KR20050041588A - 가변적인 전송 패킷을 이용한 에코 제거 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변율 기능을 지원하는 음성 부호화기가 구비된 디지털 통신 단말기에서 상대측에게 전송되는 반향음을 제거하기 위한 방법에 관한 것으로, 송신 전력이 일정 레벨 이하이며 수신 전력이 일정 레벨 이상일 경우 반향음이 발생하는 상황으로 판단하는 과정과, 상기 판단에 따라 현재 송신하고자 하는 패킷 대신 저전송율 패킷을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

가변적인 전송 패킷을 이용한 에코 제거 장치 및 방법{ECHO CANCEL APPARATUS FOR VARIABLE DATA RATE VOCODER AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 통신 단말기의 반향음 제거 장치(echo canceller)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가변 속도 보코더(variable rate vocoder)를 구비한 송신 장치에 사용되는 에코 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 기술을 이용한 전화 통신이 사회 전 분야에 확산되면서 보다 원활한 통화를 위한 양질의 통화 품질이 요구되고 있다. 한편, 상기 원활한 음성통신을 위해서는 스피커와 마이크로폰의 커플링에 의하여 발생하는 음향 반향(acoustic echo)과 음성 부호화기를 통해 전송해야하는 근단 화자(near-end talker)의 음성을 손상시키는 배경 잡음(noise)을 제거하여야 한다.

음향 반향은 원단 화자(far-end talker) 음성이 근단화자 단말기의 스피커와 마이크로폰 사이의 경로를 통해 궤환 됨으로써 발생한다. 상기 음향 반향은 통화 품질을 저해하는 가장 중요한 요소로 하울링을 방지하고 원단화자가 자신의 반향신호를 듣는 것을 방지하기 위하여 반드시 제거되어야 한다.

최근 디지털 휴대용 전화기에서의 에코 제거 장치(echo canceller)는 CDMA 이동 단말기(mobile station) 등과 같은 휴대용 전화기에서 매우 중요한 전자 장치로 대두되고 있다. 상기 디지털 휴대용 전화기는 본인 또는 상대방으로부터 발생되는 음성 신호를 매우 교란시키는(disturbing) 에코 신호를 제거하기 위해서 긴 지연 시간(delay time)을 갖는다. 상기 지연 시간은 에코 제거 장치가 스스로 에코신호를 제거하기 위해 필요한 시간으로 수렴 시간(convergence time)이라 칭한다. 에코 제거 장치의 수렴 시간은 원음에 가까운 통화의 품질을 얻는데 매우 중요한 파라미터이며, 또한 에코 제거 장치의 특성을 측정하는데 매우 중요하다.

이하, 도 1을 참조하여 일반적으로 이동 통신 단말기에 적용되고 있는 에코 제거 장치의 구조를 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 적응형 필터에 의한 에코 제거 장치의 블록도이다.

상기 도 1을 참조하면, 종래의 에코 제거 장치는 마이크로폰(100), 적응형 필터(Adaptive Filter; 110), 잡음 제거기(Noise Suppressor; 120), 부호화기(130), 모뎀(140), 복호화기(150) 및 스피커(100) 등으로 구성된다.

상기 마이크로폰(100)을 통해 입력된 신호는 상기 적응형 필터(110), 잡음 제거기(120), 부호화기(130) 및 모뎀(140)을 통해 송신되며, 원단 화자로부터 수신된 신호는 상기 모뎀(140) 및 복호화기(150)를 통해 스피커(160)로 출력된다.

이때, 상기 근단 화자의 스피커(160)로 출력되는 음성 신호는 상기 마이크로폰(100)으로 다시 입력되어 상대측(원단 화자)의 단말기로 전송되므로, 상대측은 상기 근단 화자로부터 수신된 신호에 자신이 말한 음성이 섞인 반향음을 수신하게 되는 문제가 발생한다. 따라서, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 통상적인 에코 제거 장치에는 상기 반향음을 제거하기 위한 장치로서 적응형 필터(110)가 구비된다.

상기 적응형 필터(110)는 마이크로폰(100)을 통해 입력된 음성 신호에 포함된 반향 신호를 제거하기 위하여 상기 스피커(160)로 출력되는 신호를 입력받는다. 이때, 상기 입력받은 스피커(160)의 출력신호를 상기 마이크로폰(100)으로부터 입력되는 음성신호와 연산하여 상기 반향 신호를 제거하게 된다.

대부분의 에코 제거 장치에 사용되는 적응형(adaptive) 알고리즘은 NLMS (Normalized Least Mean Square) 알고리즘이다. 일반적으로 긴 FIR(finite impulse response) 필터가 모든 가능한 임펄스 응답(impulse response)을 실용적으로 구현하기 위하여 사용된다. 일반적인 필터의 길이는 전체적으로 일어날 수 있는 임펄스 응답에 대응하여 적정의 탭(tap)으로 구성된다. 이 필터의 출력 신호는 잘 알려진 바와 같이, 에코신호를 포함하는 신호로부터 감산(subtraction)된다. 그 결과로 형성된 차 신호(difference signal)는 필터를 업데이트(update)하는데 사용된다.

상술한 바와 같은 종래 기술에 따른 적응형 필터에 의한 에코 제거 장치는 도 2와 같이 도시될 수 있다.

이하, 미국 특허 제5,428,605호에 개시된 종래의 적응형 필터에 의한 에코 제거 장치를 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 에코 제거 장치는 4선식 루프(four-wire loop)에 포함하는 두 라인 (RX, TX) 사이에 에코신호(echo signal)를 제거하기 위한 다수의 필터들(203 내지 209)이 상호 직렬로 연결되어 있다. 그리고, 에코 신호는 본인 또는 상대방의 음성 신호로부터 에코 경로(echo path; 201)에서 나타난다. 상기 필터들(203 내지 209)은 디지털 적응형 필터(adaptive filter)로서 하나의 라인(RX)을 통하여 입력 신호(X)를 받아들인다. 또한, 상기 입력 신호(X)는 에코 경로(201로 제공된다.

에코 신호는 상기 필터들(203 내지 209)의 각각의 출력 신호(Y₁~Y_N)를 통해 판단된다. 그리고 에코 신호를 포함하는 신호(echo-included signal)(D)는 감산 장치(227)를 통하여 에코 신호가 제거된다. 각각의 감산 장치(219 내지 225)는 차 신호(difference signal)(E₁~E_N)를 출력한다. 상기 필터들(203 내지 209)은 상기 차 신호(E₁~E_N)를 입력 받아 적응형(adaptive) 알고리즘에 대응하여 필터 계수들을 업데이트(update)한다.

즉, 상기 도 2에 도시된 에코 제거 장치는 다수의 직렬 연결형 필터들(203 내지 209)을 구비하고 있으며, 상기 필터들(203 내지 209)은 입력 신호(X)를 받아서 이들 각각으로부터 출력 신호들(Y₁~Y_N)을 발생한다. 상기 출력 신호들(Y₁ ~Y_N)은 각각 제어할 수 있는 다수의 스위치들(211 내지 217)로 제공된다.

상기 스위치들(211 내지 217)은 각각의 감산 장치(219 내지 225)에 연결되어 있다. 즉, 상기 스위치들(211 내지 217)은 각각의 감산 장치(219 내지 225)의 네거티브 입력 단자에 연결된다. 또한, 상기 스위치들(211 내지 217)의 포지티브 입력 단자는 상기 에코 신호를 포함하는 신호(D)로부터 에코 신호가 감소된 신호(229)를 입력 받는다. 따라서 상기 감산 장치들(219 내지 225)은 각각 상기 차 신호(E₁~E_N)를 출력하게 된다.

상기 선택 신호(S₁~S_N)는 스위치 제어회로로부터 상기 필터들(203 내지 209) 중에 적어도 하나를 선택하기 위해서 출력된다. 상기 스위치 제어회로는 도 3의 설명에서 후술하기로 한다. 상기 스위치들(211 내지 217)의 스위칭 위치가 우측에 연결된 필터의 출력 신호(Y_N)는 에코신호를 제거하는데 사용되지 않는다. 그러나 이 출력 신호(Y_N)는 필터를 업데이트(update)하는데 이용되는 에러신호(error signal)(E₁~E_N)를 생성하는데 사용된다.

필터의 출력 신호가 스위치의 우측으로 입력되는 경우, 에러신호(E₁~E_N)는 상기 각각의 감산 장치(211 내지 217)에서 에코신호가 감소된 신호(229)와 필터 출력신호 사이의 차에 의해서 형성된다. 예를 들어, 에러신호 E₂, E_N의 경우가 이에 해당된다.

새로운 전화 호출 시작 등과 같이 수렴 처리 과정의 초기 상태에서 상기 스위치들(211 내지 217)은 각각 우측 위치에 놓이게 된다. 따라서 에러신호들은 각각 E₁=D-Y₁, E₂=D-Y₂, …, E_N=D-Y_N 등으로 나타난다. 이는 초기 상태에서 에코신호를 포함하는 신호(D)가 동일하게 각각의 감산 장치(219 내지 225)의 포지티브 입력 단자로 제공되기 때문이다.

초기 상태에서, 즉 에코신호를 제거하기 위한 필터의 동작이 활성화되기 전에 각각의 상기 필터들(203 내지 209)이 전체 에코신호를 제거하려 할 경우, 각각의 필터들은 하나의 레벨로 수렴된다. 일반적으로 직렬 연결된 필터중 어느 하나는 전체 에코 신호의 일부에 의해서 교란(disturb)되기 때문에 실제로 하나 이상의 다른 필터들에 의해서 에코신호가 제거된다.

상기 적응형 필터의 특성 측정(quality measurement)은 각각의 필터들을 위하여 연속적으로 계산되며, 이에 따라 필터가 유효한 작업을 수행하도록 유지할 수 있다. 즉, 상기 특성 측정 또는 그 값들은 스위치 제어 신호를 형성하는데 이용된다. 만일 필터의 특성 값이 임의의 특정 값을 초과하는 경우에 필터는 에코신호 제거를 위하여 왼쪽 스위칭 위치로 세트(set)된다.

또한, 상기 측정 결과 상기 특정 값 이하로 떨어지면 필터는 비활성화(Disable)되고, 스위칭 위치는 오른쪽으로 세트된다. 그런 다음, 필터의 출력 신호는 에코신호를 감소시키기 위하여 오른쪽으로 세트되며, 필터의 출력 신호는 에코신호를 감소시키기 위하여 필터의 해당 가산 장치로부터 다수의 가산 장치를 통하여 가산된다. 그 결과로 발생되는 합 신호(summation signal)는 또 다른 감산 장치(227)에서 에코신호가 포함된 신호(D)로부터 감산된다. 예를 들어, 필터 203 및 207은 인에이블되어 신호(D)에 나타난 에코신호를 줄인다. 인에이블된 필터의 출력 신호의 합은 Y₁+Y_N-1이고, 에코신호를 감소시킨 신호(E_TOT)(이하 '에코 감소 신호'라 한다)는 D-(Y₁+Y_N-1)이다. 이것은 직렬로 연결된 다수의 감산 장치들에 의해서 신호(D)로부터 각각 감산된다.

인에이블된 필터의 출력 신호는 감산 장치(219 내지 225)의 입력 신호로 제공되지 않기 때문에, 인에이블된 필터들은 에코 감소 신호(E_TOT)와 일치되는 에러신호들을 얻게 된다. 디세이블된 필터들의 에러신호들은 필터의 출력 신호에 의해서 감소된 에코 감소 신호(E_TOT)와 동일하다. 따라서 에러신호는 하기 <수학식 1>과 같이 얻을 수 있다.

그러므로 임의의 필터가 인에이블되면, 그 출력 신호는 남은 필터들을 업데이트하는데 이용된다. 모든 인에이블된 필터들이 동일한 크기의 에러신호를 받아들이기 때문에, 필터들의 모든 에러 신호들은 로직 0으로 내려가거나 로직 0에 근접하므로, 에코신호는 효과적으로 제거된다. 따라서 필터들은 다른 필터들에 의해서 제거된 전체 에코신호의 어느 부분에 의해서도 교란되지 않게 된다.

도 3은 상기 도 2에 도시한 스위치 제어 신호를 발생하는 스위치 제어회로의 구성을 도시한 블록도이다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 스위치 제어회로는 상기 도 2에서 상술한 에코 제거 장치에 포함되는 각각의 필터들(14₁~14_N)을 위하여 구비된다.

상기 에코 감소 신호(E_TOT), 상기 필터 출력 신호(Y_N) 및 상기 필터 에러신호 (E_N)들은 상기 스위치 제어회로에 적용된다. 이들 신호들은 절대값 계산 수단(absolute magnitude forming means; 301, 305, 311)에서 절대값 연산이 수행된다. 또한, 각각 신호들은 해당 로우 패스 필터(LPF; 303, 307, 313)에 의해서 필터링된다. 이어서 상기 에코 감소 신호(E_TOT)와 상기 필터 출력 신호(Y_N)들로부터 얻어진 신호들은 곱셈기(multiplier; 309)에서 곱해진다. 그 결과, |E_TOT|*|Y_N|의 신호가 형성된다. 또한, 필터 에러신호(E_N)의 로우 패스 필터(313)로부터 얻어진 신호는 제곱 수단 (quadrating means; 315)에서 제곱하여 |E_N|*|E_N|의 신호를 얻는다.

한편, 상기 곱셈기(309)의 출력 신호는 분할 수단(division means; 317)에서 상기 제곱 수단(315)의 출력 신호에 의해서 나누어진다. 따라서 특성 값은 나누어진 신호(Q_N)에 의해서 형성된다. 상기 특성 값(Q_N)은 하기 <수학식 2>와 같이 얻을 수 있다.

상기 <수학식 2>에 의하면, 에코신호가 많으면 필터의 출력 신호(Y_N)가 커지므로 특성 값(Q_N)은 커지게 되고, 특성 값(Q_N)이 제 1 문턱값(TR1)보다 커지면 스위치 제어 신호(S_N)는 로직 1이 된다. 그리고 에코신호가 작아지면 출력 신호(Y_N)가 작아지므로 특성 값(Q_N)이 작아지고, 특성 값(Q_N)이 제 2 문턱값(TR2)보다 작아지면 스위치 제어 신호(S_N)는 로직 0이 된다. 여기서 스위치 제어 신호(S_N)가 로직 1이면 해당 스위치의 스위칭 위치는 왼쪽으로 연결된다.

이 때, 특성 값(Q_N)은 제1 및 제2 비교기(319, 321)의 입력 신호로 이용된다. 즉, 특성 값(Q_N)은 상기 제 2 비교기(321)에서 디세이블되는 필터의 더 낮은 문턱값(threshold value; TR2)을 비교하는 동안에, 상기 제 1 비교기(319)에서 인에이블되는 필터의 문턱 값(TR1)과 비교된다. 이어서 각각의 비교기들(319, 321)의 출력 신호는 스위치 제어 신호(S_N)를 발생하는 로직 수단(323)으로 입력된다. 그리고 상기 로직 수단(323)은 스위치 제어 신호(S_N)를 해당 필터의 스위치로 제공한다. 예를 들어, 상기 로직 수단(323)은 필터를 활성화(인에이블)시키기 위해서는 로직 1을 발생하고 비활성화(디세이블)시킬 경우에는 로직 0을 출력한다.

그런데 이와 같은 구성에 의해 에코 제거 장치에서는 상대방, 즉 원단화자(far-end talker) 신호에 의해 에코가 발생했을 때는 필터계수가 수렴하게 되나, 사용자 자신, 즉 근단화자(near-end talker) 신호에 의해 흩트러지게 된다. 따라서 종래의 구성으로는 필터계수가 '수렴했다', '흩으러졌다'를 반복하게 되며, 매번 불필요한 필터계수의 업데이트로 인해 동작하는데 많은 시간이 걸리게 된다.

또한, 상술한 바와 같은 일반적인 에코 제거 장치의 동작은 스피커에 출력될 신호와 마이크 입력 신호 사이의 적응형 필터 계산을 통해 이루어졌으나 샘플링된 신호 기반의 처리(Sample Base Processing)이기 때문에 계산량이 많고 다른 노이즈 제거 알고리즘(Noise suppressor)과의 충돌 현상이 빚어져 단말기 전송음질을 저하 시키는 문제를 발생시키고 주변환경의 급격한 변화시 적응필터의 계수 수렴이 빠른시간 내에 적절히 이루어지지 않아 반향음 제거 기능을 하지 못할 수도 있게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수렴된 필터계수가 사용자 자신의 신호에 의해 교란되는 것을 방지하는 에코 제거 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 다른 목적은 에코신호 지연이 큰 장소에서도 수행 시간을 줄이면서 효과적으로 필터계수를 수렴시키는 에코 제거 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 방법은; 가변율 부호화기를 구비한 통신 단말기에서 수신된 음성 신호가 송신 신호에 포함되는 반향음을 제거하는 방법에 있어서, 상기 반향음이 발생하는 조건을 판단하는 과정과, 상기 판단에 따라 현재 송신하고자 하는 패킷 대신 저전송율 패킷을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기 반향음이 발생하는 조건은 송신 신호의 전력 및 수신 신호의 전력을 고려하여 판단함을 특징으로 하며, 상기 저전송율 패킷은 이전 부호화 과정에서 생성된 패킷을 저장하여 사용함을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 장치는; 가변율 부호화기를 구비한 통신 단말기에서 수신된 음성 신호가 송신 신호에 포함되는 반향음을 제거하는 장치에 있어서, 상기 반향음이 발생하는 조건을 판단하고, 상기 판단에 따라 현재 송신하고자 하는 패킷 대신 저전송율 패킷을 전송하는 반향음 제거기를 포함함을 특징으로 한다.

상기 장치는 송신 신호의 전력 레벨 및 수신 신호의 전력 레벨을 입력 받아 상기 반향음이 발생하는 조건을 판단하는 반향음 검출기를 포함하며, 상기 저전송율 패킷을 임시 저장하는 저전송율 패킷 버퍼를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기 장치는 상기 반향음이 발생하는 조건에 따라, 현재 송신하고자 하는 패킷과 기 저장된 저전송율 패킷 중에서 선택하여 출력하는 패킷 교환기를 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 후술할 설명에서 사용하고 있는 '근단 화자'라는 용어는 본 발명에 따른 에코 제거 장치를 구비한 단말기를 사용하여 통화를 하고자 하는 주체를 의미하며, '원단 화자'라는 용어는 상기 근단 화자와 통화를 수행하는 통화의 상대방을 의미한다.

본 발명은 일반적인 반향음 제거장치(Acoustic Echo Canceller)가 적응형 필터 계산을 통한 샘플링된 신호 기반의 처리(Sample Base Processing)로 구현되기 때문에 발생되는 문제점을 해결하고자 가변율 기능을 갖는 보코더의 저전송율 음성 부호화 신호(Low Rate Packet)를 활용한 반향음(Acoustic Echo) 제어 알고리즘을 제안한다.

도 4는 본 발명에 따른 저전송율 음성 부호화 신호를 활용한 에코 제거 장치의 블록도이다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에코 제거 장치는 송신 전력(Tx Speech Energy) 측정기(410), 잡음 제거기(Noise Suppressor; 420), 부호화기(430), 반향음 제거기(440), 모뎀(460), 복호화기(470) 및 수신 전력(Rx Speech Energy) 측정기(450)로 구성된다.

상기 송신 전력 측정기(410) 및 수신 전력 측정기(450)는 각각 송신 및 수신 음량을 샘플링하여 평균 전력을 산출한다.

또한, 상기 부호화기(430)는 본 발명의 효과적인 적용을 위하여 음량에 따라 패킷 정보의 양을 가변적으로 변환할 수 있는 가변율 부호화기(430)를 사용함이 바람직하며, 예컨대 상기 가변율 부호화기로는 EVRC(Enhanced Variable Rate Codec), Qcelp(Qualcomm code excited linear predication) 및 SMV(Selective Mode Vocoder) 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 반향음을 제거하는 상기 반향음 제거기(440)는 상기 송신 전력 측정기(410) 및 수신 전력 측정기(450)로부터 측정된 송신 전력 및 수신 전력값을 통해 반향음 제거 조건을 결정하고, 이에 따라 송신 신호의 반향음을 제거하게 된다.

보다 구체적으로 설명하면, 일반적인 상황에서 상기 마이크로폰(400)을 통해 입력된 음성 신호는 잡음 제거기(420), 부호화기(430), 반향음 제거기(440) 및 모뎀(460)을 통해 원단 화자에게로 전송되며, 상기 원단 화자로부터 수신된 신호는 상기 모뎀(460) 및 복호화기(470)를 거쳐 스피커(480)로 출력된다.

한편, 상기 스피커(480)로 출력된 신호가 상기 마이크로폰(400)으로 입력됨으로써 발생하는 반향음을 제거하기 위하여 본 발명에 따른 상기 반향음 제거기(440)에서는, 상기 마이크로폰(400)을 통해 음성 신호를 전송하고자 하는 근단 화자가 말을 하지 않을 경우를 판단하여 상기 부호화기(430)로부터 출력되는 신호를 출력하지 않고 저전송율 잡음 신호를 전송하게 된다.

즉, 본 발명에서는 상기 반향음이 발생할 조건을 원단 화자의 출력 음량이 일정 수준 이상이 되며, 근단 화자의 출력 음량이 일정 수준 이하가 될 경우로서 판단하게 된다.

따라서, 상기 근단 화자가 말을 하고 있지 않을 경우에는 상기 부호화기(430)를 통해 전송될 음성신호가 없으므로, 상기 부호화기(430)의 부호화 과정에서 이전 일정 시간동안 저장해둔 저전송율 패킷(Low rate packet)을 현재 부호화한 패킷 대신 강제 전송시킴으로써, 상대방에게 근단 화자측의 반향음이 섞인 음성이 아닌 주변 잡음과 비슷한 소리만 듣게 하여 반향음 원천신호 자체를 완전히 제거하게 된다. 이는 상기 부호화기(430)가 묵음 구간을 판단하여 배경 잡음을 소스로 하여 저전송율 패킷을 만들어 주기 때문에 이를 활용한 것이다.

한편, 상기 저전송율 패킷은 가변 부호화기에 의해 구성되는 패킷들 중에서 묵음 구간과 같은 전송하고자 하는 신호가 없을 경우 배경 잡음을 소스로 하여 생성되는 낮은 전송율의 패킷이다. 상기 저전송율 패킷을 전송할 경우에는 전송하고자 하는 데이터의 정보량이 줄어드는 반면 데이터 전송 효율을 높일 수가 있게 된다.

정리하면, 상기 본 발명에 따른 반향음 제거기(440)는 상기 송신 전력 측정기(410) 및 수신 전력 측정기(450)로부터 각각 송신 전력 및 수신 전력 측정 값을 수신하게 되며, 상기 수신된 값들을 통해 반향음이 발생할 조건을 판단한다.

만약, 반향음이 발생하는 상황으로 판단하게 되면, 상기 반향음 제거기(440)는 상기 부호화기(430)를 통해 수신된 현재 전송하고자 하는 패킷을 상기 모뎀(460)으로 전송하는 것이 아니라, 기 저장된 저전송율 패킷을 전송하게 된다. 이렇게 함으로써, 송신측 즉, 근단 화자 측에서 전송하고자 하는 음성 신호가 없을 경우에 반향음이 전송되는 상황을 원천적으로 방지하게 된다.

한편, 상기 반향음이 발생할 조건은, 상기 근단 화자가 전송하고자 하는 음성 패킷이 없을 경우, 즉 상기 송신 전력 측정기(410)로부터 측정된 송신 전력 값이 일정 레벨 이하일 경우로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 반향음이 발생하는 경우는 상기 원단 화자로부터 수신된는 음성 신호가 다시 전송되는 경우이므로, 상기 원단 화자로부터 수신되는 음성 신호의 수신 전력 레벨을 상기 수신 전력 측정기(450)를 통해 측정함으로써, 상기 반향음이 발생할 조건을 적용할 수 있다.

따라서, 바람직하게는 상기 근단 화자의 송신 음성 레벨을 측정하는 송신 전력 측정기(410)에 의해 산출된 송신 전력이 일정 레벨 이하이며, 상기 원단 화자로부터의 수신 음성 레벨을 측정하는 수신 전력 측정기(450)에 의해 산출된 수신 전력이 일정 레벨 이상일 경우를 반향음이 발생할 조건으로 설정할 수 있다.

한편, 상기 송신 전력이 일정 레벨 이하이며, 상기 수신 전력도 일정 레벨 이하가 되면, 상기 가변율 부호화기(430)는 상기 조건에 따른 상황을 묵음 구간으로 판단하여 배경 잡음을 소스로 하여 저전송율 패킷을 만들어 준다. 따라서, 결과적으로 상기 수신 전력 측정값에 관계 없이 상기 송신 전력 값이 일정 레벨 이하가 되면, 저전송율 패킷을 전송하게 된다. 이렇게 함으로써, 불필요한 반향음 신호가 원천적으로 차단되며, 상기 저전송율 패킷을 전송함에 따른 데이터 전송 효율을 높일 수가 있게 된다.

이하, 상기 본 발명의 실시예에 따른 반향음 제거기(440)의 구조를 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기 상술하는 반향음 제거기(440)의 구조는 바람직한 실시예이며, 상술한 본 발명의 개념에 따른 변형 및 적용이 가능함은 자명하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반향음 제거기(440)의 구조를 나타낸 블록도이다.

상기 도 5를 참조하면, 상기 본 발명의 실시예에 따른 반향음 제거기(440)는 패킷 교환기(Packet Change; 510), 저전송율 패킷 버퍼(Low rate packet buffer; 500) 및 반향음 검출기(Echo Detector; 520) 등으로 구성될 수 있다.

상기 반향음 검출기(520)는 상기 도 4에서 상술한 송신 전력 측정기(410) 및 수신 전력 측정기(450)로부터 수신된 송신 전력 및 수신 전력값을 입력 받아 상술한 기준에 따라 반향음 발생 조건을 판단한다. 예컨대, 상기 수신된 송신 전력 값이 일정 레벨 이하이며, 상기 수신된 수신 전력 값이 일정 레벨 이상이면 반향음이 발생하는 것으로 판단하고, 상기 패킷 교환기(510)로 반향음 발생 정보를 전송한다.

상기 반향음 검출기(520)로부터 반향음 발생 정보를 수신한 상기 패킷 교환기(510)는 현재 부호화기로부터 출력된 패킷을 전송하지 않고, 상기 저전송율 패킷 버퍼(500)에 기 저장된 저전송율 패킷을 출력 패킷으로 전송하게 된다.

한편, 상기 저전송율 패킷 버퍼(500)에는 부호화기의 부호화 과정에서 이전 일정 시간동안 저장해둔 저전송율 패킷을 임시 저장하여 사용할 수 있다. 이때에는 가장 최근에 만들어진 저전송율 패킷을 버퍼링하여 저장하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 방법으로 소정의 정해진 저전송율 음성 부호화 신호를 계속 저장하여 두어 상기와 같은 상황이 발생할 때마다 사용하도록 할 수도 있다.

반면, 상기 반향음 검출기(520)가 상기 수신된 송신 전력 및 수신 전력값으로부터 반향음이 발생하지 않는 상황으로 판단하게 되면, 상기 패킷 교환기(510)에서는 일반적인 방법에 의해 현재 부호화기에서 출력되는 패킷을 출력 패킷으로 전송하게 된다.

이하, 도 6을 참조하여, 상기 본 발명에 따른 장치를 통한 반향음 제거 절차를 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 저전송율 음성 부호화 신호를 활용한 반향음 제거 절차를 나타낸 흐름도이다.

상기 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 반향음 제거 장치는 반향음 발생 조건을 판단하기 위하여 먼저 송신 전력 및 수신 전력을 측정(600 단계)하게 된다.

상기 측정된 송신 전력 및 수신 전력 값을 통해 반향음 발생 조건인지를 판단(610)하게 되며, 만약, 반향음이 발생할 조건으로 판단하면 상술한 바와 같이 기 저장된 저전송율 패킷을 전송(620 단계)하게 된다.

반면, 상기 판단 결과 반향음이 발생할 조건이 아닌 것으로 판단하면 일반적인 패킷 전송 방법에 의해 부호화기로부터 정상적으로 수신된 패킷을 전송(630 단계)하게 된다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 따르면, 반향음 제거 알고리즘을 통해 알고리즘이 수행되는 프로세서의 계산량을 줄여 단말기의 전력 손실을 줄이고 신호 처리 알고리즘 사이의 충돌로 발생하는 음질 저하 현상 없는 반향음 제거를 할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 적응형 필터를 사용한 에코 제거 장치의 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 반향음 제거기의 구조를 나타낸 블록도.

도 3은 도 2에 도시한 스위치 선택신호를 발생하는 선택 회로의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 저전송율 음성 부호화 신호를 활용한 에코 제거 장치의 블록도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반향음 제거기의 구조를 나타낸 블록도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 저전송율 음성 부호화 신호를 활용한 반향음 제거 절차를 나타낸 흐름도.

Claims (11)

1. 가변율 부호화기를 구비한 통신 단말기에서 수신된 음성 신호가 송신 신호에 포함되는 반향음을 제거하는 방법에 있어서,

   상기 반향음이 발생하는 조건을 판단하는 과정과,

   상기 판단에 따라 현재 송신하고자 하는 패킷 대신 저전송율 패킷을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 반향음 제거 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 반향음이 발생하는 조건은 송신 신호의 전력을 고려하여 판단함을 특징으로 하는 반향음 제거 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 반향음이 발생하는 조건은 수신 신호의 전력을 더 고려하여 판단함을 특징으로 하는 반향음 제거 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 저전송율 패킷은 이전 부호화 과정에서 생성된 패킷을 저장하여 사용함을 특징으로 하는 반향음 제거 방법.
5. 가변율 부호화기를 구비한 통신 단말기에서 수신된 음성 신호가 송신 신호에 포함되는 반향음을 제거하는 장치에 있어서,

   상기 반향음이 발생하는 조건을 판단하고, 상기 판단에 따라 현재 송신하고자 하는 패킷 대신 저전송율 패킷을 전송하는 반향음 제거기를 포함함을 특징으로 하는 반향음 제거 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 반향음이 발생하는 조건은 송신 신호의 전력을 고려하여 판단함을 특징으로 하는 반향음 제거 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 반향음이 발생하는 조건은 수신 신호의 전력을 더 고려하여 판단함을 특징으로 하는 반향음 제거 장치.
8. 제5항에 있어서,

   상기 저전송율 패킷은 이전 부호화 과정에서 생성된 패킷을 저장하여 사용함을 특징으로 하는 반향음 제거 장치.
9. 제5항에 있어서,

   상기 장치는,

   송신 신호의 전력 레벨 및 수신 신호의 전력 레벨을 입력 받아 상기 반향음이 발생하는 조건을 판단하는 반향음 검출기를 포함함을 특징으로 하는 반향음 제거 장치.
10. 제5항에 있어서,

    상기 장치는,

    상기 저전송율 패킷을 임시 저장하는 저전송율 패킷 버퍼를 포함함을 특징으로 하는 반향음 제거 장치.
11. 제5항에 있어서,

    상기 장치는,

    상기 반향음이 발생하는 조건에 따라, 현재 송신하고자 하는 패킷과 기 저장된 저전송율 패킷 중에서 선택하여 출력하는 패킷 교환기를 포함함을 특징으로 하는 반향음 제거 장치.