KR20070020457A - Conference system - Google Patents
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Abstract
회의 시스템(1)은 중앙 유닛(2)과, 중앙 유닛에 연결 가능한 스피커 유닛(3)을 포함한다. 스피커 유닛(3)으로부터 음성 신호를 결합하고, 결합된 음성 신호를 상기 유닛에 분배하는 역할을 하는 중앙 유닛(2)은, 피드백을 억제하기 위한 적응 필터(23)를 포함한다. 각 스피커 유닛(3)은 마이크(33), 스피커(34), 활성화 스위치(35) 및 마이크(33)와 스피커(34) 사이에 결합된 적응 필터(36)를 포함한다. 스피커 유닛이 활성화되지 않을 때, 적응 필터(36)는 반향 소거기의 역할을 하는데 반해, 스피커 유닛이 활성화될 때에는 피드백 억제기의 역할을 한다. 스피커(34)를 항상 온 상태로 유지함으로써, 필터(36)의 잘못된 적응으로 인한 임의의 과도 현상이 회피된다.The conference system 1 includes a central unit 2 and a speaker unit 3 connectable to the central unit. The central unit 2, which serves to combine the speech signals from the speaker unit 3 and distribute the combined speech signals to the units, comprises an adaptive filter 23 for suppressing feedback. Each speaker unit 3 comprises a microphone 33, a speaker 34, an activation switch 35 and an adaptive filter 36 coupled between the microphone 33 and the speaker 34. When the speaker unit is not activated, the adaptive filter 36 acts as an echo canceller, while it acts as a feedback suppressor when the speaker unit is activated. By keeping the speaker 34 always on, any transients due to incorrect adaptation of the filter 36 are avoided.
Description
본 발명은 회의 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 중앙 유닛과, 그 중앙 유닛에 결합될 수 있는 적어도 하나의 스피커 유닛을 포함하는 회의 시스템에 관한 것이다. 스피커 유닛은 각각 대표자가 회의에 참석하는 것을 허용하기 위해 스피커와 마이크를 포함한다. 중앙 유닛은 모든 스피커 유닛으로부터의 마이크 신호를 결합하고, 그 결합된 마이크 신호를 모든 스피커 유닛에 분배하는데, 이는 통상 반드시 이러한 결합된 신호의 증폭 후에 일어나는 것은 아니다. 스피커 유닛의 스피커, 또는 등가 트랜스듀서(transducer)는 이러한 결합된 신호를 렌더링한다.The present invention relates to a conference system. More particularly, the invention relates to a conference system comprising a central unit and at least one speaker unit that can be coupled to the central unit. The speaker unit each includes a speaker and a microphone to allow the representative to attend the meeting. The central unit combines the microphone signals from all speaker units and distributes the combined microphone signals to all speaker units, which typically do not necessarily occur after amplification of this combined signal. The speaker, or equivalent transducer, of the speaker unit renders this combined signal.
비록 회의 시스템이 전통적으로 회의와 회합에 사용되지만, 동일한 기술이 현재 여러 사람이 배경 잡음이 존재할 때 담화하기를 원하는 자동차, 비행기 및 다른 수송 수단에서도 사용되고 있다.Although conferencing systems are traditionally used for meetings and meetings, the same technology is now used in automobiles, airplanes, and other means of transport, where several people want to talk in the presence of background noise.
회의 시스템이 별개의 신호를 만들기 위해, 다수의 분리된 위치(즉, 각 대표자의 앞에)에 있는 다수의 마이크를 사용하고, 그것들 중 1개나 2개만이 선택적으로 렌더링된다(rendered)는 점에서 회의 시스템은 대중 연설 시스템과 다르다는 점이 주목된다. 대중 연설 시스템이 또한 다수의 스피커를 사용하면서, 대중 연설 시 스템에는 마이크 신호의 선택적인 렌더링이 존재하지 않는다.The conferencing system uses multiple microphones in multiple discrete locations (ie, in front of each representative) to create separate signals, and conferencing in that only one or two of them are selectively rendered. It is noted that the system is different from the public speaking system. As the public speaking system also uses multiple speakers, there is no selective rendering of the microphone signal in the public speaking system.
미국 특허 US 5,404,397호는 중앙 유닛에 결합된 스피커 유닛을 포함하는 회의 시스템을 다루고 있다. 이러한 알려진 회의 시스템에는 자동 스피커 검출이 제공된다. 이를 위해, 중앙 유닛은 스피커 유닛의 음성 신호를 비교하고, 가장 높은 신호 레벨을 가지는 유닛(들)을 활성화시킨다. 다른 스피커에 의해 만들어진 소리로 인한 임의의 잘못된 스피커 검출을 회피하기 위해, 각 스피커 유닛은 적응 필터가 제공된 반향 소거기를 포함한다. 스피커 유닛이 활성화되면, 그러한 유닛의 스피커가 스위칭 오프되고, 반향 소거기가 바이패스(bypass)된다.U. S. Patent No. 5,404, 397 deals with a conference system comprising a speaker unit coupled to a central unit. This known conference system is provided with automatic speaker detection. To this end, the central unit compares the speech signal of the speaker unit and activates the unit (s) with the highest signal level. To avoid any false speaker detection due to sound made by other speakers, each speaker unit includes an echo canceller provided with an adaptive filter. When the speaker unit is activated, the speaker of such unit is switched off and the echo canceller is bypassed.
비록 스피커로부터 스피커 유닛의 마이크까지의 원치 않은 음향 피드백을 억제하기 위해 매우 효율적이지만, 스피커를 스위칭 오프하는 것은 신호 왜곡을 도입한다는 것이 발견되었다. 스피커가 스위칭 온 및 스위칭 오프할 때마다, 마이크에 의해 검출되고, 반향 소거기에 의해 처리된 소리 패턴은 변하는데, 즉 스피커와 마이크 사이의 음향 경로는 번갈아 가며 합해지거나 제거된다. 이는 스피커 유닛이 (비)활성화될 때마다 반향 소거기, 특히 그것의 적응 필터가 음향 경로에서의 변화에 적응해야 한다는 것을 암시한다. 이는 과도(transient) 신호, 즉 반향 소거기에 의해 보상되지 않은 일시적인 신호를 초래하고, 따라서 (반향 보상된) 마이크 신호를 왜곡시킨다. 과도 현상은 특히 알려진 스피커 유닛의 스피커가 재활성화될 때 발생한다. 과도 현상은 이웃하는 스피커 유닛에서도 발생하는데, 이들 스피커 유닛의 마이크가 재활성화된 스피커에 의해 생성된 소리를 직접 녹음한다.Although very efficient to suppress unwanted acoustic feedback from the speaker to the microphone of the speaker unit, it has been found that switching off the speaker introduces signal distortion. Each time the speaker switches on and off, the sound pattern detected by the microphone and processed by the echo canceller changes, i.e. the acoustic path between the speaker and the microphone alternately sums up or is eliminated. This implies that each time the speaker unit is (de) activated, the echo canceller, in particular its adaptive filter, must adapt to changes in the acoustic path. This results in a transient signal, a transient signal that is not compensated for by the echo canceller and thus distorts the (echo compensated) microphone signal. Transients occur especially when the speakers of a known speaker unit are reactivated. Transients also occur in neighboring speaker units where the microphones of these speaker units directly record the sound produced by the reactivated speakers.
또한 활성 스피커 유닛의 마이크에 의해 녹음된 음향 경로의 상당한 부분이 이웃하는 스피커 유닛의 스피커(들)로부터 생긴다는 것이 발견되었다. 이는 이러한 음향 피드백이 으르렁거리는 소리(howling)를 도입할 때 회의 시스템의 허용 가능한 최대 이득을 감소시킨다.It has also been found that a significant portion of the sound path recorded by the microphone of the active speaker unit comes from the speaker (s) of the neighboring speaker unit. This reduces the maximum allowable gain of the conference system when this acoustic feedback introduces howling.
본 발명의 목적은 종래 기술의 이러한 문제점과 다른 문제점을 극복하고, 스피커 유닛의 활성화와 비활성화로 인한 과도 현상이 회피되는 회의 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a conference system which overcomes these and other problems of the prior art and avoids transients due to activation and deactivation of the speaker unit.
본 발명의 또 다른 목적은 그러한 회의 시스템에서 사용하기 위한 스피커 유닛과 중앙 유닛을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a speaker unit and a central unit for use in such a conference system.
따라서, 본 발명은 적어도 하나의 스피커 유닛과 중앙 유닛을 포함하는 회의 시스템을 제공하고, 적어도 하나의 스피커 유닛은, 스피커 신호를 수신하기 위한 입력, 마이크 신호를 공급하기 위한 출력, 입력에 결합된 스피커, 스피커와 결합 유닛 사이에 결합된 적응 필터, 결합 유닛에 결합된 마이크 및 결합 유닛과 출력 사이에 결합된 활성화 디바이스를 포함하고, 중앙 유닛은 마이크 신호를 수신하기 위한 입력과, 스피커 신호를 공급하기 위한 출력을 포함하며, 적어도 하나의 스피커 유닛의 스피커는 그것의 입력에 영구적으로 결합되고, 중앙 유닛에는 그것의 입력과 그것의 출력 사이에 결합된 추가 적응 필터가 제공된다.Accordingly, the present invention provides a conference system comprising at least one speaker unit and a central unit, the at least one speaker unit comprising: an input for receiving a speaker signal, an output for supplying a microphone signal, a speaker coupled to the input An adaptive filter coupled between the speaker and the coupling unit, a microphone coupled to the coupling unit and an activation device coupled between the coupling unit and the output, the central unit providing an input for receiving a microphone signal and a speaker signal. A speaker of at least one speaker unit is permanently coupled to its input, and the central unit is provided with an additional adaptive filter coupled between its input and its output.
스피커 유닛의 입력에 영구적으로 결합되고 따라서 영구적으로 활성화되는 스피커를 제공함으로써, 스피커를 스위칭 온 또는 스위치 오프하는 것에 의해 생기는 과도 현상이 회피된다. 스피커가 통상 모든 활성 스피커 유닛의 결합된 마이크 신호를 렌더링하기 때문에, 마이크에 의해 녹음되는 소리를 거의 계속해서 만들어내게 된다. 그 결과 관련된 스피커 유닛의 적응 필터는 그것의 필터 파라미터를 동일한 음향 경로에 계속해서 적응시키게 되어, 과도 현상이 없는 안정한 필터링을 행하게 된다.By providing a speaker that is permanently coupled to the input of the speaker unit and thus permanently activated, transients caused by switching on or off the speaker are avoided. Since the speaker typically renders the combined microphone signal of all active speaker units, it almost continuously produces the sound recorded by the microphone. As a result, the adaptive filter of the associated speaker unit continues to adapt its filter parameters to the same acoustic path, resulting in stable filtering without transients.
중앙 유닛에 추가 적응 필터를 제공함으로써, 활성화된 채로 있는 스피커의 임의의 역 효과(adverse effect)가 보상된다. 중앙 유닛에 있는 추가 적응 필터는, 중앙 유닛의 출력 신호로부터 입력 신호까지의 임의의 피드백을 제거하는 음향 피드백 억제기의 역할을 한다.By providing an additional adaptive filter in the center unit, any inverse effects of the speaker that remain active are compensated. The additional adaptive filter in the central unit serves as an acoustic feedback suppressor that removes any feedback from the output signal of the central unit to the input signal.
바람직한 일 실시예에서, 중앙 유닛은 또한 상관 해제기(decorrelator)를 포함한다. 적응 필터와 실질적으로 나란히 배치될 수 있는 상관기는, 적응 필터의 입력 신호와 출력 신호 사이의 임의의 상관을 제거하는 역할을 한다. 상관 해제기가 없는 경우, 적응 필터는 결합된 마이크 신호의 진폭을 감소시키는 경향을 가질 수 있고, 신호 왜곡을 도입하는 것도 가능하게 된다. 상관 해제기는 주파수 편이기(frequency shifter)로 구성되는 것이 바람직하다. 하지만, 위상 편이기 및/또는 시변(time-variable) 지연 또한 상관 해제기로서 사용될 수 있다.In one preferred embodiment, the central unit also includes a decorrelator. The correlator, which can be arranged substantially parallel to the adaptive filter, serves to remove any correlation between the input signal and the output signal of the adaptive filter. In the absence of a correlator, the adaptive filter may have a tendency to reduce the amplitude of the combined microphone signal and it is also possible to introduce signal distortion. The correlator is preferably composed of a frequency shifter. However, phase shifters and / or time-variable delays can also be used as correlation cancellers.
중앙 유닛은 동적 반향 억제기도 포함할 수 있는데, 이러한 동적 반향 억제기는 적응 필터의 잔여 신호 내의 남아있는 반향을 억제하는 역할을 한다.The central unit may also include a dynamic echo suppressor, which serves to suppress the remaining echo in the residual signal of the adaptive filter.
적응 필터의 시간 범위(time span)는 필터 길이(지연 유닛의 개수)와 샘플링 주파수의 곱으로서 정의될 수 있다. 비록 다양한 시간 범위가 사용될 수 있지만, 스피커 유닛의 적응 필터는 20㎳와 45㎳ 사이, 바람직하게는 30㎳와 35㎳ 사이의 시간 범위를 가지는 것이 바람직하다. 특히, 약 32㎳의 시간 범위가 적합하다. 그러한 비교적 짧은 시간 범위는 스피커 유닛이 활동하지 않을 때 신속하게 수렴할 수 있는 적응 필터를 초래하는데, 이는 마이크 신호가 다른 스피커 유닛으로부터의 반향만을 담고 있기 때문이다.The time span of the adaptive filter may be defined as the product of the filter length (number of delay units) and the sampling frequency. Although various time ranges may be used, the adaptive filter of the speaker unit preferably has a time range between 20 ms and 45 ms, preferably between 30 ms and 35 ms. In particular, a time range of about 32 ms is suitable. Such a relatively short time range results in an adaptive filter that can converge quickly when the speaker unit is inactive, since the microphone signal only contains echoes from other speaker units.
비록 다양한 유형의 적응 필터가 사용될 수 있지만, 반향 대 비반향 비(ENR)가 특정 임계값보다 낮을 때, 적응 필터가 마이크 신호에서의 반향 대 비반향 비의 추정값에 실질적으로 비례하는 적응 속도를 가지는 것이 바람직하고, 바람직한 임계값은 1과 같다. 그러한 일 실시예에서, 필터는 마이크 신호가 반향만을 담고 있을 때 신속하게 반응하고, 마이크 신호가 원하는 음성과 같은 상당한 비반향 신호 성분을 담고 있을 때에는 완만하게 반응한다.Although various types of adaptive filters can be used, when the echo-to-reverberation ratio (ENR) is below a certain threshold, the adaptive filter has an adaptive speed that is substantially proportional to the estimate of the echo-to-reverberation ratio in the microphone signal. Preferably, the threshold value is equal to one. In one such embodiment, the filter reacts quickly when the microphone signal contains only reverberation, and slowly responds when the microphone signal contains significant non-reflective signal components, such as the desired voice.
본 발명에 따른 회의 시스템의 또 다른 바람직한 일 실시예에서는, 중앙 유닛의 적응 필터가 125㎳와 500㎳ 사이, 바람직하게는 200㎳와 300㎳ 사이의 시간 범위를 가진다. 약 250㎳의 시간 범위가 특히 바람직하다. 일반적으로, 중앙 유닛의 (추가) 적응 필터의 시간 범위가, 스피커 유닛(들)의 적응 필터의 시간 범위보다 더 큰, 바람직하게는 상당히 더 큰 것이 바람직하다. 이러한 식으로, 스피커 유닛(들)의 적응 필터가 직접적인 반향을 제거하기 위해 배치되고, 한편으로 중앙 유닛의 적응 필터가 간접적인 또는 확산하는 반향을 제거하기 위해 배치된다.In another preferred embodiment of the conference system according to the invention, the adaptive filter of the central unit has a time range between 125 ms and 500 ms, preferably between 200 ms and 300 ms. Particularly preferred is a time range of about 250 ms. In general, it is preferable that the time range of the (additional) adaptive filter of the central unit is larger than the time range of the adaptive filter of the speaker unit (s), preferably considerably larger. In this way, the adaptive filter of the speaker unit (s) is arranged to eliminate direct echoes, while the adaptation filter of the central unit is arranged to eliminate indirect or diffused echoes.
본 발명의 회의 시스템은 승용차, 버스 또는 트럭과 같은 수송 수단에 유리하게 장착될 수 있다. 스피커 유닛은 휴대 가능할 수 있고, 화자의 의복에 걸기(clipping) 위한 클립이 제공될 수 있다. 하지만, 스피커 유닛은 좌석, 천장, 벽, 마루 또는 수송 수단의 다른 부분에 내장될 수도 있다.The conference system of the present invention may advantageously be mounted on a vehicle such as a car, bus or truck. The speaker unit may be portable and a clip may be provided for clipping the speaker's clothing. However, the speaker unit may be embedded in a seat, ceiling, wall, floor or other part of the vehicle.
본 발명은 또한 전술한 회의 시스템에서 사용하기 위한 스피커 유닛을 제공하고, 이러한 스피커 유닛은, 스피커 신호를 수신하기 위한 입력, 마이크 신호를 공급하기 위한 출력, 입력에 결합된 스피커, 스피커와 결합 유닛 사이에 결합된 적응 필터, 결합 유닛에 결합된 마이크, 결합 유닛과 출력 사이에 결합된 활성화 디바이스를 포함하고, 스피커는 입력에 영구적으로 결합된다.The present invention also provides a speaker unit for use in the conference system described above, the speaker unit comprising: an input for receiving a speaker signal, an output for supplying a microphone signal, a speaker coupled to the input, between the speaker and the coupling unit An adaptive filter coupled to the microphone, a microphone coupled to the coupling unit, an activation device coupled between the coupling unit and the output, and the speaker is permanently coupled to the input.
본 발명은 추가로 전술한 회의 시스템에서 사용하기 위한 중앙 유닛을 제공하고, 이러한 중앙 유닛은 마이크 신호를 수신하기 위한 입력, 스피커 신호를 공급하기 위한 출력 및 그것의 입력과 출력 사이에 결합된 추가 적응 필터를 포함한다. 본 발명의 중앙 유닛에는 상관 해제기, 동적 반향 억제기 및/또는 증폭기가 더 제공될 수 있다.The present invention further provides a central unit for use in the conference system described above, which central unit has an input for receiving a microphone signal, an output for supplying a speaker signal and further adaptation coupled between its input and output. Include a filter. The central unit of the invention may further be provided with a correlator, a dynamic echo suppressor and / or an amplifier.
이후 본 발명이 첨부된 도면에 예시된 예시적인 실시예를 참조하여 설명된다.The invention is now described with reference to exemplary embodiments illustrated in the accompanying drawings.
도 1은 스피커 유닛과 중앙 유닛을 포함하는 전형적인 회의 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.1 schematically illustrates an exemplary conference system comprising a speaker unit and a central unit.
도 2는 본 발명에 따른 회의 시스템의 개략적인 회로도.2 is a schematic circuit diagram of a conference system according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 중앙 유닛의 제 1 실시예의 개략적인 회로도.3 is a schematic circuit diagram of a first embodiment of a central unit according to the invention;
도 4는 본 발명에 따른 중앙 유닛의 제 2 실시예의 개략적인 회로도.4 is a schematic circuit diagram of a second embodiment of a central unit according to the invention;
도 5는 본 발명에 따른 스피커 유닛의 일 실시예의 개략적인 회로도.5 is a schematic circuit diagram of one embodiment of a speaker unit according to the invention.
도 1에서의 비제한적인 예를 통해 단순히 도시된 회의 시스템(1)은 중앙 유닛(2)과 스피커 유닛(3)을 포함한다. 중앙 유닛(2)은 스피커 유닛(3)으로부터의 음성 신호를 결합하고, 결합된 음성 신호를 상기 유닛에 분배하는 역할을 한다. 각 스피커 유닛(3)은 음성 신호를 만들기 위한 마이크(33)와 결합된 음성 신호를 렌더링하기 위한 스피커(34)를 포함한다. 각 스피커 유닛(3)에는 유닛의 마이크(33)를 활성화하기 위한 활성화 버튼(미도시)이 제공된다. 전형적인 회의 시스템에서, 마이크(33)는 보통 꺼져 있고, 사용자{통상 "대표자(delegate)"라고 함}에 의해 활성화된 스피커 유닛만이 음성 신호를 만들어 낸다.The
본 발명의 회의 시스템은 회의실(conference room)이나 집회장(conference hall)에서 사용될 수 있지만, 승용차, 버스, 트럭, 비행기나 배와 같은 수송 수단에 장착될 수도 있다. 스피커 유닛은 휴대 가능할 수 있고, 화자(승객 및/또는 운전자/파일럿)의 의복에 걸기 위한 클립이 제공될 수 있다. 하지만 스피커 유닛은 좌석, 천장, 벽, 마루 또는 수송 수단의 다른 부분에 내장될 수도 있다.The conference system of the present invention can be used in a conference room or a conference hall, but can also be mounted in a vehicle, such as a car, bus, truck, airplane or ship. The speaker unit may be portable and may be provided with a clip for hanging the speaker's (passenger and / or driver / pilot) clothing. However, the speaker unit may be embedded in a seat, ceiling, wall, floor or other part of the vehicle.
도 2의 회로도에서, 본 발명에 따른 회의 시스템(1)이 개략적으로 도시되어 있다. 도 2의 회의 시스템(1)은 또한 중앙 유닛(2)과 2개의 스피커 유닛(3)을 포함한다. 비록 2개의 스피커 유닛(3)만이 도시되어 있지만, 예컨대 4개, 8개, 10개 또는 21개의 스피커 유닛과 같이 더 많은 스피커 유닛(3)이 중앙 유닛(2)에 연결될 수 있음을 이해하게 된다.In the circuit diagram of FIG. 2, a
중앙 유닛(2)은 스피커 유닛(3)으로부터 마이크 신호를 수신하기 위한 입 력(21), 스피커 신호(즉, 결합, 필터링 및/또는 증폭된 마이크 신호)를 스피커 유닛(3)에 공급하기 위한 출력(22) 및 마이크 신호를 필터링하기 위한 적응 필터(23) 및 마이크 신호와 필터 신호, 즉 필터(23)에 의한 신호 출력을 결합하기 위한 결합 유닛(29)을 포함한다.The
스피커 유닛(3)은 각각 스피커 신호를 수신하기 위한 입력(31), 마이크 신호를 출력하기 위한 출력(32), 입력(31)에 결합된 스피커(34), 스피커 신호를 수신하기 위해 입력(31)에 결합된 적응 필터(36), 마이크 신호를 만들기 위한 마이크(33), 마이크 신호와 필터 출력 신호를 결합하기 위한 결합 유닛(신호 가산기)(39) 및 결합 유닛(39){과 그로 인한 마이크(33)}을 출력(32)에 선택적으로 연결하기 위한 스위치(35)를 포함한다.The
도 2로부터 분명한 것처럼, 스피커 유닛(3)은 나란하게 배치되고, 각 유닛(3)은 중앙 유닛(2)의 입력(21)과 출력(22)에 연결된다. 각 스피커 유닛(3)의 출력(32)은 개별 선(wire) 또는 다른 적합한 연결을 거쳐, 중앙 유닛의 개별 입력(21)에 연결될 수 있다는 점이 이해된다. 그러므로, 중앙 유닛(2)은 모두 결합 유닛(29)에 연결될 수 있는 복수의 입력(21)을 가질 수 있다.As is apparent from FIG. 2, the
중앙 유닛(2)의 적응 필터(23)는 음향 피드백 억제기의 역할을 한다. 적응 필터(23)는 임의의 능동 스피커 유닛의 스피커(34)와 마이크(33) 사이에 존재하는 음향의 경로를 모델링하고, 이들 음향 경로에 의해 만들어진 마이크 신호와 가깝게 된 신호를 출력한다. 결합 유닛(29)에서, 이러한 필터 신호는 마이크 신호로부터 빼진다. 그 결과 신호(r)는 "순수한(pure)" 마이크 신호, 즉 스피커에 의하지 않고 화자("대표자")에 의해 만들어진 신호를 나타낸다.The
회의실 내의 사람이나 물품의 이동으로 인한 것처럼, 음향 경로가 시간이 지남에 따라 바뀔 수 있으므로, 필터는 적응성인데, 즉 필터의 필터 계수가 특정 시점에서의 음향 경로에 최상으로 맞추어지도록 반복적으로 또는 연속해서 적응된다. 적응 필터는 잘 알려져 있지만, 회의 시스템에 관련된 종래 기술은 적응 필터가 제공된 중앙 유닛을 발표하거나 제안하지를 못했다.As the acoustic path can change over time, such as due to the movement of people or items in a meeting room, the filter is adaptive, ie, repeatedly or continuously so that the filter coefficients of the filter best fit the acoustic path at a particular point in time. Is adapted. Adaptive filters are well known, but the prior art associated with conferencing systems failed to announce or suggest a central unit provided with adaptive filters.
본 발명의 회의 시스템에서, 스피커 유닛(3)에는 적응 필터도 제공된다. 이들 적응 필터(36)는 각 스피커 유닛이 활동 중일 때는 음향 피드백 억제기(AFS)의 역할을 하고, 각 스피커 유닛이 활동하지 않을 때에는 음향 반향 소거기(AEC)의 역할을 한다(당업자라면 AFS의 경우에 스피커 신호는 스피커 유닛의 마이크 신호로부터 유도되는데 반해, AEC의 경우, 스피커 신호는 외부 신호로부터 유도된다는 것을 이해할 것이다).In the conference system of the present invention, the
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 적응 필터(36)는 스피커(34)로부터 마이크(33)까지 연장하는 음향 경로와 나란하게 배치된다. 스피커 유닛이 활성화되어 있지 않을 때{스위치(35)가 열릴 때}, 마이크(33)는 스피커 유닛 자체의 스피커(34)와 다른 스피커 유닛의 스피커에 의해 만들어진 소리를 녹음한다. 스피커 유닛의 적응 필터(36)는, 결합 유닛(39)에서의 마이크 신호로부터 빼질 때, 동일한 스피커 유닛{음향 반향 소거기(AEC)}의 스피커(34)로부터의 소리를 실질적으로 소거하는 필터 신호를 만들어 낸다. 또한, 필터 신호는 통상 마이크에 직접 또는 부근 물체를 거쳐 간접적으로 도달하는 임의의 이웃하는 스피커 유닛의 스피커(들)로 부터의 소리를 소거하기도 한다. 도 5를 참조하여 나중에 설명되는 것처럼, 적응 필터(36)는 스피커 신호와 마이크 신호 사이의 임의의 상관을 제거하려고 시도한다. 스피커 유닛이 활동하지 않을 때 이들 신호 사이의 임의의 상관은, 스피커(들)(34)의 소리를 취하는 마이크(33)로 인한 것일 것이다. 스피커 유닛이 활동하지 않을 때, 적응 필터(36)는 신속하게 반응하고, 정확하게 음향 경로(들)를 모델링할 수 있다.As can be seen in FIG. 2, the
스피커 유닛(3)이 활동할 때{스위치(35)가 닫힐 때), 마이크 신호는 스피커 유닛(3)의 출력(32)을 거쳐 중앙 유닛의 입력(21)에 공급되고, 중앙 유닛에서 중앙 유닛 적응 필터(23)에 의해 필터링된다. 본 발명에 따르면, 스피커(34)는 스피커 유닛이 활동할 때 활동하는 상태가 된다. 그 결과, 스피커(34)에 의해 만들어진 소리는, 이제 마이크 신호를 담게 되고, 이러한 마이크 신호는 스피커 신호와 마이크 신호의 상관을 상당히 증가시킨다. 이제 스피커 유닛 적응 필터(36)와 중앙 유닛 적응 필터 모두 음향 피드백 억제기(AFS)로서 작용한다.When the
AFS의 적응 속도는 AEC의 적응 속도에 비해 낮다. AEC의 경우 마이크 신호는 반향만 담고 있는데 반해, AFS의 경우 마이크 신호는 반향과 원하는 음성 신호 모두를 담고 있다. AFS의 경우 빠른 적응이 원하는 음성의 품질 저하(degradation)를 초래할 수 있다.The adaptation speed of AFS is lower than that of AEC. In the case of AEC, the microphone signal contains only echo, whereas in AFS, the microphone signal contains both the echo and the desired audio signal. In the case of AFS, fast adaptation can result in the desired degradation of the voice.
본 발명의 회의 시스템에서, 적응 필터(23, 36)의 결합된 작용은 스피커로부터의 직접적인 소리와, 부근 물체로부터의 제 1 반사와, 다른 물체로부터의 임의의 확산 피드백을 제거한다. 또한, 스피커 유닛 적응 필터(36)는 완벽하게, 스피커 유 닛이 활동중일 때 직접적인 소리와 임의의 제 1 반사를 소거하고 따라서 임의의 과도 현상의 도입을 회피한다.In the conferencing system of the present invention, the combined action of the
중앙 유닛(2)의 대안적인 일 실시예가 도 3에 도시된다. 이러한 실시예는 또한 마이크 신호(z)를 수신하기 위한 입력(21), 스피커 신호(x)를 공급하기 위한 출력(22), 필터 신호(y)를 만들어내기 위한 적응 필터(23) 및 잔여 신호(r)를 만들어 내도록 신호(z, y)를 결합하기 위한 결합 유닛(29)을 포함한다. 또, 도 3의 중앙 유닛(2)은 갱신 유닛(24)과 상관 해제기(26)를 포함한다. 갱신 유닛(24)은 결합 유닛(29)에 의한 잔여 신호(r) 출력과, 상관 해제된 신호(x) 모두를 수신하고, 이들 2개의 신호의 상관을 결정한다. 필터(23)의 계수는 이후 상기 상관이 최소화되는 식으로 적응된다. 상관 해제기(26)가 없는 경우, 적응 필터는 신호(z)와 신호(z)가 실질적으로 동일하므로, 잔여 신호(z)를 억제하려고 시도한다{다른 신호 처리 요소가 중앙 유닛(2)에 존재할 수 있고, 이들 처리 요소는 명확하게 하기 위해 도 3에 도시되어 있지 않다}. 상관 해제기(26)는 잔여 신호(r)의 주파수를 수 ㎐만큼 이동시키는 주파수 편이기에 의해 바람직하게 구성된다. 주파수 편이기 대신 또는 주파수 편이기에 더하여 상관 해제기(26)는 위상 편이기 및/또는 시변(time-varying) 지연을 포함할 수 있다. 상관 해제기(26)는 신호 왜곡을 방지할 뿐만 아니라, 적응 필터(23)의 적응 속도를 증가시킨다.One alternative embodiment of the
도 4에 도시된 중앙 유닛(2)의 실시예는, 도 3을 참조하여 위에서 언급된 구성 성분에 더하여, 동적 반향 억제기(DES)(27)와 증폭기(28)를 포함한다. 동적 반향 억제기(27)는 마이크 신호(z), 필터 신호(y) 및 잔여 신호(r)를 수신하여, 보상 된 잔여 신호(r')를 만들어 낸다. 그러한 동적 반향 억제기는, 음향 경로에서의 변화가 적응 필터에 의해 만들어진 음향 피드백 보상 신호로 하여금 위상 오차를 담도록 할 때 잔여 신호의 진폭을 일시적으로 감소시키는 역할을 한다. 음향 경로에서의 그러한 변화는 스피커 유닛이 활성화 또는 비활성화될 때 통상 도입된다. 그러므로 동적 반향 억제기는 스피커 유닛 (비)활성화의 바람직하지 않은 영향을 훨씬 더 감소시킨다.The embodiment of the
동적 반향 억제기(27)는 그것의 위상을 변경하지 않고, 입력 신호(z)의 주파수 성분의 진폭을 수정한다(순수한 지연을 별문제로 하고). 이는 필터 신호(y)인 입력 신호와 잔여 신호(r) 모두의 주파수 스펙트럼(푸리에 변환)을 결정하여, 변환된 신호(Y, Z 및 R)를 얻고, 결합된 변환 신호(R')를 얻기 위해 Y, Z 및 R의 크기를 사용하여 변환된 신호(Y, Z 및 R)의 크기와 R의 위상을 결정하며, 결합된 변환된 신호(R')의 크기와 R의 위상을 사용하여 시간 신호(r')를 재구성함으로써, 달성된다. 이러한 유형의 동적 반향 억제기는 미국 특허 출원 US 2003/0026437호에 설명되어 있으며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.The
전술한 바와 같이, 중앙 유닛의 적응 필터는 모든 스피커 유닛의 스피커에 의해 야기되고 주로 벽으로부터의 반사를 통한 활동중인 스피커 유닛(들)의 마이크(들)에 도착하는 반향을 보상한다. 도 4의 특별히 유리한 실시예에서, 동적 반향 억제기(27)는 임의의 나머지 반향을 제거한다.As mentioned above, the adaptive filter of the central unit compensates for the echo that is caused by the speakers of all speaker units and arrives at the microphone (s) of the active speaker unit (s) mainly through reflection from the wall. In the particularly advantageous embodiment of FIG. 4, the
도 5의 스피커 유닛(3)은 또한 입력(31), 출력(32), 마이크(33), 스피커(34), 스위치(35) 및 적응 필터(36)를 포함한다. 또한, 도 5의 스피커 유닛은 적 응 필터(36)의 필터 계수를 갱신하기 위한 갱신 유닛(37)을 포함하는 것으로 도시된다. 갱신 유닛(37)의 기능은 본질적으로 중앙 유닛(2)의 갱신 유닛(24)의 기능과 동일하므로, 본 명세서에서는 설명될 필요가 없다.The
사용중에 임의의 활동중인 스피커 유닛(3)의 적응 필터(37)는, 적응 필터(24)와 중앙 유닛(2)의 상관 해제기(26) 모두에 대해 실질적으로 나란하게 배치된다는 것이 주목된다. 중앙 유닛(2)에 상관 해제기(26)를 통합하는 장점은 스피커 유닛(3)에도 마찬가지로 적용된다.It is noted that in use the
스피커 유닛 적응 필터(36)의 신속한 적응을 허용하기 위해서는 비교적 짧은 시간 범위를 가지는 것이 바람직하다. 필터의 시간 범위는, 필터 길이(디지털 필터에서의 지연 유닛의 개수)와 샘플링 주파수의 곱으로서 정의된다. 바람직한 일 실시예에서, 필터는 20㎳와 45㎳ 사이, 특히 30㎳와 35㎳ 사이의 시간 범위를 가진다. 약 32㎳의 시간 범위가 특히 유리하지만, 다른 시간 범위 값도 사용될 수 있음이 발견되었다. 그러한 비교적 짧은 시간 범위는 스피커 유닛 적응 필터(36)로 하여금 동일한 유닛의 스피커와 임의의 인접한 스피커 유닛의 스피커(들)에 의해 만들어지는 반향을 오직 보상하게 한다. 이들 반향은 직접 또는 부근의 물체로부터의 반사를 거쳐 간접적으로 마이크에 도착한다.It is desirable to have a relatively short time range to allow rapid adaptation of the speaker
중앙 유닛 적응 필터(23)가 스피커 유닛 적응 필터(36)보다 큰 시간 범위를 가질 때, 특히 상당히 더 큰 시간 범위를 가질 때 더 유리하다. 중앙 유닛(2)의 적응 필터(23)는 125㎳와 500㎳ 사이, 바람직하게는 200㎳와 300㎳ 사이의 시간 범위를 가지는 것이 바람직하다. 대략 250㎳의 시간 범위가 특히 바람직하다. 이러한 식으로, 중앙 유닛 적응 필터(23)가 반향, 즉 벽과 다른 인접하지 않은 물체로부터의 반향 확산을 보상하도록 배치된다.It is more advantageous when the central unit
스피커 유닛(3)이 활동하지 않을 때에는 적응 필터(36)의 AEC 모드로부터, 스피커 유닛이 활동할 때는 AFS 모드로부터의 매끄러운 변화를 허용하기 위해, ENR 비가 특정 임계값을 초과하지 않는다면, 적응 속도가 마이크 신호의 반향 대 비반향(ENR) 비의 추정값에 비례하게 만들어지는 것이 바람직하다. 필터의 적응 속도는 당업자에게 잘 알려진 그것의 스텝 크기(step-size)를 변경함으로써 조정될 수 있다. ENR은 결합 유닛(39)에 의한 잔여 신호 출력과, 적응 필터(36)의 입력 신호에 기초하여 추정될 수 있고, 이러한 신호는 갱신 유닛(37)의 입력 신호와 동일하다.To allow for a smooth change from the AEC mode of the
그러므로 갱신 유닛(37)은 ENR 추정 신호를 만들어 내기 위한 ENR(반향 대 비반향) 추정기, 예컨대 1과 같은 (저장된) 임계값과 ENR 추정 신호를 비교하기 위한 비교기 및 이러한 신호가 임계값을 초과하지 않으면 적응 필터의 적응 속도를 ENR 추정 신호에 적응시키기 위한 회로를 담을 수 있다. 그러한 일 실시예에서, 마이크 신호가 반향만을 담고 있을 때에는 적응 필터가 비교적 신속하게 반응하고, 마이크 신호가 원하는 음성을 담고 있을 때에는 비교적 완만하게 반응하는 것이 이루어진다.Therefore, the updating
스위치(35)는 손으로 동작하는 스위치, 키 또는 버튼 또는 릴레이(relay)와 같은 원격 제어된 전자 또는 전자기계적인 스위치로 구성될 수 있다는 점이 주목된다. 그러므로 스위치(35)는 스피커 유닛과 연관된 대표자나 중앙 유닛 또는 중앙 제어 유닛에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 제어될 수 있다. 후자의 경우, 의장 은 스위치(35)를 원격으로 동작시킬 수 있다.It is noted that the
전술한 논의에서, 모든 신호가 특정 이산 시점에서 특정값을 가지는 디지털 신호인 것으로 가정되었다는 점이 또한 주목된다. 하지만, 본 발명은 그러한 것에 제한되지 않고, 아날로그 실시예 또한 생각해 볼 수 있다. 유사하게, 본 발명이 단일 마이크와 단일 스피커를 가지는 스피커 유닛을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 다수의 마이크 및/또는 스피커 및/또는 등가 트랜스듀서를 가지는 스피커 유닛을 사용하는 경우에도 적용될 수 있다.It is also noted that in the foregoing discussion, it is assumed that all signals are digital signals having a particular value at a particular discrete point in time. However, the present invention is not limited to such, and analog embodiments can also be considered. Similarly, although the present invention has been described with reference to a speaker unit having a single microphone and a single speaker, the present invention can be applied even when using a speaker unit having a plurality of microphones and / or speakers and / or an equivalent transducer.
본 발명은 회의 시스템 스피커 유닛의 스피커를 온 또는 오프로 스위칭하는 것이 신호 왜곡을 일으키는 과도 현상을 초래할 수 있다는 사실에 기초한다. 본 발명은 스피커 유닛과 중앙 유닛 모두에 적응 필터가 제공된다면 영구적으로 켜져 있는 상태가 될 수 있다는 또 다른 사실로부터 이익을 얻는다.The present invention is based on the fact that switching the speakers of the conference system speaker unit on or off can result in a transient that causes signal distortion. The present invention benefits from another fact that if an adaptive filter is provided in both the speaker unit and the center unit, it can be turned on permanently.
본 명세서에서 사용된 임의의 용어는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 여겨져서는 안 된다는 사실이 또한 주목된다. 특히, "포함한다"라는 단어는 특별히 기술되지 않은 임의의 요소를 배제하는 것을 의미하지 않는다. 단일 (회로) 요소는 다수의 (회로) 요소 또는 그것들의 등가물로 대체될 수 있다.It is also noted that any terminology used herein should not be considered as limiting the scope of the invention. In particular, the word "comprising" does not mean excluding any element not specifically described. A single (circuit) element can be replaced by a number of (circuit) elements or their equivalents.
본 발명은 전술한 실시예에 제한되지 않고, 첨부된 청구항에 한정된 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 많은 수정과 추가가 이루어질 수 있음을 당업자라면 이해할 것이다.It will be appreciated by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that many modifications and additions can be made without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.
전술한 바와 같이, 본 발명은 중앙 유닛과, 그 중앙 유닛에 결합될 수 있는 적어도 하나의 스피커 유닛을 포함하는 회의 시스템에 이용 가능하다.As mentioned above, the present invention is applicable to a conference system comprising a central unit and at least one speaker unit that can be coupled to the central unit.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020067024535A KR20070020457A (en) | 2004-05-25 | 2005-05-20 | Conference system |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP04102274.0 | 2004-05-25 | ||
KR1020067024535A KR20070020457A (en) | 2004-05-25 | 2005-05-20 | Conference system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070020457A true KR20070020457A (en) | 2007-02-21 |
Family
ID=43652871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020067024535A KR20070020457A (en) | 2004-05-25 | 2005-05-20 | Conference system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20070020457A (en) |
-
2005
- 2005-05-20 KR KR1020067024535A patent/KR20070020457A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |