KR101518068B1 - 오디오 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주변 소음에 따라 선택적으로 주파수 대역의 게인을 높일 수 있는 오디오 장치를 제공한다. 본 발명은 주변의 소음을 입력받기 위한 소음센서; 상기 소음센서를 통해 입력된 소음에 대응하는 주파수의 신호 크기를 기준신호의 크기와 비교하기 위한 소음 주파수 분석장치; 및 상기 소음주파수 분석장치의 비교결과에 대응하여, 입력된 오디오 신호 중에서 상기 소음의 주파수에 대응하는 대역의 신호를 예정된 레벨로 증폭하여 출력하기 위한 오디오 신호 처리부를 포함하는 오디오 장치를 제공한다.

주파수, 오디오, 소음, 장르, 소음센서.

Description

오디오 장치{AUDIO DEVICE}

본 발명은 오디오 장치에 관한 것으로, 소음에 관한 특성이 향상된 오디오 장치에 관한 것이다.

전자공학 기술이 발달하면서 많은 전자기기들이 개발되었고, 그로 인해 인간의 생활이 편리해졌다. 특히 오디오정보와 영상정보를 함께 제공하는 텔레비전 세트는 대부분의 사람들이 편리하게 사용하는 전자기기이다. 텔레비전 세트 이외에도 최근에는 오디오정보와 영상정보를 제공하는 다양한 전가기기들이 개발되어져 있다.

일반적으로 오디오정보와 영상정보는 송신을 할 때에 고주파수에 더해져, 즉 변조과정을 거치게 된다. 따라서 수신하는 신호처리장치는 변조된 신호를 입력받아 복조과정을 통해 오디오정보와 영상정보를 분리해내고 이를 예정된 스피커와 화면표시장치에 표시하게 된다.

만약, 오디오정보를 처리하여 스피커를 통해 출력할 때에 주변에서 소음이 발생하면, 사용자가 스피커를 통해 출력되는 오디오의 게인을 증폭시켜야 한다. 그러나, 이 경우에는 모든 주파수 대역의 오디오 신호의 게인이 높아져, 사용자가 불편함을 느낄 수 있다.

본 발명은 주변 소음에 따라 선택적으로 주파수 대역의 게인을 높일 수 있는 오디오 장치를 제공한다.

본 발명은 주변의 소음을 입력받기 위한 소음센서; 상기 소음센서를 통해 입력된 소음에 대응하는 주파수의 신호 크기를 기준신호의 크기와 비교하기 위한 소음 주파수 분석장치; 및 상기 소음주파수 분석장치의 비교결과에 대응하여, 입력된 오디오 신호 중에서 상기 소음의 주파수에 대응하는 대역의 신호를 예정된 레벨로 증폭하여 출력하기 위한 오디오 신호 처리부를 포함하는 오디오 장치를 제공한다.

본 발명에 의한 오디오 장치는 상기 오디오 신호가 가지는 주파수의 대역을 적어도 2개의 구간으로 나누고, 각 구간별로 기준값을 데이터화하여 상기 소음 주파수 분석장치로 제공하기 위한 주파수 게인 테이블을 더 포함한다. 상기 소음 주파수 분석장치는 적어도 2개의 예정된 장르별로 기준신호의 크기를 각각 포함한다. 상기 예정된 장르는 뉴스, 노래 및 경음악을 포함한다. 상기 오디오 신호 처리부는 오디오 디코더, 오디오 이퀄라이저, 및 오디오 앰프를 포함한다. 상기 오디오 신호 처리부는 입력된 방송신호중에서 오디오 신호를 분리한다. 상기 주파수 게인 테이블은 상기 오디오 신호가 가지는 주파수의 대역을 4개의 구간으로 나누고, 각각의 구간에 기준값을 가진다.또한, 상기 예정된 레벨은 적어도 3단계로 나누어진 레벨 중 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 오디오 신호를 입력받는 단계; 주변의 소음에 대응하는 주파수 대역을 분석하는 단계; 상기 분석된 주파수 성분의 신호 크기가 예정된 기준 레벨보다 높은지 비교하는 단계; 및 상기 분석된 주파수 대역의 신호 크기가 상기 기준 레벨보다 높은 경우, 상기 입력된 오디오 신호중 상기 분석된 주파수 대역과 같은 대역의 신호를 예정된 레벨로 증폭하는 단계를 포함하는 오디오 신호 처리방법을 제공한다.

상기 오디오 신호가 가지는 주파수의 대역을 적어도 2개의 구간으로 나누고, 각 구간별로 기준값을 데이터화하는 단계를 더 포함하고, 상기 비교하는 단계는 상기 데이터화된 값중 선택된 하나를 이용한다. 상기 예정된 레벨로 증폭하는 것은 장르별로 서로 다른 레벨로 증폭한다. 상기 장르는 뉴스, 노래, 및 경음악을 포함한다. 상기 오디오신호를 입력받는 단계는 영상신호와 오디오 신호가 포함된 방송신호 중에서 오디오 신호를 분리하는 단계를 포함한다. 상기 분석된 주파수 성분의 신호 크기가 예정된 기준 레벨보다 높은지 비교하는 단계는 상기 주파수 대역을 4단계로 나누고, 각각의 단계에 따라 서로 다른 기준레벨을 가진다. 상기 예정된 레벨은 적어도 3단계로 나누어진 레벨중 하나이다.

본 발명에 의한 오디오 장치는 주변에서 생기는 잡음에 대응하는 주파수 대 역의 오디오만을 선택적으로 증폭할 수 있기 때문에, 사용자는 효과적으로 오디오 장치에서 출력되는 오디오를 청취할 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도1은 본 발명을 설명하기 위한 오디오 장치의 블럭도이다. 특히, 도1은 방송신호와 오디오 신호를 입력받아 오디오 신호를 분리하고 스피커를 통해 출력하는 오디오 장치에 관한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 오디오 장치는 방송신호 분리부(10), 오디오 디코더(20), 장르분석기(30), 오디오 이퀄라이저(40), 제어장치(50), 오디오 앰프(60), 및 스피커(70)를 포함한다. 방송신호 분리부(10)는 입력된 신호중에서 방송신호를 분리하고 오디오 신호를 남겨서 오디오 디코더(20)와 장르분석기(30)로 출력한다. 오디오 디코더(20)는 입력된 오디오 신호를 디코딩하여 오디오 이퀄라이저(40)로 출력한다. 장르분석기(30)는 입력된 오디오 신호의 장르를 분석하여 오디오 이퀄라이저(40)로 출력한다. 오디오 이퀄라이저(40)는 입력된 오디오 신호에 대해 오디오 이퀄라이징 동작을 수행하고, 오디오 앰프(60)로 출력한다. 오디오 앰프(60)는 오디오 이퀄라이저(40)에서 제공되는 오디오 신호를 스피커(70)를 통해 외부로 출력시킨다. 제어장치(50)는 오디오 이퀄라이저(40)와 오디오 앰프(60)를 제어한다.

도1에 도시된 오디오 장치는 입력된 신호에서 오디오 신호를 분리하여 스피커(70)를 통해 출력시키고 있다. 만약, 오디오 장치의 주변에 소음이 증가할 경우에 사용자는 오디오 장치에서 출력되는 오디오를 더 잘 듣기 위해 전체적인 음량을 키우게 된다. 이는 오디오 장치가 처리할 수 있는 전 주파수 대역의 게인을 증폭시킨다는 것을 말한다. 그러나 이렇게 하다 보니, 불필요하게 스피커를 통해 출력되는 모든 주파수 대역의 오디오 신호가 전반적으로 크게 증폭되는 문제점이 있다.

본 발명에서는 오디오 장치의 주변에서 소음이 증가할 경우, 오디오 장치에서 증폭하는 오디오의 주파수를 선택적으로 조절할 수 있는 오디오 장치를 제안한다. 예를 들어, 오디오 장치의 주변에 사람들의 목소리로 인한 소음이 생길 때에는 오디오에서 출력되는 오디오 신호 중에서 사람 목소리가 주로 분포하고 있는 주파수 대역만 게인을 높여주는 것이다. 이렇게 오디오 장치에서 출력되는 오디오 신호 중에서 주파수를 선택적으로 지정하여 증폭하게 되면, 청취자의 청취에 방해되는 불필요한 오디오까지 증폭되는 문제를 해결할 수 있다.

도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오디오 장치를 나타내는 블럭도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 오디오 장치는 방송신호 분리부(110), 오디오 디코더(120), 장르분석기(130), 오디오 이퀄라이저(140), 제어장치(150), 오디오 앰프(160), 스피커(200), 소음센서(300), 소음 주파수 분석장치(400), 및 장르별 주파수 게인 테이블(500)을 포함한다. 여기서, 방송신호 분리 부(110), 오디오 디코더(120), 장르분석기(130), 오디오 이퀄라이저(140), 제어장치(150), 오디오 앰프(160), 스피커(200)는 도1에 도시된 각 블럭과 실질적으로 같은 기능을 수행한다.

본 실시예에 따른 오디오 장치는 소음센서(300), 소음 주파수 분석장치(400) 및 장르별 주파수 게인 테이블(500)을 포함하는 것이 특징이다. 소음센서(300)는 오디오 장치가 있는 주변의 소음을 감지하기 위한 것이다. 장르별 주파수 게인 테이블(500)은 예정된 소음의 장르별로 정해진 게인을 테이블로 가지고 있다. 소음 주파수 분석장치(400)는 소음센서(300)에서 제공되는 정보의 주파수를 분석하고, 장르별로 주파수 게인 테이블(500)로부터 데이터를 읽어와서 소음의 특정 주파수 성분을 파악하고, 그 결과를 오디오 이퀄라이저(140)로 전달한다. 오디오 이퀄라이저(140)는 소음 주파수 분석장치(400)에서 제공되는 데이터를 입력받아, 장르별 주요 주파수 대역의 소음이 기준치 이상이면 오디오 주파수의 게인을 제어한다. 여기서는 오디오 이퀄라이저(140)가 소음 주파수 분석장치(400)에서 제공되는 데이터를 입력받는 것으로 하였으나, 다른 별도의 블럭에서 입력받을 수도 있고, 도2에 도시된 다른 블럭에서 입력받아 처리할 수도 있다.

본 실시예에 따른 오디오 장치는 장르별로 이퀄라이징된 오디오 신호를 주변의 소음에 따라 자동으로 특정 주파수의 게인을 조정하는 것이 특징이다. 소음센서(300)에 입력된 소음신호를 소음 주파수 분석장치(400)가 주파수 분석하여 장르별로 주파수 성분의 값과 비교하고, 그 결과를 오디오 이퀄라이저(140)으로 전달한다. 오디오 이퀄라이저(140)는 일정 수준 이상의 소음이 입력될 경우 해당 주파수 에 해당하는 오디오 신호의 게인을 높여서 오디오 앰프(160)로 전달한다. 오디오 앰프(160)는 선택된 구간의 주파수의 게인을 높인 오디오 신호를 스피커(200)를 통해 외부로 출력한다.

본 실시예에 따른 오디오 장치는 이렇게 주변에 존재하는 소음에 대응하여 오디오 신호의 일정 주파수 영역의 신호를 증폭시켜 외부로 출력함으로서 오디오의 품질을 높일 수 있다. 따라서 소음이 존재하는 환경에서 사용자가 더 쉽게 오디오를 청취할 수 있다. 예를 들어, 주변의 사람 목소리 성분의 잡음이 들어올 경우, 뉴스 장르로 설정된 오디오 신호에서 사람 목소리에 해당하는 오디오 신호의 주파수 성분을 키워 줌으로써 사람 목소리가 좀 더 또렷이 들릴 수 있는 기능을 제공하는 것이다. 또한, 뉴스가 아니라 경음악이나, 반주를 포함하는 노래 등도 기준 게인값을 지정하여 전술한 동작을 수행할 수 있다. 주변에서 경음악이나 노래 등이 흐르고 있는 상황에서는 입력된 오디오 신호에서 경음악 또는 반주를 포함하는 노래에 대응하는 주파수 대역의 신호를 증폭시켜 출력시키게 되면, 오디오 장치의 청취자는 더 편안하게 경음악이나 노래를 청취할 수 있다.

도3은 도2에 도시된 오디오 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 오디오 장치의 동작은 먼저 오디오 신호를 수신한다(S1), 이어서 오디오 신호를 디코딩 하고(S2), 오디오 신호의 장르를 분석하여 필요한 설정을 수행한다(S5). 이어서 주파수 별 게인을 컨트롤 하고(S3), 오디오를 스피커를 통해 출력한다(S4). 한편으로, 소음센서(300)를 통해 주변 소음을 입력받는다(S6). 이어서 입력된 주변 소음의 주파수를 분석한다(S7). 장르별 주파수에 따른 게인 데이터를 읽고(S8), 장르에 따라 주파수 영역의 값을 판단한다(S9). 여기서 L은 게인 컨트롤의 기준값으로 이 값 이상이면 오디오 신호의 크기에 비례해서 게인을 조절한다.

도4는 도2에 도시된 오디오 장치의 동작의 주파수 적용 실예를 나타내는 파형도이다. 특히 텔레비전 세트에 본 실시예에 따른 오디오 장치가 구비되었을 때를 나타내는 것이다.

도4의 <a>에 도시된 바와 같이, 텔레비전 세트에 있는 오디오 장치에 소음센스를 구비하여 전술한 방법으로 소음에 대응하는 주파수 대역을 예정된 값으로 증폭시킬 수 있다. 도4의 <b>에 도시된 예시는 오디오 신호의 증폭 레벨을 3가지로 하고, 주파수 대역을 4구간(A,B,C,D)으로 한 경우이다.

먼저, 소음센서는 외부 소음으로부터 소음을 입력받아 데이터화 한다. 소음센서에서 검출된 데이터를 가지고 주파수 분석을 하는데 검출 주파수 대역의 잡음 신호 레벨이 일정 레벨 이상이면 오디오 이퀄라이저를 동작시킨다. 도5의 <b> 상단 그래프에는 소음센서로부터 제공된 소음의 주파수 분포의 일례가 도시되어 있다. 구간 A에서는 레벨 1 이하이므로, 게인 조절을 하지 않고, 구간 B에서는 레벨 1에서 레벨 2 사이이므로 1단계 게인 조절을 하고, C 구간에서는 레벨2에서 레벨3 사이이므로 2단계 게인 조절을 한다. D 구간에서는 레벨 3 이상이므로 3단계 게인 조절을 한다.

도4의 <b>의 하단 그래프에는 전술한 게인 조절에 대한 일례가 도시되어 있다. 그래프에 도시된 게인 만큼 텔레비전 세트에서 처리하는 오디오 신호의 해당 주파수 대역의 신호를 증폭시켜서 텔레비전 세트에 구비된 스피커를 통해 출력되도록 한다. 이와 같이 수행하게 되면, 텔레비전 세트를 통해 영상과 오디오를 듣는 사용자는 주변에 소음이 있다고 하더라도, 텔레비전 세트를 통해 출력되는 오디오를 더욱 편안하고 선명하게 들을 수 있다. 도4에서는 본 실시예에 따른 오디오 장치를 텔레비전 세트에 적용하였지만, 독립된 오디오 장치에도 적용될 수 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도1은 본 발명을 설명하기 위한 오디오 장치의 블럭도.

도2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 오디오 장치를 나타내는 블럭도.

도3은 도2에 도시된 오디오 장치의 동작을 나타내는 흐름도.

도4는 도2에 도시된 오디오 장치의 동작의 주파수 적용 실예를 나타내는 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110: 방송신호 분리부 120: 오디오 디코더

130: 장르분석기 140: 오디오 이퀄라이저

150: 제어장치 160: 오디오 앰프

200: 스피커 300: 소음센서

400: 소음 주파수 분석장치 500: 장르별 주파수 게인 테이블

Claims (15)

1. 주변의 소음을 입력받기 위한 소음센서;

   상기 소음센서를 통해 입력된 소음에 대응하는 주파수의 신호 크기를 기준신호의 크기와 비교하기 위한 소음 주파수 분석장치; 및

   상기 소음주파수 분석장치의 비교결과에 대응하여, 입력된 오디오 신호 중에서 상기 소음의 주파수에 대응하는 대역의 신호를 예정된 레벨로 증폭하여 출력하기 위한 오디오 신호 처리부를 포함하며,

   상기 오디오 신호가 가지는 주파수의 대역을 적어도 2개의 구간으로 나누고, 각 구간별로 기준값을 데이터화하여 상기 소음 주파수 분석장치로 제공하기 위한 주파수 게인 테이블을 포함하며,

   상기 소음 주파수 분석장치는 적어도 2개의 예정된 장르별로 기준신호의 크기를 각각 포함하는 오디오 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 예정된 장르는 뉴스를 포함하는 오디오 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 오디오 신호 처리부는

   오디오 디코더, 오디오 이퀄라이저, 및 오디오 앰프를 포함하는 오디오 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 오디오 신호 처리부는

   입력된 방송신호중에서 오디오 신호를 분리하는 오디오 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 주파수 게인 테이블은 상기 오디오 신호가 가지는 주파수의 대역을 4개의 구간으로 나누고, 각각의 구간에 기준값을 가지는 오디오 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 예정된 레벨은 적어도 3단계로 나누어진 레벨 중 하나인 오디오 장치.
9. 오디오 신호를 입력받는 단계;

   주변의 소음에 대응하는 주파수 대역을 분석하는 단계;

   상기 분석된 주파수 성분의 신호 크기가 예정된 기준 레벨보다 높은지 비교하는 단계; 및

   상기 분석된 주파수 대역의 신호 크기가 상기 기준 레벨보다 높은 경우, 상기 입력된 오디오 신호중 상기 분석된 주파수 대역과 같은 대역의 신호를 예정된 레벨로 증폭하는 단계

   를 포함하며,

   상기 예정된 레벨로 증폭하는 것은 장르별로 서로 다른 레벨로 증폭하는 오디오 신호 처리방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 오디오 신호가 가지는 주파수의 대역을 적어도 2개의 구간으로 나누고, 각 구간별로 기준값을 데이터화하는 단계를 포함하고, 상기 비교하는 단계는 상기 데이터중 선택된 하나를 이용하는 오디오 신호 처리방법.
11. 삭제
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 장르는 뉴스, 노래, 및 경음악을 포함하는 오디오 신호 처리방법.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 오디오신호를 입력받는 단계는

    영상신호와 오디오 신호가 포함된 방송신호 중에서 오디오 신호를 분리하는 단계를 포함하는 오디오 신호 처리방법.
14. 제 9 항에 있어서,

    상기 분석된 주파수 성분의 신호 크기가 예정된 기준 레벨보다 높은지 비교하는 단계는

    상기 주파수 대역을 4단계로 나누고, 각각의 단계에 따라 서로 다른 기준레벨을 가지는 오디오 신호 처리방법.
15. 제 9 항에 있어서,

    상기 예정된 레벨은 적어도 3단계로 나누어진 레벨중 하나인 오디오 신호의 처리방법.

Images