KR20120053143A - 오디오 이퀄라이징 방법 및 이의 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에서는, 표시 장치에 부착된 스피커를 통해서 테스트음을 출력하는 단계; 상기 테스트음이 반사되어 왜곡된 반사음을 적어도 1개 이상 획득하는 단계; 상기 반사음을 상기 테스트음에 맞게 오디오 신호를 이퀄라이징하는 단계;를 포함하는 오디오 이퀄라이징 방법을 제공한다.

Description

오디오 이퀄라이징 방법 및 이의 장치{Methods of equalize audio signals and apparatus thereof}

본 발명은 TV와 같은 표시 장치가 설치된 공간에 적합하게 오디오를 이퀄라이징(equalizing)하는 방법 및 이를 적용한 표시 장치에 관한 것이다.

최근 대화면 디스플레이의 보급이 일반화되면서, 사용자 역시 슬림(slim)한 디자인을 선호하고 있다. 이처럼 슬림하게 TV를 구성하다 보니, 스피커의 사이즈 역시 점점 작아지고 있으며, TV의 구조 및 디자인, 스피커 사이즈의 감소 등 다양한 요인에 의해 특정 주파수 밴드에서 소리가 감쇄된다. 현재는 이같은 문제를 해결하고자 제조업자는 제품 출고시 무향실에서 측정된 조건들을 기준으로 소리를 튜닝해서 출고하지만, 실제 사용자가 TV를 사용하는 공간이 다 다르기 때문에, 제대로 된 소리를 내기가 힘들다.

본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 창안된 것으로, 사용자의 실 사용 공간에 맞춰 오디오를 이퀄라이징하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에서는 표시 장치에 부착된 스피커를 통해서 테스트음을 출력하는 단계, 상기 테스트음이 반사되어 왜곡된 반사음을 적어도 1개 이상 획득하는 단계, 상기 반사음을 상기 테스트음에 맞게 오디오 신호를 이퀄라이징하는 단계를 포함하는 오디오 이퀄라이징 방법을 제공한다.

상기 테스트음은 1KHz 이하 대역을 갖는 것이 바람직하다.

상기 획득하는 단계는, 경로가 다른 적어도 2 이상의 반사음을 획득하고, 상기 이퀄라이징하는 단계는, 획득된 2 이상의 반사음을 샘플링한 것과 상기 테스트음을 비교해서 이뤄질 수 있다.

상기 획득하는 단계는, 상기 반사음을 수음한 스마트폰, 노트북과 같이 상기 표시 장치와 네트워크로 연결된 외부기기로부터 상기 반사음을 획득할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 오디오 신호를 출력하는 스피커와, 제어 신호에 따라 상기 오디오 신호를 이퀄라이징한느 이퀄라이저부와, 테스트음을 상기 스피커를 통해서 출력하고, 상기 테스트음이 왜곡된 반사음을 적어도 1개 이상 획득해서 왜곡된 부분을 역보상하는 형태로 상기 오디오 신호를 이퀄라이징하는 제어부를 포함하는 표시 장치를 제공한다.

본 실시예에서는 사용자가 실제 TV를 사용하는 공간에서 테스트음을 출력하고, 이를 수음해서 역보상하는 이퀄라이징을 실시함으로써, 사용자가 오디오의 왜곡없이 원음에 가까운 소리를 들을 수 있도록 한다.

또한, 본 실시예에서는 스마트폰과 같은 외부 기기를 이용해서 반사음을 획득하도록 구성함으로써, 사용자가 실제로 TV 시청시 위치하는 곳을 중심으로 오디오 튜닝을 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 네트워크망을 보여준다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 TV의 개략적인 구성을 보여준다.
도 3은 무향실에서 측정된 오디오 신호와 사용자의 거실에서 측정된 오디오 신호를 보여준다.
도 4는 본 발명의 이퀄라이징 방법을 모식적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 이퀄라이징 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6 내지 도 8은 도 5의 방법에 따른 이퀄라이징시 사용되는 오디오 신호를 예시적으로 보여준다.
도 9은 테스트음과 반사음을 비교해서 보여준다.

본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 일, 일 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접속되어" 있다거나 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 접속되어 있거나 또는 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 접속되어" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예와 관련된 네트워크 망을 도시한 구조도로서, 전자 기기 간에 데이터를 공유하기 위한 서비스 망을 도시한 구조도이다.

도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 네트워크를 통해서 스마트폰(200) 또는 노트북(300)과 같은 외부 기기와 연결되어 있다. 표시 장치(100)는 스피커를 통해서 테스트음을 공간에 출력하고, 공간에 놓여진 외부기기(200, 300) 중 적어도 하나는 공간에서 테스트음에 의해 발생된 반사음을 획득한 다음, 이를 표시 장치(100)로 전송한다.

도 1에서, 표시 장치(100)가 TV로 구성되는 것을 설명하며, 이외에 아래에서 설명되는 이퀄라이징 기능이 탑재된 이미지 표시용 전자기기를 모두 포함하고 있음은 물론이다. 그리고, 외부 기기가 스마트폰(smart phone) 및 노트북 컴퓨터(laptop computer)인 경우를 예로 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에 따르면, 외부 기기는 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 데스크탑 컴퓨터(desktop computer) 등으로 구현될 수 있다.

다시, 도 1을 보면, TV(100)와 외부 기기(200), 300)와 네트워크를 통해서 데이터 통신을 하기 위해서는, TV(100)와 외부 기기(200, 300) 간의 상호 호환이 가능하도록 TV(100) 및 외부 기기(200, 300)의 플랫폼을 구성할 필요가 있다. 이를 위해, 본 발명의 상기 구성들은 DLNA(Digital Living Network Alliance)에 기반하여 플랫폼을 구성할 수 있다.

DLNA에 따르면, 네트워크 스택으로 IPv4를 사용할 수 있으며, 네트워크 연결을 위해 이더넷(Ethernet), WLAN(Wireless Local Network)(802.11a/b/g), Wi-Fi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), 그 외 IP 접속이 가능한 통신 방식을 사용할 수 있다.

또한, DLNA에 따르면, 전자 기기의 발견 및 제어를 위해 UPnP 특히, UPnP AV Architecture 및 UPnP Device Architecture를 기반으로 할 수 있다. 예를 들어 전자 기기의 발견을 위해 SSDP(simple service discovery protocol)을 사용할 수 있다. 또한, 전자 기기의 제어를 위해 SOAP(simple object access protocol)을 사용할 수 있다.

또한, DLNA에 따르면, 미디어 전송을 위해 HTTP, RTP 등을 사용할 수 있으며, 미디어 포멧(media format)으로 JPEG, LPCM, MPEG2, MP3, MPEG4 등을 사용할 수 있다.

또한, DLNA에 따르면, 디지털 미디어 서버(digital media server, DMS), 디지털 미디어 플레이어(digital media player, DMP), 디지털 미디어 렌더러(digital media renderer, DMR) 및 디지털 미디어 컨트롤러(digital media controller, DMC) 유형의 전자 기기를 지원할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 플랫폼이 DLNA 기반으로 구축되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 전자 기기 간의 상호 호환이 가능한 플랫폼을 구축하기 위해 다른 표준 기술을 적용하는 것 또한 가능하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 TV의 개략적인 구성을 보여준다. 도 2에서 개시하는 TV는 디스플레이에 따라, LCD TV, PDP TV와 같이 분류할 수 있다.

도 2에서, TV(100)는 AV 수신부(110), AV 처리부(120), 사용자 명령 수신부(140), 제어부(150), GUI 생성부(160), 저장부(170), 마이크(180), 네트워크 연결부(190)을 포함한다.

AV 수신부(110)는 공중을 통해서 전송되는 방송이나 외부기기에서 입력되는 동영상과 같은 비디오신호를 선국하여 복조한다.

AV 처리부(120)는 방송 수신부(110)에서 출력된 방송신호에 대한 신호처리를 수행한다. 이 AV 처리부(120)는 AV 분리부(121), 오디오 디코딩부(123), 이퀄라이저부(125), 스피커(127), 비디오 디코딩부(133), 비디오 처리부(135) 및 비디오 출력부(137)를 구비한다.

AV 분리부(121)는 AV 수신부(110)에서 출력되는 방송신호를 오디오 신호 및 비디오 신호로 분리하여 출력한다. 방송신호로부터 분리된 오디오 신호와 비디오 신호는 오디오 디코딩부(123)와 비디오 디코딩부(133)로 인가되어, 방송 프로그램을 제공하는데 이용된다.

오디오 디코딩부(123)는 오디오 신호를 디코딩해서, 압축해제된 오디오 신호를 출력하고, 비디오 디코딩부(133)는 비디오 신호를 디코딩해서 압축해된 비디오 신호를 출력한다.

이퀄라이저부(125)는 오디오를 이퀄라이징하는 구성이다. 이퀄라이징은 오디오 디코딩부(123)에서 출력되는 디코딩된 오디오 신호의 주파수 특성을 조절하는 신호처리로, 공간에서 간섭 현상에 의해 왜곡되는 오디오를 역보상하는 형태로 조절한다.

이 같은 이퀄라이저부(125)는 사용자 명령에 의해 오디오 신호를 조절할 수 있거나, 아니면 제어부(150)가 테스트음과 반사음 사이의 신호 비교를 통해서 출력되는 오디오 신호를 이퀄라이징한다. 이 부분에 대한 자세한 설명은 후술한다.

비디오 처리부(135)는 비디오 디코딩부(133)에서 출력되는 디코딩된 비디오 신호를 디스플레이, 예로 LCD 또는 PDP와 같은 디스플레이에서 출력 가능하게 컬러신호 처리, 스케일링과 같은 신호 처리를 수행한다.

GUI 생성부(160)는 디스플레이에 표시될 GUI를 생성한다. GUI 생성부(160)에서 만들어진 GUI는 비디오 처리부(135)로 인가되어, 디스플레이에 부가될 비디오에 부가된다.

스피커(127)는 오디오 신호를 출력한다.

비디오 출력부(137)는 비디오 처리부(135)에서 출력되는 비디오 신호를 디스플레이를 통해 출력하거나 외부 출력단자를 통해 연결된 외부 디스플레이로 출력한다.

사용자 명령 수신부(140)는 리모콘으로부터 수신된 사용자 명령을 제어부(150)로 전달하며, 제어부(150)는 사용자 명령 수신부(140)로부터 전달받은 사용자 명령에 따라 장치의 전반적인 동작을 제어한다.

저장부(170)는 제어부(150)가 장치의 동작을 제어하는데 필요한 프로그램 및 데이터가 저장되는 구성이다.

제어부(150)는 사용자 명령에 따른 방송이 수신되어 화면에 표시되도록 AV 수신부(110), AV 처리부(120)를 제어한다. 본 실시예에서, 제어부(170)는 테스트음과 TV가 설치된 공간에 출력된 테스트음이 반사되서 수음된 반사음 사이의 차이를 역보상하기 위해서, 이퀄라이저부(125)를 동작 제어한다.

마이크(180)는 테스트음을 공간에 출력한다.

네트워크 연결부(190)는 상술한 플랫폼을 통해서 데이터 통신이 가능하게 인터페이스를 제공한다.

도 3은 무향실에서 측정된 오디오 신호와 사용자의 일반 거실에서 측정된 오디오 신호를 보여준다.

도 3에서 예시하는 바처럼, 무향실에서 측정된 오디오(실선)는 반사음의 간섭이 없는 상태이나, 일반 거실에서 측정된 오디오(점선)는 벽면에서 음의 반사나 흡음 등의 이유로 오디오 신호가 왜곡되고 있음을 알 수가 있다.

신호 왜곡은 실험적으로 다음과 같이 일어나는 것을 알 수가 있다. 방 크기(3?5m²)에서는 주로 300?400Hz대역에서 오디오 신호가 부스트(boost)되고, 거실 크기(5?10m²)에서는 주로 200HZ 대역에서 오디오 신호가 부스트되고, 홀 크기(10?20m²) 이하에 대역이 부스트돼서 저음이 과도하게 들리거나, 마스킹 현상으로 오디오 소리가 또렷하게 들리지 않는다.

이 같은 현상을 줄이기 위해, 본 실시예에서는 실제 사용자가 TV를 시청하는 공간에다 테스트음을 출력하고, 이에 따른 반사음을 수음해서 둘 사이에서 신호 왜곡된 부분을 역보상하는 형태로 이퀄라이징을 실시한다.

이하, 도 4 및 도 5를 결부시켜 본 발명의 오디오 이퀄라이징 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 오디오 이퀄라이징 방법을 설명하기 위한 모식도이고, 도 5는 흐름도이다.

도 4 및 도 5에서, TV(100)는 일반적으로 벽에 거치되거나, 벽에 가까이 세워져 위치한다. 그리고, 스마트폰(200)과 같은 외부 기기는 사용자가 평상시 주로 TV(100)를 시청하는 지점에 위치한다.

S100 단계에서, 제어부(150)는 스마트폰(200)과 상술한 플랫폼을 통해서 네트워크 통신을 위한 연결을 실시한다.

제어부(150)는 네트워크 연결부(190)를 통해 연결 가능한 외부 전자 기기(200)를 검색한다. 여기서, 제어부(150)는 연결 가능한 외부 전자 기기를 검색하기 위해 UPnP의 SSDP를 이용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 다양한 방법을 이용하여 외부 전자 기기(200)를 검색하는 것이 가능하다.

검색이 완료되면, 제어부(150)는 검색된 외부 전자 기기를 각각 대응하는 아이콘을 이용하여 화면에 표시한다. 그리고, 아이콘이 터치되고 스마트폰(200)을 나타내는 아이콘이 표시된 영역까지 드래그됨에 따라, 제어부(150)는 네트워크 연결부(190)를 통해 스마트폰(200)을 데이터 통신 가능한 형태로 TV(100)와 연결한다.

다음 단계(S200)에서, 사용자의 요청에 따라 제어부(150)는 이퀄라이징 기능을 활성화시키기 위한 GUI를 화면에 표시하고, 이 중 하나를 선택함으로써 이퀄라이징 기능이 활성화된다.

다음 단계(S300)에서, 제어부(150)는 TV(100)에 데이터 통신 가능하게 연결된 스마트폰(200)과 같은 외부기기가 있는지를 검색한다. 검색 결과, 외부 기기가 연결된 것으로 판단된 경우, 제어부(150)는 마이크(180)를 통해서 테스트음을 출력한다. 테스트음은 도 6에서 예시하는 바처럼, 1KHz 이하 대역의 오디오인 것이 바람직하다. 도 3을 가지고 상술한 바처럼, 일반적으로 오디오 신호의 왜곡은 1KHz와 같은 저음역에 발생하기 때문이다.

그럼, TV(100)에 연결된 스마트폰(200)은 도 4에서 예시하는 바처럼 TV(100)에서 출력된 테스트음이 벽면이나 다른 간섭물에 의해 부딪힌 후 반사되는 반사음을 수음하거나, 또는 다른 간섭물의 반사없이 바로 테스트음을 수음한다. 도 4에서, 제1 경로(1) 및 제3 경로(3)는 테스트음이 벽면에 부딪힌 후 스마트폰(200)에 수음되기까지의 경로를 예시한다. 이에 따라서, 도 6에서 예시한 테스트음은 각각 도 7 및 도 8과 같이 왜곡된다.

스마트폰(200)은 설정된 조건에 따라 반사음을 수음할 수 있는데, 예로 스마트폰(200)은 반사된 음만을 수음하거나, 또는 설정된 갯수 만큼의 음만을 수음하도록 동작할 수 있다.

다음으로, S500 단계에서, 기 설정된 조건에 따라 반사음을 수음한 스마트폰(200)은 네트워크를 통해서 수집한 반사음들을 TV(100)로 전송한다.

그럼, 제어부(150)는 스마트폰(200)에서 전송된 반사음과 테스트음을 비교해서, 오디오 신호의 이퀄라이징을 설정한다.

도 9는 테스트음과 스마트폰(200)에서 전송된 반사음을 비교해서 보여준다. 도 9에서 반사음은 점선으로 표시를 했으며, 테스트음은 실선으로 표시를 했다. 또한 도 9에서 테스트음과 비교되는 반사음은 스마트폰(200)에서 전송된 복수개의 반사음을 종합한 샘플링 오디오 신호로 예시한다.

도 9에서 보여지는 바처럼, 반사음은 200JHz?400Hz 영역과, 600JHz?800Hz 영역에서 각각 부스트되어, 200JHz?400Hz 영역의 오디오는 테스트음보다 크고, 600JHz?800Hz 영역의 오디오는 테스트음보다 작다.

이에 따라, 제어부(150)는 200JHz?400Hz 영역의 데시벨 값은 내리고, 600JHz?800Hz 영역의 데시벨 값은 올리는 이퀄라이징을 실시한다. 또한, 제어부(150)는 이퀄라이징을 함에 있어 Q값을 참조할 수 있다. Q값은 변화의 기울기를 나타내는 값이다. 예로, 도 9에서, 200Hz?400Hz 영역에서의 변화가 600Hz?800Hz 영역에서의 변화보다 작다. 이에 따라, 200Hz?400Hz 영역의 Q값은 600Hz?800Hz 영역의 Q값보다 크기 때문에, 200Hz?400Hz 영역의 데시벨 조정을 600Hz?800Hz 영역의 데시벨 조정보다 작게 할 수 있다.

다시, 도 5로 돌아가서, S300 단계에서, TV(100)에 연결된 외부기기가 없는 것으로 판단한 경우에는, S310 단계로 진행한다.

S310 단계에서, 제어부(150)는 테스트음을 스피커(170)를 통해서 출력한다. 그리고, 벽면에서 반사된 반사음을 마이크(180)를 통해서 수집한 다음, 상술한 S600 단계의 이퀄라이징을 실시한다.

이처럼, 본 실시예에서는 사용자가 실제 TV를 사용하는 공간에서 테스트음을 출력하고, 이를 수음해서 역보상하는 이퀄라이징을 실시함으로써, 사용자가 오디오의 왜곡없이 원음에 가까운 소리를 들을 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

Claims (8)

1. 표시 장치에 부착된 스피커를 통해서 테스트음을 출력하는 단계;
   상기 테스트음이 반향되어 돌아오는 반사음을 적어도 1개 이상 획득하는 단계;
   상기 반사음을 상기 테스트음에 맞게 오디오 신호를 이퀄라이징하는 단계;
   를 포함하는 오디오 이퀄라이징 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 테스트음은 1KHz 이하 대역을 갖는 오디오 이퀄라이징 방법.
3. 상기 획득하는 단계는, 경로가 다른 적어도 2 이상의 반사음을 획득하고,
   상기 이퀄라이징하는 단계는, 획득된 2 이상의 반사음을 샘플링한 것과 상기 테스트음을 비교해서 이뤄지는 오디오 이퀄라이징 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 획득하는 단계는, 상기 반사음을 수음한 스마트폰, 노트북과 같이 상기 표시 장치와 네트워크로 연결된 외부기기로부터 상기 반사음을 획득하는 오디오 이퀄라이징 방법.
5. 오디오 신호를 출력하는 스피커와,
   제어 신호에 따라 상기 오디오 신호를 이퀄라이징한느 이퀄라이저부와,
   테스트음을 상기 스피커를 통해서 출력하고, 상기 테스트음이 왜곡된 반사음을 적어도 1개 이상 획득해서 왜곡된 부분을 역보상하는 형태로 상기 오디오 신호를 이퀄라이징하는 제어부,
   를 포함하는 표시 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 반사음을 획득하는 마이크를 더 포함하는 표시 장치.
7. 제1항에 있어서,
   외부기기와 네트워크를 통해서 연결하는 인터페이스를 제공하는 네트워크 연결부를 더 포함하고,
   상기 반사음은 상기 네트워크 연결부를 통해서 획득되는 표시 장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 테스트음은 1KHz 이하 대역을 갖는 표시 장치.
   

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