VoIP의 음성품질/대역효율 개선을 위한 음성패킷 처리

Voice Packet Processing Scheme for Voice Quality and Bandwidth Efficiency in VoIP

본 논문에서는 10msec 프레임의 가변전송률 G.729 음성부호화기를 설계하여 VoIP에서의 대역 효율을 개선하고, 부전송률 부호화기 도입을 통한 인터넷 프로토콜에서 발생하는 패킷 손실구간의 음성 품질을 개선할 수 있는 방안을 도출하였다. 가변 전송률 음성부호화기 설계는 음성 통화중 발생하는 약 60% 정도의 묵음 구간을 활용하는 기법으로서 활성 음성구간은 8kbps로 전송하고,비 활성 음성구간은 1kbps로 전송함에 의하여 고정 전송률 방식의 음성 부호화기에 비하여 평균 패킷 전송량을 약 50% 감소시켜 대역 효율을 개선할 수 있다. 제안 방법의 성능은 동일 프레임 크기를 갖는 ITU-T G.729B방식과 감지 활성도의 변화분과 음성품질 손상 구간의 비율을 기준으로 비교 평가하였다. 그리고 인터넷 환경에서의 패킷 손실에 의한 음성 품질 저하 방지는 4kbps 부전송률 음성부호화기 도입과 오류 발생 전후의 패킷에 의한 오류은닉 방법을 활용하였으며, 성능은 재생 음성품질로서 평가하였다. 본 논문에서 설계한 가변 전송률 부호화 방식은 고정 전송률 방식에 대비하여 평균 음성 패킷의 전송량을 1/2로 감소시켜 대역효율 개선이 가능하며, 감소된 전송률을 손실 패킷구간에 활용하는 경우 8kbps 고정 전송률 방식과 동일 대역이용에서 3dB의 음성품질 개선이 가능하여 VoIP 성능 개선이 가능하리라 사료된다.

In this paper, We present an efficient variable rate speech coder for spectral efficiency and packet processing technique for packet loss compensation of a voice codec with 10msec frame in VoIP service. Through disconnecting the users from the spectral resource during silence interval of about 60% period, a variable rate voice coder based on a voice activity detection(VAD) can increase spectral gain by two times. The performance of the method was analyzed by variation of detected voice activity factor and degraded speech frame ratio under various background noise level, and compared those of G.729B of ITU-T 8kbps standard speech codec. A method to compensate lost packets utilized addition of recovery data to a main stream and error concealment scheme for speech quality enhancement, the performance is verified by reconstructed speech quality. The proposed scheme can achieve spectral gain by two times or enhance speech quality by 3dB through reserved bandwidth of VAD. Therefore, the proposed method can enhance a spectral efficiency or speech quality of VoIP.