치

Info

Publication number: KR19990017779A
Application number: KR1019970040804A
Authority: KR
Inventors: 강성우; 안이승
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-15

Abstract

개시된 음성필터링장치는 무선통신을 이용한 통신단말기의 송수신시, 복수개의 마이크로폰을 통하여 음성신호에 혼합된 잡음신호만을 선택적으로 제거하여 고품질의 음성신호를 송수신할 수 있도록 한 통신단말기의 음성필터링장치에 관한 것이다.

본 발명은 복수개의 마이크로폰으로 된 입력부를 통하여 잡음신호 및 잡음신호가 혼입된 음성신호를 입력하고, 적응필터부는 전술한 입력부의 음성신호를 필터링하여 잡음신호만을 선택적으로 제거하고 음성추정신호를 출력하며, 출력부는 이 적응필터부의 음성추정신호를 출력하도록 구성하되, 전술한 입력부는 서로 다른 위치에 마련된 복수개의 마이크로폰을 통하여 각각의 잡음신호 및 잡음신호가 혼입된 음성신호를 입력하며, 출력부는 송신부의 안테나를 통하여 음성추정신호를 공중파로 출력하도록 구성한다.

Description

통신단말기의 음성필터링장치

본 발명은 음성필터링장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선통신을 이용한 통신단말기의 송수신시, 복수개의 마이크로폰을 이용하여 음성신호에 혼합된 잡음신호만을 선택적으로 제거하고 고품질의 음성신호를 송수신할 수 있도록 한 통신단말기의 음성필터링장치에 관한 것이다.

최근 개인 휴대통신 기술의 발달로 아날로그 및 디지털방식의 셀룰러 폰(Cellular phone), 발신전용휴대전화(CT-2), 및 간이휴대전화(PCS) 등의 다양한 통신단말기가 개발되어 널리 사용되고 있으며, 특히 이와 같은 통신단말기들은 휴대 및 이동의 편리성을 최대한 부각시키기 위하여, 그 기기 자체가 더욱 경량화, 소형화되는 추세이다.

아울러, 이러한 통신단말기의 소형화 추세에 따라 음성신호를 입력하는 마이크로폰과 통화자의 입 사이의 거리가 더욱 이격됨으로, 이 음성신호에 주위의 소음 등에 의한 보다 많은 잡음신호가 혼입되어 통화품질을 저하시키는 요인이 되고 있다.

이와 같은 종래의 통신단말기는 일반적인 필터를 적용하여 전술한 바와 같은 음성신호에 혼입된 잡음신호를 제거하였으나, 이는 소정 주파수대역의 신호를 일괄적으로 감쇄시켜 상대적으로 그 레벨이 낮은 잡음신호를 제거하도록 하는 것이다.

따라서, 전술한 음성신호와 이에 혼입된 잡음신호는 동일 주파수대역에 존재함으로 잡음신호 레벨의 감쇄와 함께 음성신호의 레벨도 감쇄되었다.

따라서, 종래의 필터를 적용한 통신단말기는 송수신신호 중 잡음신호를 제거하되, 음성신호와 같은 주파수대역의 잡음신호만을 선택적으로 제거할 수 없음으로 결국 통화품질을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래 통신단말기의 필터를 통해 잡음신호와 함께 감쇄된 음성신호를 인식 가능한 소정 레벨로 증폭시키기 위하여 각종 증폭 회로가 부가되는 다른 문제점도 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 통신단말기의 송수신시, 복수개의 마이크로폰을 이용하여 음성신호에 혼합된 잡음신호만을 선택적으로 제거하여 고품질의 음성신호를 송수신할 수 있도록 한 통신단말기의 음성필터링장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 통신단말기의 음성필터링장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 통신단말기의 제 1 내지 제 2마이크로폰의 취부상태를 나타낸 측면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 입력부 11 : 제 1마이크로폰

12 : 제 2마이크로폰 20 : 적응필터부

21 : 적응신호처리회로 22 : 가산기

30 : 출력부 31 : 송신부

40 : 통신단말기 41 : 스피커

ANT : 안테나

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 통신단말기의 음성필터링장치의 특징은, 복수개의 마이크로폰을 통하여 잡음신호 및 잡음신호가 혼입된 음성신호를 각각 입력하는 입력부와, 상기 입력부의 음성신호를 필터링하여 잡음신호만을 선택적으로 제거하고 음성추정신호를 출력하는 적응필터부, 및 상기 적응필터부의 음성추정신호를 출력하는 출력부로 구성된다.

여기서, 상기 복수개의 마이크로폰은 서로 다른 위치에 마련되어 잡음신호 및 잡음신호가 혼입된 음성신호를 각각 입력하도록 하고, 상기 출력부는 상기 적응필터부의 음성추정신호를 송신부의 안테나를 통하여 공중파로 출력하도록 한다.

또한, 상기 적응필터부는 상기 제 2마이크로폰으로부터 입력되는 제 2잡음신호와 음성추정신호를 LSM 신호처리 알고리즘을 적용하여 잡음추정신호를 출력하는 적응신호처리회로, 및 상기 제 1마이크로폰으로부터 입력되는 제 1잡음신호가 혼입된 음성신호와 상기 적응신호처리회로의 잡음추정신호를 가산하여 음성추정신호를 출력하는 가신기로 구성됨이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 통신단말기의 음성필터링장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 통신단말기의 음성필터링장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록 구성도이이다.

도시된 바와 같이 입력부(10)는 복수개의 마이크로폰(11)(12)을 통하여 잡음신호 및 잡음신호가 혼입된 음성신호를 각각 입력하고, 적응필터부(20)는 상기 입력부(10)의 음성신호를 필터링하여 잡음신호만을 선택적으로 제거하고 음성추정신호를 출력하며, 출력부(30)는 상기 적응필터부(20)의 음성추정신호를 출력하도록 구성한다.

이때, 상기 복수개의 마이크로폰(11)(12)은 서로 다른 위치에 마련되어 잡음신호 및 잡음신호가 혼입된 음성신호를 각각 입력하도록 하고, 상기 출력부(30)는 송신부(31)의 안테나(ANT)를 통하여 음성추정신호를 공중파로 출력하도록 구성한다.

여기서, s(t)는 음성신호, n1(t) 및 n2(t)는 제 1 및 제 2잡음신호, s´(t)는 음성추정신호, n´(t)는 잡음추정신호이다.

또한, 상기 적응필터부(20)는 적응신호처리회로(21)를 통하여 상기 제 2마이크로폰(12)으로부터 입력되는 제 2잡음신호(n2(t))와 음성추정신호(s´(t))를 LSM 신호처리 알고리즘을 적용하여 잡음추정신호(n´(t))를 출력하고, 가산기(22)는 상기 제 1마이크로폰(11)으로부터 입력되는 제 1잡음신호가 혼입된 음성신호(s(t) + n1(t))와 상기 적응신호처리회로(21)의 잡음추정신호(n´(t))를 가산하여 음성추정신호(s´(t))를 출력하도록 구성됨이 바람직하다.

이때, 상기 적응신호처리회로(21)는 LMS(Least-Mean-Square) 신호처리 알고리즘을 적용하여 음성추정신호(s´(t))를 출력하도록 한다.

또한, 도 2는 본 발명에 따른 통신단말기의 제 1 내지 제 2마이크로폰의 취부상태를 나타낸 측면도로서, 도시된 바와 같이 상하부에 스피커(41) 및 제 1마이크로폰(11)이 마련된 통신단말기(40)는 상기 제 1마이크로폰(11)과 서로 다른 위치, 예로서 이 통신단말기(40)의 후면에 잡음신호를 입력하는 별도의 제 2마이크로폰(12)을 형성함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 통신단말기를 이용하여 통화를 할 경우, 입력부(10)는 제 1마이크로폰(11)을 통하여 음성신호(s(t))를 입력한다. 이때, 이 음성신호(s(t))에는 주위의 각종 소음 등의 제 1잡음신호(n1(t))가 혼입된 음성신호(s(t) + n1(t))를 입력하게 된다.

이와 함께 통신단말기(40)의 별도의 위치에 마련된 제 2마이크로폰(12)은 제 2잡음신호(n2(t))를 입력하게 된다.

여기서, 제 1잡음신호(n1(t))와 제 2잡음신호(n2(t))는 그 입력 위치와 각각의 마이크로폰(11)(12)의 특성의 차에 의해 정확히 일치한다고 볼 수는 없으나, 그 통계적 특성은 거의 동일하다고 볼 수 있다.

따라서, 제 1잡음신호(n1(t))는 제 2잡음신호(n2(t))와 거의 동일하다고 볼 수 있음으로, 수식 n1(t) = n2(t) = n(t)가 성립하게 된다.

이후, 적응필터부(20)는 상기 입력부(10)의 제 1마이크로폰(11)의 잡음신호가 혼입된 음성신호(s(t) + n1(t))를 필터링하여 잡음신호(n1(t))만을 선택적으로 제거함으로써 음성추정신호(s´(t))를 출력한다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 먼저 제 1잡음신호(n1(t))가 혼입된 음성신호(s(t) + n1(t))는 적응필터부(20)의 가산기(22)를 통하여 음성추정신호(s´(t))를 출력하되, 이 음성추정신호(s´(t))는 제 2마이크로폰(12)의 제 2잡음신호(n2(t))와 함께 적응신호처리회로(21)에서 LSM 신호처리 알고리즘을 적용하여 잡음추정신호(n´(t))를 출력한다.

따라서, 가산기(22)는 잡음신호가 혼입된 음성신호(s(t) + n1(t))와 전술한 적응신호처리회로(21)의 잡음추정신호(n´(t))가 역(-) 가산됨으로 결국 이 가산기(22)출력측에는 음성추정신호(s´(t))만이 출력되는 것이다.

따라서, 이와 같이 얻어진 음성추정신호(s´(t))는 출력부(30)에 인가되어 송신부(31)의 안테나(ANT)를 통하여 공중파로 출력된다. 따라서, 도시되지 않은 수신측 통신단말기에서는 잡음성분이 제거된 고품질의 음성신호를 수신할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상술한 바와 같은 LSM 신호처리 알고리즘을 이용한 음성필터링 작용은 일반적인 DSP 칩에 입력시킬 수도 있고, 음성 필터링 전용의 ASIC을 구현하여 사용할 수도 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 통신단말기의 음성필터링장치는 통신단말기의 송수신시, 복수개의 마이크로폰을 통하여 음성신호에 혼합된 잡음신호만을 선택적으로 제거함으로써 고품질의 음성신호를 송수신할 수 있는 효과가 있다.

또한, 적응필터부를 통하여 음성신호에 혼입된 잡음신호만을 제거함으로, 종래 통신단말기의 필터를 통해 잡음신호와 함께 감쇄된 음성신호를 인식 가능한 소정 레벨로 증폭시키기 위하여 부가되는 각종 증폭 회로를 삭제할 수 있는 다른 효과도 있다.

Claims

복수개의 마이크로폰을 통하여 잡음신호 및 잡음신호가 혼입된 음성신호를 각각 입력하는 입력부; 상기 입력부의 음성신호를 필터링하여 잡음신호만을 선택적으로 제거하고 음성추정신호를 출력하는 적응필터부; 및 상기 적응필터부의 음성추정신호를 출력하는 출력부로 구성됨을 특징으로 하는 통신단말기의 음성필터링장치.
제 1항에 있어서, 상기 복수개의 마이크로폰은; 서로 다른 위치에 마련되어 잡음신호 및 잡음신호가 혼입된 음성신호를 각각 입력하도록 함을 특징으로 하는 통신단말기의 음성필터링장치.
제 1항에 있어서, 상기 출력부는; 상기 적응필터부의 음성추정신호를 송신부의 안테나를 통하여 공중파로 출력하도록 함을 특징으로 하는 통신단말기의 음성필터링장치.
제 1항에 있어서, 상기 적응필터부는; 상기 제 2마이크로폰으로부터 입력되는 제 2잡음신호와 음성추정신호를 신호처리 알고리즘을 적용하여 잡음추정신호를 출력하는 적응신호처리회로; 및 상기 제 1마이크로폰으로부터 입력되는 제 1잡음신호가 혼입된 음성신호와 상기 적응신호처리회로의 잡음추정신호를 가산하여 음성추정신호를 출력하는 가신기로 구성됨을 특징으로 하는 통신단말기의 음성필터링장치.
제 4항에 있어서, 상기 적응신호처리회로는; LMS 신호처리 알고리즘을 적용하여 음성추정신호를 출력하도록 함을 특징으로 하는 통신단말기의 음성필터링장치.