KR20080102712A - 반향 제거 방법 및 장치 - Google Patents

반향 제거 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080102712A
KR20080102712A KR1020070049501A KR20070049501A KR20080102712A KR 20080102712 A KR20080102712 A KR 20080102712A KR 1020070049501 A KR1020070049501 A KR 1020070049501A KR 20070049501 A KR20070049501 A KR 20070049501A KR 20080102712 A KR20080102712 A KR 20080102712A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
echo
output
far
outputting
Prior art date
Application number
KR1020070049501A
Other languages
English (en)
Inventor
손재혁
Original Assignee
주식회사 동부하이텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동부하이텍 filed Critical 주식회사 동부하이텍
Priority to KR1020070049501A priority Critical patent/KR20080102712A/ko
Priority to TW097118802A priority patent/TW200904141A/zh
Priority to US12/124,625 priority patent/US8144863B2/en
Publication of KR20080102712A publication Critical patent/KR20080102712A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
    • H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
    • H04M9/082—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic using echo cancellers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

본 발명은 반향 제거 기술에 관한 것으로, 원단 신호가 음향 반향 경로를 통과하여 산출된 반향 신호와 근단 신호를 믹싱하여 목표신호를 산출하고, 근단 신호와, 상관 함수화되어 산출된 신호들을 적응 필터부에서 입력받아 반향 제거신호를 산출하며, 산출된 목표 신호와 근사 반향 신호를 믹싱하여 반향 제거 신호를 산출하고, 산출된 반향 제거 신호와 목표 신호에 후처리계수를 적용하여 상관계수를 출력하며, 상관계수를 반향 제거 신호와 곱하여 출력하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 후처리 기법을 적용하여 동시통화 환경에서의 근단 신호를 왜곡시키지 않고, 통화의 대부분을 차지하는 단일통화 환경에서의 잔여반향을 낮출 수 있으며, 알고리즘의 추가 계산량이 거의 없기 때문에 실시간 처리를 잔여반향 수행할 수 있다.
Figure P1020070049501
단일통화, 동시통화, LMS, ECLMS, 후처리 기법

Description

반향 제거 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CANCELLING ECHO OF COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 후처리 기법을 적용한 반향 제거장치의 구조를 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 후처리 기법을 적용한 반향 제거장치의 구조를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반향제거 절차를 도시한 흐름도,
도 4a 내지 4b는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 반향제거 결과를 도시한 그래프.
본 발명은 통신시스템에서의 반향 제거기술에 관한 것으로서, 특히 단일통화 및 동시통화 상황에서의 반향 제거를 수행하는데 적합한 반향 제거 방법 및 장치에 관한 것이다.
전기 통신 초기에는 손실을 극복하여 큰 음량을 전달하는 것이 목적이었으 나, 기술의 발전으로 손실문제가 해결됨에 따라 다음의 과제로 잡음이나 간섭을 제거하는 것으로 전환되었으며, 잡음이나 간섭은 고품질의 광섬유 통신기술로 해결되었다. 이동통신의 발달과 수요의 폭발적인 증가로 휴대폰은 대다수의 사람이 이용하는 필수품이 되었다. 여기에 맞추어 인터넷의 급격한 발달로 음성 데이터 통합(VoIP:Voice over Internet Protocol)을 이용한 인터넷 폰의 사용이 요구되고 있으며, PC를 이용한 메신저(음성)통신이 많이 사용되고 있다.
그리고 전화망과 인터넷 모두에서 음성통신이 사용됨으로써 전화망과 인터넷망의 연동도 수행되고 있다. 다만, 이러한 연동 시 반향(Echo)이 발생될 수 있으며, 발생된 반향은 통신 품질을 저하시키게 된다. 향후에 차세대통신망이 등장하더라도 방대한 투자비 부담 때문에 기존통신망과 상당기간 공존할 것이 예상되므로 차세대통신망과 기존통신망간 상호 연동하는 통화회선에서의 반향 요인은 계속 발생하게 된다. 이런 문제점의 발생으로 향후 통신망에서는 반향 발생요인을 충분하게 고려해야 한다.
한편, 이러한 반향 발생요인 중의 하나가 전화 통화 중에 발생하는 반향이다. 일반 전화망의 가입자와 교환기 사이에서는 2선 양방향 전송방식으로 통화를 하고, 교환국간 전송망에서는 4선 디지털 전송방식으로 통화로를 구성한다. 따라서 2선 전송회선과 4선 전송회선 사이의 상호 변환을 수행하는 정합 회로인 하이브리드(hybrid) 회로가 사용된다. 그러나 하이브리드 회로 또한 임피던스 부정합 등의 요인에 의해 반향이 발생한다. 이러한 반향이 원격 반향(far echo)이며, 전화통화 품질 향상을 위해서는 원격 반향의 제어가 필수적이다.
이와 같은 전화 통신망에서의 반향을 좀 더 효과적으로 제어하기 위해서는 반향신호를 정확하게 모형화하고 반향경로의 특성을 정확하게 추정해야 하므로 적응 필터를 적용한 반향 제거기를 사용한다. 적응 필터에 쓰이는 가장 대표적인 알고리즘으로 최소평균자승(Least Mean Square, 이하 LMS라 한다) 알고리즘을 들 수 있다. LMS 알고리즘은 계수 보정을 위한 계산이 간단하고 기울기 추적 방법에 의해 쉽게 유도될 수 있는 장점을 가지고 있으며, 하드웨어 구현이 쉽다. 따라서 LMS 알고리즘을 적용한 적응 필터를 제어기로 하여 반향 제거에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다.
다만, 근단(near-end) 화자 신호 s(n)가 존재하는 동시통화 환경에서 근단 화자 신호는 적응필터의 계수 적응에 방해 요소로 작용하며 그 크기도 반향신호 y(n)에 비해 크기 때문에 근단 화자가 존재하는 구간에서 필터 계수의 적응이 계속된다면 오차신호가 상당히 커지므로 일반적인 LMS 알고리즘을 적용한 반향 제거기는 발산할 수 있다.
이러한 문제에 대한 보완을 위해 적응 알고리즘을 반향 제거기에 적용하고, 추가적으로 동시통화 검출기를 장착하는 방법이 연구되었다. 현재 상용화되어 있는 반향 제거기는 대부분이 이러한 방법을 사용한다. 그러나 이 방법 또한 검출기가 동시통화를 감지하면 반향 제거기는 적응을 멈춰 버리고 더 이상의 계수 추정을 하지 않는다.
이에 동시통화 환경에서도 반향에 대한 추정을 정상적으로 진행하면서 구조 또한 간단한 ECLMS(Expand Correlation LMS) 알고리즘을 사용하여 동시통화 환경에 서 음향 반향제거를 수행하는 반향 제거 방식에 대해서도 연구되었으나, 여전히 적응필터를 이용한 음향반향제거기는 음향 반향경로를 충분히 추정하지 못해서 잔여 반향이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 한계를 극복하기 위한 것으로, 동시통화 환경에서의 근단 신호를 왜곡시키지 않고, 통화의 대부분을 차지하는 단일통화 환경에서의 잔여반향을 크게 낮출 수 있는 반향 제거 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, ECLMS 알고리즘에 후처리 기법을 적용하여 단일통화 및 동시통화 환경에서의 잔여반향을 낮을 수 있는 반향 제거 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예 방법은, 원단 신호가 음향 반향 경로를 통과하여 산출된 반향 신호와 근단 신호를 믹싱하여 목표신호를 산출하는 과정과, 상기 근단 신호와, 상관 함수화되어 산출된 신호들을 적응 필터부에서 입력받아 반향 제거신호를 산출하는 과정과, 상기 산출된 목표 신호와 근사 반향 신호를 믹싱하여 반향 제거 신호를 산출하는 과정과, 상기 산출된 반향 제거 신호와 목표 신호에 후처리계수를 적용하여 상관계수를 출력하는 과정과, 상기 상관계수를 상기 반향 제거 신호와 곱하여 출력하는 과정을 포함한다.
본 발명의 일 실시예 장치는, 원단 신호에 따른 반향 신호가 근단 신호에 믹 싱되어 그에 따른 목표 신호를 출력하는 제1 신호 전송부와, 상기 원단 신호의 상관 함수에 따른 신호를 출력하는 제1 함수부와, 상기 목표 신호 및 원단 신호간의 상관 함수에 따른 신호를 출력하는 제2 함수부와, 상기 근사 반향 신호와 원단 신호간의 상관 함수에 따른 신호를 출력하는 제3 함수부와, 상기 제1 함수부와, 상기 오차 신호 발생부의 출력 신호에 따라 상기 반향 신호를 근사화하여 그에 따른 근사 반향 신호를 생성하는 적응필터부와, 상기 제1 신호 전송부에서 출력되는 목표 신호와 상기 근사 반향 신호가 믹싱되어 상기 목표신호에서 반향이 제거된 신호를 전송하는 제2 신호 전송부와, 상기 제1 및 제2 신호 전송부의 출력 신호에 대한 후처리를 수행하여 그에 따른 상관계수를 출력하는 후처리부와, 상기 제2 신호 전송부에서 출력되는 근단 신호와 상기 후처리부에서 출력된 상관계수를 곱하여 출력하는 제3 신호 전송부를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 후처리 기법을 적용하여 동시통화 환경에서의 근단 신호를 왜곡시키지 않고, 통화의 대부분을 차지하는 단일통화 환경에서의 잔여반향을 낮추기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 후처리 기법을 적용한 반향 제거장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 반향 제거장치는, 출력된 반향 제거 신호 z(n)에 후처리를 수행하여 주는 P-ECLMS(Post-Processing ECLMS) 알고리즘으로서, 적응 필터부(102)와, 버퍼(104)와, 제1함수부(106)와, 제3함수부(108)와, 음향 반향 경로부(110)와 제1신호 전송부(112)와, 제2함수부(114)와, 오차신호 발생부(116)와, 제2신호 전송부(118)와, 후처리부(120)와, 제3신호 전송부(122)를 포함한다.
제 1 신호 전송부(112)에서는 원단 신호(x(n))(100)가 음향 반향 경로부(110)를 거쳐 출력된 반향 신호(y(n))를 입력받는 동시에 전송하려는 근단 신호(s(n))를 입력받아 이들을 믹싱(d(n)=s(n)+y(n))하여 목표 신호(d(n))를 출력한다. 버퍼(104)에서는 입력되는 원단 신호(x(n))(100)가 전달되는 동안 신호의 크기가 변화되는 것을 방지하기 위하여 버퍼링을 수행한 후 출력된 신호(x＿b(n))가 제 1 및 제 2 함수부(106, 114)로 입력되도록 한다.
즉, 상기 원단 신호(x(n))가 전달되는 동안 그 크기가 변화하게 되면 상기 근단 신호(s(n))와 믹싱된 반향 신호(y(n))에 대한 정확한 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00001
)의 생성이 이루어지지 않기 때문에 버퍼(104)를 통과하여 정확한 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00002
)를 생성하기 위함이다.
이에 제 1함수부(106)에서는 입력받은 신호(x＿b(n))를 자체의 상관 함수에 따른 신호(
Figure 112007037345216-PAT00003
)로 출력하여 적응 필터부(102)로 입력되도록 하고, 제 2 함수 부(114)에서는 원단 신호(x(n))(100)와 목표 신호(d(n)) 간의 상관 함수에 따른 신호(
Figure 112007037345216-PAT00004
)를 오차 신호 발생부(116)로 출력한다.
이에 제 1함수부(106)에서는 입력받은 신호(x＿b(n))를 자체의 상관 함수에 따른 신호(
Figure 112007037345216-PAT00005
)로 출력하여 적응 필터부(102)로 입력되도록 하고, 제 2 함수부(114)에서는 원단 신호(x(n))(100)와 목표 신호(d(n)) 간의 상관 함수에 따른 신호(
Figure 112007037345216-PAT00006
)를 오차 신호 발생부(116)로 출력한다.
이후, 적응 필터부(102)에서는 제1 함수부(106)로부터 입력된 신호(
Figure 112007037345216-PAT00007
)와, 원단 신호(x(n))(100)를 입력 받아 필터링을 수행함으로써, 원단 신호(x(n))에 따른 반향 신호(y(n))의 근사치인 근사반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00008
)를 생성하여 출력하고, 제 3 함수부(108)에서는 출력된 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00009
)와 버퍼링된 원단 신호(x＿b(n))간의 상관 함수에 따른 신호(
Figure 112007037345216-PAT00010
)를 출력한다.
오차신호 발생부(116)에서는 제 2 함수부(114) 및 제 3 함수부(108)에서 각각 출력되는 신호(
Figure 112007037345216-PAT00011
,
Figure 112007037345216-PAT00012
) 사이의 오차 신호(e(n))를 생성하여 적응 필터부(102)로 출력함으로서, 적응 필터부(102)에서는 출력된 오차신호를 가중치 백터로서 업데이트하는 것으로서, ECLMS 알고리즘에 의해서 오차수정 후 FIR 필터의 계수를 변경한다.
제2 신호 전송부(118)에서는 목표 신호(d(n)) 및 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00013
) 에 따라 반향 신호(y(n))가 제거된 반향 제거 신호 z(n)을 출력한다.
후처리부(220)는 출력된 반향 제거 신호 z(n)를 입력받아 목표 신호 d(n)과의 상관계수 p(n)을 구하여 출력하고, 제3신호 전송부(122)는 출력된 상관계수 p(n)을 반향 제거신호 z(n)에 곱해 주어 잔여 반향을 낮추어 준다.
상기와 같은 구성블록들을 포함하는 반향 제거장치의 동작 절차를 구체적으로 설명하면, 적응 필터부(102)는 ECLMS 알고리즘을 사용하며, 제1 함수부(106)의 출력 신호(
Figure 112007037345216-PAT00014
)에 따라 상기 근단 신호(s(n))와 믹싱되는 반향 신호(y(n))에 대한 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00015
)를 생성하고, 생성된 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00016
)와 원단 신호(x(n))는 제 3 함수부(108)에서 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00017
)와 원단 신호(x(n))에 따른 신호(
Figure 112007037345216-PAT00018
)를 출력한다.
이때, 제 3 함수부(108)의 출력 신호(
Figure 112007037345216-PAT00019
)는 오차신호 발생부(116)에서 제 2 함수부(114)의 출력 신호(
Figure 112007037345216-PAT00020
)와 믹싱을 수행하여 오차 신호(e(n))를 발생하고, 오차 신호(e(n))는 가중치 벡터로서 적응 필터부(102)로 재입력됨으로써, 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00021
)를 조정하게 된다.
여기서, 오차 신호(e(n))는
Figure 112007037345216-PAT00022
가 되며, 오차 신호(e(n))에 의해 조정된 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00023
)는 목표 신호(d(n)) 와 제 2 신호 전송부(118)에서 믹싱되며, 이때 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00024
)와 목표 신호(d(n))가 믹싱 되면서 반향 신호(y(n))가 목표 신호(d(n))로부터 제거된 반향 제거 신호 z(n)를 출력한다.
즉, z(n)=d(n)+
Figure 112007037345216-PAT00025
이 되고, 여기서, d(n)=s(n)+y(n)이므로, 최종적으로 z(n)=s(n)+y(n)+
Figure 112007037345216-PAT00026
이 된다. 이때,
Figure 112007037345216-PAT00027
은 y(n)과 위상이 반대이고, 크기는 같은 신호이므로 출력되는 반향 제거 신호 z(n)에는 반향음이 제거된 근단 신호 s(n)만이 존재하게 된다.
이를 통해 단일 통화 환경에서의 통화품질을 향상시킬 수 있으나, 상기와 같은 구조만으로는 동시 통화시 z(n)이 정확하게 근단 신호 s(n)과 일치하지 않는 경우가 자주 발생하게 된다. 이는 잡음원 v(n)의 존재 원인과 반향신호 y(n)의 크기가 근단 신호보다 충분히 작지 않은 경우가 자주 발생하기 때문이다. 최악의 경우 원단 신호는 하이브리드 시스템에 의해서 지연 없는 반향을 형성하게 되는데, 이때의 크기감쇄는 1.4dB이다. 따라서 근단 신호가 존재할 경우 원단 신호와 근단 신호의 차이가 20dB 이상을 만족하지 않는 경우가 대부분을 차지하게 된다. 후처리 기법 알고리즘의 전제조건은 원단 신호가 근단 신호보다 20dB이상 작아야 함을 전제조건으로 가지며 대부분의 통화 조건에서는 이 조건을 만족한다.
즉, 통화의 대부분을 차지하는 단일 통화의 경우에는 근단 신호 s(n)가 없기 때문에 d(n)=y(n)이다. 따라서 적응 알고리즘이 추정한 음향 반향 경로가 정확하게 일치한다면
Figure 112007037345216-PAT00028
=y(n)이기 때문에 후처리를 이용한 상관계수는 1이 되어 출력신호에 영향을 주지 않게 된다. 하지만 어떤 알고리즘도 정확하게 100% 음향 반향 경로를 예측할 수 없다. 특히 적응알고리즘이 수렴하기 전까지의 시간에는 실제 음향 반향 경로와 추정된 음향 반향 경로가 일치하지 않기 때문에 잔여반향이 생성되게 된다. 이때 후처리의 상관계수는 신호가 서로 틀리기 때문에 1보다는 작은 숫자가 되게 되고, 이후 처리 계수를 z(n)에 곱해주어 잔여반향을 낮출 수 있다.
이에 출력된 반향 제거 신호 z(n)은 후처리부(120)로 입력되며, 후처리부(220)는 신호의 유사도를 파악하기 위한 부분으로 반향 제거 신호 z(n)과, 근단 신호 s(n)과, 원단 신호 x(n)이 하이브리드 전송선로(음향 반향 경로)를 지나 온 반향신호 y(n)의 합으로 이루어진 d(n)=s(n)+y(n)의 상관계수({z(n), d(n) correlation function}/({d(n), d(n) correlation function}) p(n)을 구하여 출력한다. 이후 출력된 상관계수 p(n)은 제3신호 전송부(122)에 입력되어 제3신호 전송부(122)에서는 상관계수 p(n)을 반향 제거신호 z(n)에 곱해 주어 잔여 반향을 낮추게 된다.
다만, 이와 같은 P-ECLMS 알고리즘을 이용한 반향 제거 장치에 있어서는, 후처리부(120)에서 반향 제거신호 (z(n))에 후처리 계수로서 상관계수를 적용하게 되면 원단 신호 x(n)만 존재하는 단일통화 환경에서는 성능을 크게 향상시키지만 근단 신호 s(n)가 존재하는 동시 통화 환경에서는 후처리부(120)에 의해 구해진 p(n)=1에 가깝게 정의되지 않으므로 종래의 ECLMS알고리즘 반향 제거 장치보다는 동시 통화 환경에서의 반향 제거 성능을 향상시키지만, p(n)의 값에 의하여 근단 신호 s(n)를 어느 정도 왜곡 시킬 수 있다.
이에 다음 실시예에서는 근단 신호 s(n)의 왜곡을 해결하기 위한 반향 제거 장치를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 후처리 기법을 적용한 반향 제거장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 2의 반향 제거 장치는, 단일 통화 및 동시 통화의 경우 후처리 계수를 달리하여 주는 SP-ECLMS(Selective Post-Processing ECLMS) 알고리즘으로서, 도 1과 유사한 블럭 구성을 가진다. 즉, 도 1의 적응 필터부(102), 버퍼(104), 제1함수부(106), 제3함수부(108), 음향 반향 경로부(110) 제1신호 전송부(112), 제2함수부(114), 오차신호 발생부(116), 제2신호 전송부(118), 후처리부(120), 제3신호 전송부(122), 후처리부(120)는 도 2의 반향 제거 장치 구조에 포함된 적응 필터부(202), 버퍼(204), 제1함수부(206), 제3함수부(208), 음향 반향 경로부(210) 제1신호 전송부(212), 제2함수부(214), 오차신호 발생부(216), 제2신호 전송부(218), 후처리부(220), 제3신호 전송부(226), 후처리부(220)와 같은 기능을 수행한다.
다만 도 2의 SP-ECLMS 알고리즘을 사용하는 반향 제거 장치는 후처리부(220)의 출력된 신호를 판단하는 판단부(222)와, 판단부(222)로부터 출력된 신호에 대한 변형을 수행하는 변형부(224)를 더 포함함으로써, 동시 통화 환경에서의 반향 제거 성능을 높여준다.
도 2의 실시예에 따른 반향 제거장치는 먼저 상기 제 1 신호 전송부(212)에 근단 신호(s(n)) 및 반향 신호(y(n))가 입력되어 그에 따른 목표 신호(d(n))가 출력된다.
상기 제 1 함수부(206)에서는 상기 원단 신호(x(n)) 자체의 상관 함수에 따른 신호(
Figure 112007037345216-PAT00029
)가 출력되고, 상기 출력된 신호(
Figure 112007037345216-PAT00030
)가 적응 필터부(202)로 입력되면 상기 적응 필터부(202)에서는 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00031
)가 생성 출력된다.
이때, 상기 제 2 함수부(214)에서 상기 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00032
)와 상기 원단 신호(x(n))와의 상관 함수에 따른 신호(
Figure 112007037345216-PAT00033
)가 출력되고, 상기 제 3 함수부(208)에서는 상기 원단 신호(x(n))와 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00034
) 와의 상관 함수에 따른 신호(
Figure 112007037345216-PAT00035
)가 출력된다.
또한, 상기 제 2 함수부(214)에서 출력된 신호(
Figure 112007037345216-PAT00036
)와 상기 제 3 함수부(208)에서 출력된 신호(
Figure 112007037345216-PAT00037
)가 상기 오차신호 발생부(216)에 입력되면 그에 따른 오차 신호(e(n))가 발생되고, 상기 오차 신호(e(n))는 상기 적응 필터부(202)로 재입력되어 상기 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00038
)의 오차가 감소하게 된다.
상기 근사 반향 신호(
Figure 112007037345216-PAT00039
)는 상기 목표 신호(d(n))와 상기 제 2 신호 전송부(218)에 입력되는데, 이때 상기 근사 반향신호(
Figure 112007037345216-PAT00040
)에 의해 상기 목표 신호(d(n))로부터 반향 신호(y(n))가 제거되면, 상기 제 1 신호 전송부(212)를 통 해 입력된 근단 신호(s(n))와 대응되는 신호(z(n))가 상기 제 2 신호 전송부(218)에서 출력된다.
이후 출력된 반향 제거 신호(z(n))는 후처리부(220)로 입력되며, 후처리부(220)에서는 신호의 유사도를 파악하기 위한 부분으로 반향 제거 신호 z(n)과, 근단 신호 s(n)과, 원단 신호 x(n)이 하이브리드 전송선로(음향 반향 경로)를 지나 온 반향신호 y(n)의 합으로 이루어진 d(n)=s(n)+y(n)의 상관계수를 구하여 출력한다.
판단부(222)에서는 출력된 상관계수가 미리 설정된 임계값의 미만인지 이상인지를 판단하는 것으로, 입력된 상관계수가 0.3보다 크거나 같다면, 동시통화 상태이므로 기존 반향 신호를 유지할 수 있도록 변형부에서 상관계수 p(n)을 1로 변경하여 제3신호 전송부로 출력함으로써, 근단 신호의 왜곡을 사전에 방지하고, 상관계수가 0.3보다 작다면, 단일 통화 상태이므로 이 후처리 계수 즉, 상관계수를 반향 제거신호에 곱해 주어 잔여 반향을 낮추게 된다.
여기서 상관계수는 0.3의 고정된 값이 아니며, 통신선로의 경로에 따라서 가변적이며, 임의의 통신선로상에서의 최저 감쇠비에 따라 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반향제거 절차를 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 300단계에서 근단 신호 x(n)와 원단 신호 s(n)가 생성되고, 302단계에서, 원단 신호가 음향 반향 경로부(210)를 통과하여 반향 신호 y(n)가 산출되고, 304단계에서는 제1신호 전송부(112)에 입력된 근단 신호와 반향 신호 의 믹싱을 통하여 목표신호 d(n)가 산출된다.
306단계에서는 근단 신호와 상관 함수부들로부터 출력된 신호들을 적응 필터부(202)에서 입력받아 반향 제거신호 를 산출하고, 308단계에서 목표 신호와 근사 반향 신호
Figure 112007037345216-PAT00041
를 제2신호 전송부(218)에서 입력받아 이들 신호를 믹싱하여 반향 제거 신호 z(n)를 산출한다.
이후 310단계에서는 상관함수들로부터 출력된 신호를 입력받아 오차 신호 발생부(116)에서 에러 벡터를 산출하고, 산출된 벡터를 가중치로서 적응 필터부(102)로 전달함으로써, 오차를 정정하는 업데이트를 수행한다. 312단계에는 반향 제거 신호와 목표 신호를 입력받은 후처리부(120)에서 후처리계수를 이용하여 상관계수를 출력한다.
314단계에서는 앞서 출력된 상관계수가 0.3보다 큰지 여부를 비교하여, 상관계수가 0.3보다 크거나 같다면, 동시통화가 이루어지는 경우이므로, 316단계로 진행하여 기존 출력된 신호를 유지함으로써, 동시 통화시의 신호 왜곡을 사전에 방지하고, 314단계에서 상관계수가 0.3보다 적다면, 단일통화가 이루어지는 경우이므로 318단계로 진행하여 반향 제거 신호에 상관계수를 믹싱한 출력신호를 산출하여 불필요한 잔여반향을 감소시킬 수 있다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 반향제거 결과를 도시한 그래프이다.
도 4a는, 도 1의 실시예에 따른 단일 통화 환경과 동시통화 환경에서의 신호 형태를 도시한 그래프로서, 400과 406 그래프는 제2신호 전송부(118)로부터 출력된 반향 제거신호를 나타내며, 402와 408 그래프는 후처리부(120)로부터 후처리된 신호를 각각 나타낸다. 이에 상기와 같은 신호를 제 3신호 전송부(122)에서 믹싱하여 출력한 신호 out(n)는 404와 410 그래프에서 각각 나타내고 있다.
이와 같이 단일통화 환경에서는 404 그래프와 같이 잔여반향 신호가 현저히 감소됨을 알 수 있다. 그러나 동시통화 환경에서는 410 그래프에서 412와 같은 근단 신호가 왜곡되고 있음을 알 수 있다.
도 4b를 참조하면, 도 2의 실시예에 따른 단일 통화 환경과 동시통화 환경에서의 신호 형태를 도시한 그래프로서, 450과 456 그래프는 제2신호 전송부(218)로부터 출력된 반향 제거신호를 나타내며, 452와 458 그래프는 후처리부(220)로부터 후처리된 신호를 각각 나타낸다. 이에 상기와 같은 신호들(z(n), p(n))을 제 3신호 전송부(226)에서 믹싱하여 출력한 신호(out(n))는 454와 460 그래프에서 각각 나타내고 있다.
이와 같이 단일통화 환경에서는 454 그래프와 같이 잔여반향 신호가 감소되었으나, 도 4a의 404가 더 많은 잔여반향 제거 능력을 나타내고 있다. 그러나 동시통화 환경에서는 460 그래프에서 462와 같이 왜곡 현상을 해결할 수 있으므로, 단일 통화가 많은 환경에서는 도 1의 실시예를 이용한 반향제거 장치의 구성이 큰 효과를 나타낼 수 있으나, 단일 통화 및 동시통화가 빈번히 일어나거나 통시 통화가 더 많은 환경에서는 도 2의 실시예를 이용한 반향 제거 장치의 구성이 더 큰 효과를 나타낼 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 후처리 기법을 적용하여 동시통화 환경에서의 근단 신호를 왜곡시키지 않고, 통화의 대부분을 차지하는 단일통화 환경에서의 잔여반향을 낮춘다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 후처리 기법을 적용하여 동시통화 환경에서의 근단 신호를 왜곡시키지 않고, 통화의 대부분을 차지하는 단일통화 환경에서의 잔여반향을 낮출 수 있으며, 알고리즘의 추가 계산량이 거의 없기 때문에 실시간 처리를 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 원단 신호가 음향 반향 경로를 통과하여 산출된 반향 신호와 근단 신호를 믹싱하여 목표신호를 산출하는 과정과,
    상기 근단 신호와, 상관 함수화되어 산출된 신호들을 적응 필터부에서 입력받아 반향 제거신호를 산출하는 과정과,
    상기 산출된 목표 신호와 근사 반향 신호를 믹싱하여 반향 제거 신호를 산출하는 과정과,
    상기 산출된 반향 제거 신호와 목표 신호에 후처리계수를 적용하여 상관계수를 출력하는 과정과,
    상기 상관계수를 상기 반향 제거 신호와 곱하여 출력하는 과정
    을 포함하는 반향 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 출력된 상관계수를 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값 보다 작다면, 상기 상관계수를 상기 반향 제거 신호와 곱하여 출력하는 과정과,
    상기 임계값 보다 크거나 같다면, 상기 상관계수를 1로 변환하는 과정과,
    상기 변환된 상관계수를 상기 반향 제거 신호와 곱하여 출력하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반향 제거방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 원단 신호의 크기가 변화되는 것을 방지하기 위해 버퍼링을 수행하는 과정과,
    상기 버퍼링된 원단 신호의 상관 함수에 따른 신호를 출력하는 제1 함수화 과정과,
    상기 목표 신호 및 상기 버퍼링된 원단 신호간의 상관 함수에 따른 신호를 출력하는 제2 함수화 과정과,
    상기 근사 반향 신호와 상기 버퍼링된 원단 신호간의 상관 함수에 따른 신호를 출력하는 제3 함수화 과정과,
    상기 제2 및 제3 함수화 과정으로 출력된 신호간의 오차를 산출하여 상기 적응 필터부로 출력하는 과정
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반향 제거방법.
  4. 원단 신호에 따른 반향 신호가 근단 신호에 믹싱되어 그에 따른 목표 신호를 출력하는 제1 신호 전송부와,
    상기 원단 신호의 상관 함수에 따른 신호를 출력하는 제1 함수부와, 상기 목표 신호 및 원단 신호간의 상관 함수에 따른 신호를 출력하는 제2 함수부와,
    상기 근사 반향 신호와 원단 신호간의 상관 함수에 따른 신호를 출력하는 제 3 함수부와,
    상기 제1 함수부와, 상기 오차 신호 발생부의 출력 신호에 따라 상기 반향 신호를 근사화하여 그에 따른 근사 반향 신호를 생성하는 적응필터부와,
    상기 제1 신호 전송부에서 출력되는 목표 신호와 상기 근사 반향 신호가 믹싱되어 상기 목표신호에서 반향이 제거된 신호를 전송하는 제2 신호 전송부와,
    상기 제1 및 제2 신호 전송부의 출력 신호에 대한 후처리를 수행하여 그에 따른 상관계수를 출력하는 후처리부와,
    상기 제2 신호 전송부에서 출력되는 근단 신호와 상기 후처리부에서 출력된 상관계수를 곱하여 출력하는 제3 신호 전송부
    를 포함하는 반향 제거장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 후처리부로부터 출력된 상관계수를 입력받아 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값 보다 값이 작다면, 상기 제3신호 전송부로 출력하고, 상기 임계값 보다 크거나 같다면, 변화부로 출력하는 판단부와,
    상기 판단부로부터 출력된 상관계수를 1로 변환하여 상기 제3신호 전송부로 출력하는 변형부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반향 제거장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 제 2 및 제 3 함수부의 출력 신호간의 오차를 산출하여 상기 적응 필터부로 출력하는 오차 신호 발생부와,
    상기 원단 신호가 전달되는 동안 그 크기가 변화되는 것을 방지하는 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반향 제거장치.
KR1020070049501A 2007-05-22 2007-05-22 반향 제거 방법 및 장치 KR20080102712A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070049501A KR20080102712A (ko) 2007-05-22 2007-05-22 반향 제거 방법 및 장치
TW097118802A TW200904141A (en) 2007-05-22 2008-05-21 Method and apparatus for echo cancellation
US12/124,625 US8144863B2 (en) 2007-05-22 2008-05-21 Method and apparatus for echo cancellation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070049501A KR20080102712A (ko) 2007-05-22 2007-05-22 반향 제거 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080102712A true KR20080102712A (ko) 2008-11-26

Family

ID=40072403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070049501A KR20080102712A (ko) 2007-05-22 2007-05-22 반향 제거 방법 및 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8144863B2 (ko)
KR (1) KR20080102712A (ko)
TW (1) TW200904141A (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5025753B2 (ja) * 2010-03-31 2012-09-12 株式会社東芝 エコーキャンセル装置、方法
CN110246513B (zh) * 2019-07-08 2021-08-24 维沃移动通信有限公司 语音信号的处理方法及移动终端

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1243416C (zh) * 2000-03-27 2006-02-22 朗迅科技公司 用自适应判决门限来完成通话重叠检测的方法和装置
US6622030B1 (en) * 2000-06-29 2003-09-16 Ericsson Inc. Echo suppression using adaptive gain based on residual echo energy
JP4155774B2 (ja) * 2002-08-28 2008-09-24 富士通株式会社 エコー抑制システム及び方法
US7856097B2 (en) * 2004-06-17 2010-12-21 Panasonic Corporation Echo canceling apparatus, telephone set using the same, and echo canceling method

Also Published As

Publication number Publication date
US20080292093A1 (en) 2008-11-27
US8144863B2 (en) 2012-03-27
TW200904141A (en) 2009-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7856097B2 (en) Echo canceling apparatus, telephone set using the same, and echo canceling method
JP3199155B2 (ja) 反響消去装置
KR101017766B1 (ko) 핸드 프리 장치에서의 스펙트럼 도메인 비선형 반향 제거방법
JP3576430B2 (ja) 自動利得制御器
JPH09507120A (ja) エコー打消装置においてエコーの位置を決定する方法
JPH10304489A (ja) エコー・雑音成分除去装置
JPH09139696A (ja) 適応識別とそれに関する適応エコーキャンセラのための方法と装置
JP2005142659A (ja) エコーキャンセラ
WO2002062046A1 (en) Line echo canceller scalable to multiple voice channel/ports
JP4403776B2 (ja) エコーキャンセラ
KR20080102712A (ko) 반향 제거 방법 및 장치
JP3220979B2 (ja) 音声スイッチ
JP2002503910A (ja) 雑音環境におけるフィルタ適応化の制御方法および装置
KR102172608B1 (ko) 동시통화에 강인한 심층학습 기반 음향반향 제거 장치 및 그 방법
US20100002866A1 (en) Voice communication apparatus
KR19990080327A (ko) 계층적 구조의 적응반향 제거장치
TWI624830B (zh) 一種仿射組合的回聲消除方法與系統
JP3212796B2 (ja) エコーキャンセラ
JP3187716B2 (ja) 反響消去装置
JP3304609B2 (ja) エコーキャンセラ学習方法
KR100431965B1 (ko) 시변 적응알고리즘이 적용된 음향반향 제거장치 및 그 방법
JP3094634B2 (ja) エコー除去方法及びエコー除去装置
JP3403891B2 (ja) 反響消去装置
KR100420581B1 (ko) 전처리 알고리즘이 적용된 스테레오 음향반향 제거장치 및그 방법
Ferreira et al. An efficient long distance echo canceller

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application