KR20030009691A - 패킷 변환 장치 및 그를 이용한 패킷 변환 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미디어 게이트웨이를 이용한 패킷 변환 방법에 관한 것으로, 특히 유/무선 네트웍에서 사용되는 다양한 형태의 음성 패킷을 효과적으로 변환할 수 있는 패킷 변환 장치 및 그를 이용한 패킷 형식 변환 방법에 관한 것이다. 이와 같은 패킷 변환 장치는 입력된 제 1 형식(type)의 패킷 데이터를 비트 언패킹(unpacking)하는 비트 언패킹부와, 상기 언패킹된 데이터를 역양자화하여 상기 제 1 형식 패킷 데이터의 주요 파라미터를 획득하는 파라미터 역양자화(Inverse Quantization)부와, 상기 획득된 주요 파라미터를 프레임간 보간을 통해 제 2 형식 패킷 데이터의 파라미터로 변환하는 파라미터 변환부와, 상기 파라미터 변환부에서 변환된 제 2 형식의 파라미터를 양자화하는 양자화부와, 상기 양자화부에서 양자화된 데이터를 비트 패킹하여 제 2 형식의 패킷 데이터로 재조립하여 목적지로 출력하는 비트 패킹부를 포함하여 구성된다.

Description

패킷 변환 장치 및 그를 이용한 패킷 변환 방법{Apparatus for converting packet and method for converting packet using the same}
본 발명은 미디어 게이트웨이를 이용한 패킷 변환 방법에 관한 것으로, 특히 유/무선 네트웍에서 사용되는 다양한 형태의 음성 패킷을 효과적으로 변환할 수 있는 패킷 변환 장치 및 그를 이용한 패킷 변환 방법에 관한 것이다.
음성 정보의 효율적인 통신을 위해서 송신단에서는 아날로그의 음성 신호를 디지털로 변환한 후 이 신호를 음성 부호화기를 통해 압축하여 송신하고, 수신단에서는 이를 복화화하여 음성을 복원한 후 이를 다시 아날로그 신호로 변환한다. 이와 같은 기능을 하는 것을 음성 부호화기(vocoder)라 한다.
음성 부호화기는 응용 서비스의 목적과 분야에 따라 다양하게 발전되어 왔으며, 음성사서함과 같은 저장용으로도 사용되고 통신용으로도 사용되고 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 서로 다른 종류의 음성 부호화기를 사용하는 통신 시스템들간의 패킷 변환 장치 및 방법을 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 유/무선 통신망을 나타낸 도면이다.
도 1은 서로 다른 종류의 음성 부호화기를 사용하는 통신 시스템 중 이동 통신 망(Mobile Network)(50)과, 공중 교환 전화망(PSTN)(60), 인터넷 프로토콜 망(IP Network)(70)을 나타내고 있다.
여기서, 이동통신망(50)을 이용한 통신에서는 EVRC/AMR(10)(예를 들면, IS-127 v8Kbps EVRC, GSM v12Kbps AMR, IS-96 v8Kbps QCELP, IS-733 v13Kbps QCELP, GSM 13Kbps EFR) 등이 사용되고 있으며, 공중교환전화망(60)을 이용한 통신에서는 G.711(PCM)(20), 32Kbps G.726 등이 사용되고 있고, 인터넷 프로토콜 망(70)을 이용한 통신에서는 6.3/5.3Kbps G.723.1, 8Kbps G.729(30) 등이 사용되고 있다.
따라서 서로 다른 종류의 음성 부호화기를 사용하는 통신 시스템들 간에는 서로 다른 형태의 음성 패킷을 변환해주는 장치가 필요하다.
이러한 미디어 변환이 도 1에 나타낸 미디어 게이트웨이(Gateway)(40)에서 이루어진다.
도 2 및 도 3은 종래 기술의 일예에 따른 패킷 변환 방법을 설명하기 위한 패킷 변환 장치(미디어 게이트웨이)의 블록 구성도이다.
도 2에 나타낸 패킷 변환 방법은 탠댐(tandem) 부호화 방식으로써, 탠댐(Tandem) 방식은 제 1 네트웍(90)을 통해 수신된 제 1 형식 엔코더(Encoder A)(80)의 패킷을 미디어 게이트웨이(40)의 제 1 형식 디코더(Decoder A)(41)에서 복호화하여 PCM 신호를 얻은 후, 이를 다시 제 2 형식 엔코더(Encoder B)(44)로 부호화하여 원하는 패킷을 만든다. 즉, 복호화된 PCM 신호를 제 2 형식 엔코더(44)에서 분석 과정을 거쳐 부호화 파라미터들을 얻은 후 이를 다시 양자화하고 패킹하여 제 2 네트웍(100)을 통하여 수신단의 제 2 형식 디코더(Decode B)(110)로 전송한다.
도 3은 도 2에서 송신측과 수신측이 반대인 경우이다.
도 4 및 도 5는 종래 기술에 따른 패킷 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 패킷 변환 장치를 이용한 패킷 변환 방법 중 미디어 게이트웨이(40)로 수신된 제 1 형식 디코더(Decoder A)(41)의 패킷(Packet-A)을 제 2 형식 엔코더(Encoder B)(44)의 패킷으로 탠덤 코딩(tandem-coding) 변환하는 경우를 설명하기 위한 것으로, 제 1 네트웍(90)을 통해 입력된 제 1 형식 엔코더(80)의 음성 패킷을 제 1 형식 디코더(41)에서 비트 언패킹(unpacking)한다(S10).
이어서, 언패킹한 데이터를 역양자화(inverse quantization)하여 제 1 형식 엔코더(80)의 음성 파라미터를 얻는다(S11).
그 다음 음성 파라미터를 이용하여 PCM 형태의 음성 신호을 합성한다(S12).
음성 신호 합성이 끝나면 제 1 형식 디코더(Decoder A)(41)는 제 2 형식 엔코더(Encoder B)(44)로 PCM 음성 신호를 전송하고, 제 2 형식 엔코더(Encoder B)(44)는 수신된 PCM 입력 신호 분석하여 제 2 형식 패킷의 음성 파라미터를 구한다(S13).
이어서, 제 2 형식 패킷의 파라미터를 양자화한다(S14).
그 다음 양자화된 데이터를 비트 패킹(packing)하여 제 2 형식의 음성 패킷(Packet-B)을 제 2 네트웍(100)을 통해 제 2 형식 디코더(110)로 출력한다(S15).
도 5는 도 3에 나타낸 패킷 변환 장치를 이용한 패킷 변환 방법 중 미디어 게이트웨이(40)로 수신된 제 2 형식 디코더(Decoder B)(46)의 패킷(Packet-B)을 제 1 형식 엔코더(Encoder A)(47)의 패킷으로 탠덤 코딩(tandem-coding) 변환하는 경우를 설명하기 위한 것으로, 제 2 네트웍(100)을 통해 입력된 제 2 형식 엔코더(130)의 음성 패킷을 제 2 형식 디코더(46)에서 비트 언패킹(unpacking)한다(S20).
이어서, 언패킹한 데이터를 역양자화(inverse quantization)하여 제 2 형식 엔코더(110)의 음성 파라미터를 얻는다(S21).
그 다음 음성 파라미터를 이용하여 PCM 형태의 음성 신호를 합성한다(S22).
음성 신호 합성이 끝나면 제 2 형식 디코더(Decoder B)(46)는 제 1 형식 음성 엔코더(Encoder A)(47)로 PCM 음성 신호를 전송하고, 제 1 형식 음성 엔코더(Encoder A)(47)는 수신된 PCM 입력 신호 분석하여 제 1 형식 패킷의 음성 파라미터를 구한다(S23).
이어서, 제 1 형식 패킷의 음성 파라미터를 양자화한다(S24).
그 다음 양자화된 데이터를 비트 패킹(packing) 하여 제 1 형식의 음성 패킷(Packet-A)을 제 1 네트웍(90)을 통해 제 1 형식 디코더(140)로 출력한다(S25).
이와 같은 종래 기술에 따른 패킷 변환 장치 및 패킷 변환 방법은 미디어 게이트웨이내부에서 PCM 신호를 얻은 후 이를 다시 목적 엔코더의 입력으로 하여 복잡한 과정(파라미터 분석, 파라미터 양자화 등)으로 인해 많은 연산량이 요구된다. 또한 파라미터 분석을 위해서 예견(lookahead) 지연을 포함해서 엔코더의 프레임 길이에 해당하는 지연이 추가적으로 발생한다는 문제점이 있다. 그리고 이와 같은 문제점은 미디어 게이트웨이에서 다채널 실시간 패킷 변환 장치의 채널 수에 제한을 줌으로써 이동 통신망과 인터넷 프로토콜망을 이용하는 가입자 수가 제한적일 수밖에 없게 되었다.
본 발명은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 유/무선 네트웍에서 사용되는 다양한 형태의 음성 패킷을 효과적으로 변환할 수 있는 음성 패킷 변환 장치 및 그를 이용한 음성 패킷 형식 변환 방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 특징에 따르면, 입력된 제 1 형식(type)의 패킷 데이터를 비트 언패킹(unpacking)하는 비트 언패킹부와, 상기 언패킹된 데이터를 역양자화하여 상기 제 1 형식 패킷 데이터의 주요 파라미터를 획득하는 파라미터 역양자화(Inverse Quantization)부와, 상기 획득된 주요 파라미터를 프레임간 보간을 통해 제 2 형식 패킷 데이터의 파라미터로 변환하는 파라미터 변환부와, 상기 파라미터 변환부에서 변환된 제 2 형식의 파라미터를 양자화하는 양자화부와, 상기 양자화부에서 양자화된 데이터를 비트 패킹하여 제 2 형식의 패킷 데이터로 재조립하여 목적지로 출력하는 비트 패킹부를 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 패킷 변환 장치는 상기 입력된 패킷의 목적지 패킷 형태를 검출하여 상기 입력된 제 1 형식의 패킷을 상기 제 2 형식 패킷으로 변환할 것을 결정하는 패킷 변환 결정부를 더 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 패킷 데이터는 음성 또는 영상 또는 음성/영상 패킷 데이터 중 하나이다.
이와 같은 본 발명의 다른 특징에 따르면, 입력된 제 1 형식의 패킷 데이터를 비트 언패킹(unpacking)하는 단계와, 상기 언패킹된 데이터를 역양자화하여 상기 제 1 형식 패킷 데이터의 주요 파라미터를 획득하는 단계와, 상기 획득한 주요 파라미터를 프레임간 보간을 통해 제 2 형식 패킷 데이터의 파라미터로 변환하는 단계와, 상기 파라미터 변환부에서 변환된 제 2 형식의 파라미터를 양자화하는 단계와, 상기 양자화부에서 양자화된 데이터를 비트 패킹하여 제 2 형식의 패킷 데이터로 재조립하여 목적지로 출력하는 단계로 이루어진다.
바람직하게, 상기 제 1 형식 패킷 데이터의 주요 파라미터를 상기 프레임간 보간을 통해 제 2 형식 패킷 데이터의 파라미터로 변환하는 단계는, 음성신호의 스펙트럼 포락선을 나타내는 제 1 형식 패킷의 LSP(LSP-A)를 프레임 간 보간을 통하여 완만화(smoothing)하고, 표현 단위나 범위의 차이를 맞추기 위하여 스케일링하여 제 2 형식 패킷의 LSP(LSP-B)로 변환하는 단계와, 음색을 나타내는 제 1 형식 패킷의 피치(Pitch-A)를 프레임 간 보간을 통하여 완만화(smoothing)를 하여 제 2 형식 패킷의 피치(Pitch-B)로 변환하는 단계와, 피치 성분의 에너지인 ACB(Adaptive CodeBook) gain & index-A를 기준으로 검색 범위를 제한한 후, 고속 검색 알고리듬을 통해 ACB gain & index-B를 검색하여 변환하는 단계와, 잔여 상분(spectral envelope)인 FCB(Fixed CodeBook) gain & index-A를 고속 검색 알고리듬을 통해 FCB gain & index-B를 검색하여 변환하는 단계 중 하나 이상을 포함하여 이루어진다.
도 1은 일반적인 유/무선 통신망을 나타낸 도면
도 2 및 도 3은 종래 기술의 일예에 따른 패킷 변환 방법을 설명하기 위한 패킷 변환 장치의 블록 구성도
도 4 및 도 5는 종래 기술에 따른 패킷 변환 방법을 설명하기 위한 도면
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 패킷 변환 장치를 설명하기 위한 블록 구성도
도 8은 통상의 CELP 음성 부호화기의 구조를 나타낸 도면
도 9는 도 8에 나타낸 CELP 부호화기를 이용하여 추출한 음성 스펙트럼과 특징 파라미터를 설명하기 위한 도면
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 패킷 변환 방법을 설명하기 위한 도면
도 12 및 도 13은 도 10 및 도 11에서의 패킷 변환 방법에서 이용되는 파라미터 변환 과정을 설명하기 위한 도면
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
80,130 : 엔코더90,100 : 네트웍
110,140 : 디코더120 : 미디어 게이트웨이
121,122 : 트랜스코더
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 패킷 변환 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
본 발명에서는 종래의 패킷 변환 장치에서 사용하는 탠덤(tandem) 부호화를 사용하지 않고, 네트웍을 통해 수신된 엔코더의 패킷에서 제 1 형식 파라미터 정보를 직접 추출하여 제 2 형식 파라미터로 변환한 후 양자화하고 패킹하여 네트워크를 통하여 수신단으로 전송하는 방식이다.
이를 첨부된 도 6을 참조하여 설명하면 제 1 네트웍(90)을 통해 수신된 제 1 형식(Type) 엔코더(Encoder A)(80)의 제 1 형식(Type) 패킷을 미디어 게이트웨이(40)의 제 1 트랜스코더(121)에서 수신하여, 제 1 형식 패킷의 파라미터 정보를 추출하여 제 2 형식 패킷(Packet-B)의 파라미터 정보로 직접 변환한 후 양자화하고, 패킹하여 제 2 형식 패킷(Packet-B)을 재조립하여 제 2 네트웍(100)을 통해 제 2 형식 디코더(110)로 송신한다. 이와 같은 패킷 변환 장치 미디어 게이트웨이(120)내부의 트랜스코더(121,122)에 대하여는 도 10 및 도 11을 설명하면서 상세히 설명하기로 한다.
그리고 미디어 게이트웨이는 입력된 패킷의 목적지 패킷 형태를 검출하여 입력된 패킷의 형태와 목적지의 패킷형태가 동일한 경우에는 바이패스(bypass)하지만, 다른 형태(type) 인 경우 목적지의 패킷 형태에 맞도록 변환하기 위한 패킷 변환 결정부(도시하지 않음)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 7은 도 6에서 송신측과 수신측이 바뀐 경우이다.
도 8은 CELP 음성 부호화기의 구조를 나타낸 도면이다.
CELP(codebook excited linear prediction) 부호기는 합성에 의한 분석법을 사용하는 음성 부호기 중 가장 널리 쓰이고 있는 알고리듬이다.
CELP 부호기에서는 여기 신호를 하나의 벡터로 보고, 원음과의 에러를 최소화할 수 있는 여기 신호 벡터를 미리 준비된 코드북에서 선택하는 방법을 사용한다. 이러한 방법은 스펙터럼 포락션 정보와 피치 정보를 원음신호에서 제거하고 남은 신호가 백색잡음 형태로 나타나는 것을 이용한 것이다. 따라서 서로 다른 백색 잡음들을 코드 벡터로 가진 코드북을 미리 준비하여 이 중에서 하나를 선택하여 피치 정보와 스펙트럼 포락션 정보를 부가함으로써 합성음을 생성해 보고, 원음과의 에러를 최소화하는 파라미터들을 선택한다.
CELP 부호기는 크게 스펙트럼 포락션 정보를 얻기 위한 STP(Short Term Prediction)과정과 피치 주기에 해당하는 파라미터를 예측하기 위한 LTP(Short Term Prediction) 탐색과정, 그리고 에러를 최소화하기 위한 코드북 탐색과정으로 나누어진다.
원음과의 에러를 최소화하려면 모든 피치 범위 및 코드 벡터들의 조합에 대한 에러를 계산해야 하지만 연산량 문제로 순차적 탐색을 수행한다. 이때 먼저 STP 과정을 통해서 스펙트럼 포락션 정보를 얻고 LTP 탐색 과정을 거쳐 피치 주기를 얻는다. 그 후 피치 주기가 고정되었다고 가정하고 코드북 탐색을 통해 스펙트럼 포락션 정보와 피치 주기 정보가 제거된 신호와 가장 가까운 코드 벡터를 선택한다.
현재 유/무선 통신망에서 사용하고 있는 G.723.1, G.729, EVRC, QCELP, GSAM-AMR, GSM-EFR 등과 같은 표준 음성 부호화기들은 기본 구조로 CELP(Code Excited Linear prediction) 형태의 부호화 방식을 사용하고 있으며 세부 구현에 있어서는 다소 차이를 갖고 있다.
이와 같은 CELP부호화기는 도 6 및 도 7에 나타낸 미디어 게이트웨이(도 6 및 도 7의 120번)내부의 제 1, 제 2 트랜스코더(121,122)에서 음성신호의 특징 파라미터를 추출하는데 이용된다.
도 9는 음성 스펙트럼과 특징 파라미터를 설명하기 위한 도면이다.
CELP 부호화기에서의 부호화 파라미터로는 LSP(Line Spectrum Pair), Pitch, ACB(Adaptive CodeBook) gain, ACB index, FCB(Fixed CodeBook) gain, index 등을 갖는다.
음성 신호의 스펙트럼은 크게 세 가지 요소로 구성된다. 첫째, 스펙트럼 포락선(spectral envelope), 둘째, 주기적인 성분(= 기본 주파수(fundamental frequency)의 하모닉 성분), 셋째 , 비주기적인 성분(잡음 성분)으로 구성된다. 이 때 기본 주파수는 Pitch의 역수로 표현된다(w0 = 1/P). 이때, 스피치 스펙트럼(speech spectrum)은 주기적인 성분과 비주기적인 성분이 합쳐져서 표시되므로 일정하지 못한 형태로 도시되어 있다.
CELP는 STP 과정을 통해서 스펙트럼 포락선을 예측하고, LTP 과정을 통해서 주기적인 성분을 예측하고, STP와 LTP 과정의 추정 오차인 비주기적인 성분을 FCB검색을 통해서 추정한다. CELP는 STP 파라미터로 LSP를 사용하고, LTP 파라미터로 ACB gain과 index를 사용하며, FCB 검색 파라미터로 FCB gain과 index를 사용한다.
여기서 부호화 파라미터들은 표준 부호화기 마다 그 표현 단위(scale)나 범위, 양자화 방법, 그리고 전송률에 따른 비트 할당에 다소 차이가 있으나 그 파라미터가 갖고 있는 정보의 의미는 서로 동일하다.
따라서 본 발명에서는 표준 부호화기 마다 동일한 정보를 갖고 있는 파라미터 영역에서 직접 변환하여 효율적으로 음성 패킷을 변환한다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 패킷 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 6에 나타낸 패킷 변환 장치를 이용한 패킷 변환 방법 중 미디어 게이트웨이(120)로 수신된 제 1 형식 패킷 데이터(Packet A)를 제 2 형식 패킷 데이터(Packet B)로 트랜스 코딩(Transcoding)하는 경우를 설명하기 위한 것으로, 제 1 네트웍(90)을 통해 입력된 제 1 형식 엔코더(80)의 음성 패킷(Packet-A)을 제 1 트랜스코더(121)에서 비트 언패킹(unpacking)한다(S30).
이어서, 언패킹한 데이터를 역양자화(inverse quantization)하여 제 1 형식 엔코더(80)에서의 제 1 형식 패킷(Packet-A)에서 음성 파라미터를 얻는다(S31).
그 다음 제 1 형식 엔코더(80)에서의 음성 파라미터를 제 2 형식 디코더(110)에 적합한 음성 파라미터로 고속변환한다(S32).
이를 상세히 설명하면 본 발명은 종래의 기술에서 사용된 음성 신호의 합성 과정과 복잡한 파라미터 분석 과정을 간단한 파라미터 변환 과정으로 대체하는 것이다.
기본적으로 파라미터 분석 과정은 최소 오차를 갖도록 파라미터를 추정하는 과정이므로 오차를 갖게 된다. 이러한 오차는 음질 왜곡을 가져오고, 분석 과정에서 필요한 버퍼링(buffering)에 의한 추가 지연이 발생한다. 이러한 지연은 반향(echo)을 가중시켜서 음질을 저하시킨다.
그러나 본 발명에서의 파라미터 직접 변환 과정에서는 음성 신호의 스펙트럼 포락선을 나타내는 LSP나, 음색을 나타내는 Pitch와 같은 경우는 직접 변환을 하면 음질 왜곡을 줄일 수 있다. 그리고 PCM 신호를 거치지 않고 파라미터간의 직접 변환은 추가적인 지연이 없으므로 연산량이 적다.
여기서, LSP나 Pitch 파라미터 변환에서는 프레임간의 보간(inter-frame interpolation)을 이용하여 파라미터를 완만화(smoothing)한다.
그리고 ACB gain과 ACB index는 제 1 형식(Type) 패킷(Packet-A)로부터 얻은 값에서 검색 범위를 제한한 후 고속 ACB(Adaptive CodeBook) 검색 알고리듬을 사용하여 고속 변환한다.
또한 FCB gain, FCB index는 고속 FCB(Fixed CodeBook) 검색 알고리듬을 사용하여 고속 변환한다.
고속 ACB, FCB 알고리듬은 종래의 검색 알고리듬의 성능을 유지하면서 계산량을 크게 줄일 수 있게 된다.
그 다음 제 2 형식 패킷의 파라미터를 양자화한다(S33).
이어서, 양자화된 데이터를 비트 패킹(packing)하여 제 2 형식의 음성패킷(Packet-B)을 제 2 네트웍(100)을 통해 제 2 형식 디코더(110)로 출력한다(S34).
도 11은 도 7에 나타낸 패킷 변환 장치를 이용한 패킷 변환 방법 중 미디어 게이트웨이(120)로 수신된 제 2 형식 패킷 데이터(Packet B)를 제 1 형식 패킷 데이터(Packet A)로 트랜스 코딩(Transcoding)하는 경우를 설명하기 위한 것으로, 제 2 네트웍(100)을 통해 입력된 제 2 형식 엔코더(130)의 음성 패킷(Packet-B)을 제 2 트랜스코더(122)에서 비트 언패킹(unpacking)한다(S40).
이어서, 언패킹한 데이터를 역양자화(inverse quantization)하여 제 2 형식 엔코더(110)에서의 제 2 형식 패킷(Packet-B)에서 음성 파라미터를 얻는다(S41).
그 다음 제 2 형식 엔코더(130)의 음성 파라미터를 제 1 형식 디코더(140)에 적합한 음성 파라미터로 고속변환한다(S42).
그 다음 제 2 형식 파라미터를 양자화한다(S43).
이어서, 양자화된 데이터를 비트 패킹(packing)하여 제 1 형식의 음성 패킷(Packet-A)을 제 1 네트웍(90)을 통해 제 1 형식 디코더(140)로 출력한다(S44).
도 12 및 도 13은 도 10 및 도 11에서의 패킷 변환 방법에서 이용되는 파라미터 변환 과정을 설명하기 위한 도면이다.
여기서 도 12는 도 10에서 나타낸 바와 같은 파라미터 A를 파라미터 B로 변환하는 경우(S32 단계)에 대한 상세한 설명이다.
제 1 형식 패킷(Packet A)에서 음성 파라미터를 획득한 후(S31), 제 2 형식디코더(도 6의 110번)에 적합한 음성 파라미터로 고속변환하기 위하여, 우선 음성신호의 스펙트럼 포락선을 나타내는 제 1 형식 패킷의 LSP(LSP-A)(300)를 프레임 간 보간을 통하여 완만화(smoothing)하고, 표현 단위나 범위의 차이를 맞추기 위하여 스케일링하여(301) 제 2 형식 패킷의 LSP(LSP-B)로 변환한다(302).
그리고 음색을 나타내는 제 1 형식 패킷의 피치(Pitch-A)(310)를 프레임 간 보간을 통하여 완만화(smoothing)를 한다(311). 참고로 피치의 단위는 동일하므로 추가적인 조작 없이 제 2 형식 패킷의 피치(Pitch-B)로 변환한다(312).
또한 피치 성분의 에너지인 ACB(Adaptive CodeBook) gain & index-A(제 1 형식 패킷의 인덱스)(320)를 기준으로 검색 범위를 제한한 후(321), 고속 검색 알고리듬(고속 ACB 검색 알고리듬)을 통해 ACB gain & index-B를 검색하여(322), ACB gain & index-B(제 2 형식 패킷의 인덱스)로 변환한다(323).
그리고 잔여 상분(spectral envelope)인 FCB(Fixed CodeBook) gain & index-A(제 1 형식 패킷의 인덱스)(330)를 고속 검색 알고리듬(고속 FCB 검색 알고리듬)을 통해 FCB gain & index-B를 검색하여(331), FCB gain & index-B(제 2 형식 패킷의 인덱스)로 변환한다(332).
여기서 도 13은 도 11에서 나타낸 바와 같은 파라미터 B를 파라미터 A로 변환하는 경우(S42 단계)에 대한 상세한 설명이다.
제 2 형식 패킷(Packet B)에서 음성 파라미터를 획득한 후(S41), 제 1 형식 디코더(도 7의 140번)에 적합한 음성 파라미터로 고속변환하기 위하여, 우선 음성신호의 스펙트럼 포락선을 나타내는 제 2 형식 패킷의 LSP(LSP-B)(340)를 프레임간 보간을 통하여 완만화(smoothing)하고, 표현 단위나 범위의 차이를 맞추기 위하여 스케일링하여(341) 제 1 형식 패킷의 LSP(LSP-A)로 변환한다(342).
그리고 음색을 나타내는 제 2 형식 패킷의 피치(Pitch-B)(350)를 프레임 간 보간을 통하여 완만화(smoothing)를 한다(351). 참고로 피치의 단위는 동일하므로 추가적인 조작 없이 제 1 형식 패킷의 피치(Pitch-A)로 변환한다(352).
또한 피치 성분의 에너지인 ACB(Adaptive CodeBook) gain & index-B(제 2 형식 패킷의 인덱스)(360)를 기준으로 검색 범위를 제한한 후(361), 고속 검색 알고리듬(고속 ACB 검색 알고리듬)을 통해 ACB gain & index-A를 검색하여(362), ACB gain & index-A(제 1 형식 패킷의 인덱스)로 변환한다(363).
그리고 잔여 상분(spectral envelope)인 FCB(Fixed CodeBook) gain & index-B(제 2 형식 패킷의 인덱스)(370)를 고속 검색 알고리듬(고속 FCB 검색 알고리듬)을 통해 FCB gain & index-A를 검색하여(371), FCB gain & index-A(제 1 형식 패킷의 인덱스)로 변환한다(372).
현재 보편화되고 있는 이동통신 망과 데이터 망(예를 들면 IP 네트웍)을 이용한 음성 통신 서비스에서 목적과 용도에 따라서 서로 다른 종류의 음성 부호화기가 사용되고 있다. 따라서 이동 통신망과 데이터망 상호간의 통신을 위해서는 이종의 음성 부호화기 간의 효율적인 패킷 변환 장치가 필요하다.
이들 부호화기 간의 패킷 변환 시에 본 발명은 종래의 tandem-coding 방식에 비교하여, 파라미터 분석 과정이 생략되어 연산량을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 파라미터 분석을 위한 메모리가 필요하지 않고, 파라미터 분석을 위한 부가적인 지연도 발생하지 않는 장점이 있다.
따라서 본 발명의 패킷 변환 방법은 종래의 기술 보다 약 40 % 연산량 감소를 가져오고 메모리 면에서 매우 효율적이다.
결국 Media Gateway 시스템에서 다채널 구현 시에 동일한 자원으로 보다 많은 채널을 수용할 수 있으므로 경제적인 효과가 클 것으로 기대된다.

Claims (5)

  1. 입력된 제 1 형식(type)의 패킷 데이터를 비트 언패킹(unpacking)하는 비트 언패킹부와;
    상기 언패킹된 데이터를 역양자화하여 상기 제 1 형식 패킷 데이터의 주요 파라미터를 획득하는 파라미터 역양자화(Inverse Quantization)부와;
    상기 획득된 주요 파라미터를 프레임간 보간을 통해 제 2 형식 패킷 데이터의 파라미터로 변환하는 파라미터 변환부와;
    상기 파라미터 변환부에서 변환된 제 2 형식의 파라미터를 양자화하는 양자화부와;
    상기 양자화부에서 양자화된 데이터를 비트 패킹하여 제 2 형식의 패킷 데이터로 재조립하여 목적지로 출력하는 비트 패킹부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 패킷 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패킷 변환 장치는 상기 입력된 패킷의 목적지 패킷 형태를 검출하여 상기 입력된 제 1 형식의 패킷을 상기 제 2 형식 패킷으로 변환할 것을 결정하는 패킷 변환 결정부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 패킷 변환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 패킷 데이터는 음성 또는 영상 또는 음성/영상 패킷데이터인 것을 특징으로 하는 패킷 변환 장치.
  4. 입력된 제 1 형식의 패킷 데이터를 비트 언패킹(unpacking)하는 단계와;
    상기 언패킹된 데이터를 역양자화하여 상기 제 1 형식 패킷 데이터의 주요 파라미터를 획득하는 단계와;
    상기 획득한 주요 파라미터를 프레임간 보간을 통해 제 2 형식 패킷 데이터의 파라미터로 변환하는 단계와;
    상기 파라미터 변환부에서 변환된 제 2 형식의 파라미터를 양자화하는 단계와;
    상기 양자화부에서 양자화된 데이터를 비트 패킹하여 제 2 형식의 패킷 데이터로 재조립하여 목적지로 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패킷 변환 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 형식 패킷 데이터의 주요 파라미터를 상기 프레임간 보간을 통해 제 2 형식 패킷 데이터의 파라미터로 변환하는 단계는,
    음성신호의 스펙트럼 포락선을 나타내는 제 1 형식 패킷의 LSP(LSP-A)를 프레임 간 보간을 통하여 완만화(smoothing)하고, 표현 단위나 범위의 차이를 맞추기 위하여 스케일링하여 제 2 형식 패킷의 LSP(LSP-B)로 변환하는 단계와,
    음색을 나타내는 제 1 형식 패킷의 피치(Pitch-A)를 프레임 간 보간을 통하여 완만화(smoothing)를 하여 제 2 형식 패킷의 피치(Pitch-B)로 변환하는 단계와,
    피치 성분의 에너지인 ACB(Adaptive CodeBook) gain & index-A를 기준으로 검색 범위를 제한한 후, 고속 검색 알고리듬을 통해 ACB gain & index-B를 검색하여 변환하는 단계와,
    잔여 상분(spectral envelope)인 FCB(Fixed CodeBook) gain & index-A를 고속 검색 알고리듬을 통해 FCB gain & index-B를 검색하여 변환하는 단계 중 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패킷 변환 방법.
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