Implementation of a High-Quality Audio Collaboration System Over IP Networks

IP 네트워크 기반 고품질 오디오 협업 시스템

In this paper, we implement several methods to improve an audio collaboration system over IP networks, and then evaluate the performance of the implemented methods. In general, speech and audio quality degrades depending on the characteristics of IP networks such as jitter and packet loss. In order to reduce this quality degradation, we propose a lower bit rate audio delivery scheme using the MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding) audio codec in a viewpoint that a packet loss rate could be reduced by a smaller packet size. In addition, iLBC (Internet Low-Bitrate Codec) and the G.711 packet loss concealment algorithm defined by IEFT and ITU-T, respectively, are applied to a audio collaboration system. RAT (Robust-Audio Tool)[7] is used as a baseline platform for the implementation of the proposed methods. It is shown from the implementation that the implemented MPEG-2 AAC audio codec with a bitrate of 256 kbit/s performs as similar as the uncompressed audio quality with a bitrate of 512 kbit/s, and that iLBC and the G.711 packet loss concealment algorithm can improve speech quality when a packet loss rate is 2~10%.

본 논문에서는 IP 네트워크에서 동작하는 오디오 협업 시스템의 성능을 향상시키는 방법들을 구현하고 구현된 방법들의 성능을 검증한다. IP 네트워크가 갖는 지연(jitter) 및 패킷 손실 등의 특성은 음성 및 오디오의 품질을 저하시킨다. 이러한 품질 저하를 줄이기 위해, 패킷 손실률은 패킷 크기를 줄임으로써 감소시킬 수 있다는 점에 착안하여 MPEG-2 AAC 오디오 코덱을 이용한 저전송률 오디오 전송 방법을 제안한다. 또한, 음성 전송 시 패킷손실에 따른 음성 품질을 향상시키기 위해 패킷 손실에 견고한 iLBC(Internet Low-Bitrate Codec) 음성 코덱 및 ITU-T G.711 패킷 손실 은닉 알고리즘을 오디오 협업 시스템에 적용한다. 제안한 방법들을 RAT (Robust-Audio Tool)[7]를 기반으로 구성된 오디오 협업 시스템에 구현하였다. 구현한 결과, 256 kbit/s에서 동작하는 MPEG-2 AAC 오디오 코덱은 압축하지 않고 전송된 오디오와 유사한 품질을 제공하는 것을, iLBC와 G.711 패킷 손실 은닉 알고리즘은 2~10% 패킷 손실 환경에서 음질을 개선하는 것을 확인할 수 있었다.