KR20050045764A - 무선 단말기에서의 음성 저장/재생 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 단말기에서 통화 음성 녹음/재생 장치에 있어서, 무선 수신되어 디지털 변환된 신호를 복조/복호하여 내장된 스피커를 통해 가청음으로 출력하는 수화부와, 내장된 마이크를 통해 사용자의 음성을 부호/변조하여 출력하는 송화부와, 상기 수화부로부터 출력된 복조된 부호화 신호 및 상기 송화부로부터 출력된 부호화 신호로부터 프레임 포맷을 검출하고, 상기 송신 및 수신 프레임의 부호화 레이트 정보를 억세스하여, 현재 통화 상태가 음성 또는 무음인지의 제어 신호를 출력하는 녹음 제어부와, 상기 녹음 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 따라, 선택적으로 상기 패킷 데이터를 저장하거나, 무음 구간 및 그 플래그를 저장하는 메모리부와, 상기 메모리에 저장된 데이터의 현재 통화 상태를 명시한 플래그를 검사하여, 선택적으로 상기 부호화 프레임을 복호하여 상기 스피커를 통해 출력 가능한 가청음으로 변환하여 출력하거나, 상기 스피커를 오프시키는 재생 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

무선 단말기에서의 음성 저장/재생 장치 및 방법{Apparatus and Method for Recording and Playing Voice in the Wireless Telephone}

본 발명은 무선 단말기에서 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 통화 음성의 저장 및 재생 방법에 관한 것이다.

종래의 무선 단말기에서 통화 중 음성을 저장하는 방법은 수신 음성만을 저장하거나 또는 별도의 외부 장치를 이용하여 송/수신 음성을 동시에 저장하는 방법이 있었다. 또는 통화 시간 중 대부분이 수신자 또는 송신자 중 한 쪽에서만 이야기하는 점에 착안하여, 송수신 음성 샘플의 일정 구간 동안(20msec)의 에너지 혹은 음성 유무 판단을 통해 저장하는 방법이 제안되었다.

기존에 제시된 방식 중 수신 음성만을 저장하는 방법은 구현이 단순하고 저장해야 할 데이터의 양이 비교적 적으나, 송신 음성을 저장할 수가 없다.

별도의 외부 장치를 이용하여 송신 녹음 및 수신 음성을 별도로 녹음하게 될 경우에는 무선 단말기의 하드웨어적 구조가 복잡해진다는 단점이 있다.

이에 비해 송수신 음성샘플의 일정 구간 동안(20msec)의 에너지 혹은 음성 유무 판단을 통해 저장하는 방법이 송/수신 음성을 저장하는 데 있어, 좀 더 효율적이기는 하나, 음성 통화 중에 빈번하게 발생할 수 있는 무음(silence)상황에 대한 고려를 하지 않았기 때문에 불필요한 데이터를 저장하게 된다.

또한, 상술한 종래 기술의 경우, 음성 샘플을 저장하게 되므로, 송신 또는 수신인지를 구별할 수 있는 방법이 없어 음성의 선택적인 재생이 불가능하였다.

또한, 동시 통화 상태를 고려하지 않아, 동시 통화 구간에서 더 큰 에너지를 가지는 송화자 또는 수화자의 음성이 번갈아 녹음되므로, 재생시에도 통시 통화 구간에서는 송화자 또는 수화자의 음성이 번갈아 재생되므로, 통화 내용의 연속성이 떨어진다는 단점이 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 별도의 외부장치 없이 송수신 음성을 동시에 녹음할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 빈번하게 발생하는 무음구간을 고려하여 효율적으로 음성 데이터를 재생할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 동시 통화 상황의 음성 재생시, 동시 통화 상황 이전의 음성과 연속성을 유지하도록 하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각각의 송신 또는 수신 음성을 따로 재생할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적은 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예는 무선 단말기에서의 통화 음성 녹음 방법에 있어서, 현재 송신 및 수신 프레임에 대한 보코더 레이트 정보에 따라, 음성 또는 무음의 현재 통화 상태를 결정하는 제 1 과정과, 현재의 통화 상태가 음성인 경우, 현재 통화 상태가 음성임을 나타내는 플래그와, 패킷 데이터를 저장하는 제 2 과정과, 현재의 통화 상태가 무음인 경우, 무음임을 나타내는 플래그와 무음 구간 프레임 수를 저장하는 제 3 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예는 무선 단말기에서 통화 음성 재생 방법에 있어서, 저장된 프레임으로부터 통화 상태를 명시한 플래그 정보에 따라, 현재 재생할 프레임이 무음인지의 여부를 검사하는 단계와, 현재 프레임이 음성일 경우 저장되어 있는 패킷 데이터를 가청음으로 변환되도록 출력하는 단계와, 현재 프레임이 무음인 경우는 지속되는 무음 프레임 수에 해당하는 시간만큼 스피커를 오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 단말기에서 통화 음성 녹음/재생 장치에 있어서, 무선 수신되어 디지털 변환된 신호를 복조/복호하여 내장된 스피커를 통해 가청음으로 출력하는 수화부와, 내장된 마이크를 통해 사용자의 음성을 부호/변조하여 출력하는 송화부와, 상기 수화부로부터 출력된 복조된 부호화 신호 및 상기 송화부로부터 출력된 부호화 신호로부터 프레임 포맷을 검출하고, 상기 송신 및 수신 프레임의 부호화 레이트 정보를 억세스하여, 현재 통화 상태가 음성 또는 무음인지의 제어 신호를 출력하는 녹음 제어부와, 상기 녹음 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 따라, 선택적으로 상기 패킷 데이터를 저장하거나, 무음 구간 및 그 플래그를 저장하는 메모리부와, 상기 메모리에 저장된 데이터의 현재 통화 상태를 명시한 플래그를 검사하여, 선택적으로 상기 부호화 프레임을 복호하여 상기 스피커를 통해 출력 가능한 가청음으로 변환하여 출력하거나, 상기 스피커를 오프시키는 재생 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세 동작 및 구조에 대하여 상세히 설명한다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명은 음성 압축 및 신장기(이하 보코더)에서 결정되는 음성 활성도(이하 레이트 정보)를 이용하여 음성 유무 및 송신(TX), 수신(RX)상태를 판단하고, 이에 따라 효율적으로 음성 데이터를 저장하기 위한 방법과 저장된 음성을 송수신, 송신 또는 수신 음성에 따라 선택적으로 재생하는 방법을 제안한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말기의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 안테나로 RF 신호가 수신되면, 중간 주파수 신호로 다운컨버팅되어 디지털 변환된다. 상기 디지털 변환된 신호는 모뎀(10)으로 입력되고, 상기 모뎀(10)은 입력되는 디지털 데이터를 복조하여 MCU(20)로 출력한다. MCU(20)는 CDMA 방식을 사용할 경우, 매 20ms단위로 프레임 포맷을 검출하고 부호화 레이트 정보를 억세스하고, 상기 부호화 레이트 정보와 그 정보에 따른 데이터 패킷을 보코더로 전송한다.

여기서 상기 MCU(20)가 예를 들어 20ms 마다 억세스하는 이유는 CDMA 방식의 순방향 통화 채널의 음성 채널 프레임이 매 20ms마다 송신되기 때문이다. 이 때 데이터 전송율 정보는 송신측에서 전송되어온 패킷 데이터가 어떤 비트 레이트로 인코딩되는지 보코더의 내부에 위치된 보코더 디코더 패킷 레지스터에 기록한다. 상기 보코더(50)는 상기 보코더 디코더 패킷 레지스터에 기록한 데이터 전송율 정보에 따라 입력되는 데이터 패킷을 복호하여 PCM(Pulse Code Modulation)음성 데이터 샘플로서 출력한다.

상기 보코더(50)로부터 출력되는 PCM 음성 데이터 샘플은 코덱(60)으로 입력된다. 상기 코덱(60)은 상기 보코더(50)로부터 출력되는 음성 데이터 샘플을 아날로그의 음성 신호로 변환하여 출력한다. 상기 아날로그 음성 신호는 스피커(63)에 공급되어 가청음으로 변환 출력된다.

한편 마이크로폰(66)으로부터 입력되는 아날로그의 음성 신호는 역방향 통화 채널의 경로상에 위치한 코덱(60)에서 PCM 음성 샘플 데이터로 변환된 후 보코더(50)에서 적절한 데이터 전송율로 인코딩되어 전송된다. 이러한 역방향 통화 채널의 경로는 앞서 기술한 바와 반대로 실행된다.

CDMA 방식을 채택하고 있는 이동 통신 시스템에서, 송신측은 보코더를 이용 음성을 부호화하고, 정보량에 따라 다수개의 부호와 레이트를 갖는 프레임 포맷으로 변환하여 출력한다. 예를 들면, 음성 신호의 부호화 레이트를 13K QCELP 보코더일 경우 full 레이트, 1/2 레이트, 1/4 레이트 및 1/8 레이트 중 하나로, 8K EVRC일 경우 full 레이트, 1/2 레이트, 1/4 레이트 및 1/8 레이트 중 하나로 변환하여 전송한다. 이러한 부호화 레이트 정보는 패킷의 포맷 바이트에 저장되어 있고, 2비트로 구성되어 있다. 이 때, 상기 음성 데이터의 프레임 포맷은 상기 가변적인 부호화 레이트에 무관하게 항상 20ms의 길이를 갖는다. 상기 보코더는 음성의 정보량에 따라 데이터 부호화 레이트를 선택한다. CDMA 방식의 코드 분할 다중 접속 단말기는 순방향 통화 채널의 데이터 수신시, 음성 채널의 한 프레임내의 포맷 바이트를 검출하여 부호화 레이트를 검출한다. 이러한 기능을 갖는 이동 코드 분할 다중 접속 단말기는 상기 검출된 포맷 바이트에 포함된 부호화 레이트 정보에 따라 부호화된 음성 데이터를 복호한다. 이 때, 음성 데이터의 부호화 및 복호는 코드 분할 다중 접속 단말기내의 보코더에 의해 실행되며, 보코더는 QCELP 알고리즘에 따라 수신된 프레임 데이터 내의 데이터 패킷 정보를 PCM 코덱을 통해 음성으로 복호한다. 상기와 같이 보코더에 의해 복호된 음성 데이터는 PCM 코덱에 의해 아날로그 음성으로 재생된 후, 스피커로 출력된다. 그리고, 메모리(30)는 각종 데이터와 음성 데이터를 저장하며, 전원이 오프된 상태에서도 데이터를 저장할 수 있는 플래시 메모리 일 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 무선 단말기의 음성 저장 및 재생 동작을 설명하기 위한 상세 블록 구성도이다.

도 2를 참조하면, 도 1에서 상술한 바와 같이 수신 음성은 모뎀(10)의 복조기(11)로부터 출력되어 보코더(50)에 의해 복호(51)되어 스피커(63)를 통해 출력된다. 마이크로폰(66)으로부터 입력되는 송신 음성은 보코더(50)에 의해 부호화(53)되어 모뎀(10)의 변조기(13)로 입력된다. 이 때, MCU(20)의 녹음 제어부(21)는 상기 모뎀의 복조기(11) 또는 보코더(50)의 부호화기(53)로부터 출력되는 음성 패킷을 메모리(30)에 저장함에 있어, 무음 또는 송/수신 음성인지를 판단하여 71 및 72의 스위치의 동작을 제어하게 된다. MCU(20)의 재생 제어부(23)은 상기 메모리에 저장된 패킷 데이터를 송/수신 음성으로 분리하여 재생하거나, 동시에 재생하도록 스위치 73 및 74를 제어한다.

상기 MCU에 따른 상세한 동작은 도 3a 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 음성 저장 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 3a의 음성 저장 방법은 도 2에 도시된 녹음 제어부(21)에 의해 제어된다.

도 3a를 참조하면, 300 단계에서 녹음 제어부(21)는 이전 음성 상태 및 현재 음성 상태 변수를 초기화한다. 310 단계에서 녹음 제어부(21)는 현재 음성 프레임(20msec)에 대한 레이트 및 음성 패킷 등의 정보를 검출하고, 320 단계에서 검출된 정보에 의해 저장할 현재 음성의 상태가 송신 음성인지, 수신 음성인지 아니면 무음인지를 결정한다. 상기 320 단계의 결정 결과, 현재의 음성 상태가 송신 음성 또는 수신 음성인 경우는 340 단계에서 음성 플래그(flag)와 레이트 정보를 포함시켜 패킷 데이타를 저장한다. 반면, 330 단계의 판단 결과, 무음인 경우는 무선 단말기는 350 단계에서 무음 플래그와 연속되는 무음 구간의 프레임 수를 저장하게 된다. 그리고, 360 단계에서 녹음 제어부(21)는 이전 음성 상태에 현재 음성 상태로 셋팅하고, 310 단계로 궤환된다.

기본적인 데이터 저장 과정은 현재 프레임에 처리되는 송수신 데이터의 레이트 정보와 패킷 데이터를 수집하여 송수신음성의 레이트 정보에 따라 현재 수신 쪽에서 말을 하고 있는지, 송신 쪽에서 말을 하고 있는지를 판단하여 말을 하고 있는 쪽의 음성 데이터를 저장한다.

이때 두 가지 예외적인 상황이 발생하게 되는데, 첫째로 송수신단 모두 말을 하고 있지 않은 경우와 둘째로 송수신단 모두 말을 하고 있는 경우이다.

첫번째 경우는 송수신 모두 음성이 없는 구간이므로 데이터를 저장할 필요가 없기 때문에 이때에는 위에서 설명한 것처럼 현재 프레임이 음성이 없다는 정보만을 저장하면 되는데 실제 음성 프레임이 없는 경우는 1 프레임(20msec)을 기준으로 하였을 때 여러 프레임에 걸쳐 발생될 것이므로 프레임 수만을 저장하면 된다. 이 때, rate1, rate1/2, rate1/4 일 경우에는 음성일 가능성이 높으므로 음성으로 판단하여 처리해야 하며 rate1/8일 경우에는 무음 구간으로 처리한다.

둘째의 경우는 동시통화상태로서 이때에는 이전 프레임에 저장된 음성과의 연속성을 고려하여 이전 프레임이 송신인 경우에는 송신 데이터를 저장하고, 그렇지 않으면 수신 데이터를 저장한다.

도 3b는 도 3a의 현재 음성 상태를 결정하는 과정(320)의 상세 플로우차트이다.

321 단계에서 녹음 제어부(21)은 송신 보코더 레이트가 1/8 이상인지를 검사한다. 321 단계의 검사 결과, 상기 송신 보코더 레이트가 1/8 이상이면, 녹음 제어부(21)은 322 단계에서 수신 보코더 레이트가 1/8 이상인지를 검사한다. 상기 322 단계의 검사 결과, 수신 보코더 레이트가 1/8 이상이면, 녹음 제어부(21)은 323 단계에서 송신 보코더 레이트와 수신 보코더 레이트를 비교한다. 상기 323 단계의 판단 결과, 송신 보코더 레이트가 수신 보코더 레이트보다 크면, 324 단계에서 현재 음성 상태를 송신 상태로 결정한다. 그러나, 상기 323 단계의 판단 결과, 송신 보코더 레이트가 수신 보코더 레이트보다 작을 경우, 상기 녹음 제어부(21)는 325 단계에서 송신 보코더 레이트와 수신 보코더 레이트가 동일한지를 판단한다. 상기 325 단계의 판단 결과, 송신 보코더 레이트가 수신 보코더 레이트와 동일할 경우, 상기 녹음 제어부(21)은 326 단계에서 이전 음성 상태가 송신인가를 판단한다. 상기 326 단계의 판단 결과, 이전 음성 상태가 송신일 경우에는 녹음 제어부는 324 단계에서 상기 현재 음성 상태를 송신 상태로 판단한다. 그러나, 상기 326 단계의 판단 결과, 이전 음성 상태가 송신이 아닐 경우, 녹음 제어부는 327 단계에서 현재 음성 상태를 수신으로 결정한다.

한편, 상기 321 단계의 판단 결과, 송신 보코더 레이트가 1/8보다 크지 않으면, 330 단계에서 상기 수신 보코더 레이트가 1/8보다 큰지를 검사한다.

상기 330 단계의 검사 결과, 수신 보코더 레이트가 1/8보다 큰 경우에는 327 단계에서 현재 음성 상태를 수신 상태로 판단하고, 상기 보코더 레이트가 8/1보다 작은 경우에는 현재 음성 상태를 무음 상태로 결정한다.

도 4는 저장된 음성 데이터 포맷의 일예이다. 도 4를 참조하면, 음성 구간일 경우는 송신음성인지 수신음성인지를 나타내는 음성 플래그, 레이트 정보 그리고 레이트에 따른 패킷 순으로 저장한다. 이와 같이 송수신 음성을 분리할 수 있는 플래그를 저장함으로써 음성을 재생할 때 사용자의 선택에 따라 송신음성, 수신음성, 송수신음성을 선택적으로 재생 할 수가 있게 된다. 무음 구간일 경우에는 무음 플래그와 지속되는 프레임 수를 저장한다. 따라서 무음 구간에서는 불필요한 데이터를 저장하지 않으므로 저장 메모리를 효율적으로 사용하고 관리할 수 있다.

도 5는 도 4에 도시된 포맷대로 저장되어 있는 음성을 재생하는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 5를 참조하면, 무선 단말기의 재생 제어부(23)은 500 단계에서 메모리에 저장된 데이터의 플래그 정보를 읽고, 510 단계에서 현재 프레임이 음성인지를 검사한다. 상기 510 단계의 검사 결과, 현재 프레임이 음성일 경우 재생 제어부(23)는 저장되어 있는 패킷 데이터를 음성 신장기에 전달하여 신장된 음성 데이타를 스피커로 출력하게 되고, 무음인 경우는 지속되는 무음 프레임 수에 해당하는 시간만큼 스피커를 끔으로서 음성재생의 연속성을 유지하며 음성을 재생할 수가 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 외부장치 없이 송수신 음성을 동시에 녹음할 수 있고, 빈번하게 발생하는 무음 구간을 검출하여 효율적으로 음성 데이터를 저장할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 동시 통화 상황에서 연속적인 음성 재생을 하여 음성 재생의 정확도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 송신 또는 수신음성을 같이 또는 따로 재생할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말기의 블록 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 무선 단말기의 음성 저장 및 재생 동작을 설명하기 위한 상세 블록 구성도,

도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 음성 저장 방법을 설명하기 위한 플로우차트,

도 3b는 도 3a의 현재 음성 상태를 결정하는 과정(320)의 상세 플로우 차트,

도 3c는 도 3a의 현재 음성 상태가 무음일 경우 처리 과정(350)의 상세 플로우 차트,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 저장 음성 포맷,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 음성 재생 방법을 설명하기 위한 플로우차트.

Claims (8)

1. 무선 단말기에서의 통화 음성 녹음 방법에 있어서,

   현재 송신 및 수신 프레임에 대한 보코더 레이트 정보에 따라, 음성 또는 무음의 현재 통화 상태를 결정하는 제 1 과정과,

   현재의 통화 상태가 음성인 경우, 현재 통화 상태가 음성임을 나타내는 플래그와, 패킷 데이터를 저장하는 제 2 과정과,

   현재의 통화 상태가 무음인 경우, 무음임을 나타내는 플래그와 무음 구간 프레임 수를 저장하는 제 3 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1과정은,

   현재 송신 프레임 및 수신 프레임에 대한 보코더 레이트가 미리 설정된 값 이상인지의 여부에 따라, 음성 또는 무음 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1과정은,

   상기 현재 송신 프레임 및 수신 프레임의 상태가 모두 음성일 경우, 더 큰 보코더 레이트를 가지는 프레임에 상응하는 송신 또는 수신의 음성 상태를 현재 음성 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제 1과정은,

   송신 프레임의 보코더 레이트와 수신 프레임의 보코더 레이트가 동일할 경우, 현재 음성 상태를 이전 음성 상태와 동일한 음성 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제 3과정은,

   이전 음성 상태가 무음이 아닐 경우, 상기 무음 구간 프레임의 수를 '1'로 초기화하고, 이전 음성 상태가 무음일 경우, 상기 무음 구간 프레임의 수를 '1'증가시키는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
6. 무선 단말기에서 통화 음성 재생 방법에 있어서,

   저장된 프레임으로부터 통화 상태를 명시한 플래그 정보에 따라, 현재 재생할 프레임이 무음인지의 여부를 검사하는 단계와,

   현재 프레임이 음성일 경우 저장되어 있는 패킷 데이터를 가청음으로 변환되도록 출력하는 단계와,

   현재 프레임이 무음인 경우는 지속되는 무음 프레임 수에 해당하는 시간만큼 스피커를 오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
7. 무선 단말기에서 통화 음성 녹음/재생 장치에 있어서,

   무선 수신되어 디지털 변환된 신호를 복조/복호하여 내장된 스피커를 통해 가청음으로 출력하는 수화부와,

   내장된 마이크를 통해 사용자의 음성을 부호/변조하여 출력하는 송화부와,

   현재 통화 상태가 음성 또는 무음인지의 제어 신호를 출력하는 녹음 제어부와,

   상기 제어 신호에 따라, 선택적으로 상기 패킷 데이터를 저장하거나, 무음 구간 및 그 플래그를 저장하는 메모리부와,

   상기 메모리부에 저장된 데이터의 현재 통화 상태를 명시한 플래그를 검사하고, 선택적으로 상기 부호화 프레임을 복호하여 상기 스피커를 통해 출력 가능한 가청음으로 변환하여 출력하거나, 상기 스피커를 오프시키는 재생 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 녹음 제어부는, 상기 수화부로부터 출력된 복조된 부호화 신호 및 상기 송화부로부터 출력된 부호화 신호로부터 프레임 포맷을 검출하고, 상기 송신 및 수신 프레임의 부호화 레이트 정보를 억세스하여, 현재 통화 상태가 음성 또는 무음인지의 제어 신호를 출력함을 특징으로 하는 상기 장치.