KR101981576B1 - 초지향성 초음파 스피커 장치의 다이나믹레인지 제어 방법 및 이를 구비한 초지향성 초음파 스피커 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력되는 오디오 신호의 직류 성분을 제거한 후 오디오 신호의 레벨값을 판단하는 제 1단계, 외부 잡음 신호를 입력 장치를 통해 입력받아 직류 성분을 제거한 후 잡음 신호의 레벨값을 판단하는 제 2단계, 오디오 신호의 레벨값과 잡음 신호의 레벨값을 비교하여 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 선택하는 제 3단계, 선택된 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 상기 오디오에 적용하여 출력 신호 레벨을 제어하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 특정한 위치에 있는 청취자에게 향하는 초지향성 초음파 스피커의 오디오 신호 레벨이 외부 잡음 레벨에 따라 제어됨으로서 보다 명료한 오디오 신호를 청취자에게 전달할 수 있다는 효과가 있다.

Description

초지향성 초음파 스피커 장치의 다이나믹레인지 제어 방법 및 이를 구비한 초지향성 초음파 스피커 장치 {A Method And Device With Dynamic Range Controlling For Ultra Directional Speaker}

본 발명은 초음파 변조를 통해 음파 진행 방향에 초지향성을 부여하는 초음파 스피커 장치에 관한 것으로 보다 구체적으로는 초지향성 초음파 스피커 장치에 입력되는 오디오 신호의 다이나믹레인지를 제어하는 방법 및 이를 구비한 초지향성 초음파 스피커 장치에 관한 것이다.

일반적인 스피커는 음파를 공기 중의 모든 방향으로 전달한다. 그러나 특정한 방향으로만 음파를 전달하려고 하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우 파라볼릭 접시를 이용하는 방법이 있는데 접시의 초점에 일반 스피커를 설치하여 음향 출력이 접시에 반사되어 직진성을 갖도록 하는 것이다. 그러나 이러한 방식은 직경이 매우 큰 접시가 필요하고, 소리의 도달거리도 짧으며, 반사된 신호의 상호 간섭으로 인해 음질도 떨어지는 단점을 갖는다. 이러한 단점을 보완하기 위해 최근에는 초음파의 직진성과 공기 매질의 비선형 매질특성을 이용한 초지향성 초음파 스피커 기술이 구현되고 있다. 초지향성 초음파 스피커는 수중 레이더 기술인 소나(sonar)에 대한 연구가 발전하면서 공기 중에서도 초음파를 이용하면 소리를 빔처럼 쏘아 보낼 수 있다는 것을 발견하면서 본격적으로 연구되기 시작하였다. 이후 많은 과학자들이 초지향성 초음파 스피커에 대한 물리적 원리와 기존의 음성을 초음파 스피커에 실어 보낼 방법을 연구하였다. 그러나 초지향성 초음파 스피커의 상용화는 쉽게 이루어지지 않다가 2000년대 이후에 들어서야 초음파 변조기술을 적용한 초지향성 초음파 스피커가 상품화되기 시작하였다.

초지향성 초음파 스피커 시스템은 초음파가 공기 중에서 공기와 일으키는 비선형적인 간섭 현상을 이용한다. 이론적으로 공기 중에서 복조되는 가청신호는 진폭 변조된 신호의 포락선(envelope)의 제곱을 이차 시간 미분한 것에 비례한다. 이에 따라 종래의 초음파 스피커 시스템은 도 5를 참조하면, 진폭 변조 전에 이중적분한 입력 오디오 신호의 제곱근을 진폭변조하여 초음파 스피커를 통하여 공기중으로 내보내게 된다. 이 방법은 제곱근이라는 비선형적인 연산에 의해서 대역폭이 제한된 원래 오디오 신호의 주파수 스펙트럼이 거의 무한대의 대역폭 상에 나타나게 되기 때문에 왜곡을 줄이는데 한계가 있다. 한편 미국의 ATC사는 미국특허 US6,584,205에서 대역폭의 증가가 없는 반복적인 오차 보상방법을 제시한 바도 있다.

하지만 이들 선행문헌들은 초음파와 공기가 일으키는 비선형적인 간섭 현상을 해소하는 것에만 관심을 주었을 뿐이고 청취자의 입장에서 좀 더 명료한 음질을 제공하기 위한 신호처리나 청취자 주변의 잡음 환경을 고려한 신호처리 방안까지 제시하고 있지는 못하다. 특히 초지향성 초음파 스피커는 특정한 위치에 있는 청취자에게만 음파를 전달할 수 있지만, 청취자 주변에 외부잡음이 존재하고 그 잡음레벨이 초음파 스피커의 오디오 신호 출력레벨보다 높은 경우 청취자는 초지향성 초음파 스피커를 통한 신호를 제대로 전달받을 수 없다는 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0087926호(2014.07.09.) 대한민국 등록특허공보 제10-0622078호(2006.09.01.)

본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안한 것으로서, 청취자 주변에 존재하는 외부 잡음레벨이 초음파 스피커의 오디오 신호 출력레벨보다 높아서 청취자에게 초음파 스피커의 오디오 신호가 상대적으로 작게 들리는 경우 오디오 신호 출력레벨을 조절하여 청취자가 오디오 신호를 보다 명료하게 들을 수 있도록 하기 위한 초지향성 초음파 스피커의 다이나믹레인지 제어 방법 및 이를 구비하는 초지향성 초음파 스피커 장치를 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 초지향성 초음파 스피커 장치의 다이나믹레인지 제어 방법은 오디오 신호 입력장치로부터 입력되는 오디오 신호의 직류 성분을 제거한 후 오디오 신호의 레벨값을 판단하는 제 1단계, 외부 잡음 입력장치로부터 입력되는 외부 잡음 신호의 직류 성분을 제거한 후 잡음 신호의 레벨값을 판단하는 제 2단계, 직류 성분이 제거된 상기 오디오 신호의 레벨값과 상기 잡음 신호의 레벨값을 비교하여 복수 개로 구성되는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 중 어느 하나를 선택하는 제 3단계, 상기 제 3단계에서 선택된 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 상기 오디오 신호 입력장치로부터 입력되는 오디오에 적용하여 다이나믹레인지 특성이 제어된 오디오 신호를 초음파 진폭변조하는 제4단계를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 초지향성 초음파 스피커 장치는 오디오 음원을 오디오 신호로 재생하는 오디오 신호 입력장치와, 외부의 잡음을 입력 받아 외부 잡음 신호를 생성하는 외부 잡음 입력장치와, 오디오 신호 레벨과 외부 잡음 신호 레벨을 비교하여 오디오 신호의 다이나믹레인지 특성을 제어하는 다이나믹레인지 제어부와, 다이나믹레인지 특성이 제어된 오디오 신호를 초음파 진폭변조하는 초음파변조부와, 초음파 변조된 신호를 공기중으로 출력하는 초음파 트랜듀서를 포함하여 초음파 변조를 통해 음파진행 방향에 초지향성을 부여한다.

여기서, 다이나믹레인지 제어부는, 상기 오디오 신호 입력장치로부터 입력되는 오디오 신호의 직류 성분을 제거한 후 오디오 신호의 레벨값을 판단하는 오디오 신호 레벨값 판단부, 상기 외부 잡음 입력 장치로부터 입력되는 잡음 신호의 직류 성분을 제거한 후 잡음 신호의 레벨값을 판단하는 잡음 신호 레벨 판단부, 직류 성분이 제거된 상기 오디오 신호의 레벨값과 상기 잡음 신호의 레벨값을 비교하여 복수 개로 구성되는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 중 어느 하나를 선택하는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 선택부, 상기 선택된 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 상기 오디오 신호 입력장치로부터 입력되는 오디오에 적용하여 출력 신호 레벨을 제어하는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 적용부를 포함한다.

여기서 다이나믹레인지 제어특성 그래프는 특정 레벨 이상의 신호를 압축하거나 신장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 초지향성 초음파 스피커 장치에 따르면 특정한 위치에 있는 청취자에게 향하는 초지향성 초음파 스피커의 오디오 신호 레벨이 외부 잡음 레벨에 따라 제어됨으로서 보다 명료한 오디오 신호를 청취자에게 전달할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이나믹레인지 제어 방법을 적용한 초지향성 초음파 스피커 장치의 전체적인 구성을 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이나믹레인지 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다이나믹레인지 압축을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 종래의 초지향성 초음파 시스템을 보여주기 위한 도면이다.

본 명세서에서 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초지향성 초음파 스피커 장치의 다이나믹레인지 제어 방법 및 이를 구비한 초지향성 초음파 스피커 장치에 관하여 살펴보기에 앞서서 다이나믹레인지 콤프레서(Dynamic Range Compressor)에 관하여 설명한다.

다이나믹레인지(Dynamic Range)란 음향신호를 전송하거나 녹음할 때 취급하는 최강음과 최약음의 차이 범위를 데시벨(dB)로 나타낸 것을 의미한다. 여러개의 음향신호가 입력되는 경우 각각의 음향신호의 다이나믹레인지(Dynamic Range)가 차이가 있는 경우 상대적으로 레벨이 낮은 음향신호는 잘 들리 않게 된다. 따라서 일정 레벨 이상의 음향신호는 신호의 세기를 압축(Compressing)할 필요가 있다. 이때 사용하는 장치인 다이나믹레인지 콤프레서(Dynamic Range Compressor, DRC)는 일정 레벨 이상의 입력이 들어오는 경우 출력을 줄여주는 기능을 수행한다.

도 3은 다이나믹레인지 콤프레서(Dynamic Range Compressor)의 동작특성을 보여주는 그래프로서 이를 참조하면 가로축은 입력신호의 레벨이고, 세로축은 출력신호의 레벨을 나타낸다. 입력신호의 레벨이 -20dB까지는 입력레벨 그대로 출력으로 나가지만, 입력신호 레벨이 -20dB 이상인 경우에는 출력신호의 레벨을 압축하여(Compressing) 줄이도록 설정되어 있음을 보여준다. 이렇게 하는 이유는 입력신호의 과도한 피크(Peak)로부터 장비를 보호하고, 과도한 다이나믹레인지(Dynamic Range)를 줄여 청취자가 오디오를 듣기에 편하게 만들어 주기 위함이다. 임계레벨(Threshold level)은 입력신호를 압축시키기 시작하는 레벨을 정한다. 레벨은 통상 데시벨(dB)로 표시하는데 임계레벨로 정한 레벨(dB)이상의 입력이 들어올 때, 콤프레서(Compressor)를 동작 시켜 소리를 압축하는 것이다.

도 3의 그래프에서는 임계레벨(Threshold level)을 -20dB로 설정한 것으로서 -20dB 이상의 출력신호는 완만한 경사를 이루고 있다. 압축비(Ratio)는 압축을 하는 비율로서 압축비가 1:1 이라면 입력신호와 출력신호의 레벨이 동일한 상태를 의미하며 다이나믹레인지 콤프레서(Dynamic Range Compressor)의 동작이 꺼진(off) 상태를 의미한다. 압축비를 4:1로 맞춘다면, 입력신호 레벨이 -20dB에서 4dB가 올라간 -16dB라고 했을 때, 출력신호 레벨은 -20dB에서 1dB만 올려서 -19dB로 보내는 효과를 낼 수 있다. 압축비를 10:1 이상 무한대(∞)로 설정한다면, 출력신호 레벨의 증가를 임계레벨 이상으로 레벨이 넘어가지 못하게 함으로서 리미터(Limiter)와 같은 효과를 낼 수 있다.

도 4는 압축비를 다양하게 설정할 수 있도록 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 보여준다. 이후 설명하는 오디오 신호의 레벨값과 잡음 신호의 레벨값을 비교하여 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 선택하는 구성은 바로 도 4의 다양한 압축비를 갖는 제어특성 그래프를 선택하는 것을 의미한다.

초지향성 초음파 스피커 장치는 초지향성 특성을 이용하여 특정 위치에 있는 청취자만을 위한 오디오 신호를 전달할 수 있다. 하지만 청취자가 있는 공간에 다른 외부 잡음이 존재하고 잡음의 레벨이 초음파 스피커 장치로부터의 오디오 신호 레벨보다 크다면 청취자는 정상적인 청취가 불가능할 수 있다. 이에 대한 대응방안으로 본 발명의 일실시예에 따른 다이나믹레인지 제어 방법 및 장치가 제시되었다. 특히 다양한 압축비를 갖는 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 구비하고 외부 잡음의 레벨에 따라 적절한 압축비를 갖는 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 선택하여 입력 오디오 신호에 적용한다면 청취자는 외부 잡음이 큰 경우 초음파 스피커로부터 더 높은 레벨의 오디오 신호를 청취할 수 있을 것이며, 외부 잡음이 거의 없는 경우에는 임계레벨 이하의 오디오 신호를 편안하게 청취할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이나믹레인지 제어 방법을 적용한 초지향성 초음파 스피커 장치의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면 본 발명에 따른 초지향성 초음파 스피커 장치는 오디오 음원을 오디오 신호로 재생하는 오디오 신호 입력장치와, 외부의 잡음을 입력 받아 외부 잡음 신호를 생성하는 외부 잡음 입력장치와, 오디오 신호 레벨과 외부 잡음 신호 레벨을 비교하여 오디오 신호의 다이나믹레인지 특성을 제어하는 다이나믹레인지 제어부와, 다이나믹레인지 특성이 제어된 오디오 신호를 초음파 진폭변조하는 초음파변조부와, 초음파 변조된 신호를 공기중으로 출력하는 초음파 트랜듀서를 포함한다.

오디오 신호 입력장치는 일반적인 MP3플레이어, 마이크, 음원 재생장치 등 오디오 신호를 전달할 수 있는 것이라면 어떤 것이어도 무방하다. 외부 잡음 입력장치는 마이크와 같이 외부에 존재하는 소음을 전기적 신호로 바꾸어 줄 수 있는 장치를 의미하며 마이크에 한정되는 것은 아니다. 외부 잡음 신호 입력장치는 청취자 부근에 설치될 수 도 있으며, 초음파 스피커 장치에 일체로 설치되어 전체적인 주변 잡음을 입력받을 수도 있을 것이다.

다이나믹레인지 제어부는 오디오 신호 레벨과 외부 잡음 신호 레벨을 비교하여 오디오 신호의 다이나믹레인지 특성을 제어한다. 보다 구체적으로 다이나믹레인지 제어부는 입력되는 오디오 신호의 직류 성분을 제거한 후 오디오 신호의 레벨값을 판단하는 오디오 신호 레벨값 판단부;, 외부 잡음 입력 장치로부터 입력되는 잡음 신호의 직류 성분을 제거한 후 잡음 신호의 레벨값을 판단하는 잡음 신호 레벨 판단부;, 오디오 신호의 레벨값과 잡음 신호의 레벨값을 비교하여 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 선택하는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 선택부;, 선택된 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 상기 오디오에 적용하여 출력 신호 레벨을 제어하는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 적용부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이나믹레인지 제어부를 포함할 수 있다.

오디오 신호 레벨값 판단부와 잡음 신호 레벨값 판단부는 정확한 레벨값의 비교를 위하여 오디오 신호 및 잡음 신호 각각에 섞여있는 직류 성분을 제거한 후 레벨값을 비교한다. 비교되는 레벨값은 다이나믹레인지의 최대값이 될 수 있으며 일정 기간에 대한 각각의 신호의 최대값의 평균치가 될 수도 있다.

다이나믹레인지 제어특성 그래프 선택부는 하나 이상의 다양한 압축비를 갖는 제어특성 그래프 정보를 구비하고 있으며 오디오 신호 레벨값보다 잡음 신호 레벨값이 크다면 청취자의 오디오 신호 청취 레벨을 높이기 위하여 압축비를 ∞:1에서 1:1까지 선택할 수 있다. 임계레벨 이상의 오디오 신호 레벨을 증가시키도록 선택한 제어특성 그래프 정보는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 적용부에 전달될 수 있다.

도 4를 참조하면 다양한 압축비는 하나 이상의 제어특성 그래프로 나타낼 수 있으며 압축비는 압축비를 ∞:1에서 1:1까지 선택할 수 있으며 필요에 따라 적정 비율로 복수개의 제어특성 그래프로 구성될 수 있다.

다이나믹레인지 제어특성 그래프 적용부는 선택된 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 상기 오디오 신호에 적용하여 출력 신호 레벨을 제어할 수 있다. 이때 상기 다이나믹레인지 제어특성 그래프는 특정 레벨 이상의 신호를 압축하는 것을 기본적인 기능으로 하지만 필요에 따라 신장(expanding)할 수도 있다. 도면에 도시되지는 아니하였지만 신장하는 경우 신장비는 1:2, 1:3과 같이 되어 입계레벨 이상의 입력신호는 증폭되어 출력되는 제어특성 그래프를 만들 수 있을 것이다.

초음파변조부는 다이나믹레인지 특성이 제어된 오디오 신호를 초음파 진폭변조하며 DSB(Double Side Band) 또는 SSB(Single Side Band) 진폭변조(Amplitude Modulation)를 수행할 수 있다. 또한 초음파변조부는 도 5에서 보여주는 바와 같이 AM(Amplitude Modulation) 변조부 및 초음파 증폭부로 구성될 수도 있다. 초음파 트랜듀서는 진폭변조된 초음파 신호를 공기중으로 출력한다.

한편 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이나믹레인지 제어 방법의 흐름도를 보여준다. 다이나믹레인지 제어 방법은 입력되는 오디오 신호의 직류 성분을 제거한 후 오디오 신호의 레벨값을 판단하는 제 1단계, 외부 잡음 신호를 입력 장치를 통해 입력받아 직류 성분을 제거한 후 잡음 신호의 레벨값을 판단하는 제 2단계;, 오디오 신호의 레벨값과 잡음 신호의 레벨값을 비교하여 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 선택하는 제 3단계;, 선택된 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 상기 오디오에 적용하여 출력 신호 레벨을 제어하는 제4단계를 포함한다.

다이나믹레인지 제어특성 그래프는 특정 레벨 이상의 신호를 압축하거나 신장할 수 있다.

다이나믹레인지 제어 방법은 상술한 다이나믹레인지 제어 방법을 적용한 초지향성 초음파 스피커 장치와 발명의 카테고리만을 달리하고 있는 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

다만 다이나믹레인지 제어 방법은 DSP(Digital Signal Processor)에서 프로그램으로 구현된 수 있으며 PC와 같은 컴퓨터 장치 또는 휴대폰 등에서 앱과 같은 프로그램으로 구현될 수 있다. 이경우 프로그램은 컴퓨터 판독가능 저장매체에 기록되어 저장되고 컴퓨터, 휴대폰 등과 같은 다양한 장치에서 실행될 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 초지향성 초음파 스피커 장치의 다이나믹레인지 제어 방법 및 이를 구비한 초지향성 초음파 스피커 장치에 대한 바람직한 실시예를 설명하였다. 전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 초음파 변조부
110 : 초음파 트랜듀서
300 : 다이나믹레인지 제어부
310 : 오디오 신호레벨 판단부
320 : 잡음 신호레벨 판단부
330 : 다이나믹레인지 제어특성 그래프 선택부
340 : 다이나믹레인지 제어특성 그래프 적용부

Claims (6)

1. 초지향성 초음파 스피커 장치의 다이나믹레인지 제어 방법에 있어서,
   오디오 신호 입력장치로부터 입력되는 오디오 신호의 직류 성분을 제거한 후 오디오 신호의 레벨값을 판단하는 제 1단계;
   외부 잡음 입력장치로부터 입력되는 외부 잡음 신호의 직류 성분을 제거한 후 잡음 신호의 레벨값을 판단하는 제 2단계;
   직류 성분이 제거된 상기 오디오 신호의 레벨값과 상기 잡음 신호의 레벨값을 비교하여 복수 개로 구성되는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 중 어느 하나를 선택하는 제 3단계;
   상기 제 3단계에서 선택된 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 상기 오디오 신호 입력장치로부터 입력되는 오디오에 적용하여 다이나믹레인지 특성이 제어된 오디오 신호를 초음파 진폭변조하는 제4단계를 포함하고,
   상기 초지향성 초음파 스피커 장치는 초음파 변조부와 초음파 트랜듀서를 포함하며,
   상기 초지향성 초음파 스피커 장치는 초음파 변조를 통해 음파진행 방향에 초지향성을 부여하는 것을 특징으로 하는 초지향성 초음파 스피커 장치의 다이나믹레인지 제어 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 다이나믹레인지 제어특성 그래프는 특정 레벨 이상의 신호를 압축하거나 신장하는 것을 특징으로 하는 초지향성 초음파 스피커 장치의 다이나믹레인지 제어 방법.
   
3. 초지향성 초음파 스피커 장치에 있어서,
   상기 초지향성 초음파 스피커 장치는 오디오 음원을 오디오 신호로 재생하는 오디오 신호 입력장치와, 외부의 잡음을 입력 받아 외부 잡음 신호를 생성하는 외부 잡음 입력장치와, 오디오 신호 레벨과 외부 잡음 신호 레벨을 비교하여 오디오 신호의 다이나믹레인지 특성을 제어하는 다이나믹레인지 제어부와, 다이나믹레인지 특성이 제어된 오디오 신호를 초음파 진폭변조하는 초음파변조부와, 초음파 변조된 신호를 공기중으로 출력하는 초음파 트랜듀서를 포함하여 초음파 변조를 통해 음파진행 방향에 초지향성을 부여하며,
   상기 다이나믹레인지 제어부는,
   상기 오디오 신호 입력장치로부터 입력되는 오디오 신호의 직류 성분을 제거한 후 오디오 신호의 레벨값을 판단하는 오디오 신호 레벨값 판단부;
   상기 외부 잡음 입력 장치로부터 입력되는 잡음 신호의 직류 성분을 제거한 후 잡음 신호의 레벨값을 판단하는 잡음 신호 레벨 판단부;
   직류 성분이 제거된 상기 오디오 신호의 레벨값과 상기 잡음 신호의 레벨값을 비교하여 복수 개로 구성되는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 중 어느 하나를 선택하는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 선택부;
   상기 선택된 다이나믹레인지 제어특성 그래프를 상기 오디오 신호 입력장치로부터 입력되는 오디오에 적용하여 출력 신호 레벨을 제어하는 다이나믹레인지 제어특성 그래프 적용부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 초지향성 초음파 스피커 장치.
   
4. 삭제
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 다이나믹레인지 제어특성 그래프는 특정 레벨 이상의 신호를 압축하거나 신장하는 것을 특징으로 하는 초지향성 초음파 스피커 장치.
   
6. 청구항 1 또는 청구항 2의 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능 저장매체.
   
   

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