KR101959662B1 - 스피커 편위의 퍼지 논리 피드백 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

스피커 편위의 퍼지 논리 피드백 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

오디오 시스템은 오디오 입력 신호를 수신하기 위한 입력 노드, 오디오 입력 신호를 수신하기 위해 상기 입력 노드에 결합된 신호 처리기, 및 오디오 출력 신호를 스피커에 제공하기 위한 출력 노드를 포함할 수 있다. 상기 오디오 시스템은 상기 오디오 입력 신호 및 상기 신호 처리기의 이득과 관련하여 샘플링된 신호들을 수신하도록 구성된 제1 퍼지 논리 제어기를 포함하고, 상기 제 1 퍼지 논리 제어기는 상기 오디오 출력 신호의 위험도를 판단하도록 구성된다. 또한, 상기 오디오 시스템은 상기 오디오 출력 신호와 관련된 피드백 신호들을 수신하고 보정 계수를 판단하도록 구성된 제 2 퍼지 논리 제어기를 포함한다. 또한, 상기 오디오 시스템은 상기 위험도 및 상기 보정 계수에 기초하여 제어 신호를 판단하고, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 오디오 출력 신호를 조정하도록 구성될 수 있다.

Description

스피커 편위의 퍼지 논리 피드백 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FUZZY LOGIC FEEDBACK CONTROL OF SPEAKER EXCURSION}
본 발명은 반도체 기술 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 오디오 시스템에서 스피커를 제어하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
소형 휴대용 장치에서 라우드 스피커(loudspeaker)의 고 음량을 구현하기 위해 구동 유닛들이 기계적인 한계치까지 무리하게 구동되기고 한다. 따라서, 진동판의 과도한 편위(excursion) 및 음성 코일의 높은 온도는 라우드 스피커의 고장을 유발하는 2 가지 주요 원인이 된다. 종래의 장치에서는, 저주파 성분들을 감소시키기 위해, 고역 통과 필터를 주로 사용하여 스피커 진동판을 크게 움직이게 할 수 있다. 그러나, 상기 고역 통과 필터에 의해 저음에 대응하는 신호 성분이 너무 많이 차단되기 때문에, 음질이 저하될 수 있다.
이에, 상기와 같은 소정의 한계 사항들을 처리하는 개선된 방법 및 시스템이 요구된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 오디오 시스템 매개변수뿐만 아니라 오디오 출력 신호로부터의 피드백 신호를 기반으로 상기 오디오 출력 신호를 제어하기 위한 퍼지 논리를 이용한 스피커 편위 제어 시스템 및 방법이 제공될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 스피커의 피드백 전류값, 피드백 전압값, 저주파 성분 및 이득을 기반으로 오디오 출력 신호를 제어하기 위하여 2 개의 퍼지 논리 제어기가 사용될 수 있다. 2 개의 퍼지 논리 제어기를 이용하는 본 발명에 따라, 고역 통과 필터를 사용하는 종래의 해결 방안과 비교하여, 라우드 스피커에 손상을 야기하지 않으면서도 고음질을 구현할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 라우드 스피커(이하, 스피커라고도 합니다) 편위 제어용 오디오 시스템은 오디오 입력 신호를 수신하기 위한 입력 노드, 오디오 출력 신호를 제공하기 위한 출력 노드, 및 상기 오디오 입력 신호를 수신하고 상기 오디오 출력 신호를 제공하기 위한 신호 처리기를 포함한다. 상기 신호 처리기는 아날로그-디지털 변환기(ADC), 디지털 신호 처리부, 디지털-아날로그 변환기(DAC), 오디오 증폭기, 및 스피커를 포함할 수 있다. 또한, 상기 오디오 시스템은 상기 오디오 입력 신호의 저주파 성분 및 상기 오디오 시스템의 전류 이득을 제공하기 위한 저주파 및 이득 샘플링부를 구비한다. 또한, 상기 오디오 시스템은 상기 출력 노드로부터 파생된 피드백 전류 신호 및 피드백 전압 신호를 제공하기 위한 피드백 샘플링부를 구비할 수 있다. 제 1 퍼지 논리 제어기는 상기 오디오 입력 신호의 상기 저주파 성분 및 상기 오디오 시스템의 상기 전류 이득을 수신하고, 스피커 편위에 대한 상기 오디오 출력 신호의 위험도를 판단하도록 구성될 수 있다. 제 2 퍼지 논리 제어기는 상기 피드백 전압 신호 및 상기 피드백 전류 신호를 수신하고 보정 계수를 판단하도록 구성될 수 있다. 상기 오디오 시스템은 상기 위험도 및 상기 보정 계수에 기초하여 제어 신호를 판단하도록 구성되고, 상기 신호 처리기에 상기 제어 신호를 제공하여 상기 오디오 출력 신호를 조정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 오디오 시스템은 오디오 입력 신호를 수신하기 위한 입력 노드, 상기 오디오 입력 신호를 수신하기 위해 상기 입력 노드에 결합된 신호 처리기, 및 오디오 출력 신호를 스피커에 제공하기 위한 출력 노드를 포함한다. 상기 오디오 시스템은 상기 오디오 입력 신호 및 상기 신호 처리기의 이득과 관련하여 샘플링된 신호들을 수신하도록 구성되고, 상기 오디오 출력 신호의 위험도를 판단하도록 구성된 제 1 퍼지 논리 제어기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 오디오 시스템은 상기 오디오 출력 신호와 관련된 피드백 신호들을 수신하고 보정 계수를 판단하도록 구성된 제 2 퍼지 논리 제어기를 포함한다. 또한, 상기 오디오 시스템은 상기 위험도 및 상기 보정 계수에 기초하여 제어 신호를 판단하고, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 오디오 출력 신호를 조정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 오디오 입력 신호를 수신하고 오디오 출력 신호를 스피커에 제공하도록 구성된 오디오 시스템에 있어서, 스피커 편위 제어 등의 스피커 제어를 위한 방법이 제공될 수 있다. 상기 방법은 상기 오디오 입력 신호 및 상기 오디오 시스템의 이득과 관련하여 샘플링된 신호들을 제1 퍼지 논리 제어기에 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 샘플링된 신호들은 상기 제 1 퍼지 논리 제어기에서 처리되어 상기 스피커와 관련된 위험도를 제공할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 오디오 출력 신호와 관련된 피드백 신호들을 제 2 퍼지 논리 제어기에 제공하는 단계를 포함한다. 상기 피드백 신호들은 상기 제 2 퍼지 논리 제어기에서 처리되어 보정 계수를 제공할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 위험도 및 상기 보정 계수에 기초하여 제어 신호를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 이후, 상기 제어 신호는 상기 오디오 출력 신호를 조정하기 위해 상기 오디오 시스템에 제공될 수 있다.
고역 통과 필터를 사용하는 종래의 해결 방안과 비교하여, 본 청구 내용에 따라 스피커에 손상을 야기하지 않으면서도 고음질을 구현할 수 있다.
본 명세서의 나머지 부분 및 도면을 참조하면 본 발명의 특징 및 효과를 더욱 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 오디오 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라우드 스피커를 나타내는 블록도이다.
도 3A는 본 발명의 실시예에 따른 스피커 제어용 오디오 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3B는 본 발명의 실시예에 따른 도 3A의 오디오 시스템에서의 소정의 기능 유닛들을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 오디오 시스템에서의 소정의 입력 언어 변수에 대한 퍼지 논리 소속함수를 나타내는 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 오디오 시스템에서의 소정의 입력 언어 변수에 대한 퍼지 논리 소속함수를 나타내는 또 다른 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 오디오 시스템에서의 출력 언어 변수에 대한 퍼지 논리 소속함수를 나타내는 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 오디오 시스템에서의 출력 언어 변수에 대한 퍼지 논리 비퍼지화 함수를 나타내는 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 도 3의 오디오 시스템에서의 소정의 입력 언어 변수에 대한 퍼지 논리 소속함수를 나타내는 또 다른 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 도 3의 오디오 시스템에서의 또 다른 출력 언어 변수에 대한 퍼지 논리 소속함수를 나타내는 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른 스피커 제어 방법을 간략하게 도시한 흐름도이다.
이하, 상기 열거된 일련의 도면들을 참조하여 설명한다. 상기 도면들은 단지 예시일 뿐이며, 본 청구 범위를 부당하게 제한해서는 안 된다. 도시되고 설명된 다양한 측면들과 관련하여, 당업자는 다른 변형, 수정 및 대안들을 고려할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 오디오 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 오디오 시스템(100)은 오디오 입력 신호(Vin; 101)를 수신하고 오디오 출력 신호(Vout; 109)를 스피커(110)에 제공하도록 구성될 수 있다. 오디오 시스템(100)은 아날로그-디지털 변환기(ADC; 103), 디지털 신호 처리부(104), 디지털-아날로그 변환기(DAC)(105), 및 오디오 증폭부(106)를 포함할 수 있다. 상기 구성품들의 기능은 본 명세서에서 자세히 설명하지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라우드 스피커(200)를 나타내는 블록도이다. 라우드 스피커(200)는 도 1의 오디오 시스템(100)에서 스피커(110)로 사용될 수 있다. 라우드 스피커(200)는 적어도 하나의 음성코일(202), 자기 회로부(204) 및 진동판(206)을 포함할 수 있다. 음성코일(202)은 진동판(206)에 부착될 수 있다. 자기장은 영구 자석에 의해 적어도 하나의 자기 회로부(204)를 거쳐 음성코일(202) 방향으로 생성될 수 있다. 음성코일(202)이 너무 세게 밀리면 과도한 진동판 편위가 유도되어 라우드 스피커(200)의 고장을 유발할 수 있다. 라우드 스피커(200)의 고장은 음성코일(202)이 과열되어 발생할 수도 있다. 예컨대, 진동판(206)이 고음량을 출력하기 위해 강하게 구동되면 스피커 내부의 온도가 빠르게 상승하여 음성코일(202)의 접착제가 녹을 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 오디오 시스템 파라미터들뿐만 아니라 오디오 출력 신호들로부터의 피드백 신호들을 기반으로 진동판 편위를 제어하기 위한 퍼지 논리를 이용하는 스피커 편위 제어 시스템 및 방법이 제공될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 스피커의 피드백 전류값, 피드백 전압값, 성분 및 이득을 기반으로 오디오 출력 신호를 제어하기 위하여 2 개의 퍼지 논리 제어기가 사용될 수 있다. 고역 통과 필터를 사용하는 종래의 해결방안과 비교하여, 본 청구 내용에 의하면 라우드 스피커에 손상을 야기하지 않으면서도 고음질을 구현할 수 있다.
일부 실시예들에서, 오디오 시스템은 오디오 입력 신호를 수신하기 위한 입력 노드, 상기 오디오 입력 신호를 수신하기 위해 상기 입력 노드에 결합된 신호 처리기, 및 오디오 출력 신호를 스피커에 제공하기 위한 출력 노드를 포함한다. 상기 오디오 시스템은 상기 오디오 입력 신호 및 상기 신호 처리기의 이득과 관련하여 샘플링된 신호들을 수신하고, 상기 오디오 출력 신호의 위험도를 판단하도록 구성된 제1 퍼지 논리 제어기를 포함한다. 또한, 상기 오디오 시스템은 상기 오디오 출력 신호와 관련된 피드백 신호들을 수신하고 보정 계수를 판단하도록 구성된 제 2 퍼지 논리 제어기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 오디오 시스템은 상기 위험도 및 상기 보정 계수에 기초하여 제어 신호를 판단하고, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 오디오 출력 신호를 조정하도록 구성될 수 있다.
도 3A는 본 발명의 실시예에 따른 스피커 제어용 오디오 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 3B는 본 발명의 실시예에 따른 도 3A의 오디오 시스템에서의 소정의 기능 유닛들을 나타내는 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 오디오 시스템(300)은 오디오 입력 신호(302)를 수신하기 위한 입력 노드(301), 오디오 출력 신호(309)를 스피커(360)에 제공하기 위한 출력 노드(308), 및 상기 오디오 입력 신호(302)를 수신하고 상기 오디오 출력 신호(309)를 제공하기 위한 신호 처리기(310)를 포함할 수 있다. 신호 처리기(310)는 아날로그-디지털 변환기(ADC; 303), 디지털 신호 처리부(305), 디지털-아날로그 변환기(DAC; 306), 및 오디오 증폭기(307)를 포함할 수 있다.
또한, 오디오 시스템(300)은 오디오 입력 신호(302)의 저주파 성분(321) 및 상기 오디오 시스템의 전류 이득(322)을 제공하기 위한 저주파 및 이득 샘플링부(320)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 저주파 및 이득 샘플링부(320)는 저주파 샘플링부(323) 및 이득 샘플링부(324)를 포함할 수 있다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 저주파 샘플링부(323)는 저역 통과 필터(325), 및 ADC(303)로부터의 신호(326)를 수신하고 오디오 입력 신호(302)의 저주파 성분(321)을 판단하기 위한 처리부(328)를 포함할 수 있다. 상기 저주파 샘플링부(323)에서, 처리부(328)는 저주파 성분(321)을 계산하도록 구성되며, 저주파 성분(321)의 단기 전력, 장기 전력, 및 상기 단기 전력과 상기 장기 전력간의 차이를 나타내는 편차를 포함할 수 있다. 이득 샘플링부(324)는 디지털-아날로그 변환기(DAC; 306)의 이득(327)을 수신하기 위해 신호 처리기(310) 내의 DAC(306)에 결합될 수 있다. 이득 샘플링부(324)는 처리부(329)를 포함하며 DAC(306)의 이득값(322)을 판단하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 처리부(329)는 이득값의 단기 전력, 장기 전력, 및 상기 이득값의 상기 단기 전력과 상기 장기 전력간의 차이를 나타내는 편차를 포함하는 이득값들(322)을 계산하도록 구성될 수 있다.
또한, 오디오 시스템(300)은 출력 노드(308)로부터 파생된 피드백 전류 신호(331) 및 피드백 전압 신호(332)를 제공하기 위한 피드백 샘플링부(330)를 포함할 수 있다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 피드백 샘플링부(330)는 출력 노드(308)에서 스피커(360)로 제공되는 전압을 측정하도록 구성된 전압감지회로(335)를 더 포함할 수 있다. 또한, 피드백 샘플링부(330)는 출력 노드(308)에서 스피커(360)로 제공되는 전류를 측정하도록 구성된 전류감지회로(338)를 포함할 수 있다.
또한, 도 3A에 도시된 바와 같이, 오디오 시스템(300)은 오디오 입력 신호(321)의 저주파 성분(321) 및 오디오 시스템(300)의 전류 이득(322)을 수신하고 스피커 편위에 대한 오디오 출력 신호(309)의 위험도(343)를 판단하도록 구성되는 제 1 퍼지 논리 제어기(341)를 구비할 수 있다. 제 1 퍼지 논리 제어기(341)는 오디오 스트림 및 하드웨어 설정의 내용을 모니터링하여 스피커(360)가 과도하게 구동되는 것을 방지하는 예측 및 조절 시스템일 수 있다. 또한, 오디오 시스템(300)은 피드백 전류 신호(331) 및 피드백 전압 신호(332)를 수신하고 보정 계수(345)를 판단하도록 구성된 제 2 퍼지 논리 제어기(342)를 구비할 수 있다. 제 2 퍼지 논리 제어기(342)는 스피커(360)상에 감지되는 전압 및 전류를 모니터링하여 상기 시스템의 적절한 조정을 수행하는 오류 보정 시스템일 수 있다. 또한, 오디오 시스템(300)은 위험도(343) 및 보정 계수(345)에 기초하여 제어 신호(349)를 판단하도록 구성된 조정부(347)를 구비할 수 있다. 제어 신호(349)는 오디오 출력 신호(309)를 조정하기 위한 신호 처리기(310)에 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 퍼지 논리 시스템은 오디오 시스템(300)의 입력 또는 출력 변수로서의 언어 변수를 포함하며, 상기 변수의 값은 수치 대신에 자연어로부터의 단어 또는 문장으로 표현될 수 있다. 예컨대, 상기 제 1 퍼지 논리 제어기(341)에서, 입력 벡터(N[i])는 장기 저주파 에너지(LTLFE), 장기 저주파 에너지와 단기 저주파 에너지간의 저주파 에너지 편차(LFEDEV), 장기 평균 DAC 이득값(LTAVDAC), 및 장기 평균 DAC 이득 값과 단기 평균 DAC 이득값과의 차이를 나타내는 편차(DACDEV) 등의 언어 변수를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 퍼지 논리 제어기(341)는 스피커(360)에 손상을 유발하는 스피커 편위의 위험도와 관련된 위험도(RL)와 같은 출력 벡터(M[j])에서의 언어 변수를 포함할 수 있다. 입력 벡터(N[i]) 및 출력 벡터(M[j])는 하기 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
N[i] = [LTLFE, LFEDEV, LTAVDAC, DACDEV]
M[j] = [RL]
상기 언어 변수들에 있어서, "장기"라는 용어는 "단기"라는 용어와 대비되어 사용되며, 신호들이 어느 정도로 즉각적으로 변하는지를 나타낼 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, "장기"라는 용어는 신호가 측정되어 평균적으로 1 내지 5 밀리초를 초과할 수 있음을 의미하고, "단기"라는 용어는 신호가 측정되어 평균적으로 1 내지 50 마이크로초 등을 초과할 수 있음을 의미할 수 있다. 일부 실시예들에서, "단기"라는 용어는 약 20 마이크로초 동안 지속될 수 있는 48 킬로바이트의 오디오 샘플을 의미할 수 있으며, "장기"라는 용어는 약 2 밀리초 동안 지속될 수 있는 10개의 오디오 샘플을 의미할 수 있다.
LTLFE(장기 저주파 에너지)의 경우, 입력 신호가 저역 통과 필터에 의해 샘플링된 후, 상기 신호의 장기 전력을 어택타임 설정에 기초하여 산출할 수 있다. 상기 계산은 반복법을 이용하여 디지털 신호 처리부에서 수행될 수 있다. 예컨대, 특정 실시예에서, 상기 장기 전력은 다음 공식을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112018004331543-pat00001
이때, Pa,long는 장기 전력, VD_LTC는 장기 어택타임, Arin은 입력 신호, Th_Pa,long는 장기 에너지의 임계값이다. 본 명세서에서 사용된 "어택"은 음향의 개시(onset)를 나타내기 위하여 사용된다. VD_LTC의 값이 크면 장기간을 나타내고 VD_LTC의 값이 작으면 단기간을 나타낼 수 있다.
LFEDEV(저주파 에너지의 편차)는 장기 저주파 에너지와 단기 저주파 에너지간의 차이를 나타내는 편차 또는 차이의 절대 값으로 산출될 수 있다. LTACDAC(장기 평균 DAC 이득값)의 경우, 측정된 모든 샘플에서 상기 시스템의 전류 이득을 기초로 장기 이득 변화를 도출하기 위해 위와 유사한 공식을 이용하여 계산할 수 있다. DACDEV(이득값들의 편차)는 장기 평균 DAC 이득값과 단기 평균 DAC 이득값간의 차이를 나타내는 편차의 절대값으로 산출될 수 있다. 물론, 신호 전력을 계산하는 다른 공지된 방법들을 사용할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 상기 위험도를 이용하여 오디오 출력 신호를 변경함으로써 스피커 편위를 제어할 수 있다. 예컨대, 신호 처리기(310) 내의 이퀄라이저는 음향 녹음 및 재생 등에 있어서 전자 신호 내의 주파수 성분들간의 균형을 조정하도록 구성될 수 있다. 이퀄라이저는 특정 주파수 대역 또는 "주파수 범위"의 에너지를 강화 또는 약화시켜, 주파수 매개변수 등을 증폭 및 차단할 수 있다. 도 3A를 참조하면, 오디오 시스템(300)은 상기 위험도(343)를 수신하며, 상기 오디오 출력 신호(309)를 조정하기 위한 신호 처리기(310) 내의 디지털 신호 처리부(305)에 제어 신호(349)를 제공하도록 구성된 조정부(347)를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 입력 언어 변수에 있어서, 장기 저주파 에너지(LTLFE) 및 저주파 에너지 편차(LFEDEV)는 소속함수(membership function)를 설명하기 위해 세 가지 언어 레이블(높음, 중간, 낮음)이 사용된다. 장기 평균 DAC 이득값(LTAVDAC) 및 이득값 편차(DACDEV)의 경우, 두 가지 언어 레이블('높음', '낮음')이 소속함수를 설명하는 데 사용된다. 이들 실시예에서, LTLFE 및 LFEDEV는 다른 입력 변수들보다 스피커의 위험도에 대하여 더 결정적인(critical) 것으로 간주된다. 출력 언어 변수인 위험도(RL)의 경우, 세 가지 언어 레이블('높음', '중간', '낮음')이 소속함수를 설명하는 데 사용된다.
일부 실시예들에서, 명확한 입력값은 소속함수를 이용하여 퍼지 언어 용어로 정규화 및 매핑된다. 예컨대, 저주파 에너지(LFEDEV) 편차는 15비트 무부호수로 정의될 수 있다. 이후, 상기 입력 신호의 상기 저주파 에너지 편차의 모든 샘플은 다음 [수학식 2]에 따라 0과 1 사이의 값으로 정규화될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112018004331543-pat00002
다른 소속함수들도 유사하게 정의될 수 있다.
도 4는 입력 언어 변수(LFEDEV)에 대한 퍼지 논리 소속함수의 다이어그램으로서, 본 발명의 일부 실시예에 따른 저주파 에너지 및 장기 저주파 에너지(LTLFE)의 편차를 나타내고 있다. 도 4를 참조하면, 가로축은 저주파 에너지(LFEDEV_N)의 정규화된 편차를 나타내고, 세로축은 소속도를 나타낼 수 있다. 이러한 언어 변수에 대한 소속함수를 설명하기 위해 '높음', '중간', '낮음'의 세 가지 언어 레이블이 사용될 수 있다. 예컨대, 0 내지 0.25의 LFEDEV_N 값은 100% '낮음'으로 간주될 수 있다. 0.75 내지 1의 LFEDEV 값은 100% '높음'으로 간주될 수 있다. 0.25 내지 0.75의 LFEDEV_N 값은 소정의 백분율을 갖는 '낮음'과 소정의 백분율을 갖는 '중간'의 조합, 또는 소정의 백분율을 갖는 '중간'과 소정의 백분율을 갖는 '높음'의 조합으로 간주될 수 있다. 예컨대, 0.25 내지 0.50의 입력 언어 변수의 정규화된 값은 소정의 백분율을 갖는 '낮음'과 소정의 백분율을 갖는 '중간'의 조합으로 간주될 수 있다. 마찬가지로, 0.50 내지 0.75의 입력 언어 변수의 정규화된 값은 소정의 백분율을 갖는 '중간'과 소정의 백분율을 갖는 '높음'의 조합으로 간주될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 입력 언어 변수의 장기 평균 DAC 이득값(LTAVDAC) 및 이득값 편차(DACDEV)에 대한 퍼지 논리 소속함수를 나타내는 다이어그램이다. 도 5를 참조하면, 가로축은 정규화된 LTAVDAC 또는 DACDEV를 나타내고, 세로축은 소속도를 나타낼 수 있다. 상기 언어 변수에 대한 소속함수를 설명하기 위해 '높음' 및 '낮음'의 두 가지 언어 레이블이 사용된다. 예컨대, 0 내지 0.33의 정규화된 LTAVDAC 또는 DACDEV의 값은 100% '낮음'으로 간주될 수 있다. 0.67 내지 1의 정규화된 LTAVDAC 또는 DACDEV의 값은 100% '높음'으로 간주될 수 있다. 0.33 내지 0.67의 정규화된 LTAVDAC 또는 DACDEV의 값은 소정의 백분율을 갖는 '낮음' 및 소정의 백분율을 갖는 '높음'의 조합으로 간주될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따른 출력 언어 변수의 위험도(RL)에 대한 퍼지 논리 소속함수를 나타내는 다이어그램이다. 도 6를 참조하면, 가로축은 정규화된 위험도(RL)를 나타내고, 세로축은 소속도를 나타낼 수 있다. 이러한 언어 변수에 대한 소속함수를 설명하기 위해 '높음', '중간', '낮음'의 세 가지 언어 레이블이 사용될 수 있다. 예컨대, 0 내지 0.25의 위험도(RL)의 값은 100% '낮음'으로 간주될 수 있다. 0.75 내지 1의 RL의 값은 100% '높음'으로 간주될 수 있다. 0.25 내지 0.75의 RL의 값은 소정의 백분율을 갖는 '낮음'과 소정의 백분율을 갖는 '중간'의 조합, 또는 소정의 백분율을 갖는 '중간'과 소정의 백분율을 갖는 '높음'의 조합으로 간주될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 6은 출력 언어 변수인 위험도(RL)의 소속함수를 나타내고 있다. 위험도를 알면 상기 위험도를 낮추거나 음량을 높게 설정하도록 시스템상의 이퀄라이저와 같은 오디오 시스템을 조정할 수 있다. 예컨대, 위험도가 너무 높으면 상기 시스템은 이득을 줄이고 저주파 항목들을 더 차단하여 상기 위험도를 낮출 수 있다. 반면, 위험도가 너무 낮으면 음질을 향상시키기 위해 상기 이퀄라이저는 이득을 높이고 저음 부분을 증가시킬 수 있다.
제 1 퍼지 논리 제어기(341)에서 입력 언어 변수는 LTLFE, LFEDEV, LTAVDAC, DACDEV이고, 출력 언어 변수는 RL(위험도)이다. 전술한 바와 같이, LTLFE 및 LFEDEV는 세 가지 언어 레이블 값을 가지며, LTAVDAC 및 DACDEV는 두 가지 언어 레이블 값을 가질 수 있다. 따라서, 입력 언어 레이블 값들의 조합은 36개(3*3*2*2)이다. 이에 따라, 일련의 36개(3*3*2*2) 퍼지 규칙들이 출력 변수인 위험도(RL)를 제어하도록 구성된다. 상기 제1 퍼지 논리 제어기(341)에 대한 상기 퍼지 규칙들의 일부 목록은 아래 열거된 바와 같다.
LTLFE가 '높음'이고 LFEDEV가 '높음'이고 LTAVDAC가 '높음'이고 DACDEV가 '높음'인 경우, RL은 '높음'이다.
LTLFE가 '높음'이고 LFEDEV가 '높음'이고 LTAVDAC가 '높음'이고 DACDEV가 '낮음'인 경우, RL은 '높음'이다.
LTLFE가 '중간'이고 LFEDEV가 '중간'이고 LTAVDAC가 '높음'이고 DACDEV가 '낮음'인 경우, RL은 '중간'이다.
LTLFE가 '중간'이고 LFEDEV가 '중간'이고 LTAVDAC가 '낮음'이고 DACDEV가 '높음'인 경우, RL은 '중간'이다.
LTLFE가 '낮음'이고 LFEDEV가 '낮음'이고, LTAVDAC가 '높음'이고 DACDEV가 '낮음'이면, RL은 '낮음'이다.
LTLFE가 '낮음'이고 LFEDEV가 '낮음'이고 LTAVDAC가 '낮음'이고 DACDEV가 '낮음'이면, RL은 '낮음'이다.
[표 1]은 일부 실시예에 따른 상기 제1 퍼지 논리 제어기(341)의 퍼지 규칙들을 나열하고 있다.
LTLFE LFEDEV LTAVDAC DACDEV 위험도
높음 높음 높음 높음 높음
높음 높음 높음 낮음 높음
높음 높음 낮음 높음 높음
높음 높음 낮음 낮음 중간
높음 중간 높음 높음 높음
높음 중간 높음 낮음 높음
높음 중간 낮음 높음 높음
높음 중간 낮음 낮음 중간
높음 낮음 높음 높음 높음
높음 낮음 높음 낮음 중간
높음 낮음 낮음 높음 중간
높음 낮음 낮음 낮음 낮음
중간 높음 높음 높음 높음
중간 높음 높음 낮음 높음
중간 높음 낮음 높음 높음
중간 높음 낮음 낮음 중간
중간 중간 높음 높음 높음
중간 중간 높음 낮음 중간
중간 중간 낮음 높음 중간
중간 중간 낮음 낮음 낮음
중간 낮음 높음 높음 중간
중간 낮음 높음 낮음 낮음
중간 낮음 낮음 높음 낮음
중간 낮음 낮음 낮음 낮음
낮음 높음 높음 높음 높음
낮음 높음 높음 낮음 중간
낮음 높음 낮음 높음 중간
낮음 높음 낮음 낮음 낮음
낮음 중간 높음 높음 중간
낮음 중간 높음 낮음 낮음
낮음 중간 낮음 높음 낮음
낮음 중간 낮음 낮음 낮음
낮음 낮음 높음 높음 중간
낮음 낮음 높음 낮음 낮음
낮음 낮음 낮음 높음 낮음
낮음 낮음 낮음 낮음 낮음
상기 퍼지 규칙 및 대응되는 소속도 또는 소속함수값이 주어지면, 소속함수의 관점에서 설명되는 퍼지 결과가 생성될 수 있다. 다음으로, 상기 퍼지 세트의 소속도를 실제 값으로 해석하기 위해서는 비퍼지화 기법이 필요하다. 본 발명의 일부 실시예에서, 명확한 출력, 즉, 제어 신호에 대한 특정 값을 얻기 위한 비퍼지화 기법으로서 무게중심법이 사용된다. 예컨대, 퍼지 출력으로서 위험 수준이 60% '중간'이고 40% '높음'인 경우, '중간' 삼각형은 바닥에서 위쪽으로 60%까지 절단되며 '높음' 삼각형은 상기 ‘높음’삼각형에서 위쪽으로 40%까지 절단된다. 결과적으로 사다리꼴을 형성한다. 도 7은 비퍼지화 기법의 예를 도시하고 있다. 상기 면적의 무게중심은 하기 [수학식 3]과 같이 계산할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112018004331543-pat00003
이때, x는 가로축에서의 위험도를 나타내고, u(x)는 세로축에서의 소속도를 나타내며, c는 위험도(RL)를 나타내는 x의 값이다.
전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 상기 위험도를 이용하여 오디오 출력 신호를 변경함으로써 스피커 편위를 제어할 수 있다. 도 3A에서, 오디오 시스템(300)은 위험도(343)를 수신하며, 오디오 출력 신호(309)를 조정하기 위한 신호 처리기(310) 내의 디지털 신호 처리부(305)에 제어 신호(349)를 제공하도록 구성된 조정부(347)를 구비할 수 있다.
다시 도 3A를 참조하면, 제 2 퍼지 논리 제어기(342)에서, 상기 시스템을 더 조정하기 위해 출력 전압 및 전류를 모니터링하여 스피커(360)를 보호할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단기 값들(Vsavg 및 Isavg)로 정의된 일시적 시스템 오류(글리치)를 방지하기 위해 전압감지블록(333) 또는 전류감지블록(334)의 저역 통과 필터에 의해 양쪽 값을 처리할 수 있다. 감지된 전류에 대해, 단기 값들에서도 추출된 장기 평균값들(Ilavg)을 추출하여 전류의 변경 추세를 나타낼 수 있다. 제 2 퍼지 논리 제어기(342)는 출력 백터에서 언어 변수의 보정 계수를 가지며, 이를 예측 오차(PE)라 칭한다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 입력 언어 변수들(Vsavg, Isavg, Ilavg)에 대한 퍼지 논리 소속함수를 나타내는 다이어그램이다. 도 8를 참조하면, 가로축은 입력 언어 변수의 정규화된 값을 나타내고, 세로축은 소속도를 나타낼 수 있다. 이러한 언어 변수에 대한 소속함수를 설명하기 위해 '높음', '중간', '낮음'의 세 가지 언어 레이블이 사용될 수 있다. 예컨대, 0 내지 0.25의 언어 변수의 값은 100% '낮음'으로 간주될 수 있다. 0.75 내지 1의 언어 변수의 값은 100% '높음'으로 간주될 수 있다. 0.25 내지 0.75의 언어 변수의 값은 소정의 백분율을 갖는 '낮음'과 소정의 백분율을 갖는 '중간'의 조합 또는 소정의 백분율을 갖는 '중간'과 소정의 백분율을 갖는 '높음'의 조합으로 간주될 수 있다. 예컨대, 0.25 내지 0.50의 입력 언어 변수의 정규화된 값은 소정의 백분율을 갖는 '낮음'과 소정의 백분율을 갖는 '중간'의 조합으로 간주될 수 있다. 마찬가지로, 0.50 내지 0.75의 입력 언어 변수의 정규화된 값은 소정의 백분율을 갖는 '중간'과 소정의 백분율을 갖는 '높음'의 조합으로 간주될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른 예측 오류(PE)라고도 불리는 출력 언어 변수 보정 계수(CF)에 대한 퍼지 논리 소속함수를 나타내는 다이어그램이다. 도 9를 참조하면, 가로축은 -1.0 내지 1.0의 범위를 갖는 정규화된 보정 계수(CF)를 나타내고, 세로축은 0 내지 1의 범위를 갖는 소속도를 나타낼 수 있다. 이러한 언어 변수에 대한 소속함수를 설명하기 위해 '높음', '중간', '낮음'의 세 가지 언어 레이블이 사용된다. 예컨대, -0.5 내지 -0.1의 보정 계수(CF)의 값은 100% '낮음'으로 간주될 수 있다. 0.5 내지 1.0의 PE 값은 100% '높음'으로 간주될 수 있다. -0.5 내지 0.5의 보정 계수(CF)의 값은 소정의 백분율을 갖는 '낮음'과 소정의 백분율을 갖는 '중간'의 조합, 또는 소정의 백분율을 갖는 '중간'과 소정의 백분율을 갖는 '높음'의 조합으로 간주될 수 있다.
제 2 퍼지 논리 제어기(342)에서, 입력 언어 변수는 Vsavg, Isavg, Ilavg이고, 출력 언어 변수는 PE(예측 오차)이다. 전술한 바와 같이, 상기 입력 언어 변수들은 각각 세 가지 언어 레이블 값을 갖는다. 그러므로, 입력 언어 레이블 값의 조합은 27 개(3*3*3)이다. 따라서, 일련의 27 개 퍼지 규칙들은 출력 언어 변수인 보정 계수(CF) 또는 예측 오류(PE)를 제어하도록 구성될 수 있다. 제 2 퍼지 논리 제어기(342)에 대한 상기 퍼지 규칙들의 일부 목록은 아래 열거된 바와 같다.
Vsavg가 '높음'이고 Isavg가 '높음'이고 Ilavg가 '높음'인 경우, PE는 '높음'이다.
Vsavg가 '중간'이고 Isavg가 '높음'이고 Ilavg가 '높음'인 경우, PE는 '높음'이다.
Vsavg가 '높음'이고 Isavg가 '중간'이고 Ilavg가 '낮음'인 경우, PE는 '중간'이다.
Vsavg가 '중간'이고 Isavg가 '중간'이고 Ilavg가 '중간'인 경우, PE는 '중간'이다.
Vsavg가 '중간'이고 Isavg가 '낮음'이고 Ilavg가 '낮음'인 경우, PE는 '낮음'이다.
Vsavg가 '낮음'이고 Isavg가 '낮음'이고 Ilavg가 '낮음'인 경우, PE는 '낮음'이다.
[표 2]는 일부 실시예에 따른 제 2 퍼지 논리 제어기에서의 상기 퍼지 규칙의 일부를 나열하고 있다.
Vsavg Isavg Ilavg 보정 계수
높음 높음 높음 높음
높음 높음 중간 높음
높음 높음 낮음 높음
높음 중간 높음 높음
높음 중간 중간 높음
높음 중간 낮음 중간
높음 낮음 높음 높음
높음 낮음 중간 중간
높음 낮음 낮음 낮음
중간 높음 높음 높음
중간 높음 중간 높음
중간 높음 낮음 중간
중간 중간 높음 중간
중간 중간 중간 중간
중간 중간 낮음 중간
중간 낮음 높음 중간
중간 낮음 중간 낮음
중간 낮음 낮음 낮음
낮음 높음 높음 높음
낮음 높음 중간 중간
낮음 높음 낮음 낮음
낮음 중간 높음 중간
낮음 중간 중간 낮음
낮음 중간 낮음 낮음
낮음 낮음 높음 낮음
낮음 낮음 중간 낮음
낮음 낮음 낮음 낮음
상기 퍼지 규칙 및 대응되는 소속도가 주어지면, 소속함수의 관점에서 설명되는 퍼지 결과가 생성된다. 다음으로, 도 7과 관련하여 전술한 것과 유사한 비퍼지화 기법을 사용하여 상기 퍼지 세트의 소속도를 실제 값으로 변환할 수 있다. 예컨대, 퍼지 출력인 보정 계수 또는 예측 오류가 60%는 '중간'이고 40%는 '높음'이라면, '중간' 삼각형은 바닥에서 위쪽으로 60%까지 절단되며 '높음' 삼각형은 상기 ‘높음’ 삼각형에서 위쪽으로 40%까지 절단되어 사다리꼴을 형성한다. 면적의 무게중심은 하기 [수학식 4]과 같이 계산된다. 이때, x는 가로축에서의 보정 계수를 나타내고, u(x)는 세로축에서의 소속도를 나타내며, c는 x의 값에 해당하는 보정 계수(CF) 또는 예측 오류(PE)를 나타낸다.
[수학식 4]
Figure 112018004331543-pat00004
본 발명의 일부 실시예에서, 보정 계수(CF) 또는 예측 오차(PE)는 위험도(RL)를 조정하는데 사용될 수 있다. 보정 계수의 부호가 음수이면, 제 1 퍼지 논리 제어기(341)에서 예측되는 위험도가 실제 상황보다 높다는 것을 의미한다. 즉, 저주파 성분이 더 삭감된 것이다. 보정 계수의 부호가 양수이면, 제 1 퍼지 논리 제어기(341)에서 예측되는 위험도가 실제 상황보다 낮다는 것을 의미한다. 즉, 스피커 편위가 위험 한계치에 접근하지 않도록 저주파 성분을 더 삭감하여야 한다. 상기 위험도(RL)는 다음과 같이 조정할 수 있다. 이때, N은 시스템에서 선택되거나 시스템에 입력될 수 있는 계수(coefficient)이다.
RL = RL + N * PE
일부 실시예들에서, 상기와 같이 조정된 위험도는 스피커 편위를 제어하기 위하여 오디오 출력 신호를 변화시키는데 사용될 수 있다. 도 3A를 참조하면, 오디오 시스템(300)은 위험도(343) 및 보정 계수(345)를 수신하며, 오디오 출력 신호(309)를 조정하기 위한 신호 처리기(310) 내의 디지털 신호 처리부(305)에 제어신호(349)를 제공하도록 구성된 조정부(347)를 구비할 수 있다.
스피커 편위 제어 시스템에서, 스피커의 저주파 성분 손실비(LFLR) 및 신호 대비 잡음 및 왜곡비(SNDR)는 제어 시스템의 성능에 대한 2 가지 주요한 고려사항이다. 이러한 수치는 다음과 같이 정의될 수 있다. 차단 주파수가 200 Hz인 저역 통과 필터를 통과한 입력 신호의 평균 전력을 Pa, 차단 주파수가 200 Hz인 저역 통과 필터를 통과한 출력 신호의 평균 전력을 Pb라고 가정하면, 저주파 성분 손실비(LFLR)는 다음과 같이 정의할 수 있다.
LFLR = 100% * (Pa - Pb) / Pa
신호 대비 노이즈 및 왜곡비(SNDR)는 다음과 같이 정의할 수 있다.
SNDR = P(신호) + P(잡음) + P(왜곡) / (P(잡음) + P(왜곡))
전술한 스피커 편위 제어 모델에 사용된 퍼지 논리의 유효성을 검증하기 위해 모의 실험을 수행하였다. 모의 실험에서, 스피커를 통해 음악 클립을 재생시키면서 상기 음악의 스펙트로그램을 다음 세 가지 조건에서 기록될 수 있다.
A. 보호 방법 없음
B. 단순한 고역 통과 필터로 보호
C. 개시된 스피커 편위 제어 알고리즘 사용
상기 세 가지 경우의 스펙트로그램을 비교하였다. 결과에 의하면, 단순한 고역 통과 필터를 사용하여 스피커 편위가 위험 한계치에 이르지 않도록 할 수는 있지만, 너무 많은 저주파 성분이 차단되어 음악의 왜곡이 심해진다. 원상태의 입력과 보호된 입력과의 스펙트로그램을 비교하면, 상기 개시된 알고리즘을 도입한 왜곡이 가장 적었다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른 스피커 제어 방법을 간략하게 도시한 흐름도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 방법(1000)은 오디오 입력 신호를 수신하고 스피커로 오디오 출력 신호를 제공하도록 구성된 오디오 시스템에서의 스피커 편위 제어와 같은 스피커 제어를 위한 방법이다. 상기 방법은 상기 오디오 입력 신호 및 상기 오디오 시스템의 이득과 관련하여 샘플링된 신호를 제 1 퍼지 논리 제어기(341)에 제공하는 단계(1010)를 포함할 수 있다. 상기 샘플링된 신호들은 상기 제 1 퍼지 논리 제어기(341)에서 처리되어 스피커(360)와 관련된 위험도를 제공할 수 있다(1020). 또한, 상기 방법은 상기 오디오 출력 신호에 관련된 피드백 신호들을 제2 퍼지 논리 제어기에 제공하는 단계(1030)를 포함할 수 있다. 상기 피드백 신호들은 상기 제 2 퍼지 논리 제어기(342)에서 처리되어 보정 계수를 제공할 수 있다(1040). 또한, 상기 방법은 상기 위험도 및 상기 보정 계수를 기초로 제어 신호를 판단하는 단계(1050)를 포함할 수 있다. 이후, 상기 제어 신호는 오디오 출력 신호(309)를 조정하기 위해 오디오 시스템에 제공될 수 있다(1060). 일부 실시예들에서, 도 10의 방법(1000)은 도 3A 및 도 3B 내지 도 9와 관련하여 전술한 오디오 시스템으로 구현될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 특정 실시예들을 설명하였지만, 본 설명은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 명세서에 기술된 실시예 및 구현예는 단지 예시를 위한 것이며, 이러한 관점에서 다양한 수정 또는 변경이 이루어질 수 있음을 유의해야 할 것이다.
200: 라우드 스피커
202: 음성 코일
204: 자기 회로부
206: 진동판
300: 오디오 시스템
301: 입력 노드
302: 오디오 입력 신호
303: 아날로그-디지털 변환기
305: 디지털 신호 처리부
306: 디지털-아날로그 변환기
307: 오디오 증폭기
308: 출력 노드
309: 오디오 출력 신호
310: 신호 처리기
320: 저주파 및 이득 샘플링부
330: 피드백 샘플링부
341: 제 1 퍼지 논리 제어기
342: 제 2 퍼지 논리 제어기
347: 조정부
360: 스피커

Claims (20)

  1. 스피커 편위(excursion) 제어용 오디오 시스템으로서,
    오디오 입력 신호를 수신하기 위한 입력 노드;
    오디오 출력 신호를 제공하기 위한 출력 노드;
    상기 오디오 입력 신호를 수신하고, 상기 오디오 출력 신호를 제공하기 위하여 상기 입력 노드와 상기 출력 노드 사이를 결합하고, 아날로그-디지털 변환기(ADC), 디지털 신호 처리부, 디지털-아날로그 변환기(DAC) 및 오디오 증폭기를 포함하는 신호 처리기;
    스피커;
    상기 오디오 입력 신호의 저주파 성분 및 상기 오디오 시스템의 전류 이득을 제공하기 위한 저주파 및 이득 샘플링부;
    상기 출력 노드로부터 파생된 피드백 전류 신호 및 피드백 전압 신호를 제공하기 위한 피드백 샘플링부;
    상기 오디오 입력 신호의 상기 저주파 성분 및 상기 오디오 시스템의 상기 전류 이득을 수신하고, 스피커 편위에 대한 상기 오디오 출력 신호의 위험도를 판단하기 위한 제 1 퍼지 논리 제어기; 및
    상기 피드백 전압 신호 및 상기 피드백 전류 신호를 수신하고 보정 계수를 판단하기 위한 제 2 퍼지 논리 제어기를 포함하며,
    상기 위험도 및 상기 보정 계수에 기초하여, 제어 신호를 판단하도록 구성되고 상기 오디오 출력 신호를 조정하기 위한 상기 신호 처리기에 상기 제어 신호를 제공하도록 구성되는 스피커 편위 제어용 오디오 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저주파 및 이득 샘플링부는 저주파 샘플링부 및 이득 샘플링부를 포함하는 스피커 편위 제어용 오디오 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저주파 샘플링부는 상기 오디오 입력 신호의 상기 저주파 성분을 판단하기 위한 저역 통과 필터를 포함하고, 상기 저주파 성분의 단기 전력, 상기 저주파 성분의 장기 전력, 및 상기 저주파 성분의 상기 단기 전력과 상기 장기 전력간의 차이를 나타내는 편차를 계산하는 스피커 편위 제어용 오디오 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이득 샘플링부는 상기 신호 처리기에서 디지털-아날로그 변환기(DAC)의 이득 값들을 판단하고, 상기 이득값들의 단기 전력, 상기 이득 값들의 장기 전력, 및 상기 이득 값들의 상기 단기 전력과 상기 이득값들의 상기 장기 전력간의 차이를 나타내는 편차를 계산하는 스피커 편위 제어용 오디오 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 샘플링부는 상기 스피커에 제공되는 전압을 측정하는 전압감지회로, 및 상기 스피커에 제공되는 전류를 측정하는 전류감지회로를 더 포함하는 스피커 편위 제어용 오디오 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호는 가중 요소에 의해 가중된 상기 위험도 및 상기 보정 계수의 합계와 관련되는 스피커 편위 제어용 오디오 시스템.
  7. 오디오 입력 신호를 수신하기 위한 입력 노드;
    상기 입력 노드에 결합되어 상기 오디오 입력 신호를 수신하여 오디오 출력 신호로 변환하는 신호 처리기;
    스피커에 상기 오디오 출력 신호를 제공하기 위한 출력 노드;
    상기 오디오 입력 신호 및 상기 신호 처리기의 이득과 관련하여 샘플링된 신호들을 수신하고, 상기 오디오 출력 신호의 위험도를 판단하기 위한 제 1 퍼지 논리 제어기;
    상기 오디오 출력 신호와 관련된 피드백 신호들을 수신하고 보정 계수를 판단하기 위한 제 2 퍼지 논리 제어기를 포함하며,
    상기 위험도 및 상기 보정 계수에 기초하여 제어 신호를 판단하도록 구성되고, 상기 오디오 출력 신호를 조정하기 위해 상기 제어 신호를 제공하도록 구성되는 오디오 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    저주파 샘플링부 및 이득 샘플링부를 포함하는 저주파 및 이득 샘플링부를 더 포함하는 오디오 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 저주파 샘플링부는 상기 오디오 입력 신호의 저주파 성분을 판단하기 위한 저역 통과 필터를 포함하고, 상기 저주파 성분의 단기 전력, 상기 저주파 성분의 장기 전력, 및 상기 저주파 성분의 상기 단기 전력과 상기 장기 전력간의 차이를 나타내는 상기 저주파 성분의 편차를 계산하는 오디오 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이득 샘플링부는 상기 신호 처리기에서 디지털-아날로그 변환기(DAC)의 이득 값들을 판단하고, 상기 이득값들의 단기 전력, 상기 이득값들의 장기 전력, 및 상기 이득값들의 상기 단기 전력과 상기 이득값들의 상기 장기 전력간의 차이를 나타내는 상기 이득값들의 편차를 계산하는 오디오 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 피드백 전압 및 피드백 전류와 관련된 신호를 포함하는 오디오 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스피커에 제공되는 전류를 측정하기 위한 전류감지회로를 더 포함하는 오디오 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 스피커에 제공되는 전압을 측정하기 위한 전압감지회로를 더 포함하는 오디오 시스템.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제어 신호는 가중 요소에 의해 가중된 상기 위험도 및 상기 보정 계수의 합계와 관련되는 오디오 시스템.
  15. 오디오 입력 신호를 수신하고 스피커로 오디오 출력 신호를 제공하도록 구성되는 오디오 시스템에서 스피커를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 오디오 입력 신호 및 상기 오디오 시스템의 이득과 관련하여 샘플링된 신호들을 제 1 퍼지 논리 제어기에 제공하는 단계;
    상기 샘플링된 신호들을 상기 제 1 퍼지 논리 제어기에서 처리하여 상기 스피커와 관련된 위험도를 제공하는 단계;
    상기 오디오 출력 신호와 관련된 피드백 신호들을 제 2 퍼지 논리 제어기에 제공하는 단계;
    상기 피드백 신호들을 상기 제 2 퍼지 논리 제어기에서 처리하여 보정 계수를 제공하는 단계;
    상기 위험도 및 상기 보정 계수에 기초하여 제어 신호를 판단하는 단계; 및
    상기 오디오 출력 신호를 조정하기 위한 상기 오디오 시스템에 상기 제어 신호를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 샘플링된 신호들을 제공하는 단계는 저역 통과 필터를 사용하여 상기 오디오 입력 신호의 저주파 성분을 판단하는 단계, 및 상기 저주파 성분의 단기 전력, 상기 저주파 성분의 장기 전력, 및 상기 저주파 성분의 상기 단기 전력과 상기 장기 전력의 차이를 나타내는 편차를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 샘플링된 신호들을 제공하는 단계는 상기 오디오 시스템에서의 DAC(디지털-아날로그 변환기)의 이득을 판단하는 단계, 및 상기 이득의 단기 전력, 상기 이득의 장기 전력, 및 상기 이득의 상기 단기 전력과 상기 이득의 상기 장기 전력간의 차이를 나타내는 편차를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 피드백 신호를 제공하는 단계는 피드백 전압 및 피드백 전류와 관련된 신호들을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    전류감지회로를 사용하여 상기 스피커에 제공되는 상기 오디오 출력 신호 내의 전류를 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    전압감지회로를 사용하여 상기 스피커에 제공되는 상기 오디오 출력 신호 내의 전압을 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.
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