KR102293476B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR102293476B1
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main
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황선호
임경률
이인규
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 개시의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 마이크로폰 및 메인 프로세서를 포함하는 메인 박스 및 상기 메인 프로세서로부터 수신된 오디오 신호를 증폭하는 앰프 및 증폭된 오디오 신호를 음향으로 변환하여, 음향을 출력하는 스피커를 포함하는 디스플레이를 포함하고, 상기 메인 프로세서는 자신이 출력한 상기 오디오 신호, 등화 정보 및 볼륨 정보에 기초하여, 상기 오디오 신호에 대한 음향 반향 제거(Acoustic Echo Cancellation, AEC)를 수행할 수 있다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스플레이와 디스플레이를 제어하는 메인 박스가 분리되어 있는 분리형 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유선 또는 무선 통신망을 이용한 디지털 TV 서비스가 보편화되고 있다. 디지털 TV 서비스는 기존의 아날로그 방송 서비스에서는 제공할 수 없었던 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
예를 들어 디지털 TV 서비스의 종류인 IPTV(Internet Protocol Television), smart TV 서비스의 경우 사용자로 하여금 시청 프로그램의 종류, 시청 시간 등을 능동적으로 선택할 수 있도록 하는 양방향성을 제공한다. IPTV, smart TV서비스는 이러한 양방향성을 기반으로 하여 다양한 부가 서비스, 예컨대 인터넷 검색, 홈쇼핑, 온라인 게임 등을 제공할 수도 있다.
또한, 종래의 TV는 메인 SoC(System on Chip) 및 오디오 출력을 위한 앰프가 동일한 보드에 있어, 앰프의 오디오 출력을 통해 음향 반향 제거(Acoustic Echo Cancellation, 이하 AEC)의 처리에 문제가 없었다.
그러나, 최근의 신규 디스플레이 장치는 오디오 출력을 위한 앰프와 메인 SoC가 분리되어 있는 분리형 디스플레이 장치가 채용되고 있다.
분리형 디스플레이 장치의 경우, 앰프에서 출력하는 오디오 신호를 피드백 신호로 메인 SoC가 수신하는 경우, 피드백 신호가 전송되기까지 걸리는 지연으로 인해, 정상적으로 AEC가 처리되지 못하는 문제가 발생될 수 있다.
본 개시는 음향 반향 제거를 효율적으로 수행할 수 있는 분리형 디스플레이 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 개시는 원거리 음성 인식의 성능을 개선시킬 수 있는 분리형 디스플레이 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 개시의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 마이크로폰 및 메인 프로세서를 포함하는 메인 박스 및 상기 메인 프로세서로부터 수신된 오디오 신호를 증폭하는 앰프 및 증폭된 오디오 신호를 음향으로 변환하여, 음향을 출력하는 스피커를 포함하는 디스플레이를 포함하고, 상기 메인 프로세서는 자신이 출력한 상기 오디오 신호, 등화 정보 및 볼륨 정보에 기초하여, 상기 오디오 신호에 대한 음향 반향 제거(Acoustic Echo Cancellation, AEC)를 수행할 수 있다.
상기 등화 정보는 상기 오디오 신호의 특정 주파수 대역에 대한 증폭의 정도 또는 감쇠의 정도를 포함하고, 상기 볼륨 정보는 상기 오디오 신호의 크기의 증폭 정도를 포함할 수 있다.
상기 등화 정보 및 상기 볼륨 정보는 상기 앰프의 정보이고, 상기 메인 프로세서는 상기 등화 정보 및 상기 볼륨 정보를 미리 저장하고 있을 수 있다.
상기 메인 프로세서는 상기 등화 정보를 이용하여, 상기 오디오 신호의 특정 주파수 대역을 증폭하거나 감쇠하고, 상기 볼륨 정보를 이용하여, 상기 오디오 신호의 크기를 조절할 수 있다.
상기 메인 프로세서는 상기 특정 주파수 대역이 조절되고, 크기가 조절된 오디오 신호를 복제하고, 복제된 오디오 신호와 상기 마이크로폰을 통해 입력된 입력 오디오 신호가 동일한 경우, 상기 입력 오디오 신호를 제거할 수 있다.
상기 메인 박스는 상기 오디오 신호를 상기 디스플레이에 전송하는 송신 칩을 더 포함하고, 상기 디스플레이는 상기 송신 칩으로부터 상기 오디오 신호를 수신하는 수신 칩을 더 포함할 수 있다.
상기 메인 SoC는 I2S 규격을 통해 상기 오디오 신호를 상기 송신 칩으로 전달하고, 상기 오디오 신호를 출력하는 핀을 다시, 자기 자신에게 연결하여, 자신이 출력한 상기 오디오 신호를 획득할 수 있다.
상기 마이크로폰은 상기 디스플레이 장치의 음성 기능을 활성화하기 위한 기동어를 수신할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 마이크로폰 및 메인 프로세서를 포함하는 메인 박스 및 상기 메인 프로세서로부터 수신된 오디오 신호를 증폭하는 앰프 및 증폭된 오디오 신호를 음향으로 변환하여, 음향을 출력하는 스피커를 포함하는 디스플레이를 포함하고, 상기 메인 프로세서는 상기 앰프와 동일한 전처리 앰프를 더 포함하고, 상기 오디오 신호에 대한 상기 전처리 앰프의 출력인 전처리 오디오 신호에 대한 음향 반향 제거(Acoustic Echo Cancellation, AEC)를 수행할 수 있다.
상기 전처리 앰프는 상기 앰프가 출력하는 출력 오디오 신호와 동일한 피드백 신호를 출력할 수 있다.
상기 메인 프로세서는 상기 앰프 및 상기 전처리 앰프와 통신의 동기를 위한 클럭용 선인 SCL 및 데이터용 선인 SDA를 통해 통신을 수행할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따르면, 분리형 디스플레이 장치에서도, 음향 반향 제거가 효과적으로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 기동어 인식과 같은 음성 인식 성능이 크게 향상될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 메인 Soc를 구비한 메인 박스와 디스플레이가 분리된 형태의 디스플레이 장치를 설명하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 분리형 디스플레이 장치의 상세 구성을 설명하는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 실시 예에 따른 분리형 디스플레이 장치의 피드백 신호 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 분리형 디스플레이 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 분리형 디스플레이 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 AEC 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 10은 I2C 통신 규격을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 실시 예에 따라 메인 SoC와 전처리 앰프들이 I2C 통신 규격을 통해 연결된 구성을 보여주는 도면이다.
이하, 본 개시와 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 개시의 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 예를 들어 방송 수신 기능에 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 디스플레이 장치로서, 방송 수신 기능에 충실하면서도 인터넷 기능 등이 추가되어, 수기 방식의 입력 장치, 터치 스크린 또는 공간 리모콘 등 보다 사용에 편리한 인터페이스를 갖출 수 있다.
그리고, 유선 또는 무선 인터넷 기능의 지원으로 인터넷 및 컴퓨터에 접속되어, 이메일, 웹브라우징, 뱅킹 또는 게임 등의 기능도 수행 가능하다. 이러한 다양한 기능을 위해 표준화된 범용 OS가 사용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 디스플레이 장치의 오디오 피드백 신호의 처리 과정을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 디스플레이 장치(10)는 메인 SoC(System on Chip, 11), 제1 앰프(11), 제2 앰프(12), 제1 스피커(13), 제2 스피커(14) 및 마이크로폰(15)을 포함한다.
메인 SoC(System on Chip, 11)는 오디오 신호를 제1 앰프(11) 및 제2 앰프(12)에 전달할 수 있다. 이때, 전달되는 오디오 신호는 디지털 형태의 신호일 수 있다.
메인 SoC(11)는 집적회로 간 사운드(Integrated Interchip Sound, I2S) 규격을 이용하여, 디지털 형태의 오디오 신호를 제1 앰프(11) 및 제2 앰프(12)에 전달할 수 있다.
I2S 규격의 라인은 비동기 양방향 전송을 위한 라인, clock 신호 전달을 위한 라인 및 워드 셀렉트(word select)라고 불리는 방향 신호용 라인으로 구성될 수 있다.
제1 앰프(11)는 메인 Soc(11)로부터 수신된 디지털 오디오 신호를 증폭시켜, 증폭된 디지털 오디오 신호를 제1 스피커(13)로 전달할 수 있다.
제2 앰프(12)는 메인 Soc(11)로부터 수신된 디지털 오디오 신호를 증폭시켜, 증폭된 디지털 오디오 신호를 제2 스피커(14)로 전달할 수 있다.
메인 SoC(11)는 제1 앰프(11) 및 제2 앰프(12) 각각으로부터 피드백 신호를 수신할 수 있다. 피드백 신호는 앰프에서 스피커로 출력되는 최종 신호일 수 있다.
메인 SoC(11)는 각 앰프로부터 수신된 피드백 신호에 기초하여, 음향 반향 제거(Acoustic Echo Cancelation, AEC)를 수행할 수 있다.
AEC란, 스피커와 마이크로폰이 동시에 존재하는 상태에서, 스피커에서 출력된 음향이 마이크로폰에 반향으로 입력되므로, 반향을 제거하는 알고리즘을 나타낼 수 있다.
AEC는 마이크로폰(15)에서 수신한 음향 신호에서 앰프에서 수신한 피드백 신호를 제거하는 과정일 수 있다.
제1 스피커(13)는 제1 앰프(11)가 증폭한 디지털 오디오 신호를 음파로 변환하여, 변환된 음파를 출력할 수 있다.
제2 스피커(14)는 제2 앰프(12)가 증폭한 디지털 오디오 신호를 음파로 변환하여, 변환된 음파를 출력할 수 있다.
마이크로폰(15)은 사용자가 발화한 음성을 수신하고, 이를 전기적인 음향 신호로 변환할 수 있다.
종래 기술에 따른 디스플레이 장치(1)는 메인 Soc(11)와 제1,2 앰프(11, 12)를 구비하고 있어, 각 앰프에서 출력하는 피드백 신호를 통해, AEC를 수행할 수 있다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 메인 Soc를 구비한 메인 박스와 디스플레이가 분리된 형태의 디스플레이 장치를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(2)는 디스플레이(20) 및 메인 박스(30)를 포함할 수 있다.
디스플레이(20)는 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이(20)는 영상과 싱크된 음향을 출력하는 하나 이상의 스피커(미도시)를 포함할 수 있다.
메인 박스(30)는 디스플레이(20)의 동작을 제어하는 메인 SoC를 구비한 박스일 수 있다.
메인 박스(30)는 사용자가 발화한 음성을 수신하는 마이크로폰(미도시)을 포함할 수 있다.
디스플레이(20) 및 메인 박스(30)는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
메인 박스(30)는 영상 데이터 및 오디오 데이터를 디스플레이(20)에 전달할 수 있다. 디스플레이(20)는 메인 박스(30)로부터 수신된 영상 데이터에 기초하여, 영상을 표시하고, 수신된 오디오 데이터에 기초하여, 스피커를 통해 음향을 출력할 수 있다.
도 3 및 도 4는 분리형 디스플레이 장치의 상세 구성을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 분리형 디스플레이 장치(2)는 메인 박스(30) 및 디스플레이(20)를 포함할 수 있다.
디스플레이(20)는 영상을 표시하는 디스플레이 패널(미도시), 하나 이상의 앰프(21, 23), 하나 이상의 스피커(25, 27)를 포함할 수 있다.
도 3에서는, 디스플레이(20)가 2개의 앰프 및 2개의 스피커를 포함하는 것으로 구성되어 있으나, 이는 예시에 불과하고, 디스플레이(20)는 더 많은 수의 앰프 및 스피커를 구비할 수 있다.
메인 박스(30)는 메인 SoC(31) 및 마이크로폰(33)을 포함할 수 있다. 도 3에서 메인 박스(30)는 하나의 마이크로폰을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시에 불과하고, 더 많은 수의 마이크로폰을 포함할 수 있다.
메인 SoC(31)는 I2S 규격에 따른 디지털 오디오 신호를 연결 케이블(26)을 통해 제1 앰프(25) 및 제2 앰프(27)에 전달할 수 있다.
메인 SoC(31)는 제1 연결 라인(26a)을 통해 제1 디지털 오디오 신호를 제1 앰프(21)에 전달할 수 있고, 제2 연결 라인(26b)를 통해 제2 디지털 오디오 신호를 제2 앰프(23)에 전달할 수 있다.
제1 앰프(21)는 제1 디지털 오디오 신호를 증폭시켜, 증폭된 제1 디지털 오디오 신호를 제1 스피커(25)로 출력할 수 있다.
제1 스피커(25)는 증폭된 제1 디지털 오디오 신호를 제1 음향으로 변환하여, 변환된 제1 음향을 출력할 수 있다.
제2 앰프(23)는 제2 디지털 오디오 신호를 증폭시켜, 증폭된 제2 디지털 오디오 신호를 제2 스피커(27)로 출력할 수 있다.
제2 스피커(27)는 증폭된 제2 디지털 오디오 신호를 제2 음향으로 변환하여, 변환된 제2 음향을 출력할 수 있다.
이와 같이, 분리형 디스플레이 장치(2)는 메인 SoC(31)와 앰프 간의 배치 위치가 다르다. 이에 따라, 메인 SoC(31)는 앰프에서 출력하는 피드백 신호의 처리가 불가능하다.
즉, 메인 SoC(31)가 제1 앰프(21) 및 제2 앰프(23) 각각이 출력하는 피드백 신호를 연결 케이블(26)을 통해 수신하는 경우, 피드백 신호가 메인 SoC(31)까지 도달하는데 지연이 발생될 수 있다. 메인 SoC(31)는 이러한 지연 때문에, 피드백 신호를 통한 AEC 처리를 수행할 수 없다.
도 4는 메인 박스(30) 및 디스플레이(20) 각각의 내부에서 수행되는 신호 처리를 설명하는 도면이다.
메인 박스(30)는 메인 SoC(31), 송신 IC(또는 송신 칩, 35) 및 2개의 마이크로폰들(33a, 33b)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 메인 SoC(31)는 송신 IC(35)에 I2C 규격의 SDA(Serial DAta) 및 SCL(Serial CLock)을 전달할 수 있다.
송신 칩(35)은 디스플레이(20)에 구비된 수신 칩(29)과 무선 또는 유선으로 데이터를 전송할 수 있다.
I2C 규격의 SDA는 오디오 데이터일 수 있다.
I2C 규격의 SCL은 통신의 동기를 위한 클럭 신호일 수 있다.
메인 SoC(31)는 송신 IC(35)에, AUD_SCK, AUD_LRCH, AUD_LRCK을 전달할 수 있다.
AUD_SCK(continuous Serial ClocK)는 비트 클럭일 수 있다. AUD_SCK는 디지털 오디오 신호를 읽기 위한 기준 신호일 수 있다.
AUD_LRCH는 워드 클럭을 나타내고, 좌측 또는 우측을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. AUD_LRCH의 값이 low이면, 좌측 용 데이터이고, high이면, 우측 용 데이터일 수 있다.
AUD_LRCK는 시리얼 데이터(오디오 데이터)를 나타낼 수 있다. 즉, AUD_LRCK는 실제 스피커로 출력될 오디오 데이터를 나타낼 수 있다.
메인 SoC(31)는 제1 마이크로폰(33a) 및 제2 마이크로폰(33b) 각각으로부터 음성 신호를 수신할 수 있다.
음성 신호는 사용자가 발화하는 기동어 또는 동작어 중 어느 하나에 대응될 수 있다.
기동어는 디스플레이 장치(2)의 음성 인식 기능을 활성화시키기 위한 명령어일 수 있다.
동작어는 음성 인식 기능이 활성화된 후, 디스플레이 장치(2)의 특정 동작을 수행케 하는 명령어일 수 있다. 예를 들어, 동작어는 채널 튜닝, 메뉴 표시, 컨텐트 검색을 위한 명령어일 수 있다.
디스플레이(20)는 수신 칩(29), 프론트 앰프(22), 우퍼 앰프(24), 복수의 스피커들(25, 27, 28a, 28b)을 포함할 수 있다.
수신 칩(29)은 메인 박스(30)의 송신 칩(35)으로부터 유선 또는 무선 통신을 통해 데이터를 수신할 수 있다.
프론트 앰프(22)는 수신 칩(29)으로부터 전달받은 디지털 오디오 신호를 증폭하여, 증폭된 제1 디지털 오디오 신호를 제1 스피커(25) 및 제2 스피커(27)에 전달할 수 있다.
우퍼 앰프(24)는 수신 칩(29)으로부터 전달받은 디지털 오디오 신호를 증폭하여, 증폭된 디지털 오디오 신호를 제3 스피커(28a) 및 제4 스피커(28b)로 전달할 수 있다.
수신 칩(29)은 I2S 규격으로, 프론트 앰프(22)로부터 제1 피드백 신호(I2S_AMP1_FRONT)를 수신하고, 우퍼 앰프(24)로부터 제2 피드백 신호(I2S_AMP2_WF)를 수신할 수 있다.
제1 피드백 신호(I2S_AMP1_FRONT)는 프론트 앰프(22)가 출력하는 오디오 신호이고, 제2 피드백 신호(I2S_AMP2_WF)는 우퍼 앰프(24)가 출력하는 오디오 신호일 수 있다.
수신 칩(29)은 제1 피드백 신호(I2S_AMP1_FRONT) 및 제2 피드백 신호(I2S_AMP2_WF)를 송신 칩(35)에 전송할 수 있다.
송신 칩(35)은 수신 칩(29)으로부터 수신된 제1 피드백 신호(I2S_AMP1_FRONT) 및 제2 피드백 신호(I2S_AMP2_WF)를 메인 SoC(31)에 전달할 수 있다.
즉, 제1 피드백 신호(I2S_AMP1_FRONT) 및 제2 피드백 신호(I2S_AMP2_WF)는 디스플레이(20)에서 생성되어, 메인 박스(30)로 전달된다.
이 경우, 메인 SoC(31)는 제1 피드백 신호(I2S_AMP1_FRONT) 및 제2 피드백 신호(I2S_AMP2_WF)를 수신하기까지 걸리는 시간으로 인해, 지연이 발생하여, AEC를 수행할 수 없는 문제가 발생한다.
이를 해결하기 위해, 본 개시의 실시 예에서는, 메인 SoC(31)가 출력한 오디오 신호를 직접 AEC의 처리에 사용할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 실시 예에 따른 분리형 디스플레이 장치의 피드백 신호 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 5의 분리형 디스플레이 장치(2)의 구성 요소들은 도 3의 분리형 디스플레이 장치(2)의 구성 요소들과 동일하다.
다만, 도 3과 다른 점은, 제1 앰프(21)가 출력하는 피드백 신호 및 제2 앰프(23)가 출력하는 피드백 신호가 연결 케이블(26)을 통해 전송되지 않는 것이다.
메인 SoC(31)는 제1 연결 라인(26a)을 통해 I2S 규격의 제1 디지털 오디오 신호를 제1 앰프(21)로, 제2 연결 라인(26b)을 통해 I2S 규격의 제2 디지털 오디오 신호를 제2 앰프(23)로 전달할 수 있다.
제1 디지털 오디오 신호 및 제2 디지털 오디오 신호는 동일할 수 있다.
동시에, 메인 SoC(31)는 자신이 출력하는 제1 디지털 오디오 신호를 AEC 처리를 위한 제1 피드백 신호(feedback signal 1)로, 제2 디지털 오디오 신호를 제2 피드백 신호(feedback signal 2)로 획득할 수 있다.
메인 SoC(31)는 각 피드백 신호에 대해 전처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, 메인 SoC(31)는 앰프 정보를 이용하여, 피드백 신호에 대한 전처리를 수행할 수 있다.
앰프 정보는 등화 정보 및 볼륨 정보를 포함할 수 있다. 등화 정보는 오디오 신호의 특정 주파수 대역에 대한 증폭의 정도 또는 감쇠의 정도를 포함할 수 있다.
볼륨 정보는 오디오 신호의 출력 크기에 대한 정보를 포함할 수 있다.
즉, 볼륨 정보는 앰프에 의해 오디오 신호의 크기가 증폭될 정도를 포함할 수 있다.
메인 SoC(31)는 등화(EQualizer) 정보를 이용하여, 피드백 신호의 특정 주파수 대역을 증폭하거나, 감쇠 시킬 수 있다. 동시에, 메인 SoC(31)는 볼륨 정보를 이용하여, 피드백 신호의 크기를 조절할 수 있다.
즉, 피드백 신호의 전처리는 피드백 신호의 특정 주파수 대역을 증폭/감소하고, 피드백 신호의 크기를 조절하는 과정일 수 있다.
더 구체적으로, 피드백 신호의 전처리는 실제 스피커가 출력하는 오디오 신호와 동일하도록 피드백 신호에 등화 정보 및 볼륨 정보를 반영하는 과정일 수 있다.
메인 SoC(31)는 피드백 신호의 전처리를 위해, 별도의 전처리 프로세서를 구비할 수도 있다.
메인 SoC(31)는 메인 프로세서로 명명될 수 있다.
메인 SoC(31)는 전처리된 피드백 신호를 이용하여, AEC를 수행할 수 있다. 메인 SoC(31)는 전처리된 피드백 신호를 복제하고, 복제된 피드백 신호를 제거하는 방식을 통해 AEC를 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시 예에 따르면, 디스플레이와 메인 박스가 분리되어 있는 분리형 디스플레이 장치에서, AEC 처리가 효율적으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 기동어 인식 성능이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
도 6은, 메인 SoC(31)는 자신이 출력한 AUD_LRCK(오디오 신호)에 대해 전처리를 수행할 수 있다.
메인 SoC(31)는 AUD_LRCK를 출력하는 핀을 다시, 자기 자신에게 연결하여, AUD_LRCK를 획득할 수 있다.
메인 SoC(31)는 미리 가지고 있는 등화 정보 및 볼륨 정보를 이용하여, AUD_LRCK에 대한 전처리를 수행할 수 있다.
등화 정보 및 볼륨 정보의 저장을 위해 메인 SOC(31)는 메모리(미도시)를 포함할 수도 있다. 메모리(미도시)는 메인 SoC(31)와 별도의 구성으로 존재할 수도 있다.
즉, 도 6의 실시 예에 따르면, 송신 칩(35)은 수신 칩(29)으로부터 프론트 앰프(22)가 출력하는 피드백 신호 또는 우퍼 앰프(24)가 출력하는 피드백 신호를 수신하지 않는다.
이에 따라, 피드백 신호의 전송 지연에 따라 AEC가 정상적으로 수행될 수 없는 상황이 미연에 방지될 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 분리형 디스플레이 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 메인 SoC(31)는 등화 정보 및 볼륨 정보를 획득한다(S701).
등화 정보 및 볼륨 정보는 디스플레이(20)에 구비된 앰프가 출력하는 최종 출력 오디오 신호의 특성 정보일 수 있다.
등화 정보는 오디오 신호의 특정 주파수 대역이 증폭 정도 또는 감쇠 정도를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
볼륨 정보는 오디오 신호의 크기의 증폭 정도를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
메인 SoC(31)는 자신이 생성한 출력 오디오 신호를 획득한다(S703).
메인 SoC(31)는 송신 칩(35)에 출력 오디오 신호를 전달하면서, 출력 오디오 신호를 자신이 다시 수신할 수 있다.
메인 SoC(31)는 등화 정보 및 볼륨 정보를 이용하여, 출력 오디오 신호를 전처리한다(S705).
메인 SoC(31)는 등화 정보에 기초하여, 출력 오디오 신호의 특정 주파수 대역을 증폭하거나 감쇠할 수 있다.
메인 SoC(31)는 볼륨 정보에 기초하여, 출력 오디오 신호의 크기를 증가시키거나, 감소시킬 수 있다.
메인 SoC(31)는 앰프가 스피커에 출력하는 최종 출력 오디오 신호와 동일하도록, 등화 정보 및 볼륨 정보를 이용하여, 출력 오디오 신호를 전처리할 수 있다.
메인 SoC(31)는 등화 정보 및 볼륨 정보를 이용하여, 자신이 출력하는 출력 오디오 신호의 값과 앰프가 출력하는 오디오 신호의 값 간의 차이를 보정할 수 있다.
메인 SoC(31)는 전처리된 출력 오디오 신호에 대해 AEC를 수행한다(S707).
메인 SoC(31)는 전처리된 출력 오디오 신호를 피드백 신호로 획득하여, 피드백 신호를 복제할 수 있다.
메인 SoC(31)는 추후, 마이크로폰(33)을 통해 복제된 피드백 신호와 동일한 신호가 입력되는 경우, 입력된 신호를 제거할 수 있다. 이러한 과정이 AEC 일 수 있다.
도 8은 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 분리형 디스플레이 장치의 구성을 설명하는 도면이고, 도 9는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 AEC 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 메인 박스(30)는 메인 SoC(31), 마이크로폰(33), 제1 전처리 앰프(37) 및 제2 전처리 앰프(39)를 포함할 수 있다.
즉, 도 8의 메인 박스(30)는 도 5의 메인 박스(30)의 구성에 비해, 제1 전처리 앰프(37) 및 제2 전처리 앰프(39)를 더 포함할 수 있다.
제1 전처리 앰프(37) 및 제2 전처리 앰프(39)는 증폭된 오디오 신호를 스피커로 출력하는 용도가 아닌, 메인 SoC(31)가 출력하는 오디오 신호의 AEC 처리를 위한 용도로 사용될 수 있다.
메인 SoC(31)는 I2C 통신 규격을 통해 제1 전처리 앰프(37) 및 제2 전처리 앰프(39)를 제어할 수 있다.
I2C 통신 규격은 시리얼 데이터(Serial Data)을 위한 선 및 SCL(Serial Clock)을 위한 2개의 선으로 통신을 수행하는 규격이다.
I2C 통신 규격에 대해서는 후술한다.
제1 전처리 앰프(37)는 제1 앰프(25)와 동일한 특성을 가질 수 있다. 즉, 제1 전처리 앰프(37)에 적용되는 등화 정보 및 볼륨 정보는 제1 앰프(21)에 적용되는 등화 정보 및 볼륨 정보와 동일할 수 있다.
이에 따라, 제1 전처리 앰프(37)에서 출력되는 제1 오디오 신호는 제1 앰프(21)가 제1 스피커(25)로 출력하는 신호와 동일할 수 있다.
마찬가지로, 제2 전처리 앰프(39)에 적용되는 등화 정보 및 볼륨 정보는 제2 앰프(23)에 적용되는 등화 정보 및 볼륨 정보와 동일할 수 있다.
이에 따라, 제2 전처리 앰프(39)에서 출력되는 제2 오디오 신호는 제2 앰프(23)가 제2 스피커(27)로 출력하는 신호와 동일할 수 있다.
메인 SoC(31)는 제1 전처리 앰프(37)가 출력하는 제1 오디오 신호 및 제2 전처리 앰프(39)가 출력하는 제2 오디오 신호 각각을 복제할 수 있다.
추후, 메인 SoC(31)는 마이크로폰(33)을 통해 입력된 신호가 제1 오디오 신호 또는 제2 오디오 신호와 동일한 경우, 입력된 신호를 제거할 수 있다.
도 9를 참조하면, 메인 SoC(31)는 오디오 신호를 생성한다(S901).
메인 SoC(31)가 생성한 오디오 신호는 연결 케이블(26)를 통해 디스플레이20)에 구비된 제1 앰프(21) 및 제2 앰프(23)에 전달되는 신호일 수 있다.
또한, 메인 SoC(31)가 생성한 오디오 신호는 전처리 앰프(37, 39)에 전달되는 신호일 수 있다.
메인 SoC(31)는 생성된 오디오 신호를 전처리 앰프(37, 39)에 전달한다(S903).
전처리 앰프(37, 39)는 오디오 신호를 증폭하여, 출력할 수 있다.
전처리 앰프(37, 39)는 오디오 신호에 대한 전처리를 수행할 수 있다. 전처리 앰프(37, 39)는 이퀄라이저를 포함하고, 이퀄라이저를 통해 오디오 신호의 특정 주파수 대역을 증폭하거나, 감쇠시킬 수 있다.
전처리 앰프(37, 39)는 오디오 신호의 크기를 일정 정도만큼 증폭시킬 수 있다.
전처리 앰프(37, 39)는 오디오 신호의 특정 주파수 대역 및 크기를 조절한 전처리 오디오 신호를 메인 SoC(31)로 전달할 수 있다.
전처리 앰프(37, 39)는 디스플레이(20)에 구비된 앰프(21, 23)와 동일한 앰프일 수 있다.
따라서, 전처리 앰프(37, 39)가 출력하는 전처리된 오디오 신호는 디스플레이(20)에 구비된 앰프(21, 23)가 출력하는 오디오 신호와 동일할 수 있다.
메인 SoC(31)는 전처리 앰프(37, 39)에서 출력된 전처리된 오디오 신호를 이용하여, AEC를 수행한다(S905).
메인 SoC(31)는 전처리된 오디오 신호와 동일한 오디오 신호를 복제하고, 추후, 마이크로폰(33)을 통해 복제된 오디오 신호와 동일한 신호가 입력되는 경우, 입력된 신호를 제거할 수 있다. 이러한 작업이 바로, AEC일 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시 예에 따르면, 메인 박스(30)에 구비된 전처리 앰프를 통해 디스플레이(20)에 구비된 앰프가 출력하는 오디오 신호와 동일한 신호가 얻어질 수 있다.
이에 따라, 디스플레이(20)에 구비된 앰프로부터 피드백 신호를 수신할 필요 없이, AEC의 수행이 가능하다.
도 10은 I2C 통신 규격을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 개시의 실시 예에 따라 메인 SoC와 전처리 앰프들이 I2C 통신 규격을 통해 연결된 구성을 보여주는 도면이다.
I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 규격은 마스터와 슬레이브 간의 통신을 위한 규격으로, 양방향 오픈 드레인 선인 SCL 및 SDA 2가지 선으로 이루어져 있다.
SCL은 통신의 동기를 위한 클럭용 선이고, SDA는 데이터용 선이다. 마스터는 SCL로 동기를 위한 클럭을 출력하고, 슬레이브는 SCL로 출력되는 클럭에 맞추어, SDA를 통해 데이터를 출력하거나, 입력받을 수 있다.
SDA 한 선으로만, 데이터를 주고받기 때문에, I2C 통신 규격은 반이중(half duplex) 통신만 가능하다.
SCL 및 SDA는 모두 오픈 드레인이므로, 각 선에는 풀업 저항이 연결되어 있다.
마스터 및 모든 슬레이브가 SCL 및 SDA를 각각 공유하므로, 마스터는 슬레이브를 개별적으로 지정하기 위해 슬레이브의 주소를 통해 슬레이브를 식별할 수 있다.
도 8의 실시 예에서, 메인 SoC(31)는 마스터가 되고, 제1 전처리 앰프(37) 및 디스플레이(20)에 구비된 제1 앰프(21)는 슬레이브가 된다.
즉, 도 11을 참조하면, 메인 SoC(31) 및 제1 전처리 앰프(37)는 SCL 및 SDA를 통해 연결되고, 메인 SoC(31) 및 제1 앰프(21) 또한, SCL 및 SDA를 통해 연결된다.
즉, 제1 앰프(21) 및 제1 전처리 앰프(37)는 동일한 SCL 및 SDA를 통해 연결될 수 있다.
마찬가지로, 제2 앰프(23) 및 제2 전처리 앰프(39)도 동일한 SCL 및 SDA를 통해 연결될 수 있다.
이하에서는, 제1 전처리 앰프(37) 및 제1 앰프(21) 간에 적용되는 실시 예는, 제2 전처리 앰프(39) 및 제2 앰프(23) 간에도 적용될 수 있다.
메인 SoC(31)는 제1 전처리 앰프(37) 및 제1 앰프(21) 각각에 I2S 규격으로 디지털 오디오 신호를 전송할 수 있다.
제1 전처리 앰프(37) 및 제1 앰프(21)는 동일한 앰프일 수 있다. 다만, 제1 전처리 앰프(37)는 스피커 출력 용도가 아닌 피드백 신호만을 추출하기 위해 사용되는 앰프일 수 있다.
제1 앰프(21) 및 제1 전처리 앰프(37)가 메인 SoC(31)에 동일한 SCL 및 SDA로 연결되어 있어, 충돌이 발생될 수 있어, 다음의 I2C 제어 방식이 사용될 수 있다.
일 실시 예에서, 메인 SoC(31)는 SCL 및 SDA를 통해 제1 전처리 앰프(37) 및 제1 앰프(21)를 구분하기 위해 각 앰프에 상이한 주소를 전송할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 메인 SoC(31)는 제1 앰프(21) 및 제1 전처리 앰프(37) 각각에 동일한 주소를 할당할 수 있다. 이 경우, 메인 SoC(31)는 제1 앰프(21) 및 제1 전처리 앰프(37) 각각으로부터 Ack를 수신할 수 있다. 메인 SoC(31)는 2번의 Ack를 수신한 후, 제1 전처리 앰프(37)로부터 수신된 전처리 오디오 신호를 AEC 처리할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 제1 앰프(21) 및 제1 전처리 앰프(37) 중 어느 하나는 Ack를 메인 Soc(31)에 전송하지 않도록 설계될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 설명된 디스플레이 장치는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (12)

  1. 분리형 디스플레이 장치에 있어서,
    마이크로폰 및 메인 프로세서를 포함하는 메인 박스; 및
    상기 메인 프로세서로부터 수신된 오디오 신호를 증폭하는 앰프 및 증폭된 오디오 신호를 음향으로 변환하여, 음향을 출력하는 스피커를 포함하는 디스플레이를 포함하고,
    상기 메인 프로세서는
    자신이 출력한 상기 오디오 신호, 등화 정보 및 볼륨 정보에 기초하여, 상기 오디오 신호에 대한 음향 반향 제거(Acoustic Echo Cancellation, AEC)를 수행하고,
    상기 등화 정보는
    상기 오디오 신호의 특정 주파수 대역에 대한 증폭의 정도 또는 감쇠의 정도를 포함하고,
    상기 볼륨 정보는
    상기 오디오 신호의 크기의 증폭 정도를 포함하는
    분리형 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 등화 정보 및 상기 볼륨 정보는 상기 앰프의 정보이고,
    상기 메인 프로세서는
    상기 등화 정보 및 상기 볼륨 정보를 미리 저장하고 있는
    분리형 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는
    상기 등화 정보를 이용하여, 상기 오디오 신호의 특정 주파수 대역을 증폭하거나 감쇠하고,
    상기 볼륨 정보를 이용하여, 상기 오디오 신호의 크기를 조절하는
    분리형 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는
    상기 특정 주파수 대역이 조절되고, 크기가 조절된 오디오 신호를 복제하고, 복제된 오디오 신호와 상기 마이크로폰을 통해 입력된 입력 오디오 신호가 동일한 경우, 상기 입력 오디오 신호를 제거하는
    분리형 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메인 박스 및 상기 디스플레이는 유선 또는 무선을 통해 통신을 수행하는
    분리형 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메인 박스는 상기 오디오 신호를 상기 디스플레이에 전송하는 송신 칩을 더 포함하고,
    상기 디스플레이는 상기 송신 칩으로부터 상기 오디오 신호를 수신하는 수신 칩을 더 포함하는
    분리형 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는
    I2S 규격을 통해 상기 오디오 신호를 상기 송신 칩으로 전달하고,
    상기 오디오 신호를 출력하는 핀을 다시, 자기 자신에게 연결하여, 자신이 출력한 상기 오디오 신호를 획득하는
    분리형 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로폰은
    상기 디스플레이 장치의 음성 기능을 활성화하기 위한 기동어를 수신하는
    분리형 디스플레이 장치.
  10. 디스플레이 장치에 있어서,
    마이크로폰 및 메인 프로세서를 포함하는 메인 박스; 및
    상기 메인 프로세서로부터 수신된 오디오 신호를 증폭하는 앰프 및 증폭된 오디오 신호를 음향으로 변환하여, 음향을 출력하는 스피커를 포함하는 디스플레이를 포함하고,
    상기 메인 프로세서는
    상기 앰프와 동일한 전처리 앰프를 더 포함하고, 상기 오디오 신호에 대한 상기 전처리 앰프의 출력인 전처리 오디오 신호에 대한 음향 반향 제거(Acoustic Echo Cancellation, AEC)를 수행하고,
    상기 전처리 앰프는 상기 앰프가 출력하는 출력 오디오 신호와 동일한 피드백 신호를 출력하는
    분리형 디스플레이 장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는 상기 앰프 및 상기 전처리 앰프와 통신의 동기를 위한 클럭용 선인 SCL 및 데이터용 선인 SDA를 통해 통신을 수행하는
    분리형 디스플레이 장치.
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