KR20050115883A

KR20050115883A - 대역 보정 장치

Info

Publication number: KR20050115883A
Application number: KR1020057015957A
Authority: KR
Inventors: 마사시 다카다; 요시나리 무라카미
Original assignee: 오끼 덴끼 고오교 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2005-12-08
Also published as: CN1754205A; US7805293B2; JP4380174B2; GB0515444D0; GB2413046A; CN100336103C; WO2004077408A1; GB2413046B; US20060142999A1; JP2004266383A

Abstract

제한 대역들의 신호 레벨이 보정 필터에 의해 증폭되고, 공급된 보정 신호의 신호 레벨이 미리 정한 레벨과 레벨 검출부에 의해 비교되며, 결정의 결과가 신호 레벨이 제어되는 방식으로 조정되는 계수 제어부로 레벨 정보로서 송신되는, 음성 대역 보정 장치이다. 고-품질 광대역 신호는 증폭을 초과에 의해 기인될 수 있는 통신 신호의 품질을 손상시키지 않고 보정 상에서 얻어질 수 있다.

Description

대역 보정 장치{BAND CORRECTING APPARATUS}

기술분야

본 발명은 대역 보정 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 대역-제한된 신호들의 주파수 특성을 보정하기 위한 신호 보정 장치에 관한 것이다.

배경기술

최근에 보급되고 있는 VoIP (Voice over Internet Protocol; 음성 패킷망) 기술은 데이터에 음성을 통합하기 위해 IP (Internet Protocol; 인터넷 프로토콜) 패킷들에 음성 신호들을 패킷화한다. 이 통합은 네트워크 또는 통신 비용을 내리는 것에 기여한다. 이 기여는 본 기술의 보급을 이끌어왔다.

전통적인 공중 전화망 (PSTN; public switched telephone network) 은 음성 신호들이 전송되는 방법에 중점을 둔다. 음성 통신은 3.4 kHz 보다 높지 않은 대역을 사용하여 왔고, 따라서 네트워크는 3.4 kHz 의 채널 당 대역을 설정하도록 설계된다. 디지털 전송 네트워크는 8 kHz 의 샘플링 주파수를 가지는 64 kb/sec 의 통신 단위에 기초한다.

한편, 광대역 기술 및 서비스의 급속한 보급으로, 이제 네트워크 측의 전송 장비는 광대역 통신들에 대처하도록 설계된다. 또한, 가입자 선까지도, 비대칭 디지털 가입자 회선 (ADSL; asymmetrical digital subscriber lines) 또는 광학 전송 선에 의하여 광대역 네트워크를 대처하여서, 엔드-투-엔드 (end-to-end) 광대역 음성 신호 전송이 가능하게 되었다. 최근에는, 음성 통신에 대하여 더욱 높은 품질이 요구된다.

하지만, IP 네트워크에 적합한 IP-전용 전화기 세트가 아닌 기존의 통상적인 가입자 전화기 세트에 있어서는, 전화기 송신기 및 수신기 특성을 세팅하도록 이하로, 예를 들면 감쇠기 (attenuator) 에 의해 대역폭이 4kHz 이하로 제한된다. 이러한 기존의 통상적인 가입자 전화기 세트에 있어서는, 전송선이 IP 네트워크에서처럼 4 kHz 보다 높은 주파수 대역 신호를 허용하더라도, 달성되는 음성 품질은 일반적인 공중 전화망에 의해 허용되는 음성 품질과 실질적으로 동일한 정도 이상은 아니다.

심지어 기존의 전화기 세트가, 광대역 신호를 공통으로 채용하는, IP 네트워크와 같은 전송 채널을 사용할 때에도 가치있는 높은 음성 품질을 달성하려는 이 문제를 해결하기 위해, 음성 대역을 확장하도록 전화기 송신 신호 및 수신 신호의 주파수 특성을 보정하는 것으로 구성된 이러한 방법이 최근에 연구되고 있다.

그러나, 일본 특허 공개 공보 제 2002-82685 호에 의해 개시된 음성 대역 확장 장치 및 방법에 있어서는, 본질적으로 존재하지 않는 고 주파수 범위 신호가 저 주파수 범위 신호를 이용하여 작성되는 경우에, 작성되는 음성 소리는 원음 소리에 비교하여 상당히 어색하게 들린다. 또한, 음성 신호의 미소량만이 통상의 범위보다 낮은 주파수 범위와 통상 범위보다 높은 주파수 범위에 남겨진다. 그러므로, 통화 상대방은 이 음성 신호 성분들을 알 수 없어서, 통화 상대방이 듣는 것과 같은 음성 소리는 열악한 음질일 뿐이다. 음질을 개선하기 위해서, 단순한 방법으로서, 각각의 대역들에 남겨진 미소 신호들이 증폭될 수 있다. 하지만, 이 단순한 대역 확장은, 이 성분들을 가청 레벨까지 들어올리도록, 저 범위 및 고 범위의 성분들을 재증폭함으로써 성취된다. 결과적으로, 음성 신호에서 대역 성분들의 증폭은 진폭 증폭을 직접 이끌어서, 증폭은 디지털 신호 처리에서 최대치 및 최소치 상의 제한을 넘는 경향이 있다.

이하, 종래의 대역을 확장하는 동작의 순서를 설명한다. 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 범위로 대역폭에서 제한된 신호가 입력 신호로서 보정 필터로 공급된다. 주파수 대역의 확장을 담당하는 보정 필터는, 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 대역은, 필터에 의한 증폭율이 1 이어서, 증폭되지 않는 반면에, 0 Hz 내지 300 Hz 의 주파수 대역 및 3.4 kHz 내지 8 kHz 의 주파수 대역은 각각의 증폭 특성들에 의해 되는 특성을 가지고 있다. 이 보정에 의해, 보정 필터는 0 kHz 내지 8 kHz 의 주파수 범위에 대해 평탄한 특성을 가지는 신호를 출력한다.

하지만, 전체적인 필터 특성을 나타내는 임펄스 응답은 +30 dB 의 증폭도를 가진다. 특히, 증폭도는 오직 고 주파수 범위에 관련되는 한에 있어서는 +40 dB 이다. 이하, μ-low 가 사용된다고 가정한다. -27 dBm0 보다 작지 않은 진폭을 가지는 신호가 공급된다면, 신호의 순간 값이 갑자기 최대치에 이르기 때문에 출력신호가 클리핑 (clipping) 된다. 입력 신호가 이상적으로 대역-제한된 것인 경우에는, 심각한 문제는 나타나지 않는다. 하지만, 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 범위 밖에서 전기적인 노이즈가 있다면, 이 노이즈도 또한 +30 dB 내지 +40 dB 만큼 증폭될 것이다. 예를 들면, -50 dBm0 의 기판 노이즈의 가정된 레벨에 있다면, 증폭된 기판 노이즈는 -20 dBm0 내지 -10 dBm0 에 이를 것이다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 협대역 신호가 디지털 증폭의 과정에서 과-증폭 (over-amplification) 없이 광대역 신호로 보정되도록 대역 보정 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 달성하기 위해, 본 발명은, 각 제한 대역의 신호 레벨에 관련하여 입력 신호를 보정하고 보정된 신호를 출력하기 위해, 주파수 대역에서 제한된 입력 신호를 수신하는 보정부, 보정된 신호의 신호 레벨이 소정의 레벨에 도달하였는지 여부를 감시하기 위한 감시부, 및 감시부로부터의 레벨 정보에 응답하여, 신호 레벨을 조정하기 위한 레벨 조정부를 포함하는 대역 보정 장치를 제공한다.

본 발명의 대역 보정 장치에 따르면, 제한 대역의 신호 레벨은 보정부에 의해 증폭되고, 감시부로부터 공급된 보정 신호의 신호 레벨은 소정의 레벨과 비교되고, 판정의 결과는 신호 레벨을 조정하기 위해 레벨 정보로서 레벨 조정부에 송신된다. 과도한 증폭에 기인한 통신 신호의 품질의 손상 없이, 입력 신호는 광대역 신호로 보정될 수 있어서, 이로써 고-품질 전송을 보증한다.

본 발명은 또한 입력 신호의 대역을 복수의 제한 대역들로 나누기 위한 대역 스플리터, 보정 신호들을 출력하기 위해, 스플리팅으로 얻어진 대역들의 신호 레벨을 보정하기 위한 보정부; 및 보정 신호들의 각각을 아날로그 신호들로 변환하기 위한 아날로그 변환부를 포함하는, 대역 보정 장치를 제공한다.

본 발명의 대역 보정 장치에 따르면, 입력 신호는 대역 스플리터에 의해 신호의 각 대역으로 나눠지고 신호의 결과 대역들은 보정부로 송신된다. 스플리팅으로 얻어진 각 대역들의 신호들은 보정부에 의해 신호 레벨에서 보정된다. 결과 신호들은 아날로그 변환기에 의해 보정되고 결합된다. 이 방식으로, 음성 신호가 보정부에 의해 비트 표현의 마진 제한에 근접하게 증폭되고 결합되는 경우조차, 디지털 표현의 마진 제한에 의해 제한되지 않고, 자연스러운 음질이 유지되면서, 음성 대역이 확장될 수 있다.

도면의 간단한 설명

본 발명의 목적과 특징은 첨부하는 도면들과 관련하여 취해지는 아래의 상세한 설명을 고려함으로써 보다 명백해진다.

도 1 은 본 발명에 따른 음성 대역 보정 장치의 구성을 도시하는 개략적인 블록도이다.

도 2a, 2b 및 2c 는 도 1 에 도시된 음성 대역 보정 장치에 의한 대역 보정을 이해하는데 유용한 주파수 특성을 나타내는 그래프들이다.

도 3a, 3b 및 3c 는 도 1 에 도시된 음성 대역 보정 장치에 의한 대역 보정에서 계수 제거에 의한 대역 보정을 이해하는데 유용한 주파수 특성을 나타내는 그래프들이다.

도 4a 및 4b 는 원음 및 전화기 세트에 의해 대역 제한된 음성의 주파수 특성을 나타낸다.

도 5 는 본 발명과 관련된 비교 예에서 얻어지는 것과 같은 대역 보정을 이해하는데 유용한 주파수 특성을 나타낸다.

도 6 및 7 은 도 1 의 음성 대역 보정 장치로부터 변형된 제 1 및 제 2 실시형태의 구성을 각각 도시하는 개략적인 블록도이다.

도 8a 내지 8d 는 도 7 에서 도시된 음성 대역 보정 장치에 의한 대역 보정을 이해하는데 유용한 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 9 는 도 7 의 제 2 실시형태로부터 변형된 구성을 도시하는 개략적인 블록도이다.

도 10 은 도 1 의 음성 대역 보정 장치로부터 변형된 제 3 실시형태의 구성을 도시하는 개략적인 블록도이다.

도 11 은 도 10 의 제 3 실시형태로부터 변형된 구성을 도시하는 개략적인 블록도이다.

도 12 는 도 1 의 음성 대역 보정 장치로부터 변형된 제 4 실시형태의 구성을 도시하는 개략적인 블록도이다.

도 13 은 도 1 의 음성 대역 보정 장치로부터 변형된 제 5 실시형태의 구성을 도시하는 개략적인 블록도이다.

도 14 은 도 1 의 음성 대역 보정 장치로부터 변형된 제 6 실시형태의 구성을 도시하는 개략적인 블록도이다.

바람직한 실시형태들의 설명

도면들을 참조하여, 본 발명의 임의의 바람직한 실시형태들을 상세하게 설명할 것이다.

이 실시형태들에서, 본 발명의 대역 보정 장치는 음성 대역 보정 장치 (10) 에 적용된다. 본 발명을 이해하는데 직접적으로 관련되지 않은 부분들 또는 구성요소들은 도면에 도시되지도 않고 나타나지도 않는다. 음성 대역 보정 장치 (10) 은 대역 확장의 정도를 제어하기 위해 보정 필터의 출력을 감시하고 필터 계수를 감소하도록 구성되어서, 디지털 신호 처리의 영역에서 최대치 및 최소치 상의 제한을 넘지 않는다.

도 1 을 참조하면, 음성 대역 보정 장치 (10) 는 도시된 바와 같이 연결된, 보정 필터 (12), 계수 제어부(14) 및 레벨 검출부 (16) 를 포함한다. 보정 필터 (12) 는, 도시되지 않은 가입자 전화기 세트로부터 입력된, 음성 신호 (18) 의 주파수 특성을 전체 음성 주파수 대역에 걸쳐서 평탄하게 하는 보정 기능을 가지는 아날로그 또는 디지털 필터이다. 음성 신호 (18) 는 팩스 또는 화상 방식 (imagewise) 신호와 같은 음성 외의 신호를 포함할 수 있다는 것을 지적한다. 보정 필터 (12) 는 음성 신호 (18) 를 보정하여서 레벨 검출부 (16) 로 보정된 음성 신호 (20) 을 출력하도록 구성된다.

계수 제어부 (14) 는 보정 필터 (12) 의 출력이 제한치를 넘는 경우에, 레벨 검출부 (16) 로부터 공급되는 검출 신호 (22) 에 따라 보정 필터 (12) 의 계수를 변경하기 위해, 제어 신호 (24) 가 보정 필터 (12) 로 송신되도록 하는 제어 기능을 가진다. 또한, 계수 제어부 (14) 는 보정 필터 (12) 가 제한치보다 낮게 되는 경우에 계수를 본래 또는 초기 계수치로 리셋팅하는 기능도 가진다. 또한, 계수 제어부 (14) 는 제한치에 접근하는 정도에 따라 계수를 점진적으로 변경하도록 구성된다. 구체적으로는, 계수 제어부 (14) 는 보정 필터의 증폭율을 소정치로 올리고, 레벨 검출부 (16) 로부터 출력된 검출 신호 (22) 에 따라 1 dB 씩 증폭율을 감소시킨다. 예를 들면, 소정치는 입력 음성 신호 (18) 가 전부 30 dB 의 증폭율로 증폭되도록 선택된다. 그러나, 소정의 증폭율과 감소되고 있는 증폭율의 감소분은 상술한 특정치들로 한정되지 않는 것임을 알아야한다.

레벨 검출부 (16) 는 보정 필터 (12) 의 보정된 음성 신호 (20) 를 수신하고 감시하여서, 보정된 출력 레벨의 변동 상태를 나타내는 검출 신호 (22) 를 계수 제어부 (14) 에 출력하는 기능을 가진다. 레벨 검출부 (16) 는 음성 대역 보정 장치 (10) 의 출력 신호 (26) 로서 보정된 음성 신호 (20) 를 출력한다.

구체적으로는, 보정된 음성 신호 (20) 을 감시하는 레벨 검출부 (16) 는 디지털 신호의 형태인 보정 필터 (12) 의 출력치가 16 비트에 의한 디지털 표현의 한계치, 즉 +32768 또는 -32767 을 취하는지 여부를 판정한다. 레벨 검출부 (16) 는 결정의 결과를 검출 신호 (22) 로서 계수 제어부 (14) 로 송신한다.

결정에 사용된 여유치 (marginal value) 또는 임계치 (threshold value) 는 현재 설명하는 실시형태 및 다음 실시형태들에 따른 주어진 구체적인 값들로 한정되지 않으며, 예를 들면, +16384 또는 -16384 일 수 있다. 이와 같이 사용되는 방법들에 의해 적당한 결정이 주어질 수 있다면, 임의의 적당한 방법들이 이 소정치들을 초과하는지 여부를 결정하는데 적용될 수 있다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 의 동작을 설명한다. 음성 신호 (18) 는 도 2a 에 도시된 것처럼, 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 범위로 대역폭에서 제한되고, 이 주파수 범위 밖에 놓인 전기적 노이즈로 오염된다. 입력 음성 신호 (18) 는 보정 필터 (12) 에 공급되고, 도 2b 에 도시된 게인 (gain) 의 주파수 특성을 가지는 보정 필터 (12) 에 의해 처음에 증폭된다. 도 2c 에 도시된 것 같이 증폭된 보정 음성 신호 (20) 은 보정 필터 (12) 로부터 레벨 검출부 (16) 로 공급된다.

레벨 검출부 (16) 는 증폭되고 보정된 음성 신호 (20) 의 레벨을 감시하고, 신호 레벨이 최대치에 접근하거나 초과하는 때에, 검출 신호 (22) 를 계수 제어부 (14) 로 출력한다. 예를 들면, 16 비트에 대한 최대치는 32768 이다. 계수 제어부 (14) 는 레벨 검출부 (16) 로부터 검출 신호 (22) 를 수신한다. 본 실시형태에서, 계수 제어부 (14) 는 각각 0 Hz 내지 0.3 kHz, 0.3 kHz 내지 3.4 kHz 및 3.4 kHz 이상인 주파수 범위 A, B 및 C 에서의 보정 필터 (12) 의 계수치들을 내리는 것을 제어한다. 이 제어에 의하여, 보정 필터 (12) 는, 도 3b 에 도시된 것처럼 입력 신호에서 노이즈 레벨을 억제하며 입력 신호를 증폭한다.

보정 필터 (12) 는 입력 신호 (18) 에 혼합되는 노이즈의 상태를 예측하고 상응하여 변경된 계수치를 사용하도록 대안적으로 구성될 수 있다. 구체적으로는, 보정 필터 (12) 의 증폭율을 미리 정한, 도 2b 에 나타낸 초기 특성으로 할 수 있고, 도 3b 에 나타낸 주파수 범위 A, B 및 C 에 대한 증폭율은 1 dB 만큼씩 내린다. 초기 주파수 게인 특성 및 증폭율을 내리는 경우에 감소분은 상술한 경우로 한정되지 않는다. 특히, 증폭율이 도 3c 에 도시된 고 주파수 범위에서 감소되는 경우에는, 원음의 주파수 특성이 원음의 주파수 특성에 접근하도록 할 수 있다.

비교 예에 있어서는, 원음으로서 도 4a 에 나타낸 주파수 특성을 가지는 음성 신호 (18) 가 종래 음성 대역 보정 장치에 공급된다. 이 입력 신호 (18) 는 전화기 세트에 의해 대역-제한되어서, 주파수 특성이, 도 4b 에 나타낸 것처럼, 고 주파수 범위를 향해 차단 (cut-off) 된다. 일본 특허 공개 공보 제 2002-82685 호에 개시된 음성 대역 확장 장치가 현재 적용된다면, 저 범위와 고 범위는 과도하게 증폭되어서, 이로써 도 5 에 도시된 주파수 특성을 가지는 음성을 가진다.

하지만, 본 실시형태에서, 음성 대역 보정 장치 (10) 는, 예를 들어, 음성 신호에서 고-품질 출력 신호 (26) 를 공급하도록 디지털 신호를 증폭하는 도중에, 협-대역 입력 신호를 과도하게 증폭하지 않고 입력 신호의 대역폭을 확장하도록 입력 신호 (18) 의 주파수 성분 레벨이 보정되는 것을 허용하도록 상술한 방식으로 작동한다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 로부터 변형된 제 1 실시형태의 구성을 설명한다. 본 명세서에서는, 같은 참조 번호들과 대응하는 설명으로 지시되는 유사 부분들 또는 구성요소들은 간결함을 위해 생략될 것이다. 도 6 을 참조하면, 음성 대역 보정 장치 (10) 은, 보정 필터 (12) 의 계수를 제어하는 대신에, 처음에 보정 필터 (12) 에 입력되는 신호 (34) 의 진폭을 제어하기 위해, 증폭기 (28) 에 진폭 제어 신호 (32) 를 공급하는 진폭 제어부 (30) 를 연결하는 것을 제외하고 이전의 실시형태와 같다.

증폭기 (28) 는 입력 신호 (18) 의 진폭을 변경하고 진폭 제어부 (30) 로부터 공급된 증폭율의 값에 따라 입력 신호 (18) 의 진폭을 증가하거나 감소하는 기능을 가지도록 구성된다. 디지털 신호 처리에서 최대 및 최소 제한치가 초과되는 것을 막기 위해, 진폭 제어부 (30) 는 레벨 검출부 (16) 으로부터 출력된 검출 신호 (22) 에 응답하여, 증폭기 (28) 의 진폭 변경을 제어한다. 또한, 증폭기 (28) 는 보정 필터 (12) 의 출력이 제한치보다 작게 되는 때는 진폭을 그 본래 값으로 리셋팅하고, 진폭이 제한치들에 접근하는 정도에 따라 진폭치를 점진적으로 변경하는 기능을 가진다. 구체적으로는, 이전의 실시형태와 같이, 보정 필터 (12) 의 출력이 16 비트 디지털 표현의 한계치 (+32768 및 -32767) 을 취하는 여부에 따라 판정된다. 레벨 검출부 (16) 는 진폭 제어부 (30) 에 검출 신호 (22) 로서 결정의 판정의 결과를 송신한다.

이하, 제 1 실시형태의 음성 대역 보정 장치 (10) 의 동작을 설명한다. 음성 신호 (18) 는 도 2a 에 나타낸 것처럼 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 범위의 대역폭에 제한되고, 이 주파수 범위 밖에 놓인 노이즈에 오염된다. 입력 음성 신호 (18) 은 도 2b 에 나타낸 주파수 게인 특성을 가지는 보정 필터 (12) 에 의해 먼저 증폭된다. 증폭되고, 보정된 음성 신호 (20) 가 보정 필터 (12) 로부터 레벨 검출부 (16) 로 공급된다. 레벨 검출부 (16) 는 증폭되고, 보정된 음성 신호 (20) 의 레벨을 감시하고, 신호 레벨이 최대치에 접근하거나 초과하는 것을 검출할 때 검출 신호 (22) 를 진폭 제어부 (30) 에 출력한다. 예를 들면, 16-비트 입력 신호의 최대치는 32768 이다. 진폭 제어부 (30) 는 레벨 검출부 (16) 로부터 검출 신호 (22) 를 수신한다.

진폭 제어부 (30) 는 증폭기 (28) 를 통과하는 신호의 진폭을 낮추는 것을 제어한다. 초기 상태에서, 증폭기 (28) 는 실제로 거의 소용이 없고 신호의 진폭을 변경하지 않는다. 본 실시형태에서, 보정 필터 (12) 는 도 2b 에 나타낸 주파수의 게인 특성과 전 주파수에 걸쳐서 30 dB 의 임펄스 응답 게인을 가진다. 다만, 이것은 한정하는 방식으로 해석되어야 하는 것은 아니다. 진폭 제어부 (30) 는, 또한 비-제한적인 방식으로 검출 신호 (22) 에 응답하는 1 dB 의 감소분만큼 게인을 감소하도록 구성될 수 있다. 이러한 제어하에, 입력 신호 (18) 는 노이즈 레벨이 억제된 채 증폭된다.

이 작동에 의해, 필터 특성들은 일시적으로 고정된 반면에 협대역 신호는 광대역 신호로 보다 자연스럽게 확장될 수 있다. 시간의 경과에 부수하는 변동에 대해, 단순한 증폭 기능을 가지는 진폭 제어부 (30) 가 사용되어서, 소프트웨어의 복잡함을 해결하고 나아가 그 규모 (scale) 를 줄이는 것이 가능하다.

상술한 2 개의 실시형태들에서는, 음성 대역 보정 장치 (10) 의 출력 신호 (26) 가 그 최대치에 도달하는 것을 회피하기 위해, 보정 필터 (12) 의 출력이 보정 필터 (12) 의 계수 또는 증폭기 (28) 를 제어하도록 감시된다. 하지만, 보정 필터 (12) 의 게인이 단순히 감소한다면, 입력 신호 (18) 에서 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 대역 또한 그 레벨에서 감소된다. 따라서, 보정 필터 (12) 를 통과한 소리 신호는, 신호 레벨이 그 최대치에 도달할 때마다 현장감 (presence) 또는 실제감 (reality feeling) 의 급격한 변화가 반복적으로 발생하는 경향이 있을 정도로, 감소된다. 한편, 상술한 전기적 노이즈의 주파수가, 예를 들면, 50 Hz 내지 60 Hz 의 범위인 것은 공지의 사실이다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 가 변형된, 제 2 실시형태의 구성을 설명한다. 본 실시형태에서, 필터는 각 대역마다 증폭도를 조정하는 필터 서브섹션 (subsection) 으로 나눠어진다. 이것 때문에, 음성 대역 보정 장치 (10) 는 도 7 에 나타낸 연결과 같이, 보정 필터 (12), 계수 제어부 (14), 레벨 검출부 (16) 및 가산기 (34) 를 포함한다.

보정 필터 (12) 는, 대역 A, B 및 C 에 각각 관련된 세그먼트 (segment) 필터들 (36, 38 및 40) 을 포함한다. 한 필터 (36) 는 0 Hz 내지 300 Hz 의 대역을 통과하도록 구성된 저대역-통과 필터이고, 고 주파수 성분을 차단 (cut) 하는 반면에 저 주파수 범위 신호를 증폭한다. 다른 필터 (38) 는 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 중간 대역을 통과하도록 구성되어서, 입력 신호의 대역을 제한하는 동시에 중간 대역 신호의 지연 (delay) 에 관련하여 저 범위 신호와 고 범위 신호의 지연을 조정한다. 각 지연의 양은 예를 들면, 이 필터들의 설계 상의 시뮬레이션 (simulation) 에 의해, 조정될 수 있다. 나머지 필터 (40) 는 3.4 kHz 내지 8 kHz 의 범위를 통과하도록 구성된 고대역-통과 필터이고 저 주파수 성분을 차단하는 반면에 고 주파수 범위 신호를 증폭한다. 필터들 (36, 38 및 40) 은 각각 필터링된 출력 신호들 (42, 44 및 46) 을 가산기 (34) 에 출력하는 반면에, 출력 신호들 (42 및 46) 을 진폭 측정 회로들 (48 및 50) 에 공급한다.

레벨 검출부 (16) 는 진폭 측정 회로들 (48 및 50) 을 포함한다. 이 진폭 측정부들 (48 및 50) 은 필터들 (36 및 40) 의 출력을 감시하고, 보정된 출력 진폭들의 변동의 상태를 나타내는 측정된 진폭 신호들 (52 및 54) 을 계수 갱신 회로들 (56 및 58) 에 각각 출력하는 기능을 가진다. 본 실시형태에서, 레벨 검출부 (16) 는 디지털 신호의 형태인 필터의 출력 값이 16-비트 디지털 표현의 한계치, 즉 +32768 또는 -32767 를 나타내는지 여부를 판정한다. 다만, 사용된 한계치는 위에서 주어진 구체적인 값에 한정되지 않고, 예를 들면, +16384 또는 -16384 일 수 있다. 임의의 적당한 방법들이, 요구되는 레벨에 이르는지 여부에 대한 결정을 허용한다면, 이러한 미리 정한 값들이 초과되는지 여부를 결정하는데 적용될 수 있다.

계수 제어부 (14) 는 계수 갱신 회로들 (56 및 58), 및 승산기들 (60 및 62; multipliers) 를 포함한다. 계수 갱신부들 (56 및 58) 은 각각 측정된 진폭 신호들 (52 및 54) 에 따라 계수들을 변경하고, 계수들 (64 및 66) 을 승산기들 (60 및 62) 로 송신한다. 승산기들 (60 및 62) 는 각각 일단 (end) 들 (68 및 70) 에서 입력 신호 (18) 을 공급받고 타단들 (72 및 74) 에서 계수들 (64 및 66) 을 공급받아서, 입력 신호 (18) 에 계수들 (64 및 66) 을 승산하여 승산된 결과들 (76 및 78) 을 보정 필터 (12) 에 출력한다.

계수 갱신 회로들 (56 및 58) 은, 승산기들 (60 및 62) 이 초기 상태에서는 실질적으로 동작하지 않기 때문에, 그 초기 상태에서는 어떤 신호도 갱신하지 않는다. 계수 갱신부들 (56 및 58) 은 각각 측정된 진폭 신호들 (52 및 54) 에 응답하여서 승산기들 (60 및 62) 로의 계수들 (64 및 66) 을 변경한다. 과도한 증폭이 측정되자마자, 계수 갱신 회로들 (56 및 58) 은 각각 진폭 감소 계수를 승산기들 (60 및 62) 에 출력한다. 이 계수는 1 이하 0 이상이다. 과도한 증폭이, 예를 들면 진폭 측정 회로들 (48 및 50) 로부터 출력된 측정된 진폭 신호들 (52 및 54) 로부터 확인될 때마다, 계수 갱신 회로들 (56 및 58) 은 각각 승산기들 (60 및 62) 에 대하여 1 dB 의 감소분으로 게인을 내리도록 계수를 갱신할 수 있다. 하지만, 계수 갱신 또는 게인 조정은 상술한 것에 한정되는 것은 아니다.

가산기 (34) 는 필터들 (36, 38 및 40) 의 출력들을 서로 합쳐서 분할 (splitting) 로 인한 대역들 (0 Hz 내지 300 Hz, 300 Hz 내지 3.4 kHz 및 3.4 kHz 내지 8 kHz) 을 결합한다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 의 제 2 실시형태의 동작을 설명한다. 도 8a 를 참조하면, 음성 대역 보정 장치에 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 범위 대역으로 제한된 입력 신호 (18) 가 공급될 때, 필터들 (36, 38 및 40) 은 도 8a 에 도시된 것처럼 각각 입력 신호 (18) 를 0 Hz 내지 300 Hz, 300 Hz 내지 3.4 kHz 및 3.4 kHz 내지 8 kHz 의 주파수 대역들로 나눈다.

필터 (36) 는 고 주파수 성분이 없는 저-범위 신호 또는 저 서브-대역 신호 (0 Hz 내지 300 Hz) 를 진폭 측정 회로 (48) 에 송신한다. 진폭 측정 회로 (48) 는 필터링된 출력 신호 (42) 를 감시하여서 측정된 진폭 신호 (52) 를 계수 갱신 회로 (56) 에 출력한다. 측정된 진폭 회로 (52) 는 진폭 변동의 상태를 나타낸다. 필터 (36) 의 출력 신호 (42) 가 제한치를 초과하는 때, 계수 갱신 회로 (56) 는 측정된 진폭 신호 (52) 에 응답하여 승산기 (60) 에 공급되는 계수를 제어한다. 따라서, 주파수 대역의 신호는 게인-표현 계수 (64) 로부터 변동되는 신호에 의해 제어된다.

300 Hz 내지 3.4 kHz 의 범위 대역에 제한되어 공급되는 대역 신호의 지연을 조정하도록 구성된 필터 (38) 는 저-범위 신호 및 고-범위 신호에 대항하여 이 대역 신호를 지연시킨다. 필터 (38) 를 통과하는 신호를 지연시키는 목적은 필터 (38) 를 통과하는 신호 레벨의 감소를 회피하고 방출되는 가청 소리의 실제감을 손상시키지 않는 것이다.

필터 (40) 는 도 8d 에 도시된 것처럼, 저-범위 신호 (46) 가 없는 고-범위 신호 또는 고 서브-대역 신호 (3.4 kHz 내지 8 kHz) 를 형성하여서, 이와 같이 필터링된 신호를 진폭 측정 회로 (50) 에 송신한다. 진폭 측정 회로 (50) 는 필터링된 출력 신호 (46) 를 감시하여서 측정된 진폭 신호 (54) 를 계수 갱신 회로 (58) 에 전송한다. 측정된 진폭 신호 (54) 는 진폭 변동의 상태를 나타낸다. 필터 (40) 의 출력이 제한치를 초과한다면, 계수 갱신 회로 (58) 은 측정된 진폭 신호 (54) 에 응답하여서, 승산기 (62) 에 공급되는 계수 (66) 를 제어한다.

보정 필터 (12) 는 필터 출력 (42, 44 및 46) 을 가산기 (34) 에 송신하여서 분할로 얻어진 대역들 (0 Hz 내지 300 Hz, 300 Hz 내지 3.4 kHz 및 3.4 kHz 내지 8 kHz) 를 결합하는 가산기 (34) 에 송신한다. 상술한 처리가 오직 저 범위만을 보정하여서 출력 신호 (26) 이 과도하게 큰 진폭을 가지게 한다면, 게인은 감소될 수 있다. 고 주파수 범위에도 마찬가지다. 중간 범위는 본질적으로 대역폭-제한되지 않기 때문에, 이 범위의 신호는 신호 레벨을 변경하지 않고 단순히 통과된다. 그러므로, 게인은 1.0 으로 고정된다.

입력 신호 (18) 가 도 2a 에 도시된 것처럼 노이즈에 오염된 때, 필터들 (36 및 40) 의 게인을 감소시키는 것만으로 충분하다. 중간 범위의 게인이 1.0 으로 세팅되기 때문에, 소리는 볼륨 (volume) 에 큰 영향을 받지 않는다. 제한된 정도만 노이즈에 영향을 받는 통상의 음성에 있어서, 필터들 (36 및 40) 로의 입력은 극히 작아서, 심지어 입력이 관련된 게인 값으로 승산되더라도, 게인 1.0 을 가지는 신호 레벨이 초과되지 않는다. 또한 필터들 (36 및 40) 의 출력의 크기에 따라 원래 신호의 진폭에 게인 (<1.0) 을 주는 것도 가능하다.

이 작동에 의해서, 주파수 증폭율은 각 주파수 범위에 대해 자동적으로 결정된다. 제 1 실시형태와 다른 점에 있어서는, 배경 노이즈가 주파수 특성에서 오프셋 (offset) 이 생긴 경우에, 예를 들면, 노이즈가 저 주파수 범위에만 국한되면, 고 주파수는 노이즈 영향을 받지 않고 확장될 수 있고, 따라서 음성 범위는 자연스러운 음질로 확장될 수 있다. 고 주파수 범위로부터도 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 실시형태에서, 레벨 검출부 (16) 는 가산기 (34) 의 입력측에 배치되고 진폭 측정 회로들 (48 및 50) 에 포함된다. 다만, 진폭 측정 회로 (48) 는 도 9 에 도시된 것처럼, 가산기 (54) 의 출력측에 대안적으로 제공될 수 있다. 진폭 측정 회로 (48) 는 가산기 (34) 로부터 보정된 출력 신호 (26) 의 측정된 결과를 계수 갱신 회로들 (56 및 58) 모두에 공급하고 음성 대역 보정 장치 (10) 의 출력 (26) 으로 출력 신호 (26) 를 통과시키도록 구성될 수 있다. 이것은 관련된 회로 설계를 레벨 검출부 (16; 도 7) 로부터의 하나의 진폭 측정 회로 (48) 로 단순하게 할 수 있다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 로부터 변형된 제 3 실시형태의 구성을 설명한다. 제 2 실시형태에서, 필터들 (36 및 40) 의 게인치는 음 (negative) 부터 양 (positive) 까지 폭 넓게 되는 경향이 있어서 설계가 어려워진다. 이 문제점을 극복하는 것이 가능한 구성이 제 3 실시형태에서 설명된다. 음성 대역 보정 장치 (10) 는, FIR (유한 임펄스 응답; finite impulse response) 필터에 의해, 주파수 대역을 저 범위와 고 범위로 나누고, 제 2 실시형태와 같이 필터로 신호를 처리하여서, 그렇게 하지 않으면 직면하게 되는 설계에서의 곤란성을 극복한다.

이하, 도 10 을 참조하면, 음성 대역 보정 장치 (10) 는 제 2 실시형태의 구성요소에 추가하여, 대역 스플리터 (splitter; 80) 를 포함한다. 대역 스플리터 (80) 는 도시된 연결과 같이, 저 대역 통과 필터 (82), 중간 대역 통과 필터 (84) 및 고 대역 통과 필터 (86) 를 포함한다.

저 대역 통과 필터 (82) 는, 예를 들면, 3.4 kHz 내지 8 kHz 의 범위의 고 주파수 성분을 차단하기 위한 FIR 필터이다. 중간 대역 통과 필터 (84) 는 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 중간 주파수를 통과시켜 입력 신호의 대역을 제한하는 것과 동시에, 중간 주파수 신호에 관련하여 저 주파수 및 고 주파수 신호들의 지연을 조정하도록 구성된다. 중간 대역 통과 필터 (84) 는 예를 들면, 이 필터들을 설계하는 동안 만들어진 시뮬레이션에 의해, 저 및 고 주파수 신호들에 관련하여 계산된 필터 (38) 의 지연으로 조정된다. 고 대역 통과 필터 (86) 는 예를 들면, FIR 필터이고 0 Hz 내지 300 Hz 의 저 주파수 성분을 차단한다. 저 대역 통과 필터 (82) 와 고 대역 통과 필터 (86) 는, 각각 필터링된 신호들 (88 및 90) 을 승산기들 (60 및 62) 에 제공하는 반면에, 중간 대역 필터 (84) 는 필터링된 신호 (92) 를 필터 (38) 로 출력한다.

본 실시형태에서의 필터 (36) 는 0 Hz 내지 300 Hz 범위의 저 주파수 신호를 증폭한다. 필터 (38) 는 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 중간 주파수를 통과시키는 동시에, 중간 주파수 신호의 지연에 관련하여 저 및 고 주파수 신호들의 지연을 조정하도록 구성된다. 중간 대역 통과 필터 (84) 는 계산된 필터 (38) 의 지연으로 조정될 수 있다. 필터 (40) 는 3.4 kHz 내지 8 kHz 범위의 고 주파수 신호를 증폭한다.

본 실시형태에서, 승산기 (60) 는 저 대역 통과 필터 (82) 로부터의 출력 (88) 과 계수 갱신 회로 (56) 로부터의 계수 (64) 를 승산하여서 승산의 결과 (76) 를 필터 (36) 로 출력한다. 승산기 (62) 는 고 대역 통과 필터 (86) 로부터의 출력 (90) 과 계수 갱신 회로 (58) 로부터의 계수 (66) 를 승산하여서 승산의 결과 (78) 를 필터 (40) 로 출력한다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 의 제 3 실시형태의 동작을 설명한다. 음성 대역 보정 장치 (10) 에 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 범위 대역으로 제한된, 입력 신호 (18) 이 공급될 때, 저 대역 통과 필터 (82), 중간 대역 통과 필터 (84) 및 고 대역 통과 필터 (86) 는 입력 신호를 0 Hz 내지 300 Hz, 300 Hz 내지 3.4 kHz 및 3.4 kHz 내지 8 kHz 의 주파수 대역으로 나눈다. 고 주파수 신호가 없는, 저 주파수 신호 (0 Hz 내지 300 Hz; 88) 는 필터 (36) 에 의해 증폭된다. 이와 같이 증폭된, 출력 신호 (42) 는 진폭 측정 회로 (48) 에 의해 감시된다. 필터 (36) 의 출력이 제한치를 초과한다면, 계수 갱신 회로 (56) 는 측정된 진폭 신호 (52) 에 응답하여 승산기 (60) 에 공급되는, 계수 (64) 를 제어한다.

중간 대역 필터 (84) 에 의해 300 Hz 내지 3.4 kHz 의 대역으로 제한된, 입력 신호 (92) 는, 중간 출력 신호 (90) 의 지연과 관련하여 저 대역 통과 필터 (82) 의 출력 신호 (88) 의 지연과 고 대역 통과 필터 (86) 의 출력 신호 (90) 의 지연을 조정하도록, 지연된다. 필터 (38) 를 통과하는 신호를 지연하는 목적은 필터 (38) 를 통과하는 신호 레벨이 감소하는 것을 회피하고 방출된 가청 소리의 실제감을 손상시키지 않는 것이다.

필터 (86) 에 의해 저 범위가 제거된, 고 주파수 신호 (3.4 kHz 내지 8 kHz) 는 필터 (40) 에 의해 증폭된다. 증폭된 출력 신호 (46) 는 진폭 측정 회로 (50) 에 의해 감시된다. 필터 (40) 의 출력이 제한치를 초과하면, 계수 갱신 회로 (58) 는 측정된 진폭 신호 (54) 에 응답하여, 승산기 (62) 에 공급되는 계수 (66) 를 제어한다. 보정 필터 (12) 는 분할로 얻어진 대역들 (0 Hz 내지 300 Hz, 300 Hz 내지 3.4 kHz 및 3.4 kHz 내지 8 kHz) 을 결합하기 위해, 합산을 위한 가산기에 필터 출력들 (42, 44 및 46) 을 송신한다.

이 실시형태에 있어서, 주파수 대역을 분할하는 3 개의 필터들 (82, 84 및 86) 는 보정 필터 (12) 와 별개로 배치되고, 각각 필터 출력들 (88, 90 및 92) 을 보정하도록 구성되며, 상술한 바와 같이 작동 가능하다. 그러므로, 보정 필터 (12) 는 양의 (positive) 측만의 게인을 고려하는 것으로 일반적으로 충분하며, 양 및 음의 (negative) 양자화 단계의 제한된 개수는 음감을 손상시키지 않는 자연스러운 신호 보정이 보장되도록 보다 유연하게 설계될 수 있다.

본 실시형태에서, 레벨 검출부 (16) 는 가산기 (34) 의 입력 측에 배치되고 진폭 측정 회로들 (48 및 50) 에 포함된다. 다만, 도 11 에 도시된 진폭 측정 회로 (48) 는 가산기 (34) 의 출력 측에 포함된다. 진폭 측정 회로 (48) 는 가산기 (34) 로부터의 보정된 출력 신호 (26) 의 측정된 결과를 계수 갱신 회로들 (56 및 58) 모두에 공급하며 음성 대역 보정 장치 (10) 의 출력 (26) 으로서 출력 신호 (26) 를 통과시킨다. 이것은 관련된 회로 설계를 레벨 검출부 (16; 도 10) 로부터 하나의 진폭 측정 회로 (48) 로 단순하게 할 수 있다.

제 4 실시형태의 음성 대역 보정 장치 (10) 는 ITU-T (국제 통신 표준화 기구; International Telecommunication Union Telecommunication standardization sector) 권고 G.722 에서 사용되는 직교 경상 필터 (QMF; quadrature mirror filter) 에 의해 2 개의 부분들로 입력 신호 (18) 를 나누며, 이하, 도 12 를 참조하여 설명된다.

ITU-T 권고 G.722 는 다양한 고-품질 음성 신호에 사용되는, 음성 인코딩 시스템 (50 Hz 내지 7 kHz) 를 제공한다. 이 규격화된 인코딩 시스템은 65 kbit/second 의 비트 속도 하에서 SB-ADPCM (서브-대역 적응형 차동 펄스 코드 변조; Sub-Band Adaptive Diffrenetial Pulse Code Modulation) 을 사용한다. SB-ADPCM 기술로, 주파수 대역은 직교 경상 필터를 이용하여, 소위 고 범위 및 저 범위로 불리는, 2개의 서브-대역들로 나눠진다. 각 대역들 내의 신호는 ADPCM 를 통하여 인코딩된다.

도 12 에 도시된 음성 대역 보정 장치 (10) 는, 기본적으로 도 8 에 도시된 제 3 실시형태의 구성을 본 받은 것으로, 이 구성에서는 직교 경상 필터 (QMF) 부 (94) 를 추가로 포함한다. 구체적으로는, 음성 대역 보정 장치 (10) 는 스플리터 (80), 보정 필터 (12), 계수 제어부 (14) 및 레벨 검출부 (16) 에 추가로 직교 경상 필터 (94) 를 포함한다.

대역 스플리터 (80) 는 도시된 것처럼 연결된 직교 경상 필터들 (96 및 98) 을 포함한다. 이 직교 경상 필터들 (96 및 98) 은, 0 Hz 내지 8 kHz 의 주파수 서브-대역를, 소위 0 Hz 내지 4 kHz 의 저주파수 서브-대역 및 4 kHz 내지 8kHz 의 고주파수 서브-대역인, 2 개의 서브-대역들로 나누도록 구성된 선형-위상, 비-재귀 디지털 필터이다. 필터들로의 입력 신호 (18) 는 16 kHz 의 주파수에서 샘플링된다. 직교 경상 필터들 (96 및 98) 는 8 kHz 의 샘플링 주파수로 저-범위 출력 신호 (100) 및 고-범위 출력 신호 (102) 를 샘플링하여서 샘플링된 출력 신호들을 보정 필터 (12) 에 출력한다.

보정 필터 (12) 는 도시된 것처럼 연결된 저-범위 보정부 (104) 및 고-범위 보정부 (106) 을 가진다. 저-범위 보정부 (104) 는, 예를 들면, FIR 필터이고 0 kHz 내지 4 kHz 의 저-범위 신호를 증폭하는 기능을 가진다. 저-범위 보정부 (104) 는, 바람직하게는, 예를 들면, 도 2b 에 도시된 대역들 (A 및 B) 을 보정하는 결합된 필터들의 특성을 가지는 필터이다. 구체적으로는, 단지 예를 들자면, 도 8b 및 8c 에 도시된 특성들을 결합함으로써 실시될 수 있다.

고-범위 보정부 (106) 도 또한 4 kHz 내지 8 kHz 의 고-범위 신호를 증폭하도록 구성된 FIR 필터이다. 바람직하게는, 단지 예를 들자면, 도 8d 에 도시된 특성을 가지는 필터가 고-범위 보정부 (106) 에 적용된다. 다만, 고-범위 보정부 (106) 은 이 구체적인 보정부에 한정되지 않는다. 보정 필터 (12) 에 포함되는 저-범위 보정부 (104) 및 고-범위 보정부 (106) 는 각각 도 7 의 출력 신호들 (42 및 44) 과 도 7 의 출력신호 (46) 의 결합에 해당하는 출력 신호 (108) 를 가지는 직교경상필터부 (94) 및 레벨 검출부 (16) 모두에 제공한다.

레벨 검출부 (16) 는 저-범위 진폭 측정 회로 (112) 및 고-범위 진폭 측정 회로 (114) 를 포함한다. 저-범위 진폭 측정 회로 (112) 는 저 범위 보정부 (104) 의 출력 신호 (108) 를 감시하고 보정된 출력 신호 (108) 의 진폭 변동의 상태를 표현하는 측정 진폭 신호 (52) 를 출력하는 기능을 가진다. 고-범위 진폭 측정 회로 (114) 는 고-범위 보정부 (106) 의 출력 신호 (110) 를 감시하고 보정된 출력 신호 (110) 의 진폭 변동의 상태를 표현하는 진폴 신호 (54) 를 출력하는 기능을 가진다.

본 실시형태에서, 디지털 신호의 형태에서 저-범위 보정부 (104) 또는 고-범위 보정부 (106) 의 출력 값이 16-비트 디지털 표현의 한계치, 즉 +32768 또는 -32767 취하는지 여부가 체크된다. 다만, 임계값들이 초과되는지 여부를 판정하는 경우에, 사용되는 한계치는 위에서 주어진 구체적인 값에 한정되지 않고, 예를 들면, +16384 또는 -16384 일 수 있다. 임의의 적당한 방법들이 요구되는 레벨에 이르는지 여부에 대한 결정을 허용한다면, 이러한 미리 정한 값들이 초과되는지 여부를 결정하는데 적용될 수 있다.

계수 제어부 (14) 는 저-범위 게인 제어부 (116) 및 고-범위 게인 제어부 (118) 를 포함한다. 저-범위 게인 제어부 (116) 도 고-범위 게인 제어부 (118) 도 초기 상태에서 제어를 수행하지 않는다. 저-범위 게인 제어부 (116) 는 도 8b 및 8c 의 특성을 각각 결합한 필터 특성을 가진다. 저-범위 보정부 (104) 의 출력 신호 (108) 가 한계치를 초과한다면, 저-범위 게인 제어부 (116) 는 측정된 진폭 신호 (52) 에 응답하여, 1 dB 씩 진폭 보정의 양 (120) 을 감소시키고 결과 신호를 출력하도록 제어한다. 시스템은 도 8b 에 도시된 구성요소에서만 1 dB 씩 감소되도록 구성될 수 있다. 필터 특성은 도 8b 및 8c 에서 도시된 특성들을 합성하도록 제한되지 않는다.

고-범위 보정부 (106) 는 도 8d 에서 도시된 필터 특성이 있다. 고-범위 보정부 (106) 의 출력신호가 한계치를 초과하면, 고-범위 게인 제어부 (118) 는 진폭 보정의 양 (112) 를 1 dB 씩 감소시키고, 측정된 진폭 신호 (54) 에 응답하여 고-범위 보정부 (106) 에 제공하도록 제어하여서, 결과 신호를 출력한다. 이는 설명을 위한 일 실시예에 불과하다.

직교 경상 필터부 (94) 는 직교 경상 필터들 (124 및 126) 를 포함한다. 이 직교 경상 필터들 (124 및 126) 은 선형-위상, 비-재귀 디지털 필터이고, 8 kHz-샘플링된 신호들 (108 및 110) 을 16 kHz-샘플링된 신호들 (128 및 130) 으로 변환하기 위해, 도시되지 않은, 저 및 고 주파수 범위의 SB-ADPCM 디코더들의 출력을 내삽보정 (interpolate) 한다. 음성 대역 보정 장치 (10) 는 최종적으로 16 kHz 의 주파수에 샘플링된 출력 신호 (26) 을 생성하도록 직교 경상 필터부 (94) 의 출력 신호들 (128 및 130) 을 서로 결합한다.

도시되지 않았지만, 진폭 측정 회로 (48) 가 합산의 하류 상에 제공될 수 있다. 진폭 측정 회로 (48) 는 계수 갱신부들 (56 및 58) 모두에 측정된 결과를 공급하고 장치 출력 (26) 으로서 출력 신호 (26) 를 통과시키도록 구성될 수 있다. 이것은 해당하는 회로를 도 10의 레벨 검출부 (16) 으로부터 단독 진폭 측정 회로 (48) 로 단순화할 수 있다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 의 제 4 실시형태의 작동을 설명한다. 16 kHz 의 주파수로 샘플링된, 0 Hz 내지 8 kHz 의 주파수 대역의 입력 신호 (18) 가 대역 스플리터 (80) 에 공급된다. 이 대역 스플리터 (80) 는 직교 경상 필터 (96) 에 의해 입력 신호 (18) 의 고 주파수 범위를 제한하여서 8 kHz 의 주파수로 샘플링된 0 Hz 내지 4 kHz 의 주파수 대역의 신호를 저-범위 보정부 (104) 로 공급한다. 샘플링된 신호 (100) 은 저-범위 보정부 (104) 에 의해 증폭된다.

증폭된 신호 (108) 은 저-범위 진폭 측정 회로 (112) 에 의해 감시된다. 이 저-범위 진폭 측정 회로 (112) 는 측정된 진폭 신호 (52) 를 저-범위 제어부 (116) 로 출력한다. 특히, 저-범위 보정부 (104) 의 출력 신호 (108) 가 한계치를 초과하면, 저-범위 게인 제어부 (116) 는 진폭 보정의 양 (120) 을 제어하고, 공급된 측정된 진폭 신호 (52) 에 응답하여, 저-범위 보정부 (104) 에 출력한다. 저-범위 보정부 (104) 의 출력 신호 (108) 는 도시되지 않은 직교 경상 필터 (124) 에 의해 저-범위 SB-ADPCM 의 출력을 내삽보정 (interpolating) 하여서, 8 kHz-샘플링된 신호를 16 kHz-샘플링된 신호로 변환한다. 직교 경상 필터 (124) 는 16 kHz 의 주파수로 샘플링된 출력 신호 (128) 를 외부로 송신하다.

고 주파수 대역에도 동일하게 적용된다. 보다 구체적으로는, 16 kHz 의 주파수로 샘플링된, 0 Hz 내지 8 kHz 의 주파수 대역의 입력 신호 (18) 는 직교 경상 필터 (98) 에 제공된다. 직교 경상 필터 (98) 는 입력 신호 (18) 의 저 주파수 대역을 제한하여서 8 kHz 의 주파수로 샘플링된 4 Hz 내지 8 kHz 의 범위의 신호 (102) 를 고-범위 보정부 (106) 에 출력한다. 출력 신호 (102) 는 고-범위 보정부 (106) 에 의해 증폭된다.

증폭된 신호 (110) 는 고-범위 진폭 측정 회로 (114) 에 의해 감시된다. 이 고-범위 진폭 측정 회로 (114) 는 측정된 진폭 신호 (54) 를 고-범위 게인 제어부 (118) 로 출력한다. 특히, 고-범위 게인 제어부 (118) 의 출력 신호가 한계치를 초과하는 경우, 고-범위 게인 제어부 (118) 은 고-범위 보정부 (106) 에 출력되는 진폭 보정의 양 (112) 를 제어하도록 공급되는 측정된 진폭 신호 (54) 에 응답한다. 고-범위 보정부 (106) 의 출력 신호 (110) 은 도시되지 않은 직교 경상 필터 (126) 에 의해 고-범위 SB-ADPCM 의 출력을 내삽보정하여서, 8 kHz-샘플링된 신호를 16 kHz-샘플링된 신호로 변환한다. 직교 경상 필터 (126) 는 16 kHz 의 주파수로 샘플링된 출력 신호 (130) 를 외부로 송신하다.

또한, 필터는 340 Hz 내지 4 kHz 의 범위가 서브-대역 보정없이 출력되는 것 처럼, 저-범위 보정부 (104) 에 의해 필터 (96) 의 출력의 0 Hz 내지 340 Hz 의 범위의 서브-대역을 보정하도록 직교 경상 필터 (96) 과 저-범위 보정부 (104) 사이에 제공될 수 있다. 이 경우에서의 구체적인 동작은 제 2 실시형태와 동일하다.

이 동작에 의해, 음성 대역은 주파수-분할 필터를 가진 대역 스플리터 대신에 직교 경상 필터를 이용하여 확장될 수 있다. 구체적으로는, 전송 채널이 광대역 어플리케이션 전용인 신호를 전송하는 어플리케이션에서, 종래의 전화기 세트에 의해 조작된 출력 신호의 음질을 개선하는 것이 가능하다. 게다가, 주파수 보정이 저 및 고 범위 성분들을 위해 각각 이루어졌기 때문에, ITU-T 권고 G.722 직교 경상 필터가, 예를 들면 표준에 준하여 사용되었던 경우까지도, 종래의 전화기 세트의 음질을 확장함으로써 고-품질 음성 신호 전송이 자연스러운 음성 대역에서 얻어지게 된다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 의 제 5 실시형태의 구성을 설명한다. 본 실시현태는 기본적으로 도 10 에 도시된 제 3 실시형태와 구성에서 동일하고, 계수 제어부 (14) 와 레벨 검출부 (16) 를 가지지 않는 것을 특징으로 한다. 음성 대역 보정 장치 (10) 는 도 13 에 도시된 것처럼 연결된, 주파수 스펙트럼 스플리터 (80), 보정 필터 (12) 및 D/A 변환부 (132) 를 포함한다.

대역 스플리터 (80) 는 저 대역-통과 필터 (82), 중간 대역-통과 필터 (84) 및 고 대역-통과 필터 (86) 을 포함하는 반면에, 보정 필터 (12) 는 제 3 변형 (modification) 과 유사한 방법으로 3 개의 필터들 (36, 38 및 40) 을 포함한다. 보정 필터 (12) 는 디지털 신호 처리로 공급되는 값에 기초하여, 증폭의 게인을 조절하고, 예를 들면, 디지털 신호의 최대치까지 진폭을 증폭한다. D/A 변환부 (132) 는 보정 필터 (12) 로부터 수신된 3 개의 출력 신호들 (디지털 신호들; 42, 44 및 46) 을 해당하는 아날로그 신호들로 변환하기 위해 D/A 변환기들 (134, 136 및 138) 에 의해 구성된다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 의 제 5 실시형태의 작동을 설명한다. 300 Hz 내지 3.4 kHz 로 대역-제한된 입력 신호 (18) 이 공급될 때, 입력 신호 (18) 은 저 대역-통과 필터 (82), 중간 대역-통과 필터 (84) 및 고 대역-통과 필터 (86) 에 의해서 0 Hz 내지 300 Hz, 300 Hz 내지 3.4 kHz 및 3.4 kHz 내지 8 kHz 로 나눠진다. 저 대역-통과 필터 (82; 0 Hz 내지 300 Hz) 의 출력 신호 (88) 은 필터 (36) 에 의해 증폭된다. 이 증폭된 신호 (42) 는 D/A 변환부 (134) 에 의해 대응하는 아날로그 신호 (140) 로 변환된다. 중간 대역-통과 필터 (84) 의 출력 신호 (92) 는, 출력 신호 (02) 의 지연에 관련하여 저 대역-통과 필터 (82) 및 고 대역-통과 필터 (86) 의 출력의 지연을 조정하기 위해 필터 (38) 에 의해 지연된다. 출력 신호 (44) 는 D/A 변환부 (136) 에 의해 대응하는 아날로그 신호 (142) 으로 변환된다. 고 대역-통과 필터 (86; 3.4 kHz 내지 8 kHz) 의 출력 신호 (90) 는 필터 (40) 에 의해 증폭된다. 증폭된 신호 (46) 는 D/A 변환부 (138) 에 의해 대응하는 아날로그 신호 (144) 로 변환된다.

D/A 변환부들 (134, 136 및 138) 의 출력들 (140, 142 및 144) 는 서로 합산되어 스플리팅으로 인한 대역들 (0 Hz 내지 300 Hz, 300 Hz 내지 3.4 kHz 및 3.4 kHz 내지 8 kHz) 이 함께 결합된다. 이 결합에 의해, 음성 대역 보정 장치는 대역-제한된 입력 신호 (18) 의 대역을 광대역으로 확장하는 보정을 수행하여서 출력 신호 (26) 로서 결과 신호를 출력한다.

따라서, 입력 신호가 사전에 대역 스플리터 (80) 에 의해 저, 중간 및 고 주파수 대역들로 나눠지고, 진폭이 나눠진 대역들의 각각에서 보정된다는 가정에 기초하여, 본 실시형태는, 대역으로부터 대역으로 나눠진, 신호들 (88, 92 및 90) 의 진폭을 보정 필터 (12) 의 디지털 신호 처리의 범위에서 디지털 신호의 최대치로 증폭하고, 그 다음, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고 각각의 대역들의 신호를 함께 합산한다. 이것은, 합산하는 값에 제한이 없는 아날로그 신호 처리의 영역에서는 합산된 값에 제한되지 않는다는 사실을 이용함으로써, 가능해진다. 합산은, 합산에 상한이 없는 아날로그 신호의 영역에서 만들어지기 때문에, 진폭이 합산의 결과로서 매우 크게 되는 경우조차도, 디지털 합산의 한계가 없는 자연스러운 음질이 유지된 때, 음성 대역을 확장하는 것이 가능하다.

이하, 제 4 실시형태와 관련하여 설명된 ITU-T 권고 G.722 를 채용하는 음성 대역 보정 장치 (10) 에 제 5 실시형태를 적용한, 제 6 실시형태의 구성을 설명한다. 도 14 를 참조하면, 음성 대역 보정 장치 (10) 는 대역 스플리터 (80), 보정 필터 (12), 직교 경상 필터 (124), 위상 보상부 (146). D/A 변환부 (132) 및 주파수 시프터 (148; shifter) 를 포함한다.

대역 스플리터 (80) 는 도시된 것처럼 연결된 직교 경상 필터들 (96 및 98) 을 포함한다. 이 직교 경상 필터들 (96 및 98) 은 소위, 0 Hz 내지 4 kHz의 저 주파수 서브-대역 및 4 kHz 내지 8 kHz 의 고 주파수 서브-대역인, 두 부분으로 입력 신호 (18) 의 0 Hz 내지 8 kHz 의 주파수 대역을 나누도록 구성된, 선형-위상, 비-재귀 디지털 필터들이다. 필터들로의 입력 신호 (18) 는 16 kHz 의 주파수로 샘플링된다. 직교 경상 필터들 (96 및 98) 은 8 kHz 의 주파수로 저-범위 출력 신호 (100) 및 고-범위 출력 신호 (102) 를 샘플링하여서 샘플링된 신호들을 출력한다.

보정 필터 (12) 는 도시된 것처럼 연결된 저-범위 보정부 (104) 및 고-범위 보정부 (106) 를 포함한다. 저-범위 보정부 (104) 는 구체적으로 도 8b 및 8c 의 주파수 특성이 서로 결합된 주파수 특성이 있다. 고-범위 보정부 (106) 는 도 8d 에서 도시된 필터 특성을 가진다. 고-범위 보정부 (104) 및 고-범위 보정부 (106) 는 입력 값에 기초하여 증폭된 각각의 출력 신호들 (108 및 110) 를 직교 경상 필터 (124) 와 D/A 변환부 (138) 에 송신한다.

직교 경상 필터 (124) 는 공급된 출력 신호 (108) 중 예를 들면 0 Hz 내지 340 Hz 의 주파수 성분을 송신하는 반면에, 보정 없이 340 Hz 내지 4 kHz 의 주파수 성분을 출력하도록 구성될 수 있다. 이것은 제 2 실시형태와 같은 보정 필터 (12) 의 설계를 원활하게 한다. 직교 경상 필터 (124) 는 출력 신호 (128) 를 위상 보상부 (146) 로 보낸다. 저-범위 신호, 특히 0 Hz 내지 4 kHz 의 신호는 이미 획득되었기 때문에, 고 범위 보정 채널의 위상 또는 지연의 일치만 성립된다면, 직교 경상 필터는 없을 수 있다. 직교 경상 필터 (124) 는 0 Hz 내지 4 kHz 의 신호를 0 Hz 내지 4 kHz 의 신호로 변환하는 역활을 하고, 실질적인 주파수 변환을 수행하지 않기 때문이다.

위상 보상부 (146) 는, 예를 들어, 위상 지연 등이 고범위 신호들 (152) 에, 주파수 시프팅 (shifting) 에 기인하여 주파수 시프터 (148; shifter) 로부터 유발되면 위상을 보상한다. 이어서, 이 주파수 시프팅을 설명한다. 주파수 시프팅에 기인한 지연 또는 위상 변화가 생기지 않는 경우에는, 주파수 시프팅은 생략될 수 있다. 위상 보상부 (146) 로서, 지연 레지스터가 사용되는 것이 바람직하다. 지연 및 위상 변화 둘다 보상될 수 있다면, 위상 보상부 (146) 에는 제한이 없다. 위상 보상부 (146) 는 위상-관리된 출력 신호 (150) 를 D/A 변환부 (134) 로 출력한다.

D/A 변환부 (132) 는 도시된 것처럼 연결된, 저 및 고 주파수 범위들 각각을 위한 D/A 변환부들 (134 및 138) 를 가진다. D/A 변환부 (138) 는 고-범위 보정부 (106) 으로부터의 출력 신호 (110) 를 아날로그 신호 (144) 로 변환하고, 그 다음, 주파수 시프터 (148) 로 송신한다. 주파수 시프터 (148) 는 아날로그 신호들 (144) 을 주파수-시프팅한다. 직교 경상 필터에 의한 신호 처리는 저 주파수 측면으로는, 16 kHz 의 주파수에 샘플링된 신호에서 4 kHz 내지 8 kHz 의 신호 성분을 주파수-시프팅하는 것과 동등하기 때문에, 4 kHz 내지 8 kHz 의 고 주파수 측면으로 신호를 최종적으로 복구하는 처리가 수행된다. 음성 대역 보정 장치 (10) 는 D/A 변환부 (134) 와 주파수 시프트부 (148) 로부터의 출력 신호 (140 및 152) 를 서로 결합하여 결합된 출력 신호 (26) 를 출력한다.

이하, 음성 대역 보정 장치 (10) 의 제 6 실시형태의 동작을 설명한다. 16 kHz 의 주파수로 샘플링된, 0 Hz 내지 8 kHz 의 주파수 대역의 입력 신호 (18) 는 직교 경상 필터들 (96 및 98) 로 공급된다. 입력 신호 (18) 는 직교 경상 필터 (96) 에 의해 제한된 입력 신호의 고 주파수 범위를 가진다. 직교 경상 필터 (96) 는 0 Hz 내지 4 kHz 의 주파수 대역의 신호를 8 kHz 주파수로 샘플링하여서 출력 신호 (100) 를 저-범위 보정부 (104) 로 송신한다. 출력 신호 (100) 는 저-범위 보정부 (104) 에 의해 증폭된다.

본 실시형태에서 증폭된, 신호 (108) 는 직교 경상 필터 (124) 로 공급된다. 필터 (124) 는 0 Hz 내지 340 Hz 및 340 Hz 내지 4 kHz 의 신호 (128) 를 위상 보상부 (146) 로 송신하는 반면, 340 내지 4 kHz 의 대역의 신호는 위상 보상부 (146) 에 의한 보정 없이 출력한다. 다만, 0 Hz 내지 340 Hz 및 340 kHz 내지 4 kHz 의 대역들의 신호에서 지연을 조정하기 위한, 도시되지 않은 지연 조정부가 제공된다.

이와 같이 증폭되고 대역 제한된, 신호 (128) 는, 위상 지연 등이 위상 보상부 (146) 에 의한 고 서브-대역 신호의 주파수-시프팅에 의해 발생되었다면, 위상-보상된다. 예를 들면, 주어진 설계 단계 (stage) 에서, 시뮬레이션에 의해 주어진 위상 지연이 발생되는 조건이 주목된다. 위상 보상부 (146) 는 조건 일치에 응답하는 이러한 방식으로 작동하는 것이 바람직하다. 340 Hz 내지 4 kHz 의 대역을 가진 위상 및 신호을 위한 보상된 신호를 결합하는 것으로 얻어지는, 저 서브-대역 신호 (150) 가 D/A 변환부 (134) 에 의해 대응하는 아날로그 신호로 변환된다.

고 서브-대역 신호들에 대해서와 같이, 16 kHz 의 주파수로 샘플링된, 0 Hz 내지 8 kHz 의 주파수 대역의 입력 신호 (18) 는 직교 경상 필터 (98) 에 의해 제한된 신호의 서브-대역 신호들을 가진다. 직교 경상 필터 (98) 는 4 kHz 내지 8 kHz 의 주파수 범위에서의 신호를 8 kHz 주파수로 샘플링하여서 샘플링된 신호 (102) 를 고-범위 보정부 (106) 로 송신한다. 이 고-범위 보정부 (106) 에서는, 출력 신호 (102) 의 디지털 값이 입력 값을 기초로 증폭된다.

이 증폭된 신호 (110) 은 주파수 시프터 (148) 에 의해 주파수 시프팅된, 아날로그 신호 (144) 로 D/A 변환부 (86) 에 의해 변환된다. 원 대역으로 리셋팅된 고-범위 출력 신호 (152) 는 저-범위 출력 신호 (140) 으로 합산되고 음성 대역 보정 장치 (10) 의 출력 신호 (26) 으로서 송신된다.

이 작동에 의해서, 입력 신호가 각 주파수 범위에서 디지털 신호의 형태에서 최대치로 증폭되는 경우까지도, 합산은 합산에 상한이 없는 아날로그 신호의 영역에서 후속하여 이루어져서, 증폭이 합산 결합의 결과로서 매우 클 경우조차도, 디지털 합산의 제한이 없는 자연스러운 음질이 유지되면서 음성 대역을 확장하는 것이 가능하다.

음성 대역 보정 장치 (10) 의 상술한 구성에 있어서, 문제되는 대역에 대한 신호 레벨은 보정 필터 (12) 에 의해 증폭되고, 레벨 검출부 (16) 로 공급되는 보정 필터 (12) 로부터의 출력신호의 레벨은 레벨 검출부 (16) 에 의해 각각 소정의 레벨과 비교되고, 검출로부터의 검출 신호 결과는 계수 제어부 (14) 로 공급되며, 신호 레벨은 계수 제어부 (14) 에 의해 제어되는 방식으로 조정되고, 제어 신호 (24) 는 보정 필터 (12) 로 공급된다. 입력 신호 (18) 는, 통신 신호의 품질을 오염되게 하는 입력 신호 (18) 의 과도한 증폭을 수행하지 않고, 이와 같이 광대역 신호로 보정되며, 이와 같이 고-품질 전송이 보장된다.

보정 필터 (12) 에 공급되는 입력 신호 (18) 의 레벨를 조정하는 레벨 조정부로서, 증폭기 (28) 및 진폭 제어부 (30) 를 제공함으로써, 보정된 광 대역 신호는 고-품질 신호로서 공급될 수 있다. 또한, 보정 필터 (12) 로서, 저-범위 필터 (36). 지연만을 수행하는 중간 대역 필터 (38) 및 고-범위 필터 (40) 을 제공하고, 레벨 검출부 (16) 에서 진폭 측정 회로들 (48 및 50) 을 제공함으로써, 계수 갱신 회로들 (56 및 58) 과 승산기들 (60 및 52) 이, 대역-제한된 입력 신호 (18) 을 제외한 대역 신호의 필터, 즉, 저-범위 필터 (36) 및 고-범위 필터 (40) 와 연결되고, 추가로 가산기 (34) 를 제공함으로써, 노이즈가 특정 대역에 국한되는 경우조차도, 음성 대역은 다른 대역에 영향 없이 자연스러운 음질로 확장될 수 있다. 하류 (downstream) 에 제공되는 진폭 측정부 (48) 를 가지는 구성에서도 또한, 가산기 (34) 하류의 단일 진폭 측정부 (48) 의 제공은 구성요소 부분들의 개수를 줄이는데 충분히 기여한다.

계수 제어부 (14) 의 입력 측에 대역 스플리터 (80) 의 제공은, 입력 신호를 각 주파수 대역들로 나누는, 3 개의 직교 경상 필터들 (82, 84 및 86) 이 필터 출력 (88, 92 및 90) 을 보정하는 보정 필터 (12) 로부터 나눠지도록 허용한다. 이는 보정 필터 (12) 에서 각 필터들의 양의 게인 만을 취하는 것으로 충분하게 해서, 설계를 원활하게 한다. 양자화 단계의 개수는 음성 실제감을 손상하지 않는 자연스러운 신호 보정을 가능하게 하도록 미세하게 만들수 있다. 직교 경상 필터들 (82, 84 및 86) 의 집합들 중에서, 필터 (84) 는 보정 필터 (12) 의 지연과 동일한 지연 값에 의해 대역-제한된 입력 신호 (18) 의 제한 대역 외에 대역의 신호를 지연시키는 기능이 제공되고, 따라서, 시스템의 구성에서 유연성을 보장한다.

보정 필터 (12) 의 출력에 적용되는 것과 상이한 샘플링 주파수로 출력 신호들 (108 및 110) 을 샘플링하기 위한 직교 경상 필터부 (94) 을 제공함으로써, ITU-T 권고 G.722 의 지시에 따른 신호를 출력하는 것이 가능하다.

또한, 입력 신호가 대역 스플리터 (80) 에 의해 각 대역들로 나눠지고 결과 신호를 보정 필터 (12) 로 송신하는, 본 발명의 음성 대역 보정 장치에 있어서, 신호 레벨은 보정 필터 (12) 에 의해, 스플리팅으로 얻어지는 대역들 각각을 위해 보정되고, 보정된 신호는 D/A 변화부 (132) 에 의해 아날로그 신호로 변환되고, 그 다음 함께 결합된다. 신호가 디지털 신호 기술에서 비트 표현의 마진 (margin) 에 근접하도록 보정 필터 (12) 에 의해 증폭된 경우에도, 디지털 표현의 마진에 의해 부과되는 제한을 받지 않고, 자연스러운 음질을 유지하면서, 음성 대역이 확장될 수 있다.

특히, 대역-제한된 입력 신호의 제한 대역 외의 신호 대역를 위한 필터링의 결과로서 발생되는 지연과 동등한 지연을 가지는 대역 스플리터 (80) 의 저 대역-통과 필터 (82) 및 저 대역-통과 필터 (86) 을 제공하고, 필터 (38) 에 의해 발생되는 처리 지연과 동등한 지연을 가진 중간 대역-통과 필터 (84) 를 제공함으로써, 보정 필터 (12) 의 기능을 분리할 수 있는 반면에, 보정 필터 (12) 를 설계함에 있어서 양의 게인 만을 고려하는 것이 충분하며, 이로써 설계를 원활하게 한다. 양자화 단계들의 개수는 음성 실제감을 손상시키지 않는, 자연스러운 신호 보정을 가능하도록 미세하게 만들어질 수 있다.

입력 신호가 디지털 신호의 형태에서 최대치로 각 주파수 범위에서 증폭되는 경우까지도, 합산은 합산에 대해 상한이 없는 아날로그 신호의 형태에서 후속하여 이루어져서, 진폭이 합산 결합의 결과로서 매우 크게 되는 경우조차, 디지털 합산의 제한 없이 자연스러운 음질이 유지하면서, 음성 대역을 확장하는 것이 가능하다.

보정 필터 (12) 에서, 입력 대역 신호는 필터들 (36 및 40) 에 의해 증폭되는 반면, 입력 신호의 제한 대역을 제외한 대역의 신호의 지연과 동등한 지연이 필터 (38) 에 의해 적용되어서, 입력 신호가 디지털 신호의 형태에서 최대치로 각 주파수 범위에서 증폭되는 경우까지도, 합산에 대한 상한이 없는 아날로그 신호의 형태에서 합산은 후속하여 수행된다. 그러므로, 진폭이 합산 결합의 결과로서 매우 크게 되는 경우조차, 자연스러운 음질이 디지털 합산의 제한 없이 유지되며, 음성 대역을 확장하는 것이 가능하다.

ITU-T 권고 G.722 을 따라서, 저 및 고 범위들로 나누기 위한 대역 스플리터 (80) 에 직교 경상 필터들 (96 및 98) 을 제공하고, 보정 필터 (2) 에 저-범위 보정부 (104) 와 고-범위 보정부 (106) 를 제공하며, D/A 변환부 (138) 의 출력 신호 (144) 의 주파수를 원대역으로 시프팅하는 것에 의해, 즉, 고 서브-대역 측으로 주파수 시프터 (148) 에 의해서 시프팅하는 것에 의해, 저 및 고 서브-대역 신호들은 고-품질 신호에 표준에 따른 출력 신호를 공급하도록 함께 결합될 수 있다.

이 표준에 있어서, 직교 경상 필터 (124) 는 저-범위 보정부 (104) 하류에 제공되어 추가적 대역 스플리팅으로 처리되는 것을 가능하게 한다. 또한, 위상 보상부 (146) 에서 상승하게 위상 또는 지연을 조정하는 직교 경상 필터 (124) 의 출력 신호 (128) 의 주파수-시프팅에 의해서, 표준에 따른 고-품질 음성이 통신 신호들의 품질을 손상시키지 않고 제공될 수 있다.

명세서, 청구범위, 첨부된 도면 및 개시의 요약을 포함하는, 2003년 2월 27일에 출원된 일본 특허 출원 제 2003-50832 호의 전체 개시가 그 전체로서 참조로서 이 명세서에 포함된다.

본 발명이 특정 개략적인 실시형태들을 참조하여 설명되었지만, 실시형태들에 의해 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위와 사상으로부터 벗어나지 않고 실시형태들을 변형하거나 개조할 수 있음을 이해해야 한다.

Claims

각 제한 대역의 신호 레벨에 관련하여 입력 신호를 보정하고 보정된 신호를 출력하기 위해, 주파수 대역에서 제한된 상기 입력 신호를 수신하는 보정부;

상기 보정된 신호의 상기 신호 레벨이 소정의 레벨에 도달하였는지 여부를 감시하기 위한 감시부; 및

상기 감시부로부터의 레벨 정보에 응답하여, 상기 신호 레벨을 조정하기 위한 레벨 조정부를 포함하는 대역 보정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 레벨 조정부는, 상기 신호 레벨을 보정하는 계수를 제어하기 위한 계수 제어부를 포함하는, 대역 보정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 레벨 조정부는,

입력 레벨을 증폭하도록 제어 계수를 제어하기 위한 레벨 증폭기; 및

상기 레벨 정보에 따라 상기 입력 신호의 상기 레벨을 증폭하기 위한 상기 계수를 출력하기 위한 계수 제어부를 포함하는, 대역 보정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 보정부는, 주파수 대역에서 제한된, 상기 입력 신호 이외의 대역 신호를 증폭하기 위한 제 1 필터, 및 대역-제한된 입력 신호의 제한 대역 이외의 대역의 신호에, 상기 대역-제한된 입력 신호의 지연과 실질적으로 동등한 지연을 부가하기 위한 제 2 필터를 포함하고;

상기 감시부 및 상기 레벨 조정부는 상기 제 1 필터의 상기 대역 신호에 대한 개수에 대응하여 제공되며;

상기 레벨 조정부는 계수 제어부 및 상기 입력 신호에 상기 계수 제어부로부터의 계수를 승산하기 위한 승산기를 포함하고;

상기 장치는 상기 제 1 및 제 2 필터의 출력을 합하기 위한 가산기를 더 포함하는, 대역 보정 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 감시부는 상기 가산기의 하류에 배열되고, 측정된 레벨 정보를 상기 레벨 조정부에 송신하는, 대역 보정 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 대역-제한된 입력 신호를 더 분할하고 대역-제한하기 위해 상기 레벨 조정부의 상류에 배열된 대역 스플리터 (splitter) 를 더 포함하는, 대역 보정 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 감시부는, 상기 가산기의 하류에 배열되고 측정된 레벨 정보를 상기 레벨 조정부에 송신하는, 대역 보정 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 대역 스플리터는 복수의 주파수 대역들에 제공되는 상기 입력 신호를 나누기 위한 제 3 필터들을 포함하고;

상기 제 3 필터들 중 하나는 상기 대역-제한된 입력 신호의 상기 제한 대역 이외의 대역 신호를, 상기 제 2 필터의 지연과 실질적으로 동등한 정도로 지연시키는, 대역 보정 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 대역 스플리터의 처리를 위해서, 상기 보정부의 출력에 적용되는 샘플링 주파수와 다른 샘플링 주파수로 상기 보정부의 출력을 샘플링하기 위한 제 4 필터를 더 포함하는, 대역 보정 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 대역 스플리터의 처리를 위해서, 상기 보정부의 출력에 적용되는 샘플링 주파수와 다른 샘플링 주파수로 상기 보정부의 출력을 샘플링하기 위한 제 4 필터들을 더 포함하는, 대역 보정 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 장치는 ITU-T (국제 통신 표준화 기구; International Telecommunication Union Telecommunication standardization sector) 권고 G.722 의 표준에 따르는, 대역 보정 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 장치는 ITU-T (국제 통신 표준화 기구; International Telecommunication Union Telecommunication standardization sector) 권고 G.722 의 표준에 따르는, 대역 보정 장치.
입력 신호의 대역을 복수의 제한 대역들로 나누기 위한 대역 스플리터;

보정 신호들을 출력하기 위해, 스플리팅으로 얻어진 상기 대역들의 신호 레벨을 보정하기 위한 보정부; 및

상기 보정 신호들의 각각을 아날로그 신호들로 변환하기 위한 아날로그 변환부를 포함하는, 대역 보정 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 대역 스플리터는,

상기 대역-제한된 입력 신호의 상기 제한 대역 외의 신호에 지연을 가하기 위한 제 1 지연 회로로서, 상기 지연은 실질적으로 상기 대역 제한된 입력 신호의 필터링에 수반된 지연과 실질적으로 동등한, 제 1 지연 회로; 및

상기 보정부에 의한 처리에 수반된 지연과 실질적으로 동등한 지연을 가하기 위한 제 2 지연 회로를 포함하는, 대역 보정 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 보정부는,

상기 제 1 지연 회로로부터 출력된 대역 신호를 증폭하기 위한 제 1 필터; 및

상기 제 2 지연 회로로부터 출력된 대역 신호를 증폭하기 위한 제 2 필터를 포함하는, 대역 보정 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 장치는 ITU-T (국제 통신 표준화 기구; International Telecommunication Union Telecommunication standardization sector) 권고 G.722 의 표준에 따르는, 대역 보정 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 대역 스플리터는 상기 표준에 따르고 상기 입력 신호의 대역을 저 서브-대역 및 고 서브-대역으로 나누기 위한 직교 경상 필터를 포함하고;

상기 보정부는,

상기 저 서브-대역의 레벨을 보정하기 위한 저-범위 보정부; 및

상기 고 서브-대역의 레벨을 보정하기 위한 고-범위 보정부를 포함하며;

상기 장치는 상기 아날로그 변환부에 의해 출력된 상기 고 서브-대역의 출력 신호의 주파수를 시프팅하기 위한 시프터를 더 포함하는, 대역 보정 장치.
제 17 항에 있어서,

대역을 나누기 위한 상기 저-범위 보정부의 하류에 제공되는 제 3 필터를 더 포함하는, 대역 보정 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 제 5 필터는 직교 경상 필터를 포함하는, 대역 보정 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 저-범위 보정부로부터의 출력 신호의 위상 또는 지연을 조정하기 위한 위상 조정부를 더 포함하는, 대역 보정 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 제 3 필터로부터의 출력 신호의 위상 또는 지연을 조정하기 위한 위상 조정부를 더 포함하는, 대역 보정 장치.