KR100833499B1 - 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치 및 방법 - Google Patents

가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명은 자연음을 녹음한 제 1 녹음파일, 및 자연음을 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 변환시킨 제 2 녹음파일을 수신하고, 자연음을 코덱으로 인코딩한 정보를 RTP 패킷 형태로 수신한 후 RTP 패킷을 해체하고 코덱으로 디코딩하여 제 3 녹음파일을 생성하는 녹음파일 수신/생성부; 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일에서 하나의 파일을 중복 선택하거나 두 개의 파일을 선택하여, 서로 상이한 정도를 MOS 값으로 산출하는 MOS 값 산출부; 및 MOS 값 생성부에서 생성된 MOS 값들을 비교하여 음성 품질 왜곡 원인을 파악하는 MOS 값 비교부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 가변 대역 멀티 코덱의 단대단 음성 품질 측정을 더욱 정확하게 할 수 있으며, 자연음 왜곡 등 음성 품질이 저하되는 현상의 원인을 파악할 수 있다.
Figure R1020060104789
품질 측정, VoIP, 코덱, 단대단, End-to-End, 가변 대역, QoS

Description

가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치 및 방법{Apparatus and Method for a speech quality measurement of a multi-codec for variable bandwidth}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 단대단 음성 품질 측정 방법의 전체적인 데이터 흐름을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정을 위한 음성 신호 전송 장치의 구성을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치의 구성을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제 1 녹음파일 및 제 2 녹음파일을 생성하는 방법을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법을 도시한 흐름도,
도 6은 도 5의 S520 단계의 예를 더욱 상세하게 나타낸 흐름도,
도 7은 도 5의 S520 단계의 예를 더욱 상세하게 나타낸 흐름도, 및
도 8은 도 5의 S520 단계 및 S550 단계의 예를 더욱 상세하게 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 패킷망과 기존의 유무선망이 연동하여 실시간 멀티미디어 서비스를 제공하는 경우, 가변 대역 멀티 코덱을 사용하여 전송한 음성의 품질을 측정하고, 음성 품질 저하의 원인을 파악하도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
가변 대역 멀티 코덱은 자연음을 다수의 전송률을 갖는 디지털로 변환된 코덱 데이터로 변환하기 위한 것이다.
예를 들면, 자연음을 인코딩할 때 주파수 대역을 협대역(300Hz에서 3,400Hz까지의 대역), 광대역(50Hz에서 7,000Hz까지의 대역) 및 오디오 대역(20Hz에서 20,000Hz까지의 대역)으로 구분하고, 각 대역에서는 8, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 또는 32 kbps의 전송률을 산출할 수 있다. 여기서 패킷망의 VoIP(Voice over Internet Protocol) 음성 전화 서비스에서, 네트워크가 제공하는 대역을 가변적이며 예측 불가능하다고 가정한다. 한편 위의 예는, 가변 대역 멀티 코덱의 가장 좋은 음질을 산출하는 코덱 전송률은 32 kbps이며, 가장 낮은 음질을 제공하는 코덱 전송률은 8 kbps인 경우이다.
이때 네트워크 대역에 여유가 있어 높은 음질로 보낼 수 있는 상황이면, 32kbps의 전송 대역으로 패킷을 송출한다. 그러다가 네트워크 대역이 변하여 네트워크 상황이 안 좋아지면, 30 kbps의 전송 대역으로 패킷을 송출하고, 더 안 좋아지면 28 kbps로, 더 안 좋아지면 26 kbps로 전송하는 등 점차 작은 전송률로 낮추 어 전송한다. 이와 같은 방법으로 코덱 전송률을 네트워크의 상황에 따라 가변적으로 전송하면, 음질이 나빠질 수 있으나 네트워크상의 전달은 잘 되므로 손실이나 지연 등이 적어진다.
즉, 가변 대역 멀티 코덱에서는 전송률이 높으면 음질은 좋지만 네트워크에서 전달 손실 및 지연이 발생할 확률이 높고, 전송률이 낮으면 음질은 떨어지지만 네트워크에서 전달 손실 및 지연이 발생할 확률이 낮아지는 장단점을 모두 가지고 있다.
이러한 가변 대역 멀티 코덱을 적용하기 위해 호 설정을 위한 신호 프로토콜 변환 기술이 적용된다. 이러한 신호프로토콜 변환 기술은 IETF(Internet Engineering Task Force)의 RFC(Request for Comments) 3261 "SIP", RFC 3264 "Offer/Answer SDP", RFC 2833 "RTP Payload for DTMP Digits, Telephony Tones and Telephony Signals", RFC 2327 "SDP", RFC 3108 "ATM SDP", RFC 1890 "RTP Profile Payload type" 등에 개시되어 있다.
한편 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질에 대한 QoS(Quality of Service)를 높이기 위해서는 음성 품질에 따라 전송률을 정확히 제어할 수 있어야 한다. 즉 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질을 단대단(End-to-End)으로 측정할 수 있어야 정확히 상황 판단을 하여 정확한 전송률로 전송할 수 있다.
코덱의 단대단 음성 품질 측정 방법을 결정하는 종래의 기술은 다음과 같다.
대한민국 특허청 공개번호 제2003-0019839호(공개일 2003.03.07) "이동통신시스템에서의 통화품질 측정 장치 및 그 방법"에는 이동통신시스템에서 통화품질을 실시간으로 측정할 수 있는 장치가 개시되어 있다.
대한민국 특허청 공개번호 제2000-0025237호(공개일 2000.05.06) "CDMA 시스템의 보코더 품질 자동 측정 방법"에는 CDMA 시스템에서의 제어국내에 장착된 보코더 품질 상태를 자동으로 측정하는 장치가 개시되어 있다.
미국특허번호 제7002992호(등록일 2006.02.21) "Codec Selection to improve media communication"에는 네트워크 파라미터에 의해 코덱을 선택하는 장치가 개시되어 있다.
미국특허번호 제5657420호(등록일 1997.08.12) "Variable rate vocoder"에는 다양한 전송률을 가진 보코더에 대한 미국 퀄컴 사의 코덱 방식이 개시되어 있다.
그러나 이러한 종래의 기술은 단대단 음성 품질 측정의 대상에 따른 차이점을 비교할 수 없고, 음성 품질이 왜곡되는 원인을 발견하지 못하는 문제점이 있다. 따라서 자연음, 네트워크 대역의 상태 변화에 따라 가변 대역 멀티 코덱 변환 후 저정한 파일, 네트워크 전달 후 수신된 파일 간의 음성 품질을 측정하여 음성 품질이 왜곡되는 원인을 발견하는 방법 및 장치가 요구되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, VoIP 등 실시간 멀티미디어 서비스에 있어서 가변 대역 멀티 코덱을 사용할 때 자연 원음의 품질이 저하되는 현상을 발견하기 위하여 실시간으로 음성 품질을 측정하고 그 원인을 파악할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정을 위해 여러 형태로 음성 신호를 저장하고 여러 경로를 통해 음성 신호를 음성 품질 측정 장치로 전송해주는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따르는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치는, 자연음을 녹음한 제 1 녹음파일, 및 자연음을 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 변환시킨 제 2 녹음파일을 수신하고, 자연음을 코덱으로 인코딩한 정보를 RTP(Real Time Protocol) 패킷 형태로 수신한 후 RTP 패킷을 해체하고 코덱으로 디코딩하여 제 3 녹음파일을 생성하는 녹음파일 수신/생성부; 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일에서 하나의 파일을 중복 선택하거나 두 개의 파일을 선택하여, 서로 상이한 정도를 MOS(Mean Opinion Score)값으로 산출하는 MOS 값 산출부; 및 MOS 값 생성부에서 생성된 MOS 값들을 비교하여 음성 품질 왜곡 원인을 파악하는 MOS 값 비교부;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1 녹음파일 및 상기 제 2 녹음파일은, 녹음 시작 시각과 녹음 종료 시각이 각각 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 생성된다.
바람직하게는, 상기 녹음파일 수신/생성부는, 제 1 녹음파일 및 제 2 녹음파일을 데이터 손실이 없는 네트워크를 통하여 수신한다.
바람직하게는, 수신한 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 음성 품질을 평가하는데 사용되는 음성 품질 측정 파라미터를 추출하는 음성 품질 측정 파라미터 추출부;를 더 포함한다.
또한 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따르는 가변 대 역 멀티 코덱의 음성 품질 측정을 위한 음성 신호 전송 장치는, 자연음을 녹음하여 제 1 녹음파일을 생성하는 녹음부; 제 1 녹음파일을 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 인코딩하는 인코더(Encoder); 디지털 데이터를 RTP(Realtime Protocol) 표준에 따라 패키징하는 RTP 패키징부; 제 1 녹음파일 및 디지털 데이터를 데이터 손실이 없는 네트워크를 통하여 전송하는 제 1 전송부; 및 RTP 패키징부에서 생성된 RTP 패킷을 전송하는 제 2 전송부;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1 녹음파일은, 녹음 시작 시각과 녹음 종료 시각이 각각 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 생성된다.
또한 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따르는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법은, (a) 자연음을 녹음한 제 1 녹음파일, 및 자연음을 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 변환시킨 제 2 녹음파일을 수신하는 단계; (b) 자연음을 코덱으로 인코딩한 정보를 RTP(Real Time Protocol) 패킷 형태로 수신한 후 RTP 패킷을 해체하고 코덱으로 디코딩하여 제 3 녹음파일을 생성하는 단계; (c) 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일에서 하나의 파일을 중복 선택하거나 두 개의 파일을 선택하여, 서로 상이한 정도를 MOS(Mean Opinion Score)값으로 산출하는 단계; 및 (d) MOS 값 생성부에서 생성된 MOS 값들을 비교하여 음성 품질 왜곡 원인을 파악하는 단계;를 포함한다.
또한 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따르는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정을 위한 음성 신호 전송 방법은, (a) 자연음을 녹음하여 제 1 녹음파일을 생성하는 단계; (b) 제 1 녹음파일을 코덱을 이용하여 디지 털 데이터로 인코딩하는 단계; (c) 디지털 데이터를 RTP(Realtime Protocol) 표준에 따라 패키징하는 단계; (d) 제 1 녹음파일 및 상기 디지털 데이터를 데이터 손실이 없는 네트워크를 통하여 음성 품질 측정 장치로 전송하는 단계; 및 (e) 상기 (c) 단계에서 생성된 RTP 패킷을 RTP 전송 규약에 따라 음성 품질 측정 장치로 전송하는 단계;를 포함한다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이하 설명에서 발신 측과 수신 측 간의 호 처리 흐름은 IETF 표준 규격을 이용하여 처리하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이때, 수신 측으로부터 발신 측으로의 호 흐름에 있어서 IETF 표준 규격에 따르는 내용은 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 단대단 음성 품질 측정 방법의 전체적인 데이터 흐름을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 단대단 음성 품질 측정이므로 발신 측과 수신 측의 양단에 본 발명이 적용된다. 발신 측은 자연음을 녹음, 저장하여 수신 측의 측정 장치로 전달하는 부분이고, 수신 측은 발신 측으로부터 녹음파일을 전달받아 음성 품질을 측정하고 음성 품질 저하의 원인을 분석하는 부분이다.
일반적으로 VoIP 같은 실시간 음성 서비스에서 발신 측은 자연음(100)을 녹음하여 인코더(130)에서 디지털 데이터로 만들고, 이 디지털 데이터를 (Realtime Protocol) 표준에 따라 RTP 패킷(131)으로 패키징한 후 네트워크(132)를 통해 수신 측으로 전달한다. 수신 측은 전달받은 RTP 패킷(133)을 해체하고, 디코더(134)에서 복원된 자연음(135)을 만들어 사용자에게 들려주게 된다. 여기서 자연음(100)은 사람 또는 자연의 음을 나타내며, 복원된 자연음(135)은 상기 과정을 거쳐 복원되어 사람이 들을 수 있는 소리를 나타낸다.
여기서 네트워크(132)는 RTP 패킷(131)을 전달하는 프로토콜 및 네트워크를 나타낸다. 이 네트워크(132)는 UDP/IP로 한정되지는 않으나, 네트워크의 상태에 따라 패킷의 손실이 나타나는 네트워크를 나타낸다.
본 발명에서는 디코더(134)로 복원된 제 3 녹음파일(136)만으로 음성 품질을 측정하는 것이 아니라, 자연음(100)을 녹음한 제 1 녹음파일(110, 111)과 인코더(130)에서 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 변환하여 저장한 제 2 녹음파일(120, 121)을 수신하여 각각의 녹음파일들을 서로 비교하여 음성 품질을 측정하는 것에 그 특징이 있다. 이러한 구성으로 인하여 음성 품질을 정확히 측정할 수 있는 효과뿐만 아니라, 음성 품질 저하가 발생하였을 경우 그 원인도 파악할 수 있어 효과적인 대응을 할 수 있다.
여기서 발신 측의 제 1 녹음파일(110)은 자연음(100)을 그대로 녹음한 파일을 나타내며, 수신 측의 제 1 녹음파일(111)은 발신 측의 제 1 녹음파일(110)을 중간 변환 과정이 없이 네트워크로 전달하여 수신 측에 저장한 파일을 의미한다. 발신 측의 제 1 녹음파일(110)과 수신 측의 제 1 녹음파일(111)은 저장된 위치만 다른 뿐 내용이 동일하다.
또한 발신 측의 제 2 녹음파일(120)은 자연음(100)이 인코더(130)를 거쳐 변환된 코드화된 디지털 데이터를 저장한 파일이다. 한편 수신 측의 제 2 녹음파 일(121)은 발신 측의 제 2 녹음파일(120)을 중간 변환 과정이 없이 네트워크로 전달하여 수신 측에 저장한 파일을 의미한다. 발신 측의 제 2 녹음파일(120)과 수신 측의 제 2 녹음파일(121)은 저장된 위치만 다른 뿐 내용이 동일하다.
앞서 설명한 바와 같이 제 3 녹음파일(136)은 자연음(100)이 인코더(130) -> RTP 패킷(131) -> UDP/IP 네트워크(132) -> RTP 패킷(133) -> 디코더(134) 등 일련의 과정을 거쳐 수신 측에 저장된 파일이다.
발신 측의 제 1 녹음파일(110) 및 제 2 녹음파일(120)은 제 3 녹음파일(136)의 생성 과정과는 달리 RTP 방식으로 전달하지 않는다. 그 이유를 설명하면 다음과 같다.
RTP는 UDP(User Datagram Protocol) 방식이므로 IP 네트워크의 트래픽 상황에 따라 패킷 손실이 발생한다. 패킷이 손실되면 수신 측에서의 음질이 좋지 않으므로 다른 방식(예를 들어 TCP/FTP)를 이용하여 수신 측에 전달한다. TCP/FTP는 일련의 연속된 데이터(시작 패킷부터 종료 패킷까지의 일련의 음성 패킷 데이터들)가 네트워크 트래픽 상황에 따라 분실되지 않는다. 따라서 패킷이 분실될 수 있는 RTP 방식에 의해 전송된 일련의 데이터와 분실되지 않는 일련의 데이터를 서로 비교하면 음성 품질의 저하 여부를 더욱 객관적으로 측정할 수 있는 장점이 있다.
수신 측의 음성 품질 측정 장치는 음성 품질 측정 알고리즘(140)을 통하여 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일(111, 121, 136)을 각각 비교하여 음성 품질을 측정한다. 음성 품질 측정 알고리즘(140)에 대하여는 도 3에서 더욱 자세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정을 위한 음성 신호 전송 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치로 음성 신호를 전송하는 장치(200)는 녹음부(210), 인코더(Encoder, 220), RTP 패키징부(230), 제 1 전송부(240) 및 제 2 전송부(250)를 포함한다.
녹음부(210)는 자연음을 녹음하여 제 1 녹음파일을 생성하는 역할을 한다. 녹음부(210)에서 녹음된 제 1 녹음파일은 제 1 전송부(240)를 통하여 수신 측의 음성 품질 측정 장치(280)으로 전달된다. 이 경우 데이터 손실이 없는 네트워크(260), 예를 들어 TCP 프로토콜을 사용하는 네트워크를 통하여 전송이 이루어진다.
바람직하게는, 제 1 녹음파일 및 제 2 녹음파일은 녹음 시작 시각을 RTP 패킷의 시작 RTP 순번에 맞추고, 녹음 종료 시각을 종료 RTP 순번에 맞추어 녹음할 수 있다. 이렇게 하면, 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일의 녹음 시작과 종료가 정확히 일치하게 되어 정확한 측정이 이루어질 수 있다.
인코더(220)는 제 1 녹음파일을 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 인코딩하는 역할을 한다. 인코딩된 디지털 데이터는 제 2 녹음파일로 저장된 후, 제 1 전송부(240)를 통하여 수신 측의 음성 품질 측정 장치(280)로 전달된다. 그리고 제 1 녹음파일과 마찬가지로 데이터 손실이 없는 네트워크(260)를 통하여 전송이 이루어진다.
RTP 패키징부(230)는 인코딩된 디지털 데이터를 RTP(Realtime Protocol) 표 준에 따라 패키징하여 RTP 패킷으로 만든다.
이렇게 생성된 RTP 패킷은 제 2 전송부(250)를 통하여 수신 측의 음성 품질 측정 장치(280)로 전달된다. 이때는 데이터 손실이 발생할 수 있는 네트워크(270), 예를 들어 UDP 프로토콜을 사용하는 네트워크를 통하여 전송이 이루어진다.
도 2에서 데이터 손실이 없는 네트워크(260)와 데이터 손실이 발생할 수 있는 네트워크(270)를 따로 도시하였다. 이는 서로 다른 프로토콜을 사용한다는 것을 나타내기 위한 것일 뿐, 반드시 물리적으로 다른 네트워크를 통하여 전송해야 한다는 의미가 아니다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 음성 품질 측정 장치(300)는 녹음파일 수신/생성부(310), MOS 값 산출부(320) 및 MOS 값 비교부(330)을 포함한다.
더욱 상세하게는 녹음파일 수신/생성부(310)는 제 1 수신부(311), 제 2 수신부(312), RTP 패키징 해체부(313) 및 디코더(314)를 포함한다.
제 1 수신부(311)는 음성 품질 측정을 위해 발신 측의 전송 장치(350)가 데이터 손실이 없는 네트워크(360)를 통해 전송한 제 1 녹음파일 및 제 2 녹음파일을 수신한다. 자연음을 녹음한 것이 제 1 녹음파일이고, 자연음을 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 변환시킨 것이 제 2 녹음파일임은 앞서 설명하였다.
제 2 수신부(312)는 전송 장치(350)가 데이터 손실이 발생할 수 있는 네트워크(370)를 통하여 전송한 RTP 패킷을 수신한다. 이 RTP 패킷은 전송 장치(350)에서 자연음을 코덱으로 인코딩한 정보를 RTP 표준에 의해 패키징한 것임은 앞서 설명하였다.
녹음파일 수신/생성부(310)는 이 RTP 패킷을 RTP 패키징 해체부(313)에서 해체하여 디지털 데이터를 얻고, 이 디지털 데이터를 디코더(314)에서 디코딩하여 제 3 녹음파일을 생성한다.
바람직하게는, 제 1 녹음파일 및 제 2 녹음파일은 녹음 시작 시각과 녹음 종료 시각이 각각 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 생성된 것일 수 있다. 이렇게 함으로써 정확한 측정이 가능함은 전술한 바와 같다.
MOS 값 산출부(320)는 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일에서 하나의 파일을 중복 선택하거나 두 개의 파일을 선택하여, 서로 상이한 정도를 MOS(Mean Opinion Score)값으로 산출하는 역할을 한다.
MOS는 5단계로 음질을 평가하는 방법으로 가장 좋은 상태를 5, 가장 나쁜 상태를 1로 하여 평가하는 방법이다. 국제전신전화자문위원회(CCITT : International Telegraph and Telephone Consultative Committee)는 MOS의 평가등급 권고안을 마련하고 있다.
MOS 값 산출부(320)는 음성 품질 측정 알고리즘(321)을 이용하여 MOS 값을 산출하며, 음성 품질 측정 알고리즘(321)은 종래 알려진 알고리즘을 사용하면 된다.
바람직하게는 MOS 값 산출부(320)는, 제 1 녹음파일과 제 2 녹음파일을 기초로 제 1 MOS 값을 산출하고, 제 1 녹음파일과 제 3 녹음파일을 기초로 제 2 MOS 값 을 산출하며, 제 2 녹음파일과 제 3 녹음파일을 기초로 제 3 MOS 값을 산출하고, 제 1 녹음파일만을 기초로 제 4 MOS 값을 산출할 수 있다.
MOS 값 비교부(330)는 MOS 값 산출부(320)에서 생성된 MOS 값들을 비교하여 음성 품질 왜곡 원인을 파악하는 역할을 한다.
바람직하게는, MOS 값 비교부(330)는 제 1 MOS 값이 제 4 MOS 값보다 작은 경우에는 음성 품질 왜곡 원인을 코덱으로 판단한다. 또한 제 2 MOS 값이 제 3 MOS 값보다 작은 경우에는 음성 품질 왜곡 원인을 네트워크 및 시스템 상태로 판단할 수 있다.
바람직하게는, 음성 품질 측정 장치(300)는 수신한 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 음성 품질을 평가하는데 사용되는 음성 품질 측정 파라미터를 추출하는 음성 품질 측정 파라미터 추출부(340)를 더 포함할 수 있다.
여기서 음성 품질 측정 파라미터는, 패킷 손실 누적수, 패킷 연속 손실 누적수, 패킷 지연 도착 시간 및 CPU 점유율을 포함할 수 있다. 패킷 손실 누적수, 패킷 연속 손실 누적수, 패킷 지연 도착 시간 및 CPU 점유율 등이 증가하면 증가할수록 MOS값은 낮아지게 된다. 음성 품질 측정 파라미터의 추출 방법에 대하여는 도 7에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제 1 녹음파일 및 제 2 녹음파일을 생성하는 방법을 도시한 흐름도이다.
전술한 바와 같이, 전송 장치에서 제 1 녹음파일 및 제 2 녹음파일은 녹음 시작 시각을 RTP 패킷의 시작 RTP 순번에 맞추고, 녹음 종료 시각을 종료 RTP 순번 에 맞추어 녹음할 수 있는데, 여기에 그 방법을 설명한다.
도 4를 참조하면, 우선 자연음이 입력되기 시작한 이후에 측정 시작 시각이 되었는지 확인하여(S410), 시작 시각이 되었으면 시작 RTP 순번을 저장한다(S420). 그리고 제 1 녹음파일의 녹음(S430)과 제 2 녹음파일의 저장(S440)을 시작한다.
다음으로 측정 종료 시각이 되었는지 확인하여(S450), 아직 측정 종료 시각이 되지 않았으면 계속해서 녹음/저장을 수행한다.
만일 측정 종료 시각이 되었다면, 제 1 녹음파일의 녹음과 제 2 녹음파일의 저장을 종료한다(S460, S470). 그리고 종료 RTP 순번을 저장한다(S480).
마지막으로 저장된 제 1 녹음파일, 제 2 녹음파일, 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 RTP 방식이 아닌 방식으로 발신 측에서 수신 측으로 전달한다(S490).
종래의 기술에서는 두 개의 파일을 비교할 때에, 비교를 위한 시작과 종료가 명확하지 않았다. 따라서 음성 품질 측정 알고리즘을 적용함에 있어서 정확한 결과를 산출하는데 어려움이 있었다.
본 발명은 이와 같은 단점을 극복하기 위해서 RTP 순번에 의해 녹음의 시작 시각과 종료 시각을 정하였다. 따라서 음성품질측정알고리즘을 적용하여 MOS 값을 구할 때 정확한 결과를 산출할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법을 도시한 흐름도이다. 도 5를 설명함에 있어서 도 3을 참조한다.
도 5를 참조하면, 우선 제 1 수신부(311)가 자연음을 녹음한 제 1 녹음파일, 및 자연음을 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 변환시킨 제 2 녹음파일을 수신한 다(S510).
다음으로 제 2 수신부(312)가 자연음을 코덱으로 인코딩한 정보를 RTP(Real Time Protocol) 패킷 형태로 수신한 후 RTP 패킷을 해체하고 동일한 코덱으로 디코딩하여 제 3 녹음파일을 생성한다(S520). 제 3 녹음파일을 녹음하는 방법은 도 6에서 더욱 상세히 설명한다.
바람직하게는 수신한 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 음성 품질을 평가하는데 사용되는 음성 품질 측정 파라미터를 추출하는 단계(S530)를 더 포함할 수 있다. 이 작업은 음성 품질 측정 파라미터 추출부(340)에서 이루어진다.
이때 음성 품질 측정 파라미터는, 패킷 손실 누적수, 패킷 연속 손실 누적수, 패킷 지연 도착 시간 및 CPU 점유율을 포함할 수 있다.
다음으로 MOS 값 산출부(320)는 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일에서 하나의 파일을 중복 선택하거나 두 개의 파일을 선택하여, 서로 상이한 정도를 MOS값으로 산출한다(S540).
마지막으로 MOS 값 비교부(S330)는 생성된 MOS 값들을 비교하여 음성 품질 왜곡 원인을 파악한다(S550).
이상의 설명에서 S510 단계 내지 S530 단계는 반드시 하나의 단계가 완료된 후에 진행되어야 하는 것은 아니고 동시에 진행되는 것이 더욱 일반적이다.
도 6은 도 5의 S520 단계의 예를 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 수신 측에서 RTP 패킷을 수신하기 시작하면 시작 RTP 순번인지 확인하여(S610) 시작 RTP 순번이면 제 3 녹음파일의 저장을 시작한다(S620). 종료 RTP 순번이 확인될 때까지(S630) 제 3 녹음파일의 저장을 계속하고, 종료 RTP 순번이 끝나면 제 3 녹음파일의 저장을 종료한다.
도 7은 도 5의 S520 단계의 예를 더욱 상세하게 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 우선 RTP 페이로드(payload)를 수신한 후(S710), RTP 순번을 기초로 패킷 손실 여부를 확인한다(S720).
만일 패킷이 손실되었으면 패킷 손실 누적수를 누적한다(S730). 그리고 패킷의 손실이 발생하였을 경우에 연속적인 패킷 손실이면(S740), 패킷 연속 손실 누적수를 누적한다(S750).
다음으로 패킷이 지연되어 도착하였으면(S760), 패킷의 지연 도착 시간을 다음 식에 의하여 산출한다(S770).
패킷 지연 도착 시간 = 시작 타임 스탬프 + (시작 타임 스탬프 * 코덱 패킷 배출 시간) * (수신 RTP 순번 - 최초 수신 RTP 순번)
마지막으로 CPU 점유율을 산출하고(S780), 음성 품질 측정 파라미터의 추출이 완료되었으면 측정된 데이터를 저장한다(S790).
도 8은 도 5의 S520 단계 및 S550 단계의 예를 더욱 상세하게 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 우선 음성 품질 알고리즘에 의해 제 1 녹음파일과 제 2 녹음파일을 비교하여 제 1 MOS 값을 산출한다(S810).
다음으로 제 1 녹음파일과 제 3 녹음파일을 비교하여 제 2 MOS 값을 산출하고(S820), 제 2 녹음파일과 제 3 녹음파일을 비교하여 제 3 MOS 값을 산출하 며(S830), 제 1 녹음파일을 자체 비교하여 제 4 MOS 값을 산출한다(S840).
다음은 이렇게 구해진 제 1 MOS 값 내지 제 4 MOS 값을 비교한다. 제 1 MOS 값이 제 4 MOS 값보다 작으면(S850), 음성 품질의 왜곡 원인을 코덱으로 추정한다(S860). 그리고 제 2 MOS 값이 제 3 MOS 값보다 작으면(S870), 음성 품질의 왜곡 원인을 네트워크 및 시스템 상태로 추정한다(S880).
마지막으로 제 1 MOS 값 내지 제 4 MOS 값, 패킷 손실 누적수, 패킷 연속 손실 누적수, 패킷 지연 도착 시간 및 CPU 점유율을 로그에 남기고 프린트한다(S890).
종래 기술에서는 두 개의 음성 품질을 측정함에 있어서 측정하고자 하는 음성 품질에 대한 정의가 명확하지 않아 측정 결과에 대한 해석의 어려움이 있었다. 그러나 이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일의 데이터 특성이 명확히 정의가 되었다. 또한 이 녹음파일들을 서로 비교하여 측정하기 때문에 정확한 측정이 가능하고 음성이 왜곡이 된 원인을 명확히 파악할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기 록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 가변 대역 멀티 코덱의 단대단 음성 품질 측정을 더욱 정확하게 할 수 있으며, 자연음 왜곡 등 음성 품질이 저하되는 현상의 원인을 파악할 수 있으므로 더욱 효과적으로 대응할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 정확한 시작점과 종료점을 갖고 음성 품질 측정 대상의 데이터를 저장할 수 있고, 음성 품질 측정 알고리즘을 적용하여 MOS 값을 구할 때 정확한 결과를 산출할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 높은 QoS로 실시간 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있어 고품질의 인터넷 전화(Internet Telephony : Voice over Internet Protocol) 등에 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 자연음을 녹음한 제 1 녹음파일, 및 상기 자연음을 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 변환시킨 제 2 녹음파일을 수신하고, 상기 자연음을 상기 코덱으로 인코딩한 정보를 RTP(Real Time Protocol) 패킷 형태로 수신한 후 상기 RTP 패킷을 해체하고 상기 코덱으로 디코딩하여 제 3 녹음파일을 생성하는 녹음파일 수신/생성부;
    상기 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일에서 하나의 파일을 중복 선택하거나 두 개의 파일을 선택하여, 서로 상이한 정도를 MOS(Mean Opinion Score)값으로 산출하는 MOS 값 산출부;
    상기 MOS 값 산출부에서 생성된 MOS 값들을 비교하여 음성 품질 왜곡 원인을 파악하는 MOS 값 비교부;및
    수신한 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 음성 품질을 평가하는데 사용되는 음성 품질 측정 파라미터를 추출하는 음성 품질 측정 파라미터 추출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 녹음파일 및 상기 제 2 녹음파일은, 녹음 시작 시각과 녹음 종료 시각이 각각 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 생성된 것임을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 녹음파일 수신/생성부는, 상기 제 1 녹음파일 및 제 2 녹음파일을 데이터 손실이 없는 네트워크를 통하여 수신하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 MOS 값 산출부는, 상기 제 1 녹음파일과 상기 제 2 녹음파일을 기초로 제 1 MOS 값을 산출하고, 상기 제 1 녹음파일과 상기 제 3 녹음파일을 기초로 제 2 MOS 값을 산출하며, 상기 제 2 녹음파일과 상기 제 3 녹음파일을 기초로 제 3 MOS 값을 산출하고, 상기 제 1 녹음파일만을 기초로 제 4 MOS 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 MOS 값 비교부는, 상기 제 1 MOS 값이 상기 제 4 MOS 값보다 작은 경우에는 음성 품질 왜곡 원인을 상기 코덱으로 판단하고, 상기 제 2 MOS 값이 상기 제 3 MOS 값보다 작은 경우에는 음성 품질 왜곡 원인을 네트워크 및 시스템 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 음성 품질 측정 파라미터는, 패킷 손실 누적수, 패킷 연속 손실 누적수, 패킷 지연 도착 시간 및 CPU 점유율을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. (a) 자연음을 녹음한 제 1 녹음파일, 및 상기 자연음을 코덱을 이용하여 디지털 데이터로 변환시킨 제 2 녹음파일을 수신하는 단계;
    (b) 상기 자연음을 상기 코덱으로 인코딩한 정보를 RTP(Real Time Protocol) 패킷 형태로 수신한 후 상기 RTP 패킷을 해체하고 상기 코덱으로 디코딩하여 제 3 녹음파일을 생성하고 수신한 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 음성 품질을 평가하는데 사용되는 음성 품질 측정 파라미터를 추출하는 단계;
    (c) 상기 제 1 녹음파일 내지 제 3 녹음파일에서 하나의 파일을 중복 선택하거나 두 개의 파일을 선택하여, 서로 상이한 정도를 MOS(Mean Opinion Score)값으로 산출하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계에서 생성된 MOS 값들을 비교하여 음성 품질 왜곡 원인을 파악하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 녹음파일 및 상기 제 2 녹음파일은, 녹음 시작 시각과 녹음 종료 시각이 각각 시작 RTP 순번 및 종료 RTP 순번을 기초로 생성된 것임을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 제 1 녹음파일 및 제 2 녹음파일은 데이터 손실이 없는 네트워크를 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법.
  13. 삭제
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 음성 품질 측정 파라미터는, 패킷 손실 누적수, 패킷 연속 손실 누적수, 패킷 지연 도착 시간 및 CPU 점유율을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) RTP 패킷의 페이로드(payload)를 수신하는 단계;
    (b2) 상기 페이로드의 RTP 순번에 따라 패킷 손실을 확인하여 패킷 손실이 발견되면 패킷 누적 누적수를 증가시키는 단계;
    (b3) 패킷 손실 발견이 연속적인 패킷 손실인 경우, 패킷 연속 손실 누적수를 증가시키는 단계;
    (b4) 상기 RTP 패킷이 지연되어 도착하였으면, 상기 페이로드의 타임스탬프를 기초로 패킷 지연 도착 시간을 계산하는 단계; 및
    (b5) 상기 (b1) 내지 (b4) 단계 수행시의 CPU 점유율을 기록하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 제 1 녹음파일과 상기 제 2 녹음파일을 기초로 제 1 MOS 값을 산출하는 단계;
    (c2) 상기 제 1 녹음파일과 상기 제 3 녹음파일을 기초로 제 2 MOS 값을 산출하는 단계;
    (c3) 상기 제 2 녹음파일과 상기 제 3 녹음파일을 기초로 제 3 MOS 값을 산출하는 단계;
    (c4) 상기 제 1 녹음파일만을 기초로 제 4 MOS 값을 산출하는 단계;를 포함 하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d1) 상기 제 1 MOS 값이 상기 제 4 MOS 값보다 작은 경우에는 음성 품질 왜곡 원인을 상기 코덱으로 판단하는 단계;
    (d2) 상기 제 2 MOS 값이 상기 제 3 MOS 값보다 작은 경우에는 음성 품질 왜곡 원인을 네트워크 및 시스템 상태로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 대역 멀티 코덱의 음성 품질 측정 방법.
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