KR20220077820A - Adaptive gain control apparatus - Google Patents

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KR20220077820A
KR20220077820A KR1020210038169A KR20210038169A KR20220077820A KR 20220077820 A KR20220077820 A KR 20220077820A KR 1020210038169 A KR1020210038169 A KR 1020210038169A KR 20210038169 A KR20210038169 A KR 20210038169A KR 20220077820 A KR20220077820 A KR 20220077820A
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echo
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KR1020210038169A
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이완규
윤영호
정승모
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주식회사 텔레칩스
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/32Automatic control in amplifiers having semiconductor devices the control being dependent upon ambient noise level or sound level
    • HELECTRICITY
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    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3005Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers

Abstract

적응형 이득 제어 장치가 개시된다.
이 장치에서 유효성 판별부는 원단으로부터의 입력 신호로부터 추정된 잡음 신호를 사용하여 원단으로부터의 입력 신호에 음성 신호가 존재하는 것을 나타내는 유효성 여부를 판별한다. 적응형 이득 조절부는 유효성 판별부에 의해 원단으로부터의 입력 신호가 유효한 동안에만 원단으로부터의 입력 신호에 대한 적응적 이득 조절을 수행한다. 이러한 유효성 판별부는 원단으로부터의 입력 신호로부터 잡음 신호를 추정하는 잡음 업데이트부, 및 잡음 업데이트부에서 추정된 잡음 신호의 전력과 원단으로부터의 입력 신호의 전력을 비교하여 원단으로부터의 입력 신호의 유효 신호 여부를 판별하는 유효 신호 판별부를 포함한다.
An adaptive gain control apparatus is disclosed.
In this device, the validity determining unit determines whether the input signal from the far end is valid, indicating that the voice signal is present, using the noise signal estimated from the input signal from the far end. The adaptive gain control unit performs adaptive gain control on the input signal from the far end only while the input signal from the far end is valid by the validity determining unit. The validity determining unit compares the noise update unit for estimating the noise signal from the input signal from the far end, and the power of the noise signal estimated by the noise update unit with the power of the input signal from the far end to determine whether the input signal from the far end is valid. and a valid signal determining unit for determining

Description

적응형 이득 제어 장치 {Adaptive gain control apparatus}Adaptive gain control apparatus

본 발명은 적응형 이득 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an adaptive gain control device.

일반적으로, 모바일, 차량내 핸즈프리 등과 같이 전화 회선처럼 송신자와 수신자가 동시에 양방향 통신을 할 수 있는 전이중 통신(full-duplex communication) 또는 무전기와 같이 한쪽에서 정보를 보내면 다른 한쪽에서는 정보를 모두 받아야만 반대쪽으로 정보를 보낼 수 있는 반이중 통신(half-duplex communication)에서 이득 제어 기능은 스피커로 출력되는 신호에 대한 이득을 제어하거나, 마이크로 입력된 신호에 대해 에코 및 잡음 제거(Echo Cancellation/Noise Reduction, EC/NR)를 수행한 신호의 이득을 제어하는 것을 말한다.In general, full-duplex communication in which the sender and the receiver can communicate in both directions at the same time, such as a telephone line, such as a mobile phone or hands-free in a vehicle, or when one side sends information, the other side must receive all the information to the other side. In half-duplex communication that can send information, the gain control function controls the gain of the signal output to the speaker, or Echo Cancellation/Noise Reduction (EC/NR) for the signal input to the microphone. ) means to control the gain of the performed signal.

종래의 이득 제어 기술은 원하는 신호뿐만 아니라 에코 신호와 잡음 신호를 고려하지 않고 이득 제어를 수행함에 따라, 출력 신호에 미쳐 다 제거되지 않은 잔여 에코 신호나 억제되지 못한 잡음 신호가 남아 있을 경우 해당 신호의 특성들도 함께 증폭될 수 있다. The conventional gain control technique performs gain control without considering not only the desired signal but also the echo signal and the noise signal. Therefore, when a residual echo signal that has not been completely removed or a noise signal that has not been suppressed remains in the output signal, the Characteristics can also be amplified together.

결과적으로, 종래의 이득 제어 기능을 사용하여 출력 신호의 레벨을 제어하였을 경우, 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal-to-interference-plus-noise ratio, SINR)가 동일하기 때문에 SINR 이득이 발생되지 않는다는 문제점이 있다. As a result, when the level of the output signal is controlled using the conventional gain control function, the SINR gain is not generated because the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) is the same. There is this.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유효한 신호에 대해서만 이득 조절을 수행함으로써, 신호 대 간섭 및 잡음비를 향상시킬 수 있는 적응형 이득 제어 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an adaptive gain control apparatus capable of improving signal-to-interference and noise ratios by performing gain adjustment only on effective signals.

상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다. The characteristic configuration of the present invention for achieving the object of the present invention as described above and for realizing the characteristic effects of the present invention to be described later is as follows.

본 발명의 일 측면에 따르면, 적응형 이득 제어 장치가 제공되며, 이 장치는, According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus for adaptive gain control, the apparatus comprising:

통신 시스템에서 근단(near end)과 원단(far end) 사이에 전송되는 신호의 적응형 이득 제어 장치로서, 상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 추정된 잡음 신호를 사용하여 상기 원단으로부터의 입력 신호에 음성 신호가 존재하는 것을 나타내는 유효성 여부를 판별하는 유효성 판별부, 그리고 상기 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효한 동안에만 상기 원단으로부터의 입력 신호에 대한 적응적 이득 조절을 수행하는 적응형 이득 조절부를 포함한다.An apparatus for controlling an adaptive gain of a signal transmitted between a near end and a far end in a communication system, using a noise signal estimated from the input signal from the far end to add a voice signal to the input signal from the far end a validity determining unit that determines whether or not the validity indicating that includes wealth.

여기서, 상기 유효성 판별부는, 상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 잡음 신호를 추정하는 잡음 업데이트부, 그리고 상기 잡음 업데이트부에서 추정된 잡음 신호의 전력과 상기 원단으로부터의 입력 신호의 전력을 비교하여 상기 원단으로부터의 입력 신호의 유효 신호 여부를 판별하는 유효 신호 판별부를 포함한다.Here, the validity determining unit includes a noise update unit for estimating a noise signal from the input signal from the far end, and compares the power of the noise signal estimated by the noise update unit with the power of the input signal from the far end, and a valid signal determining unit for determining whether the input signal of

또한, 상기 유효 신호 판별부는, 상기 잡음 신호의 전력과 상기 원단으로부터의 입력 신호의 전력 비교시 저대역 전력과 고대역 전력을 각각 산출하여 비교한다.In addition, the effective signal determining unit calculates and compares the low-band power and the high-band power, respectively, when comparing the power of the noise signal and the power of the input signal from the far end.

또한, 상기 유효 신호 판별부는 상기 원단으로부터의 입력 신호가 저대역 전력과 고대역 전력 모두에서 상기 잡음 신호보다 큰 경우에 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효 신호인 것으로 판별한다.In addition, when the input signal from the far end is greater than the noise signal in both low band power and high band power, the effective signal determining unit determines that the input signal from the far end is a valid signal.

또한, 상기 잡음 업데이트부는 상기 유효 신호 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효 신호가 아닌 무효 신호인 것으로 판별되는 경우, 상기 무효 신호인 것으로 판별되는 횟수를 카운트하고, 카운트되는 횟수가 미리 설정된 업데이트 카운트를 초과하는 경우에 상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 잡음 신호를 추정하여 업데이트한다.In addition, when the noise update unit determines that the input signal from the far end is not a valid signal but an invalid signal by the valid signal determination unit, the noise update unit counts the number of times the signal is determined to be an invalid signal, and the number of times to be counted is preset When the update count is exceeded, the noise signal is estimated and updated from the input signal from the far end.

또한, 상기 적응형 이득 조절부는 상기 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효한 것으로 판별되는 경우, 상기 유효한 것으로 판별되는 횟수를 카운트하고, 카운트되는 횟수가 미리 설정된 조절 카운트를 초과하는 경우에 상기 원단으로부터의 입력 신호에 대한 적응형 이득 조절을 수행한다.In addition, when the adaptive gain control unit determines that the input signal from the far end is valid by the validity determining unit, counts the number of times determined to be valid, and when the counted number exceeds a preset adjustment count An adaptive gain adjustment is performed on the input signal from the far end.

또한, 상기 적응형 이득 조절부는 상기 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효한 상태에서 유효하지 않은 상태로 판별되는 경우, 미리 설정된 일정 시간 동안 상기 원단으로부터의 입력 신호에 대한 적응형 이득 조절을 지속적으로 수행한다.In addition, when the validity determining unit determines that the input signal from the far end is invalid from the valid state, the adaptive gain adjuster adjusts the adaptive gain for the input signal from the far end for a preset period of time. continuously perform

본 발명의 다른 측면에 따르면, 적응형 이득 제어 장치가 제공되며, 이 장치는,According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for adaptive gain control, the apparatus comprising:

통신 시스템에서 근단과 원단 사이에 전송되는 신호의 적응형 이득 제어 장치로서, 상기 원단으로부터의 입력 신호에 대해 에코 및 잡음 제거를 수행하여 에코 및 잡음 제거된 신호를 출력하는 에코 및 잡음 제거부, 상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 추정된 제1 잡음 신호를 사용하여 상기 원단으로부터의 입력 신호에 음성 신호가 존재하는 것을 나타내는 유효성 여부를 판별하는 제1 유효성 판별부, 상기 제1 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효성이 있는 것으로 판별되는 경우, 상기 에코 및 잡음 제거된 신호로부터 추정된 제2 잡음 신호를 사용하여 상기 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성 여부를 판별하는 제2 유효성 판별부, 그리고 상기 제2 유효성 판별부에 의해 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 유효성이 있는 것으로 판별되는 동안에만 상기 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 적응적 이득 조절을 수행하는 적응형 이득 조절부를 포함한다.An apparatus for controlling an adaptive gain of a signal transmitted between a near-end and a far-end in a communication system, the echo and noise canceling unit outputting an echo and noise-removed signal by performing echo and noise cancellation on an input signal from the far end; A first validity determining unit that determines whether or not validity indicating that a voice signal is present in the input signal from the far end using the first noise signal estimated from the input signal from the far end; When it is determined that the input signal is valid, a second validity determining unit for determining whether the echo and noise-cancelled signal is valid using a second noise signal estimated from the echo and noise-cancelled signal; And and an adaptive gain control unit configured to perform adaptive gain control on the echo and noise cancellation signals only while the echo and noise cancellation signals are determined to be valid by the second validity determining unit.

여기서, 상기 제2 유효성 판별부는, 상기 제1 유효성 판별부에 의한 판별 결과가 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효성이 있는 것을 나타내고, 상기 에코 및 잡음 제거된 신호와 상기 제2 잡음 신호의 전력 비교에 의해 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 상기 제2 잡음 신호보다 큰 경우에 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 유효성이 있는 것으로 판별한다.Here, the second validity determining unit, the determination result by the first validity determining unit indicates that the input signal from the far end is valid, and is used to compare the power of the echo and noise-removed signal and the second noise signal. When the echo and noise-cancelled signal are larger than the second noise signal, it is determined that the echo-cancelled signal is valid.

또한, 상기 제1 유효성 판별부는, 상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 상기 제1 잡음 신호를 추정하는 제1 잡음 업데이트부, 그리고 상기 제1 잡음 업데이트부에서 추정된 제1 잡음 신호의 전력과 상기 원단으로부터의 입력 신호의 전력을 비교하여 상기 원단으로부터의 입력 신호의 유효 신호 여부를 판별하는 제1 유효 신호 판별부를 포함하고, 상기 제2 유효성 판별부는, 상기 에코 및 잡음 제거된 신호로부터 상기 제2 잡음 신호를 추정하는 제2 잡음 업데이트부, 그리고 상기 제1 유효 신호 판별부의 판별 결과와, 상기 제2 잡음 업데이트부에서 추정된 제2 잡음 신호의 전력과 상기 에코 및 잡음 제거된 신호의 전력 비교 결과를 사용하여 상기 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효 신호 여부를 판별하여 상기 적응형 이득 조절부로 제공하는 제2 유효 신호 판별부를 포함한다.In addition, the first validity determining unit includes a first noise updater for estimating the first noise signal from the input signal from the far end, and the power of the first noise signal estimated by the first noise updater and the far end. and a first valid signal determining unit for determining whether the input signal from the far end is a valid signal by comparing the power of the input signal of A second noise updater for estimating , the result of the determination of the first valid signal determiner, and the power of the second noise signal estimated by the second noise updater and the power comparison result of the echo and noise-removed signal are used and a second valid signal determining unit that determines whether the echo and noise cancelled signals are valid signals and provides them to the adaptive gain control unit.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 적응형 이득 제어 장치가 제공되며, 이 장치는,According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for adaptive gain control, the apparatus comprising:

통신 시스템에서 근단과 원단 사이에 전송되는 신호의 적응형 이득 제어 장치로서, 상기 근단으로부터의 입력 신호에 대해 에코 및 잡음 제거를 수행하여 에코 및 잡음 제거된 신호를 출력하는 에코 및 잡음 제거부, 상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 추정된 제1 잡음 신호를 사용하여 상기 원단으로부터의 입력 신호에 음성 신호가 존재하는 것을 나타내는 유효성 여부를 판별하는 제1 유효성 판별부, 상기 제1 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효한 동안에만 상기 원단으로부터의 입력 신호에 대한 적응적 이득 조절을 수행하는 제1 적응형 이득 조절부, 상기 근단으로부터의 입력 신호로부터 추정된 제2 잡음 신호를 사용하여 상기 근단으로부터의 입력 신호의 유효성 여부를 판별하는 제2 유효성 판별부, 상기 제2 유효성 판별부에 의해 상기 근단으로부터의 입력 신호가 유효성이 있는 것으로 판별되는 경우, 상기 에코 및 잡음 제거된 신호로부터 추정된 제3 잡음 신호를 사용하여 상기 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성 여부를 판별하는 제3 유효성 판별부, 그리고 상기 제3 유효성 판별부에 의해 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 유효성이 있는 것으로 판별되는 동안에만 상기 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 적응적 이득 조절을 수행하는 제2 적응형 이득 조절부를 포함한다.An apparatus for controlling an adaptive gain of a signal transmitted between a near-end and a far-end in a communication system, comprising: an echo and noise canceling unit configured to output an echo and noise-removed signal by performing echo and noise cancellation on an input signal from the near-end; A first validity determining unit that determines whether or not validity indicating that a voice signal is present in the input signal from the far end using the first noise signal estimated from the input signal from the far end; A first adaptive gain adjuster that adaptively adjusts gain on the input signal from the far end only while the input signal from a second validity determining unit for determining whether the input signal of a third validity determining unit that determines whether the echo and noise-cancelled signal are valid by using a noise signal, and the third validity determination unit determines that the echo and noise-cancelled signal are valid only while the signal is valid. and a second adaptive gain adjuster that adaptively adjusts gain on the echo and noise cancelled signals.

여기서, 상기 제3 유효성 판별부는, 상기 제2 유효성 판별부에 의한 판별 결과가 상기 근단으로부터의 입력 신호가 유효성이 있는 것을 나타내고, 상기 에코 및 잡음 제거된 신호와 상기 제3 잡음 신호의 전력 비교에 의해 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 상기 제3 잡음 신호보다 큰 경우에 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 유효성이 있는 것으로 판별한다.Here, the third validity determining unit, the determination result by the second validity determining unit indicates that the input signal from the near-end is valid, and is used to compare the power of the echo and noise-removed signal and the third noise signal. When the echo and noise-cancelled signal are larger than the third noise signal, it is determined that the echo-cancelled signal is valid.

본 발명에 따르면, 유효한 신호에 대해서만 이득 조절을 수행함으로써, 신호 대 간섭 및 잡음비를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve the signal-to-interference and noise ratio by performing gain adjustment only on an effective signal.

도 1은 종래 기술에 따른 예시적인 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치가 적용되는 전이중 통신 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 유효성 판별부의 구체적인 구성 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 유효 신호 판별부의 예시적인 구성 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시된 잡음 업데이트부의 구체적인 구성 블록도이다.
도 6은 도 2에 도시된 적응형 이득 조절부의 구체적인 구성 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치가 적용되는 전이중 통신 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치가 적용되는 전이중 통신 시스템의 개략적인 구성도이다.
1 is a diagram illustrating an exemplary apparatus according to the prior art.
2 is a schematic configuration diagram of a full-duplex communication system to which an apparatus for controlling an adaptive gain according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a detailed block diagram of the validity determining unit shown in FIG. 2 .
FIG. 4 is an exemplary configuration block diagram of the valid signal determining unit shown in FIG. 3 .
FIG. 5 is a detailed block diagram of the noise updater shown in FIG. 3 .
FIG. 6 is a detailed block diagram of the adaptive gain adjuster shown in FIG. 2 .
7 is a schematic configuration diagram of a full-duplex communication system to which the adaptive gain control apparatus according to the second embodiment of the present invention is applied.
8 is a schematic configuration diagram of a full-duplex communication system to which the adaptive gain control apparatus according to the third embodiment of the present invention is applied.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

먼저, 종래의 이득 제어 기술에 대해 설명한다.First, a conventional gain control technique will be described.

도 1은 종래 기술에 따른 예시적인 장치를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an exemplary apparatus according to the prior art.

도 1을 참조하면, 원단(Far End)(10)으로부터 입력되어 근단(Near End)(20)의 스피커(21)의 출력의 이득 조절을 수행하는 이득 조절부(23)로 입력되는 입력 신호를 Input_A라고 하면, Input_A는 다음의 [수학식 1]과 같이 정의될 수 있고, 그 신호대잡음비(Signal to Noise Ration, SNR)는 다음의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 1 , an input signal inputted from a far end 10 and inputted to a gain adjusting unit 23 that performs gain control of an output of a speaker 21 of a near end 20 is applied. Speaking of Input_A, Input_A may be defined as in Equation 1 below, and its signal to noise ratio (SNR) may be expressed as in Equation 2 below.

[수학식 1] [Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Singal_A는 원하는 신호를 나타내고, Noise_A는 잡음 신호를 나타낸다.Here, Singal_A represents a desired signal, and Noise_A represents a noise signal.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, E[-]는 앙상블 평균을 나타내고, |A|2는 신호 A의 전력을 나타낸다.Here, E[-] represents the ensemble mean, and |A| 2 represents the power of signal A.

한편, 기존의 이득 조절부(23)에서의 이득 조절은 원하는 신호와 간섭 및 잡음 신호를 구분하지 않고 모든 신호에 대한 이득을 조절하게 된다. 따라서, 이득 조절부(23)에서 입력 신호(Input_A)에 대해 이득 조절이 적용된 후 스피커(21)로 출력되는 최종 출력 Output_A는 다음의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있으며, 이에 대한 SNR은 다음의 [수학식 4]와 같다.Meanwhile, in the conventional gain control unit 23, gain control for all signals is performed without distinguishing between a desired signal and an interference/noise signal. Accordingly, the final output Output_A output to the speaker 21 after the gain adjustment is applied to the input signal Input_A by the gain adjuster 23 can be expressed as in Equation 3 below, and the SNR for this can be expressed as It is the same as [Equation 4] of

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, Gain은 이득 조절부(23)에 의해 조절되는 이득을 나타낸다. Here, Gain represents a gain adjusted by the gain control unit 23 .

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

[수학식 4]에서 나타난 바와 같이, 이득 조절부(23)에 의해 이득 조절된 후의 출력 신호 Output_A의 SNR과 입력 신호 Input_A의 SNR이 동일함을 알 수 있다. 이와 같이, 종래의 이득 조절은 원하는 신호와 간섭 및 잡음 신호를 모두 증폭함에 따라 SNR 이득이 없게 된다.As shown in [Equation 4], it can be seen that the SNR of the output signal Output_A and the SNR of the input signal Input_A after the gain adjustment by the gain adjuster 23 are the same. As such, the conventional gain control has no SNR gain as it amplifies both the desired signal and the interference and noise signals.

한편, 근단(20)의 마이크(22)로 입력되는 신호 Input_M은 다음의 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.Meanwhile, the signal Input_M input to the microphone 22 of the near end 20 may be expressed as in Equation 5 below.

[수학식 5] [Equation 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, Signla_A는 원하는 신호를 나타내고, Echo_A는 에코 신호를 나타내며, Noise_A는 잡음 신호를 나타낸다.Here, Signla_A represents a desired signal, Echo_A represents an echo signal, and Noise_A represents a noise signal.

마이크(22)를 통해 입력된 신호 Input_M에 대해 에코 제거부(24) 및 잡음 제거부(25)에 의해 각각 EC/NR가 적용된 후의 신호 Input_B는 다음의 [수학식 6]과 같이 표현될 수 있다.The signal Input_B after EC/NR is applied by the echo canceller 24 and the noise canceller 25 to the signal Input_M input through the microphone 22, respectively, may be expressed as in Equation 6 below. .

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, Echo_A'는 에코 제거부(24)에 의해 추정된 에코 신호를 나타내고, Noise_A'는 잡음 제거부(25)에서 추정된 잡음 신호를 나타낸다.Here, Echo_A' denotes an echo signal estimated by the echo canceller 24 , and Noise_A' denotes a noise signal estimated by the noise canceller 25 .

EC/NR이 적용된 후의 신호 Input_B에서 잔여 에코 신호와 잔여 잡음 신호를 각각 ResEcho_A와 ResNoise_A라고 할 경우, 전술한 [수학식 6]은 다음의 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있으며, 이 때의 Input_B에 대한 SNR은 다음의 [수학식 8]과 같이 나타낼 수 있다.In the signal Input_B after EC/NR is applied, if the residual echo signal and the residual noise signal are ResEcho_A and ResNoise_A, respectively, the above [Equation 6] can be expressed as the following [Equation 7], at this time Input_B The SNR can be expressed as [Equation 8] below.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00007
Figure pat00007

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00008
Figure pat00008

그 후, EC/NR이 적용된 신호 Input_B에 대해 이득 조절부(26)에 의해 이득 조절이 적용된 후 원단(10)으로 출력되는 출력 신호 Output_B는 다음의 [수학식 9]와 같이 나타낼 수 있으며, 이에 대한 SNR은 다음의 [수학식 10]와 같다.Thereafter, the output signal Output_B output to the far end 10 after the gain adjustment is applied by the gain adjustment unit 26 to the signal Input_B to which the EC/NR is applied can be expressed as in the following [Equation 9], The SNR for K is as follows [Equation 10].

[수학식 9][Equation 9]

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서, Gain은 이득 조절부(26)에 의해 조절되는 이득을 나타낸다.Here, Gain represents a gain adjusted by the gain control unit 26 .

[수학식 10][Equation 10]

Figure pat00010
Figure pat00010

[수학식 10]에서 나타난 바와 같이, 이득 조절부(26)에 의해 이득 조절된 후의 출력 신호 Output_B의 SNR과 입력 신호 Input_B의 SNR이 동일함을 알 수 있다. 이와 같이, 마이크(22)에서 입력되어 원단(10)으로 출력되는 신호에 대한 종래의 이득 조절도 마찬가지로 원하는 신호와 간섭 및 잡음 신호를 모두 증폭함에 따라 SNR 이득이 없게 되는 문제가 있다.As shown in [Equation 10], it can be seen that the SNR of the output signal Output_B and the SNR of the input signal Input_B after the gain adjustment by the gain adjuster 26 are the same. As such, there is a problem in that there is no SNR gain as the conventional gain control for the signal input from the microphone 22 and output to the far end 10 is amplified as well as the desired signal and the interference and noise signals.

이하, 종래의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, an adaptive gain control apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the conventional problems will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치가 적용되는 전이중 통신 시스템(1)의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a full-duplex communication system 1 to which an adaptive gain control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치(110)는 전이중 통신 시스템(1)의 근단(100) 내에 위치하며, 원단(200)으로부터 출력되어 근단(100) 내의 스피커(120)를 통해 출력될 신호(이하, '원단 입력 신호'로 지칭함)의 유효성을 판별하고 유효성을 갖는 신호, 즉 유효 신호로 판단되는 동안에만 원단 입력 신호에 대한 이득 조절을 적응적으로 수행한다. 이 때, 적응형 이득 제어 장치(110)는 기존에 추정된 잡음을 사용하여 원단 입력 신호의 유효성을 판별하며, 만약 원단 입력 신호가 무효 신호로 판단되는 경우 다시 추정된 잡음으로 이전 잡음을 업데이트할 수 있다. 다만, 원단 입력 신호가 무효 신호로 판단되는 즉시 잡음 업데이트를 수행하는 것보다는 무효 신호로의 판단이 일정 횟수 동안 계속 판단되는 경우에 잡음 업데이트가 수행되도록 하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2 , the adaptive gain control apparatus 110 according to the embodiment of the present invention is located in the near end 100 of the full-duplex communication system 1 , and is output from the far end 200 to the near end 100 . It determines the validity of the signal to be output through the speaker 120 (hereinafter referred to as 'far-end input signal') and adaptively adjusts the gain for the far-end input signal only while it is determined as a valid signal, that is, a valid signal. carry out At this time, the adaptive gain control device 110 determines the validity of the far-end input signal using the previously estimated noise. If the far-end input signal is determined to be an invalid signal, the adaptive gain control apparatus 110 may update the previous noise with the estimated noise again. can However, rather than performing the noise update immediately when the far-end input signal is determined to be an invalid signal, it is preferable to perform the noise update when the determination as the invalid signal is continuously determined for a predetermined number of times.

구체적으로, 적응형 이득 제어 장치(110)는 유효성 판별부(111) 및 적응형 이득 조절부(112)를 포함한다.Specifically, the adaptive gain control apparatus 110 includes a validity determining unit 111 and an adaptive gain adjusting unit 112 .

유효성 판별부(111)는 원단 입력 신호로부터 추정된 잡음 신호를 사용하여 원단 입력 신호에 대한 유효성을 판별하여 판별 결과를 적응형 이득 조절부(112)로 전달한다. 즉, 유효성 판별부(111)는 원단 입력 신호가 잡음 신호보다 커서 유효 신호로서 판별되는 경우 판별 결과 신호를 활성화하여 적응형 이득 조절부(112)로 전달한다. 그러나, 원단 입력 신호가 잡음 신호보다 크지 않아서 무효 신호로서 판별되는 경우에는 판별 결과 신호를 비활성화하여 적응형 이득 조절부(112)로 전달한다.The validity determination unit 111 determines the validity of the far-end input signal using the noise signal estimated from the far-end input signal, and transmits the determination result to the adaptive gain adjustment unit 112 . That is, when the far-end input signal is larger than the noise signal and is determined as a valid signal, the validity determination unit 111 activates the determination result signal and transmits it to the adaptive gain adjustment unit 112 . However, when the far-end input signal is determined as an invalid signal because the far-end input signal is not larger than the noise signal, the determination result signal is deactivated and transmitted to the adaptive gain control unit 112 .

이러한 유효성 판별부(111)의 구체적인 구성의 예가 도 3에 도시되어 있다.An example of a specific configuration of the validity determining unit 111 is shown in FIG. 3 .

도 3에 도시된 바와 같이, 유효성 판별부(111)는 유효 신호 판별부(1111) 및 잡음 업데이트부(1112)를 포함한다.As shown in FIG. 3 , the validity determining unit 111 includes a valid signal determining unit 1111 and a noise updating unit 1112 .

유효 신호 판별부(1111)는 잡음 업데이트부(1112)에 의해 업데이트된 잡음 신호를 사용하여 원단 입력 신호에 대한 유효성을 판단하여 잡음 업데이트부(1112) 및 적응형 이득 조절부(112)로 전달한다. 예를 들어, 잡음 업데이트부(1112)에 의해 업데이트된 잡음 신호에 미리 설정된 가중치 상수를 적용한 값과 원단 입력 신호를 비교하여 원단 입력 신호의 레벨이 더 큰 경우에 유효 신호로서 판별하게 된다. 반면에, 잡음 업데이트부(1112)에 의해 업데이트된 잡음 신호에 미리 설정된 가중치 상수를 적용한 값과 원단 입력 신호를 비교하여 원단 입력 신호의 레벨이 작거나 같은 경우에 무효 신호로서 판별하게 된다.The effective signal determining unit 1111 determines the validity of the far-end input signal using the noise signal updated by the noise updater 1112 and transmits it to the noise updater 1112 and the adaptive gain adjuster 112 . . For example, a value obtained by applying a preset weighting constant to the noise signal updated by the noise updater 1112 is compared with the far-end input signal, and when the level of the far-end input signal is greater, it is determined as a valid signal. On the other hand, a value obtained by applying a preset weighting constant to the noise signal updated by the noise updater 1112 is compared with the far-end input signal, and when the level of the far-end input signal is equal to or less than the level of the far-end input signal, it is determined as an invalid signal.

이하, 도 4를 참조하여 유효 신호 판별부(1111)에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the valid signal determining unit 1111 will be described in detail with reference to FIG. 4 .

도 4는 도 3에 도시된 유효 신호 판별부(1111)의 예시적인 구성 블록도이다.FIG. 4 is an exemplary configuration block diagram of the valid signal determining unit 1111 shown in FIG. 3 .

도 4에 도시된 바와 같이, 유효 신호 판별부(1111)는 전력 스펙트럼부(11111, 11112), 저대역 전력 산출부(11113, 11114), 고대역 전력 산출부(11115, 11116), 저대역 비교부(11117), 고대역 비교부(11118) 및 판단부(11119)를 포함한다.As shown in FIG. 4 , the effective signal determining unit 1111 includes power spectrum units 11111 and 11112 , low-band power calculators 11113 and 11114 , high-band power calculators 11115 and 11116 , and low-band comparison. It includes a unit 11117 , a high-band comparison unit 11118 , and a determination unit 11119 .

전력 스펙트럼부(11111)는 원단 입력 신호의 전력 스펙트럼을 산출하고, 전력 스펙트럼부(11112)는 잡음 업데이트부(1112)로부터 제공되는 잡음 신호의 전력 스펙트럼을 산출한다.The power spectrum unit 11111 calculates a power spectrum of the far-end input signal, and the power spectrum unit 11112 calculates a power spectrum of the noise signal provided from the noise update unit 1112 .

본 발명의 실시예에 따른 유효 신호 판별부(1111)에서, 추정된 잡음을 사용하여 원단 입력 신호의 유효성/무효성, 즉 음성 신호 존재/부재를 판별하는 방식은 음성 신호 및 잡음 신호의 대역별 특성을 고려하여 이하에서와 같이 저대역 및 고대역 등의 다중 대역 주파수 도메인에서 진행된다. In the effective signal determining unit 1111 according to the embodiment of the present invention, the method of determining the validity/invalidity of the far-end input signal, that is, the presence/absence of the voice signal using the estimated noise, is performed according to the band of the voice signal and the noise signal. In consideration of the characteristics, it proceeds in a multi-band frequency domain such as a low band and a high band as follows.

예를 들어, 저대역 전력 산출부(11113)는 전력 스펙트럼부(11111)에서 산출되는 원단 입력 신호의 전력 스펙트럼으로부터 저대역 전력을 산출한다.For example, the low-band power calculating unit 11113 calculates the low-band power from the power spectrum of the far-end input signal calculated by the power spectrum unit 11111 .

고대역 전력 산출부(11115)는 전력 스펙트럼부(11111)에서 산출되는 원단 입력 신호의 전력 스펙트럼으로부터 고대역 전력을 산출한다.The high-band power calculation unit 11115 calculates high-band power from the power spectrum of the far-end input signal calculated by the power spectrum unit 11111 .

저대역 전력 산출부(11114)는 전력 스펙트럼부(11112)에서 산출되는 잡음 신호의 전력 스펙트럼으로부터 저대역 전력을 산출한다.The low-band power calculating unit 11114 calculates low-band power from the power spectrum of the noise signal calculated by the power spectrum unit 11112 .

고대역 전력 산출부(11116)는 전력 스펙트럼부(11112)에서 산출되는 잡음 신호의 전력 스펙트럼으로부터 고대역 전력을 산출한다.The high-band power calculation unit 11116 calculates high-band power from the power spectrum of the noise signal calculated by the power spectrum unit 11112 .

저대역 비교부(11117)는 저대역 전력 산출부(11113)에서 산출된 원단 입력 신호의 저대역 전력과 저대역 전력 산출부(11114)에서 산출된 잡음 신호의 저대역 전력의 크기를 비교한다. 구체적으로, 저대역 비교부(11117)는 저대역 전력 산출부(11113)에서 산출된 원단 입력 신호(Input_A)의 저대역 전력(Input_ALow)이 저대역 전력 산출부(11114)에서 산출된 잡음 신호(Noise_X)의 저대역 전력(Noise_XLow)에 미리 설정된 저대역 가중치 상수(

Figure pat00011
)의 곱한 값보다 큰 지의 여부를 비교한다. 이것은 다음의 [수학식 11]과 같이 나타낼 수 있다.The low-band comparator 11117 compares the magnitude of the low-band power of the far-end input signal calculated by the low-band power calculator 11113 with the low-band power of the noise signal calculated by the low-band power calculator 11114 . Specifically, the low-band comparator 11117 determines that the low-band power Input_A Low of the far-end input signal Input_A calculated by the low-band power calculator 11113 is a noise signal calculated by the low-band power calculator 11114 . ( Noise_X ) The low-band weight constant (
Figure pat00011
) to determine whether it is greater than the product of This can be expressed as the following [Equation 11].

[수학식 11][Equation 11]

Figure pat00012
Figure pat00012

고대역 비교부(11118)는 고대역 전력 산출부(11115)에서 산출된 원단 입력 신호의 고대역 전력과 고대역 전력 산출부(11116)에서 산출된 잡음 신호의 고대역 전력의 크기를 비교한다. 구체적으로, 고대역 비교부(11118)는 고대역 전력 산출부(11115)에서 산출된 원단 입력 신호의 고대역 전력(Input_AHigh)이 고대역 전력 산출부(11116)에서 산출된 잡음 신호의 고대역 전력(Noise_XHigh)에 미리 설정된 고대역 가중치 상수(

Figure pat00013
)의 곱한 값보다 큰 지의 여부를 비교한다. 이것은 다음의 [수학식 12]와 같이 나타낼 수 있다.The high-band comparator 11118 compares the high-band power of the far-end input signal calculated by the high-band power calculator 11115 and the high-band power of the noise signal calculated by the high-band power calculator 11116 . Specifically, the high-band comparator 11118 determines that the high-band power (Input_A High ) of the far-end input signal calculated by the high-band power calculator 11115 is the high-band power of the noise signal calculated by the high-band power calculator 11116 . A preset high-band weighting constant for power (Noise_X High )
Figure pat00013
) to determine whether it is greater than the multiplied value of This can be expressed as the following [Equation 12].

[수학식 12][Equation 12]

Figure pat00014
Figure pat00014

판단부(11119)는 저대역 비교부(11117)의 비교 결과와 고대역 비교부(11118)의 비교 결과를 사용하여 원단 신호의 유효 신호 여부를 판단하여 잡음 업데이트부(1112) 및 적응형 이득 조절부(112)로 출력한다. 구체적으로, 판단부(11119)는 저대역 비교부(11117)의 비교 결과가 원단 입력 신호의 저대역 전력이 잡음 신호의 저대역 전력에 미리 설정된 저대역 가중치 상수를 곱한 값보다 큰 것을 나타내고, 그리고 고대역 비교부(11118)의 비교 결과가 원단 입력 신호의 고대역 전력이 잡음 신호의 고대역 전력에 미리 설정된 고대역 가중치 상수를 곱한 값보다 큰 것을 나타내는 경우에만 원단 신호가 유효 신호인 것으로 판단한다. 따라서, 저대역 비교부(11117)의 비교 결과가 원단 입력 신호의 저대역 전력이 잡음 신호의 저대역 전력에 미리 설정된 저대역 가중치 상수를 곱한 값보다 작거나 같은 경우, 또는 고대역 비교부(11118)의 비교 결과가 원단 입력 신호의 고대역 전력이 잡음 신호의 고대역 전력에 미리 설정된 고대역 가중치 상수를 곱한 값보다 작거나 같은 경우에는 무효 신호인 것으로 판단한다.The determination unit 11119 determines whether the far-end signal is a valid signal using the comparison result of the low-band comparator 11117 and the high-band comparator 11118 to determine whether the far-end signal is valid, and adjusts the noise updater 1112 and the adaptive gain. output to the unit 112 . Specifically, the determination unit 11119 indicates that the comparison result of the low-band comparator 11117 indicates that the low-band power of the far-end input signal is greater than the value obtained by multiplying the low-band power of the noise signal by a preset low-band weighting constant, and It is determined that the far-end signal is a valid signal only when the comparison result of the high-band comparator 11118 indicates that the high-band power of the far-end input signal is greater than a value obtained by multiplying the high-band power of the noise signal by the preset high-band weighting constant. . Accordingly, if the comparison result of the low-band comparator 11117 is less than or equal to the value obtained by multiplying the low-band power of the far-end input signal by the low-band power of the noise signal by a preset low-band weighting constant, or the high-band comparator 11118 ), when the high-band power of the far-end input signal is less than or equal to the value obtained by multiplying the high-band power of the noise signal by a preset high-band weighting constant, it is determined as an invalid signal.

판단부(11119)는 판단 결과 신호를 잡음 업데이트부(1112)와 적응형 이득 조절부(112)로 제공하며, 이 때 판단 결과 신호가 활성화되는 경우에는 원단 신호가 유효 신호인 것을 나타내고, 판단 결과 신호가 비활성화되는 경우에는 원단 신호가 무효 신호인 것을 나타낸다. 여기서, 원단 신호가 유효 신호라는 것은 원단(200) 화자의 음성 신호가 존재하는 것을 나타내는 것이고, 원단 신호가 무효 신호라는 것은 원단(200) 화자의 음성 신호가 부재라는 것을 의미한다.The determination unit 11119 provides the determination result signal to the noise update unit 1112 and the adaptive gain adjustment unit 112. At this time, when the determination result signal is activated, it indicates that the far-end signal is a valid signal, and the determination result When the signal is deactivated, it indicates that the far-end signal is an invalid signal. Here, that the far-end signal is a valid signal indicates that the far-end 200 speaker's voice signal is present, and that the far-end signal is an invalid signal means that the far-end 200 speaker's voice signal is absent.

다음, 잡음 업데이트부(1112)는 원단 입력 신호로부터 잡음 신호를 추정하여 유효 신호 판별부(1111)로 제공한다. 이 때, 잡음 업데이트부(1112)는 유효 신호 판별부(1111)에 의해 원단 입력 신호가 무효 신호인 것으로 판별된 횟수를 카운팅하고 카운팅 횟수가 일정 횟수를 초과한 경우에 원단 입력 신호가 지속적으로 유효하지 않은 신호인 것으로 판단하여 잡음 신호에 대한 업데이트를 진행한다.Next, the noise updater 1112 estimates the noise signal from the far-end input signal and provides it to the effective signal determiner 1111 . At this time, the noise update unit 1112 counts the number of times the far-end input signal is determined to be an invalid signal by the valid signal determination unit 1111, and when the counting number exceeds a predetermined number, the far-end input signal is continuously valid It is determined that it is a signal that has not been updated and the noise signal is updated.

이하, 도 5를 참조하여 잡음 업데이트부(1112)에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the noise updater 1112 will be described in detail with reference to FIG. 5 .

도 5는 도 3에 도시된 잡음 업데이트부(1112)의 구체적인 구성 블록도이다.FIG. 5 is a detailed block diagram of the noise updater 1112 shown in FIG. 3 .

도 5에 도시된 바와 같이, 잡음 업데이트부(1112)는 잡음 추정부(11121) 및 업데이트부(11122)를 포함한다.As shown in FIG. 5 , the noise updater 1112 includes a noise estimator 11121 and an updater 11122 .

일반적으로, 마이크 입력에 대한 잡음 신호의 레벨이나 특성은 실시간으로 계속 변경될 수 있기 때문에 이에 대한 지속적인 추적 및 추정 잡음의 업데이트가 필요하다.In general, since the level or characteristics of a noise signal for a microphone input can be continuously changed in real time, it is necessary to continuously track and update the estimated noise.

잡음 추정부(11121)는 원단 입력 신호를 사용하여 원단 입력 신호에 포함되어 있는 잡음 신호를 추정한다. 잡음 추정부(11121)는 다양한 잡음 추정 방식 중에서 Boll.S.F의 'Suppression of acoustic noise in speech using spectral subtraction'(IEEE Transactions on Signal Processing, 1979, 27권, 2호)에 개시된 방식을 사용하여 잡음 심호를 추정한다. 이러한 방식에 따라, 잡음 추정부(11121)는 원단 입력 신호에 섞여 들어온 잡음 신호를 d[n]이라고 하였을 경우, Noise_X 및 Noise_Y에 대한 잡음을 다음의 [수학식 13]과 같이 추정할 수 있다.The noise estimator 11121 estimates a noise signal included in the far-end input signal by using the far-end input signal. The noise estimator 11121 uses the method disclosed in Boll.S.F's 'Suppression of acoustic noise in speech using spectral subtraction' (IEEE Transactions on Signal Processing, 1979, Vol. to estimate According to this method, when the noise signal mixed with the far-end input signal is d[n], the noise estimator 11121 can estimate the noise for Noise_X and Noise_Y as shown in Equation 13 below.

[수학식 13][Equation 13]

Figure pat00015
Figure pat00015

잡음 추정부(11121)는 업데이트부(11122)로부터 업데이트 신호가 수신될 때마다 원단 입력 신호에 대한 잡음 신호를 추정하여 유효 신호 판별부(1111)로 제공한다.Whenever an update signal is received from the updater 11122 , the noise estimator 11121 estimates a noise signal for the far-end input signal and provides it to the effective signal determiner 1111 .

업데이트부(11122)는 유효 신호 판별부(1111)로부터 수신되는 판별 결과 신호가 무효 신호임을 나타내는 경우, 지속적으로 무효 신호임을 나타내는 횟수를 카운팅하고, 카운팅 횟수가 미리 설정된 업데이트 카운트를 초과함으로써 잡음 환경이 변한 것으로 판단하여 해당 구간부터 다시 잡음 추정을 수행하도록 업데이트 신호를 잡음 추정부(11121)로 출력한다.When the determination result signal received from the valid signal determination unit 1111 indicates that the signal is an invalid signal, the update unit 11122 continuously counts the number of times indicating that the signal is an invalid signal, and the counting number exceeds a preset update count. An update signal is output to the noise estimator 11121 to perform noise estimation again from the corresponding section by determining that it has changed.

다음, 적응형 이득 조절부(112)는 유효성 판별부(111)로부터 원단 입력 신호가 유효 신호인 것을 나타내는 동안에만 적응적으로 원단 입력 신호에 대한 이득 조절을 수행한다.Next, the adaptive gain adjusting unit 112 adaptively adjusts the gain on the far-end input signal only while the validity determining unit 111 indicates that the far-end input signal is a valid signal.

이하, 도 6을 참조하여 적응형 이득 조절부(112)에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the adaptive gain adjuster 112 will be described in detail with reference to FIG. 6 .

도 6은 도 2에 도시된 적응형 이득 조절부(112)의 구체적인 구성 블록도이다.6 is a detailed block diagram of the adaptive gain adjustment unit 112 shown in FIG.

도 6에 도시된 바와 같이, 적응형 이득 조절부(112)는 이득 조절 수행부(1121) 및 적응 조절부(1122)를 포함한다.As shown in FIG. 6 , the adaptive gain adjuster 112 includes a gain adjuster 1121 and an adaptive adjuster 1122 .

이득 조절 수행부(1121)는 원단(200)에서 출력되어 수신되는 원단 입력 신호에 대해 이득 조절을 수행하되, 적응 조절부(1121)로부터 이득 조절 신호가 수신되는 경우에만 이득 조절을 수행한다. 여기에서 원단 입력 신호에 대한 이득 조절 작동은 종래 기술에 따른 이득 조절 작동과 동일하므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.The gain control unit 1121 performs gain control on the far-end input signal output from the far-end 200 , but only performs gain control when the gain control signal is received from the adaptive control unit 1121 . Here, since the gain control operation for the far-end input signal is the same as the gain control operation according to the prior art, a detailed description thereof will be omitted.

적응 조절부(1122)는 유효성 판별부(111)에서 출력되는 판별 결과 신호가 유효 신호임을 나타내는 경우, 유효 신호임을 나타내는 횟수를 카운팅하고, 카운팅 횟수가 미리 설정된 조절 카운트를 초과하는 경우 이득 조절 신호를 이득 조절 수행부(1122)로 출력한다. 다양한 잡음 환경에서 유효 신호의 카운팅 없이 유효 신호 판단시 즉각적으로 원단 입력 신호에 대해 이득 조절, 예를 들어 증폭할 경우 원하지 않는 신호에 대해 적용될 수 있는 문제를 방지하기 위해 전술한 바와 같은 유효 신호의 카운팅이 수행된다.When the determination result signal output from the validity determination unit 111 indicates that the signal is a valid signal, the adaptive adjustment unit 1122 counts the number of times indicating that the signal is a valid signal, and when the counting number exceeds a preset adjustment count, the gain adjustment signal It is output to the gain adjustment performing unit 1122 . Counting the effective signal as described above to prevent a problem that can be applied to an unwanted signal when the gain is adjusted, for example, amplified, on the far-end input signal immediately when the effective signal is determined without counting the effective signal in various noise environments This is done.

또한, 음성 신호의 경우 발음 세기나 억양 등에 따라 발성의 끝 부분에 대한 신호 레벨이 떨어지기 때문에 해당 구간에 대해서는 유효 신호 판단이 어려울 수 있다. 따라서, 원단 입력 신호에 대해 이득 조절을 수행하는 과정 중에 유효성 판별부(111)에서 더 이상 원단 입력 신호가 유효하지 않다고 판단하더라도 일정 구간 동안은 지속적으로 원단 입력 신호에 대해 이득 조절을 수행할 수 있는 보호 구간이 필요하다.In addition, in the case of a voice signal, it may be difficult to determine an effective signal for a corresponding section because the signal level at the end of the utterance is lowered depending on the strength of pronunciation or intonation. Therefore, even if the validity determining unit 111 determines that the far-end input signal is no longer valid during the process of performing gain adjustment on the far-end input signal, gain adjustment can be continuously performed on the far-end input signal for a certain period of time. A guard zone is required.

따라서, 적응 조절부(1122)는 유효성 판별부(111)에서 수신되는 판별 결과 신호가 유효 신호임을 나타내다가 유효 신호가 아닌 것으로 나타내는 경우, 즉 무효 신호임을 나타내는 경우에는 그 때부터 미리 설정된 일정 시간이 경과할 때까지 이득 조절 수행부(1121)가 원단 입력 신호에 대해 이득 조절을 지속적으로 수행할 수 있도록 하는 이득 조절 신호를 이득 조절 수행부(1121)로 출력한다.Accordingly, when the adaptive control unit 1122 indicates that the determination result signal received from the validity determination unit 111 is a valid signal, but indicates that it is not a valid signal, that is, when it indicates that it is an invalid signal, a predetermined time is set in advance from that time. The gain control unit 1121 outputs a gain control signal that allows the gain control unit 1121 to continuously perform gain control on the far-end input signal until the time elapses.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치(110)에 따르면, 적응형 이득 조절부(112)에 입력되는 원단 입력 신호가 전술한 [수학식 1]과 같이 정의된 경우, 적응형 이득 조절부(112)에 의해 적응적으로 이득 조절이 수행된 후의 출력 신호 Output_A는 다음의 [수학식 14]과 같이 나타낼 수 있으며, 이에 대한 SNR은 다음의 [수학식 15]와 같다.As described above, according to the adaptive gain control apparatus 110 according to the embodiment of the present invention, when the far-end input signal input to the adaptive gain control unit 112 is defined as in [Equation 1], the adaptive The output signal Output_A after the gain adjustment is adaptively performed by the type gain control unit 112 may be expressed as in [Equation 14], and the SNR thereof is as follows [Equation 15].

[수학식 14][Equation 14]

Figure pat00016
Figure pat00016

여기서, Gain은 적응형 이득 조절부(112)에 의해 조절되는 이득을 나타낸다.Here, Gain represents a gain adjusted by the adaptive gain control unit 112 .

[수학식 15][Equation 15]

Figure pat00017
Figure pat00017

[수학식 15]에서 나타난 바와 같이, 적응형 이득 조절부(112)에 의해 이득 조절된 후의 출력 신호 Output_A의 SNR과 입력 신호 Input_A의 SNR이 서로 다름을 알 수 있다. 구체적으로는, 입력 신호 Input_A의 SNR에 비해 적응형 이득 조절부(112)에 의해 조절되는 이득의 제곱의 앙상블 평균만큼 증가하는 것을 알 수 있다. 이것은 본 발명의 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치(110)에서는 간섭 및 잡음 신호의 특성을 고려하여 유효 신호인 원하는 신호의 레벨만을 이득 제어함으로써 출력 신호에서 조절된 이득의 레벨만큼의 SNR 이득이 발생하기 때문이다.As shown in [Equation 15], it can be seen that the SNR of the output signal Output_A and the SNR of the input signal Input_A after the gain is adjusted by the adaptive gain adjuster 112 are different from each other. Specifically, it can be seen that the SNR of the input signal Input_A increases by the ensemble average of the squares of the gain adjusted by the adaptive gain adjuster 112 . This is because the adaptive gain control apparatus 110 according to the embodiment of the present invention gain control only the level of the desired signal that is an effective signal in consideration of the characteristics of the interference and noise signal, so that the SNR gain equal to the level of the adjusted gain in the output signal is obtained. because it occurs

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 원하는 신호에 대해서만 이득 조절을 수행함으로써, 신호 대 간섭 및 잡음비를 향상시킬 수 있다.As such, according to an embodiment of the present invention, by performing gain control only on a desired signal, the signal-to-interference and noise ratio can be improved.

한편, 상기에서는 원단(200)에서 입력되어 근단(100)의 스피커(120)로 출력되는 원단 입력 신호에 대한 적응형 이득 제어에 대해 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이것으로만 한정되는 것은 아니며, 다른 구성에 대해서도 적용될 수 있다. Meanwhile, in the above, the adaptive gain control for the far-end input signal input from the far-end 200 and output to the speaker 120 of the near-end 100 has been described, but the technical scope of the present invention is not limited thereto. , can be applied to other configurations as well.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치에 대해 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치는 원단(200)에서 입력되는 원단 입력 신호에 대해 에코 및 잡음 제거를 수행한 후에 이득 조절을 수행하는 장치에 해당한다.Hereinafter, an adaptive gain control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. The adaptive gain control apparatus according to the second embodiment of the present invention corresponds to an apparatus for performing gain adjustment after echo and noise cancellation on a far-end input signal input from the far-end 200 .

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치가 적용되는 전이중 통신 시스템(2)의 개략적인 구성도이다. 설명의 편의를 위해, 도 7에서 전술한 도 2 내지 도 6에서와 동일한 기능을 수행하는 컴포넌트에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다. 7 is a schematic configuration diagram of a full-duplex communication system 2 to which the adaptive gain control apparatus according to the second embodiment of the present invention is applied. For convenience of description, components performing the same functions as in FIGS. 2 to 6 described above in FIG. 7 will be described using the same reference numerals.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치(300)는 전이중 통신 시스템(2)의 근단(100) 내에 위치하며, 원단(200)으로부터 출력되어 에코 및 잡음 제거부(310)로 입력되는 원단 입력 신호의 유효성을 판별하는 동시에 에코 및 잡음 제거부(310)에 의해 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성을 판별하여 모두 유효성을 갖는 것으로 판별되는 동안에만 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 이득 조절을 적응적으로 수행한다. 마찬가지로, 적응형 이득 제어 장치(300)는 기존에 추정된 잡음을 사용하여 원단 입력 신호와 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성을 판별하며, 만약 원단 입력 신호와 에코 및 잡음 제거된 신호가 무효 신호로 판단되는 경우 다시 추정된 잡음으로 이전 잡음을 업데이트할 수 있다. 다만, 원단 입력 신호와 에코 및 잡음 제거된 신호가 무효 신호로 판단되는 즉시 잡음 업데이트를 수행하는 것보다는 무효 신호로의 판단이 일정 횟수 동안 계속 판단되는 경우에 잡음 업데이트가 수행되도록 하는 것이 바람직하다.7, the adaptive gain control apparatus 300 according to the second embodiment of the present invention is located in the near end 100 of the full-duplex communication system 2, and is outputted from the far end 200 to perform echo and The validity of the far-end input signal input to the noise canceling unit 310 is determined and the validity of the echo and noise-removed signals are determined by the echo and noise canceling unit 310, and only while both are determined to have validity, the echo and The gain adjustment is adaptively performed on the noise-removed signal. Similarly, the adaptive gain control apparatus 300 determines the validity of the far-end input signal and the echo and noise-removed signal using the previously estimated noise, and if the far-end input signal and the echo and noise-removed signal are invalid signals If it is determined, the previous noise can be updated with the re-estimated noise. However, rather than performing the noise update immediately when the far-end input signal and the echo and noise-removed signal are determined to be invalid signals, it is preferable to perform the noise update when the invalid signal is continuously determined for a certain number of times.

구체적으로, 적응형 이득 제어 장치(300)는 제1 유효성 판별부(320), 제2 유효성 판별부(330) 및 적응형 이득 조절부(340)를 포함한다.Specifically, the adaptive gain control apparatus 300 includes a first validity determining unit 320 , a second validity determining unit 330 , and an adaptive gain adjusting unit 340 .

제1 유효성 판별부(320)는 원단 입력 신호로부터 추정된 잡음 신호를 사용하여 원단 입력 신호에 대한 유효성을 판별하여 판별 결과를 제2 유효성 판별부(330)로 전달한다. 즉, 제1 유효성 판별부(320)는 원단 입력 신호가 잡음 신호보다 커서 유효 신호로서 판별되는 경우 판별 결과 신호를 활성화하여 제2 유효성 판별부(330)로 전달한다. 그러나, 원단 입력 신호가 잡음 신호보다 크지 않아서 무효 신호로서 판별되는 경우에는 판별 결과 신호를 비활성화하여 제2 유효성 판별부(330)로 전달한다.The first validity determination unit 320 determines the validity of the far-end input signal using the noise signal estimated from the far-end input signal, and transmits the determination result to the second validity determination unit 330 . That is, when the far-end input signal is larger than the noise signal and is determined as a valid signal, the first validity determining unit 320 activates the determination result signal and transmits it to the second validity determining unit 330 . However, when the far-end input signal is determined as an invalid signal because the far-end input signal is not larger than the noise signal, the determination result signal is deactivated and transmitted to the second validity determination unit 330 .

구체적으로 제1 유효성 판별부(320)는 제1 유효 신호 판별부(321) 및 제1 잡음 업데이트부(322)를 포함한다.Specifically, the first validity determining unit 320 includes a first valid signal determining unit 321 and a first noise updating unit 322 .

제1 유효 신호 판별부(321)는 제1 잡음 업데이트부(322)에 의해 업데이트된 잡음 신호를 사용하여 원단 입력 신호에 대한 유효성을 판단하고, 판단 결과를 제2 유효성 판별부(330) 및 제1 잡음 업데이트부(322)로 전달한다. 예를 들어, 제1 유효 신호 판별부(321)는 제1 잡음 업데이트부(322)에 의해 업데이트된 잡음 신호에 미리 설정된 가중치 상수를 적용한 값과 원단 입력 신호를 비교하여 원단 입력 신호의 레벨이 더 큰 경우에 유효 신호로서 판별하게 된다. 반면에, 제1 잡음 업데이트부(322)에 의해 업데이트된 잡음 신호에 미리 설정된 가중치 상수를 적용한 값과 원단 입력 신호를 비교하여 원단 입력 신호의 레벨이 작거나 같은 경우에 무효 신호로서 판별하게 된다.The first valid signal determining unit 321 determines the validity of the far-end input signal by using the noise signal updated by the first noise updater 322, and uses the result of the determination to the second validity determining unit 330 and the second valid signal. 1 It is transmitted to the noise updater 322 . For example, the first valid signal determining unit 321 compares the far-end input signal with a value obtained by applying a preset weighting constant to the noise signal updated by the first noise updater 322, so that the level of the far-end input signal is higher. In a large case, it is determined as a valid signal. On the other hand, a value obtained by applying a preset weighting constant to the noise signal updated by the first noise updater 322 is compared with the far-end input signal, and when the level of the far-end input signal is equal to or less than the level of the far-end input signal, it is determined as an invalid signal.

이와 같이, 판별 결과를 제2 유효성 판별부(330)로 전달하는 구성을 제외하고 제1 유효 신호 판별부(321)의 작동 원리는 전술한 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 유효 신호 판별부(1111)의 작동 원리와 동일하므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.As such, except for the configuration for transferring the determination result to the second validity determining unit 330, the operating principle of the first valid signal determining unit 321 is the effective signal determining unit ( 1111), so a detailed description will be omitted here.

제1 잡음 업데이트부(322)는 원단 입력 신호로부터 잡음 신호를 추정하여 제1 유효 신호 판별부(321)로 제공한다. 이 때, 제1 잡음 업데이트부(322)는 제1 유효 신호 판별부(321)에 의해 원단 입력 신호가 무효 신호인 것으로 판별된 횟수를 카운팅하고 카운팅 횟수가 일정 횟수를 초과한 경우에 원단 입력 신호가 지속적으로 유효하지 않은 신호인 것으로 판단하여 잡음 신호에 대한 업데이트를 진행한다.The first noise updater 322 estimates a noise signal from the far-end input signal and provides it to the first valid signal determiner 321 . At this time, the first noise update unit 322 counts the number of times the far-end input signal is determined to be an invalid signal by the first valid signal determination unit 321, and when the counting number exceeds a certain number of times, the far-end input signal It is determined that is a signal that is not valid continuously, and the update is performed on the noise signal.

제1 잡음 업데이트부(322)에 대해서도 전술한 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한 잡음 업데이트부(1112)와 동일하므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.The first noise updater 322 is also the same as the noise updater 1112 described above with reference to FIGS. 2 to 5 , and thus a detailed description thereof will be omitted.

다음, 제2 유효성 판별부(330)는 제1 유효성 판별부(320)에 의해 원단 입력 신호의 유효성이 판별되는 경우, 에코 및 잡음 제거된 신호로부터 추정된 잡음 신호를 사용하여 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 유효성을 판별하여 판별 결과를 적응형 이득 조절부(340)로 전달한다. 즉, 제2 유효성 판별부(330)는 먼저 제1 유효성 판별부(320)에 의해 원단 입력 신호의 유효성이 판별되는 경우에만 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 유효성 판단을 수행한다. 이 때, 에코 및 잡음 제거된 신호가 잡음 신호보다 커서 유효 신호로서 판별되는 경우 판별 결과 신호를 활성화하여 적응형 이득 조절부(340)로 전달한다. 그러나, 에코 및 잡음 제거된 신호가 잡음 신호보다 크지 않아서 무효 신호로서 판별되는 경우에는 판별 결과 신호를 비활성화하여 적응형 이득 조절부(340)로 전달한다.Next, when the validity of the far-end input signal is determined by the first validity determining unit 320 , the second validity determining unit 330 performs echo and noise cancellation by using a noise signal estimated from the echo and noise removed signal. The validity of the signal is determined and the determination result is transmitted to the adaptive gain control unit 340 . That is, the second validity determination unit 330 first determines the validity of the echo and noise-removed signal only when the validity of the far-end input signal is determined by the first validity determination unit 320 . At this time, if the echo and noise-removed signal is larger than the noise signal and is determined as an effective signal, the signal is activated and transmitted to the adaptive gain control unit 340 . However, if the echo and noise-removed signal is not greater than the noise signal and thus is determined as an invalid signal, the determination result signal is inactivated and transferred to the adaptive gain control unit 340 .

구체적으로 제2 유효성 판별부(330)는 제2 유효 신호 판별부(331) 및 제2 잡음 업데이트부(332)를 포함한다.Specifically, the second validity determining unit 330 includes a second valid signal determining unit 331 and a second noise updating unit 332 .

제2 유효 신호 판별부(331)는 제1 유효성 판별부(320)에서 전달되는 판별 결과 신호와 제2 잡음 업데이트부(332)에 의해 업데이트된 잡음 신호를 사용하여 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 유효성을 판단하고, 판단 결과를 적응형 이득 조절부(340) 및 제2 잡음 업데이트부(332)로 전달한다. 예를 들어, 제2 유효 신호 판별부(331)는 제1 유효성 판별부(320)에서 전달되는 판별 결과 신호에 의해 원단 입력 신호가 유효 신호가 아닌 것으로 판단되는 경우에는 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성 판별 없이 바로 판별 결과가 무효 신호인 것으로 결정한다. 그러나, 제2 유효 신호 판별부(331)는 제1 유효성 판별부(320)에서 전달되는 판별 결과 신호에 의해 원단 입력 신호가 유효 신호인 것으로 판단되는 경우에는, 제2 잡음 업데이트부(332)에 의해 업데이트된 잡음 신호에 미리 설정된 가중치 상수를 적용한 값과 에코 및 잡음 제거된 신호를 비교하여 에코 및 잡음 제거된 신호의 레벨이 더 큰 경우에 유효 신호로서 판별하게 된다. 반면에, 제2 잡음 업데이트부(332)에 의해 업데이트된 잡음 신호에 미리 설정된 가중치 상수를 적용한 값과 에코 및 잡음 제거된 신호를 비교하여 에코 및 잡음 제거된 신호의 레벨이 작거나 같은 경우에 무효 신호로서 판별하게 된다.The second valid signal determination unit 331 uses the determination result signal transmitted from the first validity determination unit 320 and the noise signal updated by the second noise update unit 332 to provide echo and noise-removed signals. The validity is determined, and the determination result is transmitted to the adaptive gain adjuster 340 and the second noise updater 332 . For example, when it is determined that the far-end input signal is not a valid signal by the determination result signal transmitted from the first validity determination unit 320 , the second valid signal determining unit 331 may determine the echo and noise-removed signal. It is immediately determined that the determination result is an invalid signal without validity determination. However, when it is determined that the far-end input signal is a valid signal by the determination result signal transmitted from the first validity determination unit 320, the second valid signal determining unit 331 sends the second noise updater 332 By comparing the value to which a preset weighting constant is applied to the noise signal updated by the controller and the signal from which the echo and noise have been removed, it is determined as a valid signal when the level of the signal from which the echo and noise has been removed is greater. On the other hand, the value obtained by applying a preset weighting constant to the noise signal updated by the second noise updater 332 is compared with the echo and noise-removed signals, and is invalid when the levels of the echo and noise-removed signals are less than or equal to the value. identified as a signal.

이와 같이, 제1 유효성 판별부(320)에서 판별된 결과가 유효 신호인 경우에만 제2 유효 신호 판별부(331)가 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성을 판별하는 구성을 제외하고, 제2 유효 신호 판별부(331)의 작동 원리는 전술한 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한 유효 신호 판별부(1111)의 작동 원리와 동일하므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.As such, only when the result determined by the first validity determining unit 320 is a valid signal, the second valid signal determining unit 331 determines the validity of the echo and noise-removed signal, except for the configuration of the second valid signal. Since the operating principle of the signal determining unit 331 is the same as that of the effective signal determining unit 1111 described with reference to FIGS. 2 to 5 , a detailed description thereof will be omitted herein.

제2 잡음 업데이트부(332)는 에코 및 잡음 제거된 신호로부터 잡음 신호를 추정하여 제2 유효 신호 판별부(331)로 제공한다. 또한, 제2 잡음 업데이트부(332)는 제2 유효 신호 판별부(331)에 의해 무효 신호인 것으로 판별된 횟수를 카운팅하고 카운팅 횟수가 일정 횟수를 초과한 경우에 에코 및 잡음 제거된 신호가 지속적으로 유효하지 않은 신호인 것으로 판단하여 잡음 신호에 대한 업데이트를 진행한다.The second noise updater 332 estimates a noise signal from the echo and noise-removed signal and provides it to the second valid signal determiner 331 . In addition, the second noise update unit 332 counts the number of times determined to be an invalid signal by the second valid signal determination unit 331, and when the counting number exceeds a certain number of times, the echo and noise-removed signal are continuously to determine that it is an invalid signal and proceed with the update of the noise signal.

제2 잡음 업데이트부(332)에 대해서도 전술한 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한 잡음 업데이트부(1112)와 동일하므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.The second noise updater 332 is also the same as the noise updater 1112 described above with reference to FIGS. 2 to 5 , and thus a detailed description thereof will be omitted.

적응형 이득 조절부(340)는 제2 유효성 판별부(330)로부터 원단 입력 신호와 에코 및 잡음 제거된 신호가 모두 유효 신호인 것을 나타내는 동안에만 적응적으로 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 이득 조절을 수행한다.The adaptive gain adjuster 340 adaptively adjusts the gain of the echo and noise-cancelled signal only while indicating that the far-end input signal and the echo and noise-cancelled signal are valid signals from the second validity determining unit 330 . carry out

적응형 이득 조절부(340)에 대해서도 작동 원리는 전술한 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한 적응형 이득 조절부(112)와 동일하므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.Since the operating principle of the adaptive gain adjuster 340 is the same as that of the adaptive gain adjuster 112 described with reference to FIGS. 2 to 6 described above, a detailed description thereof will be omitted herein.

전술한 바와 같이, 본원 발명의 제2 실시예에 따르면, 에코 및 잡음 제거부(310)에 의한 에코 및 잡음 제거 전후의 신호를 모두 이용하여 유효 신호를 판별하여 적응적으로 이득 조절을 수행함으로써, 유효 신호 및 잡음 판별의 신뢰성을 향상시켜서 적응형 이득 조절을 수행할 수 있다.As described above, according to the second embodiment of the present invention, an effective signal is determined using both signals before and after the echo and noise cancellation by the echo and noise cancellation unit 310, and gain adjustment is adaptively performed, By improving the reliability of effective signal and noise discrimination, adaptive gain adjustment can be performed.

한편, 상기에서는 원단(200)으로부터 수신되는 원단 입력 신호를 스피커(120)로 출력하는 흐름에서의 이득 조절에 대해서만 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고, 근단(100)의 마이크(130)를 통해 입력되는 음성 신호를 원단(200)으로 출력하는 흐름에 대한 이득 조절에 대해서도 적용될 수 있다.Meanwhile, in the above, only the gain control in the flow of outputting the far-end input signal received from the far-end 200 to the speaker 120 has been described, but the technical scope of the present invention is not limited thereto, and the microphone of the near-end 100 It can also be applied to the gain adjustment of the flow of outputting the voice signal input through 130 to the far end 200 .

이하, 본 발명의 제3 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치에 대해 설명한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치는 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치(110)와 동일하게 원단(200)에서 근단(100)으로 입력되는 원단 입력 신호에 대한 적응형 이득 조절과 도 7을 참조하여 설명한 본 발명의 제2 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치(300)와 유사하게 근단(200)에서 마이크(130)를 통해 입력되는 근단 입력 신호에 대해 에코 및 잡음 제거를 수행하기 전과 후의 신호가 유효 신호인 경우의 적응형 이득 조절을 모두 포함하는 구성에 해당한다.Hereinafter, an adaptive gain control apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. The adaptive gain control apparatus according to the third embodiment of the present invention is the same as the adaptive gain control apparatus 110 according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 2 to 6, from the far end 200 to the near-end. Similar to the adaptive gain control for the far-end input signal input as 100 and the adaptive gain control apparatus 300 according to the second embodiment of the present invention described with reference to FIG. 7 , the near-end 200 to the microphone 130 ) corresponds to a configuration including both adaptive gain control when a signal before and after echo and noise cancellation is performed on a near-end input signal input through ) is an effective signal.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치가 적용되는 전이중 통신 시스템(3)의 개략적인 구성도이다. 8 is a schematic configuration diagram of a full-duplex communication system 3 to which the adaptive gain control apparatus according to the third embodiment of the present invention is applied.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치(400)는 전이중 통신 시스템(3)의 근단(100) 내에 위치하며, 원단(200)으로부터 출력되어 근단(100) 내의 스피커(120)를 통해 출력될 원단 입력 신호의 유효성을 판별하고 유효성을 갖는 동안, 즉 유효 신호로 판단되는 동안에만 원단 입력 신호에 대한 이득 조절을 적응적으로 수행하며, 또한, 근단(200)의 마이크(130)를 통해 입력되어 에코 및 잡음 제거부(430)로 입력되는 근단 입력 신호의 유효성을 판별하는 동시에 에코 및 잡음 제거부(430)에 의해 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성을 판별하여 모두 유효성을 갖는 것으로 판별되는 동안에만 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 이득 조절을 적응적으로 수행한다. As shown in FIG. 8 , the adaptive gain control device 400 according to the third embodiment of the present invention is located in the near end 100 of the full-duplex communication system 3, and is outputted from the far end 200 to the near end ( 100) determines the validity of the far-end input signal to be output through the speaker 120 and adaptively performs gain adjustment on the far-end input signal only while it has validity, that is, while it is determined as a valid signal, and also 200) to determine the validity of the near-end input signal input through the microphone 130 and input to the echo and noise canceling unit 430, and at the same time determine the validity of the echo and noise canceling signal by the echo and noise canceling unit 430 Gain adjustment is adaptively performed on the echo and noise-cancelled signals only while it is determined that all of them are valid.

마찬가지로, 적응형 이득 제어 장치(400)는 기존에 추정된 잡음을 사용하여 원단 입력 신호, 근단 입력 신호 및 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성을 각각 판별하며, 만약 원단 입력 신호, 근단 입력 신호와 에코 및 잡음 제거된 신호가 무효 신호로 판단되는 경우 다시 추정된 잡음으로 이전 잡음을 업데이트할 수 있다. 다만, 원단 입력 신호, 근단 입력 신호와 에코 및 잡음 제거된 신호가 무효 신호로 판단되는 즉시 잡음 업데이트를 수행하는 것보다는 무효 신호로의 판단이 일정 횟수 동안 계속 판단되는 경우에 잡음 업데이트가 수행되도록 하는 것이 바람직하다.Similarly, the adaptive gain control apparatus 400 determines the validity of the far-end input signal, the near-end input signal, and the echo and noise-removed signals using the previously estimated noise, respectively, and if the far-end input signal, the near-end input signal and the echo and when it is determined that the noise-removed signal is an invalid signal, the previous noise may be updated with the re-estimated noise. However, rather than performing the noise update immediately when the far-end input signal, the near-end input signal, and the echo and noise-removed signal are determined to be invalid signals, the noise update is performed when the judgment as an invalid signal is continuously determined for a certain number of times. it is preferable

구체적으로, 적응형 이득 제어 장치(400)는 제3 유효성 판별부(410), 제1 적응형 이득 조절부(420), 제4 유효성 판별부(440), 제5 유효성 판별부(450) 및 제2 적응형 이득 조절부(460)를 포함한다.Specifically, the adaptive gain control apparatus 400 includes a third validity determination unit 410 , a first adaptive gain adjustment unit 420 , a fourth validity determination unit 440 , a fifth validity determination unit 450 and and a second adaptive gain adjuster 460 .

먼저, 적응형 이득 제어 장치(400)의 제3 유효성 판별부(410) 및 제1 적응형 이득 조절부(420)는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 적응형 이득 제어 장치(110)의 유효성 판별부(111) 및 적응형 이득 조절부(112)와 작동 원리가 동일하므로, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 설명을 참조한다.First, the third validity determining unit 410 and the first adaptive gain adjusting unit 420 of the adaptive gain control apparatus 400 determine the effectiveness of the adaptive gain control apparatus 110 according to the embodiment of the present invention described above. Since the operation principle of the determining unit 111 and the adaptive gain adjusting unit 112 is the same, reference is made to the description according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 6 .

또한, 적응형 이득 제어 장치(400)의 제4 유효성 판별부(440), 제5 유효성 판별부(450) 및 제2 적응형 이득 조절부(460)는 전술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 유효성 판별부(320), 제2 유효성 판별부(330) 및 적응형 이득 조절부(340)와 작동 원리가 동일하므로, 도 7을 참조하여 설명한 본 발명의 제2 실시예의 설명을 참조한다.In addition, the fourth validity determining unit 440 , the fifth validity determining unit 450 , and the second adaptive gain adjusting unit 460 of the adaptive gain control apparatus 400 are configured according to the above-described second embodiment of the present invention. Since the operation principle is the same as that of the first validity determining unit 320, the second validity determining unit 330, and the adaptive gain adjusting unit 340, refer to the description of the second embodiment of the present invention described with reference to FIG. do.

전술한 실시예 외에도, 본 발명의 특징인 입력 신호가 유효 신호인 동안에만 입력 신호에 대한 이득 조절을 수행하는 개념을 사용하여 보다 더 다양한 형태의 구현이 가능할 것임은 당업자에 의해 쉽게 이해될 것이다.In addition to the above-described embodiments, it will be readily understood by those skilled in the art that more various forms of implementation are possible using the concept of performing gain adjustment on an input signal only while the input signal is a valid signal, which is a feature of the present invention.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.The embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto. is within the scope of the right.

Claims (12)

통신 시스템에서 근단(near end)과 원단(far end) 사이에 전송되는 신호의 적응형 이득 제어 장치로서,
상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 추정된 잡음 신호를 사용하여 상기 원단으로부터의 입력 신호에 음성 신호가 존재하는 것을 나타내는 유효성 여부를 판별하는 유효성 판별부, 그리고
상기 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효한 동안에만 상기 원단으로부터의 입력 신호에 대한 적응적 이득 조절을 수행하는 적응형 이득 조절부
를 포함하는 적응형 이득 제어 장치.
An adaptive gain control device for a signal transmitted between a near end and a far end in a communication system, comprising:
a validity determining unit that determines whether the input signal from the far end is valid using the noise signal estimated from the input signal from the far end to determine whether a voice signal is present; and
An adaptive gain adjusting unit that adaptively adjusts gain on the input signal from the far end only while the input signal from the far end is valid by the validity determining unit
An adaptive gain control device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 유효성 판별부는,
상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 잡음 신호를 추정하는 잡음 업데이트부, 그리고
상기 잡음 업데이트부에서 추정된 잡음 신호의 전력과 상기 원단으로부터의 입력 신호의 전력을 비교하여 상기 원단으로부터의 입력 신호의 유효 신호 여부를 판별하는 유효 신호 판별부
를 포함하는, 적응형 이득 제어 장치.
According to claim 1,
The validity determination unit,
a noise updater for estimating a noise signal from the input signal from the far end; and
A valid signal determining unit for determining whether the input signal from the far end is a valid signal by comparing the power of the noise signal estimated by the noise updater with the power of the input signal from the far end
Including, adaptive gain control device.
제2항에 있어서,
상기 유효 신호 판별부는,
상기 잡음 신호의 전력과 상기 원단으로부터의 입력 신호의 전력 비교시 저대역 전력과 고대역 전력을 각각 산출하여 비교하는,
적응형 이득 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The valid signal determining unit,
When comparing the power of the noise signal and the power of the input signal from the far end, calculating and comparing low-band power and high-band power, respectively,
Adaptive gain control unit.
제3항에 있어서,
상기 유효 신호 판별부는 상기 원단으로부터의 입력 신호가 저대역 전력과 고대역 전력 모두에서 상기 잡음 신호보다 큰 경우에 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효 신호인 것으로 판별하는,
적응형 이득 제어 장치.
4. The method of claim 3,
The effective signal determining unit determines that the input signal from the far end is a valid signal when the input signal from the far end is greater than the noise signal in both low-band power and high-band power,
Adaptive gain control unit.
제2항에 있어서,
상기 잡음 업데이트부는 상기 유효 신호 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효 신호가 아닌 무효 신호인 것으로 판별되는 경우, 상기 무효 신호인 것으로 판별되는 횟수를 카운트하고, 카운트되는 횟수가 미리 설정된 업데이트 카운트를 초과하는 경우에 상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 잡음 신호를 추정하여 업데이트하는,
적응형 이득 제어 장치.
3. The method of claim 2,
When the noise update unit determines that the input signal from the far end is not a valid signal but an invalid signal by the valid signal determining unit, the noise update unit counts the number of times the signal is determined to be the invalid signal, and the counted number of times is a preset update count estimating and updating the noise signal from the input signal from the far end when
Adaptive gain control unit.
제1항에 있어서,
상기 적응형 이득 조절부는 상기 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효한 것으로 판별되는 경우, 상기 유효한 것으로 판별되는 횟수를 카운트하고, 카운트되는 횟수가 미리 설정된 조절 카운트를 초과하는 경우에 상기 원단으로부터의 입력 신호에 대한 적응형 이득 조절을 수행하는,
적응형 이득 제어 장치.
According to claim 1,
The adaptive gain control unit counts the number of times the input signal from the far end is determined to be valid by the validity determination unit as valid, and when the counted number exceeds a preset adjustment count, the far end performing adaptive gain adjustment on the input signal from
Adaptive gain control unit.
제1항에 있어서,
상기 적응형 이득 조절부는 상기 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효한 상태에서 유효하지 않은 상태로 판별되는 경우, 미리 설정된 일정 시간 동안 상기 원단으로부터의 입력 신호에 대한 적응형 이득 조절을 지속적으로 수행하는,
적응형 이득 제어 장치.
According to claim 1,
The adaptive gain adjusting unit continuously adjusts the adaptive gain for the input signal from the far end for a preset period of time when the validity determining unit determines that the input signal from the far end is in an invalid state. performed with
Adaptive gain control unit.
통신 시스템에서 근단과 원단 사이에 전송되는 신호의 적응형 이득 제어 장치로서,
상기 원단으로부터의 입력 신호에 대해 에코 및 잡음 제거를 수행하여 에코 및 잡음 제거된 신호를 출력하는 에코 및 잡음 제거부,
상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 추정된 제1 잡음 신호를 사용하여 상기 원단으로부터의 입력 신호에 음성 신호가 존재하는 것을 나타내는 유효성 여부를 판별하는 제1 유효성 판별부,
상기 제1 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효성이 있는 것으로 판별되는 경우, 상기 에코 및 잡음 제거된 신호로부터 추정된 제2 잡음 신호를 사용하여 상기 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성 여부를 판별하는 제2 유효성 판별부, 그리고
상기 제2 유효성 판별부에 의해 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 유효성이 있는 것으로 판별되는 동안에만 상기 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 적응적 이득 조절을 수행하는 적응형 이득 조절부
를 포함하는 적응형 이득 제어 장치.
An adaptive gain control device for a signal transmitted between a near-end and a far-end in a communication system, comprising:
an echo and noise canceling unit that performs echo and noise cancellation on the input signal from the far end to output a signal from which the echo and noise are removed;
a first validity determining unit that determines whether the input signal from the far end is valid using a first noise signal estimated from the input signal from the far end to determine whether a voice signal is present;
When it is determined by the first validity determining unit that the input signal from the far end is valid, whether the echo and noise cancelled signal is valid using the second noise signal estimated from the echo and noise cancelled signal A second validity determination unit to determine, and
An adaptive gain adjustment unit that performs adaptive gain adjustment on the echo and noise cancellation signal only while it is determined that the echo and noise cancellation signal are valid by the second validity determination unit
An adaptive gain control device comprising a.
제8항에 있어서,
상기 제2 유효성 판별부는,
상기 제1 유효성 판별부에 의한 판별 결과가 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효성이 있는 것을 나타내고, 상기 에코 및 잡음 제거된 신호와 상기 제2 잡음 신호의 전력 비교에 의해 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 상기 제2 잡음 신호보다 큰 경우에 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 유효성이 있는 것으로 판별하는,
적응형 이득 제어 장치.
9. The method of claim 8,
The second validity determining unit,
The result of determination by the first validity determining unit indicates that the input signal from the far end is valid, and the echo and noise-removed signal is obtained by comparing the power of the echo- and noise-removed signal and the second noise signal. determining that the echo and denoised signal is valid when it is greater than the second noise signal;
Adaptive gain control unit.
제8항에 있어서,
상기 제1 유효성 판별부는,
상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 상기 제1 잡음 신호를 추정하는 제1 잡음 업데이트부, 그리고
상기 제1 잡음 업데이트부에서 추정된 제1 잡음 신호의 전력과 상기 원단으로부터의 입력 신호의 전력을 비교하여 상기 원단으로부터의 입력 신호의 유효 신호 여부를 판별하는 제1 유효 신호 판별부
를 포함하고,
상기 제2 유효성 판별부는,
상기 에코 및 잡음 제거된 신호로부터 상기 제2 잡음 신호를 추정하는 제2 잡음 업데이트부, 그리고
상기 제1 유효 신호 판별부의 판별 결과와, 상기 제2 잡음 업데이트부에서 추정된 제2 잡음 신호의 전력과 상기 에코 및 잡음 제거된 신호의 전력 비교 결과를 사용하여 상기 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효 신호 여부를 판별하여 상기 적응형 이득 조절부로 제공하는 제2 유효 신호 판별부
를 포함하는, 적응형 이득 제어 장치.
9. The method of claim 8,
The first validity determination unit,
a first noise updater for estimating the first noise signal from the input signal from the far end; and
A first valid signal determining unit for determining whether the input signal from the far end is a valid signal by comparing the power of the first noise signal estimated by the first noise updater with the power of the input signal from the far end
including,
The second validity determining unit,
a second noise updater for estimating the second noise signal from the echo and noise cancelled signals; and
The validity of the echo and noise-cancelled signal is determined using the result of the determination of the first valid signal determining unit, the power of the second noise signal estimated by the second noise updater, and the power comparison result of the echo and noise-cancelled signal. A second valid signal determining unit that determines whether a signal is present and provides it to the adaptive gain adjuster
Including, adaptive gain control device.
통신 시스템에서 근단과 원단 사이에 전송되는 신호의 적응형 이득 제어 장치로서,
상기 근단으로부터의 입력 신호에 대해 에코 및 잡음 제거를 수행하여 에코 및 잡음 제거된 신호를 출력하는 에코 및 잡음 제거부,
상기 원단으로부터의 입력 신호로부터 추정된 제1 잡음 신호를 사용하여 상기 원단으로부터의 입력 신호에 음성 신호가 존재하는 것을 나타내는 유효성 여부를 판별하는 제1 유효성 판별부,
상기 제1 유효성 판별부에 의해 상기 원단으로부터의 입력 신호가 유효한 동안에만 상기 원단으로부터의 입력 신호에 대한 적응적 이득 조절을 수행하는 제1 적응형 이득 조절부,
상기 근단으로부터의 입력 신호로부터 추정된 제2 잡음 신호를 사용하여 상기 근단으로부터의 입력 신호의 유효성 여부를 판별하는 제2 유효성 판별부,
상기 제2 유효성 판별부에 의해 상기 근단으로부터의 입력 신호가 유효성이 있는 것으로 판별되는 경우, 상기 에코 및 잡음 제거된 신호로부터 추정된 제3 잡음 신호를 사용하여 상기 에코 및 잡음 제거된 신호의 유효성 여부를 판별하는 제3 유효성 판별부, 그리고
상기 제3 유효성 판별부에 의해 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 유효성이 있는 것으로 판별되는 동안에만 상기 에코 및 잡음 제거된 신호에 대한 적응적 이득 조절을 수행하는 제2 적응형 이득 조절부
를 포함하는 적응형 이득 제어 장치.
An adaptive gain control device for a signal transmitted between a near-end and a far-end in a communication system, comprising:
an echo and noise canceling unit that performs echo and noise cancellation on the input signal from the near end to output an echo and noise cancelled signal;
a first validity determining unit that determines whether the input signal from the far end is valid using a first noise signal estimated from the input signal from the far end to determine whether a voice signal is present;
a first adaptive gain adjusting unit that adaptively adjusts gain on the input signal from the far end only while the input signal from the far end is valid by the first validity determining unit;
a second validity determining unit for determining whether the input signal from the near end is valid using a second noise signal estimated from the input signal from the near end;
When it is determined by the second validity determining unit that the input signal from the near-end is valid, whether the echo and noise-cancelled signal is valid using a third noise signal estimated from the echo- and noise-cancelled signal A third validity determination unit to determine, and
A second adaptive gain adjustment unit that performs adaptive gain adjustment on the echo and noise cancellation signal only while it is determined by the third validity determination unit that the echo and noise cancellation signal are valid
An adaptive gain control device comprising a.
제11항에 있어서,
상기 제3 유효성 판별부는,
상기 제2 유효성 판별부에 의한 판별 결과가 상기 근단으로부터의 입력 신호가 유효성이 있는 것을 나타내고, 상기 에코 및 잡음 제거된 신호와 상기 제3 잡음 신호의 전력 비교에 의해 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 상기 제3 잡음 신호보다 큰 경우에 상기 에코 및 잡음 제거된 신호가 유효성이 있는 것으로 판별하는,
적응형 이득 제어 장치.
12. The method of claim 11,
The third validity determination unit,
A result of the determination by the second validity determining unit indicates that the input signal from the near end is valid, and the echo and noise-removed signal is obtained by comparing the power of the echo- and noise-removed signal and the third noise signal. determining that the echo and denoised signal is valid when it is greater than the third noise signal;
Adaptive gain control unit.
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