KR20000043955A - 에코 소거장치의 탭수 결정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에코 소거장치의 탭수 결정방법에 관한 것으로, 종래에는 에코 소거장치를 구성하는 필터의 탭수가 너무 작으면 제대로 에코를 소거할 수 없고 반대로 탭수가 너무 많으면 프로그램수행시 에스티메이션 에러에 의해 원하지 않는 잡음을 발생하게 되는데 이를 해결하기 위하여 종래에는 수작업으로 탭수를 결정하므로 사용환경에 따른 탭수의 조정이 매우 번거로운 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 에코의 특성에 따라 에프아이알 필터의 탭수를 자동으로 결정하는 제1 과정과; 에코 소거장치의 에프아이알 필터의 계수를 초기화하여 측정한 에코값으로 추정된 에코신호를 감산하여 에코를 제거하는 제2 과정으로 수행함으로써 에프아이알필터의 탭수를 상황에 맞게 가변시키므로 에코의 빠른 감쇄와 최대한의 에코소거 효과가 있다.

Description

에코 소거장치의 탭수 결정방법

본 발명은 에코 소거장치의 탭수결정방법에 관한 것으로, 특히 에프아이알 필터의 탭수를 에코의 특성에 따라 자동으로 결정하기 위하여 시스템 초기화시 테스트신호를 전화망에 보내고 에코가 되돌아오는 시간을 측정하여 지연시간을 계산하고 그 값에 따라 탭수를 결정하는 에코 소거장치의 탭수결정방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 전화기에서 에코의 발생을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 전화기는 내부의 스피커에 2선, 마이크에 2선이 연결되어 있고, 또한 2선이 외부로 연결된다. 이 전화기에는 하이브리드 회로(2-to-4 wire hybrid)가 있는데, 4선으로 전달되는 신호가 2선으로 전달되도록 되어 있어 임피던스 부정합(Impedance Mismach)으로 인해 에코가 발생하게 된다. 즉 사용자가 한 음성이 상대편에 전달되면서 상대편 전화기의 하이브리드 회로에 사용자 음성신호가 반사되어 다시 사용자에게 돌아오는 것이다.

실제 전화기에서는 측음(Side Tone)이라고 해서 사용자가 한 음성이 다시 스피커를 통해 들리게 되어있다. 측음이 없으면 전화기 사용자는 마치 전화기가 제대로 동작하지 않는 것 처럼 느끼게 된다. 하이브리드 회로에 의한 에코는 이 측음에 묻혀서 일반 전화기를 사용할 때는 큰 문제가 되지 않는다.

최근에는 인터넷 폰을 비롯한 VoIP(Voice over IP) 제품이 많이 나오고 있는데, 이러한 제품의 경우 음성압축, 네트워크 통화량(traffic)에 의한 과잉(congestion) 등으로 일반 전화기에 비해 음성신호 전달에 많은 시간이 소요된다. 따라서 에코도 한참 후에야 사용자의 귀에 들리게 된다. 즉 에코가 측음에 묻히지 않고 들어나게 되는데, 이를 방지하기 위해서 에코 소거장치를 사용한다.

에코는 전달되는 신호의 주파수, 라인의 길이 등 여러 가지 요소에 따라 복잡한 양상을 가지고 변화함으로써, 에코의 발생을 전달함수로 모델링하고, 보통 적응 필터(Adaptive Filter)를 에코 소거장치(Echo Canceller)로 사용하게 되는데, 도 2는 종래 에코 소거장치의 동작 원리를 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 전송단(R_X)에서 보낸 신호는 상대방에게 전달되고, 에코 소거장치(10)에도 저장된다. 이 에코 소거장치(10)에서는 반사되어 수신단(T_X)으로 돌아오는 에코에 대한 상쇄신호를 출력하며, 이로 인해 에코가 상쇄된다. 이 상쇄신호는 상기 에코 소거장치(10)에 저장된 신호에 이득(Gain)을 곱하여 구하며, 이 이득은 계수 갱신부(Coefficient update)(12)의 알고리즘에 의해 구해진다.

이때, 상기 필터의 형태로는 도3과 같이 구성된 에프아이알(Finite Impulse Response) 필터를 많이 사용하는데, 이 에프아이알필터의 계수 결정을 위해 코에피션트(Coefficient) 업데이트(Update) 알고리즘을 이용한다.

즉, 에프아이알 필터로 에코 경로를 모델링하고, 이 에프아이알필터에 신호를 통과시키면 실제 전화망을 통과했을 때 발생하는 에코와 유사한 신호가 발생하게 되고, 이에 따라 상기 유사한 신호를 수신단에서 감산하면 에코가 소거되는 것이다.

일반적으로, 전화망의 특성은 시간에 따른 특성변화가 거의 없으므로 엘티아이(Linear Time Invarient) 시스템으로 근사화할 수 있고, 에프아이알 필터로의 모델링도 가능하게 된다.

따라서, 에프아이알필터를 구성하는 탭수도 시간에 따라 변화하지 않는다고 가정할 수 있다.

일반적으로 에코 소거장치(10,11)를 구성하는 필터의 탭수가 너무 작으면 제대로 에코를 소거할 수 없고 탭수가 너무 많으면 적절한 알고리즘 수행시 생기는 평가 에러에 의해 원하지 않는 잡음이 발생하게 된다.

이때, 에코 소거장치(10,11)를 가동하면 에코가 어느 일정한 수준이하로 떨어지는데는 시간이 걸리고, 또한 탭수가 많아지면 각 탭의 계수를 구하기 위한 연산량이 많아지므로 에코를 줄이는 데 걸리는 시간이 증가하게 된다.

즉, 상기와 같은 종래 기술은 에코 소거장치를 구성하는 필터의 탭수가 너무 작으면 제대로 에코를 소거할 수 없고 반대로 탭수가 너무 많으면 프로그램수행시 에스티메이션 에러에 의해 원하지 않는 잡음을 발생하게 되는데 이를 해결하기 위하여 종래에는 수작업으로 탭수를 결정하므로 사용환경에 따른 탭수의 조정이 매우 번거로운 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 시스템 초기화시 테스트신호를 전화망에 보내고 에코가 되돌아오는 시간을 측정하여 지연시간을 계산하고 그 값에 따라 탭수를 결정하는 에코 소거장치의 탭수결정방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 전화기에서 에코의 발생을 보인 예시도.

도 2는 종래 에코 소거장치의 동작 원리를 보인 예시도.

도 3은 종래 에코 소거장치를 구성하는 에프아이알필터의 구성을 보인 예시도.

도 4는 본 발명 에코 소거장치의 탭수결정방법에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

10, 11 : 에코 소거장치 12 : 계수 갱신부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 에코의 특성에 따라 에프아이알 필터의 탭수를 자동으로 결정하는 제1 과정과; 에코 소거장치의 에프아이알 필터의 계수를 초기화하여 측정한 에코값으로 추정된 에코신호를 감산하여 에코를 제거하는 제2 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 에코 소거장치의 탭수결정방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도4는 본 발명 에코 소거장치의 탭수결정방법에 대한 실시예의 동작흐름도로서,이에 도시한 바와 같이 테스트신호를 전화망에 전송한후 타이머로 에코를 감지하여 지연시간을 계산하는 제1 단계와; 지연시간에 따른 탭수를 결정한후 실제로 통화하는 제2 단계와; 에코 소거장치의 에프아이알 필터의 계수를 초기화하여 에코를 측정한후 코에피션트를 업데이트(계수 갱신)하는 제3 단계와; 추정된 에코신호가 발생하면 이를 측정한 에코값으로 감산하여 수신단에서 두 신호의 차에 의해 에코가 줄어든 소리를 들은후 상기 제3 단계로 궤환하는 제4 단계로 이루어지며, 이와같이 구성한 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 일반적인 에코 소거장치(10,11)의 동작은 종래와 동일하고, 다만 탭수를 결정하는 방법만이 종래와 다르다.

우선, 탭수의 결정을 위해 시스템 초기화시 테스트신호를 전화망에 보내고 에코로 돌아오는 시간을 측정하여 지연시간을 계산하여 이에 따른 탭수를 구한다.

이때, 상기 지연시간은 도2에서 A지점을 신호가 통과하여 B지점에 이를 때 까지의 시간이다.

여기서,상기 지연시간을 계산할 때는 에코 소거장치(10,11)가 신호를 취하는 부분에서 에코 소거장치(10,11)를 위해 신호를 합치는 부분까지의 경로만을 고려하는데, 만약 지연시간이 샘플링 레이트로 8000HZ인 경우에 탭수를 결정하려면, "지연시간/(1/8000)"로 값을 구해 가장 근접한 정수값를 취하여 탭수를 결정하면 된다.

다시 말하면, 테스트신호를 전화망에 전송한후 타이머로 에코를 감지하여 지연시간을 계산하고, 그 지연시간에 따른 탭수를 "지연시간/(1/8000)"의 값으로 결정한후 실제로 통화한다.

이후, 에코 소거장치(10,11)의 에프아이알 필터의 계수를 초기화하여 에코를 측정한후 코에피션트를 업데이트하고, 추정된 에코신호가 발생하면 이를 측정한 에코값으로 감산하여 수신단에서 두 신호의 차에 의해 에코가 줄어든 소리를 들을 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 에프아이알필터의 탭수를 상황에 맞게 가변시키므로 에코의 빠른 감쇄와 최대한의 에코소거 효과가 있다.

Claims (2)

1. 에코의 특성에 따라 에프아이알 필터의 탭수를 자동으로 결정하는 제1 과정과; 에코 소거장치의 에프아이알 필터의 계수를 초기화하여 측정한 에코값으로 추정된 에코신호를 감산하여 에코를 제거하는 제2 과정으로 수행함을 특징으로 하는 에코 소거장치의 탭수 결정방법.
2. 제1 항에 있어서, 제1 과정은 테스트신호를 전화망에 전송한후 타이머로 에코를 감지하여 지연시간을 계산하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 계산된 지연시간에 따라 탭수를 결정하여 그에 따라 탭수를 가변시키는 제2 단계로 수행함을 특징으로 하는 에코 소거장치의 탭수 결정방법.