KR102583297B1 - 비상 방송 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 입력되는 신호 중에서 잡음을 억제하고 음성만을 증폭하되, 미세하게 각 주파수별로 상이하게 조정을 행함으로써, 음성신호의 음압 레벨 증가와 더불어 음성 명료도를 향상시키고, 반면 음성 이외의 오디오신호는 억제하되, 정규화 및 표준화를 통해 찌그러지지 않도록 감쇄시킴으로써, 비상 방송 내용을 청취자가 정확하게 인지할 수 있도록 한 비상 방송 시스템에 관한 것으로, 마이크(110)와 입력신호처리부(120)를 포함하는 리모트마이크(100); 상기 리모트마이크(100)의 출력을 정규화하는 출력신호처리부(210)와 앰프(220)를 포함하는 전관방송시스템(200); 및 상기 전관방송시스템(200)의 출력신호를 음성출력하는 스피커(300); 를 포함하며, 상기 입력신호처리부(120)는, 상기 마이크(110)로부터 음성 입력을 받아 잡음감소를 포함하는 조정을 행하는 이퀄라이저부(121)와, 상기 이퀄라이저부(121)에서 출력된 조정된 신호에 대하여 자동이득 제어를 행하여 최대 피크치를 일정치 이하로 조정하는 입력측 AGC(122)와, 상기 입력측 AGC(122)의 출력 신호에 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 압축하는 입력측 피크컴프레서(123)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

비상 방송 시스템 및 방법{Emergency broadcasting system and the method thereof}
본 발명은 비상 방송 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력되는 신호 중에서 잡음을 억제하고 음성만을 증폭하며, 음압 레벨 증가와 더불어 음성 명료도를 향상시킴으로써, 비상 방송 내용을 청취자가 정확하게 인지할 수 있도록 한 비상 방송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 오디오 장치들은, 오디오 신호의 크기의 성질을 보존하면서, 특히 신호를 왜곡함이 없이, 오디오 신호의 크기 레벨을 자동적으로 조정하는 방법 및 시스템을 제공하고 있는바, 이러한 기본적인 제1 종래기술로서 대한민국 특허공개 제10-2007-0022116호 (오디오 신호의 크기를 자동적으로 조정하는 방법 및 시스템) 가 개시되어 있다.
상기 제1 종래기술의 오디오 신호의 크기의 자동적인 조정을 위한 시스템(6)은, 도 1 에서 보는 바와 같이, 입력 오디오 신호(1)를 조정된 크기로 오디오 출력 신호(5)를 제공하기 위한 것이다. 입력 오디오 신호(1)는 수신기, 데이터 베이스 등과 같은 소스(9)로부터 기원할 수 있으며, 샘플링된 디지털 형태에 있게 된다. 출력 오디오 신호(5)는 스피커(10)를 향하여 전달되거나, 또는 시간상 나중 재생을 위하여 데이터베이스(11)에 저장될 수 있다.
제 1 처리 단계에서, 계산 유닛(2)은 입력 오디오 신호(1)의 샘플을 위한 크기 측정을 계산한다. 계산된 RMS값은 다음의 식별유닛(3)으로 향하여 전달되며, 이 유닛은 이전 RMS값에 대한 각 RMS값의 관계를 검사하므로, 현재 RMS값이 이전 RMS값에 충분히 근접한지를 결정할 수 있게 된다. 이를 위하여, 식별유닛(3)은 현재 RMS값과 이전에 계산된 평균값을 비교한다.
일단 이러한 신호(1)에 대한 크기 라인(L1,L2,L3,L4)이 식별된다면, 변경 유닛(4)은 오디오 신호(1)의 샘플을 변경하기 위하여 이러한 정보를 적요할 수 있다. 변경 유닛(4)은 각 샘플에 적용될 이득값을 계산하므로, 전체 출력 오디오 신호(5)에 대하여 미리 한정된 크기 레벨을 유지할 수 있게 된다.
이득 조정은 예를 들면 01의 정규화된 차단(cut-off) 주파수로 1차 로우 패쓰 필터인 로우 패쓰 필터(12)로 완만해지게 된다. 일반적으로, 트레이드 오프가 개선된 청취품질을 생성하는 로우 차단 주파수와 요청된 지연(13)의 길이 사이에서 이루어지며, 필터(12)의 차단 주파수가 더 완만해질수록, 시간에 따라 이득 변화는 더 완만해지게 되지만, 더 긴 지연(13)이 결과적으로 요구된다. 실시간 응용에서, 지연이 가능한 한 작게 유지되어야 하는 경우, 로우 패쓰 필터(12)의 차단 주파수가 결과적으로 선택된다. 그러나, 시스템(6)이 필요한 필터링을 실행하기 시작하는 한 입력 신호(1)를 버퍼링할 수 있는 미리 스캐닝 응용에서, 차단 주파수의 만족값은 출력 오디오 신호에서의 원만한 이득 변화를 생성하도록 선택될 수 있다.
한편, 대한민국 특허등록 제10-1597375호 (오디오 신호의 인지된 음량을 조절하기 위한 시스템"(제2 종래기술)는, 인간이 음량 변화를 실제로 인지하는 방식을 고려하는 오디오 신호의 음량 조절 방법이 제공하기 위한 것이다.
즉, 상기 제2 종래기술은, 도 2에서 보는 바와 같이, 오디오 신호의 인지된 음량을 조절하기 위한 음량 조절 시스템(110)을 포함하는 오디오 시스템(100A)이 도시되어 있다. 상기 음량 조절 시스템(110)은 음량을 소정 레벨에 유지하기 위해 오디오 입력 신호(102)의 음량을 조절한다. 예를 들어, 음량 조절 시스템(110)은, 사용자가 채널을 전환하거나 광고 방송이 시작될 때 텔레비젼 오디오의 소정 음량을 유지할 수 있다. 음량 분석 모듈(130)은 계산 자원을 효율적으로 이용하면서 이들 기능들을 수행할 수 있다.
음량 조절 시스템(110)의 전처리 모듈(120)은 오디오 입력 신호(102)를 수신한다. 전처리 모듈(120)은 오디오 입력 신호(102)의 각각의 채널로부터 에너지 정보를 수집하기 위한 하드웨어 및/소프트웨어를 포함할 수 있다.
전처리 모듈(120)은 에너지 정보를 이용하여, 음량 분석 모듈(130)에 의해 음량을 분석하기 위해 적어도 하나의 지배 채널을 결정할 수 있다. 더 일반적으로는, 전처리 모듈(120)은 음량 분석을 위해 오디오 입력 신호(102)의 채널들의 서브셋을 선택할 수 있다.
음량 분석 모듈(130)은 전처리 모듈(120)에 의해 선택된 채널 또는 채널들에 기초하여 음량을 추정하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 음량 분석 모듈(130)은 선택된 채널의 추정된 음량을 기준 음량 레벨과 비교할 수 있다. 만일 추정된 음량이 기준 음량 레벨과 다르다면, 음량 분석 모듈(130)은 추정된 음량과 기준 레벨간의 레벨 차이를 출력할 수 있다.
이득 제어 모듈(140)은 오디오 입력 신호(102)에 적용되는 이득을 조절하기 위해 이 레벨 차이를 이용할 수 있다.
상기 음량 분석 모듈(130)은 오디오 입력 신호(102)의 음량 특성을 분석하기 위해 인간 청각 시스템의 비선형 다중대역 모델(nonlinear multiband model)을 이용한다. 이 모델은 인간 말초 청각 시스템의 필터 뱅크 거동을 시뮬레이션할 수 있다. 이와 같이, 이 모델은 오디오 입력 신호(102)의 음량을 추정함으로써, 사운드 강도의 주관적 측정일 수 있는, 음량을 고려할 수 있다.
다른 한편, 특허공개 제10-2012-0124136호 (청력 보호 기능을 갖는 멀티미디어 재생장치)(제3 종래기술)는, 청력 손상을 줄 정도의 강한 음압이 입력되는 경우 청력 손상을 주지 않는 음압으로 출력하는 청력 보호 기능을 갖는 멀티미디어 재생장치를 제공하기 위한 것이다.
즉, 상기 제3 종래기술은, 도 3에서 보는 바와 같이, 음원을 신호처리하여 출력하는 신호처리부(150)를 포함하는 멀티미디어 재생장치(1000)에 있어서, 상기 신호처리부(150)는, 입력받은 음원의 음압 레벨을 검출하는 음압 검출부(151); 상기 음압 검출부에서 검출된 음원의 음압 레벨이 미리 설정된 청력 손실 음압 레벨을 초과하는 경우, 음원의 크기를 상기 미리 설정된 청력 손실 음압 레벨 아래로 낮추도록 제어하는 청력 보호 판단부(152); 상기 청력 보호 판단부의 제어에 따라 초과 음원의 크기를 미리 설정된 청력 손실 음압 레벨 아래로 낮추는 음원 필터부(153); 및 잡음을 제거하는 잡음 제거부(154)를 포함한다.
상기 멀티미디어 재생장치(1000)는, 음원저장부(110); 근거리 통신을 수행하여 음원을 입력받기 위한 근거리 통신 모듈(130); 볼륨 설정부(140); 설정된 볼륨값이 미리 설정된 기준 볼륨값보다 낮은 경우, 전체 주파수 대역에서 동일한 음량을 출력하기 위하여 등음량 곡선에 따라 저주파 대역 및 고주파 대역의 음원의 크기를 높이도록 제어하는 제어부(160); 및 출력부(170); 를 더 포함한다.
따라서 상기 제3 종래기술에 따른 청력 보호 기능을 갖는 멀티미디어 재생장치는, 멀티미디어 재생장치에서 신호처리부에 입력되는 음원의 음압이 청력 손실 음압 레벨보다 높은 경우, 청력 손실 음압 레벨을 초과하는 해당 음원의 크기를 청력 손실 음압 레벨 아래로 낮추어 출력함으로써 사용자의 청력을 보호할 수 있는 효과를 달성한다.
그러나, 상기 제1 내지 제3 종래기술들은 공히, 오디오 신호를 모두 조정하게 되므로 잡음도 같이 증폭되어, 음성만을 강조하여야 하는 비상방송시스템에 맞지 않다는 문제점이 존재한다.
또다른 한편, 특허등록 제10-2078842호 (터널용 비상방송장치 및 그 방법)(제4 종래기술)는, 터널 등 전파음영지역에 비상 상황에 대한 방송을 스피커를 통해 출력함에 있어 마이크를 통해 인입되는 음성 이외의 주변소음을 제거하고 명료도 높은 음량으로 변환한 후 스피커를 향해 실시간 압축 전송한 상태에서 안내 방송이 출력되도록 할 수 있는 터널용 비상방송장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
즉, 상기 제4 종래기술은, 도 4에서 보는 바와 같이, 관리자로부터 비상상황을 안내하기 위한 음성신호가 입력된 후 이에 대한 비상방송신호가 출력되는 마이크(10); 마이크로부터 비상방송신호(A)를 전달받아 음성신호 이외의 저음잡음과 고음잡음을 제거한 후 디지털 변환된 비상방송신호(B)를 생성하는 DSP잡음제거기(20); DSP잡음제거기로부터 비상방송신호를 전달받아 비상방송신호의 주기가 미리 설정된 주기에 대한 펄스폭으로 조절된 비상방송신호를 생성하는 음성신호처리기(30); 음성신호처리기로부터 비상방송신호를 전달받아 실시간 압축한 후 실시간 스트리밍 전송 가능한 비상방송신호를 생성하는 음성압축및신호처리기(40); 음성압축및신호처리기로부터 압축 및 스트리밍되는 비상방송신호를 광 신호로 변환하는 제1광전변환기(50); 제1광전변환기에 전송로를 통해 연결되고 제1광전변환기로부터 전달되는 비상방송신호를 전기 신호로 변환하는 제2광전변환기(60); 제2광전변환기로부터 TCP/IP 방식으로 실시간 전달되는 비상방송신호를 압축 해제하고 복원하여 아날로그화된 비상방송신호를 생성하는 음성복원및신호처리기(70); 음성복원및신호처리기로부터 전달되는 비상방송신호(E)를 미리 설정된 크기의 이득으로 자동 증폭 또는 감쇄시키고 디지털 변환시 발생된 잡음들을 제거하여 이득이 제어된 비상방송신호(F)를 생성하는 오디오AGC증폭기(80); 및 오디오AGC증폭기로부터 전달되는 비상방송신호를 터널 내부로 출력하는 지향성스피커(90)를 포함하는 터널용 비상방송장치가 제공된다.
상기 제4 종래기술에서의 DSP잡음제거기(20)는, 마이크로부터 비상방송신호(A)를 전달받아 음성신호 이외의 저음잡음과 고음잡음을 제거한 후 디지털 변환된 비상방송신호(B)를 생성하고, 상기 음성신호처리기(30)는, DSP잡음제거기(20)로부터 비상방송신호(B)를 전달받아 비상방송신호(B)의 주기에 대한 펄스폭으로 조절하여 명료도가 높은 비상방송신호(C)를 생성하되, DSP잡음제거기(20)의 비상방송신호(B)의 주기가 미리 설정된 값 보다 작으면(고음) 펄스폭을 넓게 자동 조절시켜 미리 설정된 값의 주기를 가지도록 하고 미리 설정된 값 보다 크면(저음) 펄스폭을 좁게 자동 조절시켜 미리 설정된 값의 주기를 가지도록 하며, 상기 오디오AGC증폭기(80)는, 음성복원및신호처리기로부터 전달되는 비상방송신호(E)를 미리 설정된 크기의 이득으로 자동 증폭 또는 감쇄시키고 디지털 변환시 발생된 잡음들을 제거하여 이득이 제어된 비상방송신호(F)를 생성하되, 상기 비상방송신호(E)의 크기가 미리 설정된 값 보다 작으면 자동증폭시켜 미리 설정된 값의 크기를 가지도록 하고 미리 설정된 값 보다 크면 자동 감쇄시켜 미리 설정된 값의 크기를 가지도록 한다.
그런데, 상기 제4 종래기술에 의하면, 음성 이외의 주변소음을 제거하고 명료도 높은 음량으로 변환함에 있어, 가장 중요한 상기 구성 요소들(20. 30. 80) 역시, 공지의 구성을 가지면서 이들에 대한 상세한 설명이 생략되어 있는바, 따라서 미세조정이 필요한 비상방송시스템을 통한 비상방송의 구현에 한계가 있다.
특허공개 제10-2007-0022116호 "오디오 신호의 크기를 자동적으로 조정하는 방법 및 시스템" 특허등록 제10-1597375호 "오디오 신호의 인지된 음량을 조절하기 위한 시스템" 특허공개 제10-2012-0124136호 "청력 보호 기능을 갖는 멀티미디어 재생장치" 특허등록 제10-2078842호 "터널용 비상방송장치 및 그 방법"
본 발명은 상기와 같은 종래기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입력되는 신호 중에서 잡음을 억제하고 음성만을 증폭하되, 미세하게 각 주파수별로 상이하게 조정을 행함으로써, 음성신호의 음압 레벨 증가와 더불어 음성 명료도를 향상시키고, 반면 음성 이외의 오디오신호는 억제하되, 정규화 및 표준화를 통해 찌그러지지 않도록 감쇄시킴으로써, 비상 방송 내용을 청취자가 정확하게 인지할 수 있도록 한 비상 방송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따른 비상 방송 시스템은, 마이크(110)와 입력신호처리부(120)를 포함하는 리모트마이크(100); 상기 리모트마이크(100)의 출력을 정규화하는 출력신호처리부(210)와 앰프(220)를 포함하는 전관방송시스템(200); 및 상기 전관방송시스템(200)의 출력신호를 음성출력하는 스피커(300); 를 포함하며, 상기 입력신호처리부(120)는, 상기 마이크(110)로부터 음성 입력을 받아 잡음감소를 포함하는 조정을 행하는 이퀄라이저부(121)와, 상기 이퀄라이저부(121)에서 출력된 조정된 신호에 대하여 자동이득 제어를 행하여 최대 피크치를 일정치 이하로 조정하는 입력측 AGC(122)와, 상기 입력측 AGC(122)의 출력 신호에 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 압축하는 입력측 피크컴프레서(123)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 제2 측면에 따른 비상 방송 시스템은, 마이크(110)와 상기 마이크(110)의 음성 입력에서 잡음감소를 포함한 조정을 행하고 최대 피크치를 일정치 이하로 조정하는 입력신호처리부(120)를 포함하는 리모트마이크(100); 출력신호처리부(210)와 앰프(220)를 포함하는 전관방송시스템(200); 및 상기 전관방송시스템(200)의 출력신호를 음성출력하는 스피커(300); 를 포함하며, 상기 출력신호처리부(210)는, 상기 입력신호처리부(120)의 출력의 음성의 레벨을 평준화하여 음성명료도를 향상시키는 적어도 하나의 AGC 블록과, 적어도 하나의 AGC 블록 후단에서 피크치를 재조정하는 적어도 하나의 피크컴프레서와, 상기 적어도 하나의 피크컴프레서의 출력을 상기 앰프(220) 출력으로 내보내면서 앰프 출력을 피드백 받아 앰프 볼륨 제어를 수행하는 오디오출력 및 앰프볼륨제어기(215)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 입력신호처리부(120)는, 상기 마이크(110)로부터 음성 입력을 받아 잡음감소를 포함하는 조정을 행하는 이퀄라이저부(121)와, 상기 이퀄라이저부(121)에서 출력된 조정된 신호에 대하여 자동이득 제어를 행하여 최대 피크치를 일정치 이하로 조정하는 입력측 AGC(122)와, 상기 입력측 AGC(122)의 출력 신호에 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 압축하는 입력측 피크컴프레서(123)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 이퀄라이저부(121)는, ① 음성 주파수 대역의 밴드패스필터(BPF)를 적용하고, ② 저주파 및 고주파 끝단에서 점점 더 크게 감쇠시키는 롤오프를 행하며, ③ 음성 주파수 대인 1KHz ~ 2KHz 대에서 부스트(boost)를 행하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 롤오프는, 100Hz 이하에서, 18KHz 이상에서, 혹은 100Hz 이하와 18KHz 이상에서, 24 ~ 48dB/Oct 의 변화율로, 행하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 이퀄라이저부(121)는, ④ 200Hz~300Hz 대에서, 이득이 0 ~ -6dB이 되도록, Q-Factor가 0.7 ~ 1.2 이도록 감쇠 조정을 추가적으로 행하며(S230), ⑤ 7KHz ~ 10KHz 에서 이득(Gain)이 0 ~ 1.5dB로 되도록 하이쉘프(Hi-Shelf)를 갖도록 하는 추가 조정을 행하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 AGC 블록(211, 213)과 상기 적어도 하나의 피크컴프레서(212, 214)는, 출력신호의 피크치를 감지하여 피크 레벨을 최고 레벨로 맞추기 위해 조정을 행하는 제1 AGC 블록(211)과, 상기 제1 AGC 블록(211)의 출력에서 이상 피크치를 압축하는 제1 피크컴프레서(212)와, 상기 제1 피크컴프레서(212)의 출력에서 RMS 레벨을 키우기 위해 조정을 행하는 제2 AGC 블록(213)과, 상기 제2 AGC 블록(213)의 출력에서 이상 피크치를 압축하는 제2 피크컴프레서(214)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
다른 한편, 본 발명의 제3 측면에 따른 비상 방송 방법은, 상기 비상 방송 시스템을 이용한 비상 방송 방법으로서, (a) 제1 FFT (124)를 통해 음성신호 입력을 감지하는 단계(S100); (b) 상기 (a) 단계에서 음성신호 입력이 감지되면, 상기 이퀄라이저부(121)에 의해 음량 조정 동작(equalizing)을 행하는 단계(S200); (c) 상기 (b) 단계 후에, 상기 입력측 AGC(122)는, 음성 처리가 용이하도록 과소입력인 경우 마이크의 음량을 키우고, 과대입력인 경우 마이크의 음량을 줄이는 동작을 하여 음량 조정을 행하는 단계(S300); (d) 상기 입력측 피크컴프레서(123)가, 갑자기 너무 큰 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 압축(compressing) 동작을 행하는 단계(S400); 및 (e) 전관방송시스템(200)으로 정규화된 음성 신호를 출력하는 단계(S500); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계는, (b1) 먼저 음성 주파수 대역의 밴드패스필터(BPF)를 적용하고(S210), (b2) 100Hz 이하에서 24 ~ 48dB/Oct 의 변화율로 저음 주파수 롤오프를 행하고(S220), (b3) 음성 주파수 대역의 바로 아래 주파수 대역에서 감쇠 조정을 행하고(S230), (b4) 고주파 부근인 7KHz ~ 10KHz 에서 이득(Gain)이 0 ~ 1.5dB로 되도록 하이쉘프(Hi-Shelf)를 갖도록 하고(S240), (b5) 음성 주파수 대인 1KHz ~ 2KHz 대의 부스트(boost)를 행하고(S250), (b6) 끝단 고주파 대역인 18KHz 이상에서 24 ~ 48dB/Oct 의 변화율로 롤오프를 행하는(S260) 것을 특징으로 한다.
또다른 한편, 본 발명의 제4 측면에 따른 비상 방송 방법은, 상기 비상 방송 시스템을 이용한 비상 방송 방법으로서, (A) 출력신호처리부(210)의 제2 FFT(216)를 통해 리모트마이크(100)로부터의 출력신호를 감지하는 단계(T100); (B) 상기 (A) 단계에서 출력신호가 감지되면, 제1 AGC 블록(211)은, 피크디텍터(peak detector)로 출력신호의 피크치를 감지하여 이득(gain)을 키우거나 줄여서 피크 레벨을 최고 레벨로 맞추기 위해 조정을 행하는, 1차 정규화를 행하는 단계(T200); (C) 상기 (B) 단계 이후, 제1 피크컴프레서(212)에서 갑자기 큰 소리가 들어올 때 찌그러지는 소리를 방지하기 위한 1차 압축을 행하는 단계(T300); (D) 상기 (C) 단계 이후, 제2 AGC 블록(213)은, 다시 이득(gain)을 키우거나 줄여서 RMS 레벨을 키우기 위해 조정을 행하는, 2차 정규화를 행하는 단계(T400); (E) 상기 (D) 단계 이후, 제2 피크컴프레서(214)에서 RMS 출력을 키우기 위해 가장 큰 피크치를 줄이는 동작을 행하는, 2차 압축을 행하는 단계(T500); (F) 상기 (E) 단계 이후, 상기 오디오출력 및 앰프볼륨제어기(215)는, 최종적인 앰프(220) 출력이 안내 방송을 듣기 위한 적당한 음량이 되도록 앰프 출력을 피드백 받아 앰프 볼륨 피드백 제어를 수행하는 단계(T600); 및 (G) 이후, 앰프(220)에서 전력증폭한 후(T700), 앰프에서 최종 전력증폭된 신호를 스피커(300)로 출력하는 단계(T800); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 비상 방송 시스템 및 방법은, 입력되는 신호 중에서 잡음을 억제하고 음성만을 증폭하되, 미세하게 각 주파수별로 상이하게 조정을 행함으로써, 음성신호의 음압 레벨 증가와 더불어 음성 명료도를 향상시키고, 반면 음성 이외의 오디오신호는 억제하되, 정규화 및 표준화를 통해 찌그러지지 않도록 감쇄시킴으로써, 비상 방송 내용을 청취자가 정확하게 인지할 수 있도록 한 비상 방송이 가능하게 된다.
도 1은 제1 종래기술에 따른 자동적인 조정을 위한 시스템의 블럭도.
도 2는 제2 종래기술에 따른 오디오 신호의 인지된 음량을 조절하기 위한 시스템의 블럭도.
도 3은 제3 종래기술에 따른 청력 보호 기능을 갖는 멀티미디어 재생장치의 구성 블록도.
도 4는 제4 종래기술에 따른 터널용 비상방송장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 5는 정상 신호와 찌그러진 신호의 예시적인 파형도.
도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 비상 방송 시스템의 개략회로도.
도 7은 도 6에서의 입력신호처리부(120)의 상세 회로도.
도 8은 도 7에서의 이퀄라이저부(121)의 상세회로도.
도 9는 도 6에서의 출력신호처리부(210)의 상세 회로도.
도 10은 도 9에서의 AGC 블럭에서의 예시적인 파형도.
도 11은 도 6에서의 신호처리 이전 및 최종 출력되는 신호의 예시적인 파형도.
도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 비상 방송 방법 중 리모트마이크(100) 동작의 흐름도.
도 13은 본 발명의 다른 측면에 따른 비상 방송 방법 중 전관방송시스템(200) 동작의 흐름도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
아래에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예 및 첨부 도면들은 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
(비상 방송 시스템)
먼저, 본 발명의 일 측면에 따르는 비상 방송 시스템의 최적 실시예를 도 6 내지 도 11을 참조하여 상술한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 방송 시스템의 개략회로도이고, 도 7은 도 6에서의 입력신호처리부(120)의 상세 회로도이고, 도 8은 도 7에서의 이퀄라이저부(121)의 상세회로도이고, 도 9는 도 6에서의 출력신호처리부(210)의 상세 회로도이고, 도 10은 도 9에서의 AGC 블럭에서의 예시적인 파형도이며, 도 11은 도 6에서의 신호처리 이전 및 최종 출력되는 신호의 예시적인 파형도이다.
참고로, 기존의 방송시스템에서도, 이미 마스터링을 거친 녹음된 소리를 사용자에게 들려줄 경우에는, 음성의 정규화/평준화를 거쳐 녹음된 소리를 들려주기 때문에 사용자가 알아듣는가에 대한 문제를 어느 정도 해소하고 있었다.
그렇지만 사람이 직접 마이크로 방송하는 비상 안내 방송의 경우는, 정규화/평준화하지 않은 음성을 그대로 출력하여 주기 때문에, 사용자가 듣고 대피 행동 등을 하기에는 알아듣기 힘든 경우가 다소 있다.
방송시스템에서 비상 방송을 할 때는, 청취자들이 음성 안내를 듣고 정확하게 인지할 수 있어야 함에도 불구하고, 예를 들어 찌그러진 소리라든지 너무 작은 소리를 비상 방송에 출력하게 되면 청취자는 음성 안내를 정확하게 인지할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이런 경우 청취자들이 비상 조치를 하지 못하여 큰 재난 피해를 입을 수 있는 위험에 노출되게 된다.
따라서, 청취자가 비상 방송을 정확하게 인지할 수 있도록, 비상 방송 음성의 음압 레벨과 음성 명료도를 향상시키면, 비상 방송시 청취자들이 정확하게 인지할 수 있도록 도울 수 있다.
그런데, 종래기술들을 포함한 기존의 시스템에서는, 마이크의 음량이 과소 입력인 경우, 소리가 너무 작아서 앰프의 소리를 키우면 노이즈가 사용자에게 너무 크게 들리는 경향이 있고, 반대로, 마이크의 음량이 과대 입력인 경우에는, 소리가 너무 작아서 앰프의 음량을 줄여도 청취자들이 깨지는 소리를 듣게 된다.
발명의 일 실시예에 따른 비상 방송 시스템은, 도 6에 도시된 것처럼, 마이크(110)와 입력신호처리부(120)를 포함하는 리모트마이크(100); 출력신호처리부(210)와 앰프(220)를 포함하는 전관방송시스템(200); 및 스피커(300); 로 이루어진다.
상기 입력신호처리부(120)는, 과대/과소 입력 보정을 행하고, 게인 디텍터(GAIN DETECTOR)를 활용한 볼륨 조정 및 마스터링에서 마이크 입력 조정을 자동으로 수행하는바, 도 7에서 보는 바와 같이, 마이크(110)로부터 음성 입력을 받아 잡음감소 등의 최적의 음성을 획득하기 위한 조정을 행하는 이퀄라이저부(121)와, 상기 이퀄라이저부(121)에서 출력된 조정된 신호에 대하여 자동이득 제어를 행하여 최대 피크치를 일정치 (일례로 -6dB) 로 조정하는 입력측 AGC(Automatic Gain Control)(122)와, 상기 입력측 AGC(122)의 출력 신호는 일정치 이하로 조정되어 있는바, 그럼에도 갑자기 너무 큰 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 압축하는 입력측 피크컴프레서(peak compressor)(123)와, 상기 마이크(110)로부터 음성 입력 여부를 판단하는 제1 FFT (Fast Fourier Transform)(124)와, 상기 제1 FFT (124)로부터 입력신호 여부를 감지함에 따라 상기 입력측 AGC(122)의 온/오프를 행하는 제1 보이스트리거(voice trigger)(125)를 포함하여 이루어진다. 이후, 상기 입력측 피크컴프레서(123)의 출력 상기 전관방송시스템(200)으로 출력되어진다.
보다 구체적으로, 상기 제1 FFT (124)를 통해 음성신호 입력을 감지하는바, 음성 입력이 감지되면 상기 보이스트리거(125)의 스위칭 동작을 통하여 상기 입력측 AGC(122)를 켜고, 반대로 음성신호 입력이 일정시간 없으면 상기 입력측 AGC(122)를 끈다.
상기 이퀄라이저부(121)의 조정은, 마이크의 음량을 조정하기 위한 목적으로 (녹음된 내용을 정규화하기 위한 목적은 아님), 도 8에서 보는 바와 같이, 명료도를 향상시키고, 잡음이 최소한으로 되도록 하면서 입력을 마이크로부터 받아들이게 된다. 즉, i) 먼저 음성 주파수 대역인 대략 300Hz ~ 3.5KHz 대역의 밴드패스필터(BPF)를 적용하고, ii) 주로 저주파(일례로 60Hz)에서 발생하는 소음 (웅웅거리는 소리, 마이크 스탠드나 책상의 부딪히는 소리, 마이크 자체 생성 소음 및 에어컨 소리와 같은 소음) 을 제거하기 위한 저음 주파수 롤오프를 행한다 (바람직하게는, 100Hz 이하에서 24 ~ 48dB/Oct 의 변화율로, 더 바람직하게는 20 ~ 90Hz 에서 24dB/Oct 의 변화율로). 더욱이, iii) 혼잡한 소리를 줄이기 위해서 음성 주파수 대역의 바로 아래에서 감쇠 조정을 행하는바, 바람직하게는 200Hz~300Hz 대에서, 이득(Gain)이 0 ~ -6dB이 되도록, 더 바람직하게는 Q-Factor가 0.7 ~ 1.2 이도록 행한다. 추가적으로, iv) 고주파 부근에서 하이쉘프(Hi-Shelf)를 갖도록 하는바, 바람직하게는 7KHz ~ 10KHz 에서 이득(Gain)이 0 ~ 1.5dB로 되도록, 더 바람직하게는, 8KHz ~ 9KHz 에서 이득이 1.0dB로 되도록 행한다. 더 추가적으로는, v) 음성 주파수 대인 1KHz ~ 2KHz 대의 부스트(boost)를 행하여 음성이 더욱 명료해지도록 하며, 마지막으로, vi) 끝단 고주파 대역에서 (일례로 18KHz 이상에서) 롤오프를 행하여 (24dB/Oct), 소리의 선명도를 증가시킨다.
한편, 입력측 AGC(Automatic Gain Control)(122)는, 음성 처리가 용이하도록 과소입력인 경우 마이크의 음량을 키우고, 과대입력인 경우 마이크의 음량을 줄이는 동작을 하여 마이크 입력 음원을 깨끗하게 입력받을 수 있게 해준다. 이때, 음성 입력이 들어온다고 감지가 되면서 AGC가 작은 목소리인 경우 마이크의 음량을 키워서 일례로 -6dBFS 로 음량을 조정하고, 음성 입력이 들어온다고 감지가 되면서 AGC가 큰 목소리인 경우 마이크의 음량을 낮춰서 일례로 -6dBFS 로 음량을 조정한다. 즉, 상기 입력측 AGC(122)의 목적은 마이크 음량을 일정 크기(일례로 -6dB)로 맞추기 위한 것으로 (도 7의 아래쪽 파형도 참조), 후술하는 출력신호처리부(210)에서의 정규화를 위한 조정을 행하는 제1 및 제2 AGC 블록(211, 213)과는 차이가 있다.
상기 입력신호처리부(120)의 말단인 피크컴프레서(peak compressor)(123)는, 갑자기 너무 큰 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 작동한다.
이제, 도 9 및 도 10을 참조하여, 출력신호처리부(210)를 중심으로 상기 전관방송시스템(200)에 대하여, 상술한다.
참고로, 일반 방송시 음량의 문제점으로는, 너무 작은 소리가 입력되면 사용자가 너무 작은 소리를 듣게 되어 음성안내 방송 잘 알아들을 수 없게 되고, 반대로 너무 큰 소리가 입력되면 오디오 신호 출력에 일그러짐 또는 찌그러짐이 발생하여 사용자가 음성안내를 잘 알아들을 수 없게 되므로, 이에 대한 해결책으로서, 출력신호처리부의 AGC 블록(Automatic Gain Control Block)에서 음원의 정규화(normalization)를 행하게 되는바, 출력신호처리부의 AGC 블록에서 일반적인 음성 신호를 정규화/평준화 과정을 거쳐 음성안내에 가장 적합한 소리 크기로 조정하여 준다. 또한 피크컴프레서(peak compressor)가 소리 출력의 일그러짐을 방지하고 AGC 블록이 가장 작은 소리도 적당한 음량으로 키울 수 있도록 도와주는바, 즉, 피크컴프레서(peak compressor)의 출력을 피드백 받아서 가장 작은 소리도 음량을 키울 수 있도록 한다
상기 출력신호처리부(210)는, 음반 마스터링을 하듯 제1 및 제2 AGC 블록(211, 213)과 제1 및 제2 피크컴프레서(peak compressor)(212, 214) 등을 활용하여 음성 명료도가 향상된 소리를 출력하도록, 출력 자동 보정을 행하는바, 즉, 상기 제1 및 제2 AGC 블록(211, 213)에서 음성의 레벨을 평준화하여 음성명료도를 향상시키고, 아울러, 제1 및 제2 피크컴프레서(peak compressor)(212, 214)를 사용하여 볼륨을 올려도 선명하게 들리도록 피크치를 재조정한다 (다만, 왜곡을 줄이기 위해서 일례로 -12dB 까지만 압축되도록 함). 아울러, 제2 피크컴프레서(214)의 출력이 오디오출력 및 앰프볼륨제어기(215)를 통하여 앰프(220)로 출력되는바, 이때, 상기 오디오출력 및 앰프볼륨제어기(215)가 앰프(220)의 출력 레벨을 피드백 받아 충분한 음량으로 출력되도록 한다.
더 상술하면, 제1 AGC 블록(211)은, 피크디텍터(peak detector)로 출력신호의 피크치를 감지하여, 일례로 10 ~ 500msec 동안 가장 큰 신호가 -3 ~ -6dB이 되도록, 더욱이 일례로 100msec 동안 RMS 레벨이 -3 ~ -6dB가 되도록 이득(gain)을 키우거나 줄여서, 피크 레벨을 최고 레벨로 맞추기 위해 조정을 행하게 된다.
제1 피크컴프레서(peak compressor)(212)는, 그럼에도 불구하고 갑자기 큰 소리가 들어올 때 찌그러지는 소리를 방지하기 위한 피크치 컴프레서이다.
도 10의 (a)는, 제1 AGC 블록(211)이 제1 정규화하기 전의 예시적인 신호 파형도이고, 도 10의 (b)는, 제1 AGC 블록(211)이 제1 정규화를 행한 후의 예시적인 신호의 파형도이다.
계속해서, 제2 AGC 블록(213)은, 일례로 10 ~ 500msec 동안 RMS출력이 -3 ~ -6dB가 되도록 이득(gain)을 키우거나 줄이게 되며, RMS(또는 평균) 레벨을 키우기 위해 조정을 행하게 된다.
제2 피크컴프레서(214)는, RMS 출력을 키우기 위해 가장 큰 피크치를 -3 ~ -6dB까지 줄이는 동작을 하게 된다.
도 10의 (c)는, 제2 AGC 블록(213)이 제2 정규화하기 전의 예시적인 신호의 파형도이고, 도 10의 (d)는, 제2 AGC 블록(213)이 제2 정규화 및 컴프레션을 행한 후의 예시적인 신호의 파형도이다.
즉, 제1 AGC 블록(211)은 소리가 일그러지지 않도록 정규화시키고 (-6dB 이하의 소리를 -6dB로 올림 및 가장 큰 신호가 -3dB가 될 때까지 키움), 제2 AGC 블록(213)은 작은 소리도 정규화시킨다 (10~500msec 동안의 RMS 레벨이 -6dB가 되도록 gain 을 키우거나 줄임).
상기 오디오출력 및 앰프볼륨제어기(215)는, 최종적인 앰프(220) 출력이 안내 방송을 듣기 위한 적당한 음량이 되도록 앰프 출력을 피드백 받아 앰프 볼륨 제어를 수행한다. 즉, 설치 공간에 따라서 증폭도가 달라져야 하므로, 해당 설치 공간에서 최적의 음량으로 설정한 레벨로 앰프 출력 조정한다. 일례로, 음성전달지수 (STI) 측정 결과 0.7 이상을 토대로 설치한 AMP의 음량을 출력할 수 있도록 한다.
참고로, 출력신호처리부(210) 역시, 제2 FFT (Fast Fourier Transform)(216) 및 제2 보이스트리거(voice trigger)(217)를 갖도록 하는바, 상기 제2 FFT (216)를 통해 출력신호를 감지하는바, 출력신호가 감지되면 상기 제2 보이스트리거(125)의 스위칭 동작을 통하여 상기 제1 및 제 AGC 블록(211, 213)을 켜고, 반대로 출력신호가 일정시간 없으면 상기 제1 및 제 AGC 블록(211, 213)을 끈다.
결국 정리하자면, 도 11의 (a)에서 보는 바와 같은 표준화 및 정규화가 되지 않아 편차가 큰 신호가, 본 발명의 비상 방송 시스템에서 신호처리됨으로써, 도 11의 (b)에서 보는 바와 같은 표준화 및 정규화가 되면서 최대 피크치가 일정 크기(일례로 -6dB)로 고르게 되고 작은 음성신호도 키워져서 전반적으로 청취자가 듣기에 좋은 신호로 조정되었음을 확인할 수 있다.
(비상 방송 방법)
이제, 본 발명의 다른 측면에 따르는 비상 방송 시스템을 이용한 비상 방송 방법의 최적 실시예를, 도 12 및 도 13을 주로 참조하고 도 6 내지 도 11을 보조적으로 참조하면서 상술한다.
도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 비상 방송 방법 중 리모트마이크(100) 동작의 흐름도이고, 도 13은 본 발명의 다른 측면에 따른 비상 방송 방법 중 전관방송시스템(200) 동작의 흐름도이다.
먼저, 도 12를 참조하여 본 발명의 비상 방송 방법 중 리모트마이크(100) 동작을 설명하면, 상기 제1 FFT (124)를 통해 음성신호 입력을 감지하고(S100), 상기 이퀄라이저부(121)에 의해 음량 조정 동작(equalizing)을 행하는바(S200), 상기 음량 조정 동작(S200)을 더 상술하면, i) 먼저 음성 주파수 대역 (대략 300Hz ~ 3.5KHz 대역) 의 밴드패스필터(BPF)를 적용하고(S210), ii) (바람직하게는, 100Hz 이하에서 24 ~ 48dB/Oct 의 변화율로, 더 바람직하게는 20 ~ 90Hz 에서 24dB/Oct 의 변화율로) 저음 주파수 롤오프를 행한다(S220). 이후, iii) 혼잡한 소리를 줄이기 위해서 (바람직하게는 200Hz~300Hz 대에서, 이득이 0 ~ -6dB이 되도록, 더 바람직하게는 Q-Factor가 0.7 ~ 1.2 이도록) 음성 주파수 대역의 바로 아래에서 감쇠 조정을 행하며(S230), 추가적으로, iv) 고주파 부근에서 (바람직하게는 7KHz ~ 10KHz 에서 이득(Gain)이 0 ~ 1.5dB로 되도록, 더 바람직하게는, 8KHz ~ 9KHz 에서 이득이 1.0dB로 되도록) 하이쉘프(Hi-Shelf)를 갖도록 하면서(S240), v) 음성 주파수 대인 1KHz ~ 2KHz 대의 부스트(boost)를 행하고(S250), vi) 끝단 고주파 대역에서 (일례로 18KHz 이상에서 24 ~ 48dB/Oct 의 변화율로) 롤오프를 행한다(S260).
계속해서, 상기 S200 단계 후에, 상기 입력측 AGC(122)는, 음성 처리가 용이하도록 과소입력인 경우 마이크의 음량을 키우고, 과대입력인 경우 마이크의 음량을 줄이는 동작을 하여 (일례로 -6dBFS 로) 음량 조정을 행하고(S300), 상기 입력측 피크컴프레서(123)가, 갑자기 너무 큰 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 압축(compressing) 동작을 행한 후(S400), 전관방송시스템(200)으로 정규화된 음성 신호를 출력한다(S500).
다음, 도 13을 참조하여 본 발명의 비상 방송 방법 중 전관방송시스템(200) 동작을 설명하면, 출력신호처리부(210)의 제2 FFT(216)를 통해 리모트마이크(100)로부터의 출력신호를 감지하고(T100), 제1 AGC 블록(211)은, 피크디텍터(peak detector)로 출력신호의 피크치를 감지하여 (일례로 10 ~ 500msec 동안 가장 큰 신호가 -3 ~ -6dB이 되도록, 더욱이 일례로 100msec 동안 RMS 레벨이 -3 ~ -6dB가 되도록) 이득(gain)을 키우거나 줄여서 피크 레벨을 최고 레벨로 맞추기 위해 조정을 행하는, 1차 정규화를 행하게 된다(T200).
이후, 제1 피크컴프레서(212)에서 갑자기 큰 소리가 들어올 때 찌그러지는 소리를 방지하기 위한 1차 압축을 행하고(T300), 계속해서, 상기 제2 AGC 블록(213)은, (일례로 10 ~ 500msec 동안 RMS출력이 -3 ~ -6dB가 되도록) 이득(gain)을 키우거나 줄여서 RMS(또는 평균) 레벨을 키우기 위해 조정을 행하는, 2차 정규화를 행하게 된다(T400).
이후, 제2 피크컴프레서(214)에서 RMS 출력을 키우기 위해 가장 큰 피크치를 (일례로 -3 ~ -6dB까지) 줄이는 동작을 행하는, 2차 압축을 행하고(T500), 계속해서, 상기 오디오출력 및 앰프볼륨제어기(215)는, 최종적인 앰프(220) 출력이 안내 방송을 듣기 위한 적당한 음량이 되도록 앰프 출력을 피드백 받아 앰프 볼륨 피드백 제어를 수행한다(T600).
이후, 앰프(220)에서 전력증폭한 후(T700), 앰프에서 최종 전력증폭된 신호를 스피커(300)로 출력하게 된다(T800).
이상, 본 발명은 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
100 : 리모트마이크
110 : 마이크
120 : 입력신호처리부
121 : 이퀄라이저부
122 : 입력측 AGC (Automatic Gain Control)
123 : 입력측 피크컴프레서(peak compressor)
124 : 제1 FFT (Fast Fourier Transform)
125 : 제1 보이스트리거(voice trigger)
200 : 전관방송시스템
210 : 출력신호처리부
211 : 제1 AGC 블록(Automatic Gain Control Block)
212 : 제1 피크컴프레서(peak compressor)
213 : 제2 AGC 블록(Automatic Gain Control Block)
214 : 제2 피크컴프레서(peak compressor)
215 : 오디오출력 및 앰프볼륨제어기
216 : 제2 FFT (Fast Fourier Transform)
217 : 제2 보이스트리거(voice trigger)
220 : 앰프
300 : 스피커

Claims (10)

  1. 마이크(110)와 입력신호처리부(120)를 포함하는 리모트마이크(100);
    상기 리모트마이크(100)의 출력을 정규화하는 출력신호처리부(210)와 앰프(220)를 포함하는 전관방송시스템(200); 및
    상기 전관방송시스템(200)의 출력신호를 음성출력하는 스피커(300);
    를 포함하며,
    상기 입력신호처리부(120)는, 상기 마이크(110)로부터 음성 입력을 받아 잡음감소를 포함하는 조정을 행하는 이퀄라이저부(121)와, 상기 이퀄라이저부(121)에서 출력된 조정된 신호에 대하여 자동이득 제어를 행하여 최대 피크치를 일정치 이하로 조정하는 입력측 AGC(122)와, 상기 입력측 AGC(122)의 출력 신호에 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 압축하는 입력측 피크컴프레서(123)로 이루어지며,
    상기 이퀄라이저부(121)는,
    ① 음성 주파수 대역의 밴드패스필터(BPF)를 적용하고, ② 저주파 및 고주파 끝단에서 점점 더 크게 감쇠시키는 롤오프를 행하며, ③ 음성 주파수 대인 1KHz ~ 2KHz 대에서 부스트(boost)를 행하는 것을 특징으로 하는 비상 방송 시스템.
  2. 삭제
  3. 마이크(110)와 상기 마이크(110)의 음성 입력에서 잡음감소를 포함한 조정을 행하고 최대 피크치를 일정치 이하로 조정하는 입력신호처리부(120)를 포함하는 리모트마이크(100);
    출력신호처리부(210)와 앰프(220)를 포함하는 전관방송시스템(200); 및
    상기 전관방송시스템(200)의 출력신호를 음성출력하는 스피커(300);
    를 포함하며,
    상기 출력신호처리부(210)는, 상기 입력신호처리부(120)의 출력의 음성의 레벨을 평준화하여 음성명료도를 향상시키는 적어도 하나의 AGC 블록과, 적어도 하나의 AGC 블록 후단에서 피크치를 재조정하는 적어도 하나의 피크컴프레서와, 상기 적어도 하나의 피크컴프레서의 출력을 상기 앰프(220) 출력으로 내보내면서 앰프 출력을 피드백 받아 앰프 볼륨 제어를 수행하는 오디오출력 및 앰프볼륨제어기(215)로 이루어지며,
    상기 입력신호처리부(120)는, 상기 마이크(110)로부터 음성 입력을 받아 잡음감소를 포함하는 조정을 행하는 이퀄라이저부(121)와, 상기 이퀄라이저부(121)에서 출력된 조정된 신호에 대하여 자동이득 제어를 행하여 최대 피크치를 일정치 이하로 조정하는 입력측 AGC(122)와, 상기 입력측 AGC(122)의 출력 신호에 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 압축하는 입력측 피크컴프레서(123)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비상 방송 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이퀄라이저부(121)는,
    ① 음성 주파수 대역의 밴드패스필터(BPF)를 적용하고, ② 저주파 및 고주파 끝단에서 점점 더 크게 감쇠시키는 롤오프를 행하며, ③ 음성 주파수 대인 1KHz ~ 2KHz 대에서 부스트(boost)를 행하는 것을 특징으로 하는 비상 방송 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 롤오프는, 100Hz 이하에서, 18KHz 이상에서, 혹은 100Hz 이하와 18KHz 이상에서, 24 ~ 48dB/Oct 의 변화율로, 행하는 것을 특징으로 하는 비상 방송 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 이퀄라이저부(121)는,
    ④ 200Hz~300Hz 대에서, 이득이 0 ~ -6dB이 되도록, Q-Factor가 0.7 ~ 1.2 이도록 감쇠 조정을 추가적으로 행하며(S230), ⑤ 7KHz ~ 10KHz 에서 이득(Gain)이 0 ~ 1.5dB로 되도록 하이쉘프(Hi-Shelf)를 갖도록 하는 추가 조정을 행하는 것을 특징으로 하는 비상 방송 시스템.
  7. 마이크(110)와 상기 마이크(110)의 음성 입력에서 잡음감소를 포함한 조정을 행하고 최대 피크치를 일정치 이하로 조정하는 입력신호처리부(120)를 포함하는 리모트마이크(100);
    출력신호처리부(210)와 앰프(220)를 포함하는 전관방송시스템(200); 및
    상기 전관방송시스템(200)의 출력신호를 음성출력하는 스피커(300);
    를 포함하며,
    상기 출력신호처리부(210)는, 상기 입력신호처리부(120)의 출력의 음성의 레벨을 평준화하여 음성명료도를 향상시키는 적어도 하나의 AGC 블록과, 적어도 하나의 AGC 블록 후단에서 피크치를 재조정하는 적어도 하나의 피크컴프레서와, 상기 적어도 하나의 피크컴프레서의 출력을 상기 앰프(220) 출력으로 내보내면서 앰프 출력을 피드백 받아 앰프 볼륨 제어를 수행하는 오디오출력 및 앰프볼륨제어기(215)로 이루어지며,
    상기 적어도 하나의 AGC 블록(211, 213)과 상기 적어도 하나의 피크컴프레서(212, 214)는,
    출력신호의 피크치를 감지하여 피크 레벨을 최고 레벨로 맞추기 위해 조정을 행하는 제1 AGC 블록(211)과, 상기 제1 AGC 블록(211)의 출력에서 이상 피크치를 압축하는 제1 피크컴프레서(212)와, 상기 제1 피크컴프레서(212)의 출력에서 RMS 레벨을 키우기 위해 조정을 행하는 제2 AGC 블록(213)과, 상기 제2 AGC 블록(213)의 출력에서 이상 피크치를 압축하는 제2 피크컴프레서(214)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비상 방송 시스템.
  8. 제 1 항의 비상 방송 시스템을 이용한 비상 방송 방법에 있어서,
    (a) 제1 FFT (124)를 통해 음성신호 입력을 감지하는 단계(S100);
    (b) 상기 (a) 단계에서 음성신호 입력이 감지되면, 상기 이퀄라이저부(121)에 의해 음량 조정 동작(equalizing)을 행하는 단계(S200);
    (c) 상기 (b) 단계 후에, 상기 입력측 AGC(122)는, 음성 처리가 용이하도록 과소입력인 경우 마이크의 음량을 키우고, 과대입력인 경우 마이크의 음량을 줄이는 동작을 하여 음량 조정을 행하는 단계(S300);
    (d) 상기 입력측 피크컴프레서(123)가, 갑자기 너무 큰 과대 입력이 입력되는 경우에 깨지는 소리를 출력하지 않도록 압축(compressing) 동작을 행하는 단계(S400); 및
    (e) 전관방송시스템(200)으로 정규화된 음성 신호를 출력하는 단계(S500);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 방송 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 먼저 음성 주파수 대역의 밴드패스필터(BPF)를 적용하고(S210),
    (b2) 100Hz 이하에서 24 ~ 48dB/Oct 의 변화율로 저음 주파수 롤오프를 행하고(S220),
    (b3) 음성 주파수 대역의 바로 아래 주파수 대역에서 감쇠 조정을 행하고(S230),
    (b4) 고주파 부근인 7KHz ~ 10KHz 에서 이득(Gain)이 0 ~ 1.5dB로 되도록 하이쉘프(Hi-Shelf)를 갖도록 하고(S240),
    (b5) 음성 주파수 대인 1KHz ~ 2KHz 대의 부스트(boost)를 행하고(S250),
    (b6) 끝단 고주파 대역인 18KHz 이상에서 24 ~ 48dB/Oct 의 변화율로 롤오프를 행하는(S260) 것을 특징으로 하는 비상 방송 방법.
  10. 제 3 항 또는 제 7 항의 비상 방송 시스템을 이용한 비상 방송 방법에 있어서,
    (A) 출력신호처리부(210)의 제2 FFT(216)를 통해 리모트마이크(100)로부터의 출력신호를 감지하는 단계(T100);
    (B) 상기 (A) 단계에서 출력신호가 감지되면, 제1 AGC 블록(211)은, 피크디텍터(peak detector)로 출력신호의 피크치를 감지하여 이득(gain)을 키우거나 줄여서 피크 레벨을 최고 레벨로 맞추기 위해 조정을 행하는, 1차 정규화를 행하는 단계(T200);
    (C) 상기 (B) 단계 이후, 제1 피크컴프레서(212)에서 갑자기 큰 소리가 들어올 때 찌그러지는 소리를 방지하기 위한 1차 압축을 행하는 단계(T300);
    (D) 상기 (C) 단계 이후, 제2 AGC 블록(213)은, 다시 이득(gain)을 키우거나 줄여서 RMS 레벨을 키우기 위해 조정을 행하는, 2차 정규화를 행하는 단계(T400);
    (E) 상기 (D) 단계 이후, 제2 피크컴프레서(214)에서 RMS 출력을 키우기 위해 가장 큰 피크치를 줄이는 동작을 행하는, 2차 압축을 행하는 단계(T500);
    (F) 상기 (E) 단계 이후, 상기 오디오출력 및 앰프볼륨제어기(215)는, 최종적인 앰프(220) 출력이 안내 방송을 듣기 위한 적당한 음량이 되도록 앰프 출력을 피드백 받아 앰프 볼륨 피드백 제어를 수행하는 단계(T600); 및
    (G) 이후, 앰프(220)에서 전력증폭한 후(T700), 앰프에서 최종 전력증폭된 신호를 스피커(300)로 출력하는 단계(T800);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 방송 방법.
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