KR20070086355A - 음향재생장치 - Google Patents

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KR20070086355A
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이치로 가와시마
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

디지털신호 프로세서(Digital Signal Processor(DSP))(302)로 감쇠처리를 실시한 경우에, 그 감쇠량 정보를 아날로그증폭기(304)의 제어 마이크로컴퓨터(307) 및 디지털 오디오 인터페이스(306)를 통하여 외부에 접속된 증폭기 등에 통지함으로써 아날로그 증폭량을 각각 조정한다.
음향재생장치, 디지털신호 프로세서, DA변환기, 제어 마이크로컴퓨터, 아날로그증폭기, 디지털 오디오 인터페이스

Description

음향재생장치{SOUND REPRODUCER}
본 발명은, 오디오를 디지털처리하여 음장(sound field) 등을 만들어내는 음향재생장치에 관한 것이다.
근래, DVD 등의 멀티채널환경이나 소프트웨어의 보급에 의해, 2개 이상 채널의 디지털오디오를 재생하는 장치가 증가하고 있다. 이 DVD에 기록되는 음성은, 일반적으로 5.1채널의 디지털오디오(비특허문헌1:Dolby Licensee Information Manual:Dolby Digital Consumer Decoder Issue5 참조)이며, 정확히 재생하기 위해서는 5개의 스피커와 1개의 저음재생용 서브우퍼가 필요하다. 또, 이 5개의 스피커에는 저음성분도 정확히 재생할 수 있을 만큼의 능력이 요구된다.
그러나, 이러한 스피커세트를 모든 일반 가정에서 갖추기란 어려우므로, 대부분의 DVD플레이어에는 5.1채널 이하의 스피커세트라도 모든 음을 결락없이 재생하기 위한 기능이 갖추어진다. 구체적으로는 복수의 오디오채널을 믹싱처리하여, 각 스피커 출력의 음성을 원래보다 적은 스피커 수로 재생하도록 한다. 이러한 처리에 의해, 원래의 음장과 다르기는 하나, 기록된 음성을 결락없이 재생할 수 있게 된다.
또, 소형스피커 등과 같이 각 스피커에 저음성분을 정확히 재생할 수 있을 만큼의 능력이 없는 경우에는, 모든 저음성분을 서브우퍼로 집약시켜 출력하도록 한다. 이는, 인간의 청각에는 저음성분의 정위감이 없는 것을 이용한 것이다.
이러한 복수의 채널데이터를 믹싱하는 처리는, 적은 스피커 수로 모든 음을 재생하는 경우에 한정되지 않으며, 예를 들어 음장을 의사적으로 만들어내는 등의 처리를 실시하는 경우에도 많이 이용된다.
이러한 처리를 실시하는 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이 복수의 채널데이터를 가산하는 등의 계산을 실행한다. 그러나 디지털데이터에는 표현할 수 있는 값에 한계가 있으므로, 복수 채널의 데이터 가산(101, 102) 처리 시에, 디지털로 표현할 수 있는 값을 초과해버리는 경우가 있다. 이와 같이 최대값을 초과하여 부호가 역전된 디지털데이터인 채로는, 그것이 귀에 거슬리는 노이즈로 지각되므로, 오버플로우된 값을 양 또는 음의 최대값으로 치환하는 “클리핑처리”에 의해 노이즈의 발생을 억제하는 것이 일반적으로 실시된다. 단, 이 클리핑처리는 유해 노이즈의 발생을 방지할 수는 있지만, 음은 왜곡된다는 문제가 있다.
이러한 문제를 회피하기 위해서는, 미리 디지털데이터의 전 채널을 정규화처리(103)에 의해 획일적으로 감쇠시켜 두고, 데이터가산(101, 102) 처리 시에 디지털 오버플로우가 발생하지 않도록 하는 것이 필요하다. 이와 같이 모든 채널을 획일적으로 감쇠시키는 이유는, 특정한 채널만을 감쇠시키면 채널간의 볼륨이 균형을 잃어버리기 때문이다.
단, 디지털데이터를 감쇠시키면 최종적인 출력음량이 작아지므로, 아날로그회로에서 레벨을 보상할 필요가 있다. 즉, DA변환기에서 디지털데이터를 아날로그 로 변환시킨 후 아날로그증폭기를 이용하여 음량을 증가시킬 필요가 있다.
도 2는, 종래의 음향재생장치 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 기록매체 등에서 판독된 정보는, 프론트-엔드 프로세서(201)에 의해 디지털데이터(211)로 변환되어, 디지털신호 프로세서(Digital Signal Processor(DSP))(202)로 입력된다.
상기 DSP(202)에서는 입력된 디지털데이터(211)에, 복호처리나 또는 제어 마이크로컴퓨터(207)로부터의 제어신호(216)에 기초한 음장처리 등의 여러 가지 오디오처리가 실시되어, 디지털 오디오신호(212) 및 디지털 인터페이스용 오디오신호(215)가 작성된다. 이 때, 필요에 따라 상기 정규화처리가 실시되므로, 감쇠처리가 실시된 디지털 오디오신호(212)가 작성된다. 이 디지털 오디오신호(212)는, DA변환기(203)에 의해 아날로그 오디오신호(213)로 변환된다.
상기 아날로그 오디오신호(213)는 아날로그증폭기(204)에 의해 증폭된다. 여기서 아날로그증폭기(204)에서 아날로그 오디오신호(213)의 증폭량은, 제어 마이크로컴퓨터(207)에서 출력된 증폭레벨 제어신호(217)에 의해 설정되는 것이며, 이 증폭량에 기초하여 아날로그 오디오신호(213)가 증폭되도록 구성된다.
또, 이 증폭레벨 제어신호(217)는 제어 마이크로컴퓨터(207)에서, DSP(202)로 입력되는 디지털데이터(211)와, DSP(202)의 동작을 제어하는 제어신호(216)에 기초하여 산출되는 것이다.
상기 아날로그증폭기(204)로 증폭된 아날로그 오디오신호(214)는 스피커(205)로 재생된다. 한편, 디지털 인터페이스용 오디오신호(215)는 감쇠된 상태로 디지털 오디오 인터페이스(206)에서 출력된다.
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그러나, 오디오처리 내용 및 입력 디지털데이터에 의해 상기 DSP(202)에서의 채널 믹싱처리가 바뀌어, 필요한 정규화레벨이 변화되기 때문에, 시스템의 동작상황이 바뀔 때마다 DSP(202)에서의 정규화레벨을 다시 계산하여, 아날로그증폭기(204)에서의 증폭량을 조정할 필요가 생긴다. 또, 이 처리에는 이하의 3가지 문제가 포함된다.
첫째로, DSP(202)에서의 처리내용은 제품에 따라 다르기 때문에, 아날로그증폭기(204)에서 설정해야 할 증폭량을 계산하기가 용이하지 않은 경우가 있다. 제어계가 복잡해짐과 더불어, DSP(202)를 교환할 때마다 시스템을 재설계할 필요가 생기기 때문에, 회로설계 및 제어시스템의 개발원가가 증가되어버린다.
둘째로, 상기 DSP(202)가 정규화처리를 실행한 후, 아날로그증폭기(204)로 아날로그 오디오신호(213)가 입력될 때까지 시간지연이 있기 때문에, 아날로그 증폭레벨을 변경하는 타이밍 제어가 어려워지는 경우가 있다.
셋째로, DSP(202)에서 복수의 음장 조정기능을 병용하는 경우, 입력조건에 따라 내부 파라미터가 복잡하게 변화되기 때문에, DSP(202)가 정규화처리를 변경하는 조건은 매우 복잡하게 되어, 이 정규화처리를 보상하는 아날로그 증폭레벨의 계산이 매우 어려워질 경우가 있다.
이들 문제를 해결하기 위해, DSP(202)에서의 출력레벨을 항상 감쇠시켜 낮은 레벨로 통일하고, 아날로그 증폭레벨을 항상 높은 레벨로 일정하게 하는 방법이 있다. 이 방법을 이용하면 디지털데이터의 오버플로우나 클리핑처리에 의한 음질열화를 방지할 수 있음과 더불어, 아날로그증폭기(204)의 레벨조정을 빈번히 실시할 필요가 없어진다.
그러나 디지털 출력레벨이 항상 약간 낮게 억제되는 것이나, 저가의 DA변환기로는 일반적으로 작은 디지털입력에 대한 아날로그출력의 특성이 좋지 않은 점에서, 이 방법을 이용하면 음질은 열화되어버린다. 그래서, 음질을 향상시키기 위해, DA변환기(203)와, 아날로그 오디오신호(213)를 전송하는 아날로그회로와, 아날로그증폭기(204)를 각각 고품질의 것을 이용할 필요가 있다.
또 근본적인 문제로서, 전채널을 획일적으로 감쇠시키는 방법을 이용하면, 원래는 감쇠시킬 필요가 없는 채널까지 감쇠처리되므로, 그들 채널의 음질을 열화시켜버린다는 문제가 있다.
또한, DVD복호기 등의 디지털 오디오재생기기로 디지털 오디오신호를 감쇠시키고, 그 감쇠된 디지털 오디오신호를 AV증폭기 등의 다른 기기로 입력한 경우, 입력된 디지털 오디오신호가 감쇠되었다는 정보가 AV증폭기 등으로 전달되지 않기 때문에, 복수의 기기로 구성된 오디오시스템에서는, 전술한 바와 같은 디지털 출력레벨을 약간 낮게 억제하여, 아날로그 증폭레벨을 약간 높게 설정한다는 수법을 적용할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 디지털 오디오신호에 음장처리를 실시할 때 생기는 음질의 열화를 최소한으로 억제하는 데 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 DSP로 감쇠처리를 실시한 경우에, 그 감쇠량을 나타내는 정보를 아날로그증폭기의 제어부 및 외부에 구성된 증폭기에 통지함으로써 아날로그 증폭량을 각각 조정하도록 한다.
즉 본 발명은, 복수의 채널로 이루어지는 디지털 오디오데이터를 디지털처리하여 재생하는 음향재생장치에 있어서, 상기 디지털 오디오데이터를 디지털처리에 의해 전채널에 대해 획일적으로 감쇠시킴과 더불어, 그 감쇠량을 나타내는 정보를 출력하는 DSP와, 상기 DSP로 디지털처리된 디지털 오디오신호를 아날로그 오디오신호로 변환하는 DA변환기와, 상기 감쇠량을 나타내는 정보에 기초하여 상기 아날로그 오디오신호의, 보상되어야 할 레벨을 산출하여 증폭레벨 제어신호를 출력하는 제어기기와, 상기 제어기기에서 출력된 증폭레벨 제어신호에 기초하여 상기 아날로그 오디오신호의 증폭량을 설정하고, 이 증폭량으로 이 아날로그 오디오신호를 증폭시키는 아날로그증폭기를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서 본 발명에 의하면, 디지털 감쇠량이 변화되었을 때, 단순히 DSP에서 출력된 감쇠량 정보만을 참조하여 아날로그 증폭량을 설정하는 것만으로, 항상 최종 출력레벨을 일정하게 유지할 수 있다. 이 경우, 디지털레벨의 감쇠는 필요 최소한으로 억제할 수 있으므로, 음질의 열화도 최소한으로 억제할 수 있다.
또 본 발명은, 복수의 채널로 이루어지는 디지털 오디오데이터를 디지털처리하여 재생하는 음향재생장치에 있어서, 상기 디지털 오디오데이터를 디지털처리에 의해 각 채널별로 선택적으로 감쇠시킴과 더불어, 그 감쇠량을 나타내는 정보를 출력하는 DSP와, 상기 DSP로 디지털처리된 디지털 오디오신호를 아날로그 오디오신호로 변환하는 DA변환기와, 상기 감쇠량을 나타내는 정보에 기초하여 상기 아날로그 오디오신호의, 보상되어야 할 레벨을 산출하여 증폭레벨 제어신호를 출력하는 제어기기와, 상기 제어기기에서 출력된 증폭레벨 제어신호에 기초하여 상기 아날로그 오디오신호의 증폭량을 설정하고, 이 증폭량으로 이 아날로그 오디오신호를 증폭시키는 아날로그증폭기를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서 본 발명에 의하면, 각 채널의 아날로그증폭기에서의 증폭량을 개별로 조정할 수 있는 시스템을 구축함으로써, 정규화처리를 필요 최소한으로 억제하여, 전채널을 획일적으로 감쇠시킬 때보다 더욱 높은 음질을 유지할 수 있다.
또 본 발명에서 상기 DSP는, 시험오디오신호를 작성하여 상기 아날로그증폭기로 출력하며, 또 이 시험오디오신호의 작성시점에서 이 아날로그증폭기가 이 시험오디오신호를 수신할 때까지의 시간을 지연시간으로서 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 것이라도 된다.
따라서 본 발명에 의하면, DSP가 아날로그증폭기에서의 증폭량을 변경해야 할 타이밍을 정확히 취득할 수 있으므로, 잘못된 타이밍으로 아날로그증폭기에서의 증폭량을 변경해버린다는 문제를 방지하는 데 유리하다.
또 본 발명에서는, 상기 디지털 오디오데이터를 범용적인 PCM 오디오통신 포맷으로 출력하는 인터페이스를 추가로 구비하며, 상기 인터페이스는, 상기 전채널의 감쇠량 또는 각 채널별 감쇠량을 상기 PCM 오디오통신 포맷에 부가시켜 외부 증폭장치로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 것이라도 된다.
따라서 본 발명에 의하면, 디지털 오디오데이터를 IEC60958이나 ADAT 등의 범용적인 PCM 오디오통신 포맷으로 출력하는 인터페이스를 구비하므로, 하나의 음향재생장치 내에서 디지털 감쇠량과 아날로그 증폭량의 조정처리에 한정됨 없이, 예를 들어 DVD플레이어와 AV증폭기를 조합한 경우와 같이, 디지털 오디오처리를 실시하는 기기와 아날로그 증폭을 실시하는 기기가 각각 다른 기기라도, 상기 디지털 감쇠량과 아날로그 증폭량의 조정처리를 실시하기가 가능해진다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 어떠한 오디오처리를 실시하는 경우에도 최종 출력음성 레벨에 차이가 발생하지 않도록 조정하기가 가능해진다. 또 DA변환기의 성능이 높지 않은 시스템에서도, 음질열화를 이론상의 필요 최소한으로 억제하기가 가능해진다.
도 1은, 종래의 정규화처리를 나타낸 도이다.
도 2는, 종래의 음향재생장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은, 본 발명 실시형태에서의 음향재생장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는, 본 발명 실시형태에서의 정규화처리를 나타낸 도이다.
[부호의 설명]
301 : 프론트-엔드
302 : 디지털신호 프로세서
303 : DA변환기
304 : 아날로그증폭기
305 : 스피커
306 : 디지털 오디오 인터페이스
307 : 제어 마이크로컴퓨터
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 이하의 바람직한 실시형태의 설명은, 본질적으로 예시에 지나지 않으며, 본 발명, 그 적용물 혹은 그 용도의 제한을 의도하는 것은 아니다.
도 3은, 본 발명의 실시형태에서 음향재생장치 구조를 나타낸 블록도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 기록매체 등에서 판독된 정보는, 프론트-엔드 프로세서(301)에 의해 디지털데이터(311)로 변환되어, DSP(302)에 입력된다.
상기 DSP(302)에서는, 입력된 디지털데이터(311)에, 복호처리나 또는 제어 마이크로컴퓨터(307)에서의 제어신호(316)에 기초한 음장처리 등 여러 가지 오디오처리가 실시되어, 디지털 오디오신호(312) 및 디지털 인터페이스용 오디오신호(315)가 작성된다. 이 때, 필요에 따라 정규화처리가 실시되지만, 이 정규화처리를 실시할 필요가 있는지 여부는 각 채널별로 판단되어, 정규화처리가 필요한 채널에 대응한 디지털데이터(311)만이 감쇠처리되도록 구성된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 정규화처리를 실시할 필요가 없는 채널(도 4에서 는 채널 2)에 관해서는, 정규화처리 자체를 실시하지 않도록 구성된다. 이 정규화처리에 관한 정보는, 감쇠량 정보(318)로서 제어 마이크로컴퓨터(307)에 입력된다. 또, 디지털 인터페이스용 오디오신호(315)에서의 스트림정보 기록필드에는 정규화레벨 정보가 기술된다. 그 후, 디지털 오디오신호(312)는, DA변환기(303)에 의해 아날로그 오디오신호(313)로 변환된다.
상기 아날로그 오디오신호(313)는 아날로그증폭기(304)에 의해 증폭된다. 여기서 아날로그증폭기(304)에서의 아날로그 오디오신호(313) 증폭량은, 제어 마이크로컴퓨터(307)에서 출력된 증폭레벨 제어신호(317)에 의해 설정되는 것이며, 이 증폭량에 기초하여 아날로그 오디오신호(313)가 증폭되도록 구성된다.
또 이 증폭레벨 제어신호(317)는, 제어 마이크로컴퓨터(307)에서 채널별 감쇠량 정보(318)에 기초하여 보상레벨이 산출되고 생성된다.
한편, DSP(302)에서는 시험오디오신호가 출력되고, 이 시험오디오신호가 아날로그증폭기(304)로 입력된다. 그리고, DSP(302)에서 시험오디오신호가 생성된 후 그 시험오디오신호가 아날로그증폭기(304)에서 수신될 때까지의 시간이 산출되고, 이 산출된 시간이 지연시간으로서 기억된다.
이와 같이 지연시간을 산출함으로써, 제어 마이크로컴퓨터(307)에서 아날로그증폭기(304)로 출력되는 증폭레벨 제어신호(317)의 출력 타이밍을 조정할 수 있다. 이로써, 아날로그증폭기(304)에서의 증폭량을 변경해야 할 타이밍을 DSP(302)가 정확히 취득할 수 있게 되어, 아날로그증폭기(304)에서의 증폭량을 잘못된 타이밍으로 변경해버린다는 문제를 해소하는 면에서 유리하다.
그리고 증폭된 아날로그 오디오신호(314)는 스피커(305)에서 재생된다. 한편, 디지털 인터페이스용 오디오신호(315)는 디지털 오디오 인터페이스(306)에서 출력된다.
여기서, 상기 디지털 인터페이스용 오디오신호(315)는 IEC60958이나 ADAT 등의 범용적인 PCM 오디오통신 포맷으로 출력되며, 또 전술한 바와 같은 감쇠된 디지털 오디오정보와 채널별 감쇠량 정보(318)를 포함한다. 이로써 디지털 오디오 인터페이스(306)에 접속된 기기는, 상기 제어 마이크로컴퓨터(307)와 마찬가지로 이 감쇠량 정보(318)를 이용하여 아날로그 증폭레벨을 조정할 수 있도록 구성된다.
이와 같은 구성에 의해, 예를 들어 DVD플레이어와 AV증폭기를 조합한 경우와 같이, 디지털 오디오처리를 실행하는 기기와 아날로그증폭을 실행하는 기기가 각각 다른 기기라도, 이들 기기간에 상기 디지털 감쇠량과 아날로그 증폭량의 조정처리를 실시하기가 가능해진다.
본 발명의 음향재생장치에 의하면, DSP에서 어떠한 오디오처리를 실시한 경우에도, 최종 출력음성의 변동을 억제하여 음질열화를 필요 최소한으로 억제할 수 있다. 또, DSP 교환 시의 시스템설계 공정수를 대폭으로 저감할 수 있다는 실용성 높은 효과가 얻어지는 점에서, 매우 유용하고 산업상의 이용 가능성이 높다.

Claims (4)

  1. 복수의 채널로 이루어지는 디지털 오디오데이터를 디지털처리하여 재생하는 음향재생장치에 있어서,
    상기 디지털 오디오데이터를 디지털처리에 의해 전채널에 대해 획일적으로 감쇠시킴과 더불어, 그 감쇠량을 나타내는 정보를 출력하는 디지털신호 프로세서(Digital Signal Processor(DSP))와,
    상기 DSP로 디지털처리된 디지털 오디오신호를 아날로그 오디오신호로 변환하는 DA변환기와,
    상기 감쇠량을 나타내는 정보에 기초하여 상기 아날로그 오디오신호의, 보상되어야 할 레벨을 산출하여 증폭레벨 제어신호를 출력하는 제어기기와,
    상기 제어기기에서 출력된 증폭레벨 제어신호에 기초하여 상기 아날로그 오디오신호의 증폭량을 설정하고, 이 증폭량으로 이 아날로그 오디오신호를 증폭시키는 아날로그증폭기를 구비한 것을 특징으로 하는 음향재생장치.
  2. 복수의 채널로 이루어지는 디지털 오디오데이터를 디지털처리하여 재생하는 음향재생장치에 있어서,
    상기 디지털 오디오데이터를 디지털처리에 의해 각 채널별로 선택적으로 감쇠시킴과 더불어, 그 감쇠량을 나타내는 정보를 출력하는 DSP와,
    상기 DSP로 디지털처리된 디지털 오디오신호를 아날로그 오디오신호로 변환 하는 DA변환기와,
    상기 감쇠량을 나타내는 정보에 기초하여 상기 아날로그 오디오신호의, 보상되어야 할 레벨을 산출하여 증폭레벨 제어신호를 출력하는 제어기기와,
    상기 제어기기에서 출력된 증폭레벨 제어신호에 기초하여 상기 아날로그 오디오신호의 증폭량을 설정하고, 이 증폭량으로 이 아날로그 오디오신호를 증폭시키는 아날로그증폭기를 구비한 것을 특징으로 하는 음향재생장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 DSP는, 시험오디오신호를 작성하여 상기 아날로그증폭기에 출력하고, 또 당해 시험오디오신호의 작성시점에서 당해 아날로그증폭기가 당해 시험오디오신호를 수신할 때까지의 시간을 지연시간으로서 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음향재생장치.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 디지털 오디오데이터를 범용적인 PCM 오디오통신 포맷으로 출력하는 인터페이스를 추가로 구비하여,
    상기 인터페이스는, 상기 전채널의 감쇠량 또는 각 채널별 감쇠량을 상기 PCM 오디오통신 포맷에 부가시켜 외부 증폭장치로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음향재생장치.
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