KR20030011167A

KR20030011167A - 신호처리프로세서를 이용한 음성압축 알고리즘 변환장치및 방법

Info

Publication number: KR20030011167A
Application number: KR1020010045723A
Authority: KR
Inventors: 황영원; 유형준; 한창우
Original assignee: 프롬투정보통신(주)
Priority date: 2001-07-28
Filing date: 2001-07-28
Publication date: 2003-02-07

Abstract

본 발명은 공중 교환 전화망에 모뎀으로 접속되어 음성을 디지털 신호로 변환하여 통신하는 경우에 음성 압축 알고리즘이 사용되는데, 이 음성 압축 알고리즘을 서비스 중단 없이 실시간으로 변환하는 방식에 관한 것으로서, 특히 음성 압축 알고리즘을 전용 하드웨어 칩이 아닌 신호처리 프로세서를 이용하여 여러 가지 음성 압축 알고리즘을 변환하는 방식에 관한 것이다.

본 발명을 이루기 위한 수단으로, 송수화기의 음성신호를 아날로그 음성신호로 정합하는 음성정합회로와; 상기 음성정합회로에서의 아날로그 음성신호를 디지털 신호로 변환하는 PCM 코덱과; 상기 PCM 코덱에서 변환된 디지털 신호를 압축 알고리즘을 통하여 디지털 신호로 압축하며, 이를 저장하는 DSP와; 상기 DSP에 의해 압축된 신호를 입력받아 전화망으로 DTMF 송수신기와 모뎀으로 송수신을 제어하는 호스트프로세서와; 상기 DTMF 송수신기와 모뎀으로 출력되는 신호를 전화망의 전송신호로 변환하는 전화망정합회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

신호처리프로세서를 이용한 음성압축 알고리즘 변환장치 및 방법{voice compression algorithm changeover system and method using digital signal processor}

일반적으로, 음성압축 알고리즘은 특정 하드웨어 칩으로 고정되어 장비에 장착되는 것이 대부분이다. 그러므로 이 음성 압축 알고리즘이 다른 장비가 서로 통신을 하고자 하는 경우에는 이 알고리즘의 상이함으로 인해 상호 통화가 불가능하다.

그러나, 상기와 같은 방식을 이용한 음성압축 알고리즘은 보편화 되어있지 않는 알고리즘의 경우에는 경제성 면에서도 고가일 수밖에 없었다. 즉 하드웨어적으로 음성압축 알고리즘의 선택이 미리 고정되어 질 수밖에 없으며, 동일한 종류의 음성압축 알고리즘을 사용하는 경우에만 상호 통신이 가능하다는 문제점을 내포하게 되었다.

또한, 다른 알고리즘을 사용하고자 하는 경우에는 또다시 하드웨어를 수정하여 개발해야만 하는 문제점 있었다.

상기와 같은 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명은 음성을 디지털로 바꾸어 모뎀을 이용하여 공중전화망을 통해 통화하는 경우에 이용되는 음성압축 알고리즘을 신호처리 프로세서를 통해 보편화된 여러 가지 알고리즘을 서비스 중단 없이실시간으로 변환함으로서, 상호 연동되는 망이 상이하더라도 이 방식을 이용하여 별도의 하드웨어 변경 없이 통화 할 수 있는 기능을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 신호처리 프로세서를 이용한 음성압축 알고리즘 변환 방식을 구성도.

도 2는 도 1의 동작을 도시한 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 음성압축 알고리즘의 실시간 변환을 위한 상세 구성도.

도4는 도 3의 동작을 도시한 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

101 : DSP102 : 호스트 프로세서

103 : DTMF 송수신기104 : 모뎀

105 : 전화망 정합회로106 : PCM 코덱

107 : 음성정합회로

본 발명을 이루기 위한 수단으로, 송수화기의 음성신호를 아날로그 음성신호로 정합 하는 음성정합회로와; 상기 음성정합회로에서의 아날로그 음성신호를 디지털 신호로 변환하는 PCM 코덱과; 상기 PCM 코덱에서 변환된 디지털 신호를 압축 알고리즘을 통하여 디지털 신호로 압축하며, 이를 저장하는 DSP와; 상기 DSP에 의해 압축된 신호를 입력받아 전화망으로 DTMF 송수신기와 모뎀으로 송수신을 제어하는 호스트프로세서와; 상기 DTMF 송수신기와 모뎀으로 출력되는 신호를 전화망의 전송신호로 변환하는 전화망정합회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 신호처리 프로세서를 이용한 음성압축 알고리즘 변환 방식을 구성도 이다.

도 2는 도 1의 동작을 도시한 흐름도 이다.

도 3은 본 발명에 따른 음성압축 알고리즘의 실시간 변환을 위한 상세 구성도 이다.

도 4는 도 3의 동작을 도시한 흐름도 이다.

도 1에 도시 된 바와 같이, 각각이 구성요소를 설명하면 다음과 같다.

호스트 프로세서(102)는 디지털 음성을 처리하기 위하여 신호처리프로세서(이하 "DSP"라고 칭함:101)와 통신하고, 또 전화망을 통해 실제로 디지털 음성 데이터를 송수신하기 위해 모뎀(104)을 제어한다. 그리고 전화망을 통해 타 장비와 신호를 주고받기 위한 방법으로 DTMF 송수신기(103)를 제어하며, 자신의 제어 프로그램의 저장과 실행을 위해 메모리(109)를 가지고 있다.

상기 DSP(101)은 음성 압축 알고리즘을 소프트웨어 알고리즘으로 처리하는데, PCM 코덱(106)으로부터 송수화기(108)의 아날로그 음성신호를 음성정합회로(107)를 통해 디지털로 변환하여 받아서 처리한다. 그리고, DSP(101)에는 여러 가지 음성 압축 알고리즘의 저장과 자신의 제어 프로그램을 저장하고 실행하기 위하여 메모리(110)를 가지고 있다.

도 2를 참조하여 본 발명의 전체적인 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 전화를 거는 측에서 후크스위치 오프(S202)를 하고 호 설정(S203)을 시도한다.(음성압축 알고리즘의 서비스 중에서 변환 기능을 중심으로 설명한다) 수신측에서는 링 수신(S211)을 확인 후 후크스위치 오프(S202)를 하게되어 송수신 상호간에 호 설정(S203)이 완료된다.

그 다음, 디지털화된 음성 신호를 송수신하기 위하여 모뎀설정(S204) 단계에 들어가며 이 모뎀 설정(동기화)이 끝나면 송수신측 정보교환(S205) 절차가 일어난다.(본 실시 예에서는 DTMF로 기술하였음) 이때, 상호 교환된 정보(S206)에 따라 호스트 프로세서(102)가 DSP(101)로 어떤 종류의 음성압축 알고리즘을 사용할 것인지에 대해 명령을 내리고 DSP(101)는 자신의 메모리에 저장되어 있는 해당 음성 압축 알고리즘을 실행 메모리로 실시간으로 로딩(S206) 한다. 이후 DSP(101)는 디지털 음성의 송수신(S207) 동작이 일어나는 과정에서 해당 음성압축 알고리즘을 수행하며, 호 종료(S208)가 일어나면 모든 동작을 종료(S209) 시킨다.

도 3 및 도 4를 이용하여 음성 압축 알고리즘의 상세한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 실시 예에서는 3종류의 음성 압축 알고리즘을 가정하여 기술하였으며, 코덱은 PCM 코덱을 예로 사용하였다.

도 3의 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.

호스트 프로세서(301)는 DSP(302)로부터 올라오는 압축된 음성 디지털 데이터를 모뎀(104)으로 전송하는 역할을 수행하며 반대로 모뎀(104)으로부터 수신되는 음성 디지털 데이터를 DSP(302)로 전달하는 역할을 수행한다.

상기 DSP(302)는 코덱으로부터 디지털화된 음성 신호를 수신하여 압축하는 기능을 수행하여 이 압축된 데이터를 호스트 프로세서(301)로 전송하는 기능을 수행하며, 반대로 호스트 프로세서(301)로부터 수신된 음성 데이터를 압축을 풀어 원래의 음성 데이터를 PCM 코덱(303)으로 송신하는 기능을 수행한다.

상기 PCM 코덱(303)은 마이크(305)를 통해 음성 정합회로(304)를 거쳐 입력되는 음성 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 기능을 수행하며, 반대로 DSP(302)로부터 수신되는 디지털 음성 데이터를 아날로그 음성 데이터로 변환하여 음성 정합회로(304)를 거쳐 스피커(306)로 보내는 기능을 수행한다.

도 4는 도 3의 구성을 이용하여 음성 압축 알고리즘을 서비스 중에 실시간으로 바꾸는 순서를 도시한 흐름도 이다. 이의 상세한 동작 설명은 다음과 같다.

호 설정과 데이터 통신을 위한 모뎀 설정이 완료된 후 호스트 프로세서(301)는 상대측으로부터 어느 음성 압축 알고리즘을 사용할 것인가에 대한 정보를 획득하며, 이 획득된 정보를 DSP(302)로 명령을 보낸다. DSP는 호스트 프로세서로부터 이 명령을 수신(S402)하면, 어느 음성 압축 알고리즘인지 분석(S403)을 한다(본 실시 예에서는 3종류로 가정)

DSP(302)는 분석된 명령 결과에 따라 해당 알고리즘을 프로그램 메모리(308)로부터 실행을 위하여 메모리(309) 또는 온칩 메모리(307)로 로딩(S404,S405,S406) 시킨다. 이때 걸리는 시간은 약 수 msec정도로 사람이 점화 통화하는 특성을 고려하면 거의 실시간 성이고 느끼지 못하는 시간이다. 여러 가지 음성압축 알고리즘(이 기능을 보코더(Vocoder)라고 하며 현재 셀룰러의 경우에 EVRC를 사용하고 있다)은 모두 DSP(302)의 프로그램 메모리(308)에 저장되어 있으며, 필요에 따라 해당 알고리즘이 실행 메모리 영역으로 이동되는 방식을 사용한다.

DSP(302)는 호 종료가 될 때까지 해당 음성압축 알고리즘을 계속 수행(S407)하게 되며, 호 종료(S408)가 되면 모든 기능을 중지시킨다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 별도의 하드웨어 변경 없이 여러 가지 보코더 기능을 하나의 장비에서 수행할 수 있다.

특히 음성을 디지털 데이터로 송수신하는 경우 전송 효율을 위해 다양한 음성 압축 기능을 사용하게 되는데 이 경우 상호간 정보 교환 규약만 정의하면 상호 다른 음성 압축 알고리즘을 가진 장비와 이 방식이 장착된 한대의 장비로 모두 통신할 수 있다.

하드웨어가 아닌 DSP로 알고리즘을 구현하여 실행시키므로 추가적인 알고리즘의 적용이 용이하다.

Claims

송수화기의 음성신호를 아날로그 음성신호로 정합하는 음성정합회로와;

상기 음성정합회로에서의 아날로그 음성신호를 디지털 신호로 변환하는 PCM 코덱과;

상기 PCM 코덱에서 변환된 디지털 신호를 압축 알고리즘을 통하여 디지털 신호로 압축하며, 이를 저장하는 DSP와;

상기 DSP에 의해 압축된 신호를 입력받아 전화망으로 DTMF 송수신기와 모뎀으로 송수신을 제어하는 호스트프로세서와;

상기 DTMF 송수신기와 모뎀으로 출력되는 신호를 전화망의 전송신호로 변환하는 전화망정합회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 신호처리프로세서를 이용한 음성압축 알고리즘 변환장치.
제 1항에 있어서, DSP에는 PCM 코덱으로부터 입력된 디지털 신호를 해당 알고리즘이 프로그램된 프로그램 메모리와;

상기 프로그램 메모리의 프로그램에 의해 압축을 실행하는 실행메모리와;

상기 압축된 데이터를 로딩시키는 온칩 메모리를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 신호처리프로세서를 이용한 음성압축 알고리즘 변환장치.
수신측에서 링신호를 수신하여, 송수신측 상호간의 호를 설정하는 단계와;

상기 호 설정 후, 디지털화된 음성신호를 송수신하기 위한 모뎀을 설정하는 단계;

상기 모뎀설정이 완료되면, 송수신측 정보를 교환하면서 호스트 프로세서에서는 송수신측의 정보에 의해 압축 알고리즘을 선택하는 단계;

상기 선택된 알고리즘으로 디지털 음성신호를 실시간 압축하면서 로딩하는 단계;

상기 로딩 후, 모뎀 및 DTMF 송수신기를 통하여 송수신하는 과정을 통하여 해당 음성압축을 수행하는 단계;

상기 음성압축이 수행되면 호를 종료하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 신호처리프로세서를 이용한 음성압축 알고리즘 변환방법.