KR20050019542A - 오디오 출력레벨 자동 보정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오디오 볼륨 조절에 관한 것으로, 특히 인코딩 레벨이 다른 오디오 소스들의 출력레벨을 자동 보정하는 시스템에 관한 것으로, 본 발명은:

PCM 오디오 데이터를 패킷화하여 전송하되, 상기 PCM 오디오 데이터를 일정 주기마다 샘플링하여 얻어진 오디오 데이터 출력레벨들의 평균값을 계산하여 상기 패킷에 부가하여 전송하는 서버와; 상기 서버로부터 전송되는 패킷에서 상기 출력레벨들의 평균값을 추출하고, 그 추출된 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값을 스케일 업/다운 조정하여 출력 볼륨 조정하는 단말기;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

오디오 출력레벨 자동 보정 시스템{SYSTEM FOR CALIBRATION AN AUDIO OUTPUT}

본 발명은 오디오 볼륨 조절에 관한 것으로, 특히 인코딩 레벨이 다른 오디오 소스들의 출력레벨을 자동 보정하는 시스템에 관한 것이다.

컴퓨터 사용자는 자신의 취향에 맞는 다양한 오디오 컨텐츠 파일(MP3, WAV 등), 비디오 컨텐츠 파일(Divx, AVI, MPEG, WMV 등)들을 다운받아 이용하고 있다. 이러한 오디오 파일 혹은 비디오 파일들 재생하는 경우 재생 소스(source)에 따라서 오디오 출력레벨은 가변적이다. 왜냐하면 소스 파일들의 인코딩 레벨이 서로 다르기 때문인데, 이와 같이 인코딩 레벨이 서로 다른 소스를 출력하는 경우에는 출력볼륨이 고정되어 있다 하더라도 출력음에 차이가 발생하여 사용자가 볼륨레벨을 재조정해야 하는 불편함이 있다.

이를 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 우선 도 1은 컴퓨터와 같은 일반적인 오디오 재생장치에서 수행되는 오디오 출력절차를 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다.

도 1에서 보조기억장치 등에 저장되는 소스 오디오 데이터는 사용자에 의해 선택 재생(100)된다. 이와 같이 재생된 오디오 데이터는 오디오 프로세서(102)에서 신호처리되어 PCM 데이터로 변환된다. 변환된 PCM 데이터는 각 소스의 인코딩 레벨에 따라 1KHz/0dB 혹은 1KHz/-20dB 혹은 1KHz/-60dB의 레벨(104)로 출력되어 음향출력장치로 입력되는 것으로 가정하자.

만약 사용자에 의해 출력 볼륨레벨이 9단계 레벨로 고정(106)되어 있다고 가정하면, 1KHz/0dB의 레벨을 갖는 오디오 소스는 상대적으로 큰 출력음을 가지지만 1KHz/-20dB의 레벨을 갖는 오디오 소스는 그 보다 작은 출력음을 갖게 된다. 또한 1KHz/-60dB의 레벨을 갖는 오디오 소스는 1KHz/-20dB의 레벨을 갖는 오디오 소스 보다 훨씬 작은 출력음을 갖게 된다.

따라서 출력 볼륨레벨이 임의의 레벨로 고정된 상태에서 예시한 바와 같은 세 가지의 소스들을 재생한다면 재생 소스에 따라서 출력음이 가변될 수 있기 때문에, 사용자는 자신의 취향에 맞게 볼륨레벨을 재조정해야 하는 불편함을 감수해야 한다.

따라서 본 발명의 목적은 인코딩 레벨이 다른 오디오 소스들의 출력레벨을 사용자 설정값으로 자동 보정할 수 있는 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 출력레벨 자동 보정 시스템은,

PCM 오디오 데이터를 패킷화하여 전송하되, 상기 PCM 오디오 데이터를 일정 주기마다 샘플링하여 얻어진 오디오 데이터 출력레벨들의 평균값을 계산하여 상기 패킷에 부가하여 전송하는 서버와;

상기 서버로부터 전송되는 패킷에서 상기 출력레벨들의 평균값을 추출하고, 그 추출된 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값을 스케일 업/다운 조정하여 출력 볼륨 조정하는 단말기;를 포함함을 특징으로 하며,

상기 서버는,

소스 오디오 데이터를 디코딩하여 PCM 데이터로 변환하는 오디오 데이터 변환부와;

변환된 PCM 데이터를 일정 주기로 샘플링하여 얻어지는 출력레벨들의 평균값을 계산하는 출력레벨 평균값 계산부와;

상기 PCM 데이터를 인코딩하여 패킷화하며 상기 계산된 평균값을 패킷 스트림 헤더에 부가하여 패킷 스트림 생성하는 패킷 스트림 생성부와;

생성된 패킷 스트림을 유/무선 방식중 하나의 방식으로 전송하는 패킷 전송부;를 포함함을 특징으로 한다.

더 나아가 본 발명의 실시예에 따른 단말기는,

상기 전송 패킷을 수신하기 위한 패킷 수신부와;

상기 패킷 수신부로부터 출력되는 패킷에서 상기 출력레벨들의 평균값을 추출하여 저장하는 평균값 추출부와;

그 추출된 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값을 최대치에 대한 비율로서 스케일 업/다운 조절하는 볼륨 조절부와;

상기 볼륨 조절부의 스케일 업/다운 조정명령에 따라 오디오 신호의 출력볼륨 레벨을 가변시키는 오디오 신호 처리부;를 포함함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 특징에 따르면, 인코딩 레벨이 다른 오디오 소스들이 서버에서 재생되어 단말기로 전송되더라도, 단말기측에서는 함께 전송되는 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값을 자동으로 스케일 업/다운 조정하기 때문에, 재생 소스의 인코딩 레벨에 상관없이 일정한 출력음으로 오디오 정보를 청취할 수 있게 되는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 예를 들면 본 발명의 실시예에 따른 단말기(300)는 컴퓨터 시스템으로부터 무선 전송되는 패킷을 A/V 출력장치로 인터페이스하거나 컴퓨터를 원격조정하기 위한 신호를 수신하여 이를 컴퓨터로 전송하는 무선 신호 원격 중계기의 하나이다. 이러한 무선 신호 원격 중계기는 본원 출원인에 의해 2001년도에 대한민국 특허청에 선출원되어 이미 공지된 기술이므로 그에 대한 상세 구성과 동작에 대한 부연 설명은 생략하기로 한다.

우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 출력레벨 자동 보정 시스템의 구성을 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 출력레벨 자동 보정과정을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 오디오 출력레벨 자동 보정 시스템은 크게 송신측 서버(200)와 수신측 단말기(300)로 구분할 수 있다. 이러한 송신측 서버(200)로서 방송사 서버와 퍼스널 컴퓨터를 대표적인 예로 들 수 있으며, 상기 수신측 단말기(300)로서는 수용가의 A/V 출력장치(TV수상기) 혹은 A/V 출력장치에 A/V소스를 인터페이스할 수 있는 단말기를 그 예로 들 수 있다. 중요한 것은 본 발명의 시스템을 구성하는 송신측 서버(200)와 수신측 단말기(300)가 다음과 같이 대별되는 동작을 수행하여야 한다는 것이다.

우선 송신측 서버(200)는 PCM 오디오 데이터를 패킷화하여 전송하되, 상기 PCM 오디오 데이터를 일정 주기마다 샘플링하여 얻어진 오디오 데이터 출력레벨들의 평균값을 계산하여 상기 패킷에 부가하여 전송하는 역할을 기본적으로 수행하여야 하며,

수신측 단말기(300)는 상기 서버로부터 전송되는 패킷에서 상기 출력레벨들의 평균값을 추출하고, 그 추출된 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값을 최대치에 대한 비율로서 스케일 업/다운 조정하거나, 상기 서버(200)로부터 전송되는 패킷을 신호 처리하여 A/V 출력장치로 인터페이스하여 주되, 상기 A/V 출력장치로 인터페이스되는 오디오 신호의 출력레벨을 상기 패킷에서 추출된 평균값에 따라 스케일 업/다운 조정하여 출력하여야 한다는 것이다.

이러한 송신측 서버(200)와 수신측 단말기(300)의 구성을 보다 구체적으로 설명하면, 송신측 서버(200)는 PCM 오디오 데이터를 패킷화하여 전송하되, 상기 PCM 오디오 데이터를 일정 주기마다 샘플링하여 얻어진 오디오 데이터 출력레벨들의 평균값을 계산하여 상기 패킷에 부가하여 전송하는 역할을 기본적으로 수행한다.

이를 위해 송신측 서버(200)는 오디오 데이터 변환부(210), 출력레벨 평균값 계산부(220), 패킷 스트림 생성부(230) 및 패킷 전송부(240)를 포함한다.

오디오 데이터 변환부(210)는 하드 디스크 드라이브와 같은 보조기억장치에서 재생된 오디오 소스를 디코딩하여 PCM 데이터로 변환하는 역할을 수행한다. 이러한 오디오 데이터 변환부는 일반 오디오 프로세서로 대체 가능하다.

오디오 출력레벨 자동 보정 처리모듈의 하나인 출력레벨 평균값 계산부(220)는 상기 오디오 데이터 변환부(210)에서 변환된 PCM 데이터를 일정 주기로 샘플링하여 얻어지는 출력레벨들의 평균값을 계산하는 역할을 수행한다.

48KHz 샘플링 오디오 소스를 가정하여 상기 평균값 계산을 보다 구체적으로 설명하면, 우선 시간축에 따라 변하는 PCM 오디오 데이터는 초당 48,000개의 샘플링 데이터를 가지며 각기 하나의 샘플링 데이터는 세로축의 24비트 범위내의 값(0∼8388608)중 어느 하나의 값을 가지게 된다.

만약 48KHz 샘플링 소스가 60분 분량이라면 48000×60(초)×60(분)= 127,800,000개의 데이터를 비교해야 하므로 처리부하가 부담이 될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 전체 데이터 구간에서 초당 10개 정도의 샘플링 데이터만을 추출하는 방식으로 추출된 전 데이터들의 평균값을 계산한다. 이러한 경우 36,000(10×60(초)×60(분))개의 데이터만 처리해 주면 되기 때문에 부하 처리부담은 경감될 수 있다.

즉, 출력레벨 평균값 계산부(220)는 전체 구간의 PCM 데이터를 일정 주기로 샘플링하여 얻어지는 출력레벨들의 평균값을 계산하여 출력하는데, 이때의 평균값은 PCM 오디오 데이터의 최대치에 대한 비율값으로 표현될 수 있다. 하기 표 1은 샘플링된 데이터들의 평균값들을 단계별로 구분하여 놓은 것으로 송신측에서는 단순히 평균값으로서 단계(step)값을 출력하여 줄 수도 있다.

STEP	평균값(PCM)	출력볼륨 레벨
1	0∼588607	14
2	588608∼1188607	13
3	1188608∼1788607	12
4	1788608∼2388607	11
5	2388608∼2988607	10
6	2988608∼3588607	9
7	3588608∼4188607	8
8	4188608∼4788607	7
9	4788608∼5388607	6
10	5388608∼5988607	5
11	5988608∼6588607	4
12	6588608∼7188607	3
13	7188608∼7788607	2
14	7788608∼8388608	1

오디오 출력레벨 자동 보정 처리모듈의 하나인 패킷 스트림 생성부(230)는 상기 PCM 오디오 데이터를 엠펙 시스템 포맷에 맞게 인코딩하여 패킷화하고, 상기 출력레벨 평균값 계산부(220)에서 계산된 평균값을 패킷 스트림 헤더에 부가하는 역할을 수행한다. 이러한 패킷 스트림 생성부(230)는 비디오 프로세서에서 처리된 비디오 데이터(VD)를 입력받아 엠펙 시스템 포맷에 맞게 인코딩하여 패킷 스트림을 생성할 수도 있다. 상기 패킷 스트림 생성부(230)에 의해 생성된 패킷 스트림의 헤더에는 도시된 바와 같이 평균값이 위치하며, 그 후위에는 두 개의 비디오 패킷(VP), 하나의 오디오 패킷(AP)이 순차적으로 위치한다.

패킷 전송부(240)는 패킷 스트림 생성부(230)에서 생성된 패킷 스트림을 유/무선 방식중 하나의 방식으로 전송하는 역할을 수행한다. 이러한 패킷 전송부(240)는 WLAN, 이더넷 통신을 위한 네트워크 접속부로 구현 가능하다.

상술한 송신측 서버(200)의 동작을 도 3을 참조하여 상세히 설명하면,

우선 송신측 서버(200)에서는 하드 디스크 드라이브와 같은 보조기억장치에 저장된 소스 오디오 데이터가 사용자 선택에 의해 재생(350단계)된다. 상기 소스 오디오 데이터는 오디오 컨텐츠 파일(MP3, WAV 등)에 해당한다. 이러한 오디오 컨텐츠 파일의 재생은 서버 시스템의 제어부에 의해 이루어질 수 있다. 상기 350단계에서 재생되는 소스 오디오 데이터는 이후 오디오 프로세서로 구현 가능한 오디오 데이터 변환부(210)에서 PCM 데이터로 변환 출력(355단계)된다.

그리고 변환된 PCM 데이터는 패킷 스트림 생성부(230)에서 엠펙 시스템 포맷에 맞게 인코딩되어 패킷화되는 한편, 출력레벨 평균값 계산부(220)에서는 PCM 오디오 데이터를 일정 주기마다 샘플링하여 얻어진 오디오 데이터 출력레벨들의 평균값을 계산(360단계)하여 출력한다. 따라서 패킷 스트림 생성부(230)는 출력레벨 평균값 계산부(220)에서 출력되는 평균값을 패킷 스트림 헤더에 부가하여 출력함으로서, 후단의 패킷 전송부(240)는 평균값 부가된 패킷 스트림을 무선 전송(365단계)할 수 있게 되는 것이다.

이하 상술한 송신측 서버(200)에서 무선 전송된 패킷 스트림을 수신받아 처리하는 단말기(300)의 구성을 설명하기로 한다.

우선 본 발명의 실시예에 따른 시스템을 구성하는 단말기(300)는 상기 서버(200)로부터 전송되는 패킷을 신호 처리하여 TV 수상기와 같은 A/V 출력장치로 인터페이스하여 주되, 상기 A/V 출력장치로 인터페이스되는 오디오 신호의 출력 볼륨 레벨을 상기 패킷에서 추출된 평균값에 따라 스케일 업/다운 조정하여 출력하는 제어부를 포함한다.

도 2를 참조하면, 우선 패킷 수신부(310)는 상기 송신측 서버(200)로부터 전송되는 패킷을 수신하는 역할을 수행한다. 이러한 패킷 수신부(310) 역시 송신측 서버(200)의 패킷 전송부(240)의 구현 방식에 따라 WLAN 혹은 유선 방식의 네트워크 접속부로 구현 가능하다.

한편 평균값 추출부(320)는 상기 패킷 수신부(310)로부터 출력되는 패킷에서 PCM 오디오 데이터 출력레벨들의 평균값 정보를 추출하여 저장하는 역할을 수행하며, 볼륨 조절부(330)는 상기 추출된 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값을 최대치에 대한 비율로서 스케일 업/다운 조절하는 역할을 수행한다. 이러한 평균값 추출부(320)와 볼륨 조절부(330)는 하나의 제어부로 구현 가능하다.

오디오 신호 처리부(340)는 상기 볼륨 조절부(330)의 스케일 업/다운 조정명령에 따라 신호 처리된 오디오 신호의 출력 볼륨레벨을 가변시키는 역할을 수행하는데, 출력레벨 가변된 오디오 신호는 오디오 출력단자를 통해 접속된 A/V 출력장치로 입력된다.

상술한 단말기(300)의 동작을 도 3을 참조하여 부연 설명하면,

우선 단말기(300)의 평균값 추출부(320)는 패킷 수신부(310)를 통해 수신되는 패킷 스트림의 헤더에서 평균값을 추출하여 이를 내부 메모리에 저장(370단계)한다. 그리고 평균값 추출부(320)는 추출된 평균값을 볼륨 조절부(330)로 전송함으로서, 볼륨 조절부(330)는 상기 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값을 최대치에 대한 비율로서 스케일 업/다운 조절(375단계)함에 따라, 오디오 신호 처리부(340)는 신호 처리된 오디오 신호의 출력 볼륨레벨을 가변하여 출력한다.

예를 들어 출력 가능한 볼륨의 최대치가 14레벨이고 사용자가 설정한 출력 볼륨값이 7이라고 하면, 현재 설정된 출력 볼륨의 비율은 최대치의 50이다. 만약 송신측 서버(200)로부터 전송된 A음악의 평균값이 50이라면, 볼륨 조절부(330)는 스케일팩터를 1로 설정하여 볼륨 조정함으로서 사용자는 자신이 설정한 레벨(50)로 A음악을 청취할 수 있게 되는 것이며, 만약 전송되는 B음악의 평균값이 20이라면 볼륨 조절부(330)는 스케일팩터를 2.5로 가변하여 볼륨 조정함으로서 사용자는 자신이 설정한 레벨(50)로 B음악을 청취할 수 있게 되는 것이다.

따라서 사용자는 오디오 소스의 출력레벨에 상관 없이 자신이 설정한 볼륨레벨로 음악을 청취할 수 있게 되는 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 출력레벨 자동 보정에 의한 결과를 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다.

도 4를 참조해 보면, 송신측 서버(200)에서 소스 오디오 데이터의 선택 재생이 이루어지면(400), 재생된 오디오 데이터는 오디오 프로세서(402)에서 PCM 데이터로 변환된다. 이때 변환된 PCM 데이터는 인코딩 레벨에 따라 1KHz/0dB, 1KHz/-20dB, 1KHz/-60dB와 같이 서로 다른 출력레벨을 가질 수 있다. 이와 같이 서로 다른 출력레벨을 가지는 오디오 데이터가 본 발명의 시스템에 따라 패킷화되어 단말기(300)측으로 전송되면, 단말기(300)측에서는 패킷 스트림 헤더에 부가된 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨의 레벨을 7단계(406), 9단계(408), 13단계(410)와 같이 가변 조정함으로서, 사용자는 동일한 레벨의 출력음을 청취할 수 있게 되는 것이다.

이상에서는 송신측 서버(200), 상기 송신측 서버(200)에서 전송되는 패킷을 A/V 출력장치로 인터페이스하는 단말기(300)를 가정하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 이를 방송 시스템에 동일하게 적용할 수도 있다.

즉, 방송사 서버에서는 채널별 프로그램에 대해 PCM 오디오 데이터의 출력레벨 평균값을 방송 스트림 헤더에 부가하여 전송하면, 수신측 수상기에서는 방송 스트림 헤더에 부가된 평균값을 추출하여 신호처리된 오디오 데이터의 출력 볼륨 레벨을 상기 추출된 평균값에 맞춰 스케일 업/다운 조정함으로서 자동적으로 볼륨 조정할 수도 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 인코딩 레벨이 다른 오디오 소스들이 서버에서 재생되어 단말기로 전송되더라도, 단말기측에서는 함께 전송되는 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값으로 전송된 오디오 데이터의 출력 볼륨을 자동으로 스케일 업/다운 조정하기 때문에, 사용자 입장에서 보면 오디오 소스에 따라 볼륨을 재조절해야 하는 불편함을 덜 수 있는 효과를 가지게 된다.

도 1은 일반적인 오디오 출력절차를 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 출력레벨 자동 보정 시스템 구성도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 출력레벨 자동 보정과정을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 출력레벨 자동 보정에 의한 결과를 설명하기 위한 도면.

Claims (3)

1. 오디오 출력레벨 자동 보정 시스템에 있어서,

   PCM 오디오 데이터를 패킷화하여 전송하되, 상기 PCM 오디오 데이터를 일정 주기마다 샘플링하여 얻어진 오디오 데이터 출력레벨들의 평균값을 계산하여 상기 패킷에 부가하여 전송하는 서버와;

   상기 서버로부터 전송되는 패킷에서 상기 출력레벨들의 평균값을 추출하고, 그 추출된 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값을 스케일 업/다운 조정하여 출력 볼륨 조정하는 단말기;를 포함함을 특징으로 하는 오디오 출력레벨 자동 보정 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 서버는,

   소스 오디오 데이터를 디코딩하여 PCM 데이터로 변환하는 오디오 데이터 변환부와;

   변환된 PCM 데이터를 일정 주기로 샘플링하여 얻어지는 출력레벨들의 평균값을 계산하는 출력레벨 평균값 계산부와;

   상기 PCM 데이터를 인코딩하여 패킷화하며 상기 계산된 평균값을 패킷 스트림 헤더에 부가하여 패킷 스트림 생성하는 패킷 스트림 생성부와;

   생성된 패킷 스트림을 유/무선 방식중 하나의 방식으로 전송하는 패킷 전송부;를 포함함을 특징으로 하는 오디오 출력레벨 자동 보정 시스템.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 단말기는,

   상기 전송 패킷을 수신하기 위한 패킷 수신부와;

   상기 패킷 수신부로부터 출력되는 패킷에서 상기 출력레벨들의 평균값을 추출하여 저장하는 평균값 추출부와;

   그 추출된 평균값에 따라 사용자가 설정한 출력 볼륨값을 최대치에 대한 비율로서 스케일 업/다운 조절하는 볼륨 조절부와;

   상기 볼륨 조절부의 스케일 업/다운 조정명령에 따라 오디오 신호의 출력볼륨 레벨을 가변시키는 오디오 신호 처리부;를 포함함을 특징으로 하는 오디오 출력레벨 자동 보정 시스템.