KR20120022650A - 출력음향신호에 따라 필터의 계수를 적응적으로 조정하는 음향 신호 재생 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

오디오 신호를 재생하는 방법에 있어서, 제 1 입력음향신호를 필터에 통과시켜 스피커로 출력될 출력음향신호를 생성하고, 출력음향신호의 크기 정보를 획득하고, 크기 정보에 기초하여, 필터의 주파수 응답과 관계되는 주파수응답파라미터를 결정한 후, 결정된 주파수응답파라미터에 기초하여 필터의 계수를 적응적으로 조정하는 음향 신호 재생 방법 및 장치가 개시된다.

Description

출력음향신호에 따라 필터의 계수를 적응적으로 조정하는 음향 신호 재생 방법 및 장치{Method and apparatus for audio signal reproduction by adaptively controlling of filter coefficient}
음향 신호를 재생하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 출력음향신호에 따라 필터의 계수를 적응적으로 조정하는 음향 신호 재생 방법 및 장치에 관한 것이다.
실제와 유사한 음질을 요구하는 사용자의 요구가 증가함에 따라 음향 처리 기술이 크게 발전하고 있다. 그러나, 스피커와 같은 음향 출력 장치의 성능이 제한됨에 따라 음향 신호의 왜곡이 발생하게 된다. 결국, 음향 신호가 실제 음질과 유사하게 복원된다 하더라도 스피커의 성능이 열악한 경우에는 음향 신호에 왜곡이 발생하게 되어 음향 효과가 떨어지게 된다.
본 발명은 스피커의 신뢰성을 유지하면서 실제의 소리에 가까운 음향 신호를 재생할 수 있는 음향 신호 재생 방법 및 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 출력음향신호에 따라 필터의 계수를 적응적으로 조정하는 음향 신호 재생 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예가 갖는 하나의 특징은, 오디오 신호를 재생하는 방법에 있어서, 제 1 입력음향신호를 필터에 통과시켜 스피커로 출력될 출력음향신호를 생성하는 단계; 상기 출력음향신호의 크기 정보를 획득하는 단계; 상기 크기 정보에 기초하여, 상기 필터의 주파수 응답과 관계되는 주파수응답파라미터를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 주파수응답파라미터에 기초하여, 상기 필터의 계수를 적응적으로 조정하는 단계를 포함하는 것이다.
상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계는, 상기 출력음향신호의 크기와 상기 주파수응답파라미터 간의 맵핑 정보가 포함된 맵핑테이블에 기초하여, 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계는, 상기 출력음향신호의 크기에 기초하여, 상기 필터가 상기 제 1 입력음향신호 이후에 입력되는 제 2 입력음향신호의 저대역 성분을 증폭하도록 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계는, 상기 출력음향신호의 크기가 임계치 이상이면, 상기 필터가 상기 제 1 입력음향신호 이후에 입력되는 제 2 입력음향신호의 소정 주파수 성분의 이득 값을 감소시키도록 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 주파수응답파라미터는, 중심주파수, 상기 중심주파수에 대응하는 대역폭 및 상기 중심주파수에서의 이득 값 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 필터는, 초기 주파수응답파라미터에 따라 음향신호의 주파수 특성을 조절하는 전처리필터 및 상기 제 1 출력음향신호 이전에 상기 스피커로 출력된 제 2 출력음향신호의 크기에 기초하여 음향신호의 주파수 특성을 조절하는 후처리필터를 포함할 수 있다.
상기 필터는, FIR 필터 및 IIR 필터 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예가 갖는 하나의 특징은, 오디오 신호를 재생하는 장치에 있어서, 제 1 입력음향신호를 통과시켜 스피커로 출력될 출력음향신호를 생성하는 필터; 상기 출력음향신호의 크기 정보를 획득하는 크기정보획득부; 상기 크기 정보에 기초하여, 상기 필터의 주파수 응답과 관계된 주파수응답파라미터를 결정하는 파라미터결정부; 및 상기 결정된 주파수응답파라미터에 기초하여, 상기 필터의 계수를 자동적으로 조정하는 계수조정부를 포함하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향신호재생장치(100)에 관한 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 재생 장치(100)에 관한 상세한 블록도를 나타낸다.
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음향 신호 재생 장치(100)에 관한 상세한 블록도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 재생 장치(100)의 주파수 응답에 관한 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 재생 방법에 관한 흐름도를 나타낸다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
차단 주파수(cut off frequency)는 주파수 응답 특성을 수치화한 전달 함수의 이득 값이 기준치(예를 들면, 최대치)에 비하여 일정 량 이상만큼 하락하는 시점에서의 주파수를 의미한다.
대역폭(bandwidth)은 상위 차단 주파수와 하위 차단 주파수간의 주파수 대역폭을 의미한다. 즉, 대역폭은 상위 차단 주파수에서 하위 차단 주파수를 뺀 값 이다.
중심 주파수(center frequency)는 상위 차단 주파수와 하위 차단 주파수의 중간에 위치한 주파수이다. 중심 주파수는 전달 함수의 폴에 해당하는 주파수일 수 있다.
Q 값은 전달 함수의 첨예도를 나타내는 값이다. Q 값이 클수록 전달 함수가 더욱 첨예해지고, Q 값이 작을수록 전달 함수가 스무드해진다. Q 값은 대역폭을 중심 주파수로 나눈 값일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향신호재생장치(100)에 관한 블록도를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 음향신호재생장치(100)는 필터(110), 크기정보획득부(120), 파라미터결정부(130) 및 계수조정부(140)를 포함한다.
필터(110)는 입력음향신호를 통과시켜 스피커로 출력될 출력음향신호를 생성한다. 필터(110)는 IIR(Infinite Impulse Response) 필터 및 FIR(Finite Impulse Response) 필터 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
필터(110)는 전처리부(미도시)와 후처리부(미도시)를 모두 포함하거나 전처리부(미도시) 또는 후처리부(미도시)만을 포함할 수 있다.
전처리부(미도시)는 PEQ(Parameter Equalizer) DRC(Dynamic Range Control)등과 같은 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있으며, 입력음향신호는 각각의 모듈을 통과하면서 단계적으로 증폭된다.
PEQ는 음향 신호가 균일한 주파수 특성을 갖도록 입력음향신호를 처리한다. 입력음향신호가 하나 이상의 모듈을 통과하면 입력음향신호는 모듈의 특성에 따라 균일하지 않은 주파수 특성을 가진 신호로 변형될 수 있다. 일 예로, 입력음향신호에서 저주파수 대역 성분이 감소할 수 있다. 이 경우, PEQ는 저주파 대역 성분을 증폭시킴으로써 하나 이상의 모듈을 거친 입력음향신호가 균일한 주파수 특성을 갖도록 한다. 음향신호재생장치(100)는 출고되는 시점에서 PEQ의 파라미터를 미리 설정해두고 음향 신호의 주파수 특성을 조정한다.
동적범위제어기는 스피커의 특성을 반영하여 입력음향신호의 주파수 특성을 조정한다. 출력음향신호에 스피커가 출력할 수 없는 주파수 성분이 포함되어 있다고 가정해보자. 스피커가 출력할 수 없는 주파수 성분은 왜곡이 되어 출력되거나, 열과 같은 불필요한 에너지로 발산된다. 왜곡 성분이나 열과 같이 의도하지 않은 에너지는 스피커 및 음향신호재생장치(100)의 신뢰성을 파괴할 수 있다. 유사하게, 출력음향신호가 스피커의 최대 출력을 초과하는 경우에도 음향 신호의 왜곡이나 불필요한 에너지가 발생할 수 있다. 동적범위제어기는 이와 같이 스피커가 처리할 수 없거나 처리하는데 적합하지 않은 요소를 음향 신호에서 제거함으로써, 음향 신호의 왜곡이나 의도하지 않는 에너지의 발생으로 인하여 스피커 및 음향 시스템의 신뢰성이 파괴되는 현상을 방지한다.
후처리부(미도시)는 PEQ와 같이 입력음향신호의 주파수 특성을 조절하는 이퀄라이저이 일종이다. PEQ가 초기 주파수응답파라미터에 따라 모든 입력음향신호의 주파수 특성을 동일하게 조절하는 반면, 후처리부(미도시)는 후술할 파라미터결정부(130) 및 필터계수결정부(140)의 결정에 따라 주파수응답파라미터 및 필터계수를 변경하여 주파수 특성을 적응적으로 조절한다.
실시 예에 따라서는 전처리부(미도시)가 후처리부(미도시)의 역할을 함께 수행할 수 있다. 즉, 음향신호재생장치(100)가 최초로 출고되는 시점에서는 PEQ가 초기 주파수응답파라미터에 따라 입력음향신호의 주파수 특성을 조절하지만, 음향 신호가 스피커로 출력된 이후에는 후술할 파라미터결정부(130) 및 필터계수결정부(140)의 결정에 따라 PEG가 주파수응답파라미터를 적응적으로 변경할 수 있다.
크기정보획득부(120)는 스피커로 출력되는 출력음향신호의 크기 정보를 획득한다.
파라미터결정부(130)는 출력음향신호의 크기 정보에 기초하여 필터(110)의 주파수 응답과 관계되는 주파수응답파라미터를 결정한다. 주파수 응답과 관계되는 주파수응답파라미터는 중심 주파수, 대역폭, 차단주파수, 중심 주파수에서의 이득 값, 주파수 응답 함수의 첨예도, Q 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
대역폭이 작아지도록 차단 주파수를 변경하거나 Q 값을 증가시키면 중심 주파수 근처에서의 전달 함수의 첨예도가 증가한다. 이는, 중심 주파수에서의 이득 값을 증가시키는 결과를 초래한다.
파라미터결정부(130)는 이와 같은 원리에 따라 원하는 주파수 대역에서의 이득 값을 증폭시킬 수 있다. 일반적으로, 음향 신호의 경우 고주파수 성분보다 저주파수 성분의 이득 값이 작기 때문에, 파라미터결정부(130)는 저주파수 성분의 이득 값이 증가하도록 Q 값 또는 차단 주파수를 변경할 수 있다. 이 때, 출력음향신호의 크기가 임계치 이상인 경우 저주파수 성분의 이득값을 증가시키게 되면 스피커가 음향신호를 성공적으로 출력하지 못할 수 있다.(예를 들면, 왜곡이 발생할 수 있다.) 따라서, 출력음향신호의 크기가 임계치 이상인 경우에는 주파수파라미터를 변경하지 않거나 스피커의 최대 출력을 초과하지 않는 범위내에서 변경하는 것이 바람직할 수 있다.
일 예로, 스피커의 최대 출력을 초과하지 출력음향신호의 크기가 '0~1'이라고 하더라도, 출력음향신호의 크기가 '0~0.7'이내인 경우에 대해서만 저주파수 성분의 이득 값을 증가시키고, 출력음향신호의 크기가 0.7을 초과하면 저주파수 성분의 이득 값을 변경하지 않는다.
파라미터결정부(130)는 출력음향신호의 크기와 주파수응답파라미터간의 맵핑 정보를 나타내는 맵핑 테이블을 이용하여 주파수응답파라미터를 결정할 수 있다. 맵핑 테이블은 디지털 증폭기 또는 스피커의 음압 레벨 특성을 고려하여 작성된다. 음압 레벨 특성은 음향 신호가 전달될 때 매질 내의 압력 변화의 크기를 기준 음압에 대한 비로 나타낸 값으로써, 스피커의 특성을 나타내는 정보 중 하나이다.
맵핑 테이블에는 출력음향신호의 크기에 따라 소정 주파수 대역(예를 들면 저주파수 대역)에 가장 적절한 Q 값 또는 차단 주파수가 미리 계산되어 기재되어 있다. 따라서, 파라미터결정부(130)는 출력음향신호의 크기가 변경될 때마다 주파수파라미터를 계산할 필요 없이 맵핑 테이블을 통하여 최적의 주파수파라미터를 결정할 수 있다.
맵핑 테이블에는 출력음향신호의 크기 각각에 대응하는 주파수 파라미터들에 관한 정보가 기재될 필요는 없으며, 데이터의 크기나 효율성 등을 고려하여 출력음향신호의 크기를 복수 개의 레벨로 구분하고 각각의 레벨에 대응하는 주파수파라미터들의 값을 기재하면 충분하다.
계수조정부(140)는 파라미터결정부(130)에서 결정된 주파수 응답 파라미터에 기초하여 필터(110)의 계수를 적응적으로 조정한다. 필터(110)의 계수를 적응적으로 조정한다는 것은, 환경의 변화(예를 들면, 출력음향신호의 크기의 변화)에 따라 필터(110)의 계수를 자동적으로 조정한다는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 재생 장치(100)에 관한 상세한 블록도를 나타낸다.
도 2에서는 IIR필터(110)가 전처리부(210)와 독립적인 모듈로 설계된 경우를 설명한다. 이하에서는, 제 1 입력음향신호와 제 2 입력음향신호가 순차적으로 전처리부(210)로 입력된 경우를 가정하여 음향 신호 재생 장치(100)내의 각 블록의 동작을 시간 순서대로 설명한다.
먼저, 제 1 입력음향신호가 전처리부(210)로 수신되면, 전처리부(210)는 제 1 입력음향신호를 증폭하여 제 1 출력음향신호를 생성한다. 구체적으로, 제 1 입력음향신호는 전처리부(210)내의 PEQ(216), DRC(218), 마이콤(미도시), 디지털 신호 처리부(212), PWM 변조부(214)등을 거치면서 단계적으로 증폭된다. 다만, 전처리부(210)는 출고되는 시점에서 소정의 주파수 응답 특성을 갖도록 설계되며, 이는 입력음향신호의 특성과 무관하게 동일하게 적용된다. 따라서, 전처리부(210)를 통과한 제 1 입력음향신호가 스피커로 출력될 때 왜곡이 발생한다고 하더라도 전처리부(210)는 보정 작업을 수행하지 않는다.
전처리부(210)에서 출력되는 제 1 출력음향신호는 IIR 필터(110)를 통과한다. IIR 필터(110)의 계수는 이전 시점에 출력된 음향 신호의 크기에 기초하여 변경되었을 것이다.
IIR 필터(110)를 통과한 제 1 출력음향신호는 스피커로 출력된다.
크기정보획득부(120)는 스피커로 출력되기 전의 제 1 출력음향신호로부터 크기 정보를 획득한다.
파라미터결정부(130)는 크기정보획득부(120)로부터 크기 정보를 수신한다. 파라미터결정부(130)는 메모리(220)로부터 음향신호의 크기와 Q 값 간의 맵핑 정보를 나타내는 제 1 맵핑 정보와 음향신호의 크기와 차단 주파수 간의 맵핑 정보를 나타내는 제 2 맵핑 정보 중 적어도 하나를 획득하고, 제 1 맵핑 정보 및 제 2 맵핑 정보 중 적어도 하나를 이용하여 크기정보획득부(120)에서 획득한 크기 정보와 매칭되는 Q 값 및 차단 주파수를 검색한다.
계수조정부(140)는 파라미터결정부(130)가 결정한 Q값 및 차단 주파수 값에 기초하여 IIR 필터(110)의 계수를 조정한다.
다음으로, 제 2 입력음향신호가 전처리부(210)로 입력된다.
전처리부(210)는 제 2 입력음향신호를 처리하여 제 2 출력음향신호를 생성한다. 전처리부(210)는 이전에 출력된 음향 신호에 왜곡이 발생하였는지 여부와는 무관하게 동일한 주파수 응답 특성을 가짐은 상술한바이다.
전처리부(210)에서 출력되는 제 2 출력음향신호는 IIR 필터(110)를 거쳐 스피커로 전달된다. IIR 필터(110)는 이전에 스피커로 출력된 음향 신호에 기초하여 필터의 계수를 변경한 것이다. 인접한 시점에서 입력되는 음향 신호의 크기 및 특성은 유사한 것이 일반적이므로, 제 1 출력음향신호와 제 2 출력음향신호의 크기 및 특성이 유사할 것이다. 따라서, 현재 시점에서의 IIR 필터(110)의 주파수 응답 특성은 제 2 출력음향신호에 적합할 가능성이 높을 것이다.
종래의 음향 신호 재생 장치(100)내의 각각의 모듈은 최종 출력 신호에 대한 정보를 알지 못하며, 출력 신호에 따라 내부 모듈의 파라미터 계수를 변경할 수 없었다. 따라서, 출력 신호에 왜곡이 발생한다 하더라도 이러한 왜곡이 자동적으로 수정되지 않기 때문에 음질이 저하되었다. 그러나, 본원 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 재생 장치(100)에서는 스피커로 출력되기 전의 최종 출력 신호를 분석하여 왜곡이 발생하거나 발생할 확률이 높다고 판단되는 경우에는 내부 모듈의 파라미터 값을 적응적으로 조정하므로, 음질을 향상시킬 수 있다.
또한, 스피커로 출력되기 직전의 출력음향신호의 크기를 이용하여 필터의 계수를 조정하므로, 외부 장치를 이용하여 음향 신호 재생 장치(100)의 주파수 응답 특성을 확인할 필요가 없다. 외부 장치를 이용하여 주파수 응답 특성을 측정하는 경우 외부 장치에 의한 주파수 응답 특성이 측정된 주파수 응답 특성에 포함되므로, 음향 신호 재생 장치(100)만의 주파수 응답을 확인하는 것이 난해하고, 따라서 시스템 전체의 복잡도가 증가할 수 있다. 그러나, 본원 발명에서와 같이 음향 신호 재생 장치(100)의 주파수 응답 특성을 확인하지 않는 경우에는 시스템의 복잡도를 크게 경감시킬 수 있다.
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음향 신호 재생 장치(100)에 관한 상세한 블록도를 나타낸다.
도 3에서는 전처리부(310)가 도 2의 IIR 필터(110)의 역할을 대신하는 것을 제외하면 도 2와 동일하다. 즉, 도 3에서는 출력음향신호의 크기 정보에 기초하여 PEQ와 같은 전처리부(310) 내부 모듈의 파라미터를 조정하여 도 2와 동일한 효과를 낼 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 재생 장치(100)의 주파수 응답에 관한 일 예를 나타낸다.
도 4a는 종래 기술에 따른 음향 신호 재생 장치의 주파수 응답 특성을 나타낸다.
도 4a를 참고하면, 종래 기술에 따른 음향 신호 재생 장치는 출력음향신호의 크기와는 무관하게 동일한 주파수 응답 특성을 갖는다. 즉, 입력음향신호의 크기에 따라서 이득 값은 증가하지만, 파형의 형태는 동일하다.
도 4b는 본원 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 재생 장치(100)의 주파수 응답 특성을 나타낸다.
도 4b를 참고하면, 본원 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 재생 장치(100)는 출력음향신호의 크기에 따라서 주파수 응답 특성이 변한다.
출력음향신호의 크기가 충분히 작아서 음향 신호에 왜곡이 발생하지 않는다고 판단되는 경우, 음향 신호 재생 장치(100)는 저주파수 대역의 이득 값이 크게 증폭되도록 필터(110)의 주파수 응답 특성을 변화시킨다. 저주파수 대역과 관련된 Q값을 증가시킴으로써 저주파수 대역의 이득 값을 증폭시킬 수 있다. 도 4b에서는 100~300Hz 대역을 저주파수 대역으로 설정하였으며, 원래의 주파수 응답 특성과 비교할 때 100~300Hz 대역에서는 Q값을 크게 증가시켜 이득 값을 증가시키지만, 나머지 대역에서는 주파수 응답 특성을 변화시키지 않는다. 이와 같이 저주파수 대역만을 선택적으로 증가시킴으로써 저음 재생 능력이 약한 스피커에서도 훌륭한 저음을 제공할 수 있다.
반면, 출력음향신호의 크기가 임계치를 초과하여 음향 신호에 왜곡이 발생할 수 있다고 판단되는 경우, 음향 신호 재생 장치(100)는 필터(110)의 주파수 응답 특성이 원래의 주파수 응답 특성과 동일하도록 저주파수 대역에서의 Q 값을 변화시키지 않는다. 실시 예에 따라서는, 음향 신호 재생 장치(100)는 Q 값이나 이득 값을 더욱 감소시켜 원래의 주파수 응답 특성보다 이득 값이 더 낮아지도록 함으로써, 음향 신호에 왜곡이 발생하지 않도록 필터(110)의 주파수 응답 특성을 변화시킬 수 있다. 즉, 음향 신호 재생 장치(100)는 출력음향신호의 크기와 반비례하는 Q 값을 선택할 수 있다.
도 4b를 참고하면, 출력 음향 신호가 5V인 경우(410)에는 출력 음향 신호가 스피커로 출력될 때 왜곡이 발생하지 않기 때문에, 원래의 주파수 응답 특성(401)에 비하여 저주파수 대역에서의 이득 값을 증가시킨다.
출력 음향 신호가 10V인 경우(420)에도 출력 음향 신호가 스피커로 출력될 때 왜곡이 발생하지 않기 때문에, 원래의 주파수 응답 특성에 비하여 저주파수 대역에서의 이득 값을 증가시킨다. 실시 예에 따라서는, 출력 음향 신호가 10V인 경우(420)에 저주파수 대역에서의 이득 값 증가 폭이, 출력 음향 신호가 5V인 경우(410)에 저주파수 대역에서의 이득 값 증가 폭보다 작아질 수 있다.
출력 음향 신호가 15V인 경우(430)에는 출력 음향 신호가 스피커로 출력될 때 왜곡이 발생하거나 스피커의 신뢰성을 저하시킬 수 있기 때문에, 원래의 주파수 응답 특성과 동일한 주파수 응답 특성을 갖도록 한다. 즉, 저주파수 대역에서의 이득 값을 증가시키지 않는다. 실시 예에 따라서는, 이득 값이 임계치 이상을 초과하여 음향 신호의 왜곡이 발생할 수 있는 5대역에서는 이득 값을 감소시킬 수도 있다.
이와 같이 본원 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 출력 장치(100)에서는 출력음향신호의 이득 값 값에 따라 출력음향신호가 스피커로 출력될 때 왜곡이 발생하지 않는 경우에는 저주파수 대역을 증폭시키고 왜곡이 발생할 수 있다고 판단되는 경우에는 저주파수 대역이 증폭되지 않도록 함으로써 스피커의 신뢰성을 유지하면서 실제의 소리에 가까운 음향 신호를 재생할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 신호 재생 방법에 관한 흐름도를 나타낸다.
단계 s510에서는, 입력음향신호를 필터에 통과시켜 스피커로 출력될 출력음향신호를 생성한다. 필터는 IIR 필터 및 FIR 필터 중 적어도 하나를 이용하여 구현되며, 음향 신호 재생 장치가 출고되는 시점에서 결정되는 초기 주파수응답파라미터에 따라 음향 신호의 주파수 특성을 일률적으로 조정하는 전처리 필터와 이전 시점에 스피커로 출력된 출력 음향 신호의 크기에 따라 음향 신호의 주파수 특성을 적응적으로 조정하는 후처리필터를 포함할 수 있다.
최초에는 음향 신호 재생 장치가 출고되는 시점에서 결정된 주파수 응답 파라미터에 따라서 필터의 계수를 설정한다. 그러나, 음향 신호가 출력된 이후에는 가장 최근에 출력된 음향 신호의 크기에 따라 필터의 계수가 적응적으로 조정될 것이다.
단계 s520에서는, 필터를 통과한 출력음향신호로부터 크기 정보를 획득한다.
단계 s530에서는, 크기 정보에 기초하여 필터의 주파수 응답과 관련되는 주파수응답파라미터를 결정한다. 주파수응답파라미터는 Q 값, 중심 주파수, 차단 주파수, 대역폭, 이득 값 등을 포함할 수 있다. 주파수응답파라미터를 결정함에 있어서 출력음향신호의 크기와 주파수응답파라미터간의 맵핑 정보가 포함된 맵핑테이블을 이용할 수 있다.
일 예로, 출력음향신호의 크기가 임계치 이하이면 출력음향신호의 크기에따라 필터로 입력될 음향 신호의 저대역 성분이 증폭되도록 주파수응답파라미터를 결정하고, 출력음향신호의 크기가 임계치 이상이면 필터의 주파수 응답 특성이 변경되지 않거나 이득 값이 감소되도록 주파수응답파라미터를 결정한다.
단계 540에서, 결정된 주파수응답파라미터에 기초하여 필터의 계수를 조정한다. 주파수 응답 특성을 수식으로 나타낸 전달 함수에서 저주파수 대역의 폴 값을 변경함으로써 Q 값을 변화시킬 수 있다. 즉, 전달 함수의 분모의 계수를 제어함으로써 Q 값의 크기를 변화시킬 수 있다. 이 후, 계수 값에 따라 필터의 계수를 결정한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 음향 신호 재생 장치
110: 필터
120: 크기 정보 획득부
130: 파라미터 결정부
140: 계수 조정부

Claims (17)

  1. 오디오 신호를 재생하는 방법에 있어서,
    제 1 입력음향신호를 필터에 통과시켜 스피커로 출력될 출력음향신호를 생성하는 단계;
    상기 출력음향신호의 크기 정보를 획득하는 단계;
    상기 크기 정보에 기초하여, 상기 필터의 주파수 응답과 관계되는 주파수응답파라미터를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 주파수응답파라미터에 기초하여, 상기 필터의 계수를 적응적으로 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계는,
    상기 출력음향신호의 크기와 상기 주파수응답파라미터 간의 맵핑 정보가 포함된 맵핑 테이블에 기초하여, 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계는,
    상기 출력음향신호의 크기에 기초하여, 상기 제 1 입력음향신호 이후에 상기 필터로 입력되는 제 2 입력음향신호의 저대역 성분의 이득 값이 증가하도록 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계는,
    상기 출력음향신호의 크기가 임계치를 초과하면 상기 제 2 입력음향신호의 저대역 성분의 이득 값이 증가하지 않도록 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계는,
    상기 출력음향신호의 크기에 반비례하여, 상기 제 2 입력음향신호의 저대역 성분의 이득 값이 증가하도록 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 주파수응답파라미터는,
    중심주파수, 상기 중심주파수에 대응하는 대역폭 및 상기 중심주파수에서의 이득 값 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 필터는,
    초기 주파수응답파라미터에 따라 음향신호의 주파수 특성을 조절하는 전처리필터 및 상기 제 1 출력음향신호 이전에 상기 스피커로 출력된 제 2 출력음향신호의 크기에 기초하여 음향신호의 주파수 특성을 조절하는 후처리필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 필터는,
    FIR 필터 및 IIR 필터 중 적어도 하나를 이용하여 구현된 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 방법.
  9. 오디오 신호를 재생하는 장치에 있어서,
    제1 입력음향신호를 통과시켜 스피커로 출력될 출력음향신호를 생성하는 필터;
    상기 출력음향신호의 크기 정보를 획득하는 크기정보획득부;
    상기 크기 정보에 기초하여, 상기 필터의 주파수 응답과 관계되는 주파수응답파라미터를 결정하는 파라미터결정부; 및
    상기 결정된 주파수응답파라미터에 기초하여, 상기 필터의 계수를 적응적으로 조정하는 계수조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 출력음향신호의 크기와 상기 주파수응답파라미터 간의 맵핑 정보를 포함하는 맵핑 테이블이 기록된 데이터베이스를 더 포함하고,
    상기 파라미터결정부는, 상기 출력음향신호의 크기 및 상기 맵핑테이블에 기초하여 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 파라미터결정부는,
    상기 출력음향신호의 크기에 기초하여, 상기 제 1 입력음향신호 이후에 상기 필터로 입력되는 제 2 입력음향신호의 저대역 성분의 이득 값이 증가하도록 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 파라미터결정부는,
    상기 출력음향신호의 크기가 임계치를 초과하면 상기 제 2 입력음향신호의 저대역 성분의 이득 값이 증가하도록 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 파라미터결정부는,
    상기 출력음향신호의 크기에 반비례하여 상기 제 2 입력음향신호의 저대역 성분의 이득 값이 증가하도록 상기 주파수응답파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 장치.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 주파수응답파라미터는,
    중심주파수, 상기 중심주파수에 대응하는 대역폭 및 상기 중심주파수에서의 이득 값 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 장치.
  15. 제 9항에 있어서, 상기 필터는,
    초기 주파수응답파라미터에 따라 음향신호의 주파수 특성을 조절하는 전처리필터 및 상기 제 1 출력음향신호 이전에 상기 스피커로 출력된 제 2 출력음향신호의 크기에 기초하여 음향신호의 주파수 특성을 조절하는 후처리필터를 포함하는 것 특징으로 하는 음향 신호 재생 장치.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 필터는,
    FIR 필터 및 IIR 필터 중 적어도 하나를 이용하여 구현된 것을 특징으로 하는 음향 신호 재생 장치.
  17. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
KR1020110083575A 2010-09-01 2011-08-22 출력음향신호에 따라 필터의 계수를 적응적으로 조정하는 음향 신호 재생 방법 및 장치 KR20120022650A (ko)

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