KR100267985B1 - 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법 - Google Patents

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Abstract

저비용으로 음질손상을 방지할 수 있도록 한 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법에 관한 것으로, 제어부 및 OSD기능을 구비한 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법에 있어서, 제어부가 입력되는 오디오 스트림으로부터 스케일 팩터를 검출하는 단계와, 제어부가 스케일 팩터에 상응하는 주파수대역의 이퀄라이저 조정기능을 OSD에 설정하는 단계와, 사용자가 OSD에 설정된 이퀄라이저 조정기능을 이용하여 특정 주파수대역의 오디오신호레벨을 증감시키는 단계를 포함하여 이루어지므로 음질 및 제작효율을 향상시킬 수 있다.

Description

디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법
일반적으로 음악 또는 음성을 표현하기 위한 수단으로 이퀄라이저가 사용되는데, 최근 디지털 방송이 활성화되고 오디오 또한 MPEG규격에 따라 통일되어 감으로써 화면뿐만아니라 음질향상에 대한 티브이 시청자들의 욕구 즉, 자신의 취향에 따라 저음 또는 고음 등 원하는 부분을 강조해서 청취하려는 욕구가 커지므로 디지털 티브이에 적용가능한 이퀄라이저의 필요성이 대두되고 있다.
종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 티브이는 수신단(1)울 통해 입력되는 비디오/오디오신호중 비디오신호는 영상처리단으로 보내고 오디오신호는 이퀄라이저 IC(3)로 출력한다.
이어서 이퀄라이저 IC(3)는 컨트롤 IC(2)에서 출력된 변화레벨 및 주파수대역에 상응하도록 오디오신호를 필터링하고 변화레벨에 따라 조정하여 앰프(4)로 출력하고 앰프(4)는 이를 증폭하여 스피커(5)를 통해 외부로 출력시킨다.
그리고 이와 동시에 이퀄라이저 IC(3)는 필터링 및 변화된 오디오신호를 디지털 신호처리부(6)로 출력한다.
이어서 디지털 신호처리부(6)는 입력된 주파수별 오디오 데이터를 고속 디지털 신호처리하여 티브이 화면상에 이퀄라이저 동작상태를 디스플레이한다.
종래의 기술에 따른 이퀄라이저 동작제어방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 이퀄라이저 동작을 디스플레이 또는 제어하기 위해서는 아날로그 오디오신호를 각 주파수별로 필터링하므로 음질이 손상될 수 있다.
둘째, 별도의 이퀄라이저 IC를 사용해야하고 디스플레이하기 위해서는 실시간 필터링하여 디스플레이장치로 전송하기 위한 고속연산장치가 필요하므로 비용이 상승한다.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 저비용으로 음질손상을 방지할 수 있도록 한 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 이퀄라이저가 포함된 티브이시스템의 구성을 나타낸 블록도
도 2는 MPEG 오디오 송신기 엔코더의 오디오신호 필터링방법을 설명하기 위한 도면
도 3은 MPEG-1중 계층 I에대한 오디오 복호화단위의 구조를 나타낸 도면
도 4는 청각심리부호화를 이용한 오디오스트림 생성중 스케일팩터 설정방법을 설명하기 위한 그래프
도 5는 본 발명에 따른 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법을 나타낸 플로우챠트
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 수신단 2: 컨트롤 IC
3: 이퀄라이저 IC 4: 앰프
5: 스피커 6: 디지털 신호처리부
본 발명은 제어부 및 OSD기능을 구비한 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법에 있어서, 제어부가 입력되는 오디오 스트림으로부터 스케일 팩터를 검출하는 단계와, 제어부가 스케일 팩터에 상응하는 주파수대역의 이퀄라이저 조정기능을 OSD에 설정하는 단계와, 사용자가 OSD에 설정된 이퀄라이저 조정기능을 이용하여 특정 주파수대역의 오디오신호레벨을 증감시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같이, 저비용으로 음질손상을 방지할 수 있도록 한 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법에 관한 것으로, 디지털 수신기에 입력되는 MPEG 오디오신호의 특성 즉, 스케일 팩터(Scale Factor)를 이용하여 본 발명의 목적을 달성하기 위한 것이므로 먼저, 그 기술적 배경을 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 2는 MPEG 오디오 송신기 엔코더의 오디오신호 필터링방법을 설명하기 위한 도면, 도 3은 MPEG-1중 계층 I에대한 오디오 복호화단위의 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 청각심리부호화를 이용한 오디오스트림 생성중 스케일 팩터 설정방법을 설명하기 위한 그래프이다.
먼저, 일반적인 MPEG-1 오디오 송신기는 청각심리 부호화에 따라 압축 및 부호화를 수행하는데, PCM데이터를 각 주파수별로 필터링하고 사람에게 들리지 않는 주파수성분을 마스킹(Masking)하여 제거하고 청각심리 부호화과정에서 산출된 스케일 팩터를 포함시키며 디지털값으로 양자화하고 부가정보를 덧붙여 오디오 스트림형태로 수신단으로 전송한다.
이때 오디오신호 필터링과정을 상세히 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같이, 오디오 샘플이 입력되면 32개의 주파수별로 분할되고, 분할된 각각의 주파수는 저주파에서 고주파까지 서브밴드필터에 의해 필터링되며 12 샘플단위로 압축된다.
또한 상기 오디오 스트림의 오디오 복호단위의 구조는 도 3에 나타낸 바와 같이, 동기패턴과 샘플링 주파수와 모드 및 계층정보 등이 포함된 헤더, 에러를 체크하기 위한 에러체크, 샘플링시 할당되는 비트의 크기를 나타내는 비트할당, 파형재생시 배율을 나타내는 스케일 팩터, 샘플링된 데이터로서 32개의 주파수당 12샘플이므로 384샘플이 존재하는 샘플, 멀티채널 음성다중의 용도로 사용되는 부가정보로 구성된다.
이때 스케일 팩터는 상술한 MPEG 오디오에 적용되는 청각심리 부호화방법을 도시한 도 4에 나타낸 바와 같이, 각 주파수의 음의 레벨(dB)를 계산하여 샘플링의 범위를 정하고 평균크기를 각 주파수별로 산출한 값 즉, 각 주파수의 평균크기를 의미하는 것으로 각 주파수에 대한 음의 크기를 나타내는 척도로서 사용될 수 있다.
한편, 디지털 수신기는 입력된 데이터 스트림을 비디오 스트림, 오디오 스트림 및 부가정보로 나누어 비디오 스트림은 비디오 디코더로 출력하고 오디오 스트림은 오디오 디코더로 출력한다.
이어서 오디오 디코더는 입력된 오디오 스트림을 SDRAM에 저장하고 디코딩작업을 수행하여 스케일 팩터에 따른 아날로그 음성을 앰프 및 스피커를 통해 출력한다.
따라서 오디오 스트림중 스케일 팩터를 지시하는 SDRAM의 어드레스를 참고로 스케일 팩터정보를 검출하고 각 주파수별 스케일 팩터 및 디지털 수신기의 OSD기능을 이용하여 이퀄라이저 디스플레이가 가능하고 특정 주파수의 스케일 팩터값을 증감시킴으로써 특정 주파수대역의 음조절이 가능한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 디지털 수신기에서 스케일 팩터를 이용하여 이퀄라이저동작을 제어하는 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법을 나타낸 플로우챠트이다.
본 발명에 따른 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 제어부(도시 생략)에서 오디오 디코더가 디코딩작업을 수행하기 위한 SDRAM의 오디오 프레임 저장번지를 검색한다(S101).
이어서 상기 검색된 오디오 프레임 저장번지에서 스케일 팩터를 검출하여 제어부내의 임시 기억장치 등에 불러온다(S102).
그리고 상기 검출된 스케일 팩터를 32개 주파수별로 정렬시킨다(S103).
이때 OSD(On Screen Display)화면상에 이퀄라이저 동작상태가 디스플레이될 수 있도록 함과 동시에 이퀄라이저 제어 즉, 각 주파수별 음의 크기조절을 수행하기 위한 이퀄라이저 기능화면이 디스플레이될 수 있도록 OSD 프로그램이 추가된다.
이어서 사용자가 이퀄라이저 동작상태 디스플레이를 원하는지 여부를 판단하여(S104), 사용자가 원할 경우 화면상에 OSD형식으로 디스플레이한다(S105).
그리고 사용자가 이퀄라이저 기능을 수행하는지 판단하여(S106), 사용자가 특정 주파수대역 음의 크기를 증가 또는 감소시킬 경우 그 조정에 상응하도록 해당 주파수대역의 스케일 팩터값을 증가 또는 감소시킨다(S107).
이어서 조절된 스케일 팩터값으로 SDRAM의 해당 저장번지의 데이터를 갱신시킨다(S108).
그리고 디코딩준비 완료플래그(Flag)를 오디오 디코더로 출력한다(S109).
따라서 오디오 디코더는 상기 디코디준비 완료플래그를 인가받고 갱신된 스케일 팩터에 상응하도록 오디오 프래임을 디코딩하여 조정된 음을 스피커를 통해 출력한다.
또한 본 발명은 오디오 스트림의 기본구조인 스케일 팩터를 이용하여 이퀄라이저기능을 수행하므로 MPEG-1 Layer I,Ⅱ, Ⅲ의 모든 경우에 적용이 가능하며 MPEG-2오디오 또는 미국에서 진행되는 AC-3의 경우에도 오디오 스트림의 기본구조는 동일하고 그에 따라 스케일 팩터를 이용할 수 있으므로 별다른 수정없이 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 이퀄라이저 IC사용에 따른 별도의 필터링과정을 수행하지 않고 이퀄라이저기능을 수행하므로 음질의 손상을 방지하고 기존의 이퀄라이저 IC에 비해 저음 및 고음에 걸쳐 광범위한 주파수대역의 음조절이 가능하여 저음에 대한 정보가 우퍼에 응용될 수 있어 사용자가 원하는 최상의 음질을 구현할 수 있다.
둘째, 오디오신호의 특성 및 디지털 수신기에 이미 포함되있는 OSD기능을 이용하여 별도의 이퀄라이저 IC 및 디지털 신호처리장치 없이 이퀄라이저 동작상태를 디스플레이할 수 있으므로 비용 및 전체부피가 감소되어 제작효율을 향상시킬 수 있다.
셋째, 오디오 부호화규격인 MPEG-1의 Layer I, Ⅱ, Ⅲ 뿐만 아니라 MPEG-2 오디오 및 AC-3의 경우에도 기본적인 오디오 스트림의 구조는 동일하므로 이를 사용하는 거의 모든 디지털 시스템에 별다른 수정없이 적용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 제어부 및 OSD기능을 구비한 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법에 있어서,
    상기 제어부가 입력되는 오디오 스트림으로부터 스케일 팩터를 검출하는 단계;
    제어부가 상기 스케일 팩터에 상응하는 주파수대역의 이퀄라이저 조정기능을 OSD에 설정하는 단계;
    사용자가 상기 OSD에 설정된 이퀄라이저 조정기능을 이용하여 특정 주파수대역의 오디오신호레벨을 증감시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부가 스케일 팩터에 상응하는 주파수대역의 이퀄라이저 조정기능을 OSD에 설정하는 단계는 스케일 팩터에 상응하는 각 주파수별 이퀄라이저 동작상태 표시기능을 OSD에 설정하는 단계를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 오디오 스트림으로부터 스케일 팩터를 검출하는 단계는
    입력되는 오디오 스트림의 저장번지를 검색하는 단계와,
    상기 오디오 스트림 저장번지에서 스케일 팩터를 검출하는 단계와,
    상기 검출된 스케일펙터를 각 주파수별로 정렬시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자가 특정 주파수대역의 오디오신호레벨을 증감시키는 단계는
    사용자가 조정한 주파수대역에 상응하는 스케일 팩터값을 조절하는 단계와,
    조절된 스케일 팩터값으로 원래의 오디오 스트림 저장번지의 데이터를 갱신시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 수신기의 이퀄라이저 제어방법.
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