KR100619055B1 - 오디오/비디오 시스템의 스피커 모드 자동 설정 방법 및장치 - Google Patents

오디오/비디오 시스템의 스피커 모드 자동 설정 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

스피커의 특성을 자동으로 판별하여 스피커 모드를 자동으로 설정하는 스피커 모드 자동 설정 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 임의의 신호를 발생하여 그 주파수 변화에 따른 전류값을 검출하는 과정, 검출된 전류값에 근거하여 주파수 변화에 따른 스피커의 임피던스 특성을 측정하는 과정, 측정된 임피던스 특성에 따라서 스피커 타입을 구분하는 과정, 구분된 각 스피커 타입의 임피던스 특성 곡선에 따라 스피커 모드를 설정하는 과정을 포함한다.

Description

오디오/비디오 시스템의 스피커 모드 자동 설정 방법 및 장치{Apparatus and method for setting speaker mode automatically in audio/video system}
도 1은 종래의 스피커 모드를 설정하기 위한 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스피커 모드 자동 설정 시스템을 보이는 제1실시예이다.
도 3은 본 발명에 따른 스피커 모드 자동 설정 시스템을 보이는 제2실시예이다.
도 4는 저역 신호 재생이 가능한 덕트형 스피커의 주파수별 임피던스 파형도이다.
도 5는 저역 신호 재생이 가능한 밀폐형 스피커의 주파수별 임피던스 파형도이다.
도 6은 저역 신호 재생이 어려운 덕트형 스피커의 주파수별 임피던스 파형도이다.
도 7은 저역 신호 재생이 어려운 밀폐형 스피커의 주파수별 임피던스 파형도이다.
도 8은 본 발명에 따른 스피커 모드 자동 설정을 보이는 흐름도이다.
본 발명은 홈 시어터 시스템에 관한 것이며, 특히 오디오/비디오 시스템에서 스피커의 특성을 자동으로 판별하여 스피커 모드를 자동으로 설정하는 스피커 모드 자동 설정 방법 및 장치에 관한 것이다.
통상적으로 홈 시어터 시스템은 5.1 채널의 앰프와 DVD 재생기, 튜너를 내장시킨 제품으로 대화면 디지털 티브와 한 세트를 이룬다. 또한 홈 시어터 시스템은 최첨단 영상 기술인 프로그레시브 스캔 기능을 적용하여 고 화질을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 돌비 프로로직(Dolby Prologic) 디코딩 기술을 적용하여 브이씨알, 티브이 방송처럼 2채널 스테레오 사운드를 5.1채널로 재생할 수 있다.
이러한 홈 시어터 시스템은 스피커의 유무, 및 스피커 재생 주파수 대역에 따라서 사용자가 수동으로 스피커 모드를 설정해야한다.
도 1은 종래의 5. 1채널의 스피커 시스템에서 스피커 모드를 설정하기 위한 디지털 신호 처리기의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 입력되는 5. 1채널 즉, 프론트(Front), 센터(Center), 서라운드(Surround), 서라운드 백(Surround Back), LFE(low frequency effect)채널의 오디오 신호는 각각 대응되는 스피커들로 출력된다. 이때 사용자는 리모콘이나 프론트의 키를 눌러서 스피커 모드를 설정한다. 사용자는 스피커의 종류와 개수에 따라 "Large", "Small", "None"의 세가지 모드를 직접 선택한다. 스피커 설정 모드는 "Large", "Small", "None"로 구분된다. "Large" 모드는 가청 주파수 대역인 20Hz - 20kHz의 모든 오디오 신호를 출력한다. "Small" 모드는 저역 주파수 대역의 신호를 제외한 중고대역의 신호를 출력하고, 저 대역의 신호를 서브 우퍼나 다른 스피커로 출력한다. "None" 모드는 해당 스피커로 신호를 출력하지 않는다.
따라서 사용자의 선택에 의해 스피커 모드가 설정되면 디지털 신호 처리기는 각 스피커 모드별로 저역 통과 필터(LPF) 및 고역 통과 필터(HPF)의 통과 여부 및 멀티 채널 신호의 조합으로 설정하고, 사운드 재생기에서 출력되는 사운드를 각 스피커 모드에 적합하게 처리하여 해당 스피커로 출력한다.
그러나 종래 기술은 사용자가 직접 스피커 모드(Large, Small, None)를 설정해야하기 때문에 조작의 어려움은 물론 여러 개의 스피커를 각각 설정해야하는 번거로움이 있다. 또한 종래 기술은 사용자의 짐작으로 스피커 모드를 설정하기 때문에 스피커가 재생할 수 있는 주파수 대역을 정확히 파악하지 못할 가능성이 있기 때문에 최적의 음향 효과를 얻기가 힘들다. 또한 종래 기술은 실제로 연결되어 있지 않은 스피커를 "Large"모드나 "Small" 모드로 설정함으로써 해당 출력 신호를 청취자가 듣지 못하는 경우도 발생하는 문제점 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 시스템에 장착되어 있는 스피커의 특성을 자동으로 판별하여 스피커 모드를 자동으로 설정하는 스피커 모드 자동 설정 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 시스템에 장착되어 있는 스피커의 특성을 자동으로 판별하여 스피커 모드를 자동으로 설정하는 스피커 모드 자동 설정 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 스피커로 출력되는 신호 형태를 결정하는 스피커 모드 자동 설정 방법에 있어서,
임의의 신호를 입력하여 상기 스피커를 구동하는 전류를 검출하는 과정;
상기 과정에서 검출된 전류값에 근거하여 주파수 변화에 따른 스피커의 임피던스 특성을 측정하는 과정;
상기 과정에서 측정된 임피던스 특성에 따라서 스피커 타입을 구분하는 과정;
상기 과정에서 구분된 각 스피커 타입의 임피던스 특성 곡선에 따라 스피커 모드를 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 멀티 채널 스피커 시스템의 스피커 모드 자동 설정 장치에 있어서,
스피커;
전원을 공급하는 전원부;
신호를 증폭하는 앰프부;
상기 앰프부에서 스피커로 출력되는 전류 또는 상기 전원부에서 상기 앰프부로 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출부;
저주파를 포함하는 광 대역 신호를 상기 앰프부로 출력하고, 상기 전류 검출부로부터 검출된 전류를 바탕으로 스피커의 임피던스 특성을 측정하고, 측정된 임피던스 특성에 따라서 스피커 타입을 구분하고, 그 구분된 각 스피커 타입의 임피 던스 특성 곡선에 따라 스피커 모드를 설정하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 멀티 채널의 오디오/비디오 시스템에 있어서,
특정 신호를 발생하여 그 주파수 변화에 따른 전류값을 검출하고, 그 전류값에 근거하여 주파수 변화에 따른 스피커의 임피던스 특성을 측정하고, 그 임피던스 특성에 따라서 스피커 타입을 구분하고, 각 스피커 타입의 임피던스 특성 곡선에 따라 스피커 모드를 설정하는 디지털 신호 처리기;
상기 디지털 신호 처리 수단에서 상기 스피커 모드 설정 데이터를 받으면 그 스피커 모드 설정 데이터에 따라 신호의 필터 통과 여부 및 채널의 조합을 제어하는 마이크로프로서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 스피커 모드 자동 설정 시스템을 보이는 제1실시예이다.
도 2의 시스템은 마이크로프로세서(200), 전원부(210), 앰프부(220), 전류 검출부(230), 디지털 신호 처리부(240), 스피커(250)로 구성된다.
도 2를 참조하면, 마이크로프로세서(200)는 스피커 모드 설정 명령을 발생한다. 전원부(210)는 앰프부(220) 및 다른 블록으로 전원을 공급한다.
전류 검출부(230)는 앰프부(220)에서 스피커(250)로 출력되는 전류의 양을 검출한다. 이때 전류 검출부(230)는 저항(R)과 같은 전류 센싱 부품을 이용함으로써 스피커(240)를 구동하는 전류를 센싱(sensing)할 수 있다.
디지털 신호 처리부(240)는 마이크로프로세서(200)로부터 스피커 모드 설정 명령을 받으면 저주파를 포함하는 광 대역의 테스트 신호를 앰프부(220)로 출력하고 전류 검출부(230)로부터 검출된 전류를 바탕으로 스피커의 임피던스 특성을 측정하고, 측정된 임피던스 특성에 따라서 스피커 타입(덕트형 스피커 또는 밀폐형 스피커)을 구분하고, 그 구분된 각 스피커 타입의 임피던스 특성 곡선에 따라 해당 스피커로 출력되는 신호 형태를 결정하는 스피커 모드("Large", "Small", "None")를 설정한다. 또한 디지털 신호 처리부(240)는 설정되는 스피커 모드에 따라 저역 통과 필터(LPF) 및 고역 통과 필터(HPF)의 통과 여부 및 멀티 채널 신호의 조합을 제어한다.
앰프부(220)는 디지털 신호 처리부(240)에서 발생하는 테스트 신호를 증폭하여 스피커(250)로 출력한다.
다른 실시예로 마이크로프로세서(200)는 디지털 신호 처리부(240)에서 스피커 모드 설정 데이터를 받으면 그 스피커 모드 설정 데이터에 따라 저역 통과 필터(LPF) 및 고역 통과 필터(HPF)의 통과 여부 및 멀티 채널 신호의 조합을 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 스피커 모드 자동 설정 시스템을 보이는 제2실시예이다.
도 3을 보면, 전류 검출부(230-1)는 전원부(210)에서 앰프부(220)로 공급되 는 전류를 검출한다. 전류 검출부(230-1)를 제외한 마이크로프로세서(200), 전원부(210), 앰프부(220), 디지털 신호 처리부(240), 스피커(250)의 동작은 도 2의 시스템의 블록과 동일하므로 생략한다.
도 4 - 도 7은 덕트형 및 밀폐형 스피커의 주파수별 임피던스 파형도이다.
도 4 - 도 7의 파형도를 참조하면, 덕트형 스피커의 경우 저주파 대역에서 두 개의 피크(peak)성분이 발생하고 그 사이에 한 개의 딥(dip)성분이 발생한다. 이때 딥 성분이 발생하는 주파수 근처가 그 스피커의 저역 한계 주파수에 해당하는 -3dB를 나타낸다. 또한 밀폐형 스피커의 경우 저주파 대역에서 한 개의 피크(paek) 성분이 발생한다. 이때 피크 성분이 발생하는 주파수 근처가 그 스피커의 저역 한계 주파수에 해당하는 -3dB를 나타낸다.
도 4의 파형도를 보면, 저주파 대역에서 두 개의 피크 성분과 한 개의 딥 성분이 발생하므로 덕트형 스피커로 판단을 할 수 있고, 딥의 주파수가 40Hz 정도 되므로 저역 재생이 가능한 스피커로 판단 할 수 있다. 이때 스피커 모드는 "Large"로 설정된다.
도 5의 파형도를 보면, 저주파 대역에서 한 개의 피크 성분이 발생하므로 밀폐형 스피커로 판단을 할 수 있고, 그 피크의 주파수가 80Hz 정도 되므로 저역 재생이 가능한 스피커로 판단 할 수 있다. 이때 스피커 모드는 "Large"로 설정된다.
도 6의 파형도를 보면, 저주파 대역에서 두 개의 피크 성분과 한 개의 딥 성분이 발생하므로 덕트형 스피커로 판단을 할 수 있고 딥의 주파수가 150Hz 정도 되므로 저역 재생이 어려운 스피커로 판단할 수 있다. 이때 스피커 모드는 "Small"로 설정된다.
도 7의 파형도를 보면, 저주파 대역에서 한 개의 피크 성분이 발생하므로 밀폐형 스피커로 판단을 할 수 있고, 피크의 주파수가 200Hz 정도 되므로 저역 재생이 어려운 스피커로 판단 할 수 있다. 이때 스피커 모드는 "Small"로 설정된다.
도 8은 본 발명에 따른 스피커 모드 자동 설정을 보이는 흐름도이다.
먼저, 마이크로 프로세서(200)로부터 스피커 모드 설정 명령을 수신하면 디지털 신호 프로세서(240)는 저주파를 포함하는 광 대역의 테스트 신호 예컨대, 화이트 노이즈(white noise) 또는 임펄스 노이즈를 발생한다(810 과정).
이어서, 전류 검출부(230)는 테스트 신호의 주파수 변화에 따라 앰프에서 스피커 또는 전원에서 앰프로 흐르는 전류(I)를 측정한다(820 과정).
이때 디지털 신호 프로세서(240)는 전류 검출부(230)를 통해 앰프에서 스피커 또는 전원에서 앰프로 전류가 변화하는 지를 체크한다(830 과정). 여기서 전류 검출부(230)는 전류 변화를 검지하지 못하면 해당 스피커가 없는 것으로 판단하고 스피커 모드를 "None"로 설정한다(896 과정).
또한 디지털 신호 프로세서(240)는 전류 변화를 검지하면 그 전류를 이용하여 주파수에 따른 임피던스 특성을 측정한다(840 과정). 예를 들면, 저주파의 전압(V)과 전류(I)를 이용하여 임피던스(Z)를 측정한다.
이어서, 디지털 신호 프로세서(240)는 그 측정된 임피던스 특성에 따라 해당 스피커를 덕트형과 밀폐형으로 구분한다(850 과정). 즉, 도 4 및 6의 임피던스 특성을 분석하면 저주파 대역에서 두 개의 피크 성분과 한 개의 딥 성분이 검출되므 로 덕트형 스피커로 판단하고, 도 5 및 7의 임피던스 특성을 분석하면 저주파 대역에서 한 개의 피크 성분이 검출되므로 밀폐형 스피커로 판단한다.
따라서 디지털 신호 프로세서(240)는 측정된 임피던스 특성이 덕트형 스피커에 해당되는 것으로 판단하면 임피던스 특성 곡선의 최고점 사이의 딥의 주파수를 검출한다(860 과정). 이때 디지털 신호 프로세서(240)는 검출된 딥의 주파수가 기준 주파수보다 적으면 저역 재생이 가능하므로 스피커 모드를 "Large"로 설정하고(884 과정), 딥의 주파수가 기준 주파수보다 크면 저역 재생이 어려우므로 스피커 모드를 "Small"로 설정한다(886 과정). 예를 들어 도 4를 보면, 딥의 주파수(약 40Hz 정도)가 기준 주파수(100Hz)보다 적으므로 저역 재생이 가능한 스피커 모드("Large")로 판단한다. 또한 도 6을 보면, 딥의 주파수(약 150Hz 정도)가 기준 주파수(100Hz)보다 크므로 저역 재생이 어려운 스피커 모드("Small")로 판단한다.
이어서, 디지털 신호 프로세서(240)는 측정된 스피던스 특성이 밀폐형 스피커에 해당되는 것으로 판단하면 임피던스 특성 곡선의 첫 번 째 피크의 주파수를 검출한다(870 과정). 이때 디지털 신호 프로세서(240)는 검출된 피크의 주파수가 기준 주파수보다 적으면 저역 재생이 가능하므로 스피커 모드를 "Large"로 설정하고(892 과정), 피크의 주파수가 기준 주파수보다 크면 저역 재생이 어려우므로 스피커 모드를 "Small"로 설정한다(894 과정). 예를 들어 도 5를 보면, 피크의 주파수(약 80Hz 정도)가 기준 주파수(100Hz)보다 적으므로 저역 재생이 가능한 스피커 모드("Large")로 판단한다. 또한 도 7을 보면, 피크의 주파수(약 200Hz 정도)가 기준 주파수(100Hz)보다 크므로 저역 재생이 어려운 스피커 모드("Small")로 판단한다.
최종적으로 디지털 신호 프로세서(240)는 멀티 채널의 스피커들 각각에 대해 자동으로 설정된 스피커 모드에 따라 저역 통과 필터(LPF) 및 고역 통과 필터(HPF)의 통과 여부 및 멀티 채널 신호의 조합을 제어하여 해당 스피커로 사운드를 출력한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
또한 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, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 멀티 채널 스피커 시스템에서 스피커로 흐르는 전류의 변화를 이용하여 스피커 모드를 자동으로 설정함으로써 스피커 모드 설정에 익숙하지 않는 사용자에게 편의를 제공하고 사용자의 실수를 방지하여 자동으로 적합한 스피커 모드를 설정하여 최적의 음향을 재생할 수 있다.

Claims (10)

  1. 스피커로 출력되는 신호 형태를 결정하는 스피커 모드 자동 설정 방법에 있어서,
    광 대역 신호를 발생하여 그 주파수 변화에 따라 스피커로 흐르는 전류값을 검출하는 과정;
    상기 과정에서 검출된 전류값에 근거하여 주파수 변화에 따른 임피던스 특성을 측정하는 과정;
    상기 과정에서 측정된 임피던스 특성의 피크 성분과 딥 성분에 따라서 스피커 타입을 구분하는 과정;
    상기 과정에서 구분된 각 스피커 타입에 따라 임피던스 특성 곡선의 주파수검출하는 과정;
    상기 임피던스 특성 곡선의 최고점 사이 딥의 주파수가 기준 주파수보다 적으면 가청 주파수 대역의 신호 출력 모드로 결정하고, 상기 임피던스 특성 곡선 최고점 주파수가 기준 주파수보다 크면 저역 신호를 제외한 중고대역의 신호 출력 모드로 결정하는 것임을 특징으로 하는 스피커 모드 자동 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전류 검출 과정은 앰프에서 스피커로 흐르는 전류를 검출하는 과정임을 특징으로 하는 스피커 모드 자동 설정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전류 검출 과정은 전원에서 앰프로 공급되는 전류를 검출하는 과정임을 특징으로 하는 스피커 모드 자동 설정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 과정에서 전류 변화가 검출되지 않으면 해당 스피커가 없는 것으로 판단하고 신호를 출력하지 않는 과정을 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 스피커 모드 자동 설정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스피커 타입 구분 과정은 상기 임피던스 특성 곡선의 저주파 대역에서 두 개의 피크와 그 사이에 한 개의 딥 성분이 존재하면 덕트형 스피커로 판단하고, 상기 임피던스 특성 곡선의 저주파 대역에서 한 개의 피크 성분이 존재하면 밀폐형 스피커로 판단하는 과정임을 특징으로 하는 스피커 모드 자동 설정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스피커 모드 설정 과정은 덕트형 스피커로 판단된 경우 상기 임피던스 특성 곡선 최고점 사이 딥의 주파수를 검출하고, 밀폐형 스피커로 판단될 경우 상기 임피던스 특성 곡선의 최고점 주파수를 검출하는 것임을 특징으로 하는 스피커 모드 자동 설정 방법.
  7. 삭제
  8. 멀티 채널 오디오 시스템의 스피커 모드 자동 설정 장치에 있어서,
    전원을 공급하는 전원부;
    신호를 증폭하는 앰프부;
    상기 앰프부에서 스피커로 출력되는 전류 또는 상기 전원부에서 상기 앰프부로 출력되는 전류중의 어느 하나를 검출하는 전류 검출부;
    저주파를 포함하는 광 대역 신호를 상기 앰프부로 출력하고, 상기 전류 검출부로부터 검출된 전류를 바탕으로 스피커의 임피던스 특성을 측정하고, 측정된 임피던스 특성에 따라서 스피커 타입을 구분하고, 구분된 각 스피커 타입의 임피던스 특성 곡선의 주파수를 검출하고, 검출된 임피던스 특성 곡선의 주파수와 기준 주파수의 비교에 따라 스피커 모드를 설정하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 스피커 모드 자동 설정 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리부는
    저주파를 포함하는 광 대역 신호를 발생하는 수단, 검출된 전류를 근거로 주파수에 따른 임피던스 특성을 측정하는 수단, 상기 임피던스 특성에 따라 덕트형 스피커와 밀폐형 스피커를 구분하는 수단, 상기 덕트형 스피커인 경우 상기 임피던스 특성 곡선 최고점 사이 딥의 주파수를 검출하고, 상기 밀폐형 스피커인 경우 상기 임피던스 특성 곡선 최고점 주파수를 검출하는 수단, 상기 검출된 딥 또는 피크 주파수와 기준 주파수를 비교하여 스피커 모드를 설정하는 수단을 포함하는 스피커 모드 자동 설정 장치.
  10. 스피커 모드 설정 장치에 있어서,
    특정 신호를 발생하여 그 주파수 변화에 따른 전류값을 검출하고, 그 전류값에 근거하여 주파수 변화에 따른 스피커의 임피던스 특성을 측정하고, 그 임피던스 특성에 따라서 스피커 타입을 구분하고, 상기 구분된 각 스피커 타입의 임피던스 특성 곡선의 주파수를 검출하고, 검출된 임피던스 특성 곡선의 주파수와 기준 주파수의 비교에 따라 스피커 모드를 설정하는 디지털 신호 처리기;
    상기 디지털 신호 처리 수단에서 상기 스피커 모드 설정 데이터를 받으면 그 스피커 모드 설정 데이터에 따라 신호의 필터 통과 여부 및 채널의 조합을 제어하는 마이크로프로서를 포함하는 스피커 모드 설정 장치.
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