KR0135850B1

KR0135850B1 - 음성재생장치

Info

Publication number: KR0135850B1
Application number: KR1019930024617A
Authority: KR
Inventors: 김재영
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1998-05-15
Also published as: JPH07212898A; KR950015198A; US5546465A

Abstract

본 발명은 오디오/비디오 시스템의 음성재생장치에 관한 것으로, 레프트신호(L), 라이트신호(R), 센터신호(C), 프런트레프트신호(FL), 프런트라이트신호(FR), 레어레프트신호(RL), 레어라이트신호(RR) 등 7채널로 음성신호를 출력하는 A/V 시스템의 음성재생장치에 있어서, 상기 L, R, FL, FR, RL, RR 등 6채널의 신호를 합성하여 좌측스피커 출력신호(OEL)와 우측스피커 출력신호(OER)등 2채널의 신호로 변환하기 위한 음성처리수단과, 상기 OEL 신호를 좌측스피커로, 상기 OER 신호를 우측스피커로, 그리고 상기 C 신호를 중앙스피커로 출력하는 총 3채널의 음성출력장치를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명은 7채널의 단점을 극복함과 동시에 가정에서 보다 손쉽게 풍부한 음장감과 포위감을 느낄 수 있도록 한다. (제1도)

Description

음성재생장치

제1도는 본 발명에 의한 음성재생장치의 블럭도

제2도는 제1도에 도시된 음장처리부의 블럭도

제3도는 제1도에 도시된 2채널 음장처리부의 알고리즘

제4도는 음원과 시청자 간의 전달함수를 설명하는 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11... 돌비 프로 로직 디코더 12... 음장처리부

13... 2채널 음장처리부

본 발명은 오디오/비디오 시스템의 음성재생장치에 관한 것으로, 특히 현장감있게 영화 등을 감상할 수 있도록 음장을 포함하여 음성을 출력할 수 있는 음성재생장치에 관한 것이다.

음장이란 콘서트 홀에서 음을 청취할때, 실제 연주되는 음 이외에 그 장소의 환경에 따라 발생하는 고유의 음을 말한다. 음장의 구성은, 무대상의 음원으로부터 사방으로 퍼져나가는 음파가 무대로부터 똑바로 청취자의 좌석에 도달하는 직접파와 벽, 천정 및 바닥에 반사되어 직접파보다 도달하는 거리가 멀어 그 거리만큼 시간적으로 늦게 반사하는 반사파군으로 이루어진다. 반사파군은 다시 좌우 양쪽 벽면의 최초 반사파에 의한 반사파군과 그 뒤에 몇 회 반사를 반복하면서 사방으로 불규칙하게 도래하는 일련의 반사파군으로 구성된다.

최근의 오디오 기기는 고음질의 음원을 원음 그대로 재현하고자 하는 노력으로 CD, DAT 등의 디지탈 오디오 기기의 출현과 더불어 주파수 특성이나 다이내믹 레인지 등의 개선은 상당한 수준으로 이루어지고 있으나, 홀이나 스튜디오 등에서 연주된 음을 리스닝 룸에서 원음 그대로 재현하기 위한 원음의 시간성 및 공간음향 재생기술은 아직 미흡한 실정이다.

또한 최근에 대두하고 있는 A/V 시스템에 있어서는, 음성과 영상의 전송 및 재생기술은 아직 전송 정보량이 부족하고, 특히 영상이 평면적으로 되어 있기 때문에 음성재생에 있어서 현장감을 살리기 위하여는 공간음향 재생기술이 더욱 필요한 실정이다.

종래의 A/V 시스템에서 레프트신호와 라이트신호의 2채널로 된 음성신호 출력으로는 시청자가 음장감을 느낄 수가 없으며, 음장감을 느끼게 하기 위하여 하이-파이(Hi-Fi)음장과 돌비 프로 로직(Dolby Pro Logic)을 결합하여 7채널의 음성신호를 출력하므로서 보다 현장감있는 음장감을 느낄 수는 있으나, 일반 가정의 청취환경에서 레어 스피커(Rear Speaker)의 설치가 용이하지 않고, 레어 출력용으로 별도의 파워 앰프와 스피커를 필요로 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 7채널로 구성된 음성재생장치를 가정의 청취환경을 고려하여 음장을 포함하는 3채널의 음성신호로 출력시킬 수 있는 음성재생장치를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 돌비 프로 로직 신호인 레프트신호(L), 라이트신호(R), 센터신호(C) 등 3채널과, 하이-파이 음장신호인 프런트레프트신호(FL), 프런트라이트신호(FR), 레어레프트신호(RL), 레어라이트신호(RR) 등 4채널을 합하여 7채널로 음성신호를 출력하는 A/V 시스템의 음성재생장치에 있어서,

상기 L, R, FL, FR, RL, RR 등 6채널의 신호를 합성하여 좌측스피커 출력신호(OEL)와 우측스피커 출력신호(OER) 등 2채널의 신호로 변환하기 위한 음성처리수단과,

상기 OEL 신호를 좌측스피커로, 상기 OER 신호를 우측스피커로, 그리고 상기 C 신호를 중앙스피커로 출력하는 총 3채널의 음성출력장치를 포함함을 특징으로 한다.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 음성재생장치의 구성을 도시한 블럭도로서, 돌비 프로 로직 디코더(11)와 음장처리부(12)로 구성된 종래의 음성재생장치는 7채널의 음성신호를 출력하고, 본 발명에 있어서는 2채널 음장처리부(13)와 연산기(14, 15)를 더 포함하여 7채널을 3채널로 변환하여 출력한다.

A/V 시스템의 오디오 신호처리부에서 디지탈화된 오디오 신호는 돌비 프로 로직 디코더(Dolby Pro Logic Decoder)(11)에 입력되어, 레프트신호 L(Left), 라이트신호 R(Right), 센터신호 C(Center), 서라운드신호 S(Surround) 등 4개의 신호로 출력된다. L, R, C, S 신호는 음장처리부(12)의 입력으로 들어가, 하이-파이 음장신호인 프런트레프트신호 FL(Front Left), 프런트라이트신호 FR(Front Right), 레어레프트신호 RL(Rear Left), 레어라이트신호 RR(Rear Right)등 4개의 신호로 출력된다.

종래의 기술에 의하면, L, R 신호로 이루어진 2채널로 음성을 재생하거나, 현장감을 높이기 위하여 돌비 프로 로직 디코더의 출력신호인 L, R, C 신호와 음장처리부의 출력신호인 FL, FR, RL, RR 신호등 7채널로 음장을 포함한 음성을 출력할 수 있도록 하였다.

본 발명은 음성재생에 있어서 음장을 포함할 뿐만 아니라 채널의 수를 줄이기 위하여, 2채널 음장처리부(13)에서 FL, FR, RL, RR 신호를 합성하여 레프트음장신호(EL)와 라이트음장신호(ER)로 이루어진 2신호로 변환하고, EL 과 ER 신호는 돌비 프로 로직 디코더(11)의 L, R 신호와 각각 결합(14, 15)하여, 좌측스피커로 출력되는 신호(L+EL)와 우측스피커로 출력되는 신호(R+ER)의 2채널 신호를 생성하고, 또한 돌비 프로 로직 디코더에서 출력되는 C 신호를 포함하여 총 3채널의 신호를 출력한다. 따라서, 3개의 채널로서 음장을 포함하는 음성을 재생할 수 있도록 한다.

제2도는 음장처리부의 내부 구성을 도시한 블럭도로서, 음장처리부는 돌비 프로 로직 디코더의 출력신호인 L, R, C, S를 입력으로 받아들여 반사음과 잔향으로 이루어진 음장을 생성한다. 반사음부는 벽면 등의 주파수 별 흡음성질에 따라 주파수를 조정하는 로우패스 필터(Low Pass Filter)(21)와 주로 외부 DRAM을 이용하여 반사음을 생성하는 반사음 발생기(Reflection Generator)(22)로 구성되어 반사음을 생성한다. 잔향부는 반사음과 잔향 사이의 일정한 시간지연을 조정하는 지연회로(Delay)(23)와 잔향음의 크기와 주기를 제어하는 4개의 콤 필터(Comb Filter)(24)와 2개의 올패스 필터(All Pass Filter)(25)로 구성되어 잔향을 생성한다. 그리고, 반사음과 잔향을 결합하여 FL, FR, RF, RR 등 4개의 음장신호를 출력한다.

제3도는 음장처리부의 출력인 FL, FR, RL, RR 등 4개의 음장신호를 이용하여 2채널 음장처리부에서 2채널의 음장신호로 처리하는 알고리즘의 일예를 도시한다. 프런트 레벨1(31)과 프런트 레벨2(32)는 전방음원을 후방음원과 서로 조화를 맞추기 위하여 음압레벨을 매칭시키는 작용을 하며, 계수 K는 전방음원(FL, FR)과 후방음원(RL, RR)과의 음압매칭을 위하여 정해지는 임의의 계수이다.

그리고, 알고리즘에 이용되는 S, A, S', A' 함수는 음원의 위치와 시청자의 청각에 따라 규정되는 음원과 시청자 귀 간의 음원 전달특성관계를 나타내는 함수이다. 제4도에 도시한 바와 같이, 전방의 우측음원(41)과 좌측음원(42)에 대하여 전방음원으로 부터 시청자의 가까운 귀 간의 직접음 전달함수를 S, 전방음원으로 부터 시청자의 반대편 귀 간의 간접음 전달함수를 A라 하고, 후방의 우측음원(43)과 좌측음원(44)에 대하여 후방음원으로 부터의 직접음과 간접음 전달함수를 각각 S', A' 라 한다.

제3도의 알고리즘에 의하여 2채널 음장처리부의 입력과 출력에 대한 관계식은 다음과 같다.

따라서, 2채널 음장처리부의 출력인 2채널의 음장신호 EL, ER은 4채널의 입력 FL, FR, RL, RR 신호와 다음의 변환 관계식으로 표현된다.

본 발명에 의하여 최종적으로 스피커에 전달되는 출력은 EL신호에 돌비 프로 로직 디코더의 L 신호를 합하여 좌측스피커의 출력으로, ER 신호에 돌비 프로 로직 디코더의 R 신호를 합하여 우측스피커의 출력으로, 그리고 돌비 프로 로직 디코더의 C 신호를 중앙스피커의 출력으로 구성하므로서 3채널로서 음장을 포함하는 음성을 재생할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 음장을 포함한 음성을 재생하기 위하여 종래의 7채널로 음성을 출력하던 것을 3채널로 줄이므로서, 7채널의 단점을 극복함과 동시에 가정에서 보다 손쉽게 풍부한 음장감과 포위감을 느낄수 있도록 하여 현장감있게 영화 등을 감상할 수 있도록 한다.

Claims

돌비 프로 로직 신호인 레프트신호(L), 라이트신호(R), 센터신호(C) 등 3채널과, 하이-파이 음장신호인 프런트레프트신호(FL), 프런트라이트신호(FR), 레어레프트신호(RL), 레어라이트신호(RR) 등 4채널을 합하여 7채널로 음성신호를 출력하는 오디오/비디오(A/V) 시스템의 음성재생장치에 있어서

상기 L, R, FL, FR, RL, RR 등 6채널의 신호를 합성하여 좌측스피커 출력신호(OEL)와 우측스피커 출력신호(OER) 등 2채널의 신호로 변환하기 위한 음성처리수단과,

상기 OEL 신호를 좌측스피커로, 상기 OER 신호를 우측스피커로, 그리고 상기 C 신호를 중앙스피커로 출력하는 총 3채널의 음성출력장치를 포함함을 특징으로 하는 음성재생장치.
제1항에 있어서, 상기 음성처리수단이,

상기 FL, FR, RL, RR 등 4채널의 신호를 음원과 시청자 귀 간의 전달함수 관계를 이용하여 레프트음장신호(EL)와 라이트음장신호(ER)등 2음장신호로 합성하기 위한 음장처리수단과,

상기 EL 신호에 상기 L 신호를 합하여 상기 OEL 신호를 발생하는 장치와,

상기 ER 신호에 상기 R 신호를 합하여 상기 OER 신호를 발생하는 장치로 이루어짐을 특징으로 하는 음성재생장치.
제2항에 있어서, 상기 EL 신호 및 ER 신호가 상기 FL, FR, RL 및 RR 신호와 아래의 관계식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 음성재생장치.

(식에서, S는 전방 음원에 의한 직접음 전달함수,

A는 전방 음원에 의한 간접음 전달함수,

S'는 후방 음원에 의한 직접음 전달함수,

A'는 후방 음원에 의한 간접음 전달함수,

K는 전방음원(FL, FR)과 후방음원(RL, RR)과의 음압매칭을 위한 임의의 계수이다.)