이동통신 단말기에서 오디오 신호 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS PROCESSING AUDIO SIGNAL IN A MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로서, 특히 상기 이동통신 단말기에서 통화 중인 상대 이동통신 단말기로부터 수신되는 오디오 신호를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 단말기 간에 음성 혹은 영상 통화를 수행할 경우, 사용자의 주변 환경으로 인한 여러 가지 잡음이 상기 이동통신 단말기의 마이크로 입력되어 상기 사용자의 음성과 함께 처리되어 상대 이동통신 단말기로 전송된다. 이에 따라, 상기 상대 이동통신 단말기에서 음성신호를 재생할 경우, 상기 사용자의 음성과 함께 처리된 잡음으로 인해 상기 사용자의 음성이 왜곡되거나 제대로 들리지 않게 되는 경우가 종종 발생하게 된다.

따라서, 종래의 이동통신 단말기에서는 사용자의 의사가 정확히 전달되도록 하기 위해 자동 이득 제어기(Auto Gain Controller) 혹은 오디오 압축기(Audio Compressor)를 이용하여 음성신호와 함께 처리된 잡음을 제거하고 있다. 예를 들어, 종래의 기술에서는 수신되는 오디오 신호의 에너지 크기에 따라 음성 신호가 존재하는 구간과 상기 음성 신호가 존재하지 않고 잡음 신호만 존재하는 구간을 판단한 후, 상기 음성 신호가 존재하는 구간의 출력 이득을 크게하고, 상기 잡음 신호가 존재하는 구간의 출력 이득을 작게 조절하는 방식을 통해 상기 오디오 신호에 포함된 잡음 신호를 제거하고 있다.

하지만, 상기와 같이 종래에 제공되는 방식들은 상기 오디오 신호에서 잡음 구간의 신호를 모두 제거하기 때문에, 상기 오디오 신호를 청취하는 사용자는 상기 잡음 구간에서 통화가 끊어진 것과 같은 무전현상을 느끼게 되고, 이에 따라 초조함을 느낄 수 있다.

따라서, 상기 이동통신 단말기의 통화 중에 사용자가 무전현상을 느끼지 않으면서 상대 사용자의 음성을 명확하게 청취할 수 있도록 오디오 신호를 처리하는 방법이 제공될 필요가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이동통신 단말기에서 오디오 신호를 처리하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 단말기에서 통화 중 수신되는 오디오 신호 재생 시, 안심 잡음(comfort noise)을 제공하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 단말기에서 통화 중 수신되는 오디오 신호를 음성 신호와 잡음 신호로 구분하여 처리하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 단말기에서 통화 시, 마이크를 통해 입력되는 잡음 신호의 특성을 분석하여 상대 이동통신 단말기로부터 수신되는 오디오 신호의 음성 및 잡음을 제어하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 이동통신 단말기에서 오디오 신호 처리 방법은, 상대 이동통신 단말기로부터 수신되는 오디오 신호를 에너지 크기에 따라 음성 신호와 잡음 신호로 구분하는 과정과, 상기 구분된 음성 신호의 주파수를 제어하는 과정과, 상기 구분된 잡음 신호의 에너지 크기를 제어하는 과정과, 상기 제어된 음성 신호와 잡음 신호를 결합하여 스피커로 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 이동통신 단말기에서 오디오 신호 처리 장치는, 상대 이동통신 단말기로부터 수신되는 오디오 신호를 에너지 크기에 따라 음성 신호와 잡음 신호로 구분하는 검출부와, 상기 구분된 음성 신호의 주파수를 제어하는 이퀄라이저와, 상기 구분된 잡음 신호의 에너지 크기를 제어하는 잡음 이득 제어부와, 상기 제어된 음성 신호와 잡음 신호를 결합하여 스피커로 출력하는 디지털/아날로그 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동통신 단말기에서 통화 시, 상대 이동통신 단말기로부터 수신되는 오디오 신호를 음성 신호와 잡음 신호로 구분한 후, 마이크를 통해 입력되는 잡음 신호의 특성을 분석하여 상기 구분된 음성 신호와 및 잡음 신호를 제어함으로써, 상기 음성 신호를 명확하게 개선하고, 더불어 상기 이동통신 단말기의 사용자가 안도감을 느낄 수 있는 적정 수준의 잡음을 제공하여 편안한 통화 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이동통신 단말기에서 오디오 신호 처리를 위한 블록 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 오디오 신호를 처리하는 절차를 도시하는 도면, 및
도 3a 내지 도 3c는 종래 기술과 본 발명에 따라 오디오 신호를 처리한 결과 그래프를 도시하는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 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.

이하 본 발명에서는 이동통신 단말기에서 통화 중에 상대 이동통신 단말기로부터 수신되는 오디오 신호를 처리하는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 오디오 신호를 처리하는 이동통신 단말기를 수화자 측 단말이라 하고, 상기 이동통신 단말기와 통화 중인 상대 이동통신 단말기를 송화자 측 단말이라 칭하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동통신 단말기에서 오디오 신호 처리를 위한 블록 구성을 도시하고 있다. 여기서, 상기 이동통신 단말기는 수화자 측 단말이며, 보코더(VOCODER)(100), 에너지 검출부(Energy Detector)(110), 이퀄라이저(Equalizer)(120), 잡음 이득 제어부(Noise Gain Controller)(130), 잡음 분석부(Noise Analyzer)(140), 디지털/아날로그 변환기(Digital to Analog Convertor)(150), 마이크(Microphone)(160) 및 스피커(Speaker)(170)를 포함하여 구성된다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 보코더(100)는 통신 모듈(미도시)을 통해 상대 이동통신 단말기, 즉, 송화자 측 단말로부터 수신된 오디오 신호를 디코딩하여 상기 에너지 검출부(110)로 제공한다.

상기 에너지 검출부(110)는 상기 송화자 측 단말로부터 수신된 오디오 신호의 에너지 크기를 계산하고, 계산된 에너지 크기를 바탕으로 송화자 측 오디오 신호를 음성 신호와 잡음 신호로 구분한다. 상기 에너지 검출부(110)는 상기 구분된 음성 신호를 상기 이퀄라이저(120)로 제공하고, 구분된 잡음 신호를 잡음 이득 제어부(130)로 제공한다.

상기 이퀄라이저(120)는 수화자 측 잡음 신호의 주파수 별 에너지 크기에 따라 송화자 측 음성 신호의 주파수를 제어한다. 즉, 상기 이퀄라이저(120)는 상기 잡음 분석부(140)로부터 수화자 측 잡음 신호의 주파수 정보를 제공받고, 상기 잡음 주파수에 따라 상기 에너지 검출부(110)로부터 제공되는 음성 신호의 주파수를 유지 혹은 변경시킨 후, 상기 디지털/아날로그 변환기(150)로 제공한다. 예를 들어, 상기 이퀄라이저(120)는 상기 에너지 검출부(110)로부터 제공되는 음성 신호의 주파수가 상기 잡음 주파수와 중첩되지 않도록 상기 음성 신호의 주파수를 조절한다. 이때, 음성 신호의 주파수는 가청 주파수 내에서 상기 잡음 주파수와 중첩되지 않는 주파수로 조절될 수 있을 것이다.

상기 잡음 이득 제어부(130)는 상기 수화자 측 잡음 신호의 에너지 크기에 따라 송화자 측 잡음 신호의 에너지 크기를 제어한다. 즉, 상기 잡음 이득 제어부(130)는 상기 잡음 분석부(140)로부터 상기 수화자 측 잡음 신호의 에너지 크기에 대한 정보를 제공받고, 상기 에너지 크기에 따라 상기 에너지 검출부(110)로부터 제공되는 잡음 신호의 에너지 크기를 유지 혹은 변경시킨 후, 상기 디지털/아날로그 변환기(150)로 제공한다. 여기서, 상기 잡음 이득 제어부(130)는 수화자 측 잡음 신호의 에너지 크기에 따른 송화자 측 잡음 신호의 에너지 크기 관계를 나타내는 테이블 혹은 함수를 참조하여 상기 에너지 검출부(110)로부터 제공되는 잡음 신호의 에너지 크기를 조절할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 상기 잡음 이득 제어부(130)는 미리 설정된 잡음 신호의 크기 테이블에서 상기 잡음 분석부(140)로부터 제공되는 수화자 측 잡음 신호의 에너지 크기에 대응되는 송화자 측 잡음 신호의 에너지 크기를 확인하고, 상기 에너지 검출부(110)로부터 제공되는 잡음 신호의 에너지 크기를 상기 확인된 에너지 크기만큼 조절할 수 있을 것이다.

상기 잡음 분석부(140)는 수화자 측의 잡음 신호의 특성을 분석하여 상기 이퀄라이저(120) 및 잡음 이득 제어부(130)로 제공한다. 즉, 상기 잡음 분석부(140)는 상기 마이크(160)를 통해 입력되는 신호를 분석하여 잡음 신호의 에너지 크기를 측정하고, 상기 주파수 별 에너지 크기를 임계값과 비교하여 임계값보다 큰 에너지 크기를 갖는 주파수가 존재하는지 검사하여 상기 임계값보다 큰 에너지 크기를 갖는 주파수 정보를 획득한다. 상기 잡음 분석부(140)는 상기 측정된 수화자 측의 잡음 신호에 대한 에너지 크기를 상기 잡음 이득 제어부(130)로 제공하고, 상기 수화자 측의 잡음 신호에 대한 주파수 정보를 상기 이퀄라이저(120)로 제공한다. 여기서, 상기 임계값은 미리 설정될 수도 있으며, 상기 마이크(160)를 통해 입력되는 잡음 신호의 에너지 크기 및 음성 신호의 에너지 크기 중 적어도 하나를 고려하여 설정될 수도 있다.

상기 디지털/아날로그 변환기(150)는 상기 이퀄라이저(120)로부터 제공되는 음성 신호와 상기 잡음 이득 제어부(130)로부터 제공되는 잡음 신호를 결합하고, 결합된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 스피커(170)로 제공한다.

상기 마이크(160)는 수화자의 음성 신호와 상기 수화자 주변의 상황에 따른 잡음 신호를 제공받아 상기 잡음 분석부(140)로 제공한다.

상기 스피커(170)는 상기 디지털/아날로그 변환기(150)로부터 제공되는 아날로그 신호를 출력한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 오디오 신호를 처리하는 절차를 도시하고 있다. 여기서, 상기 이동통신 단말기는 수화자 측 단말이다. 또한, 이하 설명에서는 음성 통화를 예를 들어 설명하지만, 이하 설명은 영상 통화 시에 송수신되는 오디오 신호에도 동일하게 적용될 수 있다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 수화자 측 단말은 201단계로 진행하여 음성 통화가 발생될 시, 203단계에서 상대 이동통신 단말기, 즉 송화자 측 단말로부터 수신되는 오디오 신호의 에너지 크기를 계산하고, 205단계로 진행하여 상기 계산된 에너지 크기를 바탕으로 상기 송화자 측 단말로부터 수신되는 오디오 신호를 음성 신호와 잡음 신호로 구분한다.

상기 수화자 측 단말은 207단계에서 상기 수화자 측 단말의 마이크(160)를 통해 입력되는 수화자 측 오디오 신호를 분석하여 잡음 신호의 에너지 크기를 계산하고, 상기 잡음 신호의 주파수 별 에너지 크기를 임계값과 비교하여 상기 임계값보다 큰 에너지 크기를 갖는 주파수, 즉, 잡음 주파수에 대한 정보를 획득한다.

이후, 상기 수화자 측 단말은 209단계에서 상기 수화자 측 잡음 주파수에 따라 상기 구분된 음성 신호의 주파수를 제어한다. 즉, 상기 수화자 측 단말은 이퀄라이저(120)를 통해 상기 수화자 측 잡음 신호에 대한 잡음 주파수에 따라 상기 구분된 음성 신호의 주파수를 유지 혹은 변경시킨다. 예를 들어, 상기 이퀄라이저(120)는 가청 주파수 내에서 상기 구분된 음성 신호의 주파수와 상기 잡음 주파수가 중첩되지 않도록 상기 음성 신호의 주파수를 조절한다.

이후, 상기 수화자 측 단말은 211단계에서 상기 수화자 측 잡음 신호의 에너지 크기에 따라 상기 구분된 잡음 신호의 에너지 크기를 제어한다. 여기서, 상기 수화자 측 단말은 수화자 측 잡음 신호의 에너지 크기에 따른 송화자 측 잡음 신호의 에너지 크기 관계를 나타내는 테이블 혹은 함수를 참조하여 상기 구분된 잡음 신호의 에너지 크기를 조절할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 잡음 이득 제어부(130)는 미리 설정된 잡음 신호의 크기 테이블에서 상기 수화자 측 잡음 신호의 에너지 크기에 대응되는 송화자 측 잡음 신호의 에너지 크기를 확인한 후, 상기 구분된 잡음 신호의 에너지 크기를 상기 확인된 에너지 크기만큼 조절할 수 있을 것이다.

이후, 상기 수화자 측 단말은 213단계로 진행하여 상기 이퀄라이저(120)를 통해 주파수가 제어된 음성 신호와 상기 잡음 이득 제어부(130)를 통해 에너지 크기가 제어된 잡음 신호를 결합하고, 215단계에서 상기 결합된 신호를 스피커를 통해 출력한다.

이후, 상기 수화자 측 단말은 217단계로 진행하여 음성 통화가 종료되는지 여부를 검사하여 상기 음성 통화가 종료되지 않을 시 상기 203단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행하는 반면, 상기 음성 통화가 종료될 시 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 3a 내지 도 3c는 종래 기술과 본 발명에 따라 오디오 신호를 처리한 결과 그래프를 도시하고 있다. 여기서, 가로축은 주파수를 나타내며, 세로축은 신호의 에너지 크기를 나타낸다.

상기 도 3a는 수화자 측 단말에서 송화자 측 단말로부터 수신하는 오디오 신호를 나타내고, 도 3b는 종래 기술에 따른 수화자 측 단말에서 상기 도 3a에 도시된 바와 같은 송화자 측의 오디오 신호를 처리한 결과를 나타내며, 도 3c는 본 발명에 따른 수화자 측 단말에서 상기 도 3a에 도시된 바와 같은 송화자 측의 오디오 신호를 처리한 결과를 나타낸다.

여기서, 상기 도 3b에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따라 송화자 측의 오디오 신호를 처리하는 경우를 살펴보면, 오디오 신호를 음성 신호와 잡음 신호로 구분하지 않고 처리하기 때문에 잡음을 개선하는 경우 음성 신호가 명확하지 않게 되며, 음성 신호를 명확하게 개선하는 경우 잡음 신호가 날카로워지는 문제점이 있다.

반면, 상기 도 3c에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 송화자 측의 오디오 신호를 처리하는 경우를 살펴보면, 오디오 신호를 음성 신호와 잡음 신호로 구분하고, 수화자 측의 잡음 신호를 고려하여 처리하기 때문에 잡음과 음성이 모두 개선되는 효과를 얻을 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 보코더(VOCODER)
110: 에너지 검출부(Energy Detector)
120: 이퀄라이저(Equalizer)
130: 잡음 이득 제어부(Noise Gain Controller)
140: 잡음 분석부(Noise Analyzer)
150: 디지털/아날로그 변환기(Digital to Analog Convertor)
160: 마이크(Microphone)
170: 스피커(Speaker)