KR20050023526A - 청각 특성을 고려한 사운드 재생 장치 및 그를 적용한텔레비전시스템 - Google Patents

Abstract

연령대별 청각 기능의 특성에 맞게 사운드를 재생하는 사운드 재생 장치 및 그를 적용한 텔레비전 시스템이 개시되어 있다. 청각 특성에 따라 특정 주파수대별 증폭도를 다르게 설정한 복수개의 이퀄라이져 커브를 선택하는 마이크로콘트롤러부; 복수개의 이퀄라이져 커브 각각에 해당하는 특정 주파수대별 증폭도를 설정하고 상기 마이크로콘트롤러부에서 이퀄라이져 커브를 선택할 때마다 입력되는 오디오를 그에 해당하는 주파수 대역별 증폭도로 증폭하는 이퀄라이져 신호 처리부, 상기 이퀄라이져 신호 처리부에서 처리된 오디오 신호의 레벨을 미리 설정된 볼륨 제어 데이터에 따라 조절하는 볼륨조절부를 포함한다.

Description

청각 특성을 고려한 사운드 재생 장치 및 그를 적용한 텔레비전 시스템{Sound reproducing apparatus based on auditory characteristic and television system thereof}

본 발명은 텔레비전의 사운드 재생 시스템에 관한 것이며, 특히 연령대별 청각 기능의 특성에 맞게 사운드를 재생하는 사운드 재생 장치 및 그를 적용한 텔레비전 시스템에 관한 것이다.

종래의 텔레비전 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 리모콘부(110), 튜너(120), 신호분리부(140), 마이크로콘트롤러(130), 볼륨 조절부(150),스피커(160)로 구성된다.

도 1을 참조하면, 튜너(120)는 안테나(122)를 통해서 수신되는 방송 신호를 선국한다

신호분리부(140)는 튜너(120)로부터 선국된 방송 신호로부터 오디오 신호 및 비디오 신호를 분리한다.

마이크로콘트롤러(130)는 리모콘(110)으로부터 수신되는 볼륨조절 신호에 따라 그에 대응하는 볼륨 조절 데이터를 발생한다.

볼륨 조절부(150)는 마이크로콘트롤러(130)로부터 입력되는 볼륨조절 데이터에 따라 신호분리부(140)에서 분리된 오디오 신호의 볼륨을 조절한다.

스피커(160)는 볼륨 조절부(150)에서 조절된 오디오 신호를 재생한다.

도 1과 같은 종래 텔레비전 장치는 튜너(120)를 통해 출력되는 오디오 신호를 시청자가 누구인가에 따른 특별한 신호의 개선없이 그대로 볼륨 조절부(150)로 되며, 볼륨조절부(150)에서 사용자가 원하는 볼륨만 조절가능 하도록 되어있다. 그리고 볼륨 조절부(150)에서 나오는 오디오 신호는 바로 스피커(160)로 연결된다.

따라서 종래의 텔레비전 장치는 시청자가 누구인가(일반인, 노인)에 상관없이 항상 일정한 사운드 시스템을 제공하고있다. 그런데 노인의 경우 청각기능이 노화되어 고주파 부분을 잘 듣지 못하고 저음의 소리는 웅웅거리는 현상이 일어나게 되어 뉴스나 토크쇼같은 프로그램을 볼때 TV에서 전달하는 내용을 잘 인식하기 힘들게 되어 별수 없이 볼륨을 높이게 된다. 그러나 볼륨만 높이면 고주파 성분의 소리는 좀더 잘 들리지는 모르지만 중간 주파수대역의 소리는 너무 커지게 되고 저역의 소리는 여전히 웅웅거리게 들리기 때문에 노인들에게는 그다지 깨끗하게 들리지 못한다. 그리고 가정 내에서 텔레비젼의 사운드 볼륨을 너무 크게 하면 텔레비전을 시청하지 않는 다른 사람에게 많은 피해를 줄 수도 있는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 주파수의 음압이 현격히 떨어지는 노인들을 위하여 고주파영역의 소리를 증폭하는 기능을 가지는 필터를 사용하여 히어링 손실 효과를 보상해주고, 또한 시청자의 청각 노화상태에 따라서 연령대별로 각각 다른 증폭특성을 가지는 필터를 이용하여 시청자 모드 선택에 따라 오디오 신호를 재생하는 사운드 재생 장치 및 그를 적용한 텔레비전 시스템을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 사운드 재생 장치에 있어서,

청각 특성에 따라 특정 주파수대별 증폭도를 다르게 설정한 복수개의 이퀄라이져 커브를 선택하는 마이크로콘트롤러부;

복수개의 이퀄라이져 커브 각각에 해당하는 특정 주파수대별 증폭도를 설정하고 상기 마이크로콘트롤러부에서 이퀄라이져 커브를 선택할 때마다 입력되는 오디오를 그에 해당하는 주파수 대역별 증폭도로 증폭하는 이퀄라이져 신호 처리부;

상기 이퀄라이져 신호 처리부에서 처리된 오디오 신호의 레벨을 미리 설정된 볼륨 제어 데이터에 따라 조절하는 볼륨조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 텔레비전 시스템에 있어서,

수신되는 방송 신호를 선국하는 튜너부;

상기 튜너로부터 선국된 방송 신호로부터 오디오 신호 및 비디오 신호를 분리하는 신호 분리부;

특정 주파수대별 증폭도를 다르게 설정한 복수개의 이퀄라이져 커브를 선택하는 마이크로콘트롤러;

복수개의 이퀄라이져 커브 각각에 해당하는 특정 주파수대별 증폭도를 설정하고, 상기 마이크로콘트롤러에서 입력되는 이퀄라이져 커브 선택에 따라 신호 분리부에서 분리된 오디오 신호에 그 선택된 이퀄라이져 커브에 해당하는 주파수대별 증폭도로 증폭하는 사운드 제어부;

볼륨조절 데이터에 따라 사운드 제어부에서 출??되는 오디오 신호의 볼륨을 조절하는 볼륨제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 노인과 일반인의 청각 기능의 차이점을 설명한다.

등감곡선(Equal Loudness Curve)은 동일한 크기로 들리는 순음의 주파수와 음압 레벨과의 관계를 구한 커브이다. 도 2는 참고문헌(Room acuostics, Heinrich Kuttruff, Spon press, 2000)에 개시되어 있는 일반인에 대해 측정한 등감곡선이다. 도 2를 보면, 1kHz의 순음을 기준음으로 하여, 비교할 주파수의 순음을 자유 음장에서 양쪽 귀에 1초 동안 번갈아 듣게 하면서 기준 음과 동일한 크기로 들리는 음압 레벨을 구한 것이다. 도 2에서 보는 바와 같이 100dB-SPL 정도의 음앞을 가지는 소리의 경우 일반인들은 100Hz 이하의 저음과 중간 주파수 대역의 소리, 그리고 4kHz이상의 고음에서 각각 소리의 감도차가 크게 나지는 않다고 판단할 수 있다

도 3은 이 등감 곡선을 연령대별로 각각 따로 측정하여 표로 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이 저주파수의 소리와 고주파수의 소리가 0~50세까지는 어느 정도 비슷한 음압레벨로 인식되지만, 50~60세부터는 4kHz이상의 소리에 대해서는 인식되는 음압레벨(hearing level)이 점점 작게 느껴지기 시작하고, 60대 이상에서부터는 음압 레벨의 차이가 현격하게 나타나는 것을 알 수 있다. 그리고 80~90세까지는 고주파의 음압 레벨이 떨어지지만 중간대역 주파수(0.5 ~ 4 kHz)의 소리는 어는 정도 비슷한 수준의 음압 레벨을 가지며, 90세 이상에서부터는 중간대역 주파수에서도 음압 레벨이 떨어진다고 판단할 수 있다.

도 4는 도 2 및 도 3의 등감 곡선도를 근거하여 본 발명에 따른 노인의 청각특성을 고려한 사운드시스템에 사용되는 필터 특성도이다.

도 4를 참조하면, 도 2 및 도 3의 등감 곡선도와 같은 노인의 청각특성을 고려하여 주파수대별 오디오 증폭도를 다르게 설정한다. 특히, 오디오 신호의 증폭도는 4KHz -12KHz 대역에서 각각 다른 이퀄라이져 커브들(EQ curve A, EQ curve B....,EQ curve N)으로 설정된다. 그리고 노인들의 이명 현상을 제거하기 위하여 100Hz이하 및 12KHz이상의 신호를 제거하도록 되어있는데, 이는 실제로 노인의 청각 특성상 12KHz이상의 고주파 신호는 거의 들을 수 없는 것으로 알려져 있기 때문이다. 사용자 노인은 이퀄라이져 커브 A, B, C, ....N중에서 연령과 기타 청각기관의 노화상태 등을 고려하여 자신의 청각특성에 맞는 커브를 선택할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 실버용 텔레비젼 시스템의 블록도이다.

도 5를 참조하면, 튜너(620)는 선국 제어 데이터에 따라 안테나(612)를 통해서 수신되는 방송 신호를 선국한다

신호 분리부(640)는 튜너(620)로부터 선국된 방송 신호로부터 오디오 신호 및 비디오 신호를 분리한다.

마이크로콘트롤러(630)는 리모콘(610)으로부터 수신되는 볼륨조절 신호에 따라 그에 대응하는 볼륨 조절 데이터를 발생하고, 리모콘(610)으로부터 노인모드선택신호를 수신할 경우 그에 따라 수신되는 EQ 커브 선택 신호에 대응하는 이퀄라이져 커브 선택(A, B, C, ....N) 데이터를 발생한다. 이때 이퀄라이져 커브들(A, B, C, ....N)은 도 4에 도시된 바와 같이 노인의 연령대별 청각 특성에 맞게 주파수대 별로 증폭도를 다르게 하여 대응시킨 것이다. 그리고 EQ 커브의 개수(N)는 신호처리기의 용량이나 성능등을 고려하여 유동적으로 설정된다.

사운드 제어부(670)는 마이크로콘트롤러(630)에서 입력되는 이퀄라이져 커브 선택 데이터(A, B, C, ....N)에 따라 신호 분리부(640)에서 분리된 오디오 신호에 그 선택된 이퀄라이져 커브에 해당하는 필터 특성을 적용한다. 즉, 사운드 제어부(670)는 이퀄라이져 커브 선택 데이터(A, B, C, ....N)에 따라 도 4에 도시된 바와 같은 입력되는 오디오 신호를 특정 주파수대별 증폭도를 다르게 한다.

볼륨 조절부(650)는 마이크로콘트롤러(130)로부터 입력되는 볼륨조절 데이터에 따라 사운드 제어부(670)에서 출??되는 오디오 신호의 볼륨을 조절한다.

스피커(616)는 볼륨 조절부(650)에서 조절된 오디오 신호를 재생한다.

리모콘부(510)는 일반인/노인모드선택신호 키이, EQ 커브 선택 키이, 볼륨 조절키이를 구비하여 일반인/노인모드 선택 및 EQ 커브 선택 및 볼륨 조절 선택 신호를 출력한다.

도 6은 도 5의 사운드 제어부의 상세도이다.

도 6을 참조하면, 모드 선택부(610)는 마이크로콘트롤러부(530)에서 일반인/노인 모드 선택신호에 따라 입력되는 오디오 신호 경로를 선택한다. 이때 마이크로콘트롤러부(530)는 일반인 모드이면 입력 오디오 신호를 볼륨조절부(550)로 바이패스시키도록 스위치(SW)를 제어하고, 노인 모드이면 EQ 신호 처리된 오디오 신호를 볼륨조절부(550)로 출력하도록 스위치(SW)를 제어한다.

ADC부(620)는 모드 선택부(610)에서 입력되는 입력 오디오 신호가 아날로그 신호일 경우 디지털 신호로 변환시킨다.

EQ신호 처리부(630)는 복수개의 이퀄라이져 커브(A, B, ....N) 각각에 해당하는 주파수대별 증폭도를 다르게 복수개의 필터들을 포함하며, ADC부(620)에서 출력되는 디지털 오디오 신호를 선택된 이퀄라이져 커브에 해당하는 주파수 대역별 증폭도로 증폭한다. 예컨대, 사용자가 노인 모드의 EQ 커브A를 선택하면 ADC부(620)에서 출력되는 디지털 오디오 신호는 도 4의 EQ 커브A와 같은 필터 특성에 맞게 증폭된다. 여기서 EQ신호 처리부(630)는 ADC(620)로부터 출력되는 디지털 오디오 신호를 소정의 디지털 필터링 알고리듬을 이용하여 도 4의 필터 특성에 도시된 EQ 커브들을 설정해놓는다.

DAC부(640)는 EQ신호 처리부(630)에서 출력되는 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 출력한다.

스위치부(SW)는 마이크로콘트롤러부(530)의 일반인/노인 모드 선택신호에 따라 모드 선택부(610)에서 출력되는 오디오 신호 및 DAC부(640)에서 출력되는 오디오 신호를 선택한다.

다른 실시예로, 메모리의 별도 영역에다 고주파 성분이 많은 샘플 음성 데이터(한국어:'크', '츠', '트', '스', 영어: 't', 's', 'k'등의 성분이 많은 음성 신호)를 저장하고 있다가 노인 모드를 선택하는 순간 마이크로콘트롤러부(530)가 EQ 커브를 적당한 시간차를 두고 A, B, ...N 형태로 전환시키고 각각의 EQ 커브마다 이 샘플 음성 신호를 들려주면서 해당 노인이 가장 잘들리는 EQ 커브를 선택할 수 있도록 한다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 사람의 청각 기능의 특성에 맞는 사운드를 재생함으로써 특히 노인들도 텔레비전 프로그램을 훨씬 더 깨끗한 소리로 들을 수 있으며, 또한 노인들은 텔레비전의 소리가 잘 들리지 않는다고 볼륨을 과도하게 높이지 않아도 되고 따라서 다른 사람들도 과도하게 큰 텔레비젼 소리로 인한 불편함을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 텔레비전 시스템을 보이는 블록도이다.

도 2는 순음의 주파수와 음압 레벨과의 관계를 구한 등감곡선도이다.

도 3은 연령대별로 측정된 등감 곡선도이다.

도 4는 본 발명에 따른 노인의 청각특성을 고려한 사운드시스템에 사용되는 필터 특성도이다.

Claims (6)

1. 사운드 재생 장치에 있어서,

   청각 특성에 따라 특정 주파수대별 증폭도를 다르게 설정한 복수개의 이퀄라이져 커브를 선택하는 마이크로콘트롤러부;

   복수개의 이퀄라이져 커브 각각에 해당하는 특정 주파수대별 증폭도를 설정하고 상기 마이크로콘트롤러부에서 이퀄라이져 커브를 선택할 때마다 입력되는 오디오를 그에 해당하는 주파수 대역별 증폭도로 증폭하는 이퀄라이져 신호 처리부;

   상기 이퀄라이져 신호 처리부에서 처리된 오디오 신호의 레벨을 미리 설정된 볼륨 제어 데이터에 따라 조절하는 볼륨조절부를 포함하는 사운드 재생 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연령대별 사운드 모드를 선택하는 모드 선택부를 더 포함하는 특징으로 하는 사운드 재생 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 특정 주파수대는 4KHz - 12KHz임을 특징으로 하는 사운드 재생 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 이퀄라이져 신호 처리부는 주파수대별로 증폭도를 다르게 필터링하는 복수개의 필터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 이퀄라이져 신호 처리부는 100Hz이하 및 12KHz이상의 주파수 성분을 차단하는 것임을 특징으로 하는 사운드 재생 장치.
6. 텔레비전 시스템에 있어서,

   수신되는 방송 신호를 선국하는 튜너부;

   상기 튜너로부터 선국된 방송 신호로부터 오디오 신호 및 비디오 신호를 분리하는 신호 분리부;

   특정 주파수대별 증폭도를 다르게 설정한 복수개의 이퀄라이져 커브를 선택하는 마이크로콘트롤러;

   복수개의 이퀄라이져 커브 각각에 해당하는 특정 주파수대별 증폭도를 설정하고, 상기 마이크로콘트롤러에서 입력되는 이퀄라이져 커브 선택에 따라 신호 분리부에서 분리된 오디오 신호에 그 선택된 이퀄라이져 커브에 해당하는 주파수대별 증폭도로 증폭하는 사운드 제어부;

   볼륨조절 데이터에 따라 사운드 제어부에서 출??되는 오디오 신호의 볼륨을 조절하는 볼륨제어부를 포함하는 텔레비전 시스템.