KR20000026288A - 약전계에서 코드 분할 다중 접속 시스템의 코덱 잡음 제거 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코드 분할 다중 접속(CDMA : CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS) 시스템의 약전계(weak electromagnetic field)에서 EVRC(Enhanced Variable Rate Codec) 코덱 잡음 제거 방법에 관한 것으로, 에러 패킷이 입력되면, 바로 전 상태의 유효한 패킷을 통하여 판별된 풀 전송율/하프 전송율 또는 1/8 전송율을 판별한다. 이어서 판별된 풀 전송율 또는 하프 전송율에 대응하는 에러 프레임의 처리 루틴에서 난수 발생기(random number generator)의 시드값(seed)을 정적(static) 변수로 변환하고, 에러 패킷의 첫 번째 처리 루틴에서만 시드값을 세팅한다. 또는 풀 전송율 또는 하프 전송율 에러 프레임 발생 후 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임에서만 시드값을 세팅한다. 따라서 약전계에서 발생되는 불필요한 잡음을 부드러운 배경 잡음으로 변환하여 출력한다.
Description
본 발명은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 약전계(weak electromagnetic field)에서 CDMA 시스템의 코덱 잡음 제거 방법에 관한 것이다.
코드 분할 다중 접속 시스템에서 사용하는 EVRC(Enhanced Variable Rate Codec)의 알고리즘에 대한 표준 규격(specification)은 TIA(Telecommunication Industry Association)/EIA(Electronic Industry Association)/IS(International Standard)-127에 정의되어 있다. 그리고 이 알고리즘에 대한 구현 방법(Fixed Point C Code 프로그램)이 TIA/EIA/IS-718에 의해 표현되고 있다. 그러나 CDMA 이동 단말기(mobile station)의 EVRC 코덱은 에러 패킷(error packet)이 많이 수신되는 경우 등과 같은 약전계(weak electromagnetic field)에서 매우 듣기 거북한 잡음(noise)이 발생하였다.
TIA/EIA/IS-127과 TIA/EIA/IS-718에 기술되어 있는 EVRC 표준 코덱의 디코더(decoder)에서 음성 재생은 수신된 패킷으로부터 적용형 코드북(adaptive codebook) 성분과 고정형 코드북(fixed codebook) 성분으로 이루어진 여기 신호(excitation signal)를 LPC(Linear Predictive Coding) 합성 필터(synthesis filer)에 통과시킴으로서 일어나거나, 랜덤 여기 신호(random excitation signal)를 LPC 합성 필터에 통과시킴으로서 일어난다.
이 때, 디코더가 제거해야 할 에러 패킷(error packet) 즉, 삭제 패킷(erasure packet)을 입력받으면, 삭제 패킷의 바로 전 상태에서 입력된 유효한 패킷의 전송율(transmit bit rate) 정보(last_valid_rate)에 따라 풀 전송율(full rate) 또는 하프 전송율(half rate) 삭제 패킷(erasure packet)으로 처리되거나 1/8 전송율(eighth rate) 삭제 패킷으로 처리된다.
도 1을 참조하면, EVRC 코덱을 구비하는 CDMA 시스템의 이동 단말기(mobile station)를 도시한 것으로, 상기 단말기는 RF(radio frequency) 송수신부(10)와 베이스밴드 아날로그(baseband analog) 프로세서(20)와 모뎀(MSM : Mobile Station Modem)(70) 및 코덱(CODEC)(80)을 포함하고 있다.
상기 모뎀(70)은 베이스밴드 디지털(baseband digital) 프로세서(30)와 CPU 및 DSP(Digital Signal Processor)(40)를 포함한다. 그리고 상기 DSP(40)는 가변 속도 코더(variable rate coder)로서 인코더(50)와 디코더(60)를 포함한다.
상기 인코더(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 코덱(80)으로부터 PCM (Pulse Code Modulation) 데이터를 받아서 DC 성분 제거(51) 및 불필요한 잡음을 제거(52)한다. 그리고 LPC(Linear Prediction Coefficient) 계수 추출(53), 전송율 결정(rate detection)(54) 및 LPC 분석 필터(55)를 통한 LPC와 LSP(Line Spectrum Pair) 계수 변환 등을 수행하여 여기 신호(excitation signal)(Excitation(t))를 출력한다. 그리고 적응형 코드북(56)과 고정형 코드북 성분(57)의 모델링 검색 및 메모리 업데이트(58)를 수행하고, 이를 통해 디지털 음성 패킷(speech packet)으로 변환하여 상기 베이스밴드 디지털 프로세서(30)로 출력한다.
상기 디코더(60)는 도 3에 도시된 바와 같이, 적응형 코드북 성분(61)과 고정형 코드북 성분 디코더(62) 및 메모리 업데이트(63)로 구성된다. 그리고 LPC 합성 필터(64)와 피치 포스트 필터(65) 및 LPC 포스트 필터(66)를 포함하고 있다. 상기 LPC 합성 필터(64)의 입력으로 사용될 여기 신호(excitation signal)는 합성에 의한 분석(analysis by synthesis) 과정을 통하여 결정된다. 즉, 미리 코드북에 저장되어 있는 일련의 여기 신호들을 각각 합성 필터를 통과하면 복원된 음성 신호는 원래의 음성 신호와 가장 가까운 음성 신호를 생성하는 여기 신호의 인덱스(index)와 양자화된 이득(gain)값을 얻을 수 있다. 그리고 상기 여기 신호는 적응형 코드북의 업데이트에도 사용된다.
그리고 상기 LPC 계수는 상기 인코더(50)로부터 LSP 계수를 받아서 LPC로 변환하여 추출된다. 상기 디코더(60)에서 양자화된 상기 LPC 계수는 하나의 프레임(frame)에 대하여 3개의 서브프레임(subframe)으로 구성된 160개의 샘플링된 신호를 전후 프레임의 LSP 계수들과 선형 보간(linear interpolation)된 후 다시 각 프레임들마다 LPC 합성 필터의 계수들로 변환된다. 따라서 상기 인코더(50)와 디코더(60)는 동일한 합성 필터를 사용한다.
도 4는 종래 기술에 따른 CDMA 시스템의 EVRC 코덱의 잡음을 제거하는 수순을 도시한 흐름도이다. 이 수순은 표준 규격 TIA/EIA/IS-127에 의해 정의된 알고리즘으로서 상기 코덱에 구비된 프로그램의 처리 과정을 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 단계 S110에서 에러 패킷이 입력되면, 단계 S112에서 상기 에러 패킷이 입력되기 바로 전에 입력된 유효한 패킷의 전송율(last_valid_rate)을 판별한다. 판별 결과 상기 전송율이 풀 전송율(full rate) 또는 하프 전송율(half rate)이면, 단계 S114으로 진행하여 에러 패킷이 연속되어 입력되는지를 판별한다. 연속으로 입력되면, 단계 S116으로 진행하여 상기 평균 적응형 코드북 이득(ave_acb_gain)에 대응하여 여기 신호(Excitation(t))를 75 % 감쇠시킨다. 그리고 연속적으로 입력되지 않으면 단계 S118으로 진행한다. 그리고 단계 118에서 상기 평균 적응형 코드북 이득(ave_acb_gain)에 대응하여 여기 신호(Excitation(t))를 감쇠한다.
계속해서 단계 S120에서 상기 평균 적응형 코드북 이득(ave_acb_gain)이 소정의 기준값(0.2) 이하인지를 판별한다. 상기 기준값 이하이면, 단계 S122으로 진행하여 상기 에러 패킷의 특정 시드값(seed)을 설정하고, 상기 설정된 시드값과 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_acb_gain)에 대응하여 상기 여기 신호(Excitation(t))를 감쇠시킨다. 그리고 상기 기준값 이하가 아니면 상기 단계 S124으로 진행한다.
상기 단계 S124에서는 피치 포스트 필터(65)와 적응형 포스트 필터(66)를 통해 피치 확장(pitch enhancement)을 수행하고, 이어서 단계 S126에서 최종 출력 신호를 2배로 증가시켜 음성 신호(speech)를 출력한다.
또한 상기 단계 S112에서 판별 결과, 상기 에러 패킷이 1/8 전송율(eighth rate)이면 단계 S128으로 진행하여 에러 프레임의 이득(gain)에 대응하여 여기 신호(Excitation(t))를 발생하고, 단계 S130에서 상기 여기 신호(Excitation(t))를 상기 적응형 포스트 필터(66) 만을 통해 음성 신호(speech)를 출력한다
상술한 바와 같이, 문제가 되는 불필요한 잡음(annoying noise)은 다음의 원인에 의해서 발생된다.
첫 째로 풀 전송율 또는 하프 전송율의 삭제 패킷을 처리하는 루틴이 원래의 목적과는 달리 잘못 구현되어 발생되는 경우이다. 이는 유효한 풀 전송율 또는 하프 전송율의 패킷에 이어서 삭제 패킷이 입력되어 디코딩될 때, 에러 처리 루틴의 본래 목적은 에러 프레임(frame)이 발생하는 구간 동안, 그 전 프레임의 유효한 풀 전송율 또는 하프 전송율 패킷으로 디코딩(decoding)하여 발생시키던 소리를 점차 감쇠시킨다. 이어서 그 소리가 소정의 일정 크기 이하가 되면, 부드러운 배경 잡음(background noise, gaussian noise)을 발생시키는 것이다. 이를 위해서 EVRC 표준 규격에서는 정상 프레임의 평균 적용형 코드북 이득(ave_acb_gain)과 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)을 저장하고 있다가 에러 프레임이 입력되면, 이들 값들을 이용하여 각각 코드북의 이득으로 사용한다. 따라서 저장된 평균 적용형 코드북 이득 값이 배경 잡음을 유지하기 위한 일정값(예컨대, 0.2) 이상이면, 여기 신호는 적용형 코드북 성분만으로 이루어지며, 일정값 이하로 감쇠하면, 여기 신호는 적용형 코드북 성분과 고정형 코드북 성분의 합으로 이루어진다. 이 때, 고정형 코드북은 평균 고정형 코드북 이득을 크기로 갖는 배경 잡음으로 이루어진다.
그러나 실제 EVRC 표준의 알고리즘(C 코드 프로그램)을 살펴보면, 배경 잡음을 발생시키기 위한 난수 발생기(random number generator)의 시드(seed) 값이 에러 프레임이 연속되는 동안에는 에러 프레임의 매 서브프레임(subframe)마다 동일한 시드(seed) 값으로 초기화된다. 따라서 주기적으로 연속 번호를 발생시키게 되고, 이로 인하여 주기적인 잡음이 발생된다. 또한 저장된 평균 고정형 코드북 이득이 큰 경우에, 평균 적용형 코드북 이득과는 달리 감쇠가 없기 때문에 유효한 프레임이 입력될 때까지 큰 잡음이 계속 유지되는 문제점이 발생된다.
또한, EVRC 표준에 의한 1/8 전송율에서의 에러 처리 루틴은 정상 1/8 프레임의 고정형 코드북 이득을 저장하고 있다가 1/8 에러 프레임이 입력되면, 이 값을 이용하여 배경 잡음의 이득으로 사용한다. 그러므로 두 번째 원인은 1/8 전송율 삭제 패킷을 처리하는 루틴에서 이전 유효한 1/8 전송율 패킷의 배경 잡음 이득이 큰 경우에 연속되는 에러 패킷에 대해 감쇠(decaying)없이 큰 이득을 계속해서 사용하기 때문에 발생된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, CDMA 시스템의 약전계에서 발생되는 불필요한 잡음을 부드러운 배경 잡음으로 출력함으로서 EVRC 코덱의 듣기 거북한 잡음을 제거하는 방법을 구현하는데 있다.
도 1은 EVRC 코덱을 구비하는 CDMA 시스템의 개략적인 구성을 도시한 블럭도;
도 2는 도 1에 도시한 인코더의 구성을 나타내는 블럭도;
도 3은 도 1에 도시한 디코더의 구성을 나타내는 블럭도;
도 4는 종래 기술에 따른 코덱 잡음 제거 알고리즘의 수순을 도시한 흐름도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코덱 잡음 제거 알고리즘의 수순을 도시한 흐름도; 그리고
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코덱 잡음 제거 알고리즘의 수순을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10 : RF 송수신부 20 : 베이스밴드 아날로그
30 : 베이스밴드 디지털 40 : DSP
50 : 인코더 60 : 디코더
70 : 모뎀 80 : 코덱
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 적응형 코드북 성분과 고정형 코드북 성분으로 구성되는 EVRC(Enhanced Variable Rate Codec) 코덱을 구비하는 코드 분할 다중 접속 시스템의 약전계(weak electromagnetic field)에서 발생되는 잡음(annoying noise)을 제거하는 방법에 있어서: 에러 패킷이 입력되면, 상기 에러 패킷이 입력되기 바로 전에 입력된 유효한 패킷의 전송율을 판별하는 단계와; 상기 전송율이 풀 전송율 또는 하프 전송율이면, 상기 전송율에 의한 평균 고정형 코드북 이득을 제 1의 임계값으로 제한하여 감쇠하는 단계와; 상기 전송율에 의한 평균 적응형 코드북 이득과 상기 평균 적응형 코드북 이득에 대응하여 여기 신호를 감쇠시키는 단계와; 상기 평균 적응형 코드북 이득이 소정의 기준값 이하이면, 상기 입력된 에러 패킷의 처리 루틴이 첫 번째 루틴인지를 판별하는 단계와; 상기 첫 번째 처리 루틴이면, 상기 에러 패킷의 특정 시드값을 설정하고, 상기 설정된 시드값과 상기 평균 고정형 코드북 이득에 대응하여 상기 여기 신호를 감쇠시키는 단계와; 상기 에러 패킷의 처리 루틴이 첫 번째가 아니면, 상기 여기 신호를 상기 평균 고정형 코드북 이득에 대응하여 감쇠시키는 단계와; 상기 평균 고정형 코드북 이득이 상기 제 1 임계값과 같은지를 판별하는 단계와; 상기 제 1 임계값과 같으면, 적응형 포스트 필터 만을 통해 음성 신호를 출력하는 단계 및; 상기 제 1 임계값과 다르면, 피치 포스트 필터와 상기 적응형 포스트 필터를 통해 음성 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 에러 패킷이 1/8 전송율이면 에러 프레임의 이득을 제 2의 임계값으로 제한하여 감쇠시키는 단계와; 상기 이득에 대응하여 여기 신호를 발생하는 단계 및; 상기 여기 신호를 상기 적응형 포스트 필터 만을 통해 음성 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 적응형 코드북 성분과 고정형 코드북 성분으로 구성되는 EVRC(Enhanced Variable Rate Codec) 코덱을 구비하는 코드 분할 다중 접속 시스템의 약전계(weak electromagnetic field)에서 발생되는 잡음(annoying noise)을 제거하는 방법에 있어서: 에러 패킷이 입력되면, 상기 에러 패킷이 입력되기 바로 전에 입력된 유효한 패킷의 전송율을 판별하는 단계와; 상기 전송율이 풀 전송율 또는 하프 전송율이면, 상기 전송율에 의한 평균 고정형 코드북 이득을 제 1의 임계값으로 제한하여 감쇠하는 단계와; 상기 전송율에 의한 평균 적응형 코드북 이득과 상기 평균 적응형 코드북 이득에 대응하여 여기 신호를 감쇠시키는 단계와; 상기 에러 패킷이 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임인지를 판별하는 단계와; 상기 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임이면, 상기 에러 패킷의 특정 시드값을 설정하는 단계와; 상기 평균 적응형 코드북 이득이 소정의 기준값 이하이면, 상기 설정된 시드값과 상기 고정형 코드북 이득에 대응하여 상기 여기 신호를 감쇠시키는 단계와; 상기 평균 고정형 코드북 이득이 상기 제 1 임계값과 같은지를 판별하는 단계와; 상기 제 1 임계값과 같으면, 적응형 포스트 필터만을 통해 음성 신호를 출력하는 단계 및; 상기 제 1 임계값과 다르면, 피치 포스트 필터와 상기 적응형 포스트 필터를 통해 음성 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 에러 패킷이 1/8 전송율이면 에러 프레임의 출력 이득을 제 2의 임계값으로 제한하여 감쇠시키는 단계와; 상기 이득에 대응하여 여기 신호를 발생하는 단계 및; 상기 여기 신호를 상기 적응형 포스트 필터만을 통해 음성 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 에러 패킷이 상기 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임이 아니면, 상기 에러 패킷의 특정 시드값을 설정하지 않는 단계를 더 포함한다.
따라서 본 발명에 의하면, 에러 패킷이 입력되면, 바로 전 상태의 유효한 패킷을 통하여 판별된 풀 전송율/하프 전송율 또는 1/8 전송율을 판별한다. 이어서 판별된 풀 전송율 또는 하프 전송율에 대응하는 에러 프레임의 처리 루틴에서 난수 발생기의 시드값을 정적 변수로 변환하고, 에러 패킷의 첫 처리 루틴에서만 시드값을 세팅한다. 또는 풀 전송율 또는 하프 전송율 에러 프레임 발생 후 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임에서만 시드값을 세팅한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 CDMA 시스템의 약전계에서 EVRC 코덱의 잡음을 제거하는 수순을 도시한 흐름도이다. 이 수순은 상기 EVRC 코덱에 구비된 프로그램의 처리 과정을 나타낸 것이다.
도 5a를 참조하면, 단계 S140에서 에러 패킷이 입력되면, 단계 S142에서 상기 에러 패킷이 입력되기 바로 전에 입력된 유효한 패킷의 전송율(last_valid_rate)을 판별한다. 이어서 단계 S144에서 상기 전송율이 풀 전송율 또는 하프 전송율이면, 상기 전송율에 의한 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)을 제 1의 임계값(threshold_1)으로 감쇠하고, 감쇠된 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)과 상기 제 1의 임계값(threshold_1) 중에 큰 값을 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)으로 제한한다.
단계 S146에서 에러 패킷이 연속되어 입력되는지를 판별한다. 연속으로 입력되면, 단계 S148으로 진행하여 상기 평균 적응형 코드북 이득(ave_acb_gain)에 대응하여 여기 신호(Excitation(t))를 75 % 감쇠시킨다. 그리고 연속적으로 입력되지 않으면 단계 S150으로 진행한다. 그리고 단계 150에서는 상기 적응형 코드북 이득(ave_acb_gain)에 대응하여 여기 신호(Excitation(t))를 감쇠한다.
계속해서 도 5b를 참조하면, 단계 S152에서 상기 평균 적응형 코드북 이득(ave_fcb_gain)이 소정의 기준값(0.2) 이하인지를 판별한다. 상기 기준값 이하이면, 단계 S154으로 진행하여 상기 입력된 에러 패킷의 처리 루틴이 첫 번째 루틴인지를 판별한다. 그리고 상기 기준값 이하가 아니면, 이 수순은 단계 S162로 진행한다.
상기 입력된 에러 패킷의 처리 루틴이 상기 첫 번째 처리 루틴이면, 단계 S156으로 진행하여 상기 에러 패킷의 특정 시드값(seed)을 설정하고, 이어서 단계 S158에서 상기 설정된 시드값과 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)에 대응하여 상기 여기 신호(Excitation(t))를 감쇠시킨다. 그리고 상기 입력된 에러 패킷의 처리 루틴이 첫 번째 처리 루틴이 아니면, 상기 단계 S158으로 진행한다. 즉, 상기 에러 패킷의 처리 루틴이 첫 번째가 아니면, 상기 시드값을 설정하지 않고 상기 여기 신호를 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)에 대응하여 감쇠시킨다.
이어서 단계 S160에서 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)이 상기 제 1 임계값(threshold_1)과 같은지를 판별한다. 판별 결과, 상기 제 1 임계값(threshold_1)과 같으면, 단계 S166으로 진행하여 피치 확장(pitch enhancement)없이 적응형 포스트 필터(66) 만을 통해 음성 신호(speech)를 출력한다.
그리고 판별 결과 상기 제 1 임계값(threshold_1)과 다르면, 단계 S162로 진행하여 피치 포스트 필터(65)와 적응형 포스트 필터(66)를 통해 상기 유효한 패킷의 피치값으로 피치 확장을 수행한다.
다시 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 단계 S142에서 판별 결과, 상기 에러 패킷이 1/8 전송율(eighth rate)이면 단계 S168으로 진행하여 에러 프레임의 이득(gain)을 제 2의 임계값(threshold_2)으로 감쇠하고, 감쇠된 상기 이득(gain)과 상기 제 2의 임계값(threshold_2) 중에 큰 값을 상기 이득(gain)으로 제한한다. 이어서 단계 S170에서 상기 이득에 대응하여 여기 신호(Excitation(t))를 발생하고, 단계 S172에서 상기 여기 신호(Excitation(t))를 상기 적응형 포스트 필터(66) 만을 통해 음성 신호(speech)를 출력한다.
도 6 내지 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CDMA 시스템의 약전계에서 EVRC 코덱의 잡음을 제거하는 수순을 도시한 흐름도이다. 이 수순은 상기 EVRC 코덱에 구비된 프로그램의 처리 과정을 나타낸 것이다.
도 6a를 참조하면, 단계 S180에서 에러 패킷이 입력되면, 단계 S182에서 상기 에러 패킷이 입력되기 바로 전에 입력된 유효한 패킷의 전송율(last_valid_rate)을 판별한다. 이어서 단계 S184에서 상기 전송율이 풀 전송율 또는 하프 전송율이면, 상기 전송율에 의한 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)을 제 1의 임계값(threshold_1_으로 감쇠하고, 감쇠된 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)과 상기 제 1의 임계값(threshold_2) 중에 큰 값을 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)으로 제한한다.
단계 S186에서 에러 패킷이 연속되어 입력되는지를 판별한다. 연속으로 입력되면, 단계 S188으로 진행하여 상기 평균 적응형 코드북 이득(ave_acb_gain)에 대응하여 여기 신호(Excitation(t))를 75 % 감쇠시킨다. 그리고 연속적으로 입력되지 않으면 단계 S190으로 진행한다. 그리고 단계 190에서는 상기 적응형 코드북 이득(ave_acb_gain)에 대응하여 여기 신호(Excitation(t))를 감쇠한다.
계속해서 도 6b를 참조하면, 단계 S192에서 상기 에러 패킷이 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임인지를 판별한다. 판별 결과 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임이면, 단계 S194로 진행하여 상기 에러 패킷의 특정 시드값(seed)을 설정하고, 이어서 단계 S196을 진행한다. 그리고 판별 결과 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임이 아니면, 단계 S196으로 진행하여 상기 평균 적응형 코드북 이득(ave_acb_gain)이 소정의 기준값(0.2) 이하인지를 판별한다. 상기 기준값 이하이면, 단계 S198으로 진행하여 상기 설정된 시드값과 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_acb_gain)에 대응하여 상기 여기 신호를 감쇠시킨다. 그리고 상기 기준값 이하가 아니면, 단계 S202로 진행한다.
이어서 단계 S200에서 상기 평균 고정형 코드북 이득(ave_fcb_gain)이 상기 제 1 임계값(threshold_1)과 같은지를 판별한다. 판별 결과, 상기 제 1 임계값(threshold_1)과 같으면, 단계 S206으로 진행하여 피치 확장(pitch enhancement)없이 적응형 포스트 필터(66) 만을 통해 음성 신호(speech)를 출력한다.
그리고 판별 결과 상기 제 1 임계값(threshold_1)과 다르면, 단계 S202로 진행하여 피치 포스트 필터(65)와 적응형 포스트 필터(66)를 통해 상기 유효한 패킷의 피치값으로 피치 확장을 수행한다. 이어서 최종 출력 신호를 2배로 증가하여 출력한다.
계속해서 상기 단계 S182에서 판별 결과, 상기 에러 패킷이 1/8 전송율이면 단계 S208으로 진행하여 에러 프레임의 이득(gain)을 제 2의 임계값(threshold_2)으로 감쇠하고, 감쇠된 상기 이득(gain)과 상기 제 2의 임계값(threshold_2) 중에 큰 값을 상기 이득(gain)으로 제한한다. 이어서 단계 S2100에서 상기 이득(gain)에 대응하여 여기 신호(Excitation(t))를 발생하고, 단계 S212에서 상기 여기 신호(Excitation(t))를 상기 적응형 포스트 필터(66) 만을 통해 음성 신호(speech)를 출력한다.
상술한 바와 같이, 에러 패킷이 입력되면, 에러 패킥이 입력되기 바로 전의 유효한 패킷을 통하여 해당 전송율을 판별한다. 그리고 판별 결과에 대응하여 풀 전송율 또는 하프 전송율 삭제 패킷 처리 루틴에서 풀 전송율 또는 하프 전송율 에러 프레임이 발생된 후, 첫 번째 에러 프레임의 첫 번째 서브프레임(subframe)에서만 시드(seed) 값을 세팅한다. 그리고 처음으로 난수 발생기(random number generator)를 사용할 경우에만 시드(seed) 값을 초기화하여 주기성을 없앰으로서 주기적인 노이즈를 배경 잡음으로 바꾼다. 이 때, 시드(seed) 값은 난수(random number)를 발생시킬 때마다 새로운 값으로 바꾸는데 이 값이 계속해서 유지되어야 하므로 일시적인 변수에서 정적인 변수로 바꾸어 준다. 즉, 에러 프레임 입력 전의 유효한 패킷의 전송율을 1/8 전송율로 바꾸고 글로벌 플래그(global flag) 변수를 도입하여 이 플래그를 "1"로 세팅하여 그 다음의 연속되는 에러 프레임에 대해서는 1/8 전송율 에러 처리 루틴으로 처리하게 된다.
한편, 1/8 전송율 에러 처리 루틴에서는 글로벌 플래그(global flag) 변수가 "1"로 세팅된 경우에 대하여 배경 잡음의 초기 이득을 한정해 줌으로서 풀 전송율 또는 하프 전송율 패킷 이 후에 연속되는 에러 프레임에 대해서 적정 크기의 배경 잡음을 발생하게 된다. 이어서 글로벌 플래그 변수는 유효한 프레임이 입력되면, "0"으로 세팅된다.
또한, 배경 잡음 이득을 적당한 크기 이하로 조절하기 위하여 저장되어 있는 평균 고정형 코드북 이득을 적용형 코드북 이득과 마찬가지로 시간 경과에 따라서 서서히 감쇠시킨다.
이 때, 고정형 코드북 이득이 일정값 이하가 되면, 그 일정값으로 유지시킨다. 이는 평균 고정형 코드북 이득이 비교적 큰 무성음인 경우(예컨대, 1/8 전송율로 부호화되지 않고 풀 전송율로 부호화되었을 경우)에 효과적이다. 그리고 배경 잡음에 대하여 피치 포스트 필터(pitch post filter)를 제거하기 위하여 적용형 포스트 필터(adapted post filter)를 1/8 전송율 에러 처리 루틴에 사용하는 것과 동일하게 사용한다.
만일, 풀 전송율 또는 하프 전송율 패킷에 연속되는 에러 프레임이 입력되는 경우, 풀 전송율 또는 하프 전송율의 적용형 포스트 필터를 그대로 사용하게 되면 유효한 프레임의 피치 값으로 피치 확장(pitch enhancement)을 하게 되는 경우에 부자연스런 잡음이 발생된다.
출력 신호의 이득도 1/8 전송율 에러 처리 루틴과 동일하게 동작시키기 위하여 두 배 곱하는 과정을 없앤다.
그리고 1/8 전송율 에러 처리 루틴에서의 배경 잡음도 풀 전송율 또는 하프 전송율과 마찬가지로 이득의 감쇠 인자(decaying factor)와 임계 이득(threshold gain)을 한정하여 줌으로서 1/8 전송율의 잡음 이득이 클 경우에 발생할 수 있는 잡음을 적당한 크기 이하로 낮출 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 EVRC 코덱을 구비하는 CDMA 시스템의 약전계에서 발생되는 불필요한 잡음을 부드러운 배경 잡음으로 출력함으로서 사용자로 하여금 약전계에서의 잡음으로 인한 거부감을 해소 시킬 수 있다.
Claims (5)
- 적응형 코드북 성분과 고정형 코드북 성분으로 구성되는 EVRC(Enhanced Variable Rate Codec) 코덱을 구비하는 코드 분할 다중 접속 시스템의 약전계(weak electromagnetic field)에서 발생되는 잡음(annoying noise)을 제거하는 방법에 있어서:에러 패킷이 입력되면, 상기 에러 패킷이 입력되기 바로 전에 입력된 유효한 패킷의 전송율을 판별하는 단계와;상기 전송율이 풀 전송율 또는 하프 전송율이면, 상기 전송율에 의한 평균 고정형 코드북 이득을 제 1의 임계값으로 제한하여 감쇠하는 단계와;상기 전송율에 의한 평균 적응형 코드북 이득과 상기 평균 적응형 코드북 이득에 대응하여 여기 신호를 감쇠시키는 단계와;상기 평균 적응형 코드북 이득이 소정의 기준값 이하이면, 상기 입력된 에러 패킷의 처리 루틴이 첫 번째 루틴인지를 판별하는 단계와;상기 첫 번째 처리 루틴이면, 상기 에러 패킷의 특정 시드값을 설정하고, 상기 설정된 시드값과 상기 평균 고정형 코드북 이득에 대응하여 상기 여기 신호를 감쇠시키는 단계와;상기 에러 패킷의 처리 루틴이 첫 번째가 아니면, 상기 여기 신호를 상기 평균 고정형 코드북 이득에 대응하여 감쇠시키는 단계와;상기 평균 고정형 코드북 이득이 상기 제 1 임계값과 같은지를 판별하는 단계와;상기 제 1 임계값과 같으면, 적응형 포스트 필터 만을 통해 음성 신호를 출력하는 단계 및;상기 제 1 임계값과 다르면, 피치 포스트 필터와 상기 적응형 포스트 필터를 통해 음성 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 약전계에서 잡음 제거 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 에러 패킷이 1/8 전송율이면 에러 프레임의 이득을 제 2의 임계값으로 제한하여 감쇠시키는 단계와;상기 이득에 대응하여 여기 신호를 발생하는 단계 및;상기 여기 신호를 상기 적응형 포스트 필터 만을 통해 음성 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 약전계에서 잡음 제거 방법.
- 적응형 코드북 성분과 고정형 코드북 성분으로 구성되는 EVRC(Enhanced Variable Rate Codec) 코덱을 구비하는 코드 분할 다중 접속 시스템의 약전계(weak electromagnetic field)에서 발생되는 잡음(annoying noise)을 제거하는 방법에 있어서:에러 패킷이 입력되면, 상기 에러 패킷이 입력되기 바로 전에 입력된 유효한 패킷의 전송율을 판별하는 단계와;상기 전송율이 풀 전송율 또는 하프 전송율이면, 상기 전송율에 의한 평균 고정형 코드북 이득을 제 1의 임계값으로 제한하여 감쇠하는 단계와;상기 전송율에 의한 평균 적응형 코드북 이득과 상기 평균 적응형 코드북 이득에 대응하여 여기 신호를 감쇠시키는 단계와;상기 에러 패킷이 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임인지를 판별하는 단계와;상기 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임이면, 상기 에러 패킷의 특정 시드값을 설정하는 단계와;상기 평균 적응형 코드북 이득이 소정의 기준값 이하이면, 상기 설정된 시드값과 상기 고정형 코드북 이득에 대응하여 상기 여기 신호를 감쇠시키는 단계와;상기 평균 고정형 코드북 이득이 상기 제 1 임계값과 같은지를 판별하는 단계와;상기 제 1 임계값과 같으면, 적응형 포스트 필터만을 통해 음성 신호를 출력하는 단계 및;상기 제 1 임계값과 다르면, 피치 포스트 필터와 상기 적응형 포스트 필터를 통해 음성 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 약전계에서 잡음 제거 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 에러 패킷이 1/8 전송율이면 에러 프레임의 출력 이득을 제 2의 임계값으로 제한하여 감쇠시키는 단계와;상기 이득에 대응하여 여기 신호를 발생하는 단계 및;상기 여기 신호를 상기 적응형 포스트 필터만을 통해 음성 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 약전계에서 잡음 제거 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 에러 패킷이 상기 첫 번째 에러 패킷의 첫 번째 서브프레임이 아니면, 상기 에러 패킷의 특정 시드값을 설정하지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 약전계에서 잡음 제거 방법.
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