KR100571922B1 - Method and apparatus for using room inverse filter - Google Patents

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Abstract

공간 역 필터 이용 방법 및 장치가 개시된다. 이 방법은, 소정의 목표 신호와 측정된 공간 임펄스 응답에 최소 제곱 기법 및 옥타브 이득 제어 기법을 적용하여 역 필터의 저주파 성분 및 고주파 성분을 각각 구하는 단계 및 저주파 성분과 고주파 성분을 합성하여 역 필터를 구하는 단계를 구비하고, 고주파 성분과 저주파 성분은 소정의 기준 주파수를 중심으로 구분되는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 설계된 역 필터를 이용하여 청취자가 측정점으로부터 벗어나는 경우에도 균등화된 응답을 제공할 수 있고 기준 주파수 이하의 대역에서는 위상 응답의 특성까지 보정하여 공간에 의해 영향을 받지 않는 결과를 얻을 수 있도록 하고, 특히, 종래의 옥타브 이득 제어 방법이 각 대역내에 존재하는 급격한 전력의 변동을 보상할 수 없는 반면, 본 발명은 측정된 공간 임펄스 응답을 바탕으로 주파수상의 연속적인 평균값을 이용하므로 급격한 전력 변동을 보상할 수 있는 등, 넓은 청취 영역에서 공간 전달 함수의 왜곡을 보정할 수 있는 효과를 갖는다.A method and apparatus for using a spatial inverse filter is disclosed. In this method, the low-frequency and high-frequency components of the inverse filter are obtained by applying the least square technique and the octave gain control technique to the predetermined target signal and the measured spatial impulse response, and the inverse filter is synthesized by synthesizing the low and high frequency components. And a high frequency component and a low frequency component are divided based on a predetermined reference frequency. Therefore, the designed inverse filter can be used to provide an equalized response even when the listener deviates from the measurement point, and in the band below the reference frequency, the characteristics of the phase response can be corrected to obtain a result that is not influenced by space. In particular, while the conventional octave gain control method cannot compensate for abrupt power fluctuations present in each band, the present invention uses a continuous average value in frequency based on the measured spatial impulse response to compensate for abrupt power fluctuations. It is possible to correct the distortion of the spatial transfer function in a wide listening area.

Description

공간 역 필터 이용 방법 및 장치{Method and apparatus for using room inverse filter}Method and apparatus for using room inverse filter}

도 1은 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.1 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for using a space inverse filter according to the present invention.

도 2는 역 필터의 저주파 성분을 구하는 제10 단계의 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.2 is a flowchart for explaining a preferred embodiment of the present invention in the tenth step of obtaining the low frequency component of the inverse filter.

도 3은 역 필터의 고주파 성분을 구하는 제10 단계의 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.3 is a flowchart for explaining a preferred embodiment of the present invention in the tenth step of obtaining the high frequency components of the inverse filter.

도 4는 도 3에 도시된 제80 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 4 is a flowchart for explaining an exemplary embodiment of the present invention with respect to step 80 of FIG. 3.

도 5는 도 3에 도시된 제80 단계에 대한 본 발명에 의한 다른 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 5 is a flowchart for explaining another embodiment of the present invention with respect to step 80 of FIG. 3.

도 6은 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 장치의 블럭도이다.6 is a block diagram of an apparatus for using a space inverse filter according to the present invention.

도 7은 도 6에 도시된 저주파 성분 생성부의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 블럭도이다.FIG. 7 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention of the low frequency component generator shown in FIG. 6.

도 8은 도 7에 도시된 최소 제곱 기법 적용부의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 블럭도이다.FIG. 8 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention of the least squares technique application shown in FIG.

도 9는 도 8에 도시된 최소 제곱 기법 적용부의 본 발명에 의한 실시예의 블럭도이다.FIG. 9 is a block diagram of an embodiment of the present invention of the least squares technique application shown in FIG. 8.

도 10은 도 6에 도시된 고주파 성분 생성부의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 블럭도이다.FIG. 10 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention of the high frequency component generating unit shown in FIG. 6.

도 11은 도 10에 도시된 이동 평균 필터의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 블럭도이다.FIG. 11 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention of the moving average filter shown in FIG.

도 12는 도 10에 도시된 이동 평균 필터의 본 발명에 의한 다른 실시예의 블럭도이다.12 is a block diagram of another embodiment according to the present invention of the moving average filter shown in FIG.

본 발명은 홈 씨어터(home theater)등에 음질을 개선하기 위해 사용될 수 있는 공간 역 필터(room inverse filter)에 관한 것으로서, 특히, 공간 역 필터를 설계하여 이용하는 공간 역 필터의 이용 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a room inverse filter that can be used to improve sound quality in a home theater and the like, and more particularly, to a method and apparatus for using a space inverse filter for designing and using a space inverse filter. .

일반적으로 입력 신호(x)는 공간에 대한 특성 함수인 공간 전달 함수(G)에 의해 왜곡된다. 이러한 왜곡을 보상하기 위한 종래의 방법들로서, 최소 제곱(LS:Least Square) 기법을 이용한 방법 및 옥타브 이득 제어(Octave gain control) 기법을 이용한 방법등이 있다.In general, the input signal x is distorted by the space transfer function G, which is a characteristic function of space. Conventional methods for compensating for such distortion include a method using a least square (LS) technique and a method using an octave gain control technique.

먼저, 최소 제곱 기법을 이용하여 왜곡을 보상하는 종래의 방법이 "Further Investigations of Inverse Filtering"이라는 제목으로 'S.G.Norcross', 'G.A. Soulodre' 및 'M.C.Lavoie'에 의해 저술되고 미국 Audio Engineering Society에 의해 2003년도에 출간된 '115th Audio Engineering Society Convention, preprint 5923' 또는 "Digital Filter Design for Inversion Problems in Sound Reproduction"라는 제목으로 'O.Kirkeby' 및 'Ph.A.Nelson'에 의해 저술되고 미국 Audio Engineering Society에 의해 1999년도 7월에 출간된 'Journal of Audio Engineering Society, Volumn 47, No. 7/8(pp.583-595)'에 개시되어 있다. 이에 수반하는 기초적인 사항은 "Discrete-Time Signal Processing"이라는 제목으로 'Oppenheim. A. V' 및 'Schafer.A.W.'에 의해 저술되고 Englewood Cliffs에 위치한 Prentice-Hall 출판사에 의해 1989년도에 출간된 책 또는 "Adaptive Filter Theory"라는 제목으로 'Haykin.S'에 의해 저술되고 NJ의 Englewood Cliffs에 위치한 Prentice-Hall라는 출판사에 의해 3판(3rd)로 1996년도에 출간된 책에 개시되어 있다.First, conventional methods for compensating distortion using least squares techniques have been titled "Further Investigations of Inverse Filtering". Soulodre and MCLavoie and published in 2003 by the American Audio Engineering Society, "115th Audio Engineering Society Convention, preprint 5923" or "Digital Filter Design for Inversion Problems in Sound Reproduction." The Journal of Audio Engineering Society, Volumn 47, No., published by Kirkeby and Ph.A.Nelson and published in July 1999 by the American Audio Engineering Society. 7/8 (pp. 583-595) '. The basics that accompany it are entitled "Discrete-Time Signal Processing" under the title 'Oppenheim. A. V 'and' Schafer.AW ', published in 1989 by Prentice-Hall Publishers in Englewood Cliffs, or by the author, Haykin.S under the title "Adaptive Filter Theory," The book is published in 1996 in 3rd edition by Prentice-Hall, based in Englewood Cliffs.

여기에 개시된 종래의 방법은 시간에 따라 음향 소스, 청취자의 위치 또는 사물의 배치등의 환경적 변화가 거의 없다는 가정하에서, 음향 소스가 공간 역 필터를 통과하였을 때 이상적인 목표 신호와 실제 목표 신호간의 에러의 제곱을 최소화시킨다. 이러한 종래의 방법은 혼합 위상(mixed-phase) 특성을 지닌 임펄스 응답의 위상도 보상할 수 있는 장점을 갖는다. 그러나, 이러한 종래의 방법은 역 필터를 생성하기 위해 많은 계산량을 요구할 뿐만 아니라 소스나 청취자의 위치가 바뀔 경우 오히려 신호를 더 많이 왜곡할 수 있는 문제점을 갖는다. 결국, 청취중에 약간의 머리 이동은 필수적인 것을 고려할 때, 이러한 종래의 방법을 이용하여 어느 정도 이상의 고주파 대역까지 청취 공간의 위상 특성을 보정하면 오히려 음질의 손실을 유발시킬 수 있는 문제점이 있다. The conventional method disclosed herein provides an error between the ideal target signal and the actual target signal when the sound source passes through the spatial inverse filter, assuming that there is little environmental change such as the sound source, the position of the listener, or the arrangement of objects over time. Minimize the square of. This conventional method has the advantage of compensating for the phase of the impulse response with mixed-phase characteristics. However, this conventional method not only requires a large amount of computation to generate an inverse filter, but also has a problem of distorting the signal more when the source or the listener's position changes. As a result, considering that a slight head movement is essential during listening, there is a problem in that sound quality may be lost if the phase characteristics of the listening space are corrected to a certain high frequency band by using the conventional method.

다음으로, 옥타브 이득 제어 기법을 이용하여 왜곡을 보상하는 종래의 방법이 "Frequency-Warped Signal Processing for Audio Applications"라는 제목으로 'Harma, A.' 및 'Karjalainen,M.'에 의해 2000년도에 발표된 Audio Engineering Society의 108th AES Convention preprint 5171 논문집에 개시되어 있다. 여기에 개시된 종래의 방법은 신호를 밴드별로 구분한 후, 각 밴드의 전력에 따라 밴드별로 이득을 달리 설정하여 전체 주파수 응답을 평활화시킨다. 이러한 종래의 방법은 필터의 길이가 짧고 계산량을 많이 요구하지 않으며 신호 처리 과정을 최소화하여 음질 손상을 방지할 수 있다. 그러나, 이러한 종래의 방법은 주파수 해상도가 매우 낮기 때문에 음향 청취 공간의 특성을 세밀하게 보정할 수가 없고 위상 특성에 대한 고려를 전혀 할 수 없는 문제점을 갖는다.Next, a conventional method of compensating distortion using the octave gain control technique is entitled "Harma, A." entitled "Frequency-Warped Signal Processing for Audio Applications." And it is disclosed in Journal of the Audio Engineering Society's 108 th AES Convention preprint 5171 presented in 2000 by the 'Karjalainen, M.'. In the conventional method disclosed herein, after dividing a signal into bands, the gain is set differently for each band according to the power of each band to smooth the overall frequency response. This conventional method has a short filter length, does not require a large amount of computation, and minimizes signal processing to prevent sound quality damage. However, this conventional method has a problem in that the frequency resolution is so low that the characteristics of the acoustic listening space cannot be precisely corrected, and the consideration of phase characteristics cannot be taken into account at all.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 주파수 성분별로 역 필터를 달리 생성할 수 있고, 나아가 생성된 역 필터를 이용하여 음향 신호의 청취자가 이동하는 경우에도 균등화된 응답을 제공할 수 있고 저 주파수 대역에서는 음향 신호의 위상 응답의 특성까지 보정할 수 있는 공간 역 필터 이용 방법을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to generate an inverse filter for each frequency component differently, and to provide an equalized response even when the listener of the acoustic signal moves by using the generated inverse filter. The present invention provides a method of using a spatial inverse filter that can correct the characteristics of a phase response of an acoustic signal.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 주파수 성분별로 역 필터를 달리 생성할 수 있고, 나아가 생성된 역 필터를 이용하여 음향 신호의 청취자가 이동하는 경우에도 균등화된 응답을 제공할 수 있고 저 주파수 대역에서는 음향 신호의 위상 응답의 특성까지 보정할 수 있는 공간 역 필터 이용 장치를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to generate an inverse filter differently for each frequency component, and to provide an equalized response even when a listener of an acoustic signal moves by using the generated inverse filter. An object of the present invention is to provide an apparatus for using a spatial inverse filter capable of correcting characteristics of phase response of an acoustic signal.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법은, 소정의 목표 신호와 측정된 공간 임펄스 응답에 최소 제곱 기법 및 옥타브 이득 제어 기법을 적용하여 역 필터의 저주파 성분 및 고주파 성분을 각각 구하는 단계 및 상기 저주파 성분과 상기 고주파 성분을 합성하여 상기 역 필터를 구하는 단계로 이루어지고, 고주파 성분과 상기 저주파 성분은 소정의 기준 주파수를 중심으로 구분되는 것이 바람직하다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a method of using a spatial inverse filter, by applying a least square technique and an octave gain control technique to a predetermined target signal and measured spatial impulse response to obtain low and high frequency components of an inverse filter, respectively. And obtaining the inverse filter by synthesizing the low frequency component and the high frequency component, wherein the high frequency component and the low frequency component are divided based on a predetermined reference frequency.

상기 다른 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 장치는, 소정의 목표 신호와 측정된 공간 임펄스 응답에 최소 제곱 기법을 적용하여 역 필터의 저주파 성분을 생성하는 저주파 성분 생성부와, 상기 목표 신호와 상기 측정된 공간 임펄스 응답에 옥타브 이득 제어 기법을 적용하여 상기 역 필터의 고주파 성분을 생성하는 고주파 성분 생성부 및 상기 저주파 성분과 상기 고주파 성분을 합성하고, 합성된 결과를 상기 역 필터로서 출력하는 합성부로 구성되고, 상기 고주파 성분과 상기 저주파 성분은 소정의 기준 주파수를 중심으로 구분되는 것이 바람직하다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for using a spatial inverse filter, including: a low frequency component generator for generating a low frequency component of an inverse filter by applying a least square technique to a predetermined target signal and a measured spatial impulse response; A high frequency component generator for generating a high frequency component of the inverse filter by applying an octave gain control technique to a signal and the measured spatial impulse response, and synthesizing the low frequency component and the high frequency component and outputting the synthesized result as the inverse filter The high frequency component and the low frequency component are preferably divided around a predetermined reference frequency.

이하, 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a method of using a space inverse filter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 역 필터를 구하는 단계(제10 및 제12 단계들) 및 입력 음향 신호를 필터링하는 단계(제14 및 제16 단계들)로 이루어진다.1 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for using a spatial inverse filter according to the present invention, comprising: obtaining an inverse filter (10th and 12th steps) and filtering an input acoustic signal (14th and Sixteenth steps).

본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법은 먼저, 공간 역 필터(이하, 역 필터라 한다.)의 고주파 성분과 저주파 성분을 구한다(제10 단계). 여기서, 소정의 목표 신호 및 측정된 공간 임펄스 응답에 전술한 최소 제곱 기법을 적용하여 역 필터의 저주파 성분을 구한다. 여기서, 소정의 목표 신호는 측정된 공간 임펄스 응답에 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법에 의해 생성될 역 필터를 적용하여 최종적으로 얻고자 하는 신호로서, 사용자에 의해 주어질 수 있다. 또한, 소정의 목표 신호 및 측정된 공간 임펄스 응답에 전술한 옥타브 이득 제어 기법을 적용하여 역 필터의 고주파 성분을 구한다. 이 때, 제10 단계에서 구해지는 역 필터의 고주파 성분과 저주파 성분은 소정의 기준 주파수를 중심으로 구분된다.In the method for using a space inverse filter according to the present invention, first, a high frequency component and a low frequency component of a space inverse filter (hereinafter referred to as an inverse filter) are obtained (step 10). Here, the low-frequency component of the inverse filter is obtained by applying the least square technique described above to the predetermined target signal and the measured spatial impulse response. Here, the predetermined target signal may be given by the user as a signal to be finally obtained by applying the inverse filter to be generated by the spatial inverse filter using method according to the present invention to the measured spatial impulse response. In addition, the high frequency component of the inverse filter is obtained by applying the above-described octave gain control technique to the predetermined target signal and the measured spatial impulse response. At this time, the high frequency component and the low frequency component of the inverse filter obtained in the tenth step are divided around a predetermined reference frequency.

본 발명에 의하면, 기준 주파수(fref)는 다음 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.According to the present invention, the reference frequency f ref may be obtained as in Equation 1 below.

Figure 112004000359443-pat00001
Figure 112004000359443-pat00001

여기서, b는 변수로서 예를 들면 '1'이 되고, fs는 샘플링 주파수를 의미하 고, N은 웨이브릿 분석 차수(wavelet analysis order)를 나타낸다. 예를 들어, 샘플링 주파수(fs)가 44.1㎑이고, 웨이브릿 분석을 4번 하였을 경우(N=4), 기준 주파수(fref)는 1.378㎑가 된다.Here, b is, for example, '1' as a variable, fs means sampling frequency, and N indicates wavelet analysis order. For example, when the sampling frequency fs is 44.1 Hz and the wavelet analysis is performed four times (N = 4), the reference frequency f ref is 1.378 Hz.

도 2는 역 필터의 저주파 성분을 구하는 제10 단계의 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 소정의 목표 신호와 측정된 공간 임펄스 응답을 분해하여 역 필터의 저역 부 밴드 역 필터 응답을 구하는 단계(제40 ~ 제46 단계들), 역 필터의 임펄스 응답을 구하는 단계(제48 단계) 및 역 필터의 임펄스 응답을 평활화(smoothing)한 후에 저역 통과 필터링하는 단계(제50 및 제52 단계들)로 이루어진다.FIG. 2 is a flowchart for explaining a preferred embodiment of the present invention in a tenth step of obtaining a low frequency component of an inverse filter, by decomposing a predetermined target signal and a measured spatial impulse response. Obtaining a response (steps 40 to 46), obtaining an impulse response of the inverse filter (step 48), and performing low pass filtering after smoothing the impulse response of the inverse filter (50th and 46th steps). 52 steps).

도 2를 참조하면, 소정의 목표 신호에 웨이브릿 분석 기법을 적용하여, 소정의 목표 신호를 웨이브릿 영역(wavelet domain)으로 표현하고, 그 웨이브릿 영역에서 가장 낮은 밴드의 신호를 저역 부밴드 목표 응답으로서 분리해낸다(제40 단계). 여기서, 웨이브릿 분석 기법은 "Wavelets and SubbandCoding. Signal Processing Series"라는 제목으로 'Vetterli.M' 및 'Kovacevic.J'에 의해 저술되고 NJ의 Englewood Cliffs에 위치한 Prentice-Hall에 의해 1995년도에 출간된 책에 개시되어 있다.Referring to FIG. 2, a wavelet analysis technique is applied to a predetermined target signal to represent a predetermined target signal in a wavelet domain, and the signal of the lowest band in the wavelet region is a low-pass subband target. Separate as a response (step 40). Here, the wavelet analysis technique is authored by 'Vetterli.M' and 'Kovacevic.J' entitled "Wavelets and SubbandCoding.Signal Processing Series" and published in 1995 by Prentice-Hall, located in Englewood Cliffs, NJ. Disclosed in the book.

제40 단계후에, 측정된 공간 임펄스 응답에 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 측정된 공간 임펄스 응답을 웨이브릿 영역으로 표현하고, 그 웨이브릿 영역에서 가장 낮은 밴드의 신호를 저역 부밴드 공간 임펄스 응답으로서 분리해낸다(제42 단 계).After step 40, the measured spatial impulse response is applied to the measured spatial impulse response to represent the measured spatial impulse response as a wavelet region, and the signal of the lowest band in the wavelet region is separated as a low-pass subband spatial impulse response. (Step 42).

제42 단계후에, 단위 임펄스 신호에 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 단위 임펄스 신호를 웨이브릿 영역으로 표현하고, 그 웨이브릿 영역에서 가장 낮은 밴드를 제외한 높은 밴드의 신호를 고역 부밴드 단위 임펄스 응답으로서 분리해낸다(제44 단계).After step 42, the unit impulse signal is applied to the unit impulse signal to represent the unit impulse signal in the wavelet region, and the high band signal except the lowest band in the wavelet region is separated as a high-frequency subband unit impulse response. Do it (step 44).

전술한 제40, 제42 및 제44 단계들은 순서에 관계없이 수행될 수도 있고, 동시에 수행될 수도 있다. 이 때, 제40, 제42 및 제44 단계들 각각에서 웨이브릿 변환이 한 번 적용될 때마다 각 서브 밴드의 대역폭은 1/2씩 줄어든다.The above forty-fourth, twenty-fourth, and forty-fourth steps may be performed in any order, or may be performed simultaneously. In this case, each time the wavelet transform is applied once in each of the 40th, 42nd and 44th steps, the bandwidth of each subband is reduced by 1/2.

제44 단계후에, 저역 부밴드 목표 응답을 목표 신호로 하는 최소 제곱 기법을 이용하여 웨이브릿 영역에서 저역 부밴드 공간 임펄스 응답에 대한 역 필터의 저역 부밴드 역 필터 응답을 구한다(제46 단계).After the 44th step, the lowpass subband inverse filter response of the inverse filter for the lowpass subband spatial impulse response in the wavelet region is obtained using a least square technique using the lowpass subband target response as the target signal (step 46).

제46 단계후에, 저역 부밴드 역 필터 응답과 고역 부밴드 단위 임펄스 응답에 웨이브릿 재건(wavelet reconstruction) 기법을 적용하여 시간 영역상에서 역 필터의 임펄스 응답을 구한다(제48 단계).After operation 46, the impulse response of the inverse filter is obtained in the time domain by applying a wavelet reconstruction technique to the low pass subband inverse filter response and the high pass subband impulse response.

제48 단계후에, 역 필터의 임펄스 응답을 평활화한다(제50 단계). 제50 단계후에, 평활화된 역 필터의 임펄스 응답의 저역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 역 필터의 저주파 성분으로서 결정한다(제52 단계).After step 48, the impulse response of the inverse filter is smoothed (step 50). After step 50, the low frequency component of the impulse response of the smoothed inverse filter is filtered, and the filtered result is determined as the low frequency component of the inverse filter (step 52).

본 발명에 의하면, 도 2에 도시된 제10 단계는 제50 단계를 마련하지 않을 수도 있다. 이 경우, 제48 단계후에 역 필터의 임펄스 응답의 저역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 역 필터의 저주파 성분으로서 결정한다(제52 단계).According to the present invention, the tenth step shown in FIG. 2 may not be provided with the fifty step. In this case, after step 48, the low frequency component of the impulse response of the inverse filter is filtered, and the filtered result is determined as the low frequency component of the inverse filter (step 52).

도 3은 역 필터의 고주파 성분을 구하는 제10 단계의 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 측정된 공간 임펄스 응답을 이동 평균 필터링하는 단계(제80 단계) 및 이동 평균 필터링된 결과를 이용하여 구한 역 필터의 임펄스 응답을 고역 통과 필터링하는 단계(제82 및 제84 단계들)로 이루어진다.3 is a flowchart illustrating a preferred embodiment of the present invention in a tenth step of obtaining a high frequency component of an inverse filter, comprising: moving average filtering the measured spatial impulse response (step 80) and moving average filtered High pass filtering the impulse response of the inverse filter obtained by using the result (82 th and 84 th steps).

도 3을 참조하면, 측정된 공간 임펄스 응답을 이동 평균 필터링한다(제80 단계). 여기서, 이동 평균 필터링이란, 측정된 공간 임펄스 응답의 전력값을 그 측정된 공간 임펄스 응답의 주변에 위치한 특정 대역의 평균 전력값으로 대체하는 것을 의미한다. 여기서, 특정 대역의 길이는 인간의 청각 특성을 감안하여 낮은 주파수 대역에서 좁게 설정되고, 높은 주파수 대역에서 길게 설정된다.Referring to FIG. 3, moving average filtering of the measured spatial impulse response is performed (operation 80). Here, moving average filtering means replacing the measured power value of the spatial impulse response with the average power value of a specific band located around the measured space impulse response. Herein, the length of the specific band is set narrow in the low frequency band and long in the high frequency band in consideration of human hearing characteristics.

도 4는 도 3에 도시된 제80 단계에 대한 본 발명에 의한 일 실시예(80A)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 공간 임펄스 응답의 전력을 구하는 단계(제100 및 제102 단계들) 및 전력을 윈도우 신호와 순환 콘볼루션하는 단계(제104 단계)로 이루어진다.FIG. 4 is a flowchart for describing an embodiment 80A according to the present invention with respect to step 80 of FIG. 3, wherein the power of the spatial impulse response (steps 100 and 102) and power are obtained. Cyclically convolution with the window signal (step 104).

본 발명의 일 실시예에 의하면, 이동 평균 필터링의 길이는 낮은 주파수 대역에서 짧게 설정되고, 높은 주파수 대역에서 길게 주파수 의존적으로 설정된다. 이 경우, 이동 평균 필터링하기 위해, 먼저, 측정된 공간 임펄스 응답을 주파수 영역으로 표현한다(제100 단계). 이를 위해, 측정된 공간 임펄스 응답을 고속 푸리에 변환(FFT:Fast Fourier Transform)한다. 제100 단계후에, 주파수 영역으로 표현된 공간 임펄스 응답의 전력을 구한다(제102 단계).According to one embodiment of the present invention, the length of the moving average filtering is set short in the low frequency band and is set frequency dependent in the high frequency band. In this case, first, in order to perform moving average filtering, the measured spatial impulse response is expressed in the frequency domain (step 100). For this purpose, fast Fourier transform (FFT) of the measured spatial impulse response is performed. After step 100, the power of the spatial impulse response expressed in the frequency domain is obtained (step 102).

여기서, 제100 단계보다 제102 단계가 먼저 수행될 수도 있다. 이 경우, 측 정된 공간 임펄스 응답의 전력을 구하고, 공간 임펄스 응답의 전력을 주파수 영역으로 표현한다. 즉, 공간 임펄스 응답의 전력을 고속 푸리에 변환한다.Here, step 102 may be performed before step 100. In this case, the power of the measured spatial impulse response is obtained, and the power of the spatial impulse response is expressed in the frequency domain. That is, fast Fourier transform the power of the spatial impulse response.

제102 단계후에, 공간 임펄스 응답의 전력을 다음 수학식 2와 같이 윈도우 신호와 순환 콘볼루션하고, 순환 콘볼루션된 결과를 이동 평균 필터링된 결과로서 결정한다(제104 단계). 여기서, 저역 통과 필터인 윈도우 신호에 대해서는 "Generalized Fractional-Octave Smoothing of Audio and Acoustic Responses"라는 제목으로 'P.D. Hatziantoniou' 및 'J.N. Mourjopoulos'에 의해 Journal of Audio Engineering Society라는 잡지의 Vol.48, No.4에 2000년도에 발표된 논문에 개시되어 있다.After step 102, the power of the spatial impulse response is cyclically convolved with the window signal as in Equation 2 below, and the cyclically convolved result is determined as the moving average filtered result (step 104). Here, the window signal, which is a low pass filter, is referred to as "Generalized Fractional-Octave Smoothing of Audio and Acoustic Responses". Hatziantoniou 'and' J.N. Mourjopoulos' is published in a paper published in 2000 in Vol. 48, No. 4 of the Journal of Audio Engineering Society.

Figure 112004000359443-pat00002
Figure 112004000359443-pat00002

여기서,

Figure 112004000359443-pat00003
는 이동 평균 필터링된 결과를 나타내고,
Figure 112004000359443-pat00004
는 주파수로 표현되는 공간 임펄스 응답의 전력을 나타내고, Wsm(i)는 윈도우 신호를 나타내고,
Figure 112004000359443-pat00005
는 순환 콘볼루션을 나타내고, M은 이동 평균 필터링의 길이를 나타낸다.here,
Figure 112004000359443-pat00003
Represents the moving average filtered result,
Figure 112004000359443-pat00004
Denotes the power of the spatial impulse response expressed in frequency, W sm (i) denotes the window signal,
Figure 112004000359443-pat00005
Denotes cyclic convolution and M denotes the length of the moving average filtering.

도 5는 도 3에 도시된 제80 단계에 대한 본 발명에 의한 다른 실시예(80B)를 설명하기 위한 플로우차트로서, 측정된 공간 임펄스 응답의 전력을 구하는 단계(제110 및 제112 단계들), 전력을 로그 척도(log scale)로 변환하여 보간하는 단계(제114 및 제116 단계들) 및 보간된 결과를 윈도우 신호와 순환 콘볼루션한 후 주파 수 척도로 환원하는 단계(제118 및 제120 단계들)로 이루어진다.FIG. 5 is a flowchart for explaining another embodiment 80B according to the present invention with respect to step 80 of FIG. 3, wherein power of the measured spatial impulse response is obtained (steps 110 and 112). Converting the power to a log scale and performing interpolation (steps 114 and 116) and reducing the frequency interpolated result with a window signal and circulating the interpolated result (steps 118 and 120). Steps).

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 이동 평균 필터링의 길이는 고정된다. 즉, 이동 평균 필터링의 대역폭은 상수로 설정된다. 이 경우, 이동 평균 필터링하기 위해 먼저, 측정된 공간 임펄스 응답의 전력을 주파수 영역으로 표현하여 구한다(제110 및 제112 단계들). 도 5에 도시된 제110 및 제112 단계들은 도 4에 도시된 제100 및 제102 단계들에 각각 해당하며 동일한 기능을 수행하므로 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.According to another embodiment of the present invention, the length of the moving average filtering is fixed. In other words, the bandwidth of the moving average filtering is set to a constant. In this case, first, in order to perform moving average filtering, the power of the measured spatial impulse response is expressed by expressing the frequency domain (steps 110 and 112). Steps 110 and 112 shown in FIG. 5 correspond to steps 100 and 102 shown in FIG. 4 and perform the same function, and thus a detailed description thereof will be omitted.

제112 단계후에, 주파수 척도로 표현되는 공간 임펄스 응답의 전력을 로그 척도로 표현한다(제114 단계). 제114 단계후에, 로그 척도로 표현되는 공간 임펄스 응답의 전력을 보간(interpolation)한다(제116 단계). 제116 단계후에, 보간된 결과를 윈도우 신호와 전술한 수학식 2와 같이 순환 콘볼루션한다(제118 단계). 이 경우, 수학식 2에서,

Figure 112004000359443-pat00006
는 로그 척도로 표현되고 보간된 전력을 의미한다.After step 112, the power of the spatial impulse response expressed on the frequency scale is represented on the log scale (step 114). After step 114, the power of the spatial impulse response expressed on the log scale is interpolated (step 116). After step 116, the interpolated result is cyclically convolved with the window signal as shown in Equation 2 (step 118). In this case, in Equation 2,
Figure 112004000359443-pat00006
Denotes the power interpolated and expressed on a logarithmic scale.

제118 단계후에, 로그 척도로 표현되는 순환 콘볼루션된 결과를 주파수 척도로 표현하고, 주파수 척도로 표현되는 순환 콘볼루션된 결과를 이동 평균 필터링된 결과로서 결정한다(제120 단계).After step 118, the cyclically convoluted result represented by the log scale is represented on the frequency scale, and the cyclically convolved result represented by the frequency scale is determined as the moving average filtered result (step 120).

한편, 도 3에 도시된 제80 단계후에, 다음 수학식 3과 같이 이동 평균 필터링된 결과(

Figure 112004000359443-pat00007
)의 크기(Gps)에 역(1/Gps)과 소정의 목표 신호(p)를 승산하고, 승산된 결과를 역 필터의 임펄스 응답(h")의 크기(
Figure 112004000359443-pat00008
)로서 결정한다(제82 단계).On the other hand, after the 80th step shown in Figure 3, the moving average filtered result as shown in the following equation (3)
Figure 112004000359443-pat00007
) Multiplies the magnitude (G ps ) by the inverse (1 / G ps ) and the predetermined target signal p, and multiplies the result by the magnitude of the impulse response (h ") of the inverse filter (
Figure 112004000359443-pat00008
(Step 82).

Figure 112004000359443-pat00009
Figure 112004000359443-pat00009

제82 단계에서 결정된 크기(

Figure 112004000359443-pat00010
)와 선형 위상을 갖는 역 필터의 임펄스 응답의 고역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 역 필터의 고주파 성분으로서 결정한다(제84 단계).The size determined in step 82 (
Figure 112004000359443-pat00010
And the high frequency component of the impulse response of the inverse filter having a linear phase and determine the filtered result as the high frequency component of the inverse filter (step 84).

전술한 도 2 및 도 3에 도시된 방법들은 동시에 수행될 수도 있고, 서로 순차적으로 수행될 수도 있다. 따라서, 도 2에 도시된 제52 단계가 수행된 후에 도 2에 도시된 바와 같이 제12 단계로 진행할 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 달리 제52 단계후에 도 3에 도시된 제80 단계로 진행할 수도 있다. 이와 비슷하게, 도 3에 도시된 제84 단계가 수행된 후에 도 3에 도시된 바와 같이 제12 단계로 진행할 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 달리 저주파 성분을 구하는 도 2에 도시된 제40 단계로 진행할 수도 있다.2 and 3 described above may be performed simultaneously or sequentially. Therefore, after the 52nd step shown in FIG. 2 is performed, the process may proceed to the twelfth step as shown in FIG. 2, and unlike the FIG. 2 step, the 52nd step may be performed after the 52nd step shown in FIG. It may be. Similarly, after the 84th step shown in FIG. 3 is performed, the process may proceed to the twelfth step as shown in FIG. 3, and the 40th step shown in FIG. You can also proceed.

한편, 제10 단계후에, 저주파 성분과 고주파 성분을 합성하고, 합성된 결과를 역 필터로서 출력한다(제12 단계),On the other hand, after the tenth step, a low frequency component and a high frequency component are synthesized, and the synthesized result is output as an inverse filter (step 12).

제12 단계후에, 저주파 성분과 고주파 성분을 합성한 결과인 역 필터를 평활화시킨다(제14 단계). 따라서, 역 필터의 저주파 성분과 고주파 성분이 합성될 때 겹쳐지는 부분의 왜곡이 제14 단계의 평활화에 의해 최소화될 수 있다.After the twelfth step, the inverse filter resulting from the synthesis of the low frequency component and the high frequency component is smoothed (step 14). Therefore, the distortion of the overlapping portion when the low frequency component and the high frequency component of the inverse filter are synthesized can be minimized by the smoothing of the fourteenth step.

제14 단계후에, 입력 음향 신호(Xi)에 평활화된 역 필터(hi)를 다음 수학식 4와 같이 콘볼루션(convolution)하고, 콘볼루션된 결과를 출력 음향 신호(Xo)로서 결정한다(제16 단계).After the fourteenth step, the inverse filter hi smoothed to the input acoustic signal Xi is convolved as in Equation 4 below, and the convoluted result is determined as the output acoustic signal Xo (16). step).

Figure 112004000359443-pat00011
Figure 112004000359443-pat00011

여기서, *는 콘볼루션을 나타내는 기호이다.Where * is a symbol representing a convolution.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법은 전술한 바와 같이 도 1에 도시된 제10 ~ 제16 단계들을 모두 마련한다.According to an embodiment of the present invention, the method for using a space inverse filter according to the present invention provides all the tenth to sixteenth steps shown in FIG. 1 as described above.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법은 도 1에 도시된 바와 달리, 제10, 제12 및 제16 단계들을 마련하고 제14 단계를 마련하지 않는다. 이 경우, 입력 음향 신호(Xi)에 평활화되지 않은 역 필터(hi)를 콘볼루션(convolution)하고, 콘볼루션된 결과를 출력 음향 신호(Xo)로서 결정한다(제16 단계).According to another embodiment of the present invention, the method for using the space inverse filter according to the present invention, unlike FIG. 1, provides the tenth, twelfth and sixteenth steps, and does not provide the fourteenth step. In this case, an inverse filter hi not smoothed to the input acoustic signal Xi is convolved, and the convoluted result is determined as the output acoustic signal Xo (step 16).

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법은 도 1에 도시된 바와 달리, 제10, 제12 및 제14 단계들을 마련하고 제16 단계를 마련하지 않는다.According to another embodiment of the present invention, the method of using the space inverse filter according to the present invention, unlike FIG. 1, provides the tenth, twelfth and fourteenth steps, and does not provide the sixteenth step.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법은 도 1에 도시된 바와 달리, 제10 및 제12 단계들만을 마련하고 제14 및 제16 단계들을 마련하지 않는다.According to another embodiment of the present invention, the method of using the space inverse filter according to the present invention, unlike FIG. 1, provides only the tenth and twelfth steps and does not provide the fourteenth and sixteenth steps.

이하, 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the apparatus for using a space inverse filter according to the present invention will be described as follows.

도 6은 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 장치의 블럭도로서, 저주파 성분 생성부(200), 고주파 성분 생성부(202), 합성부(204), 제1 평활화부(206) 및 음향 신호 콘볼루션부(208)로 구성된다.6 is a block diagram of the apparatus for using a space inverse filter according to the present invention, wherein a low frequency component generator 200, a high frequency component generator 202, a synthesizer 204, a first smoothing unit 206, and an acoustic signal cone ball are shown. It is composed of a cushion portion 208.

도 6에 도시된 공간 역 필터 이용 장치는 도 1에 도시된 공간 역 필터 이용 방법을 수행하는 역할을 한다.The apparatus for using a space inverse filter illustrated in FIG. 6 serves to perform the method for using a space inverse filter illustrated in FIG. 1.

도 6에 도시된 저주파 성분 생성부(200) 및 고주파 성분 생성부(202)는 도 1에 도시된 제10 단계를 수행하는 역할을 한다. 즉, 저주파 성분 생성부(200)는 입력단자 IN1을 통해 입력한 소정의 목표 신호(p)와 입력단자 IN2를 통해 입력한 측정된 공간 임펄스 응답(g)에 최소 제곱 기법을 적용하여 역 필터의 저주파 성분(h'L)을 생성하고, 생성된 역 필터의 저주파 성분(h'L)을 합성부(204)로 출력한다. 고주파 성분 생성부(202)는 입력단자 IN1을 통해 입력한 소정의 목표 신호(p)와 입력단자 IN2를 통해 입력한 측정된 공간 임펄스 응답(g)에 옥타브 이득 제어 기법을 적용하여 역 필터의 고주파 성분(h"H)을 생성하고, 생성된 고주파 성분(h" H)을 합성부(204)로 출력한다.The low frequency component generator 200 and the high frequency component generator 202 illustrated in FIG. 6 perform a tenth step illustrated in FIG. 1. That is, the low frequency component generator 200 applies the least squares technique to the predetermined target signal p input through the input terminal IN1 and the measured spatial impulse response g input through the input terminal IN2 to perform the inverse filter. low-frequency component (h "generates a L) and the low-frequency component (h of the generated inverse filter, and outputs the L) to the synthesis unit 204. the The high frequency component generator 202 applies an octave gain control technique to a predetermined target signal p input through the input terminal IN1 and a measured spatial impulse response g input through the input terminal IN2, thereby applying a high frequency of the inverse filter. The component h " H is generated and the generated high frequency component h" H is output to the synthesis part 204.

제12 단계를 수행하기 위해, 합성부(204)는 저주파 성분 생성부(200)로부터 입력한 저주파 성분(h'l)과 고주파 성분 생성부(202)로부터 입력한 고주파 성분(h"H)을 합성하고, 합성된 결과를 역 필터로서 제1 평활화부(206)로 출력한다.In order to perform the twelfth step, the synthesis unit 204 may combine the low frequency component h ′ l input from the low frequency component generator 200 and the high frequency component h ″ H input from the high frequency component generator 202. The synthesized result is output to the first smoothing unit 206 as an inverse filter.

제14 단계를 수행하기 위해, 제1 평활화부(206)는 합성부(204)의 출력인 역 필터를 평활화시키고, 평활화된 역 필터를 음향 신호 콘볼루션부(208)로 출력한다.In order to perform the fourteenth step, the first smoothing unit 206 smoothes the inverse filter, which is the output of the combining unit 204, and outputs the smoothed inverse filter to the acoustic signal convolution unit 208.

제16 단계를 수행하기 위해, 음향 신호 콘볼루션부(208)는 입력단자 IN3을 통해 입력한 입력 음향 신호에 제1 평활화부(206)로부터 입력한 평활화된 역 필터를 콘볼루션하고, 콘볼루션된 결과를 출력 음향 신호로서 출력단자 OUT1을 통해 출력한다.In order to perform the sixteenth step, the acoustic signal convolution unit 208 convolves the smoothed inverse filter input from the first smoothing unit 206 to the input acoustic signal input through the input terminal IN3, The result is output through the output terminal OUT1 as an output sound signal.

전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 공간 역 필터 이용 방법이 제14 단계를 마련하지 않을 경우, 도 6에 도시된 공간 역 필터 이용 장치는 제1 평활화부(206)를 마련하지 않는다. 이 경우, 제16 단계를 수행하기 위해, 음향 신호 콘볼루션부(208)는 입력단자 IN3을 통해 입력한 입력 음향 신호에 합성부(204)로부터 입력한 역 필터를 콘볼루션하고, 콘볼루션된 결과를 출력 음향 신호로서 출력단자 OUT1을 통해 출력한다.As described above, when the space inverse filter using method shown in FIG. 1 does not provide the fourteenth step, the space inverse filter using device shown in FIG. 6 does not provide the first smoothing unit 206. In this case, in order to perform the sixteenth step, the acoustic signal convolution unit 208 convolves the inverse filter input from the combining unit 204 to the input acoustic signal input through the input terminal IN3 and convolves the result. Is output through the output terminal OUT1 as an output sound signal.

또한, 도 1에 도시된 공간 역 필터 이용 방법이 제16 단계를 마련하지 않을 경우, 도 6에 도시된 공간 역 필터 이용 장치는 음향 신호 콘볼루션부(208)를 마련하지 않는다.In addition, when the method for using the space inverse filter illustrated in FIG. 1 does not provide the sixteenth step, the apparatus for using the space inverse filter illustrated in FIG. 6 does not provide the acoustic signal convolution unit 208.

이하, 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 장치의 실시예들 각각의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of each embodiment of the apparatus for using a space inverse filter according to the present invention will be described as follows.

도 7은 도 6에 도시된 저주파 성분 생성부(200)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(200A)의 블럭도로서, 최소 제곱 기법 적용부(220), 제2 평활화부(222) 및 저역 통과 필터(224)로 구성된다.FIG. 7 is a block diagram of a preferred embodiment 200A of the low frequency component generator 200 shown in FIG. 6 according to the present invention, and includes a least square method applying unit 220, a second smoothing unit 222, and a low range. It consists of a pass filter 224.

도 7에 도시된 저주파 성분 생성부(200A)는 도 2에 도시된 제40 ~ 제52 단계들을 수행하는 역할을 한다.The low frequency component generator 200A illustrated in FIG. 7 performs the steps 40 through 52 illustrated in FIG. 2.

도 2에 도시된 제40 ~ 제48 단계들을 수행하기 위해, 도 7에 도시된 최소 제곱 기법 적용부(220)는 입력단자 IN4를 통해 입력한 소정의 목표 신호(p)와 입력단자 IN5를 통해 입력한 측정된 공간 임펄스 응답(g)에 최소 제곱 기법을 적용하고, 최소 제곱 기법이 적용된 결과(h')를 제2 평활화부(222)로 출력한다.In order to perform the 40 th to 48 th steps shown in FIG. 2, the least-square method applying unit 220 shown in FIG. 7 is provided through a predetermined target signal p and an input terminal IN5 input through the input terminal IN4. The least square method is applied to the input measured spatial impulse response g, and the result h 'of the least square method is applied to the second smoothing unit 222.

도 8은 도 7에 도시된 최소 제곱 기법 적용부(220)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(220A)의 블럭도로서, 목표 응답 분해부(240), 공간 임펄스 응답 분해부(242), 단위 임펄스 응답 분해부(244), 최소 제곱 기법 역 필터(246) 및 임펄스 응답 합성부(248)로 구성된다.FIG. 8 is a block diagram of a preferred embodiment 220A according to the present invention of the least squares technique applying unit 220 shown in FIG. 7, including a target response decomposition unit 240, a spatial impulse response decomposition unit 242, The unit impulse response decomposition unit 244, the least squares technique inverse filter 246, and the impulse response synthesis unit 248.

도 8에 도시된 최소 제곱 기법 적용부(220A)는 도 2에 도시된 제40 ~ 제48 단계들을 수행하는 역할을 한다.The least squares technique applying unit 220A shown in FIG. 8 performs the steps 40 through 48 shown in FIG. 2.

제40 단계를 수행하기 위해, 목표 응답 분해부(240)는 입력단자 IN6을 통해 입력한 소정의 목표 신호(p)에 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 소정의 목표 신호(p)를 웨이브릿 영역으로 표현하고, 웨이브릿 영역에서 가장 낮은 밴드의 신호를 저역 부밴드 목표 응답(pk)으로서 분리하고, 분리된 저역 부밴드 목표 응답(pk)을 최소 제곱 기법 역 필터(246)로 출력한다.In order to perform step 40, the target response decomposition unit 240 applies a wavelet analysis technique to a predetermined target signal p input through the input terminal IN6 to convert the predetermined target signal p into a wavelet region. And separate the signal of the lowest band in the wavelet region as the low pass subband target response p k , and output the separated low pass sub band target response p k to the least squares technique inverse filter 246.

제42 단계를 수행하기 위해, 공간 임펄스 응답 분해부(242)는 입력단자 IN7을 통해 입력한 측정된 공간 임펄스 응답(g)에 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 공간 임펄스 응답(g)을 웨이브릿 영역으로 표현하고, 웨이브릿 영역에서 가장 낮은 밴드의 신호를 저역 부밴드 공간 임펄스 응답(gk)으로서 분리하고, 분리된 저역 부 밴드 공간 임펄스 응답(gk)을 최소 제곱 기법 역 필터(246)로 출력한다.In order to perform the forty-second step, the spatial impulse response decomposition unit 242 applies a wavelet analysis technique to the measured spatial impulse response g input through the input terminal IN7 to apply the spatial impulse response g to the wavelet region. the signal representation, and the lowest in the wavelet domain into a band with a low sub-band space impulse response (g k) separation, and the separated low-pass sub-band space impulse response (g k) a least squares technique the inverse filter 246 as Output

제44 단계를 수행하기 위해, 단위 임펄스 응답 분해부(244)는 입력단자 IN8을 통해 입력한 단위 임펄스 신호 즉, 델타 신호(δ)에 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 단위 임펄스 신호(δ)를 웨이브릿 영역에서 표현하고, 생성된 웨이브릿 영역에서 가장 낮은 밴드를 제외한 높은 밴드의 신호를 고역 부밴드 단위 임펄스 응답(δ1, δ2, ... 및 δk-m)(여기서, 1≤m≤k-1)으로서 분리하고, 분리된 고역 부밴드 단위 임펄스 응답(δ1, δ2, ... 및 δk-m)을 임펄스 응답 합성부(248)로 출력한다.In order to perform the 44th step, the unit impulse response decomposition unit 244 applies a wavelet analysis technique to the unit impulse signal inputted through the input terminal IN8, that is, the delta signal δ, and processes the unit impulse signal δ. The high band signal, except for the lowest band, in the wavelet region and the lowest band in the generated wavelet region, the impulse response (δ 1 , δ 2 , ... and δ km ), where 1 ≦ m ≦ k -1), and outputs the separated high-band subband unit impulse responses δ 1 , δ 2 ,..., And δ km to the impulse response synthesizer 248.

제46 단계를 수행하기 위해, 최소 제곱 기법 역 필터(246)는 목표 응답 분해부(240)로부터 입력한 저역 부밴드 목표 응답(pk)을 목표 신호로 하는 최소 제곱 기법에 의해 저역 부밴드 공간 임펄스 응답(gk)에 대한 역 필터의 저역 부밴드 역 필터 응답(hk)을 다음 수학식 5와 같이 생성하고, 생성된 저역 부밴드 역 필터 응답(hk)을 임펄스 응답 합성부(248)로 출력한다.In order to perform the forty-seventh step, the least square technique inverse filter 246 is a low-pass subband space by a least square technique using a low-pass subband target response p k input from the target response decomposition unit 240 as a target signal. The low pass subband inverse filter response h k of the inverse filter with respect to the impulse response g k is generated as in Equation 5 below, and the generated low pass subband inverse filter response h k is generated by the impulse response synthesizer 248. )

Figure 112004000359443-pat00012
Figure 112004000359443-pat00012

여기서, gk T는 gk의 전치 행렬(transpose)을 의미한다.Here, g k T means a transpose of g k .

제48 단계를 수행하기 위해, 임펄스 응답 합성부(248)는 최소 제곱 기법 역 필터(246)로부터 입력한 저역 부밴드 역필터 응답(hk)과 단위 임펄스 응답 분해부(244)로부터 입력한 고역 부밴드 단위 임펄스 응답(δ1, δ2, ... 및 δ k-m)에 웨이브릿 재건 기법을 적용하여 시간 영역상에서 역 필터의 임펄스 응답(h')을 생성하고, 생성된 역 필터의 임펄스 응답(h')을 출력단자 OUT3을 통해 출력한다.In order to perform the 48 th step, the impulse response synthesizer 248 inputs the low pass subband inverse filter response h k input from the least square technique inverse filter 246 and the high pass input from the unit impulse response decomposition unit 244. The wavelet reconstruction technique is applied to the subband impulse responses (δ 1 , δ 2 , ... and δ km ) to generate the impulse response (h ') of the inverse filter in the time domain, and the impulse response of the generated inverse filter. Output (h ') through output terminal OUT3.

도 9는 도 8에 도시된 최소 제곱 기법 적용부(220A)의 본 발명에 의한 실시예의 블럭도로서, 목표 응답 분해부(240A), 공간 임펄스 응답 분해부(242A), 단위 임펄스 응답 분해부(244A), 최소 제곱 기법 역 필터(246) 및 임펄스 응답 합성부(248A)로 구성된다.FIG. 9 is a block diagram of an embodiment of the present invention of the least square method applying unit 220A illustrated in FIG. 8, and includes a target response decomposition unit 240A, a spatial impulse response decomposition unit 242A, and a unit impulse response decomposition unit ( 244A), least square technique inverse filter 246, and impulse response synthesizer 248A.

도 9에 도시된 목표 응답 분해부(240A)는 도 8에 도시된 목표 응답 분해부(240)와 동일한 역할을 수행한다. 이를 위해, 목표 응답 분해부(240A)는 분해(decomposition)부들(260, 262, 264, 266, ..., 268 및 270)과 다운 샘플러(down sampler)들(310, 312, ..., 314 및 316)로 구성된다. 여기서, 두 개의 분해부들(260 및 262)과 하나의 다운 샘플러(310)는 하나의 셀(cell)(250)을 형성한다. 따라서, 목표 응답 분해부(240A)는 다수개의 셀들을 갖는다.The target response resolver 240A illustrated in FIG. 9 performs the same role as the target response resolver 240 illustrated in FIG. 8. To this end, the target response decomposition unit 240A includes the decomposition units 260, 262, 264, 266, ..., 268 and 270 and the down samplers 310, 312, ..., 314 and 316). Here, two decomposition parts 260 and 262 and one down sampler 310 form one cell 250. Thus, the target response resolver 240A has a plurality of cells.

공간 임펄스 응답 분해부(242A)는 도 8에 도시된 공간 임펄스 응답 분해부(240)와 동일한 역할을 수행한다. 이를 위해, 공간 임펄스 응답 분해부(242A)는 분해부들(272, 273, 274, 276, ..., 278 및 280)과 다운 샘플러들(318, 320, ..., 322 및 324)로 구성된다.The spatial impulse response decomposition unit 242A performs the same role as the spatial impulse response decomposition unit 240 illustrated in FIG. 8. To this end, the spatial impulse response resolver 242A consists of resolvers 272, 273, 274, 276, 278, and 280 and down samplers 318, 320, ..., 322 and 324. do.

단위 임펄스 응답 분해부(244A)는 도 8에 도시된 단위 임펄스 응답 분해부(244)와 동일한 역할을 수행한다. 이를 위해, 단위 임펄스 응답 분해부(244A)는 분해부들(282, 284, 274, 286, 288, ..., 290 및 292)과 다운 샘플러들(326, 328, 330, 332, ..., 334 및 336)로 구성된다.The unit impulse response decomposition unit 244A performs the same role as the unit impulse response decomposition unit 244 illustrated in FIG. 8. To this end, the unit impulse response decomposition section 244A includes resolution sections 282, 284, 274, 286, 288, ..., 290, and 292 and down samplers 326, 328, 330, 332, ..., 334 and 336).

임펄스 응답 합성부(248A)는 도 8에 도시된 임펄스 응답 합성부(248)와 동일한 역할을 수행한다. 이를 위해, 임펄스 응답 합성부(248A)는 재건(reconstruction)부들(294, 296, ..., 298, 300, 302 및 304)과 업 샘플러들(338, 340, ..., 342, 344, 346 및 348)로 구성된다.The impulse response synthesizer 248A performs the same role as the impulse response synthesizer 248 shown in FIG. 8. To this end, the impulse response synthesizer 248A includes reconstruction sections 294, 296, ..., 298, 300, 302 and 304 and upsamplers 338, 340, ..., 342, 344, 346 and 348).

도 9에 도시된 다운 샘플러들 각각은 샘플링 주파수를 q배로 낮출 수 있고, 업 샘플러들 각각은 샘플링 주파수를 q배로 높일 수 있다. 여기서, q는 예를 들면 2가 될 수 있다. 이러한 다운 샘플러들, 분해부들 및 재건부들의 세부적인 동작은, "Wavelets and SubbandCoding. Signal Processing Series"라는 제목으로 'Vetterli.M' 및 'Kovacevic.J'에 의해 저술되고 NJ의 Englewood Cliffs에 위치한 Prentice-Hall에 의해 1995년도에 출간된 책에 개시되어 있다.Each of the down samplers illustrated in FIG. 9 may lower the sampling frequency by q times, and each of the up samplers may increase the sampling frequency by q times. Here, q may be, for example. The detailed operation of these down samplers, disassembly and reconstructions is Prentice, written by 'Vetterli.M' and 'Kovacevic.J' under the title "Wavelets and SubbandCoding.Signal Processing Series" and located in Englewood Cliffs, NJ. It is published in a book published in 1995 by Hall.

도 2에 도시된 제50 단계를 수행하기 위해, 도 7에 도시된 제2 평활화부(222)는 최소 제곱 기법 적용부(220)의 출력을 평활화하고, 평활화된 결과를 저역 통과 필터(224)로 출력한다.In order to perform the 50th step shown in FIG. 2, the second smoothing unit 222 shown in FIG. 7 smoothes the output of the least squares technique applying unit 220 and outputs the smoothed result to the low pass filter 224. Will output

제52 단계를 수행하기 위해, 저역 통과 필터(224)는 제2 평활부(222)에서 평활화된 결과의 저역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 역 필터의 저주파 성분(h'L)으로서 출력단자 OUT2를 통해 합성부(204)로 출력한다.In order to perform the fifty-second step, the low pass filter 224 filters the low pass component of the smoothed result in the second smoothing unit 222, and outputs the filtered result as the low frequency component h ' L of the inverse filter. Output to the combining unit 204 through OUT2.

도 2에 도시된 방법이 제50 단계를 마련하지 않을 경우, 도 7에 도시된 저주 파 성분 생성부(200A)는 제2 평활화부(222)를 마련하지 않는다. 이 경우, 저역 통과 필터(224)는 최소 제곱 기법이 적용된 결과 즉, 임펄스 응답 합성부(248)로부터 출력되는 역 필터의 임펄스 응답(h')의 저역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 역 필터의 저주파 성분(h'L)으로서 결정하며, 결정된 역 필터의 저주파 성분(h'L)을 출력단자 OUT2를 통해 출력한다.When the method illustrated in FIG. 2 does not provide the fifty step, the low frequency component generator 200A shown in FIG. 7 does not provide the second smoothing unit 222. In this case, the low pass filter 224 filters the low pass component of the result of applying the least squares technique, that is, the impulse response h 'of the inverse filter output from the impulse response synthesis unit 248, and filters the filtered result. in "determining as (L, a low-frequency component (h station of the determined low-frequency filter component h), and outputs a L) through an output terminal OUT2.

도 10은 도 6에 도시된 고주파 성분 생성부(202)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(202A)의 블럭도로서, 이동 평균 필터(400), 크기 생성부(402) 및 고역 통과 필터(404)로 구성된다.FIG. 10 is a block diagram of a preferred embodiment 202A according to the present invention of the high frequency component generator 202 shown in FIG. 6, which includes a moving average filter 400, a magnitude generator 402 and a high pass filter ( 404).

도 10에 도시된 고주파 성분 생성부(202A)는 도 3에 도시된 제80 ~ 제84 단계들을 수행하는 역할을 한다.The high frequency component generator 202A illustrated in FIG. 10 performs the 80th through 84th steps illustrated in FIG. 3.

제80 단계를 수행하기 위해, 이동 평균 필터(400)는 입력단자 IN9를 통해 입력한 측정된 공간 임펄스 응답을 이동 평균 필터링하고, 이동 평균 필터링된 결과를 크기 생성부(402)로 출력한다.In order to perform step 80, the moving average filter 400 performs moving average filtering on the measured spatial impulse response input through the input terminal IN9, and outputs the moving average filtered result to the size generator 402.

도 11은 도 10에 도시된 이동 평균 필터(400)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(400A)의 블럭도로서, 전력 계산부(420) 및 제1 순환 콘볼루션부(422)로 구성된다.FIG. 11 is a block diagram of a preferred embodiment 400A of the moving average filter 400 of FIG. 10 according to the present invention, and includes a power calculation unit 420 and a first circular convolution unit 422. .

도 11에 도시된 이동 평균 필터(400A)는 도 4에 도시된 제80A 단계를 수행하는 역할을 한다.The moving average filter 400A illustrated in FIG. 11 serves to perform step 80A illustrated in FIG. 4.

제100 및 제102 단계들을 수행하기 위해, 전력 계산부(420)는 입력단자 IN12 를 통해 입력한 측정된 공간 임펄스 응답의 전력을 주파수 영역으로 표현하여 계산하고, 주파수 영역으로 표현되는 계산된 전력을 제1 순환 콘볼루션부(422)로 출력한다.In order to perform the steps 100 and 102, the power calculation unit 420 expresses and calculates the power of the measured spatial impulse response input through the input terminal IN12 in the frequency domain, and calculates the calculated power represented in the frequency domain. Output to the first circular convolution unit 422.

제104 단계를 수행하기 위해, 제1 순환 콘볼루션부(422)는 전력 계산부(420)로부터 입력한 공간 임펄스 응답의 전력을 윈도우 신호와 순환 콘볼루션하고, 순환 콘볼루션된 결과를 이동 평균 필터링된 결과로서 출력단자 OUT5를 통해 크기 생성부(402)로 출력한다.In order to perform step 104, the first cyclic convolution unit 422 cyclically convolves the power of the spatial impulse response input from the power calculator 420 with the window signal, and performs the moving average filtering on the cyclically convoluted result. As a result, the result is output to the size generator 402 through the output terminal OUT5.

도 12는 도 10에 도시된 이동 평균 필터(400)의 본 발명에 의한 다른 실시예(400B)의 블럭도로서, 전력 계산부(440), 척도 변환부(442), 보간부(444), 제2 순환 콘볼루션부(446) 및 척도 환원부(448)로 구성된다.12 is a block diagram of another embodiment 400B of the moving average filter 400 of FIG. 10 according to the present invention, which includes a power calculation unit 440, a scale conversion unit 442, an interpolation unit 444, The second circulation convolution unit 446 and the scale reduction unit 448.

도 12에 도시된 이동 평균 필터(400B)는 도 5에 도시된 제80B 단계를 수행하는 역할을 한다.Moving average filter 400B shown in FIG. 12 serves to perform step 80B shown in FIG.

제110 및 제112 단계들을 수행하기 위해, 전력 계산부(440)는 입력단자 IN13을 통해 입력한 측정된 공간 임펄스 응답의 전력을 주파수 영역으로 표현하여 계산하고, 주파수 영역으로 표현된 공간 임펄스 응답의 전력을 척도 변환부(442)로 출력한다.In order to perform steps 110 and 112, the power calculator 440 calculates the power of the measured spatial impulse response input through the input terminal IN13 in the frequency domain, and calculates the power of the spatial impulse response expressed in the frequency domain. The power is output to the scale converter 442.

제114 단계를 수행하기 위해, 척도 변환부(442)는 전력 계산부(440)로부터 입력한 주파수 척도로 표현되는 공간 임펄스 응답의 전력을 로그 척도로 표현하고, 로그 척도로 표현되는 공간 임펄스 응답의 전력을 보간부(444)로 출력한다.In order to perform step 114, the scale converter 442 expresses the power of the spatial impulse response expressed on the frequency scale input from the power calculator 440 on a log scale, and the spatial impulse response expressed on the log scale. The power is output to the interpolator 444.

제116 단계를 수행하기 위해, 보간부(444)는 척도 변환부(442)로부터 입력한 로그 척도로 표현되는 공간 임펄스 응답의 전력을 보간하고, 보간된 결과를 제2 순환 콘볼루션부(446)로 출력한다.In order to perform step 116, the interpolator 444 interpolates the power of the spatial impulse response represented by the log scale input from the scale converter 442, and outputs the interpolated result to the second cyclic convolution unit 446. Will output

제118 단계를 수행하기 위해, 제2 순환 콘볼루션부(446)는 보간부(444)로부터 입력한 보간된 결과를 윈도우 신호와 순환 콘볼루션하고, 순환 콘볼루션된 결과를 척도 환원부(448)로 출력한다.In order to perform step 118, the second circular convolution unit 446 circularly convolves the interpolated result input from the interpolator 444 with the window signal, and measures the circularly convolved result as the scale reduction unit 448. Will output

제120 단계를 수행하기 위해, 척도 환원부(448)는 로그 척도로 표현되는 제2 순환 콘볼루션부(446)에서 순환 콘볼루션된 결과를 주파수 척도로 표현하고, 주파수 척도로 표현되는 순환 콘볼루션된 결과를 이동 평균 필터링된 결과로서 출력단자 OUT6을 통해 크기 생성부(402)로 출력한다.In order to perform step 120, the scale reduction unit 448 expresses the result of the cyclic convolution in the second cyclic convolution unit 446 represented by the log scale on a frequency scale, and the cyclic convolution represented by the frequency scale. The result is output to the size generator 402 through the output terminal OUT6 as a moving average filtered result.

한편, 제82 단계를 수행하기 위해, 크기 생성부(402)는 이동 평균 필터(400)에서 이동 평균 필터링된 결과의 크기의 역과 입력단자 IN10을 통해 입력한 소정의 목표 신호를 승산하고, 승산된 결과를 역 필터의 임펄스 응답의 크기로서 고역 통과 필터(404)로 출력한다.In order to perform step 82, the magnitude generator 402 multiplies the inverse of the magnitude of the moving average filtered result by the moving average filter 400 and a predetermined target signal input through the input terminal IN10, and multiplies the multiplied result. The result is output to the high pass filter 404 as the magnitude of the impulse response of the inverse filter.

제84 단계를 수행하기 위해, 고역 통과 필터(404)는 크기 생성부(402)에서 결정된 크기와 선형 위상을 갖는 역 필터의 임펄스 응답의 고역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 역 필터의 고주파 성분(h"H)으로서 출력단자 OUT4를 통해 합성부(204)로 출력한다. 이를 위해, 고역 통과 필터(404)는 역 필터의 임펄스 응답의 선형 위상을 입력단자 IN11을 통해 외부로부터 입력할 수도 있고, 내부에서 자체적으로 생성할 수도 있다.In order to perform step 84, the high pass filter 404 filters the high frequency component of the impulse response of the inverse filter having the magnitude and the linear phase determined by the magnitude generator 402, and filters the high frequency component of the inverse filter. (h " H ) is output to the synthesis unit 204 through the output terminal OUT4. To this end, the high pass filter 404 may input the linear phase of the impulse response of the inverse filter from the outside through the input terminal IN11. You can also create your own internally.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 공간 역 필터 이용 방법 및 장치는 기준 주파수 이하의 대역에서는 위상까지 고려한 최소 제곱 기법을 이용하고 기준 주파수보다 큰 대역에서는 공간의 위치에 의존적이지 않은 옥타브 이득 제어 기법을 이용하여 역 필터를 설계하며, 설계된 역 필터를 이용하여 청취자가 측정점으로부터 벗어나는 경우에도 균등화된 응답을 제공할 수 있고 기준 주파수 이하의 대역에서는 위상 응답의 특성까지 보정하여 공간에 의해 영향을 받지 않는 결과를 얻을 수 있도록 하고, 특히, 종래의 옥타브 이득 제어 방법이 각 대역내에 존재하는 급격한 전력의 변동을 보상할 수 없는 반면, 본 발명은 측정된 공간 임펄스 응답을 바탕으로 주파수상의 연속적인 평균값을 이용하므로 급격한 전력 변동을 보상할 수 있는 등, 넓은 청취 영역에서 공간 전달 함수의 왜곡을 보정할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the method and apparatus for using a spatial inverse filter according to the present invention use a least square method considering phases in a band below a reference frequency and an octave gain control scheme not dependent on the position of a space in a band larger than the reference frequency. The inverted filter is designed using, and the designed inverse filter can be used to provide an equalized response even when the listener deviates from the measurement point. In particular, while the conventional octave gain control method cannot compensate for the sudden power fluctuations present in each band, the present invention uses a continuous average value in frequency based on the measured spatial impulse response. So it can compensate for sudden power fluctuations The distortion of the spatial transfer function in the listening area can be corrected.

Claims (20)

소정의 목표 신호와 측정된 공간 임펄스 응답에 최소 제곱 기법 및 옥타브 이득 제어 기법을 적용하여 역 필터의 저주파 성분 및 고주파 성분을 각각 구하는 단계; Obtaining a low frequency component and a high frequency component of an inverse filter by applying a least square technique and an octave gain control technique to a predetermined target signal and measured spatial impulse response, respectively; 상기 저주파 성분과 상기 고주파 성분을 합성하여 상기 역 필터를 구하는 단계; 및 Obtaining the inverse filter by synthesizing the low frequency component and the high frequency component; And 입력 음향 신호에 상기 역 필터를 콘볼루션하고, 콘볼루션된 결과를 출력 음향 신호로서 결정하는 단계를 구비하고,Convolving said inverse filter to an input acoustic signal, and determining the convolved result as an output acoustic signal, 상기 고주파 성분과 상기 저주파 성분은 소정의 기준 주파수를 중심으로 구분되며,The high frequency component and the low frequency component are divided based on a predetermined reference frequency. 상기 고주파 성분을 구하는 단계는,Obtaining the high frequency component, 상기 측정된 공간 임펄스 응답을 이동 평균 필터링하는 단계;Moving average filtering the measured spatial impulse response; 이동 평균 필터링된 결과의 크기에 역과 상기 소정의 목표 신호를 승산하고, 승산된 결과를 상기 역 필터의 임펄스 응답의 크기로서 출력하는 단계; 및Multiplying a magnitude of a moving average filtered result by an inverse and the predetermined target signal and outputting the multiplied result as a magnitude of an impulse response of the inverse filter; And 상기 결정된 크기와 선형 위상을 갖는 상기 역 필터의 임펄스 응답의 고역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 상기 역 필터의 고주파 성분으로서 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.Filtering the high frequency component of the impulse response of the inverse filter having the determined magnitude and linear phase, and outputting the filtered result as the high frequency component of the inverse filter. 제1 항에 있어서, 상기 공간 역 필터 이용 방법은The method of claim 1, wherein the spatial inverse filter is used. 입력 음향 신호에 상기 역 필터를 콘볼루션하고, 콘볼루션된 결과를 출력 음향 신호로서 결정하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.Convolving said inverse filter to an input acoustic signal and determining the convolved result as an output acoustic signal. 제1 항에 있어서, 상기 기준 주파수(fref)는 아래와 같이 구해지는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.The method of claim 1, wherein the reference frequency (fref) is obtained as follows.
Figure 112004000359443-pat00013
Figure 112004000359443-pat00013
(여기서, b는 변수이고, fs는 샘플링 주파수를 의미하고, N은 웨이브릿 변환 횟수를 나타낸다.)(Where b is a variable, fs is the sampling frequency, and N is the number of wavelet transforms.)
제1 항에 있어서, 상기 공간 역 필터 이용 방법은The method of claim 1, wherein the spatial inverse filter is used. 상기 저주파 성분과 상기 고주파 성분을 합성한 결과인 상기 역 필터를 평활화시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.And smoothing the inverse filter that is a result of synthesizing the low frequency component and the high frequency component. 제1 항에 있어서, 상기 역 필터의 저주파 성분을 구하는 단계는The method of claim 1, wherein the obtaining low frequency components of the inverse filter 상기 소정의 목표 신호에 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 생성된 웨이브릿 영역에서 가장 낮은 밴드의 신호를 저역 부밴드 목표 응답으로서 분리해내는 단계;Separating a signal of the lowest band in the wavelet region generated by applying a wavelet analysis technique to the predetermined target signal as a low pass subband target response; 상기 측정된 공간 임펄스 응답에 상기 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 생성된 웨이브릿 영역에서 상기 가장 낮은 밴드의 신호를 저역 부밴드 공간 임펄스 응답으로서 분리해내는 단계;Separating the lowest band signal as a low pass subband spatial impulse response in the wavelet region generated by applying the wavelet analysis technique to the measured spatial impulse response; 단위 임펄스 신호에 상기 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 생성된 웨이브릿 영역에서 상기 가장 낮은 밴드를 제외한 높은 밴드의 신호를 고역 부밴드 임펄스 응답으로서 분리해내는 단계;Separating a high band signal except for the lowest band as a high pass subband impulse response from a wavelet region generated by applying the wavelet analysis technique to a unit impulse signal; 상기 저역 부밴드 목표 응답을 목표 신호로 하는 상기 최소 제곱 기법을 이용하여 상기 저역 부밴드 공간 임펄스 응답에 대한 상기 역 필터의 저역 부밴드 역 필터 응답을 구하는 단계;Obtaining a lowpass subband inverse filter response of the inverse filter with respect to the lowpass subband spatial impulse response using the least square technique of using the lowpass subband target response; 상기 저역 부밴드 역필터 응답과 상기 고역 부밴드 단위 임펄스 응답에 웨이브릿 재건 기법을 적용하여 시간 영역상에서 상기 역 필터의 임펄스 응답을 구하는 단계; 및Obtaining an impulse response of the inverse filter in a time domain by applying a wavelet reconstruction technique to the low pass subband inverse filter response and the high pass subband impulse response; And 상기 역 필터의 임펄스 응답의 저역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 상기 역 필터의 저주파 성분으로서 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.Filtering the low pass component of the impulse response of the inverse filter, and determining the filtered result as the low frequency component of the inverse filter. 제5 항에 있어서, 상기 역 필터의 저주파 성분을 구하는 단계는6. The method of claim 5, wherein obtaining the low frequency component of the inverse filter 상기 역 필터의 임펄스 응답을 평활화하는 단계를 더 구비하고,Smoothing the impulse response of the inverse filter, 상기 역 필터의 저주파 성분은 상기 평활화된 결과의 저역 성분을 필터링한 결과에 해당하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.The low frequency component of the inverse filter corresponds to a result of filtering the low frequency component of the smoothed result. 제1 항에 있어서, 상기 역 필터의 고주파 성분을 구하는 단계는The method of claim 1, wherein the step of obtaining the high frequency component of the inverse filter 상기 측정된 공간 임펄스 응답을 이동 평균 필터링하는 단계;Moving average filtering the measured spatial impulse response; 이동 평균 필터링된 결과의 크기에 역과 상기 소정의 목표 신호를 승산하고, 승산된 결과를 상기 역 필터의 임펄스 응답의 크기 부분으로서 결정하는 단계; 및Multiplying a magnitude of a moving average filtered result by an inverse and the predetermined target signal, and determining the multiplied result as a magnitude portion of an impulse response of the inverse filter; And 상기 결정된 크기와 선형 위상을 갖는 상기 역 필터의 임펄스 응답의 고역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 상기 역 필터의 고주파 성분으로서 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.Filtering the high frequency component of the impulse response of the inverse filter having the determined magnitude and linear phase, and determining the filtered result as the high frequency component of the inverse filter. 제7 항에 있어서, 상기 이동 평균 필터링의 길이는 저주파 대역에서 짧게 설정되고, 고주파 대역에서 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.8. The method of claim 7, wherein the length of the moving average filtering is set short in the low frequency band and long in the high frequency band. 제7 항에 있어서, 상기 이동 평균 필터링하는 단계는8. The method of claim 7, wherein the moving average filtering 상기 측정된 공간 임펄스 응답의 전력을 주파수 영역으로 표현하는 단계; 및Expressing the power of the measured spatial impulse response in a frequency domain; And 상기 공간 임펄스 응답의 전력을 윈도우 신호와 순환 콘볼루션하고, 순환 콘볼루션된 결과를 상기 이동 평균 필터링된 결과로서 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.And cyclically convolving the power of the spatial impulse response and determining the cyclically convolved result as the moving average filtered result. 제7 항에 있어서, 상기 이동 평균 필터링의 길이는 고정되는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.8. The method of claim 7, wherein the length of the moving average filtering is fixed. 제10 항에 있어서, 상기 이동 평균 필터링하는 단계는The method of claim 10, wherein the moving average filtering step 상기 측정된 공간 임펄스 응답의 전력을 주파수 영역으로 표현하여 구하는 단계;Expressing and calculating the power of the measured spatial impulse response in a frequency domain; 주파수 척도로 표현되는 상기 공간 임펄스 응답의 전력을 로그 척도로 표현하는 단계;Expressing a power of the spatial impulse response expressed on a frequency scale on a logarithmic scale; 상기 로그 척도로 표현되는 공간 임펄스 응답의 전력을 보간하는 단계;Interpolating the power of a spatial impulse response represented by the logarithmic scale; 상기 보간된 결과를 윈도우 신호와 순환 콘볼루션하는 단계; 및Cyclically convolving the interpolated result with a window signal; And 로그 척도로 표현되는 상기 순환 콘볼루션된 결과를 주파수 척도로 표현하고, 주파수 척도로 표현되는 상기 순환 콘볼루션된 결과를 상기 이동 평균 필터링된 결과로서 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 방법.Representing the cyclically convoluted result represented by a logarithmic scale on a frequency scale, and determining the cyclically convoluted result represented by a frequency scale as the moving average filtered result. How to use. 소정의 목표 신호와 측정된 공간 임펄스 응답에 최소 제곱 기법을 적용하여 역 필터의 저주파 성분을 생성하는 저주파 성분 생성부;A low frequency component generator for generating a low frequency component of an inverse filter by applying a least square method to a predetermined target signal and a measured spatial impulse response; 상기 목표 신호와 상기 측정된 공간 임펄스 응답에 옥타브 이득 제어 기법을 적용하여 상기 역 필터의 고주파 성분을 생성하는 고주파 성분 생성부;A high frequency component generator for generating a high frequency component of the inverse filter by applying an octave gain control technique to the target signal and the measured spatial impulse response; 상기 저주파 성분과 상기 고주파 성분을 합성하고, 합성된 결과를 상기 역 필터로서 출력하는 합성부; 및A synthesizer which synthesizes the low frequency component and the high frequency component and outputs the synthesized result as the inverse filter; And 입력 음향 신호에 상기 역 필터를 콘볼루션하고, 콘볼루션된 결과를 출력 음향 신호로서 출력하는 음향 신호 콘볼루션부를 구비하고,An acoustic signal convolution unit for convolving the inverse filter to an input acoustic signal and outputting the convoluted result as an output acoustic signal, 상기 고주파 성분과 상기 저주파 성분은 소정의 기준 주파수를 중심으로 구분되며,The high frequency component and the low frequency component are divided based on a predetermined reference frequency. 상기 고주파 성분 생성부는,The high frequency component generation unit, 상기 측정된 공간 임펄스 응답을 이동 평균 필터링하는 이동 평균 필터링부;A moving average filtering unit for moving average filtering the measured spatial impulse response; 이동 평균 필터링된 결과의 크기에 역과 상기 소정의 목표 신호를 승산하고, 승산된 결과를 상기 역 필터의 임펄스 응답의 크기로서 출력하는 크기 생성부; 및A magnitude generator for multiplying a magnitude of a moving average filtered result by an inverse and the predetermined target signal and outputting the multiplied result as a magnitude of an impulse response of the inverse filter; And 상기 결정된 크기와 선형 위상을 갖는 상기 역 필터의 임펄스 응답의 고역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 상기 역 필터의 고주파 성분으로서 출력하는 고역 통과 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 장치.And a high pass filter for filtering a high frequency component of an impulse response of the inverse filter having the determined magnitude and linear phase and outputting the filtered result as a high frequency component of the inverse filter. 제12 항에 있어서, 상기 공간 역 필터 이용 장치는The apparatus of claim 12, wherein the apparatus for using a space inverse filter is 입력 음향 신호에 상기 역 필터를 콘볼루션하고, 콘볼루션된 결과를 출력 음향 신호로서 출력하는 음향 신호 콘볼루션부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 장치.And a sound signal convolution unit for convolving the inverse filter to an input sound signal and outputting the convoluted result as an output sound signal. 제12 항에 있어서, 상기 공간 역 필터 이용 장치는The apparatus of claim 12, wherein the apparatus for using a space inverse filter is 상기 합성부의 출력인 역 필터를 평활화시키는 제1 평활화부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 장치.And a first smoothing unit for smoothing an inverse filter which is an output of the synthesis unit. 제12 항에 있어서, 상기 저주파 성분 생성부는The method of claim 12, wherein the low frequency component generating unit 상기 목표 신호와 상기 측정된 공간 임펄스 응답에 상기 최소 제곱 기법을 적용하는 최소 제곱 기법 적용부; 및A least squares technique applying unit for applying the least squares technique to the target signal and the measured spatial impulse response; And 상기 최소 제곱 기법이 적용된 결과의 저역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 상기 역 필터의 저주파 성분으로서 결정하는 저역 통과 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 장치.And a low pass filter for filtering the low pass component of the result to which the least squares technique is applied and determining the filtered result as the low frequency component of the inverse filter. 제15 항에 있어서, 상기 최소 제곱 기법 적용부는The method of claim 15, wherein the least squares technique application unit 상기 소정의 목표 신호에 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 생성된 웨이브릿 영역에서 가장 낮은 밴드의 신호를 저역 부밴드 목표 응답으로서 분리하여 출력하는 목표 응답 분해부;A target response decomposition unit for separating and outputting a signal of the lowest band in the wavelet region generated by applying a wavelet analysis technique to the predetermined target signal as a low-pass subband target response; 상기 측정된 공간 임펄스 응답에 상기 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 생성된 웨이브릿 영역에서 상기 가장 낮은 밴드의 신호를 저역 부밴드 공간 임펄스 응답으로서 분리하여 출력하는 공간 임펄스 응답 분해부;A spatial impulse response decomposition unit for separating and outputting the lowest band signal as a low-pass subband spatial impulse response in the wavelet region generated by applying the wavelet analysis technique to the measured spatial impulse response; 단위 임펄스 신호에 상기 웨이브릿 분석 기법을 적용하여 생성된 웨이브릿 영역에서 상기 가장 낮은 밴드를 제외한 높은 밴드의 신호를 고역 부밴드 단위 임펄스 응답으로서 분리하여 출력하는 단위 임펄스 응답 분해부;A unit impulse response decomposition unit for separating and outputting a high band signal except for the lowest band as a high frequency subband unit impulse response in a wavelet region generated by applying the wavelet analysis technique to a unit impulse signal; 상기 저역 부밴드 목표 응답을 목표 신호로 하는 상기 최소 제곱 기법에 의해 상기 저역 부밴드 공간 임펄스 응답에 대한 상기 역 필터의 저역 부밴드 역 필터 응답을 생성하는 최소 제곱 기법 역 필터; 및A least squares inverse filter for generating a low-pass subband inverse filter response of the inverse filter to the low-pass subband spatial impulse response by the least squares technique having the low-pass subband target response as a target signal; And 상기 저역 부밴드 역필터 응답과 상기 고역 부밴드 단위 임펄스 응답에 웨이브릿 재건 기법을 적용하여 시간 영역상에서 상기 역 필터의 임펄스 응답을 생성하는 임펄스 응답 합성부를 구비하고,An impulse response synthesizer for generating an impulse response of the inverse filter in a time domain by applying a wavelet reconstruction technique to the low pass subband inverse filter response and the high pass subband impulse response; 상기 저역 통과 필터는 상기 역 필터의 임펄스 응답의 저역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 상기 역 필터의 저주파 성분으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 장치.And the low pass filter filters a low pass component of an impulse response of the inverse filter, and outputs the filtered result as a low frequency component of the inverse filter. 제15 항에 있어서, 상기 저주파 성분 생성부는The method of claim 15, wherein the low frequency component generating unit 상기 최소 제곱 기법 적용부의 출력을 평활화하는 제2 평활화부를 더 구비하고,A second smoothing unit is further provided to smooth the output of the least square technique application unit. 상기 저역 통과 필터는 상기 제2 평활부에서 평활화된 결과의 저역 성분을 필터링하고, 필터링된 결과를 상기 역 필터의 상기 저주파 성분으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 장치.And the low pass filter filters a low pass component of the result smoothed by the second smoothing unit, and outputs the filtered result as the low frequency component of the inverse filter. 삭제delete 제12 항에 있어서, 상기 이동 평균 필터링부는The method of claim 12, wherein the moving average filtering unit 상기 측정된 공간 임펄스 응답의 전력을 주파수 영역으로 표현하여 계산하는 전력 계산부; 및A power calculation unit expressing and calculating the power of the measured spatial impulse response in a frequency domain; And 상기 공간 임펄스 응답의 전력을 윈도우 신호와 순환 콘볼루션하고, 순환 콘볼루션된 결과를 상기 이동 평균 필터링된 결과로서 출력하는 제1 순환 콘볼루션부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 장치.And a first cyclic convolution unit configured to cyclically convolve power of the spatial impulse response with a window signal, and output a cyclically convolved result as the moving average filtered result. 제12 항에 있어서, 상기 이동 평균 필터링부는The method of claim 12, wherein the moving average filtering unit 상기 측정된 공간 임펄스 응답의 전력을 주파수 영역으로 표현하여 계산하는 전력 계산부;A power calculation unit expressing and calculating the power of the measured spatial impulse response in a frequency domain; 주파수 척도로 표현되는 상기 공간 임펄스 응답의 전력을 로그 척도로 표현하는 척도 변환부;A scale converter for representing the power of the spatial impulse response expressed on a frequency scale on a log scale; 상기 로그 척도로 표현되는 공간 임펄스 응답의 전력을 보간하는 보간부;An interpolator for interpolating power of a spatial impulse response expressed by the log scale; 상기 보간된 결과를 윈도우 신호와 순환 콘볼루션하는 제2 순환 콘볼루션부; 및A second circular convolution unit for circularly convolving the interpolated result with a window signal; And 로그 척도로 표현되는 상기 제2 순환 콘볼루션부에서 순환 콘볼루션된 결과를 주파수 척도로 표현하고, 주파수 척도로 표현되는 상기 순환 콘볼루션된 결과를 상기 이동 평균 필터링된 결과로서 출력하는 척도 환원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공간 역 필터 이용 장치.A scale reduction unit configured to express a cyclically convoluted result in the second circular convolution unit represented by a log scale on a frequency scale and output the cyclically convoluted result represented by a frequency scale as the moving average filtered result Apparatus using a space inverse filter, characterized in that.
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