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WO2016182184A1 - 입체 음향 재생 방법 및 장치 - Google Patents

입체 음향 재생 방법 및 장치 Download PDF

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Publication number
WO2016182184A1
WO2016182184A1 PCT/KR2016/002253 KR2016002253W WO2016182184A1 WO 2016182184 A1 WO2016182184 A1 WO 2016182184A1 KR 2016002253 W KR2016002253 W KR 2016002253W WO 2016182184 A1 WO2016182184 A1 WO 2016182184A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
output
speaker
sound
listener
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/002253
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
장지호
정동현
박동규
박해광
이윤재
임동현
조재연
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to US15/569,576 priority Critical patent/US10327067B2/en
Publication of WO2016182184A1 publication Critical patent/WO2016182184A1/ko

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Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for reproducing stereo sound, and more particularly, to a method and an apparatus for generating a virtual sound source at a predetermined position by using reflected sound of a speaker located at a side surface.
  • the listener may not feel a wide sense of space and three-dimensional feeling.
  • An apparatus and method for reproducing stereo sound for providing a stereoscopic sense and a spatial sense to a listener may be provided.
  • the present invention also provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method on a computer.
  • the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problem as described above, and other technical problems may be inferred from the following embodiments.
  • FIG. 1 illustrates a stereoscopic sound reproduction environment of a listener according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2A is a block diagram of a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 2B is a detailed block diagram illustrating a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3A illustrates various spatial information of the stereoscopic reproduction environment of FIG. 1.
  • Figure 3b shows a graph measuring the magnitude of the acoustic signal output from the side speaker to the listener over time at the listener's location.
  • 4A is a detailed block diagram illustrating a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 4B is a block diagram illustrating an attenuation signal generator according to an exemplary embodiment.
  • FIG 5 shows an example in which the left speaker and the right speaker in the stereo sound reproducing apparatus rotate horizontally with the ground or vertically with the ground.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a sound stage of a sound signal input to the stereoscopic sound reproducing environment of FIG. 1.
  • FIG. 7 illustrates a relationship between a frequency of a sound signal and a magnitude of a sound signal output from a left speaker and a right speaker in the 3D sound reproducing apparatus according to an embodiment.
  • Fig. 8A shows various forms of horn shaped side speakers.
  • 8B illustrates an embodiment of a structure for rotating a horn shaped side speaker.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an enclosure included in a stereoscopic sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of reproducing stereoscopic sound by a stereoscopic sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a detailed flowchart of a method of reproducing 3D sound by a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus may include an input unit for receiving an audio signal, a controller for obtaining an output sound signal for generating a virtual sound source of the received sound signal, and a front speaker and a side speaker. And an output unit configured to output the output sound signal, wherein the control unit generates an attenuation signal which is a signal for attenuating or removing an incoming sound signal transmitted directly to a listener among the output sound signals output from the side speaker,
  • the output acoustic signal output from the speaker may include the attenuation signal.
  • the side speaker includes a left speaker and a right speaker, and the control unit attenuates, at the listener position, a left incoming acoustic signal transmitted directly to the listener without being reflected from the left wall of the output acoustic signals output from the left speaker. Or a second attenuation signal for attenuating or canceling at the listener position a first incoming signal for canceling and a right incoming acoustic signal which is directly reflected to the listener without being reflected from the right wall of the output acoustic signal output from the right speaker.
  • the at least one front speaker may include at least one speaker configured to output at least one attenuation signal among the first attenuation signal and the second attenuation signal.
  • the controller predicts the left inflow sound signal and the right inflow sound signal that arrive at the listener position based on a sound transfer function based on the path information between the position of the side speaker and the position of the listener, and the predicted left
  • the attenuation signal may be generated based on an acoustic transmission function based on path information between an incoming acoustic signal, a right incoming acoustic signal, and a position of a speaker for outputting the attenuated signal and a position of the listener.
  • the virtual sound source may include a first virtual sound source for the left channel signal of the received sound signal and a second virtual sound source for the right channel signal of the received sound signal, and the controller may be output from the side speaker. Size and time of the received sound signal to generate the first virtual sound source and the second virtual sound source based on the sound signal generated by the output sound signal reflected on the wall and the output sound signal output from the front speaker.
  • the output acoustic signal may be obtained by controlling at least one of a delay and an output direction.
  • the side speaker includes a left speaker located on the left side and a right speaker located on the right side of the stereo sound reproducing apparatus, and the control unit includes: an acoustic signal generated by reflecting an output sound signal output from the left speaker on the left wall; The input to generate the first virtual sound source and the second virtual sound source based on the sound signal generated by the output sound signal output from the right speaker reflected on the right wall and the output sound signal output from the front speaker; At least one of the magnitude, time delay, and output direction of the received acoustic signal may be controlled.
  • the controller may be configured to reflect the left channel signal of the output sound signal output from the left speaker to the left wall and the left channel signal of the output sound signal output from the right speaker to the right wall. Magnitude, time delay, and output of the left channel signal of the received sound signal to generate the first virtual sound source in the first position by using the left sound channel signal and the left channel signal of the output sound signal output from the front speaker A right channel signal for controlling at least one of the directions, and a right channel signal of the output sound signal output from the left speaker is reflected on the left wall, and a right channel signal of the output sound signal output from the right speaker for the right wall Acoustic signal reflected by the reflection, which is output from the front speaker Controlling at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of the right channel signal of the input sound signal to generate the second virtual sound source in the second position using the right channel signal of the output sound signal;
  • the first position and the second position may be located at the left and the right of the listener with respect to the direction in which the listener views the stereo
  • the controller determines the first position and the second position based on spatial characteristics of the sound image provided by the received sound signal, and determines the first position and the second position based on the determined first position and the second position. At least one of the magnitude values of the left channel signal and the right channel signal may be controlled.
  • the controller may be configured to determine a distance between the side speaker and the wall and an angle between the side speaker and the wall, and adjust the direction in which the side speaker outputs an acoustic signal based on the determined distance and angle to the ground or horizontally. It may be characterized in that the control in the vertical direction with the ground.
  • the side speaker may be characterized as having a horn shape.
  • the side speaker may be included in an enclosure of a woofer in the stereo sound reproducing apparatus.
  • the control unit includes a panning unit and an attenuation signal generating unit, wherein the panning unit is configured based on an acoustic signal generated by reflecting an output acoustic signal output from the side speaker on a wall and an output acoustic signal output from the front speaker.
  • the panning unit is configured based on an acoustic signal generated by reflecting an output acoustic signal output from the side speaker on a wall and an output acoustic signal output from the front speaker.
  • the attenuation signal generator is an inflow sound directly transmitted to a listener among output sound signals output from the side speaker. It may be characterized by generating an attenuation signal that is a signal for attenuating or canceling the signal.
  • a method of reproducing a stereo sound includes: receiving an audio signal, acquiring an output sound signal for generating a virtual sound source of the received sound signal, and generating the sound using a front speaker and a side speaker And outputting the output sound signal, wherein the acquiring the output sound signal includes attenuation signals which are signals for attenuating or canceling an incoming sound signal transmitted directly to a listener among the output sound signals output from the side speaker. Generating an output sound signal output from the front speaker; and including the attenuation signal.
  • the side speaker may include a left speaker and a right speaker, and the generating of the output sound signal may include: a left inflow sound signal transmitted directly to the listener without being reflected from the left wall of the output sound signals output from the left speaker; Attenuating or eliminating at the listener position a right incoming acoustic signal that is transmitted directly to the listener without being reflected from the right wall of the first attenuation signal for attenuating or removing at the listener position and an output acoustic signal output from the right speaker.
  • Generating at least one of a second attenuation signal for said front speaker, wherein said front speaker comprises at least one speaker for outputting at least one attenuation signal of said first attenuation signal and said second attenuation signal; can do.
  • the virtual sound source may include a first virtual sound source for the left channel signal of the received sound signal and a second virtual sound source for the right channel signal of the sound signal
  • the generating of the output sound signal may include: The magnitude of the received sound signal to generate the first virtual sound source and the second virtual sound source based on the sound signal reflected from the wall and the output sound signal output from the front speaker; And controlling at least one of a time delay and an output direction, wherein the generated output acoustic signal includes the controlled acoustic signal.
  • a computer readable recording medium having recorded thereon a program for executing the stereo sound reproduction method on a computer may be provided.
  • unit or “module” refers to a hardware component or circuit, such as an FPGA or an ASIC.
  • FIG. 1 illustrates a stereoscopic sound reproduction environment of a listener according to an exemplary embodiment.
  • the stereoscopic reproduction environment 100 is an example of an environment in which the listener 110 enjoys sound through the stereoscopic reproduction device 150.
  • the stereoscopic playback environment 100 is an environment for the playback of acoustic content alone or in conjunction with other content such as video, and may be any, such as a room that can be embodied in a home, cinema, theater, auditorium, studio, game console, or the like. It can mean an open, partially closed, or completely closed area of a.
  • the stereoscopic reproduction environment 100 may include a left wall 170 and a right wall 175 that exist around the listener 110.
  • the left wall 170 is a wall located on the left side with respect to the direction in which the listener 110 faces the stereo sound reproducing apparatus 150
  • the right wall 175 is a stereo sound reproducing apparatus 150 of the listener 110.
  • the wall is located on the right side of the wall.
  • Each of the left wall 170 and the right wall 175 according to an exemplary embodiment may be located in parallel or obliquely with the 3D sound reproducing apparatus 150.
  • the left wall 170 and the right wall 175 are illustrated as walls, but may include any type of object or creature capable of reflecting a sound signal in the stereo sound reproduction environment 100.
  • the listener 110 may enjoy sound through the stereo sound reproducing apparatus 150.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may include a small wired or wireless speaker such as a sound bar, a sound ball, and a Bluetooth speaker.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may receive and reproduce an acoustic signal from an external device such as a television, a computer, a smart phone, or a tablet PC through a communication path.
  • the stereo sound reproducing apparatus 150 may include a front side speaker (which may include a left side speaker 152 positioned on the left side and a right side speaker 154 positioned on the right side) and a listener 110.
  • a front speaker 156 located on the side.
  • the front speaker 156 may include a tweeter speaker for outputting (or radiating) a high frequency band sound signal and a mid-range speaker for outputting a mid band sound signal. It may include.
  • the tweeter speaker in the front speaker 156 may include a left tweeter speaker and a right tweeter speaker.
  • the left speaker 152 and the right speaker 154 may include only a tweeter speaker or may include both a mid speaker and a tweeter speaker.
  • the output acoustic signal output from the left speaker 152 may collide with the left wall 170 and be reflected to the listener 110.
  • the output sound signal output from the right speaker 154 may collide with the right wall 175 and be reflected to the listener 110.
  • Some of the output acoustic signals output from the left speaker 152 according to an embodiment may be transmitted directly to the listener 110 without being reflected by colliding with the left wall 170, which is called a left inflow acoustic signal.
  • Some of the output acoustic signals output from the right speaker 154 according to an exemplary embodiment may be directly transmitted to the listener 110 without colliding with the right wall 175 and reflecting the same.
  • Directivity is improved as the output sound signals output from the left speaker 152 and the right speaker 154 according to an embodiment have a high frequency band, so that the left inflow sound signal and the right inflow sound signal are the left speaker 152 and the right sound.
  • the size of the speaker 154 may be smaller than that of the entire sound signal output from the speaker 154.
  • the left speaker 152 and the right speaker 154 may be horn shaped to improve the directivity of the acoustic signal.
  • the output acoustic signal output from the front speaker 156 may be directly transmitted to the listener 110 without reflection.
  • the stereoscopic reproduction environment 100 may include a sweet spot (not shown), which is a spatial range in which an optimal stereoscopic sound can be enjoyed.
  • the stereoscopic sound reproduction environment 100 may set the position of the virtual ear of the listener 110 so that the optimal stereoscopic sound is output from the position of the ear and the adjacent sweet spot.
  • the stereo sound reproducing apparatus 150 knows the position of the sweet spot.
  • the side speaker may include a left speaker 152 and / or a right speaker 154
  • the wall may include a left wall 170 and / or a right wall 175.
  • the output sound signal may include a left channel signal and a right channel signal.
  • FIG. 2A is a block diagram of a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may include an input unit 210, a controller 230, and an output unit 260.
  • the input unit 210 may receive a sound signal (ie, an audio signal) from a device such as a digital versatile disc (DVD), a Blu-ray disc (BD), an MP3 player, or the like.
  • the input unit 210 may receive a sound signal received through the various communication paths described above.
  • the input unit 210 may receive a sound signal from an external device such as a television, a computer, a mobile phone, or a tablet PC through a communication path.
  • the communication path may represent various networks and network topologies.
  • the communication path may include wireless communication, wired communication, optical, ultrasound, or a combination thereof. Satellite communications, mobile communications, Bluetooth, Infrared Data Association standard (lrDA), wirelessfidelity (WiFi), and worldwide interoperability for microwave access (WiMAX) can be included in the communication path. Examples of communication. Ethernet, digital subscriber line (DSL), fiber to the home (FTTH), and plain old telephone service (POTS) are examples of wireline communications that can be included in the communication path.
  • the communication path may include a personal area network (PAN), a local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN), a wide area network (WAN), or a combination thereof.
  • PAN personal area network
  • LAN local area network
  • MAN metropolitan area network
  • WAN wide area network
  • the received sound signal may be a multi-channel sound signal such as a stereo signal (2 channels), 5, 1 channel, 7.1 channel, 10.2 channel and 22.2 channel.
  • the 3D sound reproducing apparatus 150 may control and output an input multi-channel sound signal and generate the virtual sound source by changing the position of the virtual sound source.
  • a virtual sound source is generated using the left channel signal and the right channel signal of the received sound signal.
  • the input unit 210 may down-mix a multi-channel sound signal and convert it into a stereo signal.
  • the controller 230 may obtain an output sound signal for generating a virtual sound source of the received sound signal.
  • the output sound signal may include a sound signal to be output from the side speaker 151 and the front speaker 156.
  • the virtual sound source may include a first virtual sound source on the left side and a second virtual sound source on the right side with respect to the direction in which the listener 110 views the 3D sound reproducing apparatus 150.
  • the control unit 230 according to an embodiment generates an output sound signal for generating a first virtual sound source for the left channel signal of the input sound signal, and a second virtual sound source for the right channel signal of the input sound signal. Can be obtained from the input sound signal.
  • the controller 230 may use the sound signals reflected from the left wall 170 and the right wall 175 to generate the first virtual sound source and the second virtual sound source.
  • the control unit 230 inputs to generate a virtual sound source based on the sound signal generated by the output sound signal output from the side speaker 151 is reflected on the wall and the output sound signal output from the front speaker, At least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of the received sound signal may be controlled.
  • An acoustic signal whose at least one of magnitude, time delay, and output direction is controlled is obtained as an output acoustic signal, and the obtained output acoustic signal is obtained by the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker in the output unit 260. It may be output through 156.
  • the controller 230 controls at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of an input sound signal to output the magnitude, time delay, and the like of the output sound signal to be output from each speaker 152, 154, and 156.
  • the output direction can be determined.
  • the controller 230 controls the left channel signal and the right channel signal of the input sound signal independently, and the left channel signal and the right channel of the output sound signal to be output from each speaker 152, 154, 156.
  • the signal can be determined independently.
  • the control unit 230 is a sound signal generated by reflecting an output sound signal output from the left speaker located on the left side of the stereoscopic sound reproducing apparatus, and an output sound signal output from the right speaker located on the right side
  • at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of the input sound signal may be controlled.
  • the controller 230 may include a sound signal generated by reflecting a left channel signal of the output sound signal output from the left speaker 152 to the left wall 170, and an output sound signal output from the right speaker 154.
  • the left channel signal is input to generate the first virtual sound source at the first position by using the left channel signal of the sound signal generated by the reflection on the right wall 175 and the output sound signal output from the front speaker 156.
  • At least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of the left channel signal of the sound signal may be controlled.
  • control unit 230 is a sound signal generated by reflecting the right channel signal of the output sound signal output from the left speaker 152 to the left wall 170, an output output from the right speaker 154 To generate a second virtual sound source in a second position by using the right channel signal of the output sound signal output from the front speaker 156 and the sound signal generated by reflecting the right channel signal of the sound signal to the right wall 175. At least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of an input right channel signal may be controlled.
  • the first position and the second position may be located at the left side and the right side of the listener 110, respectively, based on the direction in which the listener 110 faces the 3D sound reproducing apparatus 150.
  • the controller 230 determines a first position and a second position, which are positions at which a virtual sound source is to be generated, based on the spatial characteristics of the sound image provided by the sound signal, and determines the positions of the first position and the second position. Based on at least one of the magnitude value of the left channel signal and the right channel signal of the received sound signal, it is possible to determine the output sound signal to be output from each of the side speaker 151 and the front speaker 156.
  • the controller 230 may determine a distance between the side speaker 151 and the wall and an angle between the side speaker 151 and the wall, and the side speaker 151 may sound based on the determined distance and angle.
  • the direction of outputting the signal can be controlled horizontally with the ground or vertically with the ground. An operation performed by the controller 230 will be described later in detail with reference to FIG. 2B.
  • the controller 230 may generate an attenuation signal that is a signal for attenuating or canceling an incoming acoustic signal directly transmitted to the listener 110 among the output acoustic signals output from the side speaker 151.
  • the generated attenuation signal may attenuate or eliminate the incoming acoustic signal at the listener 110 location.
  • the controller 230 may output the left inflow sound signal directly transmitted to the listener 110 without being reflected from the left wall 170 among the output sound signals output from the left speaker 152 among the side speakers 151.
  • the left attenuated signal for attenuating or removing at the position of the listener 110 and the output sound signal output from the right speaker 154 of the side speakers 151 are transmitted directly to the listener 110 without being reflected by the right wall 175.
  • a right attenuation signal may be generated to attenuate or cancel the right incoming acoustic signal at the location of the listener 110.
  • the controller 230 predicts an incoming acoustic signal reaching the position of the listener 110 based on a sound transfer function based on path information between the position of the side speaker 171 and the position of the listener 110.
  • an attenuation signal may be generated based on an acoustic transfer function based on path information between the position of the speaker outputting the predicted incoming acoustic signal and the attenuation signal and the position of the listener 110.
  • the output sound signal obtained by the controller 230 may be attenuated to attenuate or remove the control signal and / or the incoming sound signal whose at least one of the magnitude, time delay, and output direction of the input sound signal is controlled. It may include a signal.
  • the output unit 260 may output an output sound signal obtained from the controller 230 through the side speaker 151 and the front speaker 156.
  • the output sound signal may generate a virtual sound source for the received sound signal.
  • the output acoustic signal output from the front speaker 156 may include an attenuation signal.
  • Each output sound signal output from the side speaker 151 according to an embodiment may include a left channel signal and a right channel signal.
  • the output acoustic signal output from the front speaker 156 according to an embodiment may include a left channel signal, a right channel signal, and an attenuation signal.
  • the left channel signal and the right channel signal output from the side speaker 151 and the front speaker 156 may generate a virtual sound source for the received sound signal, and the attenuation output from the front speaker 156.
  • the signal may attenuate or eliminate the incoming acoustic signal that the listener 110 hears.
  • 2B is a detailed block diagram illustrating a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the controller 230 of the 3D sound reproducing apparatus 150 may include an attenuation signal generator 234 and a panning unit 232.
  • the control unit 230 generates a first virtual sound source for the left channel signal of the received sound signal in the first position, and generates a second virtual sound source for the right channel signal of the received sound signal in the second position.
  • the output sound signal for generating in can be obtained from the received sound signal.
  • the panning unit 232 generates a left virtual sound source for the left channel signal of the sound signal received by the input unit 210 at a predetermined position, and a right virtual sound source for the right channel signal of the received sound signal.
  • the audio signal received to generate the predetermined position may be controlled.
  • the panning unit 232 may include an acoustic signal generated by reflecting an output acoustic signal output from the left speaker 152 and the left wall 170, and an output acoustic signal output from the right speaker 154. 175 and the size and time of the received sound signal to generate the left virtual sound source and the right virtual sound source in a predetermined position using the sound signal generated by the reflection, and the output sound signal output from the front speaker 156 At least one of the delay and the output direction can be controlled.
  • the output sound signal output from the front speaker 156 used to generate the left virtual sound source and the right virtual sound source may be a signal in which the attenuation signal is excluded from the output sound signal output from the front speaker 156.
  • the left virtual sound source is a virtual left speaker generated by sound panning of the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156, and is a space outside the stereoscopic sound reproducing apparatus 150.
  • the listener 110 refers to a virtual sound source located on the left side with respect to the direction in which the listener 110 views the 3D sound reproducing apparatus 150.
  • the right virtual sound source according to an embodiment is a virtual right speaker generated by sound panning of the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156, and is an external space of the 3D sound reproducing apparatus 150.
  • the listener 110 refers to a virtual sound source located on the right side with respect to the direction in which the listener 110 views the 3D sound reproducing apparatus 150.
  • the left speaker 152 is actually located inside the 3D sound reproducing apparatus 150, but the listener 110 may feel that the sound source exists at the position of the left virtual sound source generated by sound panning. Also, although the right speaker 154 is actually located inside the stereo sound reproducing apparatus 150. The listener 110 may feel that the sound source exists at the position of the right virtual sound source generated by sound panning.
  • the stereo sound reproducing apparatus 150 uses a left virtual sound source using output sound signals output from the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156. 390 and the right virtual sound source 395 may be generated.
  • the left virtual sound source 390 and the right virtual sound source 395 are virtual sound sources generated at predetermined positions, respectively.
  • the panning unit 232 may include a sound signal generated by reflecting a left channel signal output from the left speaker 152 and the left wall 170, and a left channel output by the right speaker 154.
  • the left virtual sound source 390 may be generated at a predetermined position using the sound signal generated by the signal reflected from the right wall 175 and the left channel signal output from the front speaker 156.
  • the panning unit 232 may control at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of a left channel signal of the input sound signal to generate the left virtual sound source 390.
  • the panning unit 232 may determine at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of the left channel signal output from the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156, respectively. .
  • the panning unit 232 may include a sound signal generated by reflecting a right channel signal output from the left speaker 152 with the left wall 170, and a right channel signal output by the right speaker 154.
  • the right virtual sound source 395 may be generated at a predetermined position by using the sound signal reflected by the right wall 175 and the right channel signal output by the front speaker 156.
  • the panning unit 232 may control at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of the right channel signal of the received sound signal to generate the right virtual sound source 395.
  • the panning unit 232 may determine at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of the right channel signal output from the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156.
  • the attenuation signal generator 234 is a signal for attenuating or removing an incoming acoustic signal transmitted directly to the listener 110 among the output acoustic signals output from the left speaker 152 and the right speaker 154.
  • An attenuation signal can be generated.
  • the attenuation signal generator 234 according to an embodiment attenuates or cancels the left attenuation signal and / or the right inlet sound signal at the position of the listener 110 to attenuate or remove the left inlet acoustic signal at the position of the listener 110.
  • a right attenuation signal can be generated for cancellation.
  • some signals 340 and 345 of the sound signals output by the left speaker 152 and the right speaker 154 toward the left wall 170 and the right wall 175 are respectively the left wall. It is transmitted directly to the listener 110 without being reflected by the 170 and the right wall 175, and this incoming acoustic signal reduces the size of the sound field that the listener 110 feels from the received acoustic signal and It may reduce the intelligibility of the sound signal that 110 hears.
  • the graph 320 measures the magnitude of an acoustic signal output from the left speaker 152 or the right speaker 154 to the listener 110 over time at the location of the listener 110. Represents a value.
  • the output acoustic signal output from the left speaker 152 may be reflected by the left wall 170, transmitted through the path 360, reached by the listener 110, and measured 322.
  • some of the output acoustic signals output from the left speaker 152 may be directly transmitted to the listener 110 and measured 324 without being reflected from the left wall 170. That is, the measured magnitude value 324 is a magnitude value of the incoming acoustic signal transmitted to the listener 110.
  • the left attenuation signal output from the speaker in the output unit 260 is transmitted to the position of the listener 110 according to the transfer function, and is summed with the left inflow sound signal 340 at the position of the listener 110.
  • the left incoming acoustic signal 340 may be attenuated or eliminated.
  • the front speaker 156 may include at least one speaker that outputs an attenuation signal, and the attenuation signal may be simultaneously output from the same speaker as the speaker where the controlled sound signal is output. Hereinafter, it is assumed that the front speaker 156 outputs an attenuation signal.
  • the graph 330 shows the left speaker 152 or when the attenuation signal generator 234 generates a left attenuation signal and a right attenuation signal so that the output unit 260 outputs the generated left attenuation signal and the right attenuation signal.
  • the value of the acoustic signal output from the right speaker 154 and transmitted to the listener 110 is measured according to the passage of time at the location of the listener 110.
  • the magnitude value 334 shown in the graph 330 is greater than the magnitude value 324 shown in the graph 320. Can be small.
  • the attenuation signal generator 234 may include a transfer function based on the positional information between the side speakers 152 and 154 and the listener 110, and the front speaker 260 and the listener 110 that output the attenuation signal.
  • the left attenuation signal and the right attenuation signal to be output from the output unit 260 may be determined using a transfer function based on the location information. The process of generating the attenuation signal will be described in detail with reference to FIG. 4B.
  • the output unit 260 may output an output sound signal obtained from the controller 230 through the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156.
  • the output sound signal output from the output unit 260 may generate a left virtual sound source and a right virtual sound source.
  • the listener 110 according to an exemplary embodiment has a sound source at positions of the left virtual sound source 390 and the right virtual sound source 395 generated using the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156. You can feel it exists.
  • the output unit 260 may include a speaker for outputting a left attenuation signal and a right attenuation signal generated by the attenuation signal generator 234.
  • the front speaker 150 may include at least one speaker for outputting an attenuation signal.
  • the speaker for outputting the attenuation signal may include a speaker for outputting a left attenuation signal and a speaker for outputting a right attenuation signal.
  • the left attenuation signal and the right attenuation signal output from the attenuation signal generator 234 reach the position of the listener 110, and are respectively summed with the left inlet acoustic signal 340 and the right inlet acoustic signal 345 to obtain the inlet acoustic signal. Can be attenuated or eliminated.
  • 4A is a detailed block diagram illustrating a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 of FIG. 4A illustrates a detailed embodiment of the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 of FIG. 2B. Therefore, even if omitted below, the contents described with respect to the 3D sound reproducing apparatus 150 of FIG. 2B also apply to the 3D sound reproducing apparatus 150 of FIG. 4A.
  • the control unit 230 of the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 includes a band pass filter 410, a spatial analysis and rotation unit 433, an acoustic signal analyzer 420, a virtualizer 430, and an amplifier 440. ) May be further included.
  • the band pass filter 410 may separate a sound signal received by the input unit 210 into a high frequency band and a low frequency band.
  • the band pass filter 410 may include a high pass filter and a low pass filter.
  • the band pass filter 410 may be an analog circuit filter or a digital filter, but is not limited thereto.
  • the band filter 410 may output a high frequency band signal among the input sound signals to the panning unit 232 and output a low frequency band signal to the virtualizer 530. That is, the panning unit 232 may perform sound panning only on the high frequency band signal of the received sound signal.
  • the high frequency band signal may be output to the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156, and the low frequency band signal may be output through the front speaker 156.
  • the spatial analysis and rotation unit 433 may analyze the spatial characteristics of the 3D sound reproduction environment 100.
  • the spatial analysis and rotation unit 433 is illustrated separately from the panning unit 232, but the spatial analysis and rotation unit 433 may be included in the panning unit 232.
  • the spatial analysis and rotation unit 433 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 3A again.
  • the distance 370 from the left speaker 152 to the left wall 170 and the left speaker 152 and the left wall ( An angle 375 between 170 can be determined.
  • the spatial analysis and rotation 433 can also determine the distance 380 and the angle 385 between the right speaker 154 and the right wall 175.
  • the spatial analysis and rotation unit 433 may determine distances 370 and 380 and angles 375 and 385 using audible or inaudible sound (ultrasound) or electromagnetic waves. For example, the spatial analysis and rotation unit 433 may determine the distances 370 and 380 by outputting an acoustic signal to the left wall 170 and the right wall 175 and measuring a time delay until the reflected wave is detected. . The spatial analysis and rotation unit 433 according to an embodiment outputs an acoustic signal to the left wall 170 and the right wall 175 in one or more directions, and outputs an energy signal of the signal reflected back from the wall and reflected. May be measured by a microphone mounted in the stereo sound device 150 to determine the angles 375 and 385.
  • the spatial analysis and rotation unit 433 is configured to generate a virtual sound source at predetermined constant positions 390 and 395 based on the measured distances 370 and 380 and angles 375 and 385.
  • the direction of outputting the sound signal of at least one of the speaker 152 and the right speaker 154 may be adjusted horizontally with the ground or vertically with the ground.
  • the spatial analysis and rotation unit 433 may direct the left speaker 152 and the right speaker 154 toward the listener 110 when the distances 370 and 380 to the side walls are short.
  • the horizontal direction of the side speakers 152 and 154 may be adjusted.
  • the spatial analysis and rotation unit 433 may include the left speaker 152 and the right speaker 154 in the left wall 170 and the right wall, respectively, when the distances 370 and 380 to the side walls are sufficiently long.
  • the horizontal direction of the side speakers 152 and 154 may be adjusted to face the 175.
  • the left speaker 152 is the listener 110.
  • the right speaker 154 may adjust the horizontal direction of the side speakers 152 and 154 to face the right wall 175.
  • the left speaker 152 is the listener 110.
  • the right speaker 154 may adjust the horizontal direction of the side speakers 152 and 154 to face the right wall 175.
  • the spatial analysis and rotation unit 433 may adjust the vertical direction of at least one of the left speaker 152 and the right speaker 154 toward the ceiling to reduce the influence of the floor surface or to the listener 110. It may make you feel altitude.
  • the spatial analysis and rotation unit 233 may physically adjust angles in a horizontal direction and a vertical direction of the left speaker 152 and the right speaker 154 having a horn shape. This will be described later with reference to FIG. 7.
  • the sound signal analyzer 420 may analyze a sound stage provided by the sound signal input by the input unit 210.
  • the sound stage refers to a spatial distribution in which sound images provided by an input sound signal are located.
  • the sound stage refers to the size of the sound field reproduced by the input sound signal.
  • the sound stage of the sound signal centered on the center of the sound image is small in size, and the sound stage of the signal centered on the left and right sides is large in size. Is determined.
  • the instruments on the left end of the orchestra, the instruments on the right extreme, the instruments that feel closest to the listener, and the instruments that are perceived as farthest away from the listener toward the speaker, are located in the sound stage And size.
  • the space 610 between the left speaker 152 and the right speaker 154 may be determined as a sound stage.
  • the sound signal analyzer 420 may differently determine a sound stage suitable for the input sound signal by analyzing the received sound signal.
  • the sound signal analyzer 420 may determine an appropriate sound stage by analyzing the energy of the left channel signal and the right channel signal of the received sound signal.
  • the sound signal analyzer 420 may position the sound stage 670 at the center and reduce the left and right widths when the energy of the mono signal is dominant than the energy of the left channel signal and the right channel signal of the input sound signal. Also, if the energy of the left channel signal and the right channel signal of the received sound signal is much greater than the energy of the mono signal, the sound signal analyzer 420 may expand the sound stage to the left and right 680.
  • the acoustic signal analyzer 420 analyzes the correlation between the left channel signal and the right channel signal of the received sound signal to determine the size of the sound stage to be small when the correlation is high. If the correlation is low, the sound stage can be largely sized. That is, the angles 640 and 645 for determining the sound stages 670 and 680 may be determined to be inversely proportional to the correlation between the left channel signal and the right channel signal.
  • the sound signal analyzer 420 may analyze the genre of the received sound signal or determine the position and size of the sound stage in consideration of reverberation.
  • the acoustic signal analyzer 420 may transmit information about the determined sound stage to the panning unit 232 and the virtualizer 430.
  • the acoustic signal analyzer 420 may transmit information about the distance 650 and the angle 640 between the listener 110 and the sound stage 670 to the panning unit 232 and the virtualizer 430. Can be.
  • the acoustic signal analyzer 420 may transmit information about the distance 655 and the angle 645 between the listener 110 and the sound stage 680 to the panning unit 232 and the virtualizer 430. .
  • the information on the sound stage may include location information of the left virtual sound source 390 and the right virtual sound source 395. That is, if the received sound signal is determined by the sound stage 680, the position of the generated left virtual sound source may be determined as the position 620, and the position of the right virtual sound source may be determined as the position 630. In addition, if the received sound signal is determined by the sound stage 670, the position of the generated left virtual sound source may be determined as the position 625 and the position of the right virtual sound source may be determined as the position 635.
  • the panning unit 232 may output the left channel 152, the right speaker 154, and the front speaker 156 to generate the left virtual sound source and the right virtual sound source at predetermined positions. At least one of a magnitude (gain) and a time delay of the signal and the right channel signal may be changed. As described above, the positions of the left virtual sound source and the right virtual sound source may be determined from information on the sound stage received from the sound signal analyzer 420.
  • the panning unit 232 may consider the front speaker 156 and the side speakers 152 and 154 in consideration of directivity according to frequencies of sound signals output from the left speaker 152 and the right speaker 154. The magnitudes of the left channel signal and the right channel signal output by?
  • the directivity is improved as the output sound signals output from the side speakers 152 and 154 are high frequency, so that the sound image is generated closer to the side walls 170 and 175, and the directivity is reduced as the curse file is reduced.
  • the virtual sound source may be formed at the predetermined positions 390 and 395 regardless of the frequency of the output sound signal.
  • the panning unit 232 may include at least two of the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156 to generate the left virtual sound source 390 at a predetermined position regardless of frequency.
  • the left channel signal output from the speaker can be used at the same time.
  • the front speaker 156 used to generate the left virtual sound source 390 at a predetermined position may be a tweeter speaker located to the left of the front speaker 156.
  • the panning unit 232 considers that the directivity of the left channel signal output from the left speaker 152 increases as the frequency of the left channel signal of the received sound signal increases. The amount of the left sound signal output can be increased. In addition, the panning unit 232 according to an embodiment considers that the directivity of the right sound signal output from the right speaker 152 increases as the frequency of the right channel signal of the received sound signal increases. ) May increase the size of the right sound signal output.
  • the lines 730 and 710 indicate the magnitude according to the frequency of the left channel signal output from any one of the left speaker 152 and the right speaker 154. Can be. For example, if line 730 represents a left channel signal output from left speaker 152, line 710 represents a left channel signal output from right speaker 154 and line 720 represents a front speaker 156. The left sound signal output from the tweeter speaker located on the left side of the.
  • the line 730 represents the right channel signal output from the right speaker 154
  • the line 710 represents the right channel signal output from the left speaker 152 and the line 720 of the front speaker 156.
  • the right channel signal output from the tweeter speaker located on the right side may be indicated.
  • the line 730 represents a left channel signal output from the left speaker 152.
  • the sum of the magnitudes of the left channel signals output from the left speaker 152, the right speaker 154, and the left tweeter speakers of the front speaker 156 is constant 740.
  • the directivity of the left channel signal output by the left speaker 152 is improved.
  • the virtual sound source generated from the left speaker 152 is generated closer to the left wall 170. In order to generate the sound source at the desired position 390, it is necessary to move the virtual sound source in the right direction.
  • the panning unit 232 has a left side output from at least one of the front speaker 156 and the right speaker 156 as the frequency of the left channel signal output from the left speaker 152 increases.
  • the magnitude of the channel signal can be increased.
  • the panning unit 232 according to an exemplary embodiment has a left side output from at least one of the front speaker 156 and the right speaker 156 as the frequency of the left channel signal output from the left speaker 152 decreases. The magnitude of the channel signal can be reduced.
  • the controller 230 may output an output sound signal output from the side speakers 152 and 154 to the listener 110 and may be reflected by the side walls 170 and 175 and the front speaker 156.
  • the time delay of the output sound signal output from the left speaker 152 and the right speaker 154 can be determined such that the output sound signal output from the direct arrival to the listener 110 reaches the listener 110 at the same time. have.
  • the panning unit 232 may include a length 360 of a path through which the output acoustic signal output from the left speaker 152 is reflected from the left wall 170 and reaches the listener 110. ) Can be determined.
  • the controller 230 may determine the length 350 of the path through which the output sound signal output from the front speaker 156 directly reaches the listener 110.
  • the panning unit 232 may allow the output sound signal output from the left speaker 152 and the sound signal output from the front speaker 156 to reach the listener 110 at the same time to maintain clarity.
  • the output acoustic signal output from 152 may be delayed by (length 360-length 350) / C 0 than the output acoustic signal output from front speaker 156.
  • the panning unit 232 may determine the length 365 of the transmission path from which the output acoustic signal output from the right speaker 154 is reflected by the right wall 175 to reach the listener 110. have.
  • the controller 230 may determine the length 355 of the transmission path through which the output acoustic signal output from the front speaker 156 directly reaches the listener 110.
  • the panning unit 232 may allow the output sound signal output from the right speaker 154 and the output sound signal output from the front speaker 156 to reach the listener 110 at the same time to maintain clarity.
  • the sound signal output from the speaker 154 may be delayed by the length (length 365-length 355) / C 0 than the output sound signal output from the front speaker 156.
  • the panning unit 232 may determine the size of the output acoustic signal output from the speaker having the greater length by comparing the length 360 and the length 365.
  • the attenuation signal generator 234 is configured based on the determined sound signal.
  • the left inflow sound signal 340 and the right inflow sound signal 355 may be predicted, and a left attenuation signal and a right attenuation signal may be generated to attenuate or cancel the predicted inflow sound signal, respectively.
  • FIG. 4B is a detailed block diagram of an attenuation signal generator, according to an exemplary embodiment.
  • the attenuation signal generator 234 may include a predictor 470 and a determiner 480.
  • the predictor 470 is directly transmitted without being reflected from the left wall 170 or the right wall 175 among the output sound signals output from the left speaker 152 or the right speaker 154, and thus the listener 110. It is possible to predict the left incoming sound signal or the right incoming sound signal that arrives at h).
  • the prediction unit 470 may receive information about an output sound signal output from the left speaker 152 or the right speaker 154 from the panning unit 232.
  • the left inflow sound signal and the right inflow sound signal mean an inflow sound signal generated from the output sound signal output from the left speaker 152 and the output sound signal output from the right speaker 154, respectively.
  • the predictor 470 may include an acoustic transfer function based on path information between the left speaker 152 and the listener 110 on the output sound signals X L ′′ 460 output from the left speaker 152.
  • H L, side the left incoming acoustic signal reaching the position of the listener 110 may be predicted as H L, side .X L ′′ 475.
  • the determiner 480 may determine an attenuation signal for attenuating or removing the incoming acoustic signal predicted by the predictor 470 at the position of the listener 110.
  • the determiner 480 receives a left attenuated signal for attenuating or removing the left incoming acoustic signal H L, side .X L ′′ 475 predicted by the predictor 470 at the listener 110. H L, side ⁇ X L "(ie, the left attenuation signal that has reached the listener 110 location).
  • the decision unit 480 applies the transfer function H L, front to the left attenuation signal-H L, side ⁇ X L ′′ at the position of the listener 110 to receive a left attenuation signal to be output from the front speaker 156.
  • H L, front is the position of the speaker that outputs the left attenuation signal.
  • a sound transfer function based on path information between listeners 110. That is, the determination unit 480 reversely applies the acoustic transfer function based on the position of the speaker outputting the attenuation signal and the path information between the listener 110 to the attenuation signal that will reach the position of the listener 110.
  • the left attenuation signal to be output can be determined.
  • the left attenuation signal -H L, side ⁇ X L "/ H L, front 485 output from the front speaker 156 is transmitted to the position of the listener 110 through the sound transfer function H L, front .
  • the attenuation signal reached to the listener 110 position is -H L, side X L ", and can be canceled with the left inlet acoustic signal H L, side X L " 475 arriving at the listener 110.
  • the sound transfer function may be information that is given in advance based on the characteristics of the stereoscopic reproduction environment 100, and the characteristics of the stereoscopic reproduction environment 100 may include information about a distance between the speaker units, an output angle, and the like. .
  • the virtualizer 430 may perform rendering for positioning a virtual sound source at a predetermined position with respect to a low frequency band signal among the received sound signals.
  • the virtualizer 430 may process a low frequency signal by processing an acoustic signal input by a head related transfer function rendering, beam-forming rendering, or focused source rendering algorithm. An acoustic signal of the front speaker corresponding to the band signal may be obtained.
  • the virtualizer 430 may pass a low frequency band signal to a head related transfer filter (HRTF) filter.
  • HRTF head related transfer filter
  • HRTF includes the path information from the spatial position of the sound source to both ears of the listener 110, that is, the frequency transfer characteristic. HRTF is diffracted at the head surface, as well as simple path differences such as inter-aural level differences (ILDs) and inter-aural time differences (ITDs) between the two ears.
  • ILDs inter-aural level differences
  • ITDs inter-aural time differences
  • the stereoscopic sound can be recognized by the phenomenon that the characteristics of the complicated path such as the reflection by the wheel and the wheel change according to the direction of sound arrival. Since HRTF has unique characteristics in each direction of space, it can be used to generate stereo sound. That is, the virtualizer 430 may extend the sound stage by positioning the low frequency band signal at a predetermined position using a predetermined head transfer function.
  • the amplifier 440 may amplify (or attenuate) an input sound signal according to a gain value determined by the panning unit 232 and the virtualizer 430.
  • the amplifier 440 may amplify the left channel signal to be output to the left speaker 152 according to the first gain value and the left channel signal to be output to the right speaker 154 according to the second gain value. Can be.
  • the right channel signal to be output to the right speaker 154 may be amplified according to the first gain value
  • the right channel signal to be output to the left speaker 152 may be amplified according to the second gain value.
  • the amplifier 440 may amplify the right channel signal and the left channel signal to be output to the front speaker 156 according to the third gain value and the fourth gain value.
  • the amplifier 44 may differently determine a gain value of an output acoustic signal output for each of the left tweeter, the right tweeter, the left mid speaker, and the right mid speaker of the front speaker 156.
  • the amplifier 540 may include an equalizer (not shown).
  • the equalizer can process and adjust the overall frequency characteristics of the input sound signal to maintain the proper range.
  • the equalizer may be combined with the virtualizer 430 to correct the tone not to change according to the frequency.
  • the frequency response by the signal processing of the panning unit 232 may be kept constant at the position of the listener 110.
  • Fig. 8 shows various forms of horn shaped side speakers.
  • the side speakers 152 and 154 may have a horn shape so that the acoustic signals output toward the side walls 170 and 175 have a strong directivity.
  • the horn may consist of a fallopian tube-shaped frame that includes a neck and an opening.
  • the horn 810 of the left speaker 152 and the right speaker 154 according to an embodiment of the listener 110 in the enclosure 820 such that the reflected waves by the side walls (170, 175) is directed to the listener (110). Can be inclined by an angle in a direction.
  • the enclosure 820 may be a speaker enclosure included in the 3D sound reproducing apparatus 100.
  • the horn 830 of the left speaker 152 and the right speaker 154 may be inclined upward by the ⁇ angle in the enclosure 820 to reduce the influence of reflection by the bottom surface.
  • the horns of the left speaker 152 and the right speaker 154 may be inclined by the angle ⁇ in the enclosure 820 in the horizontal direction with the ground, and may be inclined by the angle ⁇ in the vertical direction.
  • the horns of the left speaker 152 and the right speaker 154 may be inclined at an angle ⁇ in the vertical direction to place the virtual sound source at a predetermined altitude to make the listener 110 feel altitude.
  • the horn 840 of the left speaker 152 and the right speaker 154 may have a helical shape in the enclosure 820. The longer the horn length is in the output direction of the acoustic signal, the larger the size of the inlet through which the acoustic signal is output, the higher the directivity in a specific frequency band.
  • the horn 850 of the left speaker 152 and the right speaker 154 may have a helical shape instead of a straight shape in order to have high directivity at a small volume.
  • the openings of the horn 870 of the left speaker 152 and the right speaker 154 may be modified according to the shape of the enclosure 820.
  • the horn of the left speaker 152 and the right speaker 154 may be inclined horizontally or vertically with the ground in the enclosure 820, the inclined horn 865 is composed of a straight line and a plane
  • the shape of the enclosure 820 may not match.
  • the horn 865 does not match the shape of the enclosure 820 while inclining at an angle in the horizontal direction with the ground in the enclosure.
  • the horn 870 of the left speaker 152 and the right speaker 154 may be modified in the shape of the opening to suit the shape of the enclosure 820. That is, the opening of the horn 870 may be obliquely cut in a horizontal direction or a vertical direction with the ground to suit the shape of the enclosure 820. In this case, the output pattern of the acoustic signal of the horn 870 can be maintained.
  • a steering plug Inside the horn 880 of the left speaker 152 and the right speaker 154 according to an embodiment is a steering plug (883) that can easily adjust the output direction of the horn 880 through rotation can do.
  • FIG. 9 illustrates a shape of an enclosure included in a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the longer the length of the horn is, the better the efficiency of the match with the air, but the longer the length of the horn speaker has a longer shape and the cross-sectional area toward the left and right relative to the neck has a shape that is wider
  • the volume of the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may be enlarged.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may include side speakers 152 and 154 inside a woofer enclosure in the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 for miniaturization.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may include the horns of the side speakers 152 and 154 in the duct, which is the low-frequency acoustic signal outlet.
  • the ducts 920 and 960 in the Vented Enclosure 810 and the Bandpass Enclosure 850 may include horns 930 and 970.
  • the high frequency band output from the horns of the side speakers 152 and 154 and the low frequency band output from the woofer may be simultaneously output.
  • the horns 930 and 970 coexist in the ducts 920 and 960, the sound signals of the low frequency band output by the woofer and the high frequency band audio signals output by the horn 930 and 970 are different in frequency band, so Interference phenomena such as interference and extinction interference do not occur.
  • FIG. 10 is a flowchart of a method of reproducing 3D sound by a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the 3D sound reproducing apparatus 150 may receive an audio signal.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may receive an audio signal from an external device such as a television, a computer, a smart phone, or a tablet PC through a communication path.
  • an output sound signal for generating a virtual sound source of the received sound signal may be obtained from the received sound signal.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may control the received sound signal to generate a left virtual sound source and a right virtual sound source with respect to the received sound signal.
  • Step 1040 may include step 1042 of generating an attenuation signal for attenuating or canceling the incoming acoustic signal.
  • the 3D sound reproducing apparatus 150 may generate an attenuation signal for attenuating or removing an incoming sound signal that is directly transmitted to the listener among the output sound signals output from the side speaker 151. .
  • the left speaker 152 is directly transmitted to the listener 110 without being reflected from the left wall 170 among the output sound signals output toward the left wall 170.
  • the left attenuated signal for attenuating or removing the incoming acoustic signal at the position of the listener 110 and the output sound signal output by the right speaker 154 toward the right wall 175 are not reflected by the right wall 175 and the listener 110.
  • a right attenuated signal may be generated to attenuate or cancel at the listener 110 location the right incoming acoustic signal, which is directly transmitted to the receiver.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may include a position of the left speaker 152 and a listener 110 in an output sound signal output from the left speaker 152 toward the left wall 170 to generate an attenuation signal.
  • a position of the left speaker 152 and a listener 110 in an output sound signal output from the left speaker 152 toward the left wall 170 to generate an attenuation signal.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may provide a sound signal for attenuating or removing the predicted left inflow sound signal at the position of the listener 110.
  • the 3D sound reproducing apparatus 150 may include a sound signal for attenuating or removing the predicted right inflow sound signal at the position of the listener 110 and a path information between the position of the speaker outputting the right attenuation signal and the position of the listener.
  • the 3D sound reproducing apparatus 150 may output the output sound signal obtained in operation 1040 using the side speaker 151 and the front speaker 156.
  • the output sound signal output through the side speaker 151 and the front speaker 156 may generate a virtual sound source.
  • the output acoustic signal output from the front speaker 156 may include the attenuation signal generated in step 1042.
  • FIG. 11 is a detailed flowchart of a method of reproducing 3D sound by a 3D sound reproducing apparatus according to an exemplary embodiment.
  • Steps 1120, 1140, 1144, and 1160 correspond to steps 1020, 1040, 1042, and 1060 of FIG. 10, respectively, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • Step 1140 may include step 1142 of controlling at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of the sound signal received in step 1020.
  • the 3D sound reproducing apparatus 150 may acquire an output sound signal for generating a virtual sound source by controlling at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction of the input sound signal. .
  • the left channel signal output by the left speaker 152 is reflected by the left wall 170, and the left channel signal output by the right speaker 154 is provided.
  • the magnitude of the left channel signal of the received sound signal At least one of a time delay and an output direction can be controlled.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 may include a sound signal generated by reflecting a right channel signal output from the left speaker 152 with the left wall 170, and a right channel output by the right speaker 154.
  • the right channel signal of the received sound signal At least one of magnitude, time delay, and output direction may be controlled.
  • the predetermined position where the left virtual sound source is located is located on the left side of the space outside the stereo sound reproducing apparatus 150 based on the direction in which the listener views the stereo sound reproducing apparatus, and the right virtual sound source is located.
  • the predetermined position may be located on the right side of the space outside the stereo sound reproducing apparatus 150 based on the direction in which the listener views the stereo sound reproducing apparatus.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 analyzes a sound stage provided by the sound signal received in step 1020 to determine the positions of the left virtual sound source and the right virtual sound source, and the left virtual sound at the determined position. To control at least one of the gain, time delay, and output direction of the left channel signal and the right channel signal output by the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156 so that the sound source and the right virtual sound source are aligned. Can be.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 determines the distance and angle between the left speaker 152 and the left wall 170 and the distance and angle between the right speaker 154 and the right wall 175, Based on the determined distance and angle, at least one of the gain and delay values of the left channel signal and the right channel signal output by the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156 may be changed. In addition, the output direction of the left speaker 152, the right speaker 154, and the front speaker 156 may be adjusted horizontally or vertically with the ground based on the determined distance and angle.
  • the output sound signal output from the left speaker 152, the output sound signal output from the right speaker 154, and the front speaker 154 may be determined.
  • the output acoustic signals output from the left speaker, the right speaker, and the front speaker may include a left channel signal and a right channel signal, respectively.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 estimates the inflow acoustic signal that the listener 110 will hear based on the acoustic signal output from each speaker determined in operation 1142, and predicts the inflow.
  • An attenuation signal can be generated to attenuate or cancel the acoustic signal.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 according to an embodiment predicts a left inflow sound signal transmitted to the listener 110 based on the sound signal to be output from the left speaker 152, thereby attenuating or predicting the left inflow sound signal.
  • the left attenuation signal for cancellation may be determined.
  • the stereoscopic sound reproducing apparatus 150 predicts the right inflow sound signal transmitted to the listener 110 based on the sound signal to be output from the right speaker 154, and outputs the predicted right inflow sound signal.
  • the right attenuation signal for attenuating or canceling can be determined.
  • the 3D sound reproducing apparatus 150 may output the output sound signal generated in operation 1140 through the side speaker 151 and the front speaker 156.
  • the output acoustic signal may include an input acoustic signal whose at least one of a magnitude, a time delay, and an output direction generated in step 1142 is controlled, and an attenuation signal generated in step 1144.
  • the attenuation signal may be output through the front speaker 156.
  • the above-described stereoscopic sound reproducing method may be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM. CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves such as transmission over the Internet.
  • the computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
  • the methods, processes, devices, products and / or systems according to the present invention are simple, cost effective, and not complicated and are very versatile and accurate.
  • efficient and economical manufacturing, application and utilization can be realized while being readily available.
  • Another important aspect of the present invention is that it is in line with current trends that call for cost reduction, system simplification and increased performance. Useful aspects found in such embodiments of the present invention may consequently increase the level of current technology.

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Abstract

개시된 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치는, 음향 신호를 입력 받는 입력부, 입력 받은 음향 신호의 가상 음원을 생성하기 위한 출력 음향 신호를 획득하는 제어부, 및 정면 스피커 및 측면 스피커를 사용하여 생성된 출력 음향 신호를 출력하는 출력부를 포함하고, 제어부는, 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 신호인 감쇠 신호를 생성하고, 생성된 출력 음향 신호는, 감쇠 신호를 포함할 수 있다.

Description

입체 음향 재생 방법 및 장치
입체 음향 재생 방법 및 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 측면에 위치한 스피커의 반사음을 활용하여 소정의 위치에 가상 음원을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
영상 및 음향 처리 기술의 발달에 힘입어 고화질 고음질의 콘텐츠가 다량 생산되고 있다. 고화질 고음질의 콘텐츠를 요구하던 청취자는 현실감 있는 영상 및 음향을 원하고 있으며, 이에 따라 입체 영상 및 입체 음향에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그러나, 최근 소형 무선 스피커와 사운드 바와 같이 하나의 엔클로져에 복수의 스피커 유닛들이 통합된 형태의 스피커가 널리 사용되고 있으며, 이러한 스피커는 좌측 스피커와 우측 스피커 사이의 거리가 짧아 스테레오 시스템에서 의도한 넓은 사운드 스테이지가 제공되기 어렵다.
따라서, 스피커가 소형화됨에 따라 청취자는 넓은 공간감과 입체감을 느끼지 못할 수 있다.
청취자에게 입체감과 공간감을 제공하기 위한 입체 음향 재생 장치 및 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다. 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
도1은 일 실시 예에 따른 청취자의 입체 음향 재생 환경을 나타낸다.
도2a는 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치의 블록도이다.
도2b는 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치를 나타내는 상세한 블록도이다.
도3a은 도1의 입체 음향 재생 환경의 다양한 공간적 정보를 도시한 도면이다.
도3b는 측면 스피커로부터 출력되어 청취자에게 전달되는 음향 신호의 크기를 청취자의 위치에서 시간의 흐름에 따라 측정한 그래프를 나타낸다.
도4a는 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치를 나타내는 상세한 블록도이다.
도4b는 일 실시 예에 따른 감쇠 신호 생성부를 나타내는 블록도이다.
도5는 입체 음향 재생 장치 내의 좌측 스피커와 우측 스피커가 지면과 수평 또는 지면과 수직 방향으로 회전하는 예를 나타낸다.
도6는 도1의 입체 음향 재생 환경에 입력 받은 음향 신호의 사운드 스테이지(sound stage)를 도시한 도면이다.
도7은 일 실시 예에 따른 음향 신호의 주파수와 입체 음향 재생 장치 내의 좌측 스피커와 우측 스피커가 출력하는 음향 신호의 크기와의 관계를 나타낸다.
도8a은 혼(horn) 형상의 측면 스피커의 다양한 형태를 나타낸다.
도8b는 혼 형상의 측면 스피커를 회전시키기 위한 구조의 일 실시 예를 나타낸다.
도9은 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치에 포함된 엔클로저(enclosure)의 형태를 나타낸다.
도10은 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치가 입체 음향을 재생하는 방법의 흐름도이다.
도11은 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치가 입체 음향을 재생하는 방법의 상세한 흐름도이다.
개시된 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치는, 음향 신호를 입력 받는 입력부, 상기 입력 받은 음향 신호의 가상 음원을 생성하기 위한 출력 음향 신호를 획득하는 제어부, 및 정면 스피커 및 측면 스피커를 사용하여 상기 획득된 출력 음향 신호를 출력하는 출력부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 신호인 감쇠 신호를 생성하고, 상기 정면 스피커에서 출력되는 출력 음향 신호는, 상기 감쇠 신호를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측면 스피커는, 좌측 스피커와 우측 스피커를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 좌측 벽과 반사되지 않고 상기 청취자에게 직접 전달되는 좌측 유입 음향 신호를 상기 청취자 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 제1감쇠 신호 및 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 우측 벽과 반사되지 않고 상기 청취자에게 직접 전달되는 우측 유입 음향 신호를 상기 청취자 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 제2 감쇠 신호 중 적어도 하나를 생성하고, 상기 정면 스피커는, 상기 제1 감쇠 신호 및 상기 제2 감쇠 신호 중 적어도 하나의 감쇠 신호를 출력하는 스피커를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 측면 스피커의 위치와 상기 청취자의 위치 사이의 경로 정보에 의한 음향 전달 함수에 기초하여 상기 청취자 위치로 도달되는 상기 좌측 유입 음향 신호 및 우측 유입 음향 신호를 예측하고, 상기 예측된 좌측 유입 음향 신호 및 우측 유입 음향 신호 및 상기 감쇠 신호를 출력하는 스피커의 위치와 상기 청취자의 위치 사이의 경로 정보에 의한 음향 전달 함수에 기초하여 상기 감쇠 신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가상 음원은, 상기 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호에 대한 제1가상 음원과 상기 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호에 대한 제2가상 음원을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호 및 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 상기 제1가상 음원과 상기 제2가상 음원을 생성하기 위해, 상기 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하여 상기 출력 음향 신호를 획득하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측면 스피커는 상기 입체 음향 재생 장치의 좌측에 위치한 좌측 스피커와 우측에 위치한 우측 스피커를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 좌측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 우측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 및 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 상기 제1가상 음원과 상기 제2가상 음원을 생성하기 위해, 상기 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호가 상기 좌측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호가 상기 우측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호를 이용하여 상기 제1가상 음원을 제1위치에 생성하기 위해 상기 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하고, 상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 우측 채널 신호가 상기 좌측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 우측 채널 신호가 상기 우측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 우측 채널 신호를 이용하여 상기 제2가상 음원을 제2위치에 생성하기 위해 상기 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하고, 상기 제1위치와 상기 제2위치는 각각 상기 청취자가 상기 입체 음향 재생 장치를 바라보는 방향을 기준으로 상기 청취자의 좌측과 우측에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 입력 받은 음향 신호가 제공하는 음상의 공간 특성에 기초하여 상기 제1위치 및 상기 제2위치를 결정하고, 상기 결정된 제1위치 및 제2위치에 기초하여 상기 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호의 크기 값 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 측면 스피커와 상기 벽까지의 거리 및 상기 측면 스피커와 상기 벽 사이의 각도를 결정하고, 상기 결정된 거리 및 각도에 기초하여 상기 측면 스피커가 음향 신호를 출력하는 방향을 지면과 수평 또는 지면과 수직 방향으로 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측면 스피커는 혼(horn) 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측면 스피커는 상기 입체 음향 재생 장치 내의 우퍼(woofer)의 엔클로져 안에 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는, 패닝부와 감쇠 신호 생성부를 포함하고, 상기 패닝부는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호 및 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 상기 가상 음원을 생성하기 위해, 상기 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하고, 상기 감쇠 신호 생성부는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 신호인 감쇠 신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
개시된 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 방법은, 음향 신호를 입력 받는 단계, 상기 입력 받은 음향 신호의 가상 음원을 생성하기 위한 출력 음향 신호를 획득하는 단계, 및 정면 스피커 및 측면 스피커를 사용하여 상기 생성된 출력 음향 신호를 출력하는 단계를 포함하고, 상기 출력 음향 신호를 획득하는 단계는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 신호인 감쇠 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 정면 스피커에서 출력되는 출력 음향 신호는, 상기 감쇠 신호를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측면 스피커는, 좌측 스피커와 우측 스피커를 포함하고, 상기 출력 음향 신호를 생성하는 단계는, 상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 좌측 벽과 반사되지 않고 상기 청취자에게 직접 전달되는 좌측 유입 음향 신호를 상기 청취자 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 제1감쇠 신호 및 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 우측 벽과 반사되지 않고 상기 청취자에게 직접 전달되는 우측 유입 음향 신호를 상기 청취자 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 제2 감쇠 신호 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 정면 스피커는, 상기 제1 감쇠 신호 및 상기 제2 감쇠 신호 중 적어도 하나의 감쇠 신호를 출력하는 스피커를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가상 음원은 상기 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호에 대한 제1가상 음원과 상기 음향 신호의 우측 채널 신호에 대한 제2가상 음원을 포함하고, 상기 출력 음향 신호를 생성하는 단계는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 벽에 반사된 음향 신호 및 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 상기 제1가상 음원과 상기 제2가상 음원을 생성하기 위해, 상기 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 생성된 출력 음향 신호는, 상기 제어된 음향 신호를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 입체 음향 재생 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 개시된 실시 예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서에서 사용되는 용어는 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. 이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 명세서에서 사용되는 "부" 또는 "모듈"이라는 용어는 FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소 또는 회로를 의미한다.
도1은 일 실시 예에 따른 청취자의 입체 음향 재생 환경을 나타낸다.
입체 음향 재생 환경(100)은 청취자(110)가 입체 음향 재생 장치(150)를 통해 음향을 감상하는 환경의 일 예이다. 입체 음향 재생 환경(100)은 음향 콘텐츠 단독 또는 비디오와 같은 다른 콘텐츠와 함께 음향 콘텐츠의 재생을 위한 환경이며, 가정, 시네마, 극장, 강당, 스튜디오, 게임 콘솔 등에서 구체화될 수 있는 룸과 같은, 임의의 개방된, 부분적으로 밀폐된, 또는 완전히 밀폐된 영역을 의미할 수 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 환경(100)은 청취자(110) 주위에 존재하는 좌측 벽(170)과 우측 벽(175)를 포함할 수 있다. 좌측 벽(170)은 청취자(110)가 입체 음향 재생 장치(150)를 바라보는 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 벽이고, 우측 벽(175)은 청취자(110)가 입체 음향 재생 장치(150)를 바라보는 방향을 기준으로 우측에 위치하는 벽이다. 일 실시 예에 따른 좌측 벽(170)과 우측 벽(175) 각각은 입체 음향 재생 장치(150)과 평행하게 또는 비스듬하게 위치할 수 있다. 도1에서는 좌측 벽(170)과 우측 벽(175)을 벽으로 도시하였으나, 입체 음향 재생 환경(100) 내에서 음향 신호를 반사시킬 수 있는 어떠한 형태의 사물, 생물도 포함할 수 있다.
청취자(110)는 입체 음향 재생 장치(150)를 통해 음향을 감상할 수 있다. 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 사운드바, 사운드볼, 블루투스 스피커와 같은 소형의 유선 또는 무선 스피커를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 텔레비전, 컴퓨터, 스마트 폰, 태블릿 PC 와 같은 외부 기기로부터 음향 신호를 통신 경로를 통해 수신 받아 재생할 수도 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150) 내부에는 측면 스피커(좌측에 위치하는 좌측 스피커(152)와 우측에 위치하는 우측 스피커(154)를 포함할 수 있다)와 청취자(110) 방향으로 앞 쪽에 위치하는 정면 스피커(156)가 존재할 수 있다. 일 실시 예에 따른 정면 스피커(156)는 입력 받은 음향 신호의 고주파 대역의 음향 신호를 출력(또는, 방사)하는 트위터(tweeter)스피커와 중대역 음향 신호를 출력하는 미드(mid-range) 스피커를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 정면 스피커(156) 내의 트위터 스피커는 좌측 트위터 스피커와 우측 트위터 스피커를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152)와 우측 스피커(154)는 트위터 스피커만을 포함하거나, 미드 스피커와 트위터 스피커를 모두 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152)에서 출력되는 출력 음향 신호는 좌측 벽(170)과 충돌한 후 반사되어 청취자(110)에게 전달될 수 있다. 일 실시 예에 따른 우측 스피커(154)에서 출력되는 출력 음향 신호는 우측 벽(175)와 충돌한 후 반사되어 청취자(110)에게 전달될 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152)에서 출력되는 출력 음향 신호 중 일부는 좌측 벽(170)과 충돌하여 반사되지 않고 청취자(110)에게 직접적으로 전달될 수 있으며 이를 좌측 유입 음향 신호라고 한다. 일 실시 예에 따른 우측 스피커(154)에서 출력되는 출력 음향 신호 중 일부는 우측 벽(175)과 충돌하여 반사되지 않고 청취자(110)에게 직접적으로 전달될 수 있으며 이를 우측 유입 음향 신호라고 한다. 일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)에서 출력되는 출력 음향 신호가 고주파 대역일수록 지향성(directivity)이 향상되어 좌측 유입 음향 신호 및 우측 유입 음향 신호는 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)에서 출력되는 전체 음향 신호에 비해 크기가 작을 수 있다. 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)는 음향 신호의 지향성를 향상시키기 위해 혼(horn) 형상일 수 있다.
일 실시 예에 따른 정면 스피커(156)에서 출력되는 출력 음향 신호는 청취자(110)에게 반사 없이 직접적으로 전달될 수 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 환경(100)은 최적의 입체 음향을 감상할 수 있는 공간적 범위인 스윗 스팟(sweet spot, 미도시)을 포함할 수 있다. 입체 음향 재생 환경(100)은 청취자(110)의 가상적인 귀의 위치를 설정하여 귀의 위치와 인근한 스윗 스팟에서 최적의 입체 음향이 출력되도록 할 수 있다. 이하, 입체 음향 재생 장치(150)는 스윗 스팟의 위치를 알고 있다고 가정한다.
이하, 측면 스피커는 좌측 스피커(152) 및/또는 우측 스피커(154)를 포함할 수 있으며, 벽은 좌측 벽(170) 및/또는 우측 벽(175)를 포함할 수 있다. 또한, 출력 음향 신호는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 포함할 수 있다.
이하, 입체 음향 재생 장치(150)의 동작을 도2a 내지 9를 참조하여 상세히 후술한다.
도2a는 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치의 블록도이다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 입력부(210), 제어부(230), 출력부(260)를 포함할 수 있다.
입력부(210)는 DVD(Digital versatile disc), BD(Bluray disc), MP3 플레이어 등과 같은 장치로부터 음향 신호(즉, 오디오 신호)를 입력 받을 수 있다. 일 실시 예에 따른 입력부(210)는 상술한 다양한 통신 경로를 통해 입력 받은 음향 신호를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(210)는 텔레비전, 컴퓨터, 휴대 전화, 태블릿 PC 와 같은 외부 기기로부터 음향 신호를 통신 경로를 통해 입력 받을 수 있다.
통신 경로는 다양한 네트워크와 네트워크 토폴로지를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 통신 경로는 무선 통신, 유선 통신, 광학, 초음파, 또는 이들의 조합을 포함 할 수 있다. 위성 통신, 이동 통신, 블루투스(Bluetooth), 적외선 데이터 협회 표준 (Infrared Data Association standard: lrDA), 와이파이(wirelessfidelity: WiFi), 및 와이맥스 (worldwide interoperability for microwave access: WiMAX)는 통신 경로에 포함될 수 있는 무선 통신의 예들이다. 이더넷(Ethernet), DSL(digital subscriber line), FTTH (fiber to the home), 그리고 POTS (plain old telephone service) 들은 통신 경로에 포함될 수 있는 유선 통신의 예이다. 또한, 통신 경로는 PAN (personal area network), LAN(local area network), MAN(metropolitan area network), WAN(wide area network) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
입력 받은 음향 신호는 스테레오 신호(2채널), 5,1채널, 7.1채널, 10.2채널 및 22.2채널과 같은 다채널 음향 신호일 수 있다. 입체 음향 재생 장치(150)는 입력 받은 다채널 음향 신호를 제어하고 출력하여, 가상 음원의 위치를 달리하여 생성할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 사용하여 가상 음원을 생성하는 것으로 설명한다. 일 실시 예에 따른 입력부(210)는 다채널 음향 신호를 다운 믹스하여 스테레오 신호로 변환할 수 있다.
제어부(230)는 입력 받은 음향 신호의 가상 음원을 생성하기 위한 출력 음향 신호를 획득할 수 있다. 출력 음향 신호는 측면 스피커(151), 정면 스피커(156)로부터 출력될 음향 신호를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 가상 음원은 청취자(110)가 입체 음향 재생 장치(150)를 바라보는 방향을 기준으로 좌측에 존재하는 제1가상 음원과 우측에 존재하는 제2가상 음원을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 제어부(230)는 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호에 대한 제1가상 음원을 생성하고, 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호에 대한 제2가상 음원을 생성하기 위한 출력 음향 신호를 입력 받은 음향 신호로부터 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따른 제어부(230)는 제1가상 음원과 제2가상 음원을 생성하기 위해, 좌측 벽(170)와 우측 벽(175)로부터 반사되는 음향 신호를 사용할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)는 측면 스피커(151)로부터 출력되는 출력 음향 신호가 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호 및 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 가상 음원을 생성하기 위해, 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나가 제어된 음향 신호는 출력 음향 신호로 획득되고, 획득된 출력 음향 신호는 출력부(260) 내의 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154), 및 정면 스피커(156)를 통해 출력될 수 있다. 일 실시 예에 따른 제어부(230)는 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하여, 각 스피커(152, 154, 156)에서 출력될 출력 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따른 제어부(230)는 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 독립적으로 제어하고, 각 스피커(152, 154, 156)에서 출력될 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 독립적으로 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)는 입체 음향 재생 장치의 좌측에 위치한 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 좌측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 우측에 위치한 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 우측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 및 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 가상 음원을 생성하기 위해, 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)는 좌측 스피커(152)로부터 출력되는 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호가 좌측 벽(170)에 반사되어 생성되는 음향 신호, 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호가 우측 벽(175)에 반사되어 생성되는 음향 신호, 정면 스피커(156)로부터 출력되는 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호를 이용하여 제1위치에 제1가상 음원을 생성하기 위해 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 제어부(230)는 좌측 스피커(152)로부터 출력되는 출력 음향 신호의 우측 채널 신호가 좌측 벽(170)에 반사되어 생성되는 음향 신호, 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호의 우측 채널 신호가 우측 벽(175)에 반사되어 생성되는 음향 신호, 정면 스피커(156)로부터 출력되는 출력 음향 신호의 우측 채널 신호를 이용하여 제2위치에 제2가상 음원을 생성하기 위해 입력 받은 우측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 제1위치와 제2위치는 각각 청취자(110)가 입체 음향 재생 장치(150)를 바라보는 방향을 기준으로 청취자(110)의 좌측과 우측에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)는 음향 신호가 제공하는 음상의 공간 특성에 기초하여 가상 음원을 생성하고자 하는 위치인 제1위치 및 제2위치를 결정하고, 결정된 제1위치 및 제2위치에 기초하여 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호의 크기 값 중 적어도 하나를 제어하고, 측면 스피커(151) 및 정면 스피커(156) 각각에서 출력될 출력 음향 신호를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)는, 측면 스피커(151)와 벽까지의 거리 및 측면 스피커(151)와 벽 사이의 각도를 결정하고, 결정된 거리 및 각도에 기초하여 측면 스피커(151)가 음향 신호를 출력하는 방향을 지면과 수평 또는 지면과 수직 방향으로 제어할 수 있다. 제어부(230)에서 수행하는 동작은 도2b를 참조하여 상세히 후술한다.
제어부(230)는, 측면 스피커(151)로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자(110)에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 신호인 감쇠 신호를 생성할 수 있다. 생성된 감쇠 신호는 청취자(110) 위치에서의 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)는 측면 스피커(151) 중 좌측 스피커(152)로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 좌측 벽(170)과 반사되지 않고 청취자(110)에게 직접 전달된 좌측 유입 음향 신호를 청취자(110) 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 좌측 감쇠 신호 및 측면 스피커(151) 중 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 우측 벽(175)과 반사되지 않고 청취자(110)에게 직접 전달된 우측 유입 음향 신호를 청취자(110)의 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 우측 감쇠 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)는 측면 스피커(171)의 위치와 상기 청취자(110)의 위치 사이의 경로 정보에 의한 음향 전달 함수에 기초하여 청취자(110) 위치로 도달되는 유입 음향 신호를 예측하고, 예측된 유입 음향 신호 및 감쇠 신호를 출력하는 스피커의 위치와 청취자(110)의 위치 사이의 경로 정보에 의한 음향 전달 함수에 기초하여 감쇠 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)에서 획득된 출력 음향 신호는 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나가 제어된 제어 신호 및/또는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 감쇠 신호를 포함할 수 있다.
출력부(260)는 측면 스피커(151) 및 정면 스피커(156)을 통하여 제어부(230)에서 획득된 출력 음향 신호를 출력할 수 있다. 출력 음향 신호는 입력 받은 음향 신호에 대한 가상 음원을 생성할 수 있다. 정면 스피커(156)에서 출력되는 출력 음향 신호는 감쇠 신호를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 측면 스피커(151)에서 출력되는 각 출력 음향 신호는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 정면 스피커(156)에서 출력되는 출력 음향 신호는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호, 감쇠 신호를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 측면 스피커(151) 및 정면 스피커(156)에서 출력된 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호는 입력 받은 음향 신호에 대한 가상 음원을 생성할 수 있으며, 정면 스피커(156)에서 출력되는 감쇠 신호는 청취자(110)가 듣는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시킬 수 있다.
도2b는 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치를 나타내는 상세한 블록도이다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)의 제어부(230)는 감쇠 신호 생성부(234) 및 패닝부(232)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)는 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호에 대한 제1가상 음원을 제1위치에 생성하고, 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호에 대한 제2가상 음원을 제2위치에 생성하기 위한 출력 음향 신호를 입력 받은 음향 신호로부터 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 입력부(210)가 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호에 대한 좌측 가상 음원을 소정의 위치에 생성하고, 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호에 대한 우측 가상 음원을 소정의 위치에 생성하기 위해 입력 받은 음향 신호를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 좌측 스피커(152)로부터 출력되는 출력 음향 신호가 좌측 벽(170)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호가 우측 벽(175)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 및 정면 스피커(156)로부터 출력되는 출력 음향 신호를 이용하여 좌측 가상 음원과 우측 가상 음원을 소정의 위치에 생성하기 위해, 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 좌측 가상 음원과 우측 가상 음원을 생성하기 위해 사용되는 정면 스피커(156)로부터 출력되는 출력 음향 신호는 정면 스피커(156)로부터 출력되는 출력 음향 신호에서 감쇠 신호가 제외된 신호일 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌측 가상 음원은 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154), 정면 스피커(156)의 음향 패닝에 의해 생성된 가상의 좌측 스피커로서, 입체 음향 재생 장치(150)의 외부의 공간 중 청취자(110)가 입체 음향 재생 장치(150)를 바라보는 방향을 기준으로 좌측에 위치한 가상의 음원을 의미한다. 일 실시 예에 따른 우측 가상 음원은 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154), 정면 스피커(156)의 음향 패닝에 의해 생성된 가상의 우측 스피커로서, 입체 음향 재생 장치(150)의 외부의 공간 중 청취자(110)가 입체 음향 재생 장치(150)를 바라보는 방향을 기준으로 우측에 위치한 가상의 음원을 의미한다.
즉, 좌측 스피커(152)는 실제로 입체 음향 재생 장치(150)의 내부에 위치하지만, 청취자(110)는 음향 패닝에 의해 생성된 좌측 가상 음원의 위치에 음원이 존재한다고 느낄 수 있다. 또한, 우측 스피커(154)는 실제로 입체 음향 재생 장치(150) 내부에 위치하지만. 청취자(110)는 음향 패닝에 의해 생성된 우측 가상 음원의 위치에 음원이 존재한다고 느낄 수 있다.
도3a을 참조하여 설명하면, 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154), 정면 스피커(156)로부터 출력되는 출력 음향 신호를 이용하여 좌측 가상 음원(390) 및 우측 가상 음원(395)를 생성할 수 있다. 좌측 가상 음원(390) 및 우측 가상 음원(395)는 소정의 위치에 각각 생성된 가상의 음원이다.
보다 구체적으로, 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 좌측 스피커(152)가 출력하는 좌측 채널 신호가 좌측 벽(170)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 우측 스피커(154)가 출력하는 좌측 채널 신호가 우측 벽(175)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 정면 스피커(156)가 출력하는 좌측 채널 신호를 이용하여 소정의 위치에 좌측 가상 음원(390)을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 좌측 가상 음원(390)를 생성하기 위해, 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 결과적으로, 패닝부(232)는 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154), 및 정면 스피커(156)가 각각 출력하는 좌측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 좌측 스피커(152)가 출력하는 우측 채널 신호가 좌측 벽(170)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 우측 스피커(154)가 출력하는 우측 채널 신호가 우측 벽(175)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 정면 스피커(156)가 출력하는 우측 채널 신호를 이용하여 소정의 위치에 우측 가상 음원(395)를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 우측 가상 음원(395)를 생성하기 위해, 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 결과적으로, 패닝부(232)는 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154), 및 정면 스피커(156)가 출력하는 우측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 감쇠 신호 생성부(234)는 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자(110)에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 신호인 감쇠 신호를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따른 감쇠 신호 생성부(234)는 좌측 유입 음향 신호를 청취자(110)의 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 좌측 감쇠 신호 및/또는 우측 유입 음향 신호를 청취자(110)의 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 우측 감쇠 신호를 생성할 수 있다.
도3a을 참조하여 설명하면, 좌측 스피커(152)와 우측 스피커(154)가 각각 좌측 벽(170)과 우측 벽(175)을 향해 출력하는 음향 신호 중의 일부 신호(340, 345)는 각각 좌측 벽(170)과 우측 벽(175)과 반사되지 않고 청취자(110)에게 직접 전달되는데, 이러한 유입 음향 신호는 청취자(110)가 입력 받은 음향 신호로부터 느끼는 음장(sound field)의 크기를 감소시키고 청취자(110)가 듣는 음향 신호의 명료도를 저하시킬 수 있다.
도3b를 참조하면, 그래프(320)는 좌측 스피커(152) 또는 우측 스피커(154)로부터 출력되어 청취자(110)에게 전달되는 음향 신호의 크기를 청취자(110)의 위치에서 시간의 흐름에 따라 측정한 값을 나타낸다.
예를 들어, 좌측 스피커(152)에서 출력되는 출력 음향 신호는 좌측 벽(170)과 반사되어 경로(360)을 통해 전달되고 청취자(110)에게 도달되어 측정(322)될 수 있다. 그러나 좌측 스피커(152)에서 출력되는 출력 음향 신호 중 일부는 좌측 벽(170)과 반사되지 않고 직접 청취자(110)에게 전달되어 측정(324)될 수 있다. 즉, 측정된 크기 값(324)은 청취자(110)에게 전달된 유입 음향 신호의 크기 값이다.
일 실시 예에 따른 출력부(260) 내의 스피커에서 출력된 좌측 감쇠 신호는 전달 함수에 따라 청취자(110)의 위치로 전달되고, 청취자(110) 위치에서의 좌측 유입 음향 신호(340)와 합산되어 좌측 유입 음향 신호(340)를 감쇠 또는 제거시킬 수 있다. 일 실시 예에 따른 정면 스피커(156)는 감쇠 신호를 출력하는 적어도 하나의 스피커를 포함할 수 있으며, 감쇠 신호는, 제어된 음향 신호가 출력되는 스피커와 동일한 스피커에서 동시에 출력될 수도 있다. 이하, 정면 스피커(156)에서 감쇠 신호를 출력한다고 가정한다.
그래프(330)는 감쇠 신호 생성부(234)가 좌측 감쇠 신호 및 우측 감쇠 신호를 생성하여, 출력부(260)가 생성된 좌측 감쇠 신호 및 우측 감쇠 신호를 출력할 때에, 좌측 스피커(152) 또는 우측 스피커(154)로부터 출력되어 청취자(110)에게 전달되는 음향 신호의 크기를 청취자(110)의 위치에서 시간의 흐름에 따라 측정한 값을 나타낸다.
예를 들어, 좌측 유입 음향 신호(340)는 정면 스피커(156)로부터 출력되는 감쇠 신호에 의해 감쇠되므로 그래프(330)에 나타난 크기 값(334)은 그래프(320)에서 나타난 크기 값(324)보다 작을 수 있다.
일 실시 예에 따른 감쇠 신호 생성부(234)는, 측면 스피커(152, 154)와 청취자(110)간의 위치 정보에 기초한 전달 함수와 감쇠 신호를 출력하는 정면 스피커 (260)와 청취자(110)의 위치 정보에 기초한 전달 함수를 사용하여 출력부(260)에서 출력될 좌측 감쇠 신호와 우측 감쇠 신호를 결정할 수 있다. 감쇠 신호를 생성하는 과정은 도4b를 참조하여 상세히 설명한다.
일 실시 예에 따른 출력부(260)는 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154) 및 정면 스피커(156)을 통하여 제어부(230)에서 획득된 출력 음향 신호를 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따른 출력부(260)로부터 출력되는 출력 음향 신호는 좌측 가상 음원과 우측 가상 음원을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따른 청취자(110)는 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154) 및 정면 스피커(156)를 이용하여 생성된 좌측 가상 음원(390)과 우측 가상 음원(395)의 위치에 음원이 존재한다고 느낄 수 있다.
일 실시 예에 따른 출력부(260)는 감쇠 신호 생성부(234)에서 생성된 좌측 감쇠 신호와 우측 감쇠 신호를 출력하는 스피커를 포함할 수 있다. 정면 스피커(150)는 감쇠 신호를 출력하는 적어도 하나의 스피커를 포함할 수 있다. 감쇠 신호를 출력하는 스피커는 좌측 감쇠 신호를 출력하는 스피커와 우측 감쇠 신호를 출력하는 스피커를 포함할 수 있다. 감쇠 신호 생성부(234)에서 출력된 좌측 감쇠 신호와 우측 감쇠 신호는 청취자(110)위치에 도달되고, 좌측 유입 음향 신호(340)와 우측 유입 음향 신호(345)와 각각 합산되어 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시킬 수 있다.
도4a는 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치를 나타내는 상세한 블록도이다.
도4a의 입체 음향 재생 장치(150)는 도2b의 입체 음향 재생 장치(150)의 상세한 실시 예를 도시한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도2b의 입체 음향 재생 장치(150)에 관하여 기술된 내용은 도4a의 입체 음향 재생 장치(150)에도 적용된다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)의 제어부(230)는 대역 필터(410), 공간 분석 및 회전부(433), 음향 신호 분석부(420), 버추얼라이저(430) 및 증폭부(440)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 대역 필터(410)는 입력부(210)가 입력 받은 음향 신호를 고주파 대역과 저주파 대역으로 분리할 수 있다. 대역 필터(410)는 고역 통과 필터(High Pass Filter)와 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 포함할 수 있다. 대역 필터(410)는 아날로그 회로 필터, 디지털 필터일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 대역 필터(410)는 입력 받은 음향 신호 중 고주파 대역 신호는 패닝부(232)로 출력하고 저주파 대역 신호는 버추얼라이저(530)으로 출력할 수 있다. 즉, 패닝부(232)는 입력 받은 음향 신호의 고주파 대역 신호에 대해서만 음향 패닝을 수행할 수 있다. 고주파 대역 신호는 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154) 및 정면 스피커(156)로 출력되고 저주파 대역 신호는 정면 스피커(156)를 통해 출력될 수 있다.
일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는 입체 음향 재생 환경(100)의 공간적 특성을 분석할 수 있다. 도4a에서는 공간 분석 및 회전부(433)를 패닝부(232)와 분리하여 도시하였으나, 일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는 패닝부(232)에 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는, 도3a을 다시 참조하여 설명하면, 좌측 스피커(152)로부터 좌측 벽(170)까지의 거리(370) 및 좌측 스피커(152)와 좌측 벽(170) 사이의 각도(375)를 결정할 수 있다. 또한, 공간 분석 및 회전부(433)는 우측 스피커(154)와 우측 벽(175)사이의 거리(380) 및 각도(385)를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는 가청 음파나 비가청 음파(초음파) 또는 전자파를 이용하여 거리(370, 380) 및 각도(375, 385)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 공간 분석 및 회전부(433)는 좌측 벽(170)과 우측 벽(175)에 음향 신호를 출력하고 반사파가 검출되기까지의 시간 지연을 측정하여 거리(370, 380)를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는 좌측 벽(170)과 우측 벽(175)에 하나 이상의 방향으로 음향 신호를 출력하고, 출력되는 출력 음향 신호가 벽과 반사하여 돌아오는 신호의 에너지를 입체 음향 장치(150) 내에 마운팅 된 마이크로폰으로 측정하여 각도(375, 385)를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는 소정의 일정한 위치(390, 395)에 가상 음원을 생성하기 위해, 측정된 거리(370, 380) 및 각도(375, 385)에 기초하여, 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)중 적어도 하나의 음향 신호 출력 방향을 지면과 수평 또는 지면과 수직 방향으로 조절할 수 있다.
예를 들어, 도5를 참조하면, 공간 분석 및 회전부(433)는 측면 벽까지의 거리(370, 380)가 짧을 경우에는 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)를 청취자(110)를 향하도록 측면 스피커(152, 154)의 수평 방향을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는 측면 벽까지의 거리(370, 380)가 충분히 길 경우에는 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)를 각각 좌측 벽(170) 및 우측 벽(175)를 향하도록 측면 스피커(152, 154)의 수평 방향을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는 좌측 벽(170)까지의 거리(370)가 우측 벽(175)까지의 거리(380)보다 짧을 경우에는 좌측 스피커(152)는 청취자(110)를 향하고 우측 스피커(154)는 우측 벽(175)를 향하도록 측면 스피커(152, 154)의 수평 방향을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는 좌측 벽(170)까지의 각도(375)와 우측 벽(175)까지의 각도(385)가 다른 경우에는 좌측 스피커(152)는 청취자(110)의 반대 방향으로 향하게 하고 우측 스피커(154)는 우측 벽(175)를 향하도록 측면 스피커(152, 154)의 수평 방향을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(433)는 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154) 중 적어도 하나의 스피커를 천장을 향하게 수직 방향을 조절하여 바닥 면의 영향을 감소시키거나 청취자(110)로 하여금 고도감을 느끼게 할 수도 있다.
일 실시 예에 따른 공간 분석 및 회전부(233)는 혼(horn)의 형상을 가지는 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 수평 방향과 수직 방향의 각도를 물리적으로 조절할 수 있다. 이는 도 7을 참조하여 후술한다.
다시 도4a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 음향 신호 분석부(420)는 입력부(210)가 입력 받은 음향 신호가 제공하는 사운드 스테이지(sound stage)를 분석할 수 있다. 사운드 스테이지는 입력 받은 음향 신호가 제공하는 음상이 위치하는 공간 분포를 말한다.
사운드 스테이지는 입력 받은 음향 신호가 재현하는 음장의 크기를 의미하는 것으로, 음상이 센터에 집중된 음향 신호의 사운드 스테이지는 그 크기가 작고, 좌측과 우측에 음상이 집중된 신호의 사운드 스테이지는 그 크기가 크게 결정된다.
예를 들어, 스피커가 오케스트라 연주를 출력하는 경우 오케스트라의 좌 극단에 위치한 악기와 우 극단에 위치한 악기, 청취자와 가장 가깝게 느끼는 악기, 청취자에서 스피커 방향으로 가장 멀리 위치한 것으로 인식되는 악기들이 사운드 스테이지의 위치 및 크기를 결정할 수 있다.
도6을 참조하면, 일반적으로 좌측 스피커(152)와 우측 스피커(154) 사이의 공간(610)이 사운드 스테이지로 결정할 수 있다. 그러나, 일 실시 예에 따른 음향 신호 분석부(420)는 입력 받은 음향 신호를 분석하여 입력된 음향 신호에 적합한 사운드 스테이지를 다르게 결정할 수 있다.
예를 들어, 음향 신호 분석부(420)는 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호의 에너지를 분석하여 적절한 사운드 스테이지를 결정할 수 있다. 음향 신호 분석부(420)는 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호의 에너지보다 모노 신호의 에너지가 지배적이라면 사운드 스테이지(670)를 중앙에 위치시키고 좌우 넓이를 축소시킬 수 있다. 또한, 음향 신호 분석부(420)는 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호의 에너지가 모노 신호의 에너지보다 훨씬 크다면 사운드 스테이지를 좌우로 넓게 확장(680)시킬 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 음향 신호 분석부(420)는 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호의 상관 관계(correlation)를 분석하여 상관 관계가 높을 경우 사운드 스테이지의 크기를 작게 결정하고, 상관 관계가 낮을 경우 사운드 스테이지의 크기를 크게 결정할 수 있다. 즉, 사운드 스테이지(670, 680)를 결정하는 각도(640, 645)는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호 간의 상관 관계에 반비례하도록 결정할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 음향 신호 분석부(420)는 입력 받은 음향 신호의 장르를 분석하거나 잔향감을 고려하여 사운드 스테이지의 위치 및 크기를 결정할 수도 있다.
일 실시 예에 따른 음향 신호 분석부(420)는 결정된 사운드 스테이지에 대한 정보를 패닝부(232) 및 버추얼 라이저(430)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 음향 신호 분석부(420)는 청취자(110)와 사운드 스테이지(670) 사이의 거리(650) 및 각도(640)에 대한 정보를 패닝부(232) 및 버추얼 라이저(430)에 전달할 수 있다. 또한, 음향 신호 분석부(420)는 청취자(110)와 사운드 스테이지(680) 사이의 거리(655) 및 각도(645)에 대한 정보를 패닝부(232) 및 버추얼 라이저(430)에 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따른 사운드 스테이지에 대한 정보는 좌측 가상 음원(390) 및 우측 가상 음원(395)의 위치 정보를 포함할 수 있다. 즉, 입력 받은 음향 신호가 사운드 스테이지(680)로 결정되었다면 생성하는 좌측 가상 음원의 위치는 위치(620)로 결정되고 우측 가상 음원의 위치는 위치(630)로 결정될 수 있다. 또한, 입력 받은 음향 신호가 사운드 스테이지(670)로 결정되었다면 생성하는 좌측 가상 음원의 위치는 위치(625)로 결정되고 우측 가상 음원의 위치는 위치(635)로 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 좌측 가상 음원 및 우측 가상 음원을 소정의 일정한 위치에 생성하기 위해 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154) 및 정면 스피커(156)가 출력하는 각 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호의 크기(이득(Gain)) 및 시간 지연 중 적어도 하나를 변경할 수 있다. 상술한 바와 같이, 좌측 가상 음원 및 우측 가상 음원의 위치는 음향 신호 분석부(420)로부터 전달받은 사운드 스테이지에 대한 정보로부터 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)에서 출력하는 음향 신호의 주파수에 따른 지향성(directivity)을 고려하여 정면 스피커(156) 및 측면 스피커(152, 154)가 출력하는 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호의 크기를 다르게 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 측면 스피커(152, 154)로부터 출력되는 출력 음향 신호가 고주파일수록 지향성이 향상되어 음상이 측면 벽(170, 175)에 가깝게 생성되고 저주파일수록 지향성이 감소되어 음상이 측면 스피커(152, 154)에 가깝게 생성되는 점을 고려하여, 출력되는 출력 음향 신호의 주파수에 관계없이 가상의 음원이 일정한 위치(390, 395)에 형성되도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 주파수에 관계없이 좌측 가상 음원(390)을 일정한 위치에 생성하기 위해, 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154) 및 정면 스피커(156) 중 적어도 두 개의 스피커에서 출력되는 좌측 채널 신호를 동시에 사용할 수 있다. 좌측 가상 음원(390)을 일정한 위치에 생성하기 위해 사용되는 정면 스피커(156)는 정면 스피커(156)의 좌측에 위치하는 트위터 스피커일 수 있다.
일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호의 주파수가 높아질수록 좌측 스피커(152)에서 출력하는 좌측 채널 신호의 지향성이 증가한다는 점을 고려하여 우측 스피커(154)에서 출력되는 좌측 음향 신호의 크기를 증가시킬 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호의 주파수가 높아질수록 우측 스피커(152)에서 출력하는 우측 음향 신호의 지향성이 증가한다는 점을 고려하여 좌측 스피커(152)에서 출력되는 우측 음향 신호의 크기를 증가시킬 수 있다.
예를 들어 도7을 참조하여 설명하면, 선(730)과 선(710)은 좌측 스피커(152)와 우측 스피커(154) 중 어느 하나의 스피커에서 출력하는 좌측 채널 신호의 주파수에 따른 크기를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 선(730)이 좌측 스피커(152)에서 출력되는 좌측 채널 신호를 나타낸다면 선(710)은 우측 스피커(154)에서 출력되는 좌측 채널 신호를 나타내고 선(720)은 정면 스피커(156)의 좌측에 위치한 트위터 스피커로부터 출력되는 좌측 음향 신호를 나타낼 수 있다.
만약, 선(730)이 우측 스피커(154)에서 출력되는 우측 채널 신호를 나타낸다면 선(710)은 좌측 스피커(152)에서 출력되는 우측 채널 신호를 나타내고 선(720)은 정면 스피커(156)의 우측에 위치한 트위터 스피커로부터 출력되는 우측 채널 신호를 나타낼 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 선(730)이 좌측 스피커(152)로부터 출력되는 좌측 채널 신호를 나타낸다고 가정한다.
일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152)와 우측 스피커(154)와 정면 스피커(156)의 좌측 트위터 스피커에서 출력되는 좌측 채널 신호의 크기의 합은 일정(740)하다.
주파수가 높아질수록 좌측 스피커(152)가 출력하는 좌측 채널 신호의 지향성은 향상되므로 좌측 스피커(152)만을 사용할 경우 좌측 스피커(152)로부터 생성된 가상 음원은 좌측 벽(170) 쪽에 가까이 생성되므로 좌측 가상 음원을 원하는 위치(390)에 생성되게 하기 위해서는 가상 음원을 우측 방향으로 옮길 필요가 있다.
따라서, 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 좌측 스피커(152)에서 출력되는 좌측 채널 신호의 주파수가 높아질수록, 정면 스피커(156) 및 우측 스피커(156) 중 적어도 하나의 스피커에서 출력되는 좌측 채널 신호의 크기를 증가시킬 수 있다. 반대로 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는, 좌측 스피커(152)에서 출력되는 좌측 채널 신호의 주파수가 낮아질수록, 정면 스피커(156) 및 우측 스피커(156) 중 적어도 하나의 스피커에서 출력되는 좌측 채널 신호의 크기를 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(230)는 측면 스피커(152, 154)로부터 출력되는 출력 음향 신호가 측면 벽(170, 175)에 반사되어 청취자(110)에게 도달하는 출력 음향 신호와 정면 스피커(156)로부터 출력되어 청취자(110)에게 직접 도달하는 출력 음향 신호가 청취자(110)에게 동시에 도달하도록 좌측 스피커(152)와 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호의 시간 지연(time delay)을 결정할 수 있다.
도3a을 다시 참조하면, 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 좌측 스피커(152)로부터 출력되는 출력 음향 신호가 좌측 벽(170)과 반사하여 청취자(110)에게 도달하는 경로의 길이(360)를 결정할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 제어부(230)는 정면 스피커(156) 에서 출력되는 출력 음향 신호가 청취자(110)에 직접 도달하는 경로의 길이(350)를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 좌측 스피커(152)에서 출력되는 출력 음향 신호와 정면 스피커(156)에서 출력되는 음향 신호가 청취자(110)에 동시에 도달하도록 하여 명료도를 유지시키기 위해 좌측 스피커(152)에서 출력되는 출력 음향 신호를 정면 스피커(156)에서 출력되는 출력 음향 신호보다 (길이(360)-길이(350))/C0 만큼 시간 지연시킬 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호가 우측 벽(175)과 반사되어 청취자(110)에게 도달하는 전달 경로의 길이(365)를 결정할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 제어부(230)는 정면 스피커(156)로부터 출력되는 출력 음향 신호가 청취자(110)에 직접 도달하는 전달 경로의 길이(355)를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 우측 스피커(154)에서 출력되는 출력 음향 신호와 정면 스피커(156)에서 출력되는 출력 음향 신호가 청취자(110)에 동시에 도달하도록 하여 명료도를 유지시키기 위해 우측 스피커(154)에서 출력하는 음향 신호를 정면 스피커(156)에서 출력되는 출력 음향 신호보다 (길이(365)-길이(355))/C0 만큼 시간 지연시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 패닝부(232)는 길이(360)와 길이(365)를 비교하여 길이가 더 큰 쪽의 스피커에서 출력되는 출력 음향 신호의 크기를 더 크게 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 감쇠 신호 생성부(234)는 패닝부(232)에서 좌측 스피커(152)와 우측 스피커(154)로부터 출력될 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호가 결정되면, 결정된 음향 신호에 기초하여 좌측 유입 음향 신호(340)와 우측 유입 음향 신호(355)를 예측하고, 예측된 유입 음향 신호를 각각 감쇠 또는 제거시키기 위한 좌측 감쇠 신호 및 우측 감쇠 신호를 생성할 수 있다.
도4b는 일 실시 예에 따른 감쇠 신호 생성부의 상세한 블록도를 나타낸다.
일 실시 예에 따른 감쇠 신호 생성부(234)는 예측부(470) 및 결정부(480)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 예측부(470)는 좌측 스피커(152) 또는 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 좌측 벽(170) 또는 우측 벽(175)와 반사되지 않고 직접 전달되어 청취자(110)에게 도달하는 좌측 유입 음향 신호 또는 우측 유입 음향 신호를 예측할 수 있다. 일 실시 예에 따른 예측부(470)는 좌측 스피커(152) 또는 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호에 대한 정보를 패닝부(232)로부터 수신받을 수 있다. 좌측 유입 음향 신호와 우측 유입 음향 신호는 각각 좌측 스피커(152)로부터 출력되는 출력 음향 신호로부터 발생되는 유입 음향 신호와 우측 스피커(154)로부터 출력되는 출력 음향 신호로부터 발생되는 유입 음향 신호를 의미한다.
일 실시 예에 따른 예측부(470)는, 좌측 스피커(152)에서 출력되는 출력 음향 신호(XL", 460)에 좌측 스피커(152)와 청취자(110) 사이의 경로 정보에 기초한 음향 전달 함수(HL,side)를 적용하여 청취자(110) 위치에 도달된 좌측 유입 음향 신호를 HL,side·XL"(475)로 예측할 수 있다. 즉, 청취자(110) 위치에서 측정될 수 있는 좌측 유입 음향 신호를 HL,side·XL"(475)로 예측할 수 있다.
일 실시 예에 따른 결정부(480)는 예측부(470)에서 예측된 유입 음향 신호를 청취자(110)의 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 감쇠 신호를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따른 결정부(480)는 예측부(470)에서 예측된 좌측 유입 음향 신호 HL,side·XL"(475)를 청취자(110) 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 좌측 감쇠 신호를 - HL,side· XL"(즉, 청취자(110) 위치에 도달한 좌측 감쇠 신호)로 결정할 수 있다. 또한, 결정부(480)는 청취자(110)위치에서의 좌측 감쇠 신호 - HL,side· XL"에 전달 함수 HL,front를 적용하여, 정면 스피커(156)에서 출력될 좌측 감쇠 신호를 - HL,side· XL"/ HL,front(485)로 결정할 수 있다. HL,front 는 좌측 감쇠 신호를 출력하는 스피커의 위치와 청취자(110) 사이의 경로 정보에 기초한 음향 전달 함수이다. 즉, 결정부(480)는 청취자(110)위치에 도달할 감쇠 신호에 감쇠 신호를 출력하는 스피커의 위치와 청취자(110) 사이의 경로 정보에 기초한 음향 전달 함수를 역으로 적용하여 정면 스피커(156)에서 출력될 좌측 감쇠 신호를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 정면 스피커(156)로부터 출력된 좌측 감쇠 신호 -HL,side· XL"/ HL,front(485)는 음향 전달 함수 HL,front 를 통해 청취자(110)위치로 전달되어 청취자(110)위치에 도달된 감쇠 신호는 -HL,side· XL"가 되고, 청취자(110)에 도달된 좌측 유입 음향 신호 HL,side·XL"(475)와 상쇄될 수 있다. 음향 전달 함수는 입체 음향 재생 환경(100)의 특성에 기초하여 미리 주어지는 정보일 수 있으며, 입체 음향 재생 환경(100)의 특성은 스피커 유닛 간의 거리, 출력 각도 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다시 도4a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 버추얼라이저(430)는 입력 받은 음향 신호 중 저주파 대역 신호에 대해 가상의 음원을 소정의 위치에 정위시키는 렌더링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 버추얼라이저(430)는 머리전달함수 렌더링(Head Related Transfer Function rendering), 빔 포밍 렌더링(Beam-forming rendering) 또는 집중 음원 렌더링(Focused Source rendering) 알고리즘으로 입력 받은 음향 신호를 처리하여 저주파 대역 신호에 대응하는 정면 스피커의 음향 신호를 획득할 수도 있다.
예를 들어, 버추얼라이저(430)는 저주파 대역 신호를 소정의 머리 전달 함수(HRTF, Head Related Transfer Filter) 필터에 통과시킬 수 있다. HRTF는 음원의 공간적인 위치로부터 청취자(110)의 양 귀까지의 경로 정보, 즉 주파수 전달 특성을 포함한다. HRTF는 두 귀간의 레벨 차이(ILD, Inter-aural Level Difference) 및 두 귀 간에서 음향 시간이 도달하는 시간 차이(ITD, Inter-aural Time Difference)등의 단순한 경로 차이뿐만 아니라, 머리 표면에서의 회절, 귓바퀴에 의한 반사등 복잡한 경로상의 특성이 음의 도래 방향에 따라 변화하는 현상에 의하여 입체 음향을 인식할 수 있도록 한다. 공간상의 각 방향에서 HRTF는 유일한 특성을 갖기 때문에 이를 이용하면 입체 음향을 생성할 수 있다. 즉, 버추얼라이저(430)는 소정의 머리 전달 함수를 이용하여 저주파 대역 신호를 소정의 위치에 정위시켜 사운드 스테이지를 확장시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 증폭부(440)는 패닝부(232) 및 버추얼 라이저(430)에 의해 결정된 이득 값에 따라 입력 받은 음향 신호를 증폭(또는 감쇄)할 수 있다.
예를 들어, 증폭부(440)는 좌측 스피커(152)로 출력될 좌측 채널 신호는 제1이득 값에 따라 증폭하고 우측 스피커(154)로 출력될 좌측 채널 신호는 제2이득 값에 따라 증폭할 수 있다. 또한, 우측 스피커(154)로 출력될 우측 채널 신호는 제1이득 값에 따라 증폭하고 좌측 스피커(152)로 출력될 우측 채널 신호는 제2이득 값에 따라 증폭할 수 있다.
또한 일 실시 예에 따른 증폭부(440)는 정면 스피커(156)로 출력될 우측 채널 신호 및 좌측 채널 신호를 제3이득 값과 제4이득 값에 따라 증폭할 수 있다. 일 실시예에 따른 증폭부(44)은 정면 스피커(156) 중 좌측 트위터 스피커, 우측 트위터 스피커, 좌측 미드 스피커, 우측 미드 스피커 각각에 대해 출력되는 출력 음향 신호의 이득 값을 다르게 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 증폭부(540)는 이퀄라이저(미도시)를 포함할 수 있다. 이퀄라이저는 입력 받은 음향 신호의 전체적인 주파수 특성을 가공하고 조절하여 적당한 음역을 유지시킬 수 있다. 이퀄라이저는 버추얼라이저(430)과 결합하여 주파수에 따라 음색이 변하지 않도록 보정할 수 있다. 또한, 패닝부(232)의 신호처리에 의한 주파수 응답이 청취자(110)의 위치에서 일정하도록 유지시킬 수 있다.
도8은 혼 형상의 측면 스피커의 다양한 형태를 나타낸다.
상술한 바와 같이 일 실시 예에 따른 측면 스피커(152, 154)는 측면 벽(170, 175) 방향으로 출력하는 음향 신호가 강한 지향성을 가지도록 혼(horn) 형상이 될 수 있다. 혼은 목부와 개구부를 포함하는 나팔관 형태의 프레임으로 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼(810)는 측면 벽(170, 175)에 의한 반사파가 청취자(110)를 향하도록 엔클로저(820) 내에서 청취자(110)방향으로 α각도만큼 기울어질 수 있다. 엔클로저(820)는 입체 음향 재생 장치(100)에 포함된 스피커 엔클로져일 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼(830)는 바닥면에 의한 반사의 영향을 감소시키기 위해 엔클로저(820) 내에서 윗 방향으로 β각도만큼 기울어질 수 있다.
일 실시 예에 다른 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼은 지면과 수평 방향으로는 엔클로저(820) 내에서 γ각도만큼 기울어지고 수직 방향은 δ각도로 기울어질 수 있다. 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼은 수직 방향으로 δ각도로 기울어짐으로서 가상의 음원을 소정의 고도에 위치시켜 청취자(110)에게 고도감을 느끼게 할 수도 있다.
일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼(840)은 엔클로저(820) 내에서 나선(Helical)형상일 수 있다. 혼의 길이가 음향 신호의 출력 방향으로 길어질수록, 음향 신호가 출력되는 입구의 크기가 커질수록 특정 주파수 대역에서 높은 지향성을 가진다.
즉, 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼의 길이가 길수록 지향성이 증가하나, 혼의 길이가 긴 스피커는 긴 형상을 가질 뿐 아니라 목부를 기준으로 좌측 및 우측으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형상을 가지므로 체적이 확대되어 제작, 설치 및 휴대가 어렵다. 또한, 스피커의 엔클로저의 크기와 외관 형상에도 영향을 받으므로 엔클로저의 크기가 작아짐에 따라 혼의 물리적인 제한거리는 짧아질 수 있다.
따라서, 일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼(850)은 작은 체적에서 높은 지향성을 가지기 위해 직선(Straight) 형상 대신 나선(Helical) 형상이 될 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼(870)의 개구부는 엔클로저(820)의 형태에 따라 변형될 수 있다.
상술한 바와 같이 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼은 엔클로저(820) 내에서 지면과 수평 방향 또는 수직 방향으로 기울어질 수 있는 바, 기울어진 혼(865)은 직선과 평면으로 구성된 엔클로저(820)와 형상이 매칭이 되지 않을 수 있다. 예를 들어, 혼(865)은 엔클로저 내에서 지면과 수평 방향으로 α각도만큼 기울어지면서 엔클로저(820)의 형상과 매칭되지 않는다. 따라서, 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼(870)은 엔클로저(820)의 형상에 적합하도록 개구부의 모양을 변형될 수 있다. 즉, 혼(870)의 개구부는 엔클로저(820)의 형상에 적합하게 지면과 수평 방향 또는 수직 방향으로 비스듬히 깎일 수 있다. 이 경우, 혼(870)의 음향 신호의 출력 패턴은 유지될 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌측 스피커(152) 및 우측 스피커(154)의 혼(880)의 내부에는 회전을 통해 혼(880)의 출력 방향을 용이하게 조정할 수 있는 스티어링 플러그(Steering Plug, 883)가 위치할 수 있다.
도9은 일 실시예에 따른 입체 음향 재생 장치에 포함된 엔클로저의 형태를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 혼은 길이가 길수록 공기와의 정합성이 좋아져 효율이 향상되나, 혼의 길이가 긴 스피커는 긴 형상을 가질 뿐 아니라 목부를 기준으로 좌측 및 우측으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형상을 가지므로 체적이 확대되어 전체적인 입체 음향 재생 장치(150)의 체적이 확대될 수 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 소형화를 위해 입체 음향 재생 장치(150) 내의 우퍼 엔클로저(Woofer enclosure)내부에 측면 스피커(152, 154)를 포함시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 측면 스피커(152, 154)의 혼을 저역 음향 신호 방출구인 덕트(Duct)안에 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 관형 엔클로져(Vented Enclosure, 810) 및 대역 통과 엔클로져(Bandpass Enclosure, 850) 내의 덕트(920, 960)는 혼(930, 970)을 포함할 수 있다.
따라서, 일 실시 예에 따른 덕트(920, 960)에서는 측면 스피커(152, 154)의 혼으로부터 출력되는 고주파수 대역과 우퍼로부터 출력되는 저주파수 대역이 동시에 출력될 수 있다. 혼(930, 970)이 덕트(920, 960) 안에 공존하더라도 우퍼가 출력하는 저주파수 대역의 음향 신호와 혼(930, 970)이 출력하는 고주파수 대역의 음향 신호는 주파수 대역이 다르므로 음향 신호의 보강 간섭과 소멸 간섭과 같은 간섭 현상은 발생하지 않는다.
도10은 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치가 입체 음향을 재생하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
단계 1020에서, 입체 음향 재생 장치(150)는 음향 신호를 입력 받을 수 있다. 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 텔레비전, 컴퓨터, 스마트 폰, 태블릿 PC 와 같은 외부 기기로부터 음향 신호를 통신 경로를 통해 입력 받을 수 있다.
단계 1040에서, 입력 받은 음향 신호의 가상 음원을 생성하기 위한 출력 음향 신호를 입력 받은 음향 신호로부터 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 입력 받은 음향 신호에 대한 좌측 가상 음원과 우측 가상 음원을 생성하기 위해, 입력 받은 음향 신호를 제어할 수 있다. 단계 1040는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 감쇠 신호를 생성하는 단계 1042를 포함할 수 있다.
단계 1042에서, 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 측면 스피커(151)로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 감쇠 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 좌측 스피커(152)가 좌측 벽(170)을 향해 출력하는 출력 음향 신호 중 좌측 벽(170)과 반사되지 않고 청취자(110)에게 직접 전달되는 좌측 유입 음향 신호를 청취자(110) 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 좌측 감쇠 신호 및 우측 스피커(154)가 우측 벽(175)을 향해 출력하는 출력 음향 신호 중 우측 벽(175)과 반사되지 않고 청취자(110)에게 직접 전달되는 우측 유입 음향 신호를 청취자(110) 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 우측 감쇠 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 감쇠 신호를 생성하기 위해, 좌측 스피커(152)가 좌측 벽(170)을 향해 출력하는 출력 음향 신호에 좌측 스피커(152)의 위치와 청취자(110)의 위치 사이의 경로 정보에 기초한 음향 전달 함수를 적용하여 청취자(110) 위치로 전달되는 좌측 유입 음향 신호를 예측하고, 우측 스피커(154)가 우측 벽(175)을 향해 출력하는 출력 음향 신호에 우측 스피커(154)의 위치와 청취자(110)의 위치 사이의 경로 정보에 기초한 음향 전달 함수를 적용하여 청취자(110) 위치로 전달되는 우측 유입 음향 신호를 예측할 수 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 예측된 좌측 유입 음향 신호를 청취자(110) 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 음향 신호에, 좌측 감쇠 신호를 출력하는 스피커의 위치와 청취자(110)의 위치 사이의 경로 정보에 기초한 음향 전달 함수를 역으로 적용하여, 스피커에서 출력될 좌측 감쇠 신호를 결정할 수 있다. 또한, 입체 음향 재생 장치(150)는 예측된 우측 유입 음향 신호를 청취자(110) 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 음향 신호에, 우측 감쇠 신호를 출력하는 스피커의 위치와 청취자의 위치 사이의 경로 정보에 기초한 음향 전달 함수를 역으로 적용하여, 스피커에서 출력될 우측 감쇠 신호를 결정할 수 있다.
단계 1060에서, 입체 음향 재생 장치(150)는 단계 1040에서 획득된 출력 음향 신호를 측면 스피커(151) 및 정면 스피커(156)를 사용하여 출력할 수 있다. 측면 스피커(151) 및 정면 스피커(156)를 통해 출력되는 출력 음향 신호는 가상 음원을 생성할 수 있다. 정면 스피커(156)에서 출력되는 출력 음향 신호는 단계 1042에서 생성된 감쇠 신호를 포함할 수 있다.
도11은 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치가 입체 음향을 재생하는 방법의 상세한 흐름도를 나타낸다.
단계 1120, 1140, 1144, 1160은 각각 도10의 단계 1020, 1040, 1042, 1060과 대응되므로 상세한 설명을 생략한다.
단계 1140는, 단계1020에서 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하는 단계 1142를 포함할 수 있다.
단계 1142에서, 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는, 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하여 가상 음원을 생성하기 위한 출력 음향 신호를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 좌측 스피커(152)가 출력하는 좌측 채널 신호가 좌측 벽(170)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 우측 스피커(154)가 출력하는 좌측 채널 신호가 우측 벽(175)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 정면 스피커(156)가 출력하는 좌측 채널 신호를 이용하여 소정의 위치에 좌측 가상 음원을 생성하기 위해, 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 좌측 스피커(152)가 출력하는 우측 채널 신호가 좌측 벽(170)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 우측 스피커(154)가 출력하는 우측 채널 신호가 우측 벽(175)과 반사되어 생성되는 음향 신호, 정면 스피커(156)가 출력하는 우측 채널 신호를 이용하여 소정의 위치에 우측 가상 음원을 생성하기 위해, 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌측 가상 음원이 위치하는 소정의 위치는 입체 음향 재생 장치(150)의 외부의 공간 중 청취자가 입체 음향 재생 장치를 바라보는 방향을 기준으로 좌측에 위치하고, 우측 가상 음원이 위치하는 소정의 위치는 입체 음향 재생 장치(150)의 외부의 공간 중 청취자가 입체 음향 재생 장치를 바라보는 방향을 기준으로 우측에 위치할 수 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 단계 1020에서 입력 받은 음향 신호가 제공하는 사운드 스테이지(sound stage)를 분석하여 좌측 가상 음원과 우측 가상 음원의 위치를 결정하고, 결정된 위치에 좌측 가상 음원과 우측 가상 음원이 정위되도록 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154) 및 정면 스피커(156)가 출력하는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호의 이득, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 좌측 스피커(152)와 좌측 벽(170) 사이의 거리와 각도 및 우측 스피커(154)와 우측 벽(175) 사이의 거리와 각도를 결정하고, 결정된 거리와 각도에 기초하여 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154), 정면 스피커(156)가 출력하는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호의 이득 및 지연 값 중 적어도 하나를 변경할 수 있다. 또한, 결정된 거리와 각도에 기초하여 좌측 스피커(152), 우측 스피커(154), 정면 스피커(156)가 출력하는 방향을 지면과 수평 또는 수직 방향으로 조절할 수도 있다.
단계 1142에서 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나가 제어되면, 좌측 스피커(152)에서 출력되는 출력 음향 신호, 우측 스피커(154)에서 출력되는 출력 음향 신호, 정면 스피커(154)에서 출력되는 출력 음향 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향이 결정될 수 있다. 좌측 스피커, 우측 스피커, 및 정면 스피커에서 출력되는 출력 음향 신호는 각각 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 포함할 수 있다.
단계 1144에서, 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 단계 1142에서 결정된, 각 스피커에서 출력되는 음향 신호에 기초하여, 청취자(110)가 듣게 될 유입 음향 신호를 예측하고, 예측된 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 감쇠 신호를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 좌측 스피커(152)에서 출력될 음향 신호에 기초하여 청취자(110)에게 전달되는 좌측 유입 음향 신호를 예측하여, 예측된 좌측 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 좌측 감쇠 신호를 결정할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 입체 음향 재생 장치(150)는 우측 스피커(154)에서 출력될 음향 신호에 기초하여 청취자(110)에게 전달되는 우측 유입 음향 신호를 예측하여, 예측된 우측 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 우측 감쇠 신호를 결정할 수 있다.
단계 1160에서, 입체 음향 재생 장치(150)는 단계 1140에서 생성된 출력 음향 신호를 측면 스피커(151), 및 정면 스피커(156)를 통해 출력할 수 있다. 출력 음향 신호는 단계 1142에서 생성된 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나가 제어된 입력 음향 신호와 단계1144에서 생성된 감쇠 신호를 포함할 수 있다. 감쇠 신호는 정면 스피커(156)를 통해 출력될 수 있다.
한편, 상술한 입체 음향 재생 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM. CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명에 의한 방법, 프로세스, 장치, 제품 및/또는 시스템은 간단하고, 비용적으로 효과적이며, 복잡하지 않으면서 매우 다양하고 정확하다. 또한 본 발명에 의한, 프로세스, 장치, 제품 및 시스템에 알려진 구성 요소를 적용함으로써 즉시 이용할 수 있으면서 효율적이고 경제적인 제조, 응용 및 활용을 구현할 수 있다. 본 발명의 또 다른 중요한 측면은 비용 감소, 시스템 단순화, 성능 증가를 요구하는 현 추세에 부합한다는 것이다. 이러한 본 발명의 실시 예에서 볼 수 있는 유용한 양상은 결과적으로 적어도 현 기술의 수준을 높일 수 있을 것이다.
본 발명은 특정한 최상의 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 이외에 본 발명에 대체, 변형 및 수정이 적용된 발명들은 전술한 설명에 비추어 당업자에게 명백할 것이다. 즉, 청구범위는 이러한 모든 대체, 변형 및 수정된 발명을 포함하도록 해석한다. 그러므로 이 명세서 및 도면에서 설명한 모든 내용은 예시적이고 비제한적인 의미로 해석해야 한다.

Claims (15)

  1. 음향 신호를 입력 받는 입력부;
    상기 입력 받은 음향 신호의 가상 음원을 생성하기 위한 출력 음향 신호를 획득하는 제어부; 및
    정면 스피커 및 측면 스피커를 사용하여 상기 획득된 출력 음향 신호를 출력하는 출력부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 신호인 감쇠 신호를 생성하고,
    상기 정면 스피커에서 출력되는 출력 음향 신호는, 상기 감쇠 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측면 스피커는, 좌측 스피커와 우측 스피커를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 좌측 벽과 반사되지 않고 상기 청취자에게 직접 전달되는 좌측 유입 음향 신호를 상기 청취자 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 제1감쇠 신호 및 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 우측 벽과 반사되지 않고 상기 청취자에게 직접 전달되는 우측 유입 음향 신호를 상기 청취자 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 제2 감쇠 신호 중 적어도 하나를 생성하고,
    상기 정면 스피커는, 상기 제1 감쇠 신호 및 상기 제2 감쇠 신호 중 적어도 하나의 감쇠 신호를 출력하는 스피커를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 측면 스피커의 위치와 상기 청취자의 위치 사이의 경로 정보에 의한 음향 전달 함수에 기초하여 상기 청취자 위치로 도달되는 상기 좌측 유입 음향 신호 및 우측 유입 음향 신호를 예측하고, 상기 예측된 좌측 유입 음향 신호 및 우측 유입 음향 신호 및 상기 감쇠 신호를 출력하는 스피커의 위치와 상기 청취자의 위치 사이의 경로 정보에 의한 음향 전달 함수에 기초하여 상기 감쇠 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가상 음원은, 상기 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호에 대한 제1가상 음원과 상기 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호에 대한 제2가상 음원을 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호 및 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 상기 제1가상 음원과 상기 제2가상 음원을 생성하기 위해, 상기 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하여 상기 출력 음향 신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 측면 스피커는 상기 입체 음향 재생 장치의 좌측에 위치한 좌측 스피커와 우측에 위치한 우측 스피커를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 좌측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 우측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 및 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 상기 제1가상 음원과 상기 제2가상 음원을 생성하기 위해, 상기 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호가 상기 좌측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호가 상기 우측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 좌측 채널 신호를 이용하여 상기 제1가상 음원을 제1위치에 생성하기 위해 상기 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하고,
    상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 우측 채널 신호가 상기 좌측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 우측 채널 신호가 상기 우측 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호, 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호의 우측 채널 신호를 이용하여 상기 제2가상 음원을 제2위치에 생성하기 위해 상기 입력 받은 음향 신호의 우측 채널 신호의 크기, 시간 지연, 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하고,
    상기 제1위치와 상기 제2위치는 각각 상기 청취자가 상기 입체 음향 재생 장치를 바라보는 방향을 기준으로 상기 청취자의 좌측과 우측에 위치하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 입력 받은 음향 신호가 제공하는 음상의 공간 특성에 기초하여 상기 제1위치 및 상기 제2위치를 결정하고, 상기 결정된 제1위치 및 제2위치에 기초하여 상기 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호의 크기 값 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 측면 스피커와 상기 벽까지의 거리 및 상기 측면 스피커와 상기 벽 사이의 각도를 결정하고,
    상기 결정된 거리 및 각도에 기초하여 상기 측면 스피커가 음향 신호를 출력하는 방향을 지면과 수평 또는 지면과 수직 방향으로 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 측면 스피커는 혼(horn) 형상인 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 측면 스피커는 상기 입체 음향 재생 장치 내의 우퍼(woofer)의 엔클로져 안에 포함되는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 패닝부와 감쇠 신호 생성부를 포함하고,
    상기 패닝부는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 벽에 반사되어 생성되는 음향 신호 및 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 상기 가상 음원을 생성하기 위해, 상기 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하고,
    상기 감쇠 신호 생성부는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 신호인 감쇠 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 장치.
  12. 음향 신호를 입력 받는 단계;
    상기 입력 받은 음향 신호의 가상 음원을 생성하기 위한 출력 음향 신호를 획득하는 단계; 및
    정면 스피커 및 측면 스피커를 사용하여 상기 생성된 출력 음향 신호를 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 출력 음향 신호를 획득하는 단계는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 청취자에게 직접 전달되는 유입 음향 신호를 감쇠 또는 제거시키기 위한 신호인 감쇠 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 정면 스피커에서 출력되는 출력 음향 신호는, 상기 감쇠 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측면 스피커는, 좌측 스피커와 우측 스피커를 포함하고,
    상기 출력 음향 신호를 생성하는 단계는, 상기 좌측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 좌측 벽과 반사되지 않고 상기 청취자에게 직접 전달되는 좌측 유입 음향 신호를 상기 청취자 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 제1감쇠 신호 및 상기 우측 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호 중 우측 벽과 반사되지 않고 상기 청취자에게 직접 전달되는 우측 유입 음향 신호를 상기 청취자 위치에서 감쇠 또는 제거시키기 위한 제2 감쇠 신호 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 정면 스피커는, 상기 제1 감쇠 신호 및 상기 제2 감쇠 신호 중 적어도 하나의 감쇠 신호를 출력하는 스피커를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 가상 음원은 상기 입력 받은 음향 신호의 좌측 채널 신호에 대한 제1가상 음원과 상기 음향 신호의 우측 채널 신호에 대한 제2가상 음원을 포함하고,
    상기 출력 음향 신호를 생성하는 단계는, 상기 측면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호가 벽에 반사된 음향 신호 및 상기 정면 스피커로부터 출력되는 출력 음향 신호에 기초하여 상기 제1가상 음원과 상기 제2가상 음원을 생성하기 위해, 상기 입력 받은 음향 신호의 크기, 시간 지연 및 출력 방향 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 생성된 출력 음향 신호는, 상기 제어된 음향 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 방법.
  15. 제 12항 내지 14항 중 어느 한 항에서 수행되는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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