KR19980084391A - 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에 관한 것으로, 마이크로폰(28)에서 검출된 상기 오디오신호를 포함하는 소음신호성분에 적응적으로 음성처리부(24)에 대해 미리 설정된 오디오신호의 음량을 보상처리하여 음성출력부(26)에서 소정의 증폭율로 증폭되어 출력되도록 하는 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에 있어서, 상기 오디오신호를 소정시간동안 지연시키는 지연부(34)와, 상기 지연된 오디오신호를 샘플링클럭신호에 의해 디지탈샘플링하는 제 1샘플링부(35), 상기 검출된 소음신호성분을 상기 증폭율로 제산하여 DC클램핑처리하는 레벨정합부(37), 상기 DC클램핑된 소음신호성분을 상기 샘플링클럭신호에 의해 디지탈샘플링하는 제 2샘플링부(38), 상기 제 1 및 제 2샘플링부(35,38)의 디지탈샘플링값으로부터 차이량을 검출하는 소음레벨검출부(40), 상기 차이량을 소정의 기간 동안 누산처리하는 누산기(42), 그 누산된 차이량에 의해 상기 오디오신호에 대한 음량보상데이터를 생성하여 제어부(12)에 의해 상기 음성처리부(24)로 인가해서 소음적응형태로 오디오신호의 레벨이 보상되도록 하는 음량보상처리부(46)를 포함해서 구성되어 주변의 소음레벨에 적응적으로 오디오신호의 레벨이 자동으로 가감보상되도록 한 것이다.

Description

소음적응형 오디오레벨 자동제어장치

본 발명은 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주변의 소음신호레벨을 검출해서 오디오레벨을 자동으로 조정하는 경우에 스피커장치를 통해 출력된 오디오레벨을 궤환(Feedback)처리하여 그 오디오레벨이 소음레벨로 처리되는 경우에 초래되는 불안정한 오디오레벨조정작용이 배제될 수 있도록 한 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에 관한 것이다.

예컨대, 영상신호와 음성신호를 재생처리하는 텔레비전이라던지 오디오매체를 전용적으로 재생하는 예컨대 오디오테이프레코더 또는 컴팩트디스크재생장치를 포함하는 오디오재생시스템에는 음성출력레벨을 조정하기 위한 음량조절기(Volume)가 설비되어 그 음량조절기의 조정상태에 따라 음량처리계통에서 처리되어 출력되는 오디오신호의 레벨이 가변되게 된다.

그렇지만, 그 오디오신호는 주변의 소음레벨에 민감하게 영향을 받게 되는 바, 예컨대 오디오신호가 주변의 소음레벨보다 낮게 설정되는 경우에는 그 소음레벨과의 상대적인 차에 의해 오디오신호의 청취감이 저하되는 불리함이 초래된다.

따라서, 최근에는 텔레비전의 경우 주변의 소음신호성분을 마이크로폰으로 검출해서 그 검출된 소음신호성분의 레벨에 따라 오디오신호의 레벨을 증가시켜 소음신호에 비해 상대적으로 저하되는 오디오신호의 청취감을 향상시키는 장치가 제안된 상태이다.

도 1은 종래의 일예에 따른 소음적응형 오디오레벨 제어장치가 텔레비전에 적용된 경우의 블럭구성도로서, 10은 그 텔레비전에 구비된 전체의 기능을 선택적으로 실행시키기 위한 리모콘으로, 그 리모콘(10)에는 시청자에 의해 음량의 업/다운조정을 실행하도록 제공되는 음량업/다운버튼(10a)이 갖추어지게 된다. 12는 상기 리모콘(10)에 의해 설정되는 특정한 기능의 수행을 담당하면서 상기 음량업/다운버튼(10a)의 조작에 응답해서 출력음량을 전자적으로 제어하는 제어부를 나타내고, 14는 상기 리모콘(10)의 10-키 또는 채널업/다운버튼에 의해 설정되는 채널을 상기 제어부(12)로부터 인가되는 선국데이터(VT)에 따라 선국하는 튜너를 나타낸다.

16은 상기 튜너(14)에서 선국된 채널의 복합영상신호를 소정의 IF(Intermediate frequency)신호에 의해 변환처리하여 영상IF신호를 제공하는 영상IF처리부를 나타내고, 18은 그 영상IF처리부(16)로부터의 영상IF신호를 재생처리하여 영상출력부(20)를 통해 CRT장치상에 출력(R/G/B)되도록 하는 영상처리부를 나타내며, 22는 상기 튜너(14)에서 선국된 채널의 복합영상신호에서 음성신호성분을 검출해서 소정의 IF신호에 의해 변환처리하여 음성IF신호를 제공하는 음성IF처리부를 나타내고, 24는 그 음성IF처리부(22)에서의 음성IF신호를 상기 제어부(24)의 제어(예컨대, 음량제어)하에 재생처리하여 음성출력부(26)를 통해 스피커장치로 출력(R/L채널)하는 음성처리부를 나타낸다.

또, 28은 해당하는 텔레비전의 소정위치에 설치되어 주변의 소음레벨을 전기적 신호로 변환하는 마이크로폰을 나타내고, 30은 그 마이크로폰(28)으로부터의 전기적인 신호를 기초로 주변의 소음레벨을 기준전압원(32)의 기준전압(Vref)에 의거해서 검출하여 상기 제어부(12)에 인가하는 소음검출부를 나타내며, 상기 제어부(12)는 상기 리모콘(10)에 의해 설정된 음량을 상기 소음검출부(30)에 의해 검출된 주변소음레벨에 기초하여 증감처리하게 된다.

상기한 구성의 텔레비전에 의하면, 상기 제어부(12)의 제어하에 튜너(14)에서 선국된 채널의 복합영상신호가 상기 영상IF처리부(16)와 상기 음성IF처리부(22)에서 각기 소정의 IF신호에 의해 변환처리되어 영상IF신호와 음성IF신호로 출력되고, 상기 영상IF신호는 영상처리부(18)에서 재생처리되어 영상출력부(20)를 통해 CRT장치에 인가되어 재생되는 한편, 상기 음성IF신호는 상기 음성처리부(24)에서 상기 제어부(12)의 제어하에 설정되는 음량으로 재생처리되어 음성출력부(26)를 통해 스피커장치측으로 인가됨으로써 재생된다.

그러한 음성신호의 재생중에 상기 마이크로폰(28)에서는 주변의 소음레벨을 전기적인 신호로 변환해서 상기 소음검출부(30)에 인가하게 되고, 그에 따라 그 소음검출부(30)에서는 상기 기준전압원(32)의 기준전압(Vref)에 기초해서 주변의 소음레벨을 검출하여 상기 제어부(12)에 인가하게 된다. 따라서, 상기 제어부(12)는 상기 검출된 주변의 소음레벨만큼 상기 음성처리부(24)에서 처리되는 음성신호의 음량을 보상하는 제어를 수행하게 되고, 그에 따라 상기 음성처리부(24)에서 처리되는 음량이 주변의 소음레벨에 적응적으로 제어되게 된다.

그런데, 도 1에 도시된 텔레비전의 경우에는 마이크로폰(28)에 의해 검출되는 주변소음레벨이 스피커장치를 통해 출력되는 정상적인 음성신호의 레벨이 포함되는 상태로 검출되고, 그에 따라 상기 소음검출부(30)에 대해 기준전압원(32)의 기준전압(Vref)에 의해 소음검출을 위한 기준레벨이 설정된 상태라해도 스피커장치를 통해 출력되는 음성신호의 음량이 소음레벨이 검출되면 결국에는 상기 제어부(12)의 제어하에 상기 음성처리부(24)에서 처리되는 음성신호의 레벨이 상대적으로 점차 증가되는 경우가 발생된다.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 원래의 음성신호와 마이크로폰으로부터 검출되는 소음신호의 레벨을 디지탈샘플링해서 소음레벨에 대한 음성신호의 레벨이 자동적으로 보상되도록 하기 위한 소음적응형 오디오레벨 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 예에 따르면 마이크로폰에서 검출된 상기 오디오신호를 포함하는 소음신호성분에 적응적으로 음성처리부에 대해 미리 설정된 오디오신호의 음량을 보상처리하여 음성출력부에서 소정의 증폭율로 증폭되어 출력되도록 하는 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에 있어서, 상기 오디오신호를 소정시간동안 지연시키는 지연부와, 상기 지연된 오디오신호를 샘플링클럭신호에 의해 디지탈샘플링하는 제 1샘플링부, 상기 검출된 소음신호성분을 상기 증폭율로 제산하여 DC클램핑처리하는 레벨정합부, 상기 DC클램핑된 소음신호성분을 상기 샘플링클럭신호에 의해 디지탈샘플링하는 제 2샘플링부, 상기 제 1 및 제 2샘플링부의 디지탈샘플링값으로부터 차이량을 검출하는 소음레벨검출부, 상기 차이량을 소정의 기간 동안 누산처리하는 누산기, 그 누산된 차이량에 의해 상기 오디오신호에 대한 음량보상데이터를 생성하여 제어부에 의해 상기 음성처리부로 인가해서 소음적응형태로 오디오신호의 레벨이 보상되도록 하는 음량보상처리부를 포함해서 구성되고, 상기 소음레벨검출부는 상기 제 1 및 제 2샘플링부의 디지탈샘플링값을 상호 비교하는 비교기와, 그 비교기의 비교결과로부터 상기 오디오신호와 상기 소음신호의 차이량을 검출하는 차이량검출부로 이루어진 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치가 제공된다.

상기한 구성의 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 제어장치에 의하면, 원음성신호와 소음신호를 타이밍정합하여 디지탈샘플링을 수행하고, 그 디지탈샘플링결과를 기초로 원래의 오디오신호에 대한 소음신호의 레벨차를 검출해서 그 레벨차에 대응하여 원래의 오디오신호의 레벨을 자동보상해주게 된다.

도 1은 종래의 일예에 따른 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치가 텔레비전에 적용된 예를 설명하는 블럭구성도,

도 2는 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치의 블럭구성을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치의 작용을 설명하는 플로우차트,

도 4의 (a)와 (a')는 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에 의한 오디오신호와 소음신호를 모식적으로 나타낸 도면,

도 4의 (b)와 (b')는 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에 의한 오디오신호와 소음신호의 타이밍정합 및 레벨정합과정을 설명하는 도면,

도 4의 (c)와 (c')는 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에서 오디오신호와 소음신호의 샘플링과정을 설명하는 도면,

도 4의 (d)는 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에서 오디오신호와 소음신호의 디지탈샘플링결과를 설명하는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 리모콘, 12: 제어부,

24: 음성처리부, 26: 음성출력부,

34: 지연부, 35: 제 1샘플링부,

36: 필터, 37: 레벨정합부,

38: 제 2샘플링부, 40: 소음레벨검출부,

42: 누산기, 46: 음량보상처리부.

이하, 본 발명의 바람직한 예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 제어장치가 텔레비전에 적용된 경우의 블럭구성도로서, 참조부호 12는 해당하는 텔레비전의 전체적인 기능의 실행을 담당함과 더불어 음성처리부(24)에서 대한 음량제어(VC)를 담당하는 제어부이고, 상기 음성처리부(24)에서 음량조절되어 처리된 오디오신호가 음성출력부(26)에서 소정의 증폭율로 증폭되어 스피커장치로 출력(Aout)되게 된다.

또, 도 2에서 참조부호 34는 상기 음성처리부(24)에서 처리된 오디오신호를 소정의 시간동안 지연시키는 지연부를 나타내고, 35는 그 지연부(34)에서 지연된 오디오신호를 소정의 샘플링클럭에 의해 디지탈샘플링하는 제 1샘플링부를 나타낸다. 28은 해당하는 텔레비전의 소정위치에 설치되어 주변의 소음신호성분을 전기적으로 변환하는 마이크로폰을 나타내고, 36은 그 마이크로폰(28)에 의해 변환된 소음신호성분의 전기적 신호를 필터링해서 가청주파수대의 신호음만을 추출해내는 필터를 나타내며, 37은 그 필터(36)를 통과한 소음신호성분을 상기 음성출력부(26)에서 증폭된 음성신호의 증폭율로 제산하여 레벨정합(즉, DC성분의 클램핑처리)를 수행하는 레벨정합부를 나타낸다.

또한, 도 2에서 참조부호 38은 상기 레벨정합부(37)에서 DC성분의 클램핑처리가 수행된 소음신호성분을 상기 제 1샘플링부(35)에 적용된 샘플링클럭과 동일한 샘플링클럭신호에 의해 디지탈샘플링하는 제 2샘플링부를 나타내고, 40은 상기 제 1 및 제 2샘플링부(35, 38)에서 샘플링된 원래의 오디오신호와 소음신호성분의 디지탈값을 상호 비교하여 그 차이를 검출하는 소음레벨판정부를 나타내는 바, 그 소음레벨판정부(40)는 상기 제 1 및 제 2샘플링부(35,38)에서 디지탈샘플링된 원래의 오디오신호와 소음신호의 디지탈값을 비교하여 그 비교결과를 발생하는 비교기(40a)와 그 비교기(40a)의 비교결과를 기초로 양 신호의 차이를 검출하는 차이량검출부(40b)를 포함하여 구성된다.

또, 42는 상기 소음레벨판정부(40)의 차이량검출부(40b)에 의해 검출된 원래의 오디오신호와 소음신호의 차이량을 타이머(44)에서 계시되는 소정시간의 기간동안 누산하는 누산기를 나타내고, 48은 상기 누산기(42)에 의해 소정시간의 기간동안 누산된 결과를 음량보상데이터메모리(48)에 저장된 음량보상데이터에 따라 보상처리하여 상기 제어부(12)에 인가하는 음량보상처리부를 나타낸다. 여기서, 상기 음량보상데이터메모리(48)에 저장된 음량보상데이터에 따르면 예컨대 원래의 오디오신호레벨에 대비해서 소음신호의 레벨이 10%정도 높게 검출되면 음량보상데이터도 대략 현재의 음량(VP)보다 10%정도 증가되도록 설정되고, 소음신호의 레벨이 20%, 30%, ---로 증가되면 그 증가된 소음신호의 레벨에 따라 현재의 음량보다 20%, 30%, ---로 증가되도록 설정된다.

이어, 상기한 구성의 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 제어장치의 작용에 대해 도 3에 도시된 플로우차트와 도 4에 도시된 파형도를 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 상기 제어부(12)는 도 3의 단계 50에서 리모콘(10)에 의해 설정된 채널에 대한 선국제어를 수행함과 더불어 그 리모콘(10)의 음량업/다운버튼(10a)에 의해 설정된 음량에 의해 오디오신호가 처리되도록 상기 음성처리부(24)에 음량제어신호(VC)를 인가하게 된다. 그러면, 상기 음성처리부(24)는 상기 제어부(12)에 의해 설정된 음량레벨로 오디오신호를 처리하여 음성출력부(26)에 인가하면 그 음성출력부(26)에서는 그 오디오신호를 소정의 증폭율로 증폭하여 스피커장치측으로 출력(Aout)하게 된다.

그 경우, 상기 음성처리부(24)에서 처리된 오디오신호(도 4의 (a)참조)는 도 3의 단계 52에서 지연부(34)에 인가되어 소정시간 지연처리(도 4의 (b)참조)되는 한편, 상기 스피커장치측으로 출력된 오디오신호를 포함하는 소음신호성분은 소정의 시간동안 전파지연된 상태로 해당하는 텔레비전의 소정위치에 설치된 마이크로폰(28)에 의해 전기적인 신호로 검출(도 4의 (a')참조)되어 상기 필터(36)에서 가청주파수대의 신호성분만이 통과하게 된다. 여기서, 상기 오디오신호가 상기 지연부(34)에 의해 소정시간동안 지연된 상태이므로, 그 오디오신호와 상기 소음신호성분은 상호 타이밍정합된 상태이면서 상기 소음신호는 레벨정합부(37)에서 상기 오디오신호의 증폭율만큼의 제산처리가 수행됨에 따라 오디오신호와 소음신호는 레벨정합상태로도 되게 된다.

그리고, 상기 지연부(34)에서 소정시간동안 지연된 상기 오디오신호(도 4의 (b))는 도 3의 단계 56에서 상기 제 1샘플링부(35)에서 소정의 외부적인 샘플링클럭신호(CLK)에 의해 디지탈샘플링처리(도 4의 (c)참조)되어 샘플링구간'A' - 'D'에서의 디지탈값(도 4의 (d) 참조)이 얻어지게 되고, 상기 소음신호(도 4의 (b') 참조)도 도 3의 단계 56에서 동시적으로 제 2샘플링부(38)에 인가되는 외부적인 샘플링클럭신호(CLK)에 의해 디지탈샘플링처리(도 4의 (c')참조)되어 샘플링구간 'A' - 'D'에서의 디지탈값(도 4의 (d) 참조)이 얻어지게 된다.

이어, 상기 제 1 및 제 2샘플링부(35,38)에서 얻어진 오디오신호와 소음신호의 디지탈값은 도 3의 단계 58에서 소음레벨검출부(40)의 비교기(40a)에 인가되어 상호 디지탈레벨비교되고, 그 비교결과가 차이량검출부(40b)에 인가되어 도 4(d)에 도시된 디지탈차이량으로 검출되게 된다.

상기 차이량검출부(40b)에서 검출된 디지탈차이량은 도 3의 단계 60에서 상기 누산기(42)에 인가되어 타이머(44)에서 계시되는 시간(도 4의 (c)와 (c')에서의 'T'기간)동안 누산적으로 합산되고나서, 그 'T'기간의 누산결과가 상기 음량보상처리부(46)에 인가된다. 따라서, 음량보상처리부(46)는 음량보상데이터메모리(48)에 저장된 음량보상데이터에 기초하여 상기 차이량에 대한 음량보상처리를 수행하게 되는 바, 여기서 음량보상데이터메모리(48)에는 상기 오디오신호에 대한 소음신호레벨의 차이량이 10%이상인 경우(즉, 소음신호레벨이 원래의 오디오신호에 비해 10%가산된 경우)에는 상기 오디오신호의 현재레벨이 10%가산되고, 그와 유사하게 상기 오디오신호에 대한 소음신호레벨의 차이량이 20%, 30%,---이상인 경우(즉, 소음신호레벨이 원래의 오디오신호에 비해 20%, 30%, --- 가산된 경우)에는 상기 오디오신호의 현재레벨이 20%, 30%,---정도 가산되도록 하는 음량보상데이터를 상기 제어부(12)에 인가하게 된다.

따라서, 상기 제어부(12)는 상기 음량보상처리부(46)에서 인가되는 음량보상데이터를 PWM신호로 처리해서 상기 음성처리부(24)에 음량제어신호(VC)로 인가하게 되고, 그에 따라 상기 음성처리부(24)에서는 그 음량제어신호(VC)에 의해 음량이 증가보상되어 출력되도록 처리하게 된다.

한편, 상기한 과정에 의해 소음레벨에 대한 오디오신호의 레벨이 증가되어 상기 마이크로폰(28)에서 재차 검출되는 경우에도 상기 음성처리부(24)에서 처리된 오디오신호의 레벨과 소음레벨검출부(40)에서 상호 비교되어 원래의 오디오신호에 대한 레벨이 상호 감쇄되므로, 결국에는 소음신호레벨만의 검출이 행해지게 되어 정확한 음량보상동작이 확보될 수 있게 된다.

그리고, 상기한 과정에 의해 원래의 오디오신호에 대한 레벨보상이 행해진 상태에서 상기 마이크로폰(28)에 의해 검출된 주변의 소음신호레벨이 감소되는 경우에는 상기 소음레벨검출부(40)의 비교기(40a)와 차이량검출부(40b)에 의해 검출되어 상기 누산기(42)에서 누산되는 원래의 오디오신호레벨에 대한 소음신호의 레벨차이량이 점차 감소되게 되고, 그에 따라 상기 음량보상처리부(46)에서 처리되는 오디오신호의 음량보상데이터도 오디오신호의 감소방향으로 처리가 행해질 수 있게 된다.

한편, 이상에서는 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 제어장치가 텔레비전에 적용된 경우를 상정해서 설명하였지만, 본 발명은 그 적용예로 한정되지는 않고 오디오신호의 최적화 조정이 필요한 A/V시스템이라던지 오디오전용기기에도 적절하게 적용될 수 있으며, 최근에 널리 보급되는 멀티미디어기기에도 적용할 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 소음적응형 오디오레벨 제어장치에 의하면, 원래의 오디오신호의 레벨과 소음신호의 레벨을 소정의 샘플링클럭신호에 의해 디지탈샘플링하여 그 디지탈샘플링결과에 의한 차이량을 소정시간동안 누적연산하여 소음신호에 대한 오디오신호의 음량보상처리가 행해지도록 함으로써, 외부의 소음신호에 대한 오디오신호의 레벨 가감보상이 최적으로 수행될 수 있게 된다. 따라서, 시청자 또는 청취자는 오디오신호의 음량제어에 대한 부담없이 오디오신호의 레벨이 자동적으로 조정되는 상태에서 오디오신호의 감상이 가능하게 된다.

Claims (2)

1. 마이크로폰(28)에서 검출된 상기 오디오신호를 포함하는 소음신호성분에 적응적으로 음성처리부(24)에 대해 미리 설정된 오디오신호의 음량을 보상처리하여 음성출력부(26)에서 소정의 증폭율로 증폭되어 출력되도록 하는 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치에 있어서,

   상기 오디오신호를 소정시간동안 지연시키는 지연부(34)와,

   상기 지연된 오디오신호를 샘플링클럭신호에 의해 디지탈샘플링하는 제 1샘플링부(35),

   상기 검출된 소음신호성분을 상기 증폭율로 제산하여 DC클램핑처리하는 레벨정합부(37),

   상기 DC클램핑된 소음신호성분을 상기 샘플링클럭신호에 의해 디지탈샘플링하는 제 2샘플링부(38),

   상기 제 1 및 제 2샘플링부(35,38)의 디지탈샘플링값으로부터 차이량을 검출하는 소음레벨검출부(40),

   상기 차이량을 소정의 기간 동안 누산처리하는 누산기(42),

   그 누산된 차이량에 의해 상기 오디오신호에 대한 음량보상데이터를 생성하여 제어부(12)에 의해 상기 음성처리부(24)로 인가해서 소음적응형태로 오디오신호의 레벨이 보상되도록 하는 음량보상처리부(46)를 포함해서 구성된 것을 특징으로 하는 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 소음레벨검출부(40)는 상기 제 1 및 제 2샘플링부(30,38)의 디지탈샘플링값을 상호 비교하는 비교기(40a)와, 그 비교기(40a)의 비교결과로부터 상기 오디오신호와 상기 소음신호의 차이량을 검출하는 차이량검출부(40b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 소음적응형 오디오레벨 자동제어장치.