WO2021085891A1 - 제한된 출력 레벨 내에서 라우드니스를 증폭시키는 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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WO2021085891A1
WO2021085891A1 PCT/KR2020/013910 KR2020013910W WO2021085891A1 WO 2021085891 A1 WO2021085891 A1 WO 2021085891A1 KR 2020013910 W KR2020013910 W KR 2020013910W WO 2021085891 A1 WO2021085891 A1 WO 2021085891A1
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audio signal
frequency band
signal
level
audio
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PCT/KR2020/013910
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고병섭
김정민
손덕조
고상철
정동현
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삼성전자주식회사
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    • H03G7/002—Volume compression or expansion in amplifiers in untuned or low-frequency amplifiers, e.g. audio amplifiers

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device that outputs an input audio signal according to a user volume according to a user input. More specifically, the present disclosure relates to an electronic device that amplifies the overall volume of a user's experience with respect to an audio signal output according to the user's volume.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining a problem of the prior art for amplifying a signal level output according to a user user volume.
  • an audio signal input to an electronic device such as a TV may be output by scaling a signal level according to a user volume input by the user.
  • the signal level 1 according to the user volume may increase non-linearly (a result of reflecting the user's auditory characteristics) as the user volume increases.
  • an audio signal having an increased signal level 1 ′ may be obtained by amplifying the signal level 1 of the audio signal.
  • 0 dB corresponds to the maximum output level of the electronic device in FIG. 1B (: 0 dBFS (Full Scale) signal is input)
  • the signal level (1') of the audio signal is when the user volume is higher than a certain volume. Since it exceeds 0 dB, there is a problem that damage or deterioration of the audio signal may occur.
  • An object of the present disclosure is to disclose an electronic device in which the perceived volume is effectively increased only with a low-computation software solution without incurring additional hardware production costs.
  • An object of the present disclosure is to effectively increase the user's perceived volume while minimizing sound quality deterioration according to the user volume input by the user, thereby providing auditory content to users located in places with a large amount of ambient noise or to elderly users with hearing problems.
  • An electronic device may include an audio output unit and an audio signal scaling an audio signal based on a user volume input by a user, and a signal level of an audio signal having a signal level equal to or greater than a preset threshold level among the scaled audio signals.
  • an audio output unit and an audio signal scaling an audio signal based on a user volume input by a user, and a signal level of an audio signal having a signal level equal to or greater than a preset threshold level among the scaled audio signals.
  • a processor for controlling the audio output unit to output a signal.
  • the processor may increase the signal level of the entire compressed audio signal so that the maximum signal level of the amplified audio signal becomes the maximum output level of the audio output unit.
  • the processor divides the compressed audio signal into a plurality of frequency bands, and equalizes the compressed audio signal by adjusting a signal level of the audio signal of each of the plurality of frequency bands based on the user volume,
  • the equalized audio signal may be amplified.
  • the plurality of frequency bands include a first frequency band, a second frequency band higher than the first frequency band, and a third frequency band higher than the second frequency band
  • the processor wherein the user volume is As the value is lower than the reference value, the signal level of the audio signal of each of the plurality of frequency bands is adjusted so that the audio signals of the first and third frequency bands have a relatively higher signal level than the audio signal of the second frequency band. And, as the user volume is higher than a reference value, each of the plurality of frequency bands has a higher signal level than the audio signals of the first frequency band and the third frequency band, so that the audio signal of the second frequency band is higher than the reference value. You can adjust the signal level of the audio signal.
  • the processor recompresses the equalized audio signal by reducing a signal level of an audio signal having a signal level equal to or greater than a preset threshold level among the equalized audio signals, and within a range not exceeding the maximum output level of the audio output unit.
  • the recompressed audio signal may be amplified by increasing the signal level of the entire recompressed audio signal.
  • the processor When the user volume is less than a preset user volume, the processor amplifies the compressed audio signal by increasing a signal level of the entire compressed audio signal based on a first gain, and the user volume is a preset user volume.
  • the compressed audio signal may be amplified by increasing the signal level of the entire compressed audio signal based on a second gain greater than the first gain.
  • the processor divides the scaled audio signal into a fourth frequency band and a fifth frequency band including voice, compresses the audio signal of the fourth frequency band and the audio signal of the fifth frequency band, respectively, and the Among the compressed audio signals of the fifth frequency band, the audio signal of the compressed fifth frequency band is corrected by increasing the signal level of the audio signal corresponding to the voice, and the compressed audio signal of the fourth frequency band and the compressed
  • the audio signal of the fifth frequency band may be combined to obtain an audio signal, and the obtained audio signal may be amplified.
  • the processor controls the audio output unit to output the scaled audio signal when the electronic device is in a normal mode, and outputs the amplified audio signal when the electronic device is in a preset mode.
  • the output can be controlled.
  • a method of controlling an electronic device may include scaling an audio signal based on a user volume input by a user, wherein a signal level of the scaled audio signal is equal to or greater than a preset threshold level. Compressing the scaled audio signal by decreasing the value, amplifying the compressed audio signal by increasing the signal level of the entire compressed audio signal within a range not exceeding the maximum output level of the electronic device, the amplified And outputting an audio signal.
  • the signal level of the entire compressed audio signal may be increased so that the maximum signal level of the amplified audio signal becomes the maximum output level.
  • the control method includes the steps of dividing the compressed audio signal into a plurality of frequency bands, and equalizing the compressed audio signal by adjusting a signal level of the audio signal of each of the plurality of frequency bands based on the user volume.
  • the amplifying step may further include amplifying the equalized audio signal.
  • the plurality of frequency bands may include a first frequency band, a second frequency band higher than the first frequency band, and a third frequency band higher than the second frequency band.
  • Audio signals of each of the plurality of frequency bands so that the audio signals of the first frequency band and the third frequency band have a relatively higher signal level than the audio signal of the second frequency band as the user volume is lower than the reference value. And, as the user volume is higher than a reference value, the audio signal of the second frequency band has a relatively higher signal level than the audio signal of the first frequency band and the third frequency band.
  • the signal level of the audio signal in each frequency band can be adjusted.
  • the present control method further comprises recompressing the equalized audio signal by reducing a signal level of an audio signal having a signal level equal to or higher than a preset threshold level among the equalized audio signals, and the amplifying step,
  • the recompressed audio signal may be amplified by increasing the signal level of the entire recompressed audio signal within a range not exceeding the maximum output level.
  • the compressed audio signal when the user volume is less than a preset user volume, the compressed audio signal is amplified by increasing the signal level of the entire compressed audio signal based on a first gain, and the user volume is When the volume is greater than or equal to a preset user volume, the compressed audio signal may be amplified by increasing the signal level of the entire compressed audio signal based on a second gain greater than the first gain.
  • the compressing comprises dividing the scaled audio signal into a fourth frequency band and a fifth frequency band including voice, and compressing the audio signal of the fourth frequency band and the audio signal of the fifth frequency band, respectively, , Correcting the compressed audio signal of the fifth frequency band by increasing the signal level of the audio signal corresponding to the voice among the compressed audio signals of the fifth frequency band, and the compressed audio signal of the fourth frequency band and the In the step of combining the compressed audio signal of the fifth frequency band to obtain an audio signal, and amplifying the audio signal, the obtained audio signal may be amplified.
  • the outputting may include outputting the scaled audio signal when the electronic device is in a normal mode, and outputting the amplified audio signal when the electronic device is in a preset mode.
  • a computer-readable medium executing by a processor of an electronic device, causing the electronic device to scale an audio signal based on a user volume according to a user input, the scaled audio signal Compressing the scaled audio signal by reducing a signal level of an audio signal having an intermediate signal level equal to or greater than a preset threshold level, increasing the signal level of the entire compressed audio signal within a range not exceeding the maximum output level of the electronic device
  • At least one instruction for performing an operation including the step of amplifying the compressed audio signal and outputting the amplified audio signal, is stored.
  • the electronic device and control method according to the present disclosure effectively increases the user's perceived volume without incurring additional hardware production costs, and provides auditory content to users located in places with a large amount of ambient noise or to elderly users with hearing problems. can do.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining a problem of the prior art for amplifying a signal level output according to a user volume
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure
  • 4A to 4C are graphs for explaining an example in which an electronic device compresses and amplifies an audio signal scaled by a user volume according to a user input;
  • 5A to 5C are graphs showing a signal level of an audio signal over time to illustrate an example in which an electronic device compresses and amplifies an audio signal
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining a functional configuration of an electronic device including a TMC (Tone Mapping Curve) module;
  • FIG. 7 is a graph for explaining an example in which an electronic device performs equalization through a TMC module
  • FIGS. 8A and 8B are graphs for explaining examples in which the electronic device of the present disclosure differently amplifies a compressed audio signal according to a user volume
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a functional configuration of an electronic device including a crossover module
  • FIG. 10 is a block diagram specifically illustrating a functional configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure
  • 11A and 11B are graphs for explaining effects of different audio signals when an electronic device uses an Amplifier module and when an electronic device uses a Sound Effect module in addition to an Amplifier module,
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of controlling an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of controlling an electronic device that performs equalization according to an embodiment of the present disclosure.
  • ordinal numbers such as “first” and “second” may be used to distinguish between components. These ordinal numbers are used to distinguish the same or similar constituent elements from each other, and the meaning of the term should not be limitedly interpreted due to the use of such ordinal numbers. For example, the order of use or arrangement of elements combined with such an ordinal number should not be limited by the number. If necessary, each ordinal number may be used interchangeably.
  • modules such as “module”, “unit”, “part” are terms used to refer to components that perform at least one function or operation, and these components are hardware or software. It may be implemented or may be implemented as a combination of hardware and software.
  • a plurality of “modules”, “units”, “parts”, etc. are integrated into at least one module or chip, and at least one processor, except when each needs to be implemented as individual specific hardware. Can be implemented as
  • a part when a part is connected to another part, this includes not only a direct connection but also an indirect connection through another medium.
  • the meaning that a certain part includes a certain component means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include an audio output unit 110 and a processor 120.
  • the electronic device 100 may be implemented as a TV, a speaker device, a wired/wireless speaker, a PC, a wired/wireless earphone, a headset, and a smartphone, and may be implemented as various devices capable of outputting audio signals.
  • the audio output unit 110 is a component for audibly outputting an audio signal.
  • the audio output unit 110 may be implemented as a speaker.
  • the speaker may include a coil and a diaphragm that vibrate under the influence of a magnetic field generated by an electric current.
  • the speaker may include an amplifier that amplifies the electrical signal. In this case, it goes without saying that an amplifier (not shown) may be included in the audio output unit 110 in a separate configuration from the speaker.
  • the audio output unit 110 since the audio output unit 110 includes a coil, a diaphragm, an amplifier, etc., the audio output unit 110 may be configured according to the performance of the components in the electronic device 100 and the size of the space in which the audio output unit 110 is installed. There is bound to be a limit on the output level. As a result, the maximum output level of the audio output unit 110 is determined.
  • the processor 120 may control the electronic device 100 by being connected to the audio output unit 110 and executing at least one instruction stored in a memory of the electronic device.
  • the processor 120 is a general-purpose processor such as a central processing unit (CPU), an application processor (AP), etc., a graphics-only processor such as a graphic processing unit (GPU), a vision processing unit (VPU), and a digital signal processor (DSP). It may be implemented by a processor dedicated to signal processing such as, or a processor dedicated to artificial intelligence such as a Neural Processing Unit (NPU). In addition, the processor 120 may include a volatile memory such as SRAM.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include a scaling module 310 and an amplifier module 320.
  • Each of these modules may be a software module stored in a memory of the electronic device 100 or a hardware module implemented as a circuit on the electronic device 100. Alternatively, each of the modules may be implemented in a form in which software and hardware are combined. Each of these modules may be controlled through the processor 120.
  • the processor 120 may scale an audio signal based on a user volume according to a user input through the Scaling module 310.
  • the audio signal may be previously stored in the memory of the electronic device 100 or may be input to the electronic device 100 from the outside.
  • the user volume corresponds to a volume (: volume) selected through a user input to the electronic device 100, and may generally be set by the user within a specific numerical range (0 to 100).
  • the processor 120 may scale the audio signal to increase the signal level of the audio signal as the user volume increases, and may scale the audio signal to decrease the signal level of the audio signal as the user volume decreases.
  • the processor 120 may amplify the scaled audio signal through the Amplifier module 320. Specifically, when the electronic device is in a normal mode, the processor 120 controls the audio output unit 110 to output a scaled audio signal, and when the electronic device 100 is in a preset mode, the Amplifier module 320 The audio output unit 110 may be controlled to output the audio signal amplified by.
  • the degree to which the signal level of the audio signal is amplified through the Amplifier module 320 may be determined by a preset Look-Up Table 305 according to a user volume and a functional configuration in the electronic device 100.
  • the Look-Up Table 305 may be calculated according to a real-time operation of the processor 120, but it may be more efficient when it is previously stored in the memory of the electronic device 100.
  • the preset mode may correspond to a shop mode for use in a shop with relatively large ambient noise, a silver mode for an elderly person with hearing discomfort, and the like.
  • the preset mode may be a mode customized for a specific country or region. This is because the surrounding noise environment and/or the user's hearing propensity may vary according to countries or regions.
  • Various modes of the electronic device 100 described above may be set according to a user input to the electronic device 100.
  • the Amplifier module 320 may include a compressor module 321 and a makeup module 322.
  • the compressor module 321 may compress the scaled audio signal. Specifically, the compressor module 321 may reduce a signal level of an audio signal whose signal level is equal to or greater than a preset threshold level among the scaled audio signals.
  • the audio signal is at the same signal level as the scaled signal level (Input Level). It may be output through the audio output unit 110 to 410 of.
  • the compressor 321 reduces the signal level of an audio signal whose signal level is equal to or greater than the Threshold 405 among the scaled audio signals.
  • the signal level can be maintained (: or increased).
  • a compressed audio signal 420 having a compressed signal level may be obtained.
  • the Threshold 405 is determined by the compression ratio (: ratio of the signal level range compressed within the signal level range of the input audio signal, ex. 2:1, 3:1, 4:1). It may be, and may be a value predefined according to the LUT 305.
  • the maximum signal level of an audio signal may be changed (401 -> 402) by a specific reduction level 403.
  • the reduction level 403 may be a value predefined according to the LUT 305 in relation to the headroom value of the audio output unit 110.
  • the makeup module 322 may amplify the compressed audio signal. Specifically, the makeup module 322 may amplify the compressed audio signal by increasing the signal level of the entire compressed audio signal within a range not exceeding the maximum output level of the audio output unit 110.
  • the makeup module 322 may amplify the compressed audio signal 420 for the entire signal level. As a result, an amplified audio signal 430 having an increased signal level may be obtained.
  • the maximum output level of the audio signal is again increased before compression (: 401). That is, as a result of compression of the compressor module 321 and amplification of the makeup module 322, the maximum signal level of the audio signal is maintained, but the signal level of the audio signal may all increase with respect to the remaining signal levels.
  • the maximum signal level may also be increased according to the information included in the LUT 305, but when the audio signal input to the electronic device 100 is a 0 dBFS signal and the user volume is maximum, the maximum signal level is no longer Since it is desirable not to increase, the processor 120 may increase the signal level of the entire compressed audio signal so that the maximum signal level of the amplified audio signal becomes the maximum output level of the audio output unit 110.
  • 5A to 5C are graphs illustrating signal levels of an audio signal over time to illustrate an example in which an electronic device compresses and amplifies an audio signal.
  • 5A to 5C are also for explaining the operation of the compressor module 321 and the makeup module 322 as in FIGS. 4A to 4C described above.
  • a signal level graph of the audio signal over time is illustrated to more specifically describe the audio signal processing process of the compressor module 321 and the makeup module 322.
  • FIG. 5A shows the signal level of the audio signal 510 over time as a result of scaling the audio signal of 0 dBFS according to the maximum value of the user volume.
  • a part of the audio signal 510 is a signal level. This corresponds to the maximum output level 501 of the audio output unit 110.
  • the compressor 321 may compress the audio signal 510 of FIG. 5A. Specifically, the compressor 321 may compress an audio signal whose signal level exceeds the threshold level 505 among the audio signals 510. As a result, referring to the signal level of the compressed audio signal 520, the maximum signal level of the audio signal is reduced (501 -> 502), thereby generating a margin 503 that was not present.
  • the makeup module 322 may amplify the audio signal 520 of FIG. 5B. Specifically, the makeup module 322 may obtain an audio signal 530 having an amplified signal level as a result of increasing the signal level of the audio signal 520 as a whole within a range not exceeding the maximum output level.
  • the signal level of the compressed and amplified audio signal 530 is generally the same as that of the conventional audio signal 510. As a result of the increase, the loudness or the perceived volume can be greatly improved.
  • the (scaled) audio signal since there is already a margin between the maximum signal level of and the maximum output level of the audio output unit 110, the maximum signal level of the audio signal may be further increased after passing through the Amplifier module 320.
  • the Amplifier module 320 may further include a Tone Mapping Curve (TMC) module in consideration of human auditory characteristics and speaker characteristics in addition to the compressor module 321 and the makeup module 322.
  • TMC Tone Mapping Curve
  • TMC Tone Mapping Curve
  • the Amplifier module 320 may further include at least one of a TMC module 622 and a compressor 2 module 623 in addition to the compressor 1 module 621 and the makeup module 624.
  • the TMC module 622 and the compressor 2 module 623 may also operate under the control of the processor 120.
  • the role of the compressor 1 module 621 is not different from the compressor module 321 of FIG. 3.
  • the compressor 1 module 621 may compress an audio signal scaled according to a user volume.
  • the TMC module 622 may be configured as an equalizer, for example.
  • the equalizer is generally configured to simply amplify the low and high frequencies in consideration of human auditory characteristics.
  • the TMC module according to the present disclosure may variously adjust the signal level for each frequency according to the user volume.
  • FIG. 7 is a graph illustrating an example in which an electronic device performs equalization through a TMC module.
  • FIG. 7 is a graph for explaining the operation of the TMC module 622 for relatively adjusting the level of the signal level for each frequency of the audio signal compressed by the compressor 1 module 621.
  • the TMC module 622 may divide the compressed audio signal into a plurality of frequency bands, and equalize the compressed audio signal by adjusting the signal level of the audio signal of each of the plurality of frequency bands based on a user volume.
  • the compressed audio signal includes a first frequency band 710, a second frequency band 720 higher than the first frequency band 710, and a third frequency band higher than the second frequency band 720 ( 730).
  • the audio signals of the first frequency band 710 and the third frequency band 730 become audio signals of the second frequency band 720. It can be adjusted to have a signal level that is generally (e.g., on average) larger than the signal.
  • the TMC module 622 generally shows that the audio signal of the second frequency band 720 is higher than that of the first frequency band 710 and the third frequency band 730.
  • the signal level of the audio signal of each of the plurality of frequency bands can be adjusted to have a larger signal level.
  • the signal level of each of the audio signals of all frequencies included in the third frequency band 730 need not necessarily be lower than the signal level of each of the audio signals of all frequencies included in the second frequency band 720.
  • the electronic device 100 shows that the low band 710 and the high band 730 of the low volume audio signal are relatively less audible and high compared to the mid band 720.
  • the low-band 710 and the high-band 730 of the volume audio signal may complement the human auditory characteristics, which are relatively well-audible compared to the mid-range 720.
  • the TMC module 622 may adjust the signal level of the high band 730 to be slightly higher than the signal level of the low band 730.
  • the electronic device 100 generally amplifies a high-band component that has a low weight in an audio signal compared to a low-band, thereby obtaining an effect of increasing the haptic volume for a high-frequency component without clipping have.
  • the TMC module 622 may generally reduce the signal level of the audio signal.
  • the electronic device 100 is implemented as a flat TV or the like, sound quality may be prevented from deteriorating due to amplification of an audio signal, and an amplification margin by the makeup module 624 may be secured in the future.
  • the processor 120 may directly input the audio signal equalized by the TMC module 622 to the makeup module 624 to amplify within the maximum output level of the audio output unit 110, but compress the equalized audio signal to the compressor 2 It may be compressed again through the module 623 and then amplified.
  • the processor 120 may recompress the equalized audio signal by reducing a signal level of an audio signal having a signal level equal to or higher than a preset threshold level among the equalized audio signals through the compressor 2 module 623.
  • the compressor 2 module 623 may operate as shown in FIGS. 4B and/or 5B similar to the compressor 1 module 321, but the thresholds 405 and 502 and the reduction level 403 are the compressor 1 module 321 ) May be different from the operation.
  • the compressor 1 module 321 creates a skeleton of an approximate audio signal
  • the compressor 2 module takes into account the signal level of the audio signal equalized by the TMC module 622 and the maximum output level of the audio output unit 110 623 can compress this audio signal.
  • compression or equalization of each of the compressor 1 module 621, the TMC module 622, and the compressor 2 module 623 may be performed according to a gain defined by a look-up table.
  • the Amplifier module 320 may not include the compressor 1 module 621.
  • the Amplifier module 320 may include a separate pre-processing module, such as a High Pass Filter (HPF) module, in front of the compressor 1 module 621.
  • HPF High Pass Filter
  • the processor 130 may amplify the audio signal recompressed by the compressor 2 module 623 using the makeup module 624.
  • the operation of the makeup module 624 is similar to the operation of the makeup module 322 of FIG. 3.
  • the processor 120 may amplify the recompressed audio signal by increasing the signal level of the entire recompressed audio signal within a range not exceeding the maximum output level of the audio output unit 110.
  • the processor 120 may vary the degree of amplifying the signal level of the audio signal according to the user volume.
  • the processor 120 when the user volume is less than the preset user volume, the processor 120 amplifies the compressed audio signal by increasing the signal level of the entire compressed (or recompressed) audio signal based on the first gain. I can. On the other hand, when the user volume is equal to or greater than a preset user volume, the processor 120 may amplify the compressed audio signal by increasing the signal level of the entire compressed audio signal based on a second gain greater than the first gain. .
  • FIGS. 8A and 8B are graphs for explaining examples of differently amplifying a compressed (or recompressed) audio signal according to a user volume by the electronic device of the present disclosure.
  • “Makeup Gain” corresponding to the vertical axis means the degree to which the signal level of an audio signal is amplified by the processor 120.
  • the makeup gain 810 may gradually increase. As a result, a difference in haptic volume between user volumes may be greater.
  • the makeup gain 820 gradually increases as the user volume increases within a range where the user volume is less than 50, but may maintain 6 dB even if the user volume increases in a range where the user volume is 50 or more.
  • the average bodily sensation volume may be greater than in the embodiment of FIG. 8A.
  • a makeup gain 830 slightly increased compared to 6dB may be used.
  • the perceived volume may be slightly lower than before, even if it is amplified by the same signal level as the compressed reduction level.
  • removing the excess of the maximum signal level using a limiter or the like may be more effective in increasing the perceived volume.
  • the processor 120 may use the same makeup gain even if the user volume is different.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a functional configuration of an electronic device including a crossover module.
  • the Amplifier module 320 may include a crossover module 910, compressor modules 920, a summing module 930, and a makeup module 940.
  • the role of the compressor module 321 of FIG. 3 may be performed through the crossover filtering module 910, the compressor modules 920, and the summing module 930.
  • the processor 120 may divide the scaled audio signal into a plurality of frequency bands by the crossover filtering module 910.
  • the processor 140 may divide the scaled audio signal into a fourth frequency band and a fifth frequency band including voice.
  • the processor 120 may compress each of the plurality of frequency bands using the compressor modules 920 respectively.
  • the processor 120 may correct an audio signal in which the audio signal of the fifth frequency band including voice is compressed. Specifically, the processor 120 may selectively increase a signal level of an audio signal corresponding to a voice among the compressed audio signals of the fifth frequency band.
  • the processor 120 may obtain an audio signal by recombining the compressed audio signal of the fourth frequency band and the corrected audio signal, and amplify the obtained audio signal through the makeup module 940.
  • the Amplifier module 320 may further include at least one of a High Pass Filter (HPF) module 950, a TMC module 960, and a compressor module 970 in addition to the above-described modules.
  • HPF High Pass Filter
  • the TMC module 960 and the compressor module 970 operate similarly to the TMC module 622 and the compressor 2 module 623 described in FIG. 6.
  • the HPF module 950 is a component for filtering a low-pass component of an audio signal scaled according to a user volume.
  • a low-frequency component having a relatively high energy in the time waveform can be suppressed, and as a result, signal distortion due to overdrive that may occur during volume amplification can be minimized.
  • the low frequency component having a large peak signal is suppressed at the signal level while the actual output is not performed.
  • the volume is increased before compression through the compressor.
  • the margin for (: the difference between the maximum signal level of the audio signal and the maximum output level of the audio output unit 110) is first secured first.
  • the cutoff frequency of the HPF module 950 may be preset according to the speaker characteristics of the audio output unit 110.
  • FIG. 10 is a block diagram for specifically explaining the functional configuration of an electronic device including the various Amplifer modules 320 described above.
  • the electronic device 100 includes a preprocessing module 1010, a headroom module 1020, a sound effect module 1030, in addition to the scaling module 310 and the amplifier module 320 shown and described with reference to FIG. At least one of the limiter modules 1040 may be further included.
  • the preprocessing module 1010 is a module for performing preprocessing such as filtering an audio signal having a signal level that is too high or too low.
  • the pre-processing module 1010 corresponds to a signal processing stage for performing necessary pre-processing before the headroom module 1020 to be described later attenuates the signal level of the audio signal.
  • the headroom module 1020 is a module for attenuating a signal level of an audio signal, and is a component for preventing overflow of an audio signal.
  • the Sound Effect module 1030 is a component for performing signal processing such as virtual 3D sound processing, low frequency enhancement, and equalizing on an audio signal.
  • the Amplifier module 320 may not include a TMC module.
  • the audio signal processed by the Sound Effect module 1030 passes through the TMC module again, the sound effect by the Sound Effect module 1030 may be reduced, and if the TMC module is omitted, the complexity of the device may be improved. .
  • the limiter module 1040 is configured to limit the signal level so that the signal level of the audio signal does not exceed the maximum output level of the audio output unit 110.
  • the LUT (Look-up Table) 1051 for defining the degree of compression and amplification of the Amplifier module 320 is preset differently depending on the presence and performance of the Headroom module 1020, the Sound Effect module 1030, etc. Can be.
  • 11A and 11B are loudness graphs for each user volume for explaining effects when the electronic device uses the Amplifier module and when the electronic device uses the Sound Effect module in addition to the Amplifier module.
  • 11A corresponds to a case in which an audio signal having a relatively marginal loudness of -23 dB LKFS is input.
  • the loudness (: perceived volume) is higher when the Amplifier module is used (1130) than when the Amplifier module is not used (1110), and when both the Amplifier module and the Sound Effect module are used (1120). It can be seen that the loudness of) is slightly reduced compared to when the Amplifier module is used (1130).
  • 11B corresponds to a case in which an audio signal of Peak-2-Peak 0 dBFS without margin is input.
  • the loudness (: perceived volume) is higher than when the Amplifier module is not used (1140), and when both the Amplifier module and the Sound Effect module are used (1150). It can be seen that the loudness of) is generally slightly reduced compared to when the Amplifier module is used (1160).
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 100 further includes at least one of a communication unit 130, a broadcast reception unit 140, a memory 150, and a user input unit 160.
  • a communication unit 130 In addition to the audio output unit 110 and the processor 120, the electronic device 100 further includes at least one of a communication unit 130, a broadcast reception unit 140, a memory 150, and a user input unit 160.
  • the communication unit 130 is a component for the electronic device 100 to receive an audio signal by performing communication with at least one external device.
  • the communication unit 130 may include a circuit.
  • the communication unit 130 may include a wireless communication module, a wired communication module, and the like.
  • the wireless communication module includes a Wi-Fi communication module, a Bluetooth module, an infrared data association (IrDA) module, a 3G (3rd generation) mobile communication module, and a 4G module to receive content from an external server or external device. It may include at least one of a 4th generation) mobile communication module, a 4th generation Long Term Evolution (LTE) communication module, and a 5G (5th generation) communication module.
  • a Wi-Fi communication module includes a Wi-Fi communication module, a Bluetooth module, an infrared data association (IrDA) module, a 3G (3rd generation) mobile communication module, and a 4G module to receive content from an external server or external device. It may include at least one of a 4th generation) mobile communication module, a 4th generation Long Term Evolution (LTE) communication module, and a 5G (5th generation) communication module.
  • LTE Long Term Evolution
  • the wired communication module may be implemented as a wired port such as a Thunderbolt port or a USB port.
  • the communication unit 130 may receive information on a user input received by the remote control device from a remote control device (not shown) or the like.
  • the processor 120 may set a user volume or set a mode of the electronic device 100 based on the received information.
  • the communication unit 130 may communicate with a remote control device through a Bluetooth module or the like.
  • the broadcast receiver 140 may receive a signal for broadcast content.
  • Broadcast content may include video, audio, and additional data (e.g., EPG), and the broadcast receiving unit 140 may receive broadcast content signals from various sources such as terrestrial broadcasting, cable broadcasting, satellite broadcasting, and Internet broadcasting. I can.
  • the broadcast reception unit 140 may be implemented in a form including a configuration such as a tuner (not shown), a demodulator (not shown), an equalizer (not shown), etc. to receive broadcast content transmitted from a broadcasting station.
  • the processor 120 may perform scaling and amplification on an audio signal among contents received through the broadcast receiving unit 140, and output this through the audio output unit 110.
  • the memory 150 is an operating system (OS) for controlling the overall operation of the components of the electronic device 100 and a component for storing commands or data related to the components of the electronic device 100.
  • OS operating system
  • the memory 150 may be implemented as a nonvolatile memory (eg, a hard disk, a solid state drive (SSD), a flash memory), a volatile memory, or the like.
  • Various modules described above according to the present disclosure may be stored in the memory 150 in software form.
  • a look-up table (LUT) for the operation of the amplifier module 320 may be stored in the memory 150.
  • the user input unit 160 is a component that enables the electronic device 100 to receive a command or information from a user.
  • the user input unit 160 may include a touch panel (not shown) or a separate touch pad (not shown) implemented together with a display (not shown) in order to receive a user's command or information by touch.
  • the user input unit 160 may include a microphone (not shown) to receive a user's command or information by voice.
  • the user input unit 160 may include one or more buttons, a keyboard, and a mouse (not shown above) to receive information from a user.
  • the processor 120 may set a user volume or set a mode of the electronic device 100 according to a user input received through the user input unit 160.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of controlling an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the audio signal when an audio signal is input (S1310), the audio signal may be scaled based on a user volume (S1420).
  • the user volume may be set according to a user input.
  • the scaled audio signal may be compressed by reducing a signal level of an audio signal having a signal level equal to or greater than a preset threshold level among the scaled audio signals (S1330).
  • the scaled audio signal may be divided into a fourth frequency band and a fifth frequency band including voice, and the audio signal of the fourth frequency band and the audio signal of the fifth frequency band may be compressed, respectively.
  • the audio signal of the compressed fifth frequency band is corrected by increasing the signal level of the audio signal corresponding to the voice among the compressed audio signals of the fifth frequency band, and the compressed audio signal of the fourth frequency band and the compressed An audio signal (compressed) may be obtained by combining the audio signals of the fifth frequency band.
  • the compressed audio signal may be amplified by increasing the signal level of the entire compressed audio signal within a range not exceeding the maximum output level of the electronic device (S1340).
  • the signal level of the entire compressed audio signal may be increased so that the maximum signal level of the amplified audio signal becomes the maximum output level of the electronic device.
  • the signal level of the entire compressed audio signal may be increased based on the first gain, and when the user volume is greater than the preset user volume, the signal level of the entire compressed audio signal May be increased based on a second gain greater than the first gain.
  • the amplified audio signal may be output (S1350).
  • a scaled audio signal may be output, and if the electronic device is in a preset mode, an amplified audio signal may be output.
  • the mode of the electronic device may be set according to a user input.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of controlling an electronic device that performs equalization according to an embodiment of the present disclosure.
  • control method may perform scaling and compression on an input audio signal, similarly to S1310 to S1330 of FIG. 13 (S1410 to S1430).
  • equalization may be performed on the compressed audio signal (S1440).
  • the compressed audio signal may be divided into a plurality of frequency bands, and a signal level of the audio signal of each of the plurality of frequency bands may be adjusted based on a user volume to equalize the compressed audio signal.
  • the first frequency is lower than the reference value.
  • the signal level of the audio signals of each of the plurality of frequency bands may be adjusted so that the audio signals of the band and the third frequency band have a higher signal level than that of the second frequency band.
  • the signal level of the audio signal of each of the plurality of frequency bands can be adjusted so that the audio signal of the second frequency band has a higher signal level than that of the first and third frequency bands. have.
  • the equalized audio signal may be recompressed by reducing a signal level of an audio signal having a signal level equal to or greater than a preset threshold level among the equalized audio signals (S1450).
  • the recompressed audio signal may be amplified by increasing the signal level of the entire recompressed audio signal (S1460).
  • the amplified audio signal may be output (S1470).
  • control method illustrated and described with reference to FIGS. 13 and 14 may be implemented through the electronic device 100 illustrated and described with reference to FIGS. 2 and 12.
  • control method illustrated and described with reference to FIGS. 13 and 14 may be implemented through a system including the electronic device 100 and one or more external devices.
  • the various embodiments described above may be implemented in a recording medium that can be read by a computer or a similar device using software, hardware, or a combination thereof.
  • the embodiments described in the present disclosure include Application Specific Integrated Circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs). ), a processor, a controller, a micro-controller, a microprocessor, and an electrical unit for performing other functions.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • embodiments described herein may be implemented by the processor 120 itself. According to the software implementation, embodiments such as procedures and functions described in the present specification may be implemented as separate software modules. Each of the above-described software modules may perform one or more functions and operations described herein.
  • computer instructions for performing a processing operation in the electronic device 100 according to various embodiments of the present disclosure described above may be stored in a non-transitory computer-readable medium. I can.
  • the above-described specific device performs the processing operation of the electronic device 100 according to the various embodiments described above.
  • the non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, rather than a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, and memory.
  • a non-transitory readable medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

전자 장치가 개시된다. 본 전자 장치는, 오디오 출력부, 사용자 입력에 따른 사용자 볼륨에 기초하여 오디오 신호를 스케일링하고, 스케일링된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 스케일링된 오디오 신호를 압축하고, 오디오 출력부의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 압축된 오디오 신호를 증폭시키고, 증폭된 오디오 신호를 출력하도록 오디오 출력부를 제어하는, 프로세서를 포함한다.

Description

제한된 출력 레벨 내에서 라우드니스를 증폭시키는 장치 및 그 제어 방법
본 개시는 입력된 오디오 신호를 사용자 입력에 따른 사용자 볼륨에 맞게 출력하는 전자 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 사용자 볼륨에 따라 출력되는 오디오 신호에 대한 사용자의 체감 음량을 전반적으로 더 증폭시키는 전자 장치에 관한 것이다.
종래에 출력 음량을 높이기 위한 일반적인 방법으로는, 앰프의 구동 전압/전류를 높이는 방법, 고출력 스피커를 이용하는 방법 또는 음향 설계를 변경하는 방법 등이 있었다.
먼저, 하드웨어적 구성을 변경하는 경우, 제품 생산 비용 및 디자인적 문제가 있었다. 특히, 디자인적/구조적으로 스피커 품질에 한계가 있는 Flat TV 등의 경우, 자체 구비된 스피커를 통한 오디오 출력 증폭에 한계가 있었다.
그리고, 제한된 출력 레벨 내에서 신호 레벨을 무조건 크게 증폭시키는 경우 제한된 출력 레벨을 넘는 부분에 대해서는 왜곡이 발생한다는 문제가 있었다. 특히, 입력되는 오디오 신호의 성분이 대부분 전자 장치의 제한 출력 레벨에 해당하는 이른바 peak-2-peak 크기가 0 dBFS(Full Scale) 신호에 대해서는, 이러한 문제가 더 커질 수밖에 없었다.
관련하여, 도 1a 및 도 1b는 사용자 사용자 볼륨에 따라 출력되는 신호 레벨을 증폭시키는 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로 TV 등의 전자 장치에 입력된 오디오 신호는, 사용자가 입력한 사용자 볼륨에 따라 신호 레벨이 스케일링되어 출력될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 일반적으로 사용자 볼륨에 따른 신호 레벨(1)은 사용자 볼륨이 증가함에 따라 비선형적(: 사용자의 청각 특성이 반영된 결과)으로 증가할 수 있다.
단순히 신호 레벨을 증폭시키는 종래의 전자 장치의 경우, 오디오 신호의 신호 레벨(1)을 증폭시켜 증가된 신호 레벨(1')을 가지는 오디오 신호를 획득할 수 있다. 다만, 도 1b상에서 0 dB이 전자 장치의 최대 출력 레벨에 해당하는 경우(: 0 dBFS(Full Scale) 신호가 입력된 경우), 사용자 볼륨이 일정 볼륨 이상인 때에 오디오 신호의 신호 레벨(1')이 0 dB을 초과하게 되어 오디오 신호의 손상 내지는 열화가 발생할 수 있다는 문제가 있다.
본 개시의 목적은, 추가적인 하드웨어 생산 비용의 투입 없이 저연산 소프트웨어 솔루션만으로 체감 음량이 효과적으로 상승된 전자 장치를 개시함에 있다.
본 개시의 목적은, 사용자가 입력한 사용자 볼륨에 따른 음질 열화를 최소화면서도 사용자의 체감 음량을 효과적으로 증대시켜, 주변 소음이 많은 장소에 위치한 사용자 또는 청력에 이상이 있는 고연령 사용자에게 무리없이 청각 컨텐츠를 제공하기 위한 전자 장치를 제공함에도 그 목적이 있다.
또한, 3D 사운드 구현, 저역 강조, 이퀄라이징 등을 위한 다양한 사운드 효과 처리 구성들이 결합되더라도 최종 출력 레벨을 적절히 증폭시킬 수 있는 전자 장치를 제시함에도 그 목적이 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 오디오 출력부, 사용자가 입력한 사용자 볼륨에 기초하여 오디오 신호를 스케일링하고, 상기 스케일링된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 상기 스케일링된 오디오 신호를 압축하고, 상기 오디오 출력부의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키고, 상기 증폭된 오디오 신호를 출력하도록 상기 오디오 출력부를 제어하는, 프로세서를 포함한다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 사용자 볼륨이 최대인 경우, 상기 증폭된 오디오 신호의 최대 신호 레벨이 상기 오디오 출력부의 최대 출력 레벨이 되도록 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 압축된 오디오 신호를 복수의 주파수 대역으로 구분하고, 상기 사용자 볼륨에 기초하여 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하여 상기 압축된 오디오 신호를 이퀄라이징하고, 상기 이퀄라이징된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 주파수 대역은, 제1 주파수 대역, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역을 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 사용자 볼륨이 기준 값보다 낮아질수록 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역의 오디오 신호가 상기 제2 주파수 대역의 오디오 신호보다 상대적으로 더 큰 신호 레벨을 갖도록 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하고, 상기 사용자 볼륨이 기준값보다 높아질수록 상기 제2 주파수 대역의 오디오 신호가 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역의 오디오 신호보다 상대적으로 더 큰 신호 레벨을 갖도록 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정할 수 있다.
이때, 상기 프로세서는, 상기 이퀄라이징된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 상기 이퀄라이징된 오디오 신호를 재압축하고, 상기 오디오 출력부의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 상기 재압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 재압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 미만인 경우, 제1 게인에 기초하여 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키고, 상기 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 이상인 경우, 상기 제1 게인보다 큰 제2 게인에 기초하여 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 스케일링된 오디오 신호를 제4 주파수 대역 및 음성을 포함하는 제5 주파수 대역으로 구분하고, 상기 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 상기 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 각각 압축하고, 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호 중 음성에 대응되는 오디오 신호의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 보정하고, 상기 압축된 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 결합하여 오디오 신호를 획득하고, 상기 획득된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 전자 장치가 일반 모드인 경우, 상기 스케일링된 오디오 신호를 출력하도록 상기 오디오 출력부를 제어하고, 상기 전자 장치가 기설정된 모드인 경우, 상기 증폭된 오디오 신호를 출력하도록 상기 오디오 출력부를 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 다른 전자 장치의 제어 방법은, 사용자가 입력한 사용자 볼륨에 기초하여 오디오 신호를 스케일링하는 단계, 상기 스케일링된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 상기 스케일링된 오디오 신호를 압축하는 단계, 상기 전자 장치의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키는 단계, 상기 증폭된 오디오 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 증폭시키는 단계는, 상기 사용자 볼륨이 최대인 경우, 상기 증폭된 오디오 신호의 최대 신호 레벨이 상기 최대 출력 레벨이 되도록 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시킬 수 있다.
본 제어 방법은, 상기 압축된 오디오 신호를 복수의 주파수 대역으로 구분하는 단계, 상기 사용자 볼륨에 기초하여 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하여 상기 압축된 오디오 신호를 이퀄라이징하는 단계를 더 포함하고, 상기 증폭시키는 단계는, 상기 이퀄라이징된 오디오 신호를 증폭시킬 수도 있다.
이때, 상기 복수의 주파수 대역은, 제1 주파수 대역, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역을 포함할 수 있다. 이때, 상기 이퀄라이징하는 단계는,
상기 사용자 볼륨이 기준 값보다 낮아질수록 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역의 오디오 신호가 상기 제2 주파수 대역의 오디오 신호보다 상대적으로 더 큰 신호 레벨을 갖도록 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하고, 상기 사용자 볼륨이 기준값보다 높아질수록 상기 제2 주파수 대역의 오디오 신호가 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역의 오디오 신호보다 상대적으로 더 큰 신호 레벨을 갖도록 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정할 수 있다.
그리고, 본 제어 방법은, 상기 이퀄라이징된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 상기 이퀄라이징된 오디오 신호를 재압축하는 단계를 더 포함하고, 상기 증폭시키는 단계는, 상기 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 상기 재압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 재압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수도 있다.
한편, 상기 증폭시키는 단계는, 상기 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 미만인 경우, 제1 게인에 기초하여 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키고, 상기 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 이상인 경우, 상기 제1 게인보다 큰 제2 게인에 기초하여 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다.
상기 압축하는 단계는, 상기 스케일링된 오디오 신호를 제4 주파수 대역 및 음성을 포함하는 제5 주파수 대역으로 구분하고, 상기 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 상기 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 각각 압축하고, 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호 중 음성에 대응되는 오디오 신호의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 보정하고, 상기 압축된 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 결합하여 오디오 신호를 획득하고, 상기 증폭시키는 단계는, 상기 획득된 오디오 신호를 증폭시킬 수도 있다.
한편, 상기 출력하는 단계는, 상기 전자 장치가 일반 모드인 경우, 상기 스케일링된 오디오 신호를 출력하고, 상기 전자 장치가 기설정된 모드인 경우, 상기 증폭된 오디오 신호를 출력할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 판독 가능 매체에는, 전자 장치의 프로세서에 의해 실행되어, 상기 전자 장치로 하여금, 사용자 입력에 따른 사용자 볼륨에 기초하여 오디오 신호를 스케일링하는 단계, 상기 스케일링된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 상기 스케일링된 오디오 신호를 압축하는 단계, 상기 전자 장치의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키는 단계, 상기 증폭된 오디오 신호를 출력하는 단계를 포함하는, 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 인스트럭션이 저장되어 있다.
본 개시에 따른 전자 장치 및 제어 방법은, 추가적인 하드웨어 생산 비용의 투입 없이 사용자의 체감 음량을 효과적으로 증대시켜, 주변 소음이 많은 장소에 위치한 사용자 또는 청력에 이상이 있는 고연령 사용자에게 무리없이 청각 컨텐츠를 제공할 수 있다.
특히, 본 개시에 따른 전자 장치 및 제어 방법은, 입력되는 오디오 신호의 성분이 대부분 전자 장치의 제한 출력 레벨에 해당하는 이른바 peak-2-peak 크기가 0dBFS(Full Scale) 신호에 대해서도, 체감 음량을 효과적으로 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 사용자 볼륨에 따라 출력되는 신호 레벨을 증폭시키는 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 기능적 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 4a 내지 도 4c는 전자 장치가 사용자 입력에 따른 사용자 볼륨에 의해 스케일링된 오디오 신호를 압축 및 증폭하는 일 예를 설명하기 위한 그래프들,
도 5a 내지 도 5c는 전자 장치가 오디오 신호를 압축 및 증폭하는 예를 설명하기 위해 시간에 따른 오디오 신호의 신호 레벨을 도시한 그래프들,
도 6은 TMC(Tone Mapping Curve) 모듈을 포함하는 전자 장치의 기능적 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 7은 전자 장치가 TMC 모듈을 통해 이퀄라이징을 수행하는 일 예를 설명하기 위한 그래프,
도 8a 및 도 8b는 본 개시의 전자 장치가 사용자 볼륨에 따라 압축된 오디오 신호를 달리 증폭하는 예들을 설명하기 위한 그래프들,
도 9는 크로스 오버 모듈을 포함하는 전자 장치의 기능적 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 기능적 구성을 구체적으로 설명하기 위한 블록도,
도 11a 및 도 11b는 서로 다른 오디오 신호에 대해, 전자 장치가 Amplifier 모듈을 이용하는 경우 및 전자 장치가 Amplifier 모듈에 더하여 Sound Effect 모듈도 이용하는 경우 각각의 효과를 설명하기 위한 그래프들,
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 상세한 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도, 그리고
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따라 이퀄라이징을 수행하는 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
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본 개시에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 도면의 기재 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당해 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 된다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 실시 예에서 "모듈", "유닛", "부(part)" 등과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 구성요소를 지칭하기 위한 용어이며, 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈", "유닛", "부(part)" 등은 각각이 개별적인 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 경우를 제외하고는, 적어도 하나의 모듈이나 칩으로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(100)는, 오디오 출력부(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 전자 장치(100)는 TV, 스피커 장치, 유/무선 스피커, PC, 유/무선 이어폰, 헤드셋, 스마트폰 등으로 구현될 수 있으며, 이밖에도 오디오 신호를 출력할 수 있는 다양한 기기로 구현될 수 있다.
오디오 출력부(110)는 오디오 신호를 청각적으로 출력하기 위한 구성이다.
오디오 출력부(110)는 스피커로 구현될 수 있다. 스피커는 전류에 의해 발생하는 자기장의 영향으로 진동하는 코일 및 진동판을 포함할 수 있다. 또한, 스피커는 전기 신호를 증폭하는 앰프를 포함할 수 있다. 이때, 앰프(도시되지 않음)가 스피커와 별도의 구성으로 오디오 출력부(110)에 포함될 수 있음은 물론이다.
이렇듯 오디오 출력부(110)는 코일, 진동판, 앰프 등을 포함하기 때문에, 전자 장치(100) 내 부품의 성능 및 오디오 출력부(110)가 설치되는 공간의 크기 등 따라 오디오 출력부(110)의 출력 레벨에는 제한이 있을 수밖에 없다. 그 결과 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨이 정해지게 된다.
프로세서(120)는 오디오 출력부(110)와 연결되어 전자 장치의 메모리에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함으로써 전자 장치(100)를 제어할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(120)는 CPU(Central Processing Unit), AP(Application Processor) 등과 같은 범용 프로세서, GPU(Graphic Processing Unit), VPU(Vision Processing Unit) 등과 같은 그래픽 전용 프로세서, DSP(Digital Signal Processor)와 같은 신호처리 전용 프로세서, 또는 NPU(Neural Processing Unit)와 같은 인공지능 전용 프로세서 등으로 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 SRAM 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 기능적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(100)는 Scaling 모듈(310) 및 Amplifier 모듈(320)을 포함할 수 있다. 본 모듈들 각각은 전자 장치(100)의 메모리에 저장된 소프트웨어 모듈이거나 전자 장치(100)상에 회로적으로 구현된 하드웨어 모듈일 수 있다. 또는, 본 모듈들 각각은 소프트웨어 및 하드웨어가 조합된 형태로 구현될 수도 있다. 본 모듈들 각각은 프로세서(120)를 통해 제어될 수 있다.
프로세서(120)는, Scaling 모듈(310)을 통해, 사용자 입력에 따른 사용자 볼륨에 기초하여 오디오 신호를 스케일링할 수 있다.
이때, 오디오 신호는 전자 장치(100)의 메모리상에 기저장된 것이거나 또는 외부로부터 전자 장치(100)에 입력된 것일 수 있다.
한편, 사용자 볼륨은 전자 장치(100)에 대한 사용자 입력을 통해 선택된 볼륨(: 음량)에 해당하며, 일반적으로는 특정 수치 범위(0 ~ 100) 내에서 사용자에 의해 설정될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 사용자 볼륨이 커질수록 오디오 신호의 신호 레벨이 커지도록 오디오 신호를 스케일링하고, 사용자 볼륨이 작아질수록 오디오 신호의 신호 레벨이 작아지도록 오디오 신호를 스케일링할 수 있다.
프로세서(120)는 Amplifier 모듈(320)을 통해 스케일링된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 전자 장치가 일반 모드인 경우, 스케일링된 오디오 신호를 출력하도록 오디오 출력부(110)를 제어하고, 전자 장치(100)가 기설정된 모드인 경우, Amplifier 모듈(320)에 의해 증폭된 오디오 신호를 출력하도록 오디오 출력부(110)를 제어할 수 있다.
Amplifier 모듈(320)을 통해 오디오 신호의 신호 레벨을 증폭시키는 정도는, 사용자 볼륨 및 전자 장치(100) 내 기능적 구성에 따라 기설정된 Look-Up Table(305)에 의해 결정될 수 있다. Look-Up Table(305)은 프로세서(120)의 실시간 연산에 따라 계산될 수도 있으나, 전자 장치(100)의 메모리상에 기저장된 경우 더 효율적일 수 있다.
기설정된 모드는, 주변 소음이 비교적 큰 가게 등에서 사용되기 위한 Shop 모드, 청각에 불편함이 있는 고연령층을 위한 실버 모드 등에 해당할 수 있다.
또한, 기설정된 모드는, 특정 국가 또는 지역에 대해 맞춤형으로 지정된 모드일 수도 있다. 이는, 주변의 소음 환경 및/또는 사용자의 청음 성향이 국가 또는 지역 별로 달라질 수 있기 때문이다.
상술한 전자 장치(100)의 다양한 모드들은, 전자 장치(100)에 대한 사용자 입력에 따라 설정될 수 있다.
도 3을 참조하면, Amplifier 모듈(320)은 Compressor 모듈(321) 및 Makeup 모듈(322)을 포함할 수 있다.
Compressor 모듈(321)은 스케일링된 오디오 신호를 압축할 수 있다. 구체적으로, Compressor 모듈(321)은 스케일링된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시킬 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 통해, 스케일링된 오디오 신호의 압축 과정을 설명한다.
만약 Scaling 모듈(310)을 거친 (스케일링된) 오디오 신호가 Amplifier 모듈(320)을 거치지 않는 경우, 오디오 신호는 스케일링된 상태의 신호 레벨(: Input Level)과 같은 신호 레벨(: Output Level. 도 4a의 410)로 오디오 출력부(110)를 통해 출력될 수 있다.
도 4b를 참조하면, Compressor(321)는 스케일링된 오디오 신호 중 신호 레벨(: Input Level)이 Threshold(405) 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시키는 반면, 신호 레벨이 Threshold(405) 미만인 오디오 신호의 신호 레벨은 유지(: 또는 증가)할 수 있다. 그 결과, 압축된 신호 레벨을 가지는 압축된 오디오 신호(420)가 획득될 수 있다.
이때, Threshold(405)는 압축 비율(: 입력되는 오디오 신호의 신호 레벨(Input Level) 범위 내에서 압축되는 신호 레벨 범위의 비율, ex. 2:1, 3:1, 4:1)에 의해 결정될 수 있으며, LUT(305)에 따라 기정의된 값일 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 오디오 신호의 최대 신호 레벨은 특정한 Reduction Level(403)만큼 변경(401 -> 402)될 수 있다. 이때, Reduction Level(403)은 오디오 출력부(110)의 헤드룸 값과 관련되어 LUT(305)에 따라 기정의된 값일 수 있다.
Makeup 모듈(322)은 압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다. 구체적으로, Makeup 모듈(322)은 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다.
관련하여, 도 4c를 통해 압축된 오디오 신호의 증폭 과정을 설명한다.
도 4c를 참조하면, Makeup 모듈(322)은 압축된 오디오 신호(420)를 전체 신호 레벨에 대하여 증폭시킬 수 있다. 그 결과, 증가된 신호 레벨을 가지는 증폭된 오디오 신호(430)가 획득될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 오디오 신호의 최대 출력 레벨은 다시 압축 전(: 401)으로 커진 것을 확인할 수 있다. 즉, Compressor 모듈(321)의 압축 및 Makeup 모듈(322)의 증폭을 거친 결과, 오디오 신호의 최대 신호 레벨은 유지되지만 나머지 신호 레벨에 대해서는 오디오 신호의 신호 레벨이 모두 증가될 수 있다.
관련하여, LUT(305)에 포함된 정보에 따라 최대 신호 레벨도 함께 증가될 수 있지만, 전자 장치(100)에 입력된 오디오 신호가 0 dBFS 신호이고 사용자 볼륨이 최대인 경우, 최대 신호 레벨은 더이상 증가하지 않는 것이 바람직하기 때문에, 프로세서(120)는 증폭된 오디오 신호의 최대 신호 레벨이 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨이 되도록, 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시킬 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 전자 장치가 오디오 신호를 압축 및 증폭하는 예를 설명하기 위해 시간에 따른 오디오 신호의 신호 레벨을 도시한 그래프들이다.
도 5a 내지 도 5c 역시 상술한 도 4a 내지 도 4c와 마찬가지로 Compressor 모듈(321) 및 Makeup 모듈(322)의 동작을 설명하기 위한 것이다. Compressor 모듈(321) 및 Makeup 모듈(322)의 오디오 신호 처리 과정을 보다 구체적으로 설명하기 위해 시간에 따른 오디오 신호의 신호 레벨 그래프가 도시되었다.
도 5a는 0 dBFS의 오디오 신호가 사용자 볼륨의 최대값에 따라 스케일링된 결과 시간에 따른 오디오 신호(510)의 신호 레벨을 도시한 것으로, 도 5a를 참조하면 오디오 신호(510)의 일부는 신호 레벨이 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨(501)에 해당한다.
도 5b를 참조하면, Compressor(321)는 도 5a의 오디오 신호(510)를 압축할 수 있다. 구체적으로, Compressor(321)는 오디오 신호(510) 중 신호 레벨이 임계 레벨(505)을 초과하는 오디오 신호를 압축할 수 있다. 그 결과, 압축된 오디오 신호(520)의 신호 레벨을 참조하면 오디오 신호의 최대 신호 레벨이 감소(501 -> 502)되어 기존에 없던 마진(503)이 생길 수 있다.
그리고, 도 5c를 참조하면, Makeup 모듈(322)은 도 5b의 오디오 신호(520)를 증폭시킬 수 있다. 구체적으로, Makeup 모듈(322)은 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위 내에서 오디오 신호(520)의 신호 레벨을 전체적으로 증가시킨 결과 증폭된 신호 레벨을 가지는 오디오 신호(530)를 획득할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 비록 Amplifier 모듈(320)을 거치기 전후의 오디오 신호의 최대 신호 레벨은 동일하지만, 기존의 오디오 신호(510)에 비해 압축 및 증폭된 오디오 신호(530)의 신호 레벨이 전반적으로 증가된 결과 라우드니스 내지는 체감 음량은 크게 향상될 수 있다.
한편, 사용자 볼륨이 최대인 경우를 도시한 도 5a 내지 도 5c와 달리, 입력된 오디오 신호가 0 dBFS 가 아닌 -24 dB LKFS 인 경우 또는 사용자 볼륨이 최대가 아닌 경우라면, (스케일링된) 오디오 신호의 최대 신호 레벨 및 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨 간에 이미 마진이 있기 때문에, 오디오 신호의 최대 신호 레벨은 Amplifier 모듈(320)을 거친 후 더 증가할 수도 있다.
한편, Amplifier 모듈(320)은 compressor 모듈(321) 및 Makeup 모듈(322) 외에 추가로 인간의 청각 특성 및 스피커 특성을 고려한 TMC(Tone Mapping Curve) 모듈 등을 더 포함할 수도 있다.
도 6은 TMC(Tone Mapping Curve) 모듈을 포함하는 전자 장치의 기능적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, Amplifier 모듈(320)은 compressor 1 모듈(621) 및 Makeup 모듈(624) 외에 TMC 모듈(622) 및 compressor 2 모듈(623) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. TMC 모듈(622) 및 compressor 2 모듈(623) 역시 프로세서(120)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
compressor 1 모듈(621)의 역할은 도 3의 compressor 모듈(321)과 다르지 않다. compressor 1 모듈(621)은 사용자 볼륨에 따라 스케일링된 오디오 신호를 압축할 수 있다.
TMC 모듈(622)은, 일 예로 이퀄라이저(equalizer)로 구성될 수 있다. 이퀄라이저는 일반적으로 인간 청각 특성을 고려하여 대체로 단순히 저역과 고역을 증폭하도록 구성되는바, 다만 본 개시에 따른 TMC 모듈은 사용자 볼륨에 따라 주파수별 신호 레벨을 다양하게 조정할 수 있다.
도 7은 전자 장치가 TMC 모듈을 통해 이퀄라이징을 수행하는 일 예를 설명하기 위한 그래프이다. 도 7은 compressor 1 모듈(621)에 의해 압축된 오디오 신호의 주파수 별로 신호 레벨의 크기를 상대적으로 조정하는 TMC 모듈(622)의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
TMC 모듈(622)은 압축된 오디오 신호를 복수의 주파수 대역으로 구분하고, 사용자 볼륨에 기초하여 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하여 압축된 오디오 신호를 이퀄라이징할 수 있다.
도 7을 참조하면, 압축된 오디오 신호는 제1 주파수 대역(710), 제1 주파수 대역(710)보다 높은 제2 주파수 대역(720), 제2 주파수 대역(720)보다 높은 제3 주파수 대역(730)으로 구분될 수 있다.
도 7을 참조하면, TMC 모듈(622)은, 사용자 볼륨이 기준값인 50보다 낮아질수록 제1 주파수 대역(710) 및 제3 주파수 대역(730)의 오디오 신호가 제2 주파수 대역(720)의 오디오 신호보다 대체로(ex. 평균적으로) 더 큰 신호 레벨을 갖도록 조정할 수 있다.
반면, 사용자 볼륨이 기준값인 50보다 높아질수록, TMC 모듈(622)은, 제2 주파수 대역(720)의 오디오 신호가 제1 주파수 대역(710) 및 제3 주파수 대역(730)의 오디오 신호보다 대체로 더 큰 신호 레벨을 갖도록 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정할 수 있다. 다만, 제3 주파수 대역(730)에 포함된 모든 주파수의 오디오 신호들 각각의 신호 레벨이 반드시 제2 주파수 대역(720)에 포함된 모든 주파수의 오디오 신호들 각각의 신호 레벨보다 작을 필요는 없다.
도 7과 같이 동작하는 TMC 모듈(622)을 구비한 결과, 전자 장치(100)는, 낮은 볼륨의 오디오 신호의 저역대(710) 및 고역대(730)가 중역대(720)에 비해 비교적 잘 들리지 않고 높은 볼륨의 오디오 신호의 저역대(710) 및 고역대(730)가 중역대(720)에 비해 비교적 잘 들리는 인간의 청각 특성을 보완할 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 사용자 볼륨이 50보다 높은 경우, TMC 모듈(622)은 고역대(730)의 신호 레벨을 저역대(730)의 신호 레벨보다 조금 더 크게 조정할 수 있다. 이렇듯, 전자 장치(100)는 일반적으로 저역대에 비해 오디오 신호 내 비중이 낮은 고역대 성분을 조금더 증폭함으로써, Clipping(: 오버드라이빙에 의한 신호의 잘림) 없이 고역 성분에 대한 체감 음량 증대 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, TMC 모듈(622)은 사용자 볼륨이 50보다 높아지는 경우 오디오 신호의 신호 레벨을 전반적으로 감소시킬 수 있다. 그 결과, 전자 장치(100)가 Flat TV 등으로 구현되는 경우 등에 있어 오디오 신호의 증폭에 의해 음질이 열화되는 것을 방지할 수 있고, 추후 Makeup 모듈(624)에 의한 증폭 마진을 확보할 수 있다.
프로세서(120)는 TMC 모듈(622)에 의해 이퀄라이징된 오디오 신호를 곧바로 Makeup 모듈(624)에 입력하여 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨 내에서 증폭시킬 수도 있으나, 이퀄라이징된 오디오 신호를 compressor 2 모듈(623)을 통해 다시금 압축시킨 뒤 증폭시킬 수도 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 compressor 2 모듈(623)을 통해, 이퀄라이징된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 이퀄라이징된 오디오 신호를 재압축할 수 있다.
이때, compressor 2 모듈(623)은 compressor 1 모듈(321)과 유사하게 도 4b 및/또는 도 5b와 같이 동작할 수도 있으나, Threshold(405, 502) 및 Reduction Level(403)은 compressor 1 모듈(321)의 동작과 다를 수 있다.
즉, compressor 1 모듈(321)을 통해 대략적인 오디오 신호의 골격을 만들고, TMC 모듈(622)에 의해 이퀄라이징된 오디오 신호의 신호 레벨 및 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨을 고려하여 compressor 2 모듈(623)이 오디오 신호를 압축할 수 있다. 이때, compressor 1 모듈(621), TMC 모듈(622), compressor 2 모듈(623) 각각의 압축 또는 이퀄라이징은 Look-up Table에 의해 정의된 게인(gain)에 따라 수행될 수 있다.
한편, 도 6과 달리, Amplifier 모듈(320)은 compressor 1 모듈(621)을 포함하지 않을 수도 있다. 또는, Amplifier 모듈(320)은 compressor 1 모듈(621)의 전단에 별도의 전처리 모듈, 이를 테면 HPF(High Pass Filter) 모듈을 포함할 수도 있다.
프로세서(130)는 Makeup 모듈(624)을 이용하여, compressor 2 모듈(623)에 의해 재압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다. Makeup 모듈(624)의 동작은 도 3의 Makeup 모듈(322)의 동작과 유사하다.
이때, 프로세서(120)는, 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위 내에서, 재압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 재압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다.
Makeup 모듈(322 또는 624)을 통해 오디오 신호를 증폭시킴에 있어, 프로세서(120)는 사용자 볼륨에 따라 오디오 신호의 신호 레벨을 증폭시키는 정도를 달리할 수 있다.
구체적으로, 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 미만인 경우, 프로세서(120)는, 제1 게인에 기초하여, 압축된(또는 재압축된) 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다. 반면, 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 이상인 경우, 프로세서(120)는, 제1 게인보다 큰 제2 게인에 기초하여, 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시의 전자 장치가 압축된(또는 재압축된) 오디오 신호를 사용자 볼륨에 따라 달리 증폭하는 예들을 설명하기 위한 그래프들이다. 도 8a 및 도 8b에서 세로축에 해당하는 'Makeup Gain'은, 오디오 신호의 신호 레벨이 프로세서(120)에 의해 증폭되는 정도를 의미한다.
도 8a의 실시 예에 따르면, 사용자 볼륨이 커질수록 Makeup Gain(810)은 점차 증가할 수 있다. 그 결과, 사용자 볼륨 간의 체감 음량 차이가 더 커질 수 있다.
도 8b의 실시 예에 따르면, Makeup Gain(820)은 사용자 볼륨이 50 미만인 범위 내에서는 사용자 볼륨이 증가할수록 점차 증가하지만, 사용자 볼륨이 50 이상인 범위에서는 사용자 볼륨이 증가하더라도 6 dB을 유지할 수도 있다. 이 경우, 도 8a의 실시 예에 비해 평균적인 체감 음량이 더 커질 수 있다.
한편, 도 8b를 참조하면, 사용자 볼륨이 (ex)80 이상인 경우, 6dB에 비해 소폭 증가된 Makeup Gain(830)이 이용될 수도 있다. 사용자 볼륨이 100이거나 100에 가까운 상황에서 신호 레벨이 큰 오디오 신호가 압축되는 경우, 설령 압축된 Reduction Level과 동일한 신호 레벨만큼 증폭(Makeup)이 되더라도 체감 음량이 기존보다 떨어질 수도 있기 때문에, 다소 오버드라이브된 Makeup Gain(830)을 적용한 뒤 추후 Limiter 등을 이용하여 최대 신호 레벨의 초과분을 제거하는 것이 체감 음량을 증가시키는 데에 더 효과적일 수 있다.
한편, 상술한 도 8a 및 도 8b와 달리, 프로세서(120)는 사용자 볼륨이 달라지더라도 동일한 Makeup Gain을 이용할 수도 있음은 물론이다.
한편, 도 9는 크로스 오버 모듈을 포함하는 전자 장치의 기능적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9를 참조하면, Amplifier 모듈(320)은 크로스오버 모듈(910), compressor 모듈들(920), Summing 모듈(930) 및 Makeup 모듈(940)로 구성될 수도 있다.
도 3과 비교하면, 도 3의 compressor 모듈(321)의 역할을 크로스오버 필터링 모듈(910), compressor 모듈들(920) 및 Summing 모듈(930)을 통해 수행할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 스케일링된 오디오 신호를 크로스오버 필터링 모듈(910)에 의해 복수의 주파수 대역으로 구분할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 스케일링된 오디오 신호를 제4 주파수 대역 및 음성(voice)을 포함하는 제5 주파수 대역으로 구분할 수 있다.
이때, 프로세서(120)는 compressor 모듈들(920)을 각각 이용하여 복수의 주파수 대역 각각을 압축할 수 있다.
이 경우, 프로세서(120)는, 음성을 포함하는 제5 주파수 대역의 오디오 신호가 압축된 오디오 신호를 보정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호 중 음성에 대응되는 오디오 신호의 신호 레벨을 선별적으로 증가시킬 수 있다.
그리고, 프로세서(120)는 압축된 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 보정된 오디오 신호를 다시 결합하여 오디오 신호를 획득하고, 획득된 오디오 신호를 Makeup 모듈(940)을 통해 증폭시킬 수 있다.
한편, 도 9를 참조하면, Amplifier 모듈(320)은 상술한 모듈들 외에도 HPF(High Pass Filter) 모듈(950), TMC 모듈(960), compressor 모듈(970) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. TMC 모듈(960) 및 compressor 모듈(970)은 도 6에서 설명한 TMC 모듈(622) 및 compressor 2 모듈(623)과 유사하게 동작한다.
HPF 모듈(950)은 사용자 볼륨에 따라 스케일링된 오디오 신호의 저역 성분을 필터링하기 위한 구성이다. HPF 모듈(950)을 거친 오디오 신호는 시간 파형에서 비교적 높은 에너지를 갖고 있는 저역 성분이 억제될 수 있고, 그 결과 음량 증폭시 발생할 수 있는 오버드라이브에 의한 신호 왜곡을 최소화될 수 있다.
특히, Flat TV 등으로 구현된 전자 장치(100)의 제한된 오디오 출력 환경 내에서 실제 정상적인 출력이 되지 않으면서도 신호 레벨에서는 큰 피크 신호를 갖는 저역 주파수 성분이 억제된 결과, compressor를 통한 압축 전에 음량 증대를 위한 마진(: 오디오 신호의 최대 신호 레벨과 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨 간의 차이)이 1차적으로 먼저 확보된다는 효과가 있다.
HPF 모듈(950)의 cutoff 주파수는 오디오 출력부(110)의 스피커 특성에 따라 기설정될 수 있다.
도 10은 상술한 다양한 Amplifer 모듈(320)을 포함하는 전자 장치의 기능적 구성을 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 10을 참조하면, 전자 장치(100)는 도 3을 통해 도시 및 설명한 Scaling 모듈(310) 및 Amplifier 모듈(320) 외에 전처리 모듈(1010), Headroom 모듈(1020), Sound Effect 모듈(1030), Limiter 모듈(1040) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
전처리 모듈(1010)은 너무 높거나 너무 낮은 신호 레벨의 오디오 신호를 필터링하는 등의 전처리를 수행하기 위한 모듈이다. 전처리 모듈(1010)은 후술할 Headroom 모듈(1020)이 오디오 신호의 신호 레벨을 감쇄하기 전에 필요한 전처리를 수행하기 위한 신호 처리단에 해당한다.
Headroom 모듈(1020)은 오디오 신호의 신호 레벨을 감쇄하기 위한 모듈로, 오디오 신호의 overflow를 방지하기 위한 구성이다.
Sound Effect 모듈(1030)은 오디오 신호에 대해 가상의 3D 사운드 처리, 저역 강조, 이퀄라이징과 같은 신호 처리를 수행하기 위한 구성이다.
한편, Sound Effect 모듈(1030)이 이퀄라이징 기능을 수행하는 경우, Amplifier 모듈(320)은 TMC 모듈을 포함하지 않을 수 있다. Sound Effect 모듈(1030)에 의해 처리된 오디오 신호가 다시금 TMC 모듈을 거치는 경우 Sound Effect 모듈(1030)에 의한 사운드 효과가 경감될 가능성이 있으며, TMC 모듈이 생략되는 경우 장치의 Complexity가 향상될 수 있다.
Limiter 모듈(1040)은 오디오 신호의 신호 레벨이 오디오 출력부(110)의 최대 출력 레벨을 초과하지 않도록 신호 레벨을 제한하기 위한 구성이다.
한편, Amplifier 모듈(320)의 압축 및 증폭 정도를 정의하기 위한 LUT(Look-up Table)(1051)은 Headroom 모듈(1020), Sound Effect 모듈(1030) 등의 존재 유무 및 성능에 따라 다르게 기설정될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 전자 장치가 Amplifier 모듈을 이용하는 경우 및 전자 장치가 Amplifier 모듈에 더하여 Sound Effect 모듈을 이용하는 경우 각각의 효과를 설명하기 위한 사용자 볼륨별 라우드니스 그래프들이다.
도 11a는 비교적 마진이 있는 -23 dB LKFS의 라우드니스를 가지는 오디오 신호가 입력된 경우에 해당한다.
도 11a를 참조하면, Amplifier 모듈이 이용되지 않은 경우(1110)보다 Amplifier 모듈이 이용된 경우(1130)의 라우드니스(: 체감 음량)가 더 높고, Amplifier 모듈 및 Sound Effect 모듈이 모두 이용된 경우(1120)의 라우드니스는 Amplifier 모듈이 이용된 경우(1130)보다는 소폭 감소한 것을 확인할 수 있다.
도 11b는 마진이 없는 Peak-2-Peak 0 dBFS의 오디오 신호가 입력된 경우에 해당한다.
도 11b를 참조하면, Amplifier 모듈이 이용되지 않은 경우(1140)보다 Amplifier 모듈이 이용된 경우(1160)의 라우드니스(: 체감 음량)가 더 높고, Amplifier 모듈 및 Sound Effect 모듈이 모두 이용된 경우(1150)의 라우드니스는 Amplifier 모듈이 이용된 경우(1160)보다는 대체로 소폭 감소한 것을 확인할 수 있다.
도 11a의 경우 도 11b의 경우보다 입력된 오디오 신호의 마진이 상대적으로 더 크기 때문에, Amplifier 모듈에 의해 라우드니스가 증폭된 정도가 도 11b보다 전반적으로 더 크다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 상세한 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 12를 참조하면, 전자 장치(100)는 오디오 출력부(110) 및 프로세서(120)외에 통신부(130), 방송 수신부(140), 메모리(150), 사용자 입력부(160) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
통신부(130)는 전자 장치(100)가 적어도 하나의 외부 장치와 통신을 수행하여 오디오 신호를 입력받기 위한 구성이다. 이를 위해 통신부(130) 회로를 포함할 수 있다.
통신부(130)는 무선 통신 모듈, 유선 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은 외부 서버 또는 외부 장치로부터 컨텐츠를 수신하기 위하여 와이파이 (WIFI) 통신 모듈, 블루투스(bluetooth)모듈, 적외선 통신(IrDA, infrared data association)모듈, 3G(3세대) 이동통신 모듈, 4G(4세대) 이동통신 모듈, 4세대 LTE(Long Term Evolution) 통신 모듈, 5G(5세대) 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 썬더볼트 포트, USB 포트 등의 유선 포트로 구현될 수 있다.
통신부(130)는 원격 제어 장치(도시되지 않음) 등으로부터 원격 제어 장치에 수신된 사용자 입력에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이 경우, 프로세서(120)는 수신된 정보를 통해 사용자 볼륨을 설정하거나 또는 전자 장치(100)의 모드를 설정할 수 있다. 이 경우, 통신부(130)는 블루투스 모듈 등을 통해 원격 제어 장치와 통신을 수행할 수 있다.
방송 수신부(140)는 방송 컨텐츠에 대한 신호를 수신할 수 있다. 방송 컨텐츠는 영상, 오디오 및 부가 데이터(예를 들어, EPG)를 포함할 수 있으며, 방송 수신부(140)는 지상파 방송, 케이블 방송, 위성 방송, 인터넷 방송 등과 같이 다양한 소스로부터 방송 컨텐츠 신호를 수신할 수 있다.
방송 수신부(140)는 방송국으로부터 전송되는 방송 컨텐츠를 수신하기 위해 튜너(미도시), 복조기(미도시), 등화기(미도시) 등과 같은 구성을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
프로세서(120)는 방송 수신부(140)를 통해 수신된 컨텐츠 중 오디오 신호에 대해 스케일링 및 증폭을 수행하고, 이를 오디오 출력부(110)를 통해 출력할 수 있다.
메모리(150)는 전자 장치(100)의 구성요소들의 전반적인 동작을 제어하기 위한 운영체제(OS: Operating System) 및 전자 장치(100)의 구성요소와 관련된 명령 또는 데이터를 저장하기 위한 구성이다.
이를 위해, 메모리(150)는 비휘발성 메모리(ex: 하드 디스크, SSD(Solid state drive), 플래시 메모리), 휘발성 메모리 등으로 구현될 수 있다.
메모리(150)에는 본 개시에 따라 상술한 다양한 모듈들이 소프트웨어 형태로 저장되어 있을 수 있다.
메모리(150)에는 Amplifier 모듈(320)의 동작을 위한 LUT(Look-up Table)이 저장되어 있을 수 있다.
사용자 입력부(160)는 전자 장치(100)가 사용자로부터 명령 또는 정보를 받을 수 있게 하는 구성이다.
사용자 입력부(160)는 사용자의 명령 또는 정보를 터치로 입력받기 위해, 디스플레이(도시되지 않음)와 함께 구현된 터치 패널(도시되지 않음) 또는 별도의 터치 패드(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 사용자 입력부(160)는 사용자의 명령 또는 정보를 음성으로 입력받기 위해 마이크(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다.
사용자 입력부(160)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위해 하나 이상의 버튼, 키보드, 마우스(이상 도시되지 않음) 등을 포함할 수도 있다.
프로세서(120)는 사용자 입력부(160)를 통해 수신된 사용자 입력에 따라 사용자 볼륨을 설정하거나 또는 전자 장치(100)의 모드를 설정할 수 있다.
이하 도 13 및 도 14를 통해서는 본 개시에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명한다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13을 참조하면, 본 제어 방법은, 오디오 신호가 입력되면(S1310), 사용자 볼륨에 기초하여 오디오 신호를 스케일링할 수 있다(S1420). 이때, 사용자 볼륨은 사용자 입력에 따라 설정된 것일 수 있다.
그리고, 스케일링된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 스케일링된 오디오 신호를 압축할 수 있다(S1330).
이 경우, 스케일링된 오디오 신호를 제4 주파수 대역 및 음성을 포함하는 제5 주파수 대역으로 구분하고, 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 각각 압축할 수도 있다.
이때, 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호 중 음성에 대응되는 오디오 신호의 신호 레벨을 증가시켜 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 보정하고, 상기 압축된 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 결합하여 (압축된) 오디오 신호를 획득할 수도 있다.
그리고, 전자 장치의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다(S1340).
이때, 만약 사용자 볼륨이 최대인 경우라면, 증폭된 오디오 신호의 최대 신호 레벨이 전자 장치의 최대 출력 레벨이 되도록 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시킬 수도 있다.
한편, 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 미만인 경우, 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 제1 게인에 기초하여 증가시킬 수 있고, 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 이상인 경우, 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 제1 게인보다 큰 제2 게인에 기초하여 증가시킬 수도 있다.
그리고, 증폭된 오디오 신호를 출력할 수 있다(S1350).
여기서, 전자 장치가 일반 모드라면, 스케일링된 오디오 신호를 출력하고, 전자 장치가 기설정된 모드인 경우라면, 증폭된 오디오 신호를 출력할 수 있다. 이때, 전자 장치의 모드는 사용자 입력에 따라 설정될 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따라 이퀄라이징을 수행하는 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14를 참조하면, 본 제어 방법은, 도 13의 S1310 ~ S1330과 마찬가지로 입력된 오디오 신호에 대해 스케일링 및 압축을 수행할 수 있다(S1410 ~ S1430).
그리고, 압축된 오디오 신호에 대해 이퀄라이징을 수행할 수 있다(S1440).
구체적으로, 압축된 오디오 신호를 복수의 주파수 대역으로 구분하고, 사용자 볼륨에 기초하여 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하여, 압축된 오디오 신호를 이퀄라이징할 수 있다.
만약, 복수의 주파수 대역이 제1 주파수 대역, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역, 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역을 포함하는 경우, 사용자 볼륨이 기준 값보다 낮아질수록 제1 주파수 대역 및 제3 주파수 대역의 오디오 신호가 제2 주파수 대역의 오디오 신호보다 더 큰 신호 레벨을 갖도록 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정할 수 있다. 반면, 사용자 볼륨이 기준값보다 높아질수록 제2 주파수 대역의 오디오 신호가 제1 주파수 대역 및 제3 주파수 대역의 오디오 신호보다 더 큰 신호 레벨을 갖도록 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정할 수 있다.
그리고, 본 제어 방법은 이퀄라이징된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜, 이퀄라이징된 오디오 신호를 재압축할 수 있다(S1450).
그리고, 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서, 재압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 재압축된 오디오 신호를 증폭시킬 수 있다(S1460).
그리고, 증폭된 오디오 신호를 출력할 수 있다(S1470).
한편, 도 14와 달리, S1440에서 이퀄라이징된 오디오 신호를 재압축 없이 곧바로 증폭시켜(S1460) 출력하는(S1470) 실시 예도 물론 가능하다.
한편, 도 13 및 도 14를 통해 도시 및 설명한 제어 방법은 도 2 및 도 12를 통해 도시 및 설명한 전자 장치(100)를 통해 구현될 수 있다.
또는, 도 13 및 도 14를 통해 도시 및 설명한 제어 방법은 전자 장치(100) 및 하나 이상의 외부 장치를 포함하는 시스템을 통해 구현될 수도 있다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 본 개시에서 설명되는 실시 예들은 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(Programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processor), 제어기(controller), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessor), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서(120) 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상술한 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(100)에서의 처리동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 처리 동작을 상술한 특정 기기가 수행하도록 한다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    오디오 출력부; 및
    사용자가 입력한 사용자 볼륨에 기초하여 오디오 신호를 스케일링하고,
    상기 스케일링된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 상기 스케일링된 오디오 신호를 압축하고,
    상기 오디오 출력부의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키고,
    상기 증폭된 오디오 신호를 출력하도록 상기 오디오 출력부를 제어하는, 프로세서;를 포함하는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 볼륨이 최대인 경우, 상기 증폭된 오디오 신호의 최대 신호 레벨이 상기 오디오 출력부의 최대 출력 레벨이 되도록 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시키는, 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 압축된 오디오 신호를 복수의 주파수 대역으로 구분하고,
    상기 사용자 볼륨에 기초하여 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하여 상기 압축된 오디오 신호를 이퀄라이징하고,
    상기 이퀄라이징된 오디오 신호를 증폭시키는, 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 주파수 대역은,
    제1 주파수 대역, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 볼륨이 기준 값보다 낮아질수록 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역의 오디오 신호가 상기 제2 주파수 대역의 오디오 신호보다 상대적으로 더 큰 신호 레벨을 갖도록 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하고,
    상기 사용자 볼륨이 기준값보다 높아질수록 상기 제2 주파수 대역의 오디오 신호가 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역의 오디오 신호보다 상대적으로 더 큰 신호 레벨을 갖도록 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하는, 전자 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 이퀄라이징된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 상기 이퀄라이징된 오디오 신호를 재압축하고,
    상기 오디오 출력부의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 상기 재압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 재압축된 오디오 신호를 증폭시키는, 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 미만인 경우, 제1 게인에 기초하여 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키고,
    상기 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 이상인 경우, 상기 제1 게인보다 큰 제2 게인에 기초하여 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키는, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스케일링된 오디오 신호를 제4 주파수 대역 및 음성을 포함하는 제5 주파수 대역으로 구분하고,
    상기 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 상기 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 각각 압축하고,
    상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호 중 음성에 대응되는 오디오 신호의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 보정하고,
    상기 압축된 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 결합하여 오디오 신호를 획득하고,
    상기 획득된 오디오 신호를 증폭시키는, 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자 장치가 일반 모드인 경우, 상기 스케일링된 오디오 신호를 출력하도록 상기 오디오 출력부를 제어하고,
    상기 전자 장치가 기설정된 모드인 경우, 상기 증폭된 오디오 신호를 출력하도록 상기 오디오 출력부를 제어하는, 전자 장치.
  9. 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
    사용자가 입력한 사용자 볼륨에 기초하여 오디오 신호를 스케일링하는 단계;
    상기 스케일링된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 상기 스케일링된 오디오 신호를 압축하는 단계;
    상기 전자 장치의 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키는 단계; 및
    상기 증폭된 오디오 신호를 출력하는 단계;를 포함하는, 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증폭시키는 단계는,
    상기 사용자 볼륨이 최대인 경우, 상기 증폭된 오디오 신호의 최대 신호 레벨이 상기 최대 출력 레벨이 되도록 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시키는, 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 압축된 오디오 신호를 복수의 주파수 대역으로 구분하는 단계; 및
    상기 사용자 볼륨에 기초하여 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하여 상기 압축된 오디오 신호를 이퀄라이징하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 증폭시키는 단계는,
    상기 이퀄라이징된 오디오 신호를 증폭시키는, 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 주파수 대역은,
    제1 주파수 대역, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역을 포함하고,
    상기 이퀄라이징하는 단계는,
    상기 사용자 볼륨이 기준 값보다 낮아질수록 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역의 오디오 신호가 상기 제2 주파수 대역의 오디오 신호보다 상대적으로 더 큰 신호 레벨을 갖도록 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하고,
    상기 사용자 볼륨이 기준값보다 높아질수록 상기 제2 주파수 대역의 오디오 신호가 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역의 오디오 신호보다 상대적으로 더 큰 신호 레벨을 갖도록 상기 복수의 주파수 대역 각각의 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하는, 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 이퀄라이징된 오디오 신호 중 신호 레벨이 기설정된 임계 레벨 이상인 오디오 신호의 신호 레벨을 감소시켜 상기 이퀄라이징된 오디오 신호를 재압축하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 증폭시키는 단계는,
    상기 최대 출력 레벨을 넘지 않는 범위에서 상기 재압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 재압축된 오디오 신호를 증폭시키는, 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 증폭시키는 단계는,
    상기 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 미만인 경우, 제1 게인에 기초하여 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키고,
    상기 사용자 볼륨이 기설정된 사용자 볼륨 이상인 경우, 상기 제1 게인보다 큰 제2 게인에 기초하여 상기 압축된 오디오 신호 전체의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 오디오 신호를 증폭시키는, 제어 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 압축하는 단계는,
    상기 스케일링된 오디오 신호를 제4 주파수 대역 및 음성을 포함하는 제5 주파수 대역으로 구분하고, 상기 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 상기 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 각각 압축하고, 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호 중 음성에 대응되는 오디오 신호의 신호 레벨을 증가시켜 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 보정하고, 상기 압축된 제4 주파수 대역의 오디오 신호 및 상기 압축된 제5 주파수 대역의 오디오 신호를 결합하여 오디오 신호를 획득하고,
    상기 증폭시키는 단계는,
    상기 획득된 오디오 신호를 증폭시키는, 제어 방법.
PCT/KR2020/013910 2019-10-28 2020-10-13 제한된 출력 레벨 내에서 라우드니스를 증폭시키는 장치 및 그 제어 방법 WO2021085891A1 (ko)

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