KR100636247B1 - 자동 라우드니스 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
오디오 기기의 자동 라우드니스 제어 시스템 및 그 방법이 개시되어 있다. 본 발명은 스피커에서 출력되는 소정 신호를 마이크로로 수음하는 과정, 수음된 신호의 평균 음압 레벨을 계산하는 과정, 계산된 사운드의 평균 음압 레벨을 바탕으로 미리 저장된 라우드니스 제어 곡선을 선택하는 과정, 선택된 라우드니스 제어 곡선을 반영한 입력 사운드를 재생하는 과정을 포함한다.
Description
도 1은 종래의 라우드니스 컨트롤 회로를 도시한 것이다.
도 2a는 도 1의 라우드니스 컨트롤 회로를 오프했을 시의 회로이다.
도 2b는 저주파 대역에서 도 1의 라우드니스 컨트롤 회로의 온일 때의 회로이다.
도 2c는 고주파 대역에서 도 1의 라우드니스 컨트롤 회로의 온일 때의 회로이다.
도 3은 통상적으로 실시되는 등감 커브의 일예이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 라우드니스 제어 시스템의 블록도이다.
본 발명은 오디오 재생 시스템에 관한 것이며, 특히 오디오 기기의 자동 라우드니스 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
통상적으로 사람의 귀는 소리의 크기에 따라 다른 인식 주파수 특성을 가진다. 동일한 크기로 들리는 순음의 주파수와 음압 레벨화의 관계를 구한 커브를 등 감 곡선(equal loudness curve)이라 하며 3.3KHz 부근에서의 음이 감도가 가장 좋다. 이것은 외이도의 공명 때문이다. 반면에 저음역과 고음역은 음압 레벨이 상당히 높지 않으면 잘 들리지 않는다. 이를 개선하기 위하여 수동으로 음량에 따라 등감 곡선과 동일한 특성의 필터를 프리 앰프에 삽입하는데 이것을 라우드니스 컨트롤 회로라 한다.
도 1은 종래의 오디오 시스템에서의 라우드니스 컨트롤 회로를 도시한 것이다.
도 1의 라우드니스 컨트롤 회로(Loudness Control Circuit)는 커패시터(C1, C2), 저항(R3)을 갖고, 온/오 스위치(SW1)에 의해 조작된다.
도 2a는 라우드니스 컨트롤 회로를 오프(off)했을 시의 회로이다. 즉, 접점(c)가 (b)로 연결된다. 이때 주파수 특성은 평탄하다.
도 2b는 저주파 대역에서 도 1의 라우드니스 컨트롤 회로의 온일 때의 회로이다. 저주파 대역에서는 커패시터(C1)이 개방 상태로 되기 때문에 도 1의 라우드니스 컨트롤 회로를 도 2b와 같이 간단화할 수 있다.
도 2b를 참조하면, Rin은 다음 단 앰프의 입력 저항이고, R1은 센터 탭부터 볼륨 최대까지의 저항값, R2는 센터 탭에서 볼륨 최소까지의 저항값이다. 볼륨이 센터 탭의 위치해 있는 경우로 보면, 낮은 주파수에서 커패시터(C2)는 개방으로 볼 수 있으므로 출력전압(Vout)은 R1과 R2, Rin의 병렬 저항의 합과 R2, Rin의 병렬 저항과의 비로 결정된다. 따라서 저역 주파수에서는 저역 부스트 특성을 나타낸다. 이 부스트 양은 볼륨의 위치가 최소에 가까워 짐에 따라 크게 된다.
도 2c는 고주파 대역에서 도 1의 라우드니스 컨트롤 회로의 온일 때의 회로이다. 고주파 대역에서는 커패시터(C2)가 단락 상태로 되기 때문에 도 1의 라우드니스 컨트롤 회로를 도 2b와 같이 간단화할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 볼륨이 센터 탭에 위치해 있는 경우를 보면, 중역 주파수에서는 커패시터(C1)을 개방으로 볼 수 있으므로 출력 전압(Vout)은 R1, R2, R3, Rin의 병렬 저항과 R2, R3, Rin 합성 저항의 비가 된다. 고역에서는 커패시터(C1)은 단락되고 출력 전압은 입력 전압과 같에 된다. 따라서 고역 주파수에서는 고역부스트 특성을 나타내고, 이 부스트 양은 볼륨의 위치가 최소에 가까워 짐에 따라 크게 된다.
그러나 스피커에 같은 신호가 인가되더라도 스피커의 음압이 높으면 큰 소리를 내게 되고, 스피커의 음압이 낮으면 작은 소리를 재생하게 된다. 따라서 종래의 기술은 스피커에서 출력되는 신호에 맞게 라우드니스를 컨트롤 하는 것이 아니라, 입력된 신호의 볼륨에 따라 일관적으로 라우드니스를 컨트롤 하게 된다. 따라서 종래의 라우드니스 컨트롤 회로는 스피커의 음압에 상관 없이 라우드니스 곡선 특성을 적용하게 되어 청취자에게 라우드니스 곡선을 최적으로 적용하여 들려주지 못하는 문제가 발생하게 된다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 스피커의 출력 레벨에 맞게 자동으로 라우드니스 곡선이 적용되어 청취자에게 최적의 청음 환경을 제공하는 자동 라우드니스 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 스피커의 출력 레벨에 맞게 자동으로 라우드니스 곡선이 적용되어 청취자에게 최적의 청음 환경을 제공하는 자동 라우드니스 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 자동 라우드니스 제어 방법에 있어서,
스피커에서 출력되는 소정 신호를 마이크로로 수음하는 과정;
상기 수음된 신호의 평균 음압 레벨을 계산하는 과정;
상기 계산된 사운드의 평균 음압 레벨을 바탕으로 미리 저장된 라우드니스 제어 곡선을 선택하는 과정;
상기 선택된 라우드니스 제어 곡선을 반영한 입력 사운드를 재생하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. .
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 자동 라우드니스 제어 시스템에 있어서,
스피커;
노이즈 신호를 발생시키는 노이즈 발생부;
상기 스피커에서 출력되는 노이즈 발생부의 노이즈 신호를 수음하는 마이크;
상기 마이크로 수음된 상기 노이즈 신호의 평균 음압 레벨을 계산하고, 그 평균 음압 레벨을 바탕으로 적합한 라우드니스 제어 곡선을 선택하는 제어부;
입력되는 사운드 소스에 상기 제어부에서 선택된 라우드니스 제어 곡선을 반영하여 사운드 특성을 보정하는 톤 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 3은 통상적으로 실시되는 등감 커브의 일예이다.
도 3을 참조하면, 음파의 물리적 세기는 음장중의 1㎡의 단면을 통과하는 음파의 에너지 또는 단순히 음압 레벨로 나타낼 수 있다. 물리적 세기는 10-12W / m2을 기준으로, 음압의 레벨은 2*10-5N / m2을 기준으로 각각 dB로 나타낸다.
동일한 크기로 들리는 순음의 주파수와 음압 레벨과의 관계를 구한 커브를 등감 곡선이라 하며 그림 7에 보였다. 이 그림은 1kHz의 순음을 기준음으로 하여, 비교할 주파수의 순음을 자유 음장에서 양쪽 귀에 1초 동안 번갈아 듣게 하면서 기준 음과 동일한 크기로 들리는 음압 레벨을 구한 것이다. 1kHz의 기준 음과 동일한 크기로 들리는 비교 주파수 음의 크기를 라우드니스 레벨이라 하며, 라우드니스 레벨의 단위로는 폰(phon)을 사용한다.
도 3의 등감 곡선을 보면, 3.3 kHz 부근에서의 음의 감도가 가장 좋은 곳을 알 수 있고, 이것은 외이도의 공명 때문이다. 또한 아주 저음역에서는 음압 레벨이 상당히 높지 않으면 들리지 않음을 알 수 있다. 이와 같이 동일한 음압 레벨이라도 주파수에 따라서 라우드니스 레벨은 상당히 차이가 있다.
따라서 음향 재생 장치에서 음압 레벨을 낮게 하면 재생 대역이 좁고 빈약한 음으로 들리며, 음량을 올려서 들으면 재생 대역이 넓고 풍부한 음으로 들리는 것 은 음압 레벨에 따라 귀의 특성이 달라지기 때문이다. 음압 레벨이 낮은 경우 저음역에서 감각 레벨의 저하가 특히 심하다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 라우드니스 제어 시스템의 블록도이다.
도 4의 자동 라우드니스 제어 시스템은 노이즈 발생부(410), 톤 처리부(420), 제어부(430), 스피커(440), 마이크(450)로 구성된다.
스위치(SW)는 제어부(430)의 제어를 통해 노이즈 발생부(410) 및 톤 처리부(420)에서 출력되는 신호중 어느 하나를 선택하여 스피커(440)로 출력한다. 예를 들면, 음압 레벨 측정 모드일 경우 스위치는 노이즈 발생부(410)와 스피커(440)를 연결시키고, 사운드 재생 모드일 경우 톤 처리부(420)와 스피커(440)를 연결시킨다.
노이즈 발생기(410)는 스위치(SW)를 통해 스피커(440)로 연결되면 화이트와 같은 전 대역의 잡음 신호를 발생시켜 스피커(440)로 출력시킨다.
제어부(430)는 스피커(440)에서 마이크(450)로 수음된 전 대역 잡음 신호에 대한 전 대역의 평균 음압 레벨을 계산하고, 그 평균 음압 레벨을 바탕으로 적합한 라우드니스 제어 곡선을 선택한다.
톤 처리부(420)는 입력되는 사운드 소스에 제어부(430)에서 선택된 라우드니스 제어 곡선을 반영하여 사운드 특성을 보정하고, 그 라우드니스 제어 곡선을 반영한 사운드를 스피커(440)로 출력한다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 라우드니스 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
먼저, 노이즈를 스피커를 통해 방사시킨다(510 과정). 이때 노이즈 신호는 바람직하게 화이트와 같은 전 대역 신호를 이용한다.
이어서, 마이크(450)를 통해 스피커(440)에서 출력되는 노이즈 신호를 수신한다(520 과정).
이어서, 마이크(450)를 통해 스피커(440)에서 출력되는 소리의 평균 음압 레벨을 계산한다(530 과정). 평균 음압 레벨을 계산은 일예로 주파수별 음압 레벨을 측정하여 평균을 구하는 방법등 여러 가지 측정 방법이 이용된다.
이어서, 계산된 평균 음압 레벨을 바탕으로 미리 저장된 라우드니스 콘트롤 곡선 데이터중에서 적합한 라우드니스 컨트롤 곡선을 선택한다(540 과정). 예를 들면, 측정된 음압 레벨이 70dB라면 도 3의 라우드니스 콘트롤 곡선에서 70dB에 해당하는 곡선을 선택한다.
이어서, 입력되는 음향 신호에다 선택된 라우드니스 컨트롤 곡선을 적용시켜 신호 특성을 선택된 라우드니스 컨트롤 곡선에 맞게 보정시킨다(550 과정).
이어서, 해당 라우드니스 컨트롤 곡선이 적용되어 최적화된 음향 신호를 스피커를 통해 방사시킨다(560 과정).
따라서 스피커를 통해 방사되는 실제의 소리를 이용하여 입력되는 음향에 자동으로 라우드니스 컨트롤 곡선을 적용시켜 청취자에게 최적의 청음환경을 제공할 수 있다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었으며, 여기서 사용된 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러 므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이며, 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
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, 종래에 입력되는 신호의 세기나 볼륨의 양에 따라서 라우드니스 컨트롤 곡선을 적용 시켜 실제 음량에서의 라우드니스 컨트롤 곡선을 적용시키지 못하는 문제점을 개선한 것으로서 스피커를 통해 방사되는 실제의 소리를 이용하여 자동으로 라우드니스 컨트롤 곡선을 적용시켜 청취자에게 최적의 청음환경을 제공할 수 있다.
Claims (4)
- 자동 라우드니스 제어 방법에 있어서,스피커에서 출력되는 소정 신호를 마이크로로 수음하는 과정;상기 수음된 신호의 평균 음압 레벨을 계산하는 과정;상기 계산된 사운드의 평균 음압 레벨을 바탕으로 미리 저장된 라우드니스 제어 곡선을 선택하는 과정;상기 선택된 라우드니스 제어 곡선을 반영한 입력 사운드를 재생하는 과정을 포함하는 자동 라우드니스 제어 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 소정 신호는 전 대역 신호임을 특징으로 하는 자동 라우드니스 제어 방법.
- 자동 라우드니스 제어 시스템에 있어서,스피커;노이즈 신호를 발생시키는 노이즈 발생부;상기 스피커에서 출력되는 노이즈 발생부의 노이즈 신호를 수음하는 마이크;상기 마이크로 수음된 상기 노이즈 신호의 평균 음압 레벨을 계산하고, 그 평균 음압 레벨을 바탕으로 적합한 라우드니스 제어 곡선을 선택하는 제어부;입력되는 사운드 소스에 상기 제어부에서 선택된 라우드니스 제어 곡선을 반 영하여 사운드 특성을 보정하는 톤 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 라우드니스 제어 시스템.
- 제3항에 있어서, 사운드 측정 모드일 경우 노이즈 발생부와 스피커를 연결시키고, 사운드 재생 모드일 경우 톤 처리부와 스피커를 연결시키는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 라우드니스 제어 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020050088218A KR100636247B1 (ko) | 2005-09-22 | 2005-09-22 | 자동 라우드니스 제어 시스템 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020050088218A KR100636247B1 (ko) | 2005-09-22 | 2005-09-22 | 자동 라우드니스 제어 시스템 및 그 방법 |
Publications (1)
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ID=37621473
Family Applications (1)
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| KR1020050088218A KR100636247B1 (ko) | 2005-09-22 | 2005-09-22 | 자동 라우드니스 제어 시스템 및 그 방법 |
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| KR (1) | KR100636247B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11225398A (ja) | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラウドネス調整方法および補聴器 |
| JPH11298990A (ja) | 1998-04-14 | 1999-10-29 | Alpine Electronics Inc | オーディオ装置 |
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2005
- 2005-09-22 KR KR1020050088218A patent/KR100636247B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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| JPH11225398A (ja) | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラウドネス調整方法および補聴器 |
| JPH11298990A (ja) | 1998-04-14 | 1999-10-29 | Alpine Electronics Inc | オーディオ装置 |
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