KR101400865B1 - Method for dynamically controlling gain of parametric equalizer according to input signal and daynamic parametric equalizer system employing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 입력 신호에 따라 파라메트릭 이퀄라이저의 게인을 다이나믹하게 조절하는 방법 및 그 방법을 채용한 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저 시스템에 관한 것으로, 특히, 입력 디지털 오디오 신호의 레벨에 따라 게인을 다이내믹하게 조절할 수 있는 게인 조절 방법 및 파라메트릭 이퀄라이저 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
파라메트릭 이퀄라이저는 사용자가 이퀄라이저의 파라미터인 대역이나 게인 등을 임의로 설정할 수 있는 이퀄라이저이다. 파라메트릭 이퀄라이저는 디지털 오디오 신호를 재생하는 장치에 포함된 오디오 튜닝 회로의 일부를 구성하여 디지털 오디오 신호와 스피커의 재생 능력을 매칭시킨다. 예를 들어, 파라메트릭 이퀄라이저는 디지털 텔레비전에 내장된 스피커의 특성에 적합하도록 디지털 오디오 신호의 특성을 튜닝하는데 사용된다. 디지털 텔레비전에 내장된 스피커의 저음 재생 능력이 우수하지 못한 경우, 파라메트릭 이퀄라이저를 이용하여 디지털 오디오 신호의 특성을 적절히 튜닝하면 소리의 왜곡없이 저음의 적절한 재생이 가능하다. 즉, 파라메트릭 이퀄라이저는 스피커의 재생 능력에 적합한 신호를 생성하는데 사용된다. 파라메트릭 이퀄라이저는 디지털 필터를 이용하여 구성되는데, 디지털 오디오 신호를 재생하는 장치의 설계 단계에서 스피커의 재생 능력을 고려하여 설계된다.The parametric equalizer is an equalizer that allows the user to set arbitrary parameters such as band or gain, which are parameters of the equalizer. The parametric equalizer configures a part of the audio tuning circuit included in the device for reproducing the digital audio signal to match the reproducing capability of the digital audio signal and the speaker. For example, a parametric equalizer is used to tune the characteristics of a digital audio signal to suit the characteristics of a speaker built into a digital television. If the bass reproduction capability of a speaker built in a digital television is not excellent, tuning the characteristics of the digital audio signal using a parametric equalizer enables proper reproduction of the bass without distorting the sound. That is, the parametric equalizer is used to generate a signal suitable for the reproduction capability of the speaker. The parametric equalizer is constructed using a digital filter, which is designed considering the playback capability of the loudspeaker in the design stage of a device for reproducing digital audio signals.
도 1a는 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저의 전달 함수의 일례를 도시한 그래프이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저는 중심 주파수(fc)를 중심으로 일정한 대역폭(Q) 내의 신호를 게인(G)에 따라 증폭한다.1A is a graph showing an example of a transfer function of a parametric equalizer according to the prior art. As shown in FIG. 1A, a parametric equalizer according to the related art amplifies a signal within a constant bandwidth Q around a center frequency fc according to a gain G. FIG.
도 1b는 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저의 전달 함수의 다른 예를 도시한 그래프이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저는 컷-오프(fc)보다 낮은 대역의 신호를 게인(G)에 따라 증폭한다.1B is a graph showing another example of the transfer function of the parametric equalizer according to the prior art. As shown in FIG. 1B, the prior art parametric equalizer amplifies a signal of a lower band than the cut-off (fc) according to the gain (G).
도 1c는 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저의 전달 함수의 또 다른 예를 도시한 그래프이다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저는 컷-오프(fc)보다 높은 대역의 신호를 게인(G)에 따라 증폭한다.1C is a graph showing another example of the transfer function of the parametric equalizer according to the prior art. As shown in Fig. 1C, the parametric equalizer according to the prior art amplifies a signal of a band higher than cut-off (fc) according to gain (G).
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저는 설정된 파라미터에 따라 특정 밴드의 신호를 증폭한다. 파라메트릭 이퀄라이저로 입력되는 입력 신호의 레벨이 작은 경우에는 문제가 없지만, 입력 신호의 레벨이 큰 경우에는 증폭으로 인한 클리핑이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.As shown in FIGS. 1A to 1C, a parametric equalizer according to the prior art amplifies a signal of a specific band according to a set parameter. There is no problem when the level of the input signal input to the parametric equalizer is small, but clipping due to amplification may occur when the level of the input signal is large.
클리핑을 방지하기 위해서는 입력 신호의 레벨에 따라 파라메트릭 이퀄라이저의 게인을 실시간으로 조절하여야 한다. 즉, 입력 신호의 레벨이 낮아 증폭으로 인한 클리핑이 발생하지 않는 경우에는 설정된 게인(G)로 입력 신호를 증폭하고, 입력 신호의 레벨이 높아 증폭으로 인한 클리핑이 발생하는 경우에는 설정된 게인(G)보다 낮은 게인으로 입력 신호를 증폭하여 클리핑을 방지하여야 한다.In order to prevent clipping, the gain of the parametric equalizer should be adjusted in real time according to the level of the input signal. That is, when the level of the input signal is low and clipping due to amplification does not occur, the input signal is amplified with the set gain G. When the clipping due to amplification occurs due to the high level of the input signal, Clipping should be avoided by amplifying the input signal with a lower gain.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 파라메트릭 이퀄라이저는 필터를 이용하여 구현한다. 예를 들어, 파라메트릭 이퀄라이저를 2차 IIR 필터(Infinite Impulse Response Filter)로 구성하는 경우 파라메트릭 이퀄라이저의 전달 함수 H(z)는 하기의 수학식 1과 같다.As shown in Figs. 1A to 1C, a parametric equalizer is implemented using a filter. For example, when the parametric equalizer is constituted by a second order IIR filter (Infinite Impulse Response Filter), the transfer function H (z) of the parametric equalizer is expressed by
[수학식 1][Equation 1]
클리핑을 방지하기 위해서는, 입력 신호의 레벨에 따라 파라메트릭 이퀄라이저의 게인이 다이내믹하게 변해야 한다. 즉, 파라메트릭 이퀄라이저를 구성하는 필터의 파라미터를 실시간으로 변경하여야 한다. 필터의 파라미터는 수학식 1의 계수에 의해 정의되므로 게인이 변할 때마다 계수 a1, a2, b0, b1 및 b2를 구하여야 한다.To avoid clipping, the gain of the parametric equalizer must change dynamically according to the level of the input signal. That is, the parameters of the filter constituting the parametric equalizer must be changed in real time. Since the parameters of the filter are defined by the coefficients of Equation (1), the coefficients a 1 , a 2 , b 0 , b 1 and b 2 should be obtained whenever the gain changes.
IIR 필터의 계수를 게인(G)에 따라 실시간으로 계산하는 것은 매우 복잡하므로 고성능의 연산 하드웨어를 필요로 한다. 따라서, 하드웨어 구성이 복잡해지고 제조 비용이 상승한다는 문제점이 있다.Computing the coefficients of the IIR filter in real time according to the gain (G) is very complicated and requires high performance computing hardware. Therefore, there is a problem that the hardware configuration becomes complicated and the manufacturing cost rises.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 필터의 계수를 계산하지 않아도 입력 신호의 레벨에 따라 게인을 다이내믹하게 조절하는 게인 조절 방법 및 파라메트릭 이퀄라이저 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a gain control method and a parametric equalizer system that dynamically adjust a gain according to a level of an input signal without calculating a filter coefficient.
본 발명에 따른 기설정된 게인 G(단 G는 1보다 큰 실수)를 파라미터로 하는 전달 함수 H(z)를 가지며, 상기 게인 G를 다이내믹하게 조절하는 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 신호 X1을 전달 함수 H1에 따라 처리하여 출력 신호 Y1을 생성하는 제1 신호 처리부; 상기 출력 신호 Y1의 레벨 Gin을 검출하는 레벨 검출부; 상기 출력 신호 Y1을 상기 레벨 검출부가 검출한 상기 레벨 Gin에 따른 전달 함수 H2에 따라 처리하여 출력 신호 Y2를 생성하는 제2 신호 처리부; 및 상기 출력 신호 Y2와 상기 출력 신호 X1을 합산하여 출력 디지털 오디오 신호 Y를 생성하는 합산부를 포함하는 것을 특징으로 한다(단, H1=[H(z)-1]/(G-1),0<Gin<1/G인 경우 H2=G-1,1/G≤Gin≤1인 경우 H2=1/Gin-1,1<Gin인 경우 H2=0).Gain G is set in accordance with the present invention (where G is a real number greater than 1) has the transfer function H (z) to a parameter, the parametric equalizer system signal X 1 for dynamically adjusting the gain G transfer function H 1 to generate an output signal Y 1 ; Level detector for detecting the level of the output signal Gin Y 1; A second signal processor for processing in accordance with the output signal Y in accordance with the transmission level Gin one said level detector detects a first function H 2 to produce an output signal Y 2; And a summation unit for summing the output signal Y 2 and the output signal X 1 to generate an output digital audio signal Y, wherein H 1 = [H (z) -1] / (G -1 ), 0 <Gin <1 / G when the H 2 = G-1,1 / G≤Gin≤1 case of H 2 = 1 / Gin-1,1 < If Gin H 2 = 0).
본 발명에 따른 기설정된 게인 G(단 G는 1보다 큰 실수)를 파라미터로 하는 전달 함수 H(z)를 가지는 파라메트릭 이퀄라이저의 게인 G를 다이내믹하게 조절하는 게인 조절 방법은 기설정된 게인 G를 파라미터로 하는 전달 함수 H(z)를 가지는 파라메트릭 이퀄라이저의 게인 G를 다이내믹하게 조절하는 게인 조절 방법에 있어서, (a) 신호 X1을 전달 함수 H1을 가지는 제1 신호 처리부에 입력하여 처리하는 단계; (b) 상기 제1 신호 처리부의 출력 신호 Y1의 레벨 Gin을 검출하는 단계; (c) 상기 제1 신호 처리부의 출력 신호 Y1을 상기 (b) 단계에서 검출한 상기 레벨 Gin에 따른 전달 함수 H2를 가지는 제2 신호 처리부에 입력하여 처리하는 단계; 및 (d) 상기 제2 신호 처리부의 출력 신호 Y2와 상기 출력 신호 X1을 합산하여 출력 디지털 오디오 신호 Y를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다(단, H1=[H(z)-1]/(G-1),0<Gin<1/G인 경우 H2=G-1,1/G≤Gin≤1인 경우 H2=1/Gin-1,1<Gin인 경우 H2=0).The gain control method for dynamically adjusting the gain G of the parametric equalizer having the transfer function H (z) whose parameter is a predetermined gain G according to the present invention (G is a real number greater than 1) (Z) of a parametric equalizer having a transfer function H (z), comprising the steps of: (a) inputting a signal X 1 to a first signal processor having a transfer function H 1 and processing ; (b) detecting the level of the output signal Gin Y 1 of the first signal processing unit; (c) inputting and processing the output signal Y 1 of the first signal processing unit to a second signal processing unit having a transfer function H 2 according to the level Gin detected in the step (b); And (d) generating an output digital audio signal Y by summing the output signal Y 2 of the second signal processing unit and the output signal X 1 , wherein H 1 = [H (z) -1] / (G-1) , 0 <Gin case of <1 / G H 2 = G -1,1 / G≤Gin≤1 case of H 2 = 1 / Gin-1,1 < If Gin H 2 = 0).
본 발명은 다음과 같은 장점을 가진다.The present invention has the following advantages.
(i) 파라메트릭 이퀄라이저를 구현하는 필터의 계수를 실시간으로 계산하지 않더라도, 볼륨 레벨이 조절된 디지털 오디오 신호의 레벨에 따라 그 게인이 다이내믹하게 변화하는 파라메트릭 이퀄라이저 시스템를 구현할 수 있다.(i) It is possible to implement a parametric equalizer system in which the gain changes dynamically according to the level of the digital audio signal whose volume level is adjusted, without calculating the coefficients of the filter implementing the parametric equalizer in real time.
(ii) 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 볼륨 레벨이 조절된 디지털 오디오 신호의 레벨에 따라 그 게인이 다이내믹하게 변화하므로 신호의 클리핑 및 왜곡을 방지할 수 있다.(ii) The parametric equalizer system according to the present invention can prevent clipping and distortion of a signal because the gain of the parametric equalizer system changes dynamically according to the level of a digital audio signal whose volume level is adjusted.
(iii) 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저를 구현하는 필터의 계수를 실시간으로 계산하지 않으므로 필터의 계수를 실시간으로 계산하는 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저에 비하여 하드웨어 구조가 간단하다.(iii) Since the coefficients of the filter implementing the dynamic parametric equalizer are not calculated in real time, the hardware structure is simpler than the dynamic parametric equalizer which calculates the coefficients of the filter in real time.
(iv) 필터의 계수를 실시간으로 계산하는 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저와 달리, 필터의 계수를 실시간으로 계산하는 고성능의 연산 하드웨어가 필요하지 않으므로 저전력의 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저 시스템을 저비용으로 제조할 수 있다.(iv) Unlike a dynamic parametric equalizer that calculates filter coefficients in real time, it does not require high-performance computation hardware to calculate filter coefficients in real time, so a low-power dynamic parametric equalizer system can be manufactured at low cost.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저의 전달 함수를 도시한 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저 시스템을 도시한 블록도.
도 3a 내지 도 3c는 전달 함수 H1을 도시한 그래프.
도 4는 전달 함수 H2를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저의 게인 조절 방법을 도시한 흐름도.
도 6은 도 5에 도시된 S140 단계를 상세히 도시한 흐름도.Figures 1A-1C are graphs illustrating transfer functions of a parametric equalizer in accordance with the prior art.
2 is a block diagram illustrating a dynamic parametric equalizer system in accordance with the present invention.
Figures 3a-3c is a graph showing the transfer function H 1.
4 is a graph showing the transfer function H 2 ;
5 is a flow chart illustrating a gain adjustment method of a parametric equalizer according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating in detail step S140 shown in FIG. 5; FIG.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저 시스템을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a dynamic parametric equalizer system in accordance with the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템(100)은 볼륨 조절부(110) 및 레벨 검출부(240), 제1 신호 처리부(210), 제2 신호 처리부(220) 및 합산부(230)로 구성되는 파라메트릭 이퀄라이저(200)를 포함한다.2, a
볼륨 조절부(110)는 입력 디지털 오디오 신호 X의 레벨을 조절한다. 볼륨 조절부(110)는 사용자의 선택에 따라 입력 디지털 오디오 신호 X의 레벨을 증가시키거나 감소시킨다. 입력 디지털 오디오 신호 X는 PCM 신호일 수 있다.The volume adjusting
제1 신호 처리부(210)는 볼륨 조절부(110)의 출력 신호 X1을 전달 함수 H1에 따라 처리하여 출력한다. 즉, 제1 신호 처리부(210)는 볼륨 조절부(110)의 출력 신호 X1에 대하여 출력 신호 Y1=X1H1을 생성하여 출력한다.The first
H1은 하기의 수학식 2와 같이 정의된다.H 1 is defined by the following equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
도 3a 내지 도 3c는 H1을 예시한 그래프이다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, H1은 H(z)를 1만큼 -y 축 방향으로 시프트시킨 것이다. 구체적으로는, H(z)가 도 1a에 도시된 그래프와 같은 경우, H1은 도 3a에 도시된 바와 같이 dB 스케일에서 -∞-> 0 -> -∞ 형태이다. 또한, H(z)가 도 1b에 도시된 그래프와 같은 경우, H1은 도 3b에 도시된 바와 같이 dB 스케일에서 0 -> -∞의 형태이다. 또한, H(z)가 도 1c에 도시된 그래프와 같은 경우, H1은 도 3c에 도시된 바와 같이 dB 스케일에서 -∞ -> 0의 형태이다. H1은 도 3a 내지 도 3c에 한정되는 것은 아니고, H(z)에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.3A to 3C are graphs illustrating H 1 . As shown in Figs. 3A to 3C, H 1 is obtained by shifting H (z) by 1 in the -y axis direction. Specifically, when H (z) is the same as the graph shown in FIG. 1A, H 1 is in the form of -∞-> 0 -> -∞ on the dB scale as shown in FIG. In addition, when H (z) is the same as the graph shown in FIG. 1B, H 1 is in the form of 0 -> -? On the dB scale as shown in FIG. 3B. Further, when H (z) is the same as the graph shown in FIG. 1C, H 1 is in the form of -∞ -> 0 on the dB scale as shown in FIG. 3C. H 1 is not limited to FIG. 3A to FIG. 3C but may have various forms according to H (z).
여기서, 제1 신호 처리부(210)의 전달 함수 H1은 H(z)를 시프트시킨 것으로 H1의 계수는 계산된 H(z) 계수를 수학식 2 와 같이 그대로 활용하여 미리 계산해 둘 수 있으므로 실시간으로 계산할 필요는 없다.Here, the transfer function H 1 of the first
레벨 검출부(240)는 제1 신호 처리부(210)의 출력 신호 Y1의 레벨 Gin을 검출하여 제2 신호 처리부(220)에 제공한다. 여기서, 게인 G는 제1 신호 처리부(210)의 출력 신호 Y1의 레벨 Gin에 따라 실시간으로 다이내믹하게 조절된다.The
즉, 제1 신호 처리부(210)의 출력 신호 Y1의 레벨 Gin의 크기에 따라 디지털 오디오 신호 X1은 증폭이 되거나, 증폭이 되지 않고 바이패스(bypass)되거나 레벨 Gin에 반비례하도록 그 게인이 조절된다.That is, the digital audio signal X 1 is amplified or bypassed without being amplified according to the level Gin of the output signal Y 1 of the first
제2 신호 처리부(220)는 레벨 검출부(240)가 검출한 레벨 Gin에 따라 제1 신호 처리부(210)의 출력 신호 Y1을 전달 함수 H2에 따라 처리하여 출력한다. 즉, 제2 신호 처리부(220)는 제1 신호 처리부(210)의 출력 신호 Y1에 대하여 출력 신호 Y2=X1H1H2를 생성하여 출력한다.The second
H2는 다음과 같이 정의된다.H 2 is defined as follows.
[수학식 3]&Quot; (3) "
H2의 그래프는 도 4에 도시되어 있다.The graph of H 2 is shown in FIG.
합산부(230)는 제2 신호 처리부(220)의 출력 신호 Y2와 볼륨 조절부(110)의 출력 신호 X1을 합산하여 출력 디지털 오디오 신호 Y를 생성한다.The summing
Gin의 크기에 따라 출력 디지털 오디오 신호 Y를 계산하면 아래와 같다.Calculate the output digital audio signal Y according to the size of Gin.
(i) 0<Gin<1/G인 경우(i) When 0 < Gin < 1 / G
H2=G-1이므로 출력 디지털 오디오 신호 Y는 하기의 수학식 4와 같다.Since H 2 = G-1, the output digital audio signal Y is expressed by Equation (4) below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, Y/X1을 구하면 수학식 5와 같다.Here, Y / X 1 is obtained as shown in Equation (5).
[수학식 5]&Quot; (5) "
즉, 0<Gin<1/G인 경우 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저(200)의 게인 G는 변하지 않는다. 즉, 제1 신호 처리부(210)의 출력 신호 Y1의 레벨 Gin이 1/G보다 작은 경우, 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저(200)는 게인 G를 다이내믹하게 변화시키지 않고, 기설정된 게인 G에 따라 볼륨 조절부(110)의 출력 신호 X1을 처리한다.That is, when 0 <Gin <1 / G, the gain G of the
(ii) 1/G≤Gin≤1인 경우(ii) 1 / G?
H2=1/Gin-1이므로 출력 디지털 오디오 신호 Y는 하기의 수학식 6과 같다.Since H 2 = 1 / Gin-1, the output digital audio signal Y is expressed by Equation (6) below.
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기서, Y/X1을 구하면 수학식 7과 같다.Here, if Y / X 1 is obtained, it is expressed by Equation (7).
[수학식 7]&Quot; (7) "
(1/Gin-1)/(G-1)을 G'이라 하면, Y/X1은 수학식 8과 같이 표시된다.(1 / Gin-1) / If as a (G-1) G ', Y /
[수학식 8]&Quot; (8) "
도 4에 도시된 바와 같이, (1/Gin-1)은 1/G≤Gin≤1의 범위에서 단조 감소하는 특성을 가지므로 G'도 1/G≤Gin≤1의 범위에서 단조 감소하며, Gin=1/G일 때 최대값 1을 가지며, Gin=1일 때 최소값 0을 가진다. G'=1일 때 Y/X1=H(z)이며, G'=0일 때 Y/X1=1이다. 따라서, Gin이 1/G 이상, 1이하의 값을 가지는 경우 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저(200)는 그 게인이 단조 감소한다. 즉, 레벨 Gin에 따라 H(z)의 계수를 실시간으로 계산하지 않더라도 레벨 Gin에 대응하여 파라메트릭 이퀄라이저의 게인을 다이내믹하게 변화시킬 수 있다.As shown in FIG. 4, since (1 / Gin-1) has a monotone decreasing property in the range of 1 / G? Gin? 1, G 'also monotonously decreases in the range of 1 / G? It has a maximum value of 1 when Gin = 1 / G and a minimum value of 0 when Gin = 1. Y / X 1 = H (z) when G '= 1 and Y / X 1 = 1 when G' = 0. Therefore, when Gin has a value of 1 / G or more and 1 or less, the gain of the
수학식 7에서 H(z)의 게인은 G이므로 [H(z)-1]/(G-1)의 게인은 1이다. 따라서 X의 레벨은 Y1의 그것(Gin)과 동일하다. 또한, 수학식 7에서 Y/X1의 게인은 1/Gin이며, X1의 레벨은 Gin 이므로 결국 1/G≤Gin≤1의 범위에서 Y 의 레벨은 X1의 레벨과 무관하게 1로 일정하게 유지된다.Since the gain of H (z) in Equation (7) is G, the gain of [H (z) -1] / (G-1) is 1. Therefore, the level of X is the same as that of Y 1 (Gin). Further, Y / X of the first gain is 1 / Gin, because it is the level of X 1 is Gin level of Y in the range of the
(iii) 1<Gin인 경우(iii) When 1 < Gin
H2=0이므로 출력 디지털 오디오 신호 Y는 하기의 수학식 9와 같다.Since H 2 = 0, the output digital audio signal Y is expressed by Equation (9) below.
[수학식 9]&Quot; (9) "
1<Gin인 경우, 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저(200)는 볼륨 조절부(110)의 출력 신호 X1을 출력 디지털 오디오 신호 Y로 그대로 출력한다. 즉, 제1 신호 처리부(210)의 출력 신호 Y1의 레벨 Gin이 1보다 큰 경우, 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템(100)은 볼륨 조절부(110)의 출력 신호 X1을 증폭하지 않고 그대로 출력한다.When 1 < Gin, the
도 5는 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템의 게인 조절 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of adjusting a gain of a parametric equalizer system according to the present invention.
본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템의 게인 조절 방법은 기설정된 게인 G를 파라미터로 하는 전달 함수 H(z)를 가지는 파라메트릭 이퀄라이저에서 수행된다.The gain adjustment method of the parametric equalizer system according to the present invention is performed in a parametric equalizer having a transfer function H (z) having a predetermined gain G as a parameter.
도 5를 참조하면, 입력 디지털 오디오 신호 X의 레벨을 조절하여 출력 신호 X1을 생성한다(S110).Referring to FIG. 5, the level of the input digital audio signal X is adjusted to generate an output signal X 1 (S110).
다음에는, 디지털 오디오 신호 X1을 전달 함수 H1을 가지는 제1 신호 처리부에 입력하여 처리한다(S120). 여기서, H1은 상기의 수학식 2와 같이 정의된다.Next, the digital audio signal X 1 is input to the first signal processing unit having the transfer function H 1 and processed (S120). Here, H 1 is defined as Equation (2).
즉, 디지털 오디오 신호 X1을 전달 함수 H1을 가지는 제1 신호 처리부에 입력하고, 제1 신호 처리부는 디지털 오디오 신호 X1을 처리하여 출력 신호 Y1=X1H1을 생성한다.That is, the input digital audio signal X 1 to the first signal processor having a transfer function H 1, and the first signal processing unit to generate an output signal Y 1 X 1 = H 1 processes the digital audio signal X 1.
다음에는, 제1 신호 처리부의 출력 신호 Y1의 레벨 Gin을 검출한다(S130).Next, the Gin detects the level of the output signal Y of the first signal processing unit 1 (S130).
다음에는, 제1 신호 처리부의 출력 신호 Y1을 전달 함수 H2를 가지는 제2 신호 처리부에 입력하여 처리한다(S140). H2는 상기의 수학식 3과 같이 정의된다.Next, the output signal Y 1 of the first signal processing unit is inputted to the second signal processing unit having the transfer function H 2 and processed (S140). H 2 is defined as Equation (3).
즉, 제1 신호 처리부의 출력 신호 Y1을 전달 함수 H2를 가지는 제2 신호 처리부에 입력하고, 제2 신호 처리부는 제1 신호 처리부의 출력 신호 Y1을 처리하여 출력 신호 Y2=X1H1H2를 생성한다.That is, the output signal Y 1 of the first signal processing unit is input to the second signal processing unit having the transfer function H 2 , and the second signal processing unit processes the output signal Y 1 of the first signal processing unit to generate the output signal Y 2 = X 1 H 1 H 2 .
S140 단계를 도 6을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Step S140 will be described in more detail with reference to FIG.
0<Gin<1/G인 경우(S140a), 수학식 3에 따라 H2=G-1이며(S140b), 제2 신호 처리부는 출력 신호 Y2=X1[H(z)-1]를 생성한다(S140c).H 2 = G-1 according to Equation (3) (S140b), and the second signal processor outputs the output signal Y 2 = X 1 [H (z) -1] (S140c).
1/G≤Gin≤1인 경우(S140d), 수학식 3에 따라 H2=1/Gin-1이며(S140e), 제2 신호 처리부는 출력 신호 Y2=X1[{(H(z)-1)/(G-1)}(1/Gin-1)]를 생성한다(S140f).If the 1 / G≤Gin≤1 (S140d), and H 2 = 1 / Gin-1 according to Equation 3 (S140e), a second signal processing section output signal Y 2 = X 1 [{( H (z) -1) / (G-1)} (1 / Gin-1) (S140f).
1<Gin인 경우, 수학식 3에 따라 H2=0이며(S140g), 제2 신호 처리부는 출력 신호 Y2=0을 생성한다(S140h).When 1 < Gin, H 2 = 0 according to Equation (3) (S140g), and the second signal processor generates the output signal Y 2 = 0 (S140h).
다음에는, 제2 신호 처리부의 출력 신호 Y2와 출력 신호 X1을 합산하여 출력 디지털 오디오 신호 Y를 생성한다(S150).Next, the output digital signal Y is generated by summing the output signal Y 2 and the output signal X 1 of the second signal processing unit (S150).
0<Gin<1/G인 경우, 출력 디지털 오디오 신호 Y는 상기의 수학식 4와 같다. 0<Gin<1/G인 경우 본 발명에 따른 파라메트릭 이퀄라이저의 게인 G는 변하지 않고 기설정된 게인 G에 따라 입력 디지털 오디오 신호를 처리한다.When 0 < Gin < 1 / G, the output digital audio signal Y is expressed by Equation (4). If 0 < Gin < 1 / G, the gain G of the parametric equalizer according to the present invention does not change and processes the input digital audio signal according to a predetermined gain G.
1/G≤Gin≤1인 경우 출력 디지털 오디오 신호 Y는 상기의 수학식 6과 같다. Gin이 1/G과 1 사이의 값을 가지는 경우 게인이 단조 감소한다. 즉, 레벨 Gin에 따라 H(z)의 계수를 실시간으로 계산하지 않더라도 레벨 Gin에 대응하여 파라메트릭 이퀄라이저의 게인을 다이내믹하게 변화시킬 수 있다.1 / G? Gin? 1, the output digital audio signal Y is expressed by Equation (6). If Gin has a value between 1 / G and 1, the gain is monotonically decreased. That is, the gain of the parametric equalizer can be changed dynamically in accordance with the level Gin without calculating the coefficient of H (z) in real time according to the level Gin.
1<Gin인 경우 출력 디지털 오디오 신호 Y는 상기의 수학식 9와 같다. 1<Gin인 경우, 디지털 오디오 신호 X1과 출력 디지털 오디오 신호 Y는 동일하다. 즉, 디지털 오디오 신호 X1의 레벨 Gin이 1보다 큰 경우, 디지털 오디오 신호 X1을 증폭하지 않고 그대로 출력한다.1 < Gin, the output digital audio signal Y is expressed by Equation (9). When 1 < Gin, the digital audio signal X 1 and the output digital audio signal Y are the same. That is, when the level Gin of the digital audio signal X 1 is larger than 1, the digital audio signal X 1 is outputted without being amplified.
본 발명에 따른 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 다음과 같은 점에서 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템과 상이하다.The dynamic parametric equalizer system according to the present invention differs from the parametric equalizer system according to the prior art in the following points.
(i) 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 각종 파라미터에 의해 전달 함수가 정의되면, 입력 신호의 레벨에 관계없이 전달 함수에 따라 입력 신호를 처리한다. 반면에, 본 발명에 따른 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 입력 신호의 레벨을 검출하고, 검출된 레벨에 따라 입력 신호를 처리하는 방법이 변경된다.(i) A parametric equalizer system according to the related art processes an input signal according to a transfer function regardless of the level of the input signal, when a transfer function is defined by various parameters. On the other hand, the dynamic parametric equalizer system according to the present invention changes the method of detecting the level of the input signal and processing the input signal according to the detected level.
(ii) 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 전달 함수의 파라미터가 설정되면 이를 변경하지 않고 입력 신호를 처리한다. 반면에, 본 발명에 따른 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 입력 신호의 레벨을 검출하고, 검출된 레벨에 따라 파라미터 중 하나인 게인을 유지 또는 변경하여 입력 신호를 처리한다.(ii) A parametric equalizer system according to the prior art processes the input signal without changing it when the parameters of the transfer function are set. On the other hand, the dynamic parametric equalizer system according to the present invention detects the level of the input signal and processes the input signal by maintaining or changing gain which is one of the parameters according to the detected level.
즉, 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템과 본 발명에 따른 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 기설정된 전달 함수에 따라 입력 신호를 처리한다는 점은 유사하지만, 종래 기술에 따른 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 입력 신호의 레벨과 무관하게 입력 신호를 처리하는 반면, 본 발명에 따른 다이내믹 파라메트릭 이퀄라이저 시스템은 입력 신호의 레벨에 따라 입력 신호를 처리하는 방식이 달라진다는 점에서 상이하다.That is, the parametric equalizer system according to the prior art and the dynamic parametric equalizer system according to the present invention are similar in that the input signal is processed according to a preset transfer function, however, the parametric equalizer system according to the prior art has a level The dynamic parametric equalizer system according to the present invention differs in that the method of processing the input signal varies depending on the level of the input signal.
100: 파라메트릭 이퀄라이저 시스템 110: 볼륨 조절부
210: 제1 신호 처리부 220: 제2 신호 처리부
230: 합산부 240: 레벨 검출부100: Parametric equalizer system 110: Volume control unit
210: first signal processor 220: second signal processor
230: Summing unit 240: Level detector
Claims (10)
신호 X1을 전달 함수 H1에 따라 처리하여 출력 신호 Y1을 생성하는 제1 신호 처리부;
상기 출력 신호 Y1의 레벨 Gin을 검출하는 레벨 검출부;
상기 출력 신호 Y1을 상기 레벨 검출부가 검출한 상기 레벨 Gin에 따른 전달 함수 H2에 따라 처리하여 출력 신호 Y2를 생성하는 제2 신호 처리부; 및
상기 출력 신호 Y2와 상기 출력 신호 X1을 합산하여 출력 디지털 오디오 신호 Y를 생성하는 합산부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 파라메트릭 이퀄라이저 시스템(단, H1=[H(z)-1]/(G-1),0<Gin<1/G인 경우 H2=G-1,1/G≤Gin≤1인 경우 H2=1/Gin-1,1<Gin인 경우 H2=0).A parametric equalizer system having a transfer function H (z) having a predetermined gain G (where G is a real number greater than 1) as a parameter, and dynamically adjusting the gain G,
First signal processing by the signal processing in accordance with the transfer function H 1 1 X for generating an output signal Y 1;
Level detector for detecting the level of the output signal Gin Y 1;
A second signal processor for processing in accordance with the output signal Y in accordance with the transmission level Gin one said level detector detects a first function H 2 to produce an output signal Y 2; And
A summing unit for summing the output signal Y 2 and the output signal X 1 to generate an output digital audio signal Y;
Parametric equalizer system, comprising a step of including (but, if H 1 = [H (z) -1] / (G-1), 0 is <Gin <1 / G H 2 = G-1,1 / H 2 = 1 / Gin-1 when G? Gin? 1 and H 2 = 0 when Gin = 1).
0<Gin<1/G인 경우 Y=H(z)X1을 만족하는 것을 특징으로 하는 파라메트릭 이퀄라이저 시스템.The method according to claim 1,
0 <Gin <1 / G in case Y = H (z) Parametric equalizer system that satisfy the following X 1.
1/G≤Gin≤1인 경우 기설정된 게인 G를 단조감소시켜 출력 디지털 오디오 신호 Y의 레벨을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 파라메트릭 이퀄라이저 시스템.The method according to claim 1,
1 / G < / = G < / = 1, the predetermined gain G is monotonously decreased to maintain the level of the output digital audio signal Y constant.
1<Gin인 경우 출력 디지털 오디오 신호 Y와 출력 신호 X1은 동일한 것을 특징으로 하는 파라메트릭 이퀄라이저 시스템.The method according to claim 1,
1 <Gin If the output digital audio signals Y and the output signal X 1 is a parametric equalizer system according to claim same.
입력 디지털 오디오 신호 X의 레벨을 조절하여 상기 신호 X1을 생성하는 볼륨 조절부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파라메트릭 이퀄라이저 시스템.The method according to claim 1,
A volume adjusting unit for adjusting the level of the input digital audio signal X to generate the signal X 1;
≪ / RTI >
(a) 신호 X1을 전달 함수 H1을 가지는 제1 신호 처리부에 입력하여 처리하는 단계;
(b) 상기 제1 신호 처리부의 출력 신호 Y1의 레벨 Gin을 검출하는 단계;
(c) 상기 제1 신호 처리부의 출력 신호 Y1을 상기 (b) 단계에서 검출한 상기 레벨 Gin에 따른 전달 함수 H2를 가지는 제2 신호 처리부에 입력하여 처리하는 단계; 및
(d) 상기 제2 신호 처리부의 출력 신호 Y2와 상기 출력 신호 X1을 합산하여 출력 디지털 오디오 신호 Y를 생성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 게인 조절 방법(단, H1=[H(z)-1]/(G-1),0<Gin<1/G인 경우 H2=G-1,1/G≤Gin≤1인 경우 H2=1/Gin-1,1<Gin인 경우 H2=0).A gain adjustment method for dynamically adjusting a gain G of a parametric equalizer having a transfer function H (z) having a predetermined gain G (where G is a real number greater than 1)
(a) inputting and processing a signal X 1 into a first signal processing unit having a transfer function H 1 ;
(b) detecting the level of the output signal Gin Y 1 of the first signal processing unit;
(c) inputting and processing the output signal Y 1 of the first signal processing unit to a second signal processing unit having a transfer function H 2 according to the level Gin detected in the step (b); And
(d) generating an output digital audio signal Y by summing the output signal Y 2 of the second signal processing unit and the output signal X 1
Gain control method comprising a step of including (but, if H 1 = [H (z) -1] / (G-1), 0 is <Gin <1 / G H 2 = G-1,1 / G If the ≤Gin≤1 case of H 2 = 1 / Gin-1,1 <Gin H 2 = 0).
0<Gin<1/G인 경우 Y=H(z)X1을 만족하는 것을 특징으로 하는 게인 조절 방법.The method according to claim 6,
If 0 <Gin <1 / G Y = H (z) the gain control method according to satisfy the following X 1.
1/G≤Gin≤1인 경우 기설정된 게인 G를 단조감소시켜 출력 디지털 오디오 신호 Y의 레벨을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 게인 조절 방법.The method according to claim 6,
1 / G < / = G < / = 1, the predetermined gain G is monotonously decreased to maintain the level of the output digital audio signal Y constant.
1<Gin인 경우 출력 디지털 오디오 신호 Y와 입력 디지털 오디오 신호 X1은 동일한 것을 특징으로 하는 게인 조절 방법.The method according to claim 6,
1 < Gin, the output digital audio signal Y and the input digital audio signal X 1 are the same.
상기 (a) 단계를 수행하기 전에 입력 디지털 오디오 신호 X의 레벨을 조절하여 상기 신호 X1을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게인 조절 방법.The method according to claim 6,
Further comprising: adjusting the level of the input digital audio signal X to generate the signal X 1 before performing the step (a).
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