FPGA기반 다자간 실시간 디지털 오디오 합성기 구현 (Implementation of the FPGA Based Multi-Party Real-Time Digital Audio Mixer)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 47권 / 12호 / 2172 ~ 2178페이지
· 저자명 : 오도봉, 백승철, 최한고

초록

최근 VoIP와 같은 패킷 기반 통신 방식은 아키텍처의 개선으로 품질이 향상되어 음성 통화, 화상 수업 및 회의 솔루션과 같은 다양한 영역에서 융합되어 빠르게 확산되고 있다. 실시간 다자간 오디오 서비스에서 중요한 음성 처리 모듈은 오디오 합성기로서 디지털 합성기는 프로세서 기반으로 구현되므로 순차적 수행과정으로 인해 처리 속도에는 한계가 있다. 또한 VoIP에서 오디오 서비스 품질은 다양한 환경에 의하여 영향받는데, 특히 오디오패킷을 변환하고 합성하는 처리 시간이 길어지면 오디오 서비스 품질을 보장할 수 없다. 이를 극복하기 위해 본논문에서는 VoIP 다자간 오디오 신호처리를 위한 디지털 오디오 합성기를 FPGA 하드웨어로 설계하고, 오디오 신호 합성 및 패킷 구성을 고속 병렬 처리 방식으로 코딩하여 처리시간 최소화를 통한 오디오 서비스 품질 개선 방안을 제시하였다. 제안된 방안으로 시스템을 검증한 결과 패킷을 구성 하는데 소요되는 시간은 RFC 3551 규격에서 제안된 20ms 보다 훨씬 낮은 1.024ms내에서 최대 256명의 참가자에 대한 오디오 신호를 합성하고 패킷을 구성 할 수 있음을 확인 하였다.

영어초록

Recently, packet-based communication methods such as VoIP have improved quality due to architectural improvements, which have converged and rapidly spread in various areas such as voice calls, video lessons, and conference solutions. One of the most important voice processing modules in the real-time multi-party audio service is an audio mixer, and since the digital mixer is implemented on a processor basis, the processing speed is limited due to the sequential execution process. In addition, the audio service quality of VoIP is influenced by various environments, especially when the processing time for converting and mixing audio packets is long, the audio service quality cannot be guaranteed. To overcome this, in this paper, a digital audio mixer is designed with FPGA hardware for VoIP multi-party audio signal processing, and audio signal mixing and packet composition are coded in a high-speed parallel processing method to improve audio service quality by minimizing processing time. As a result of verifying the system with the proposed method, it is confirmed that the time required time for mixing audio signals and configuring the packet is within 1.024ms for up to 256 participants, which is much lower than the 20 ms proposed by the RFC 3551 specification.

참고자료

· 없음