KR20080086786A

KR20080086786A - 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080086786A
Application number: KR1020070028917A
Authority: KR
Inventors: 송건호; 김승일; 전혜정
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-09-26

Abstract

본 발명은 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 방법은, 이어폰 특성을 분석하기 위한 튜닝신호를 출력하는 단계; 상기 출력되는 튜닝신호를 입력받아 보상필터 계수를 계산하는 단계; 상기 보상필터 계수를 따라 주파수를 보상하여 이어폰 특성에 맞는 이퀄라이져를 설정하는 단계; 상기 설정된 이퀄라이져를 단말기에 셋팅하고 보상된 음질의 음향신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이퀄라이져

Description

이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 방법 및 장치{Method and Apparatus for Equalizer tuning using sound of earphones}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 장치를 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이어폰과 마이크의 밀착부분을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 장치를 나타내는 플로우 차트.

현재 오디오 신호를 디지털 데이터, 즉 파일 형태로 제공받아 오디오 기기로서 가능하게 하는 MP3 파일 재생장치나, MP3 파일을 재생할 수 있는 개인용 휴대폰 등이 널리 보급되고 있으며, 더 나아가서는 파일의 음악 특성에 맞게 음질이나 음 색을 조절할 수 있는 이퀄라이저(Equalizer) 기능이 상기의 장치들에 내장되어 있어 사용자들이 기호에 맞는 음악을 청취할 수 있게 되었다.

즉, 사용자가 음악파일별 음악장르(Genre)에 해당하는 이퀄라이저 모드(예: Pop, Classic, Rock 등)를 선택하여 원하는 오디오 음향으로 음악파일을 청취할 수 있게 되었다.

하지만, 상기 음악파일을 듣기위한 이어폰의 특성에 따라 이퀄라이져를 설정하는 방법 및 장치는 아직까지 제한되지 않고 있다.

본 발명은 이어폰의 특성을 분석하고 이를 보상하여 최적의 음질을 출력할 수 있도록 하는 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 방법은, 이어폰 특성을 분석하기 위한 튜닝신호를 출력하는 단계; 상기 출력되는 튜닝신호를 입력받아 보상필터 계수를 계산하는 단계; 상기 보상필터 계수를 따라 주파수를 보상하여 이어폰 특성에 맞는 이퀄라이져를 설정하는 단계; 상기 설정된 이퀄라이져를 단말기에 셋팅하고 보상된 음질의 음향신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 장치는, 이어폰 특성을 분석하기 위한 튜닝신호를 저장하고 있는 메모리와; 상기 튜닝신호를 출력하는 이어폰과; 상기 이어폰에서 출력되는 튜닝신호를 입력받는 마이크와; 상기 튜닝신호를 입력받아 이어폰의 특성을 분석하는 분석모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 튜닝신호는 이어폰의 특성을 검출위한 가청주파수 대역의 백색잡음(white noise)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 분석모듈은 FIR 필터와 IIR 필터 중 어느 하나 이상을 포함하는 보상필터인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 장치를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 이어폰 특성을 분석하기 위한 튜닝신호를 저장하고 있는 메모리(11)와; 상기 튜닝신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터(Digital to Analog Converter)(12)와; 상기 아날로그 신호를 출력하는 이어폰(13)과; 상기 이어폰에서 출력되는 튜닝신호를 입력받는 마이크(14)와; 상기 마이크로 입력받은 튜닝신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(Analog to Digital Converter)(15)와; 상기 디지털 신호로 변환된 튜닝신호를 입력받아 이어폰의 특성을 분석하는 분석모듈(16)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이어폰은 출력특성에 따라 음악을 출력하는 음질이 서로 다르며 특히 저가의 이어폰일수록 출력 음질이 좋지 못한다.

따라서 본 발명은 이어폰의 출력특성에 따라 이퀄라이져를 설정하여 이어폰으로 최적 음질이 출력되도록 한다.

이를 위해, 먼저 이어폰(13)을 단말기(예:MP3 플레이어, 휴대 단말기 등)의 이어폰잭에 연결한 후 마이크(14)에 밀착시킨다.

예를 들면, 도 2a와 같이 휴대 단말기(21)의 이어폰 잭에 이어폰을 연결한 후 이를 마이크(14)에 밀착시키고, 화면창의 메뉴를 선택하거나 또는 이어폰의 특성분석을 위한 단축키를 누름으로써 메모리에 저장되어 있는 이어폰 특성을 분석하기 위한 튜닝신호를 이어폰(14)을 통해 출력하고 마이크(15)에서 입력받도록 한다.

여기서, 상기 밀착부분은 주변에서 발생하는 소리가 입력되지 않도록 예를 들면, 도 2b와 같이 단말기에 홈(16)을 구성하여 마이크(14)와 이어폰(13)이 밀착되도록 할 수 있으며, 다른 다양한 방법으로 주변소리에 영향을 받지 않으면서 튜닝신호를 마이크에 입력되도록 할 수 있다.

상기 이어폰 특성분석 명령이 요청되면 메모리의 튜닝신호는 D/A 컨버터를 거쳐 이어폰으로 출력되고 이를 마이크(14)에서 입력받는다.

여기서 튜닝신호는 이어폰의 특성을 검출하기 위해 출력되는 가청주파수 대역의 백색잡음(white noise)이 될 수 있다.

상기 마이크(14)는 이어폰(13)에서 출력되는 튜닝신호를 입력받고, 입력된 튜닝신호는 A/D 컨버터(15)를 거쳐 분석모듈(16)로 출력된다.

상기 분석모듈(16)은 이어폰에서 출력되는 튜닝신호를 분석하여 보상필터 계 수를 계산하고, 상기 보상필터 계수는 메모리에 저장되어 있는 튜닝신호를 기준으로 이어폰에서 출력되는 튜닝신호의 왜곡정도를 계산하는 것이다.

상기 계산된 보상필터 계수에 의해 주파수를 변환하여 이어폰 특성에 맞는 이퀄라이져를 설정하게 된다.

즉, 상기 분석모듈(16)는 FIR(Finite Impulse Response)필터 또는 BMT(Balanced model truncation)과 같은 방법을 통한 IIR(Infinite Impulse Response)필터를 이용하여 보상필터 계수를 구할 수 있다.

예를 들면, 상기 튜닝신호는 임펄스 신호가 되고, 이어폰을 통해 마이크로 입력되는 신호는 이어폰의 임펄스 응답신호가 되며, 이러한 신호는 FIR 필터로 모델링수 있게 된다.

이를 통해, 이어폰의 전달함수를 다음의 수학식1을 통해 상태공간차이(state-space difference)방정식으로 나타낼 수 있다.

x(k+1) = Ax(k) + Bu(k)

y(k) = Cx(k) + Du(k)

이때, FIR 필터인 경우 상기 A,B,C,D는 수학식 2와 같은 행렬로 나타낼 수 있다.

상기 전달함수와 수학식 2의 행렬들에 대해서는 F(Z) = C(zI - A)^-1B 와 같은 관계를 나타내고, 보상필터 계수를 구하기 위해 Hankel 행렬을 계산한다.

상기 Hankel 행렬을 구한 뒤에는 행렬분석을 통해 고유값들(eigen value)를 계산하고, 상기 고유값을 이용하여 차수를 결정한다.

여기서, 차수가 k로 결정되면 A,B,C,D의 행렬이 A_K,B_K,C_K,D_K로 결정되며 이것을 통해 전달함수를 구하고 다시 전달함수의 역을 계산하면 보상필터 계수를 구할 수 있다.

상기 보상필터 계수를 이용하여 이어폰 특성에 맞는 이퀄라이져를 설정하게 되며, 상기에서는 보상필터 계수를 계산하기 위해 FIR 필터를 예로 들었으나 FIR 필터에 국한되지 않고 IIR 필터 등 다른 다양한 필터를 이용하여 보상필터 계수를 구할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 이어폰의 출력 특성에 따라 보상필터 계수를 구하고 상기 보상필터 계수에 따라 주파수가 보상된 이퀄라이져를 설정함으로써 어떠한 이어폰이든지 특성에 따라 최적 음질이 출력되도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 장치를 나타내는 플로우 차트이다.

도 3을 참조하면, 이어폰 특성을 분석하기 위한 튜닝신호를 이어폰에서 출력한다(S31). 예를 들면, 이어폰을 단말기(예:MP3 플레이어, 휴대 단말기 등)의 이어폰잭에 연결한 후 단말기에 구비된 마이크에 밀착시키고, 단말기의 화면창의 메뉴를 선택하거나 또는 이어폰의 특성분석을 위한 단축키를 누름으로써 메모리에 저장되어 있는 튜닝신호를 이어폰을 통해 출력하고 마이크에서 입력받도록 한다.

이후, 이어폰에서 출력되는 튜닝신호를 입력받아 보상필터 계수를 계산한다(S32). 여기서, 상기 보상필터 계수를 계산하기 위해 FIR(Finite Impulse Response)필터 또는 IIR(Infinite Impulse Response)필터를 이용하여 보상필터 계수를 구할 수 있다.

즉, 단말기의 분석모듈을 통해 이어폰에서 출력되는 튜닝신호를 분석하여 보상필터 계수를 계산하고, 상기 보상필터 계수는 메모리에 저장되어 있는 튜닝신호를 기준으로 이어폰에서 출력되는 튜닝신호의 왜곡정도를 나타내는 것이다.

이후, 상기 보상필터 계수를 따라 주파수를 변환하여 이어폰 특성에 맞는 이퀄라이져를 설정한다(S33).

즉, 상기 보상필터 계수를 통해 구현된 보상필터를 통해 이어폰에서 출력되는 튜닝신호에 대해 메모리에 저장되어 있는 튜닝신호와 비교하여 왜곡되는 주파수 대역을 알 수 있게 되고, 이퀄라이져를 통해 상기 왜곡된 주파수 대역이 보상되도록 설정하는 것이다.

이후, 상기 설정된 이퀄라이져를 단말기에 셋팅되도록 하고 보상된 음질의 음향신호를 출력한다(S34).

따라서 본 발명은 이어폰의 출력 특성에 따라 보상필터 계수를 구하고 상기 보상필터 계수에 따라 주파수가 보상된 이퀄라이져를 설정함으로써 어떠한 이어폰이든지 특성에 따라 최적 음질의 음향신호가 출력되도록 할 수 있다.

또한, 저가의 이어폰에서도 최적 음질의 음향신호가 출력되도록 할 수 있으며, 이어폰을 바꾸어 사용하게 되어도 이어폰 특성에 맞는 이퀄라이져를 설정할 수 있어 동일한 음질의 음향신호를 출력할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 방법 및 장치에 의하면, 이어폰의 출력 특성에 따라 보상필터 계수를 구하고 상기 보상필터 계수에 따라 주파수가 보상된 이퀄라이져를 설정함으로써 어떠한 이어폰이든지 이어폰 특성 에 따른 최적 음질의 음향신호가 출력되도록 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 저가의 이어폰에서도 최적 음질의 음향신호가 출력되도록 할 수 있으며, 이어폰을 바꾸어 사용하게 되어도 이어폰 특성에 맞는 이퀄라이져를 설정할 수 있어 동일한 음질의 음향신호를 출력할 수 있는 효과가 있다.

Claims

이어폰 특성을 분석하기 위한 튜닝신호를 저장하고 있는 메모리와;

상기 튜닝신호를 출력하는 이어폰과

상기 이어폰에서 출력되는 튜닝신호를 입력받는 마이크와;

상기 튜닝신호를 입력받아 이어폰의 특성을 분석하는 분석모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 장치.
제 1항에 있어서,

상기 튜닝신호는 이어폰의 특성을 검출위한 가청주파수 대역의 백색잡음(white noise)인 것을 특징으로 하는 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 장치.
제 1항에 있어서,

상기 분석모듈은 FIR 필터와 IIR 필터 중 어느 하나 이상을 포함하는 보상필터인 것을 특징으로 하는 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 장치.
이어폰 특성을 분석하기 위한 튜닝신호를 출력하는 단계;

상기 출력되는 튜닝신호를 입력받아 보상필터 계수를 계산하는 단계;

상기 보상필터 계수를 따라 주파수를 보상하여 이어폰 특성에 맞는 이퀄라이져를 설정하는 단계;

상기 설정된 이퀄라이져를 단말기에 셋팅하고 보상된 음질의 음향신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이어폰 특성에 따른 이퀄라이져 튜닝 방법.