KR20100039156A - 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치 - Google Patents

개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100039156A
KR20100039156A KR1020080098395A KR20080098395A KR20100039156A KR 20100039156 A KR20100039156 A KR 20100039156A KR 1020080098395 A KR1020080098395 A KR 1020080098395A KR 20080098395 A KR20080098395 A KR 20080098395A KR 20100039156 A KR20100039156 A KR 20100039156A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sound
individual
minimum audible
frequency
speaker
Prior art date
Application number
KR1020080098395A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101020266B1 (ko
Inventor
이병우
박형진
박장식
Original Assignee
동의과학대학 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동의과학대학 산학협력단 filed Critical 동의과학대학 산학협력단
Priority to KR1020080098395A priority Critical patent/KR101020266B1/ko
Publication of KR20100039156A publication Critical patent/KR20100039156A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101020266B1 publication Critical patent/KR101020266B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G5/00—Tone control or bandwidth control in amplifiers
    • H03G5/16—Automatic control
    • H03G5/165—Equalizers; Volume or gain control in limited frequency bands
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/70—Adaptation of deaf aid to hearing loss, e.g. initial electronic fitting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/01—Aspects of volume control, not necessarily automatic, in sound systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

본 발명은 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치에 관한 것으로, 이는 휴대용을 포함한 음향기기, 음성 및 음향 통신기기에 의한 청력의 손상을 감소시키고 소리를 명료도를 높이기 위하여 단일 주파수의 소리를 재생하여 개인별 최소가청한계 특성을 측정하고, 측정한 최소가청한계 특성을 기준으로 소리의 크기를 조절하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은 표준 최소가청한계 소리를 제1 기준소리로 설정하는 단계(S10)와; 제1 기준소리를 개인이 청취하도록 하여 최소가청소리인지 판단하는 단계(S20)와; 제1 기준소리가 개인의 최소가청소리가 아닌 경우, 개인의 최소가청소리를 측정하는 단계(S30)와; 개인의 최소가청소리를 제2 기준소리로 결정하는 단계(S40)와; 제2 기준소리에 기초하여 소리크기를 조절하는 단계(S50)와; 스피커를 통해 출력되는 소리를 스피커의 전달특성에 따라 보상하는 단계(S60)와; 보상된 소리를 스피커를 통해 출력하는 단계(S70)와; 이러한 방법을 사용한 장치로 구성되는 것을 특징으로 하여, 휴대용을 포함한 음향기기, 음성 및 음향 통신기기의 큰 소리에 의한 청력손상 감소효과와 개인별 청력특성에 맞는 명료한 소리를 제공하도록 한다.
청력, 스피커, 평활화, 보상, 가청한계

Description

개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치{METHOD FOR CONTROLLING SOUND VOLUME CONSIDERING INDIVIDUAL AUDITORY CAPACITY CHARACTERISTIC AND SPEAKER TRANSMISSION CHARACTERISTIC AND APPARATUS FOR CONTROLLING SOUND VOLUME USING THIS}
본 발명은 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사람마다 다른 최소가청한계 특성을 갖는 청각특성과 스피커의 전달특성을 고려하여 소리의 크기를 조절함으로써 음향기기에 의한 청각 손상을 감소시킬 수 있는 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치에 관한 것이다.
일반적으로 소음으로 인한 청각손실 등의 건강 장애에 대해서는 주로 산업현장의 작업장에서 발생되는 소음에 집중되어 있으나, 그러한 산업현장의 근로자뿐만 아니라 직업적으로 소음에 노출된 적이 없는 사람에게도 장난감 소리, 개인용 음향 기기, 공연장 등에서의 음악 소리 등에 의해서 소음성 난청이 발생되는 경우가 있다. 특히, 최근에 들어서 휴대용 음향기기의 보급이 급속도로 확대되면서 이에 의한 소음성 난청이 증가하고 있는데, 이러한 개인용 음향기기의 최대 음량은 78∼136 dB로 이를 장기간 사용할 때에는 영구적인 청력손실이 발생할 수도 있다.
그런데 종래의 음향기기에서 소리 크기의 조절방식은 각 주파수별로 다른 감도를 갖는 개인의 주파수 청력 특성을 고려하지 않고 모든 주파수에 대하여 동일하게 선형적으로 소리의 크기를 조절함으로써 감도가 좋은 주파수대의 청력 손상을 일으키고 있다. 이를 개선하기 위한 표준 청력특성, ISO266:2003 표준을 이용한 평활화 방법이 있지만, ISO266:2003 표준에 따른 등청감곡선은 여러 사람에 대한 평균에 청력특성이기 때문에 다양한 환경에 의해 변형된 개인별 청력특성에 맞지 않고, 이를 재생하는데 있어 각 주파수별로 평탄하지 않은 스피커 전달특성을 고려하지 않아 청력 손상을 감소시키기에는 실질적으로 효과가 작은 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 개인별로 다른 청력특성과 음향기기 또는 통신기기의 스피커 전달특성을 고려하여 소리 크기를 조절함으로써 그 음향기기와 통신기기에 의한 청력손상을 줄이고 개인에 맞는 명료한 소리를 출력하도록 하는 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, ISO266:233 표준 등청감곡선에 기초한 최소가청한계 소리를 음향기기 또는 통신기기의 제1 기준소리로 설정하는 설정단계와; 상기 설정단계에서 설정된 제1 기준소리를 개인이 청취하도록 하여 상기 제1 기준소리가 그 개인의 최소가청소리인지 아닌지 판단하는 판단단계와; 상기 판단단계에서 상기 기준소리가 개인의 최소가청소리가 아닌 것으로 판단된 경우, 그 개인의 최소가청소리를 측정하는 측정단계와; 상기 판단단계 또는 측정단계를 거쳐 확인된 개인의 최소가청소리를 그 개인의 제2 기준소리로 결정하는 결정단계와; 상기 결정단계를 거쳐 결정된 제2 기준소리에 기초하여 상기 음향기기 또는 통신기기의 소리크기를 조절하는 조절단계와; 상기 조절단계에서 조절되어 상기 음향기기 또는 통신기기의 스피커를 통해 출력되는 소리를 상기 스피커의 전달특성에 따라 보상하는 보상단계와; 상기 보상단계를 거쳐 보상된 소리를 상기 스피커를 통해 출력하는 출력단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 측정단계에서는 250Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 3000Hz, 4000Hz, 8000Hz에 해당하는 순음을 상기 음향기기 또는 통신기기를 통해 불규칙한 크기로 출력하여 개인이 상기 각 주파수의 순음에 대하여 들을 수 있는 상기 최소가청소리 의 크기를 측정하도록 하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112008070063390-PAT00001
(1)
(여기서,
Figure 112008070063390-PAT00002
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00003
에 대한 ISO266:233 표준 등청감곡선 상의 최대가청한계 소리이고,
Figure 112008070063390-PAT00004
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00005
에 대하여 측정한 개인의 최소가청소리 혹은 ISO266:233 표준 등청감곡선 상의 최소가청한계 소리이고,
Figure 112008070063390-PAT00006
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00007
에 대하여 소리 크기를 조절하는 간격을 의미하고,
Figure 112008070063390-PAT00008
은 소리 크기를 조절하는 레벨을 나타낸다.)
Figure 112008070063390-PAT00009
(2)
(여기서,
Figure 112008070063390-PAT00010
은 소리 크기의 레벨을 의미하는 계수이고,
Figure 112008070063390-PAT00011
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00012
에서의
Figure 112008070063390-PAT00013
번째 소리 크기이며,
Figure 112008070063390-PAT00014
은
Figure 112008070063390-PAT00015
보다 낮은 레벨 크기를 의미한다.)
한편으로 상기 조절단계에서는 상기 측정단계에서 측정된 개인의 최소가청소리와 ISO266:233 표준 등청감곡선의 최소가청한계 소리의 차를 상기 수식(1)로부터 구하여 상기 수식(2)에 대입함으로써 대수적으로 소리크기를 일정간격으로 나누어 조절하거나,
Figure 112008070063390-PAT00016
(3)
(여기서,
Figure 112008070063390-PAT00017
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00018
에서의
Figure 112008070063390-PAT00019
번째 소리 크기이고,
Figure 112008070063390-PAT00020
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00021
에 대하여 측정한 개인의 최소가청소리 혹은 ISO266:233 표준 등청감곡선 상의 최소가청한계 소리이며,
Figure 112008070063390-PAT00022
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00023
에 대하여 소리 크기를 조절하는 간격을 의미 하는 0을 포함한 정수를 의미한다.)
상기 측정단계에서 측정된 개인의 최소가청소리에 따라 각 주파수에 대하여 상기 수식(3)에 따라 일정간격으로 나누어 조절하는 것을 특징으로 한다.
추가적으로 상기 조절단계에서
Figure 112008070063390-PAT00024
는 주파수가 250Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 3000Hz, 4000Hz, 8000Hz일 때 10dB이며, 상기 보상단계에서는 상기 스피커의 전달특성(
Figure 112008070063390-PAT00025
)을 보상할 수 있도록 그 전달특성(
Figure 112008070063390-PAT00026
)에 대해 역(
Figure 112008070063390-PAT00027
)으로 평활화(equalization)하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 음향기기 또는 통신기기의 소리크기를 조절하여 출력하는 장치로서, 개인의 최소가청한계 소리를 측정하기 위해 그 개인으로부터 소리크기 간격에 대한 신호를 입력받는 제1 외부입력부와; 상기 제1 외부입력부의 신호에 따라 각 주파수별로 일정간격의 소리크기를 상기 음향기기 또는 통신기기로 출력하도록 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 의해 상기 음향기기 또는 통신기기로 출력되는 소리를 통해 측정된 개인의 최소가청한계 소리를 상기 제1 외부입력부로부터 확정받아 그 개인의 최소가청한계 소리가 저장되는 저장부와; 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 개인의 최소가청한계 소리 또는 표준 최소가청한계 소리를 기준으로 상기 음향기기 또는 통신기기로부터 출력되는 소리를 조절하기 위한 제2 외부입력부와; 상기 제2 외부입력부로부터의 신호에 따라 상기 제어부를 통해 상기 음향기기 또는 통신기기의 이퀄라이저를 제어하여 각 주파수별로 크기 조절된 소리를 상기 음향기기 또는 통신기기의 스피커 전달특성에 따라 보상하는 평활화부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치는 음향기기 혹은 통신기기의 소리 크기를 ISO266:2003 표준 등청감곡선을 기준으로 하여 개인별 청력특성에 맞추어 단계적으로 조절하고 이 조절된 소리를 스피커 전달특성에 반영함으로써 음향기기 혹은 통신기기에 의한 개인의 청력손상을 감소시킴과 동시에 개인별 청력특성에 맞는 명료한 소리를 제공하도록 한다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 I개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법을 도시한 흐름도이고, 도 10은 본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법을 도시한 순차도이다.
본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법은 기본적으로 ISO266:233 표준 등청감곡선에 기초한 최소가청한계 소리를 음향기기 또는 통신기기의 제1 기준소리로 설정하는 설정단계(S10)와, 상기 설정단계(S10)에서 설정된 제1 기준소리를 개인이 청취하도록 하여 상기 제1 기준소리가 그 개인의 최소가청소리인지 아닌지 판단하는 판단단계(S20)와, 상기판단단계(S20)에서 상기 제1 기준소리가 개인의 최소가청소리가 아닌 것으로 판단된 경우, 그 개인의 최소가청소리를 측정하는 측정단계(S30)와, 상기 판단단계(S20) 또는 측정단계(S30)를 거쳐 확인된 개인의 최소가청소리를 그 개인의 제2 기준소리로 결정하는 결정단계(S40)와, 상기 결정단계(S40)를 거쳐 결정된 제2 기준소리에 기초하여 상기 음향기기 또는 통신기기의 소리크기를 조절하는 조절단계(S50)와, 상기 조절단계(S50)에서 조절되어 상기 음향기기 또는 통신기기의 스피커를 통해 출력되는 소리를 상기 스피커의 전달특성에 따라 보상하는 보상단계(S60)와, 상기 보상단계(S60)를 거쳐 보상된 소리를 상기 스피커를 통해 출력하는 출력단계(S70)로 구성된다.
본 발명에 적용되는 음향기기 혹은 통신기기의 초기 기준 소리, 즉 제1 기준소리의 크기는 도 2의 ISO266:233 표준 등청감곡선을 도시한 그래프도와 같이 ISO266:2003 표준 등청감곡선을 기준으로 한다. ISO266:2003 표준 등청감곡선 특성에 따르면 사람의 평균적인 특성은 3.5 kHz 주파수를 중심으로 작은 소리를 잘 들을 수 있는 청각 감도가 좋으며, 3.5 kHz 주파수보다 높거나 낮은 주파수의 소리에 대해서는 상대적으로 감도가 좋지 못하다. 즉, 3.5 kHz에서는 청각의 감도가 좋기 때문에 소리의 크기를 크게 하지 않아도 들을 수 있으며, 3.5 kHz 보다 높거나 낮은 주파수의 소리에 대해서는 감도가 낮기 때문에 소리를 크게 하여야만 한다. 그러나, ISO266:2003 표준은 앞서 언급한 것과 같이 여러 사람에 대한 평균적인 등청감 특성이기 때문에 다양한 개인적인 음향 환경, 즉, 선천적인 요인이나 질환, 작업 환경, 음악 청취 습관 등의 영향에 의하여 변형된 청감 특성을 갖게 된 사람에게 표준 등청감곡선을 기준으로 소리를 제공하는 것은 부적절하다.
한편, 도 3은 주파수별 소음 노출 허용 시간과 크기 관계를 도시한 그래프도로, 여기에서는 120 dB을 최대가청한계로 설정하여 주파수별 소음 노출 허용 시간과 크기를 나타내고 있다. 주파수별 순음을 같은 크기로 제공할 때, 청각을 손상하지 않기 위한 허용 시간은 주파수마다 다르다. 그리고, 주파수별 순음을 같은 시간 동안 노출한다면 청각을 손상하지 않기 위하여 허용되는 소리의 크기는 주파수별로 다르다. 예를 들면, 250 Hz 주파수의 순음은 120 dB 크기로 30분간 노출이 허용되지만, 3 kHz 주파수의 순음은 90 dB 크기로 30분간 노출이 허용된다. 따라서, 주파수별로 같은 시간을 노출하더라도 청각에 좋지 않은 영향을 주지 않기 위해서는 제공하는 소리의 크기를 주파수별로 다르게 설정하는 것이 필요하다.
도 2의 표준 등청감곡선과 도 3의 주파수별 소음 노출 허용 시간 및 크기 관계 곡선을 비교하면 유사한 상관관계가 있다. 표준 등청감곡선에 따라서 사람의 청 감각이 민감한 주파수 대역은 소음 노출 허용 시간이 짧으며 크기가 크지 않다. 따라서, 소리 크기를 조절할 때 모든 주파수에 대하여 동일한 크기로 소리를 제공하면 감도가 높은 주파수 대역의 청력에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 3 kHz 주파수의 소리에 대하여 사람이 민감한데, 다른 주파수 대역에 비하여 상대적으로 같은 시간에 대하여 작은 크기의 소리를 제공하여야 3 kHz 대역에서의 청각 손실을 줄일 수 있다. 그리고, 도 2에 나타난 등청감곡선은 크기 변화가 표준 등청감곡선의 최소가청한계의 주파수 특성 모양과 유사한 형태를 갖는다. 이에 따라 청력 특성이 각각 다른 사람에게 맞는 소리를 제공하기 위하여 각 개인별 최소가청소리를 측정하고 이를 기준으로 소리 크기를 조절함으로써 모든 주파수에 대하여 동일하게 크기를 조절하여 발생하는 특정 주파수에 대한 청력 손상을 줄일 수 있다.
상기 설정단계(S10)에서는 도 1에서와 같이 음향기기 혹은 통신기기의 초기 기준 소리(제1 기준소리) 크기를 표준 등청감곡선의 최소가청한계로 하고, 소리 크기의 조절도 ISO266:233 표준 등청감곡선에 따라 주파수별로 다른 크기의 소리가 제공되도록 한다. 청취자가 개인 청력특성에 맞도록 소리 크기를 조절하고자 한다면, 개인의 최소가청소리를 측정하여 제1 기준소리를 측정한 최소가청소리로 설정하고 이를 기준으로 주파수별로 크기를 조절할 수 있도록 함으로써 특정 주파수에 대한 청력 손상을 줄일 수 있다.
상기 측정단계(S30)에서는 일반적으로는 주파수와 크기에 대하여 연속적인 개인의 최소가청소리를 측정하여야 하지만, 측정의 편리와 처리의 편리를 위하여 불연속적인 특정 주파수에 대하여 불연속적인 단위로 크기를 조절하는 예로 상세한 설명을 하면 다음과 같다. 도 4는 특정 개인을 대상으로 250Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 3000Hz, 4000Hz, 8000Hz 에 대한 최소가청소리 특성을 측정한 것이며, 도 5는 이를 기준으로 소리의 크기를 조절하는 장치를 조절할 때 각 주파수별로 다른 크기의 소리를 제공하도록 설정하는 예이다. 최소가청한계 특성은 250Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 3000Hz, 4000Hz, 8000Hz의 순음을 주파수와 크기를 불규칙하게 제공하여 각 주파수의 순음에 대하여 들을 수 있는 최소의 크기를 측정하여 설정한다. 상기된 바와 같이 기재된 최소가청소리 측정 주파수의 기준은 이에 한정되지 않으며 보다 정밀한 기준, 예로써 250Hz, 500Hz, 750Hz, 1000Hz, 1500Hz, 2000Hz, 2500Hz, 3000Hz, 3500Hz, 4000Hz, 6000Hz, 8000Hz로 제공될 수도 있을 것이다.
최소가청소리(제2 기준소리)를 기준으로 소리 크기를 조절하는 방식은 다음과 같다. 표준 등청감곡선 상에서 10 phone 단위로 소리 크기를 증가할 때, 음압레벨의 차이는 표 1과 같다. 1000 Hz는 10 phone 차이가 10 dB로 일치하여 나타나고, 다른 주파수에서는 평균값으로 9.5 dB 에서 10.8 dB 까지 차이가 난다.
표 2는 표준 등청감곡선에서 각 주파수에 대하여 최소가청한계에서 최대가청한계 사이에 증가하는 간격을 (최대가청한계-최소가청한계)/9 으로 계산한 결과이다. 표 1의 평균값과 일치한다.
주파수(Hz) 250.0 500.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 8000.0
10Phone-0Phone 차(dB) 13.8 11.5 10.0 11.4 12.1 12.3 11.2
20Phone-10Phone 차(dB) 10.7 10.4 10.0 10.9 11.2 11.3 10.5
30Phone-20Phone 차(dB) 9.5 9.9 10.0 10.6 10.8 10.9 10.2
40Phone-30Phone 차(dB) 8.9 9.7 10.0 10.5 10.6 10.6 10.1
50Phone-40Phone 차(dB) 8.6 9.5 10.0 10.4 10.4 10.5 10.0
60Phone-50Phone 차(dB) 8.5 9.5 10.0 10.3 10.4 10.4 9.9
70Phone-60Phone 차(dB) 8.4 9.4 10.0 10.3 10.3 10.4 9.9
80Phone-70Phone 차(dB) 8.4 9.4 10.0 10.3 10.3 10.4 9.9
90Phone-80Phone 차(dB) 8.3 9.4 10.0 10.3 10.3 10.3 9.9
평균 9.5 9.9 10.0 10.6 10.7 10.8 10.2
표1 . 표준 등청감곡선의 주요 주파수에서의 10 phone 차에 의한 음압레벨 차
주파수(Hz) 250.0 500.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 8000.0
(최대가청한계-최소가청한계)/9 9.5 9.9 10.0 10.6 10.7 10.8 10.2
표2 . 표준 등청감곡선의 주요 주파수에 대한 최소가청한계에서 최대가청한계까지의 증가 간격(dB)따라서, 본 발명에서는 소리 크기를 조절하는 첫번째 방식은 하기의 수식(1), (2)와 같이 측정한 최소가청한계와 표준 등청감곡선의 최대가청한계의 차를 대수적인(logarithmic) 일정 간격으로 나누어서 크기를 조절하는 것이다.
Figure 112008070063390-PAT00028
(1)
Figure 112008070063390-PAT00029
(2)
여기서,
Figure 112008070063390-PAT00030
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00031
에 대한 표준 등청감곡선 상의 최대가청한계, 즉, 사람이 들을 수 있는 최대크기의 소리이며,
Figure 112008070063390-PAT00032
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00033
에 대하여 측정한 최소가청한계 혹은 표준 등청감곡선 상의 최소가청한계, 즉, 사람이 들을 수 있는 가장 작은 소리이다.
Figure 112008070063390-PAT00034
는
Figure 112008070063390-PAT00035
에 대하여 소리 크기를 조절하는 간격을 의미한다.
Figure 112008070063390-PAT00036
은 소리 크기를 조절하는 단계를 나타내며, 디지털 음향기기 혹은 통신기기에서는 7 혹은 14 단계 등으로 조절할 수 있는 값이고
Figure 112008070063390-PAT00037
은 소리 크기의 각 단계를 나타내는 계수이다.
Figure 112008070063390-PAT00038
는 주파수
Figure 112008070063390-PAT00039
에서의
Figure 112008070063390-PAT00040
번째 소리 크기이며,
Figure 112008070063390-PAT00041
은
Figure 112008070063390-PAT00042
보다 낮은 단계 크기를 의미하며, 식(2)는 소리를 크게 하는 과정이며, 소리를 작게 할 경우에는
Figure 112008070063390-PAT00043
만큼 빼기를 한다.
두 번째 방식은 소리의 크기를 조절하는 표 1에 근거하여 측정한 최소가청한계를 기준으로 각 주파수에 대하여 식 (3)과 같이 일정한 간격, 예를 들면 10 dB 간격으로 증가시키는 것이다.
Figure 112008070063390-PAT00044
(3)
여기서,
Figure 112008070063390-PAT00045
는
Figure 112008070063390-PAT00046
에 대하여 소리 크기를 조절하는 간격을 의미하며, 보편적으로는 표 1과 2에서 언급한 주파수에 대해서는 10 dB을 적용한다. 디지털 음향기기 혹은 통신기기에서의 불연속적인 소리 크기 단계를 나타내며, 0을 포함한 정수를 갖는다.
한편, 일반적인 음향기기 혹은 통신기기의 스피커 전달특성은 도 6과 같이 평탄하지 않다. 개인의 청력특성, 즉, 최소가청한계를 기준으로 소리의 크기를 조절하여 최종적으로 스피커를 통하여 출력을 단계에서 소리가 평탄하지 않은 스피커 전달특성에 의하여 왜곡되어 전달되어 본 고안의 목적을 달성할 수 없게 된다. 따라서, 도 7과 같이 스피커의 전달특성,
Figure 112008070063390-PAT00047
을 보상할 수 있도록 스피커의 전달특성에 대한 역(inverse),
Figure 112008070063390-PAT00048
으로 평활화(equalization)를 한다. 도 8은 스피커 전달특성을 보상하기 위한 평활화를 디지털 음향기기와 통신기기에 주로 사용하는 250Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 3000Hz, 4000Hz, 8000Hz를 기준으로 보정하는 예이다.
도 9는 본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절 장치를 도시한 구성도이다.
본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절 장치는 음향기기 또는 통신기기의 소리크기를 조절하여 출력하는 장치로서, 개인의 최소가청한계 소리를 측정하기 위해 그 개인으로부터 소리크기 간격에 대한 신호를 입력받는 제1 외부입력부와, 상기 제1 외부입력부의 신호에 따라 각 주파수별로 일정간격의 소리크기를 상기 음향기기 또는 통신기기로 출력하도록 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 음향기기 또는 통신기기로 출력되는 소리를 통해 측정된 개인의 최소가청한계 소리를 상기 제1 외부입력부로부터 확정받아 그 개인의 최소가청한계 소리가 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 개인의 최소가청한계 소리 또는 표준 최소가청한계 소리를 기준으로 상기 음향기기 또는 통신기기로부터 출력되는 소리를 조절하기 위한 제2 외부입력부와, 상기 제2 외부입력부로부터의 신호에 따라 상기 제어부를 통해 상기 음향기기 또는 통신기기의 이퀄라이저를 제어하여 각 주파수별로 크기 조절된 소리를 상기 음향기기 또는 통신기기의 스피커 전달특성에 따라 보상하는 평활화부;로 구성된다.
개인의 최소가청소리 측정은 제1 외부입력부의 제어에 의하여 제어부가 각 주파수별로 특정한 간격,
Figure 112008070063390-PAT00049
단위로 소리의 크기를 크게 하면서 측정하도록 이루어지며, 이러한 측정된 개인의 최소가청소리는 저장부에 저장된다. 사용자가 개인청력에 맞춘 최소가청소리를 기준으로 하지 않을 때는 기본적으로 이미 저장되어 있는 표준 최소가청한계를 기준으로 소리의 크기를 조절한다.
상기 저장부에 저장되어 있는 측정된 최소가청소리 혹은 표준 최소가청한계를 기준으로 제2 외부입력부를 통해 소리 크기를 조절하도록 하여 제어부에 그 소리의 크기 조절 신호를 입력되면 제어부는 상기 수식(2) 혹은 (3)의 계산식에 따라서 이퀄라이저를 제어하여 각 주파수별로 크기를 조절하여 스피커 평활화부로 입력한다.
상기 스피커 평활화부는 스피커의 전달특성을 보상하도록 출력될 소리 신호를 평활화 처리하여 메인앰프로 출력함으로써 개인 청력특성에 부합하는 명료한 소리가 스피커로 출력되게 한다.
본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 장치는 예시적인 설명을 위하여 디지털 음향기기와 통신기기를 중심으로 주파수와 크기에 대한 불연속적인 설명을 하였지만 주파수와 크기에 대하여 연속인 아날로그 장치에도 적용될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법을 도시한 흐름도.
도 2는 ISO266:233 표준 등청감곡선을 도시한 그래프도.
도 3은 주파수별 소음 노출 허용 시간과 크기 관계를 도시한 그래프도.
도 4는 개인별 청력특성을 예시적으로 측정하여 도시한 그래프도.
도 5는 개인별 청력특성을 고려하여 주파수별 소리 크기 조절을 예시하여 도시한 그래프도.
도 6은 왜곡된 스피커 전달특성 예시적으로 도시한 그래프도.
도 7은 스피커 전달특성 보상 방식을 도시한 도면.
도 8은 스피커 전달특성 보상을 위한 주파수별 설정(평활화) 예를 도시한 그래프도.
도 9는 본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절 장치를 도시한 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법을 도시한 순차도.

Claims (7)

  1. ISO266:233 표준 등청감곡선에 기초한 최소가청한계 소리를 음향기기 또는 통신기기의 제1 기준소리로 설정하는 설정단계(S10)와;
    상기 설정단계(S10)에서 설정된 제1 기준소리를 개인이 청취하도록 하여 상기 제1 기준소리가 그 개인의 최소가청소리인지 아닌지 판단하는 판단단계(S20)와;
    상기 판단단계(S20)에서 상기 제1 기준소리가 개인의 최소가청소리가 아닌 것으로 판단된 경우, 그 개인의 최소가청소리를 측정하는 측정단계(S30)와;
    상기 판단단계(S20) 또는 측정단계(S30)를 거쳐 확인된 개인의 최소가청소리를 그 개인의 제2 기준소리로 결정하는 결정단계(S40)와;
    상기 결정단계(S40)를 거쳐 결정된 제2 기준소리에 기초하여 상기 음향기기 또는 통신기기의 소리크기를 조절하는 조절단계(S50)와;
    상기 조절단계(S50)에서 조절되어 상기 음향기기 또는 통신기기의 스피커를 통해 출력되는 소리를 상기 스피커의 전달특성에 따라 보상하는 보상단계(S60)와;
    상기 보상단계(S60)를 거쳐 보상된 소리를 상기 스피커를 통해 출력하는 출력단계(S70);로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정단계(S30)에서는 250Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 3000Hz, 4000Hz, 8000Hz에 해당하는 순음을 상기 음향기기 또는 통신기기를 통해 불규칙한 크기로 출력하여 개인이 상기 각 주파수의 순음에 대하여 들을 수 있는 상기 최소가청소리의 크기를 측정하도록 하는 것을 특징으로 하는 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절단계(S50)에서는,
    Figure 112008070063390-PAT00050
    (1)
    (여기서,
    Figure 112008070063390-PAT00051
    는 주파수
    Figure 112008070063390-PAT00052
    에 대한 ISO266:233 표준 등청감곡선 상의 최대가청한계 소리이고,
    Figure 112008070063390-PAT00053
    는 주파수
    Figure 112008070063390-PAT00054
    에 대하여 측정한 개인의 최소가청소리 혹은 ISO266:233 표준 등청감곡선 상의 최소가청한계 소리이고,
    Figure 112008070063390-PAT00055
    는 주파수
    Figure 112008070063390-PAT00056
    에 대하여 소리 크기를 조절하는 간격을 의미하고,
    Figure 112008070063390-PAT00057
    은 소리 크기를 조절하는 레벨을 나타낸다)
    Figure 112008070063390-PAT00058
    (2)
    (여기서,
    Figure 112008070063390-PAT00059
    은 소리 크기의 레벨을 의미하는 계수이며,
    Figure 112008070063390-PAT00060
    는 주파수
    Figure 112008070063390-PAT00061
    에서의
    Figure 112008070063390-PAT00062
    번째 소리 크기이며,
    Figure 112008070063390-PAT00063
    은
    Figure 112008070063390-PAT00064
    보다 낮은 레벨 크기를 의미한다.)
    상기 측정단계(S30)에서 측정된 개인의 최소가청소리와 ISO266:233 표준 등청감곡선의 최소가청한계 소리의 차를 상기 수식(1)로부터 구하여 상기 수식(2)에 대입함으로써 대수적으로 소리크기를 일정간격으로 나누어 조절하는 것을 특징으로 하는 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절단계(S50)에서는,
    Figure 112008070063390-PAT00065
    (3)
    (여기서,
    Figure 112008070063390-PAT00066
    는 주파수
    Figure 112008070063390-PAT00067
    에서의
    Figure 112008070063390-PAT00068
    번째 소리 크기이고,
    Figure 112008070063390-PAT00069
    는 주파수
    Figure 112008070063390-PAT00070
    에 대하여 측정한 개인의 최소가청소리 혹은 ISO266:233 표준 등청감곡선 상의 최소가청한계 소리이며,
    Figure 112008070063390-PAT00071
    는 주파수
    Figure 112008070063390-PAT00072
    에 대하여 소리 크기를 조절하는 간격을 의미하는 0을 포함한 정수를 의미한다.)
    상기 측정단계(S30)에서 측정된 개인의 최소가청소리에 따라 각 주파수에 대하여 상기 수식(3)에 따라 일정간격으로 나누어 조절하는 것을 특징으로 하는 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 조절단계(S50)에서
    Figure 112008070063390-PAT00073
    는 주파수가 250Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 3000Hz, 4000Hz, 8000Hz일 때 10dB인 것을 특징으로 하는 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법.
  6. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 보상단계(S60)에서는 상기 스피커의 전달특성(
    Figure 112008070063390-PAT00074
    )을 보상할 수 있도록 그 전달특성(
    Figure 112008070063390-PAT00075
    )에 대해 역(
    Figure 112008070063390-PAT00076
    )으로 평활화(equalization)하는 것을 특징으로 하는 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법.
  7. 음향기기 또는 통신기기의 소리크기를 조절하여 출력하는 장치에 있어서,
    개인의 최소가청한계 소리를 측정하기 위해 그 개인으로부터 소리크기 간격에 대한 신호를 입력받는 제1 외부입력부와;
    상기 제1 외부입력부의 신호에 따라 각 주파수별로 일정간격의 소리크기를 상기 음향기기 또는 통신기기로 출력하도록 제어하는 제어부와;
    상기 제어부의 제어에 의해 상기 음향기기 또는 통신기기로 출력되는 소리를 통해 측정된 개인의 최소가청한계 소리를 상기 제1 외부입력부로부터 확정받아 그 개인의 최소가청한계 소리가 저장되는 저장부와;
    상기 저장부에 저장되어 있는 상기 개인의 최소가청한계 소리 또는 표준 최소가청한계 소리를 기준으로 상기 음향기기 또는 통신기기로부터 출력되는 소리를 조절하기 위한 제2 외부입력부와;
    상기 제2 외부입력부로부터의 신호에 따라 상기 제어부를 통해 상기 음향기기 또는 통신기기의 이퀄라이저를 제어하여 각 주파수별로 크기 조절된 소리를 상기 음향기기 또는 통신기기의 스피커 전달특성에 따라 보상하는 평활화부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절장치.
KR1020080098395A 2008-10-07 2008-10-07 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치 KR101020266B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080098395A KR101020266B1 (ko) 2008-10-07 2008-10-07 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080098395A KR101020266B1 (ko) 2008-10-07 2008-10-07 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100039156A true KR20100039156A (ko) 2010-04-15
KR101020266B1 KR101020266B1 (ko) 2011-03-07

Family

ID=42215766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080098395A KR101020266B1 (ko) 2008-10-07 2008-10-07 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101020266B1 (ko)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100707339B1 (ko) 2004-12-23 2007-04-13 권대훈 청력도 기반 이퀄라이제이션 방법 및 장치
KR100636213B1 (ko) 2004-12-28 2006-10-19 삼성전자주식회사 실시간 주파수 특성 보정 방법 및 그를 적용한 사운드재생 장치
KR20070000823A (ko) * 2005-06-28 2007-01-03 블루텍 주식회사 오디오장치의 개인 맞춤형 음질 재생방법
KR100842618B1 (ko) * 2005-11-01 2008-06-30 삼성전자주식회사 음악 파일 재생 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101020266B1 (ko) 2011-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9253586B2 (en) Devices, methods and computer program products for controlling loudness
US6639987B2 (en) Communication device with active equalization and method therefor
US7564979B2 (en) Listener specific audio reproduction system
EP1889258B1 (en) Adapted audio response
US5553151A (en) Electroacoustic speech intelligibility enhancement method and apparatus
US9980028B2 (en) Sound exposure limiter
US8085941B2 (en) System and method for dynamic sound delivery
CN112954115B (zh) 一种音量调节方法、装置、电子设备及存储介质
US8363854B2 (en) Device and method for automatically adjusting gain
WO2000065872A1 (en) Loudness normalization control for a digital hearing aid
WO2010104299A2 (en) An apparatus for processing an audio signal and method thereof
CN105262887B (zh) 移动终端及其音频设置方法
CN113938795B (zh) 调节耳机音量的方法、装置、耳机及存储介质
KR101941680B1 (ko) 사용자 맞춤형 오디오 주파수 이퀄라이저 조절 장치 및 방법
KR100888049B1 (ko) 부분 마스킹 효과를 도입한 음성 강화 방법
KR101020266B1 (ko) 개인별 청력특성과 스피커 전달특성을 고려한 소리 크기 조절방법 및 이를 사용한 소리크기 조절장치
CN108024185B (zh) 电子装置及特定频段补偿增益方法
NL1038762C2 (en) Voice immersion smartphone application or headset for reduction of mobile annoyance.
US20140153754A1 (en) Otic sensory detection and protection system, device and method
US20230165722A1 (en) Audio device output energy control method for protecting hearing
JPH09181817A (ja) 携帯電話機
Brennan et al. SHARP updates enable audibility estimates with nonlinear frequency compression
JP2003345399A (ja) 音声再生装置
CA3237051A1 (en) Hearing correction system
KR20210065214A (ko) 보청기 증폭 조절방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150529

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160219

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170217

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180223

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190319

Year of fee payment: 9