KR100635022B1 - 다채널 다운믹싱 장치 - Google Patents

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Abstract

복수의 입력 채널을 갖는 다채널 입력 신호(a multichannel input signal)를 복수의 출력 채널을 갖는 출력 신호(an output signal)로 다운믹싱하기 위한 하나 이상의 믹스 계수(one or more mix coefficients)를 발생하는 방법 및 시스템이 제공된다. 이 믹스 계수들은, 입력 신호의 에너지와 의도된 방향이 사실상 출력 신호에 보전될 수 있도록, 다운믹서에 대한 입력 신호와 다운믹스된 (출력) 신호 사이의 에너지 비교에 응답하여 발생될 것이다. 더 나아가, 혹은 선택적으로, 믹스 계수 발생은 예컨대 서라운드 입력 채널에 수신된 입력 신호의 의도된 방향이 출력 신호중 적어도 하나의 출력 채널에 보전되도록 이루어질 수도 있다. 믹스 계수값은 테스트 다운믹서 환경에서 발생될 수 있을 것이다. 또한, 하나 이상의 계수가 사전 정의된 믹스 계수값들을 검색함으로써 발생될 수 있을 것이다. 추가로, 혹은 선택적으로, 하나 이상의 믹스 계수가 복수의 입력 채널의 입력 에너지에 응답하여 발생될 수 있을 것이다.
다운믹싱, 믹스 계수, 입력 채널, 출력 채널, 입력 에너지

Description

다채널 다운믹싱 장치{MULTI-CHANNEL DOWNMIXING DEVICE}
본 출원은 대리인 사건번호 11336/137로서 2002년 5월 3일에 데이비드 에이치. 그리싱어(David H. Griesinger)에 의해 "다채널 대 2채널 믹싱 장치 및 방법(A Multichannel To Two Channel Mixing Device And Method)"이라는 명칭으로 미국에 가출원된 출원번호 제 60/377,661호를 우선권으로 주장하며, 이것을 본 원에서는 참조로 이용한다.
본 발명은 믹싱 장치(mixing device)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복수의 채널을 포함하는 다채널 신호를 의도된 방향(the intended direction)과 신호 에너지를 보전하면서 복수의 채널을 포함하는 출력 신호로 믹싱할 수 있는 다운믹서(downmixer)에 관한 것이다.
종종, 오디오 레코딩이나 영화 사운드트랙(필름 믹스)은 2개 이상의 오디오 채널로 발생되어 청취자가 오디오 레코딩이 실제 상황인 것처럼 보다 실감나게 느끼도록 해준다. 예를 들면, 필름 믹스는 좌측 전방(left front;LF), 우측 전방(right front;RF), 중앙(center;C) 채널을 제공하는 3채널 레코딩으로 생성될 수 있다. 또는 필름 믹스가 LF, RF, C와 함께 후방 좌측(rear left;RL), 후방 우측(rear right;RR) 채널을 포함하는 5채널 레코딩으로 생성될 수도 있고, 어떤 환경 에서는 5채널 레코딩에 저주파(low frequency;LFE) 채널을 더한 5.1 채널 레코딩으로 생성될 수도 있다.
그러나 오디오 레코딩이나 필름 믹스의 청취자는 오디오 레코딩이나 필름 믹스가 생성된 채널의 수보다 더 적은 수의 채널을 지원하는 오디오 시스템을 가질 수 있을 것이다. 흔히 이런 경우는 청취자의 오디오 시스템이 2채널(즉, 스테레오) 재생(playback)만을 지원할 때 발생한다. 이런 상황에서는 다채널 신호를 2채널 신호로 조합(혹은 다운믹스)하는 조합기(혹은 다운믹서)를 이용함으로써 다채널 레코딩이 청취자에게 2채널 레코딩으로 제공된다. 다운믹싱이 엔코더에서 발생될 수도 있는데, 이 경우에 예컨대 2채널 레코딩은 매체(즉, CD, DVD 등)상에 제공된다. 다운믹싱이 청취자의 오디오 시스템의 디코더에서 발생될 수도 있는데, 이 경우에는 디코더가 다채널 신호를 2채널 믹스로 다운믹스한다.
다채널을 2채널로 다운믹싱할 때, 다운믹서는 흔히 정해진 믹스 계수를 채용한다. 5채널 필름 레코딩에 이용되는 일반적인 믹서는 두 개의 후방 채널을 믹스한 후에 이 후방 채널들을 출력 채널에 대해 반대 위상(antiphase)으로 믹싱한다. 이것은 후방 채널에 있는 모든 신호가 표준 필름 디코더에서 후방으로부터 재생되도록 만든다. 그러나 사운드가 좌측 후방에서 유래된 것인지 혹은 우측 후방에 유래된 것인지에 대한 정보는 통상적으로 손실된다.
예컨대 5채널 다운믹싱을 위한 유럽형 표준을 이용하는 일반적인 클래식 음악용 다운믹서는 위상의 반전없이 두 개의 후방 채널을 곧장 출력 채널로 믹스한다. 이로써 후방 채널의 좌/우 방향성을 보전할 수는 있지만, 신호가 청취자의 뒤 쪽에서 들리게끔 만드는 지시가 보전되지 않는다. 이렇게 만들어진 믹스는 2채널 재생의 경우와 표준 필름 디코더를 통한 재생의 경우 모두에서 이 다운믹스된 신호가 마치 청취자의 전방에 있는 것처럼 생각되게 만들 수도 있다.
몇몇 다운믹서는 예를들어 서라운드 입력 신호들이 서로 상반될 경우에 신호 에너지를 보전하기 위한 시도로서 믹스 비율을 살짝 변경할 수도 있다. 그러나 다채널 신호의 신호 에너지와 의도된 방향은 입력 신호가 입력 채널들 사이에서 움직일 경우 사실상 보전되지 않는다.
더욱이, 표준 필름 다운믹서와 유럽형 표준 다운믹서 모두는 후방 채널을 출력 채널로 믹싱하기 전에 이 후방 채널을 3dB만큼 감쇠시킨다. 이러한 감쇠는 후방 채널중 하나에 적용되는 사운드 효과의 라우드니스(loudness)가 원래 5채널 믹스보다 더 낮아지도록 만들 수도 있다. 이 경우, 후방 입력의 에너지는 출력 채널에서 보전되지 않는다.
전술한 엔코더/디코더와 관련한 또다른 문제는 입력 신호를 다운믹싱할 때 사운드 이벤트(sound events)(즉, 잘 정의된 도입부를 갖는 사운드의 짧은 버스트, 이것은 기계로부터의 주석(notes)이나 음향의 음절(syllables)처럼 잘 정의된 종료부를 갖지 않을 수도 혹은 가질 수도 있다)의 취급에 관한 것이다. 채용된 다운믹싱 알고리즘은 특히 잔향의 존재시에 사운드 이벤트가 다운믹스 신호의 엠퍼시스(emphasis)에서 감소되도록 만든다. 전술한 다운믹서는 사운드 이벤트가 전방 채널에서 다운믹스되도록 만든다. 그러나 , 이러한 사운드 이벤트가 전방 채널에 다운믹스될 때, 이것은 잘 안들리거나 전혀 들리지 않을 수도 있게 된다.
더 나아가, 3개의 전방 채널을 2개 출력 채널로 믹스하는 다운믹서는 방향성 위치 추정 문제로 곤란을 겪는데, 즉, 3채널 레코딩에서 믹스되어 좌측(혹은 우측) 전방 채널과 중앙 채널 사이의 중간쯤에서 유래하는 것처럼 인식되는 사운드가 3채널 신호가 2채널로 다운믹스되어 2개의 라우드스피커를 통해 재생될 때에는 서로 다른 지점에서 유래되는 것처럼 인식되는 문제가 있다. 실제로 2채널 다운믹스에서 사운드 이미지는 중앙과 좌측 사이의 정중앙이 아니라 거의 좌측 라우드스피커(혹은 우측)에 존재한다.
그러므로, 다채널 믹스의 의도된 방향(the intended direction)과 신호 에너지를 보전하는 다운믹서에 대한 필요성이 존재된다. 또한 잔향의 존재시에 입력 신호를 적절히 믹스하고 다운믹싱 프로세스 동안에 입력 신호내의 사운드 이벤트를 강조하는 다운믹서에 대한 필요성이 존재한다.
복수의 입력 채널을 갖는 다채널 입력 신호를 복수의 출력 채널을 갖는 출력 신호로 다운믹싱하기 위한 믹스 계수를 발생하는 다운믹서 시스템이 제공된다. 믹스 계수는, 입력 신호의 에너지와 의도된 방향이 사실상 출력 신호에 보전되도록, 다운믹스된 (출력) 신호와 다운믹서에 대한 입력 신호 사이의 에너지 비교에 응답하여 발생될 수 있다. 입력 신호의 입력 채널의 수는 출력 신호의 출력 채널의 수보다 더 크거나 동일할 수 있다. 더 나아가, 혹은 선택적으로, 믹스 계수 발생은 예컨대 서라운드 입력 채널에 수신된 입력 신호의 의도된 방향을 출력 신호의 적어도 한 출력 채널에 보전할 것이다. 이런 환경에서, 보전 및 의도된 방향은 서라운 드 채널 정보를 업믹스의 서라운드 채널에 배치하도록 서라운드 채널 정보를 디코딩할 수 있는 업믹서(upmixer)에서 이용될 수도 있다.
믹스 계수는 테스트 다운믹서 환경에서 발생될 수 있는데, 이 테스트 다운믹서 환경은 테스트 다운믹서에 수신된 제한된-대역폭의(limited-bandwidth)(즉, 필터링된) 입력 신호들을 이용하여 결정되는 입력과 출력 신호 에너지에 응답하여 믹스 계수를 발생하도록 이용될 수 있다. 테스트 다운믹서를 이용하여 결정된 믹스 계수는 이후에 완전-대역폭 다운믹서(full-bandwidth downmixer)에서 이용될 수도 있다.
믹스 계수값들은 사전정의된 믹스 계수값들을 검색함으로써 발생될 수 있을 것이다. 이러한 사전정의된 믹스 계수값들은 다운믹서의 기억장치에 테이블 포맷으로, 예컨대 1차원 혹은 2차원 테이블로 기억될 것이다. 테이블은 출력 에너지 대 입력 에너지의 비율로 색인을 붙일 수 있을 것이다. 입력 신호를 다운믹싱하는 동안 거의 비슷한 출력 대 입력비에 직면하게 되면, 입력 신호를 다운믹싱하는데 이용될 하나 이상의 믹스 계수를 믹스 계수 테이블로부터 검색하는 것이 가능할 것이다.
믹스 계수들은 복수의 입력 채널의 입력 에너지에 응답하여 발생될 것이다. 입력 채널중 적어도 하나와 입력 채널의 적어도 다른 하나 사이의 에너지 비율이 결정될 것인데, 이 때 믹스 계수 발생은 에너지 비율에 응답하여 이루어진다. 믹스 계수 발생은 하나 이상의 믹스 계수값을 증가시키거나 혹은 하나 이상의 믹스 계수값을 감소시키는 것을 포함할 것이다. 더 나아가, 사운드 이벤트의 도입부가 검출될 것인데, 이 때 믹스 계수 발생은 입력 에너지와 사운드 이벤트의 도입부 검출에 응답하여 이루어질 것이다.
본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 이점들은 이후의 도면과 상세한 설명을 검토함으로써 당업자에게 명확해질 것이다. 이러한 추가적인 시스템, 방법, 특징 및 이점들은 이러한 설명과 본 발명의 범주내에 포함되도록 기획되었으며, 이후에 첨부된 특허청구범위에 의해 보호를 받는다.
본 발명은 이후에 첨부된 도면과 설명을 참조할 때 더 잘 이해될 수 있다. 도면의 구성 성분들은 반드시 축적으로 그려진 것은 아니며, 본 발명의 원리를 예시하도록 강조되어 그려져 있다. 또한, 도면들에서 유사한 도면 부호는 다른 도면에서 그에 상응하는 부분을 표시한다.
도 1은 3채널 입력 신호를 2채널 출력 신호로 다운믹싱하는 다운믹서 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 도 1의 다운믹서 장치의 동작을 예시하는 흐름도이다.
도 3은 도 1의 다운믹서와 도 9의 다운믹서의 믹스 계수들의 발생을 예시하는 흐름도이다.
도 4는 3채널 입력 신호를 2채널 출력 신호로 다운믹싱할 때 이용되는 도 3의 채널 에너지 결정을 예시하는 흐름도이다.
도 5는 3채널 입력 신호를 2채널 출력 신호로 다운믹싱할 때 이용되는 도 3의 피드백 상수(feedback constant)의 결정을 예시하는 흐름도이다.
도 6은 3채널 입력 신호를 2채널 출력 신호로 다운믹싱할 때 이용되는 도 3의 채널 믹스 계수(channel mix coefficients)의 발생을 예시하는 흐름도이다.
도 7은 중앙에서 좌측 채널로 팬(panned)된 단일 입력 신호에 대해 도 4 내지 도 6의 흐름도에 따라 발생된 믹스 계수의 그래프이다.
도 8은 3채널 신호가 다운믹스되어 2채널로 재생될 때 지역 추정에서의 미세한 에러를 보상하기 위해 실험적으로 유도된, 패닝각(panning angle)의 함수인 믹스 계수의 그래프이다.
도 9는 5.1채널 입력 신호를 2채널 출력 신호로 다운믹싱하는 다운믹싱 장치의 기능 블록도이다.
도 10은 도 9의 다운믹서 장치의 동작을 예시하는 흐름도이다.
도 11은 도 9의 다운믹서와 관련하여 도 3의 발생을 위한 I/P 및 O/P 채널 에너지를 결정하는 것을 예시하는 흐름도이다.
도 12는 도 9의 다운믹서와 관련하여 도 3의 피드백 상수를 적어도 하나 발생하는 것을 예시하는 흐름도이다.
도 13은 도 9의 다운믹서와 관련하여 도 3의 믹스 계수를 하나 이상 발생하는 것을 예시하는 흐름도이다.
도 14는 도 9의 다운믹서와 관련하여 발생된 믹스 계수들의 조정을 예시하는 흐름도이다.
도 15는 도 14의 채널 에너지 결정을 예시하는 흐름도이다.
도 16 - 도 17은 도 14의 하나 이상의 믹스 계수를 조정하는 것을 예시하는 흐름도이다.
복수의 입력 채널을 갖는 다채널 입력 신호를 복수의 출력 채널을 갖는 출력 신호로 다운믹싱하기 위한 믹스 계수를 발생하는 다운믹서 시스템이 제공된다. 입력 에너지 레벨은 적어도 복수의 입력 채널에 대해 결정될 것이고, 믹스 계수는 입력 신호의 신호 에너지와 의도된 방향이 사실상 보전되도록 입출력 에너지 레벨들중 적어도 하나를 결정하는 것에 응답하여 발생될 것이다. 출력 에너지 레벨은 출력 채널중 적어도 하나에 대해 결정될 것인데, 이 때 믹스 계수는 입력 신호의 신호 에너지와 의도된 방향이 출력 신호에 사실상 보전되는 입출력 신호 에너지에 응답하여 발생될 것이다.
예를 들어, 3채널 입력 신호이 2채널 출력 신호로 다운믹스될 때에는 출력 신호내의 출력 채널의 수가 입력 신호의 입력 채널의 수보다 적을 것이다. 예를 들어, 다운믹서가 서라운드 채널 정보를 다운믹스하는데 이용되는 경우에는 입력 신호의 입력 채널의 수는 출력 신호의 출력 채널의 수와 동일할 것이다.
다운믹서는 출력 신호의 청취자에게 입력 신호의 명확한 방향과 상대적인 라우드니스에 대한 거의 정확한 해석(rendition)을 제공할 것이다. 전방 채널과 서라운드 채널 정보를 모두 포함하는 입력 신호를 다운믹싱할 때, 다운믹서는 전방 채널과 서라운드 채널 정보를 독립적으로 다운믹싱할 수 있어서, 사실상 입력 신호의 에너지와 의도된 방향을 출력 신호에 보전할 수 있을 것이다. 다운믹스된 서라운드 및 다운 믹스된 채널 정보는 조합되어(즉, 서로 더해져서) 입력 신호의 2채널 믹스를 제공할 것이다.
다운믹서는 입력 다채널 신호를 출력 신호로 다운믹싱하는 동안 입력 신호의 전방 입력 채널과 서라운드 입력 채널 사이의 에너지비(energy ratio)를 변경할 수 있을 것이다. 에너지비 변경(energy ratio alteration)은 다채널 입력 신호내의 잔향 존재에 대한 거의 정확한 해석을 출력 신호에 제공하도록 이용될 것이다. 다운믹싱과 관련한 에너지비 변경은 믹스 계수 조정을 통해 이루어질 것이다. 또한, 믹스 계수는 사운드 이벤트(즉, 기계로부터의 주석(notes), 음향의 음절(단음) 등등)를 강조하도록 조정될 것이다. 사운드 이벤트는 예컨대 좌측 및 우측 서라운드 채널처럼 하나 이상의 입력 채널에 발생하여, 다운믹서의 출력 신호에 사운드 이벤트에 대한 거의 정확한 해석을 제공할 것이다.
3입력 및 5.1입력 채널을 갖는 입력 신호를 2출력 채널을 갖는 출력 신호로 다운믹싱하는 다운믹서가 이하에 논의될 것이다. 그러나, 본 원의 사상이 상이한 개수를 갖는 입력 채널에 적용되어 2 이상의 출력 채널을 갖는 출력 신호로 다운믹스되는 경우에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
도 1은 적어도 3채널을 포함하는 다채널 입력 신호를 이 입력 채널의 수보다 적은 수의 출력 채널(본 원에서는 2 출력 채널)을 포함하는 출력 신호로 다운믹싱할 수 있는 다운믹싱 장치의 기능 블록도이다. 도 1에 도시된 것처럼, 다운믹서(100)는 입력 신호의 신호 에너지와 의도된 방향이 출력 신호에 사실상 보전되도록 발생된 좌측 및 우측 채널 믹스 계수 ml 및 mr에 응답하여 다채널 입력 신호를 출력 신호로 다운믹싱하는 완전-대역폭 다운믹서(102)를 포함한다. 완전-대역폭 다 운믹서(102)는 예컨대 20-20000 주파수 범위에 걸친 넓은 주파수 범위를 다운믹싱할 수 있다. 다른 주파수 범위도 가능하다. 다운믹서(100)는 또한 테스트 다운믹서(104)와 콘트롤러(106)를 더 포함하는데, 테스트 다운믹서(104)와 콘트롤러(106)는 테스트 믹스 계수값들을 발생하는데 이용되고, 이 값들은 완전-대역폭 다운믹서(102)의 좌측 및 우측 믹스 계수 ml 및 mr을 갱신하는데 이용됨으로써, 후술하는 바와 같이, 입력 신호의 신호 에너지와 의도된 방향을 출력 신호에 사실상 보전하는 것을 가능하게 한다. 테스트 다운믹서는 예컨대 700-4000Hz 주파수 범위처럼 제한된 주파수 범위에서 동작할 것이다. 다른 주파수 범위도 가능하다. 테스트 다운믹서의 동작과 관련한 이 제한된 주파수 범위는 완전-대역폭 다운믹서(102)의 믹스 계수가 청취자가 특별히 민감한 주파수 범위를 이용하여 발생되도록 하기 때문에 유리하다. 이런 방식으로 믹스 계수를 발생함으로써, 청취자가 감지하도록 입력 신호의 라우드니스를 출력 신호에 보다 정확하게 반영하는 믹스 계수 발생을 허용할 것이다.
테스트 믹스 계수를 이용하여 에너지와 의도된 방향이 사실상 테스트 다운믹서(104)에 보전되므로, 만약 완전-대역폭 다운믹서에서 이용되는 경우라면, 테스트 믹스 계수는 이 완전-대역폭 다운믹서에 대한 입력 신호의 에너지와 의도된 방향이 출력 신호에 사실상 보전되는 것을 허용할 것이다. 테스트 다운믹서(104)에 의한 믹스 계수 발생 즉시, 이 발생된 값들은 완전-대역폭 다운믹서(102)의 믹스 계수를 갱신하는데 이용될 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 완전-대역폭 다운믹서(102)는 3채널, 예컨대 다운 믹스될 좌측(LI), 중앙(CI) 및 우측(RI) 입력 채널을 갖는 입력 신호를 2채널, 예컨대 좌측 출력(LO) 및 우측 출력(RO) 채널을 갖는 출력 신호로 다운믹싱할 수 있다.
완전-대역폭 다운믹서(102)는 제 1 믹서(108)와 제 2 믹서(110)를 포함하는데, 이 제 1 및 제 2 믹서는 CI 채널을 LI 및 RI 채널과 믹싱하기 위한 좌측 채널 믹스 계수 ml 및 우측 채널 믹스 계수 mr을 각각 포함하는 믹스 계수들을 지정하고 있다. CI 채널은 LI 및 RI 채널과 믹스되어 각각 L' 및 R' 채널을 발생할 것이다. 제 1 믹서(108)는 L' 채널을 원하는 만큼 위상 이동시켜서 출력 신호의 LO 채널을 발생하는 제 1 위상 시프터(112)에 접속된다. 마찬가지로, 제 2 믹서(110)는 R' 채널을 원하는 만큼 위상 이동시켜서 출력 신호의 RO 채널을 발생하는 제 2 위상 시프터(114)에 접속된다. 위상 시프터(112, 114)는 L' 및 R' 채널 정보를 순수하게 위상 이동만 시킴으로써 L' 및 R'의 에너지와 진폭이 어떠한 주파수에서도 아무런 영향을 받지 않도록 할 수 있을 것이다.
테스트 다운믹서(104)는 제 1 테스트 믹서(116)와 제 2 테스트 믹서(118)을 포함할 것이다. 제 1 테스트 믹서(116)는 제한된-대역폭의(즉. 필터링된) LI 및 CI 채널 정보중 적어도 하나를 LILim 및 CILim으로 각각 수신하고, 테스트 좌측 채널 믹스 계수 ml'를 이용하여 LILim 및 CILim를 믹싱하여, 제한된-대역폭 테스트 믹서 좌측 출력 채널(a limited-bandwidth test mixer left output channel) LOLim를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 테스트 믹서(118)는 제한된-대역폭 RI 채널 정보(a limited-bandwidth RI channel information) RILim와 CILim 채널 정보중 적어도 하나를 수신하고 테스트 우측 채널 믹스 계수 mr'를 이용해 RILim와 CILim를 믹싱하여 테스트 믹서(104)의 제한된-대역폭 RO 출력 채널 ROLim를 형성할 수 있을 것이다.
콘트롤러(106)는 제 1 믹서(108), 제 2 믹서(110), 제 1 테스트 믹서(116) 및 제 2 테스트 믹서(118)와 접속된다. 콘트롤러(106)는 입력 신호의 LI, CI 및 RI 채널 정보중 하나 이상을 수신할 수 있으며, 테스트 다운믹서(104)에서 이용하기 위한 제한된-대역폭(즉, 필터링된) 채널 정보, 예컨대 LILim, CILim 및 RILim 을 결정할 수 있다. 콘트롤러(106)는 또한 출력 채널 정보, 예컨대 완전-대역폭 다운믹서(102)로부터의 출력 채널 정보 LO 및 RO 및/또는 테스트 다운믹서(104)로부터의 제한된-대역폭 출력 채널 정보 LOLim 및 ROLim을 수신할 수 있고, 테스트 다운믹서(104)를 이용하여 후술하는 바와 같이 하나 이상의 믹스 계수와 관련한 값, 예컨대 완전-대역폭 다운믹서(102)의 믹스 계수 ml 및 mr을 발생할 수 있다. 또한 콘트롤러(106)는 다운믹서의 동작 동안에, 예컨대 작업 메모리 및/또는 프로그램 메모리이면서 콘트롤러(106)에 의해 이용되는 하나 이상의 메모리 장치를 제공하는 기억 장치(120)에 접속될 것이다.
도 2는 본 원에서는 3채널인 다채널(≥2채널) 입력 신호를 이 입력 신호보다 적은 수의 채널을 갖는 출력 신호, 본 원에서는 2채널인 출력 신호로 다운믹싱하는 다운믹서(100)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 입력 채 널 정보는 완전-대역폭 다운믹서(102)에 LI, CI 및 RI 채널 정보로서 수신된다(200).
콘트롤러(106)는 LI, CI 및 RI 채널 정보를 믹스하기 위해 제 1 및 제 2 믹서(108, 110)에 의해 이용되는 믹스 계수 ml 및 mr중 적어도 하나를 예컨대 후술하는 바와 같이 테스트 다운믹서(104)를 이용하여 발생할 수 있다(202). 완전-대역폭 다운믹서(102)는 제 1 믹서(108)에서 LI와 CI 채널을 믹스하여 L' 채널을 다음과 같이 발생할 것이다.
L'=LI+ml*C
다음에 제 1 위상 시프터(112)는 L' 채널 정보에 원하는 위상 이동을 일으키고(206), 그 결과의 채널 정보는 출력 신호의 LO 채널로서 제공된다(212).
마찬가지로, 제 2 믹서(110)는 RI 및 CI 채널을 믹스하여 R' 채널을 다음과 같이 발생할 것이다.
R'=RI+mr*C
다음, 제 2 위상 이동기(114)는 R' 채널 정보에 임의의 원하는 위상 이동을 제공하고(210), 그 결과의 채널 정보는 출력 신호의 RO 채널로서 제공될 것이다(212).
비록 믹스 계수 발생(202)이 도 2의 흐름도에서 특별한 위치에서 일어나는 것처럼 도시되었더라도, 믹스 계수 발생이 완전-대역폭 다운믹서(102)의 동작 동안 에는 언제라도 수행되며/되거나 완전-대역폭 다운믹서(102)의 동작 동안에 복수의 간격으로 수행될 것임은 자명할 것이다.
믹스 계수 ml 및 mr은 완전-대역폭 다운믹서(102)의 동작 동안에 동시에 혹은 서로 다른 시간에 발생될 것이다(202). 또한, 어떤 환경에서는, 완전-대역폭 다운믹서(102)에 의해 이용될 단 하나의 믹스 계수, 예컨대 ml이나 또는 mr만을 발생하는 것이 바람직할 것이다. 더 나아가, 또는 선택적으로, 이 믹스 계수 발생(202)은 입력 신호의 믹싱 동안 주기적으로, 예컨대 어떤 시간 간격으로(즉, 매 1.5ms 또는 10ms마다), 혹은 입력 채널 정보의 특정 분량(입력 채널 정보의 64 샘플 혹은 640 샘플)을 처리한 이후에 수행될 것이다. 믹스 계수 ml과 mr중 하나 혹은 모두를 발생하는 즉시, 콘트롤러(106)는, 갱신된 믹스 계수중 하나 혹은 모두와 관련한 갱신값으로 각각의 제 1 및/또는 제 2 믹서(108, 110)를 갱신할 것이다. 이러한 믹스 계수값의 갱신은 입력 신호를 출력 신호로 다운믹싱하는 동안에는 언제라도 발생할 것이다.
믹스 계수 발생은 도 3의 흐름도와 관련하여 전반적으로 설명될 것이다. 다양한 환경과 관련한 믹스 계수 발생을 설명하기 위해, 도 3 내지 도 8, 그리고 도 11 내지 도 14의 흐름도들은 도 3의 상황에서 논의될 것이다.
도 3은 예컨대 좌측 및 우측 채널 믹스 계수 ml 및 mr같은 믹스 계수의 발생(202)을 예시하는 흐름도이다. 믹스 계수 발생은 예를 들어 테스트 믹서(104)와 콘트롤러(106)에서 발생할 것이다. 도 3에 도시된 것처럼, 입력 및 출력 채널 에너지중 적어도 하나가 테스트 다운믹서(104)를 이용하여 콘트롤러(106)에 의해 결 정될 것이다(300). 다음에, 콘트롤러(106)는 특히 급격하게 변화하는 입력 채널 정보가 있을 경우에 평활화/안정화(smooth/stablilize) 믹스 계수값 발생을 위한 하나 이상의 피드백 상수를 결정한다(302). 그 뒤, 콘트롤러는 채널 에너지 및/또는 피드백 상수에 응답하여 믹스 계수 예컨대 테스트 믹스 계수 ml' 및 mr'를 발생할 것이다(304). 완전-대역폭 다운믹서(102)의 믹스 계수는 이 테스트 믹스 계수의 값들로 갱신될 것이다.
후술하는 바와 같이, 콘트롤러(106)는 예컨대 700-4000Hz 주파수 범위의 가청 주파수를 강조하기 위해 LI, CI 및/또는 RI 채널 정보를 필터링함으로써 제한된-대역폭 입력 신호 정보를 이용하는 믹스 계수값을 발생한다. 이러한 필터링은 다른 주파수 범위를 강조할 수도 있다. 입력 정보를 필터링함으로써 발생된 믹스 계수는 청취자에게 사운드의 라우드니스가 인지될 수 있도록 보다 정확하게 반영된다. 비록 완전-대역폭 다운믹서(102)가 입력 신호를 예컨대 20Hz-20KHz의 광대역 주파수에 걸쳐 다운믹싱할 수 있는 광대역 다운믹서이더라도, 사람의 듣는 능력은 그 중간 정도의 주파수인 700-4000Hz 주파수 범위내에 있는 에너지에 대해 특히 민감하고, 이 중간 주파수 범위에 응답하여 믹스 계수를 결정하는 것은 청취자가 가장 민감한 주파수내에 입력 신호의 라우드니스가 보전되도록 하는 것에 유리하다. 선택적으로, 혹은 부가적으로, 콘트롤러(100)가 완전-대역폭 입력 채널 정보(즉, 필터링되지 않은 입력 채널 정보)를 이용하는 믹스 계수값을 발생할 수도 있다.
하나 이상의 믹스 계수를 발생하는 것은 이후에 다양한 상황에서 논의될 것이다. 예를 들어, 도 4 내지 도 6은 3채널 입력 신호를 2채널 출력 신호로 다운믹 싱하는데 이용될 믹스 계수를 발생하기 위해 테스트 다운믹서(104)를 이용하는 콘트롤러(106)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 7은 도 4 내지 도 6의 흐름도에 따라 특별한 입력 신호에 대해 이 입력 신호의 에너지와 의도된 방향이 출력 신호에 사실상 보전될 수 있도록 다운믹서(100)에 의해 발생된 믹스 계수를 예시하는 그래프이다. 도 8은 특별한 입력 신호에 대해 그 입력 신호의 에너지와 의도된 방향이 출력 신호에 사실상 보전될 수 있도록 실험적으로 결정된 이상적인 믹스 계수를 예시하는 그래프이다. 도 7과 도 8의 그래프를 발생하는데 이용된 입력 신호 시나리오(scenario)는 후술하는 것처럼 사전 정의된 믹스 계수값을 발생하는데 이용될 것이다. 다른 입력 신호 시나리오가 이용될 수도 있다. 도 11 내지 도 13은 5.1입력 채널을 2출력 채널로 다운믹싱할 수 있는 다운믹서와 관련한 믹스 계수 발생을 예시한다.
도 4 내지 도 6은 3채널 입력 신호를 2채널 출력 신호로 다운믹싱하는데 이용될 도 3의 믹스 계수 발생을 예시하는 흐름도이다.
도 4는 입력 및 출력 채널 에너지중 적어도 하나를 결정(300)함에 있어 테스트 다운믹서(104)와 콘트롤러(106)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, LI, CI, RI 채널 정보를 포함하는 입력 채널 정보는 콘트롤러(106)에 수신된다(400). 수신된 입력 채널 정보(400)는 LI, CI, RI 채널 정보중 적어도 하나를 나타내는 입력 신호로 수신된 오디오 정보에 대해 하나 이상의 디지털 신호 샘플을 포함할 것이다.
입력 채널 정보는 콘트롤러(106)에 의해 필터링되어, 제한된-대역폭 입력 채 널 정보 LILim, CILim, RILim를 형성할 것이다(402). 예를 들어, 입력 채널 정보는 입력 신호의 가정 주파수, 예컨대 700-4000Hz 주파수 범위를 사실상 강조하도록 필터링될 수도 있다. 이 후, 제한된-대역폭 입력 채널 에너지는 LI, RI 채널과 관련하여 각각 다음과 같이 콘트롤러(106)에 의해 결정될 것이다(404).
ELILim=LILim 2+CILim 2
ERILim=RILim 2+CILim 2
제한된-대역폭 LO 및 RO 채널 정보 LOLim, ROLim는 테스트 다운믹서(104)에서 다음과 같이 결정된다(406).
LOLim=LILim+ml'*CILim
ROLim=RILim+mr'*CILim
제한된-대역폭 출력 채널 에너지는 LO, RO와 관련하여 콘트롤러(106)에 의해 다음과 같이 결정된다(408).
ELOLim 2=LOLim 2
EROLim=ROLim 2
단계(404)와 (408)에서 결정된 제한된-대역폭 입력 및 출력 채널 에너지는 통상 콘트롤러(106)에 수신된 복수의 입력 채널 정보 샘플에 대해 콘트롤러(106)에 의해 평균되어진다. 이러한 복수의 샘플은 제 1 시간주기를 포함하는데, 이 기간은 예컨대 단계(400)에서 수신된 입력 채널 정보의 64 샘플을 포함할 수도 있다.
제한된-대역폭 입력 및 출력 채널 에너지는 ELISum, ELOSum, ERISum, ERO Sum 채널 에너지로 각기 평균(410)될 LILim, LOLim, RILim 및 ROLim 채널에 대한 총 제한된-대역폭 에너지(total limited-bandwidth energy)로서 결정된다.
ELISum=ELISum+ELILim
ERISum=ERISum+ERILim
ELOSum=ELOSum+ELOLim
EROSum=EROSum+EROLim
다음에는 평균내는 것이 완료되었는지가 결정될 것이다(412). 평균 계산이 완료되지 않은 것으로 결정되면, 흐름도는 전술한 입력 채널 정보 수신 단계(400)로 복귀한다. 그러나, 기간이 종료된 것으로 결정되면, 총 제한된-대역폭 입력 및 출력 채널 에너지는 총 제한된-대역폭 좌측 및 우측 채널 입력 및 출력 에너지 EINLLim, EINRLim, EOUTLLim, EOUTRLim로 각기 결정된다(414).
EINLLim=ELISum+ECISum
EINRLim=ERISum+ECISum
EOUTLLim=ELOSum
EOUTRLim=EROSum
단계(300)에서 입력 및 출력 채널 에너지중 적어도 하나를 결정하는 즉시, 피드백 상수가 도 5의 흐름도에 따라 결정될 것이다(302)
도 5는 3채널 입력 신호를 2채널 출력 신호로 다운믹스하는 믹스 계수를 발생하기 위해 적어도 하나의 피드백 상수를 결정함에 있어서 콘트롤러(106)의 동작 을 예시하는 흐름도이다. 단계(500)에서, 총 LO 채널 에너지 EOUTLLim이 총 제한된-대역폭 LI 채널 에너지 EINLLim보다 더 큰지가 결정된다. 총 제한된-대역폭 LO 에너지가 총 제한된-대역폭 LI 에너지보다 더 크지 않다고 결정되면, 좌측-채널 피드백 상수 fbl이 콘트롤러(106)에 의해 다음과 같이 발생될 것이다(502).
fbl=0.98*fbl
좌측-채널 피드백 상수 fbl은 예컨대 1의 값으로 초기화될 수도 있다. 피드백 상수와 관련한 다른 초기값이 예컨대 0과 1 사이에서 이용될 수도 있다. 그러나, 단계(500)에서 총 제한된-대역폭 LO 채널 에너지가 총 제한된-대역폭 LI 채널 에너지보다 더 크다고 결정되면, 좌측-채널 피드백 상수는 콘트롤러(106)에 의해 다음과 같이 발생된다(504).
fbl=0.98 fbl+gfb((EOUTLLim/EINLLim)-1)
여기에서 gfb는 0.04의 값을 갖는다. gfb와 관련한 값은, 예컨대 gfb의 높은 값이 피드백 루프를 불안정하게 만드는지, 그리고 gfb의 낮은 값이 피드백을 사실상 축소시키거나 제거할 것인지 등을 고려하여 실험적으로 선택될 것이다.
피드백 상수를 발생(502 혹은 504)하면, 총 제한된-대역폭 RO 채널 에너지 EOUTRLim이 총 제한된-대역폭 RI 채널 에너지 EINRLim보다 더 큰가를 결정한다(506). 총 제한된-대역폭 RO 채널 에너지가 총 제한된-대역폭 RI 채널 에너지보다 작은 것 으로 결정되면(506), 우측-채널 피드백 상수 fbr이 콘트롤러(106)에 의해 다음과 같이 발생될 것이다(510).
fbr=0.98*fbr
fbr과 관련한 값은 초기에 1로 설정될 것이다. 그러나, 총 제한된-대역폭 RO 채널 에너지가 총 제한된-대역폭 RI 채널 에너지보다 큰 것으로 결정되면, 우측-채널 피드백 상수 fbr은 콘트롤러(106)에 의해 다음과 같이 발생될 것이다(508).
fbr=0.98 fbr+gfb((EOUTRLim/EINRLim)-1)
비록 도시되지는 않았지만, 피드백 상수 fbl 및 fbr 중 하나 혹은 둘 모두가 결정되기 이전에, 총 제한된-대역폭 LO 채널 에너지, 총 제한된-대역폭 RO 채널 에너지, 총 제한된-대역폭 LI 에너지 및/또는 총 제한된-대역폭 RI 에너지가 필터링, 예컨대 저역 통과 필터링됨은 자명할 것이다. 이러한 필터링은 예컨대 저역 통과 필터링으로서 콘트롤러(106)에 의해 수행될 것이다. 저역 통과 필터링은 예컨대 70ms 시간 상수를 이용할 것이다. 다른 시간 상수가 이용될 수도 있다. 더 나아가, 필터링중 적어도 일부는 콘트롤러(106)에 의해 수행되지 않고, 하드웨어로 구현된 하나 이상의 필터에 의해 수행될 수도 있음이 자명할 것이다.
도 3으로 되돌아가서, 피드백 상수(들)를 결정하면(302), 하나 이상의 테스트 믹스 계수들이 도 6의 흐름도와 관련하여 설명되는 것처럼 콘트롤러(106)에 의 해 발생될 것이다(304). 도 6에 도시된 바와 같이, 테스트 좌측 채널 믹스 계수 ml'는 콘트롤러(106)에 의해 다음과 같이 발생될 것이다(600).
ml'=0.71+fbl*lf+fbr*rf
여기에서 fbl과 fbr은 도 5에서 결정된 값을 가지며, lf는 -1의 값을 가지고, rf는 0.3의 값을 갖는다. lf와 rf의 값은 테스트 믹스 계수 ml'와 mr'를 각각 바이어스(bias)하는데 이용될 것이다. 테스트 믹스 계수는 3채널 신호가 다운믹스되어 2채널을 통해 재생될 때 예컨대 위치 지정(즉, 의도된 방향)에서 미세한 에러를 보상하기 위해 lf와 rf를 이용해 바이어스될 것이다. lf 및 rf와 관련한 다른 값들도 이용될 수 있을 것이다.
테스트 좌측 채널 믹스 계수 ml'과 관련한 값을 발생(600)한 이후, 테스트 믹스 계수 ml'와 관련한 값은 0과 1 사이의 값으로 제한된다(602). 예를 들어, ml'가 0 미만으로 결정되면, ml'은 0의 값으로 설정되고, ml'가 1을 초과하는 것으로 결정되면, ml'은 1의 값으로 설정된다.
다음, 테스트 우측 채널 믹스 계수 mr'가 콘트롤러(106)에 의해 다음과 같이 발생될 것이다.
mr'=0.71+fbl*rf+fbr*lf
이 때, fbl, fbr, rf, lf는 믹스 계수값 발생(600)과 관련하여 전술한 것과 같은 값을 갖는다.
테스트 믹스 계수 mr'를 발생한 후, mr'와 관련한 값은 0과 1 사이의 값으로 제한될 것이다(606). 예를 들어, 테스트 믹스 계수 mr'가 0 미만인 것으로 결정되면, mr'은 0의 값으로 설정되고, 테스트 믹스 계수 mr'가 1을 초과하는 것으로 결정되면, mr'은 1의 값으로 설정된다.
테스트 다운믹서 좌측 및 우측 믹스 계수 ml'및 mr'는 테스트 다운믹서(104)에 수신된 제한된-대역폭 입력 신호의 에너지와 의도된 방향을 이 테스트 믹서의 출력 신호에 사실상 보전하기 위해 예를 들어 피드백 상수 fb를 이용하여 결정된다. 에너지와 의도된 방향이 테스트 믹스 계수를 이용해 사실상 테스트 다운믹서(104)에서 보전되므로, 예컨대 완전-대역폭 다운믹서(full-bandwidth downmixer)(102)에 이용되는 테스트 믹스 계수값은 완전-대역폭 다운믹서의 입력 신호의 에너지와 의도된 방향이 출력 신호에 사실상 보전되는 것을 허용할 것이다. 테스트 믹스 계수값 ml', mr'는 완전-대역폭 다운믹서(102)에 이용되는 믹스 계수값 ml, mr을 갱신하는데 이용될 것이다(608).
이러한 갱신(608)은 제 1 믹서(102)의 좌측 채널 믹스 계수 ml를 테스트 좌측 채널 믹스 계수 ml'로 대체함으로써 그 값을 갱신시키는 콘트롤러(106)에 의해 수행될 것이다. 마찬가지로, 우측 채널 믹스 계수 mr은 제 2 믹서(104)의 우측 채널 믹스 계수 mr을 테스트 우측 채널 믹스 계수 mr'로 대체함으로써 그 값을 갱신시키는 콘트롤러(106)에 의해 수행될 것이다.
또한, 혹은 선택적으로, 좌측 및 우측 채널 믹스 계수는 이 믹스 계수들이 실제 출력 신호를 만들어 내는 완전-대역폭 다운믹서에 이용되기 전에 이 믹스 계 수들을 평활화(smoothing)시킴으로써 콘트롤러(106)에 의해 갱신될 것이다. 이러한 평활화는 ml과 mr의 새 값을 계산하는 사이에 발생할 것이다. 예를 들어, 매 1/2(msec)마다 완전-대역폭 다운믹서의 ml 값은, 계산된 ml'값에 더 근접해가는 방식으로 변경될 것이다. 이러한 변경은 완전-대역폭 다운믹서내에서 ml이 ml'값에 도달하도록 만들어지는데, 이것은 다른 ml'값이 테스트 다운믹서(104)에서 결정되기 이전에 행해진다.
이런 식으로, 좌측 및 우측 채널 믹스 계수 계수 ml 및 mr이 완전-대역폭 다운믹서(102)에 대해 발생될 것이다(304).
도 7은 단일 입력 신호가 CI와 LI 채널에 제공되는 경우에 도 4 내지 도 6에 따라 다운믹서(100)에 의해 발생되는 믹스 계수의 그래프이다. 도 7의 그래프는 LI와 CI 채널 사이에 평활하게 팬(panned)되는 단일 신호에 의해 발생되는데, 여기에서 입력 신호의 의도된 방향은 정확하게 공지된다. 도 8은 3채널 신호가 2채널로 다운믹스되어 재생될 때 위치 지정의 미세한 에러를 보상하도록 실험적으로 유도된 패닝 각도의 함수로서 믹스 계수를 나타낸 그래프이다. 도 8의 그래프는 계산된 이상적인 경우를 예시하는데, 이 때 LI와 CI 채널 사이에는 단일 신호가 평활하게 팬되고 이 입력 신호의 의도된 방향은 정확하게 공지된다. 좌측 채널 믹스 계수 ml값은 도 9와 도 10에 점선으로 표시되고, 우측 채널 믹스 계수 mr값은 도 9과 도 10에 실선으로 표시된다.
믹스 계수 예컨대 ml과 mr이 입력 채널 에너지에 응답하여 사전 정의된 값으로 발생되고(202)(도 2), 실시간으로 발생될 필요는 없음이 자명할 것이다. 이러 한 계획은 하나 이상의 1차원 혹은 2차원 룩-업 테이블에 대한 입력으로서 테스트 다운믹서로부터 주파수 제한 입력 및 출력 에너지를 이용할 수도 있다. 다운믹서와 관련해 전술한 설명으로부터 명확하듯이, 믹스 계수는 입력 에너지 대 출력 에어지의 비율에 의존할 것이다. 그 입력이 테스트 다운믹서에 의해 결정된 출력/입력 에너지 비율인 룩-업 테이블은 ml 및 mr과 같은 믹스 계수를 직접 유도하는데 이용될 것이다.
이러한 룩-업 테이블에 기억된 사전 정의된 믹스 계수, 예컨대 ml 및 mr같은 믹스 계수를 발생하기 위해, 콘트롤러(106)와 다운믹서, 예컨대 다운믹서(102) 혹은 테스트 다운믹서(104)가 이용될 것인데, 이 때 특별한 입력 신호 시나리오와 관련한(즉, 예컨대 도 8의 그래프를 발생하는데 이용되었던 것처럼 CI에서 LI로의 평활 팬의 특성을 갖는) 입력 신호는 입력 신호 시나리오로부터 초래된 출력 에너지와 입력 에너지 사이의 비율을 결정하기 위해 다운믹서에 의해 처리될 것이다. 다음, 다운믹서와 콘트롤러(106)는 적어도 하나의 믹스 계수, 예컨대 입력 신호의 의도된 방향의 신호 에너지가 출력 (다운믹스된) 신호에 사실상 보전되도록 특별한 입력 시나리오와 함께 이용될 믹스 계수 ml과 mr을 결정하는데 이용될 것이다. 믹스 계수는 예를 들어 도 4 내지 도 6과 관련해 전술한 것처럼 발생될 것이다.
특별한 입력 신호 시나리오와 관련한 출력 및 입력 에너지 사이의 비율은 기억장치(120)에 테입르 형태로 기억될 것이다. 이러한 테이블 형태는 예를 들어 믹스 계수 ml 및 mr을 포함하는데, 이 계수들은 하나 이상의 입력 신호 시나리오와 관련해 출력 대 입력 에너지의 비율에 의해 색인되어 있다. 예를 들어, ml에 대한 믹스 계수 테이블은 특별한 입력 신호 시나리오와 관련한 출력 대 입력 신호 에너지의 비율로 제공 및 색인될 것이다. 마찬가지로, mr에 대한 믹스 계수 테이블은 특별한 시나리오와 관련한 출력 대 입력 신호 에너지의 비율로 제공 및 색인될 것이다.
동작시, 콘트롤러(106)는 특별한 입력 신호 시나리오를 감지하여, 출력과 입력 에너지 사이의 비율을 결정하고, 이 비율에 근거하여, 입력 신호 시나리오에 따라 신호를 다운믹스하는 다운믹서에 의해 이용될 적어도 하나의 믹스 계수 예컨대 믹스 계수 ml 및 mr과 관련한 룩업 값을 결정할 것이다. 검색된 믹스 계수(들)는 입력 신호의 입력 에너지와 의도된 방향이 출력 신호에 사실상 보전되도록 한다. 콘트롤러는 도 6의 갱신(608)과 관련해 전술한 것과 비슷한 방식으로 다운믹서의 믹스 계수값을 검색된 믹스 계수값으로 갱신할 것이다.
이런 식으로, 사전정의된 믹스 계수 시나리오의 라이브러리(library)가 결정되고, 예를 들어 기억장치(120)에 기억될 것이다. 라이브러리는 믹스 계수에 대한 믹스 계수 테이블을 포함할 수도 있는데, 이 때 예를 들어 각각의 믹스 계수 테이블은 출력 대 입력 에너지의 비율로 색인된 하나 이상의 믹스 계수를 제공한다. 다른 믹스 계수 테이블 구성도 가능할 것이다. 믹스 계수 라이브러리는 특별한 입력 신호 시나리오와 관련한 믹스 계수값을 검색함에 있어서 콘트롤러에 의해 액세스될 것이다.
사전 정의된 믹스 계수 발생은 도 6 내지 도 8와 관련하여 전술한 믹스 계수 발생과 연계하여 이용될 것이다. 예를 들면, 믹스 계수 라이브러리가 사전 정의된 믹스 계수를 포함하는 특별한 입력 신호 시나리오와 관련한 요구를 입력 신호가 충족시키는지 콘트롤러는 식별하고자 노력할 것이다. 믹스 계수가 기억되어 있는 입력 신호 시나리오중 하나와 입력 신호가 맞아 떨어지는 것으로 콘트롤러(106)가 결정하면, 콘트롤러는 전술한 바와 같이 믹스 계수 라이브러리로부터 적절한 믹스 계수를 검색함으로써 믹스 계수를 발생할 것이다. 그러나, 기억된 입력 신호 시나리오와 관련한 기준을 입력 신호가 충족시키지 못하는 것으로 콘트롤러(106)가 판단하면, 콘트롤러는 테스트 믹서(104)와 연게하여 다운믹서를 위한 믹스 계수를 발생한다.
또한, 혹은 추가적으로, 콘트롤러는 학습 알고리즘(learning algorithm)을 채용하여 이것이 입력 신호 시나리오와 관련한 특성을 식별하게끔 하는데, 이를 위해서는 사전정의된 믹스 계수가 유용할 것이다(즉, 입력 신호 시나리오는 입력 신호를 통해 다운믹서에 반복적으로 수신된다). 이런 환경에서, 콘트롤러는 기억장치(120)에 기억되어 있는 특별한 입력 신호 시나리오와 관련한 믹스 계수값을 결정하는데 테스트 다운믹서를 이용할 수 있다. 입력 신호 시나리오의 후속 인식 즉시, 콘트롤러(106)는 믹스 계수 테이블로부터 믹스 계수를 수신함으로써 시나리오와 관련한 믹스 계수를 발생할 것이다.
전술한 것처럼, 믹스 계수를 검색하여 믹스 계수값을 발생함으로써, 콘트롤러는, 도 4 내지 도 6과 관련해 전술한 것처럼 믹스 계수를 발생하기 위해 요구되는 다운믹서 자원에 대한 수요를 줄이면서 입력 신호 에너와 의도된 방향이 출력 신호에 보전될 수 있게 하는 믹스 계수값을 발생할 것이다. 다운믹서 자원은 다른 동작시에 다운믹서에 의한 이용과 관련해 최대로 자유로워진다.
도 9는 본 발명에 따른 다운믹서(900)의 블록도이다. 다운믹서(900)는 2채널 이상을 포함하는 다채널 입력 신호를 수신하여, 입력 신호의 채널 수보다 더 적은 채널 수를 포함하는 출력 채널로 다운믹싱할 수 있다. 다운믹서(900)는 5.1채널 입력 신호를, 전방 채널 좌측 및 우측 믹스 계수 ml 및 mr중 적어도 하나와 서라운드 채널 믹스 계수 mi 및 ms를 이용하여 2채널 출력 신호로 다운믹싱하는 완전-대역폭 다운믹서(901)를 포함하는데, 이 때 입력 신호의 에너지와 의도된 방향은 출력 신호에 사실상 보전된다. 다운믹서(900)는 또한 전방 채널 좌측 및 우측 믹스 계수 ml 및 mr을 발생함에 있어서 콘트롤러(900)와 연계하여 이용될 수 있는 테스트 다운믹서(104')를 더 포함한다. 전방 채널 믹스 계수 ml 및 mr은 도 1의 테스트 믹스(104)와 콘트롤러(106)에 의한 믹스 계수 ml 및 mr 발생과 유사한 방식으로 발생될 것이므로, 테스트 믹서(104')의 동작은 상세히 설명되지 않을 것이다. 또한 다운믹서(900)는 하나 이상의 서라운드 믹스 계수, 예컨대 서라운드 믹스 계수 mi 및 ms를 발생함에 있어 콘트롤러(900)와 함께 이용되는 테스트 믹서(950)을 더 포함하여, 입력 신호의 신호 에너지와 의도된 방향이 완전-대역폭 다운믹서(901)의 출력 신호에 사실상 보전되도록 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 전방 좌측 입력(LI), 전방 센터 입력(CI), 전방 우측 입력(RI), 저주파수(LFE), 좌측 서라운드 입력(LSI) 및 우측 서라운드 입력(RSI) 태널들이 다운믹서(900)에 수신될 것이다. 다운믹서(900)는 5.1입력 채널의 입력 신호를 예컨대 2채널 즉, 좌측 출력(LO) 및 우측 출력 (RO) 채널을 포함하는 출력 신호로 다운믹싱할 수 있다.
완전-대역폭 다운믹서(901)는 입력 신호의 LI, CI 및 LFE 채널을 믹싱하기 위한 제 1 LI 믹서(902)와, RI, CI, LFE 입력 채널을 믹싱하기 위한 제 1 RI 믹서(904)를 포함할 수 있다. 승산기(mmultipliers)(906, 908)는 제 1 LI 믹서(902)와 제 1 RI 믹서(904)에서 CI 채널을 믹싱하기 전에 CI 입력 신호와 각각의 전방 좌측 및 우측 채널 믹스 계수 ml 및 mr을 곱하는데 이용될 것이다. 제 2 LI 믹서(910)는 서라운드 채널 LSI와 RSI의 성분들 혹은 이 두 채널중 하나의 성분이 LI' 채널 정보로 더해지도록 만들고, LI 위상 시프터(phase shifter)(912)는 LO' 채널 정보를 만드는데 필요한 모든 위상 이동을 수행하도록 제공된다. 마찬가지로, 제 2 RI 믹서(914)는 서라운드 채널 LSI 및 RSI 둘다 혹은 둘 중 하나의 성분을 RI' 채널 정보에 더하기 위해 제공되고, RI 위상 시프터(916)는 RO' 채널 정보를 만드는데 필요한 모든 위상 이동을 수행하도록 제공될 것이다.
LSI 믹서(918)는 RSI 채널의 성분을 LSI 채널에 더하도록 제공되고, 승산기(922)는 LSI 믹스 계수, 예컨대 LO 채널의 허수 성분(imaginary component) LSI'에 해당하는 mi 서라운드 믹스 계수를 밝히기 위해 제공된다. LSI 위상 시프터(924)는 LSO' 채널 정보를 만들기 위해 LSI' 채널 정보에 필요한 모든 위상 이동을 수행하도록 제공된다. 마찬가지로, RSI 믹서(930)는 LSI 채널의 성분을 RSI 채널에 더하기 위해 제공되고, 승산기(932)는 mi 서라운드 믹스 계수를 알아내도록 만들며, RSI 위상 시프터(934)는 RSO' 채널 정보를 만들기 위해 RSI'에 요구되는 모든 위상 이동을 제공하도록 이용된다.
승산기(919, 921)는 서라운드 믹스 계수를 밝히기 위해 제공된다. 예를 들어, ms 서라운드 믹스 계수는 각각의 전방 채널 출력 경로, 예컨대 LI' 및 LO' 신호에 각각 더해지는 LSI 및 RSI 채널의 양을 제어하도록 이용될 것이다. 마찬가지로, RO 믹서(938)는 출력 신호의 RO 출력 채널을 형성하기 위해 RO' 및 RSO' 채널 정보를 믹스하는데 이용될 것이다.
테스트 다운믹서(950)는 제 1 테스트 가산기(952)와 제 2 테스트 가산기(954)를 포함할 것이다. 제 1 테스트 가산기(952)는 제 1 테스트 믹서(956) 및 제 2 테스트 믹서(958)와 결합하여 테스트 믹서(950)에서 테스트 서라운드 믹스 계수 mi'와 ms'를 알아낸다. 마찬가지로, 제 2 테스크 가산기(954)도 제 3 테스트 믹서(960)와 제 4 테스트 믹서(962)에 접속되어 테스트 다운믹서(950)에서 테스트 서라운드 믹스 계수 ms' 및 mi'를 알아낸다.
콘트롤러(940)는 테스트 다운믹서(140', 950)를 이용하여 하나 이상의 믹스 계수 ml, mr, ms, mi를 발생 및/또는 갱신하기 위해 하나 이상의 입력 채널, 예컨대 LSI, LI, CI, LFE, RI, RSI 입력 채널과 결합되고, 뿐만 아니라 완전-대역폭 다운믹서(901)의 하나 이상의 승산기(906, 908, 919, 921, 922, 932)에도 결합될 것이다. 혼란을 줄이기 위해, 콘트롤러(940)와 승산기(906, 908, 919, 921, 922, 932)사이의 접속은 점선으로 도시했다.
제 1 테스트 가산기(952)는 테스트 다운믹서(950)에 수신되며 0.91의 인수(factor)로 감쇠된 제한된-대역폭(즉, 필터링된) LSI 채널 정보를 LSILim으로 수신 할 수 있다. 제 1 테스트 가산기(952)는 또한 반전되어 교차-상관 인수(cross-correlation factor) -0.38로 곱해진 RSI 제한된-대역폭 채널 정보를 RSILim으로 수신하여, 감쇠된 LSILim 신호와 더할 수 있다. 그 결과 제 1 테스 가산기(952)에서 만들어진 채널 정보는 테스트 서라운드 믹스 계수 mi'와 ms'에 따라 제 1 및 제 2 테스트 믹서(956, 958)에서 믹스되어, 테스트 믹서(950) 출력 채널 정보 LSO-ImLim 및 LSO-ReLim을 각각 발생할 것이다. 마찬가지로, 제 2 테스트 가산기(954)는 0,91의 인수로 감쇠되어 반전된 RSILim 채널 정보를 교차-상관 인수 -0.38만큼 곱해진 LSILim 채널 정보와 더할 수 있다. 그 결과의 채널 정보는 테스트 서라운드 믹스 계수 mi'와 ms'에 따라 제 3 및 제 4 테스트 믹서(960, 962)에서 믹스되어, 테스트 믹서(950) 출력 채널 정보 RSO-ImLim 및 RSO-ReLim을 각각 발생할 것이다.
또한, 콘트롤러(940)는 테스트 다운믹서(104')와 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 테스트 믹서(956, 958, 960, 962)에 접속될 것이다. 콘트롤러(940)는 입력 신호의 LI, CI, RI, LFE, LSI, RSI 채널 정보중 하나 이상을 수신하여, 테스트 다운믹서(950)에서 이용하기 위한 제한된-대역폭(즉, 필터링된) 채널 정보 예컨대 LSILim 및 RSILim을 결정할 수 있다. 콘트롤러(940)는 출력 채널 정보, 예컨대 완전-대역폭 다운믹서(901)로부터 출력 채널 정보 LO, RO 및/또는 테스트 다운믹서(950)로부터 제한된-대역폭 출력 채널 정보 LOS-IMLim, LSO-RELim, RSI-RELim, RSI-IM Lim 채널 정보 를 수신하여, 후술하는 바와 같이 테스트 다운믹서(950)을 이용하여 하나 이상의 믹스 계수 예를 들면 믹스 계수 ml, mr, mi, ms를 발생할 것이다. 콘트롤러(940)는 또한 콘트롤러(940)에 대해 작업 메모리와 프로그램 메모리를 제공하는 기억장치(942)에도 접속된다. 다운믹서(900)의 동작이 도 10의 흐름도를 참조하여 설명될 것이다.
도 10은 도 9의 다운믹서(900)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 10에 도시된 것처럼, 예를 들어 입력 신호의 LSI, LI, CI, LFE, RI, RSI 채널에 대한 정보를 포함하는 입력 채널 정보가 수신된다(1000). 하나 이상의 믹스 계수는 도 11-13, 및 도 14-17을 참조하여 후술하는 것처럼 입력 채널 정보중 적어도 하나에 응답하여 콘트롤러(940)와 테스트 다운믹서(950)를 이용해 발생될 것이다(1002). LI, CI, LFE, RI 채널 정보는 도 3과 도 4-6과 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로 믹스될 것이다(1004). 더 나아가, LFE의 정보는 제 1 LI 및 RI 믹서(902, 904)에서 각각 믹스되기 전에 예컨대 2의 인수로 증폭될 것이다. 또한, CI 채널 정보는 제 1 LI 및 RI 믹서(902, 904)에서 믹스되기 전에 승산기(906, 908)를 이용하여 하나 이상의 믹스 계수 예컨대 전방 좌측 및 우측 채널 믹스 계수 ml, mr을 밝혀낼 것이다. 제 1 LI 믹서(902)는 LI' 채널 정보를 발생하고, 제 1 RI 믹서(904)는 RI' 채널 정보를 발생한다. 예를 들어, LI' 및 RI' 채널 정보는 도 3-11과 관련해 전술한 것과 유사한 방식으로 믹스 계수 ml 및 mr을 발생하기 위해 좌측 및 우측 출력 신호로서 이용될 것이다.
LSI 및 RSI 채널의 성분들은 제 2 LI 믹서(910)와 제 2 RI 믹서(914)를 이용 해 LI'와 RI' 채널 정보에 더해질 것이다(1006). 예를 들어, LSI 채널 정보는 제 2 LI 믹서(910)에서 LI' 채널 정보와 믹스되기 전에 승산기(919)에서 믹스 계수 ms와 곱해질 것이다. 마찬가지로, RSI 채널 정보는 제 2 RI 믹서(914)에서 RI' 채널 정보와 믹스되기 전에 승산기(919)에서 믹스 계수 ms와 곱해질 것이다. 전방 채널 정보와 관련한 모든 필요한 위상 이동은 LI 위상 시프터(912)와 RI 위상 시프터(916)에 의해 제공되어 LO' 및 RO' 채널 정보를 각각 형성할 것이다(1008).
믹싱(1004), 더하기(1006) 및 제공(1008)과 동시에, 혹은 그 다음에, RSI 및 LSI 채널의 성분들이 서로 더해진다(1010). 예를 들어, RSI 채널은 인버터(927)에서 반전되어, 승산기(928)에서 교차-상관 인수 예컨대 -0.38과 곱해지고, LSI 믹서(918)에서 LSI 채널 정보와 믹스된다. LSI 믹서(918)에서 믹싱하기 전에, LSI 채널 정보는 승산기(929)에서 어떤 인수 예컨대 0.91로 감쇠될 것이다. 비슷한 방식으로, 승산기(931)을 이용해 LSI 채널 정보와 교차-상관 인수 예컨대 -0.38을 곱하고 RSI 믹서(930)에서 RSI 신호와 믹스함으로써 LSI 채널의 성분은 RSI 채널에 더해진다. RSI 믹서에서 믹싱하기 전에, RSI 채널은 승산기(933)에서 예컨대 0.91의 인수로 감쇠될 것이다.
각각의 믹스 계수는 각각의 LSI 믹서(918)와 RSI 믹서(930)로부터의 채널 정보를 믹스 계수 mi와 곱하여 LSI' 및 RSI' 채널 정보를 각각 형성함으로써 알려질 것이다(1012).
모든 필요한 위상 이동이 서라운드 채널에 대해 제공될 것이다(1014). 예를 들면, LSI 위상 시프터(924)에서 위상 이동이 LSI' 채널 정보에 제공되어 LSO' 채 널 정보를 형성할 것이고, 이 때 위상은 LI 위상 시프터(912)에 의해 제공되는 것과 관련하여 90도로 오프셋된다. 마찬가지로, RSI' 채널 정보는 RSI 위상 시프터(934)에서 동상(in phase)으로 이동되어 RSO' 채널 정보를 형성하고, 이 때 위상 이동은 RI 위상 시프터(916)에 의해 인가되는 것과 관련하여 90도로 오프셋된다.
다음, 서라운드 채널 정보와 전방 채널 정보가 믹스된다(1016). 예를 들어, LSO' 채널 정보는 LO 믹서(936)에서 LO' 채널 정보와 믹스되어 출력 신호의 LO 채널을 만들고, 이 LO 채널이 제공될 것이다(1018). 마찬가지로, RSO' 채널 정보는 RO 믹서(938)에서 RO' 채널 정보와 믹스되어 출력 신호의 RO 채널을 형성하고, 이 RO 채널이 제공될 것이다(1018).
비록 믹스 계수의 발생(1002)이 도 10의 흐름도에서 특별한 위치에 도시되었더라도, 하나 이상의 믹스 계수 예컨대 ml, mr, mi, ms는 다운믹서(900)의 동작동안 어느 때라도 콘트롤러(940)에 의해 발생될 수 있음이 자명할 것이다. 더욱이, 믹스 계수는 동시에 모두 발생될 필요가 없으며, 다운믹서(900)의 동작 동안에 서로 다른 시간에 발생될 수 있을 것이다. 전방 좌측 및 우측 채널 믹스 계수 ml 및 mr은 콘트롤러(940)와 테스트 다운믹서(104')를 이용해 도 3과 도 4-6과 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로 발생되므로 상세히 설명하지 않을 것이다. 또한, 전방채널 믹스 계수 ml과 mr에 대한 믹스 계수 발생은 서라운드 믹스 계수 mi와 ms의 믹스 계수 발생과는 독립적으로 수행될 것이다.
서라운드 믹스 계수 mi 및 mr의 발생은 예를 들면 도 3의 흐름도와 도 11-13 및 도 14-17의 흐름도와 관련하여 논의되듯이 테스트 믹서(950)을 이용하는 콘트롤 러(940)에 의해 행해질 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 입력 및 출력 채널 에너지중 적어도 하나가 결정된다(300). 입력 및 출력 채널 에너지중 적어도 하나를 결정하는 것(300)은 도 11의 흐름도와 관련하여 논의될 것이다.
도 11은 적어도 하나의 테스트 서라운드 믹스 계수, 예컨대 테스트 서라운드 믹스 계수 mi' 및 ms'의 발생에 이용되는 입력 채널 에너지를 결정함에 있어서 콘트롤러(940)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, LSI 및 RSI 채널에 대한 입력 채널 정보는 예컨대 도 4의 수신 단계(400)와 관련하여 전술한 것과 같은 방식으로 입력 신호의 신호 샘플로서 콘트롤러(940)에 수신된다(1100).
입력 채널 정보는 콘트롤러(940)에 의해 필터링되어, 제한된-대역폭 입력 채널 정보 LSILim 및 RSILim 채널 정보를 발생할 것이다(1102). 예를 들어, 입력 채널 정보는 도 4의 필터링(402)과 관련하여 전술했던 것과 유사한 방식으로 예컨대 700-4000Hz 주파수 범위를 강조하는 유한 임펄스 응답 필터(a finite impulse response filter)를 이용하여 필터링될 것이다.
제한된-대역폭 출력 채널 정보는 테스트 다운믹서(950)에서 LSO 실수 및 허수 채널 정보 LSO-ReLim 및 LSI-ImLim과 RSO 실수 및 허수 채널 정보 RSO-ReLim 및 RSO-ImLim으로서 다음과 같이 결정될 것이다(1104).
LSO-ReLim =ms'*LSILim
LSO-ImLim =mi'*(0.91*LSILim+.38*RSILim)
RSO-ReLim =ms'*RSILim
RSO-ImLim =mi'*(-.91*RSILim-.38*LSILim)
여기에서 ms'. mi'는 0.7의 값으로 초기화된다. 제한된-대역폭 입력 채널 에너지는 LSI 에너지 및 RSI 에너지와 관련해 콘트롤러(940)에 의해 다음과 같이 ELSILim 및 ERSILim으로서 각기 결정된다(1106).
ELSILim=ELSILim 2
ERSILim=ERSILim 2
제한된-대역폭 출력 채널 에너지는 LSO 채널 에너지의 실수 및 허수 성분 ELSO-ReLim 및 ELSO-ImLim와, RSO 채널 에너지의 실수 및 허수 ERSO-ReLim 및 ERSO-ImLim으로서 콘트롤러(940)에 의해 결정될 것이다(1108).
ELSO-ReLim=LSO-ReLim 2
ELSO-ImLim=LSO-ImLim 2
ERSO-ReLim=RSO-ReLim 2
ERSO-ImLim=RSO-ImLim 2
제한된-대역폭 입력 및 출력 채널 에너지는 평균 단계(410)과 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로 콘트롤러(940)에 의해 LSI, RSI, LSO 및 RSO 평균 에너지 ELSISum, ERSISum, ELSOSum 및 ERSOSum으로서 평균될 것이다(1110).
ELSISum=ELSISum+ELSILim
ERSISum=ERSISum+ERSILim
ELSOSum=ELSOSum+ELSO-ReLim+ELSO-ImLim
ERSOSum=ERSOSum+ERSO-ReLim+ERSO-ImLim
다음, 평균이 완료되었는지가 결정될 것이다(1112). 평균이 완료되지 않았다면, 흐름도는 수신 단계(1100)로 복귀한다. 평균이 완료된 결정으로 결정되면(1112), 총 제한된-대역폭 입력 및 출력 채널이 콘트롤러에 의해 EInLim 및 EOUTLim으로 각각 결정될 것이다(1114).
EInLim=ELSISum+ERSISum
EOUTLim=ELSOSum+ERSOSum
도 3으로 되돌아가서, 입력 및 출력 채널 에너지중 적어도 하나를 결정(300)하는 즉시, 피드백 상수가 결정된다(302). 피드백 상수의 결정(302)은 도 12의 흐름도를 참조하여 설명될 것이다.
도 12는 테스트 다운믹서(950)를 위한 테스트 믹스 계수, 예컨대 테스트 서라운드 채널 믹스 계수 mi' 및 ms'를 결정하는데 이용될 수 있는 피드백 상수 fbsi를 결정할 때 콘트롤러(940)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 예를 들어 단계(1114)에서 결정된 제한된-대역폭 입력 및 출력 에너지는 콘트롤러(940)에 의해 필터링되어(1200), 필터링된 입력 및 출력 제한된-대역폭 에너 지 SINLim과 SOUTLim을 다음과 같이 가진다.
SINLim=.98*SINLim+.02*EINLim
SOUTLim=.98*SOUTLim+.02*EOUTLim
이러한 필터링은 저역 통과 필터링일 수도 있고, 예를 들어 70ms 시간 상수를 갖는 필터를 이용하여 수행될 수도 있다. 다른 시간 상수도 이용될 수 있을 것이다.
피드백 상수 fbsi는 콘트롤러(940)에 의해 다음과 같이 결정될 것이다(1202).
fbsi=.98*fbsi+gfb*((SOUTLim/SINLim)-1)
여기에서 gfb는 0.04의 값을 갖는다. 이용될 gfb 값에 대한 고려는 도 5에서 전술한 발생 단계(504)와 관련하여 언급한 것과 마찬가지일 것이다. 피드백 상수를 결정(302)하는 즉시, 하나 이상의 테스트 서라운드 믹스 계수가 콘트롤러(940)에 의해 도 13에서 설명되는 것처럼 발생될 것이다.
도 13은 다운믹서(900)를 위한 테스트 서라운드 믹스 계수, 예를 들면 테스트 서라운드 채널 믹스 계수 mi' 및 ms'를 발생할 때 콘트롤러(940)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 단계(1202)에서 결정된 피드백 상수 fbsi의 값이 0 이상인지를 결정한다. 피드백 상수가 0 미만이면, 테스트 서라운드 믹스 계수 ms'의 값은 콘트롤러(940)에 의해 다음의 값으로 설정된다(1302).
ms'=0-fbsi
그리고 테스트 믹스 계수 mi'의 값을 1로 설정한다(1304). 그러나, 피드백 상수가 0 이상인 것으로 결정되면(1300), ms'의 값은 0으로 설정되고(1306), mi'의 값은 다음과 같이 설정된다(1308).
mi'=1-fbsi
mi'가 0 미만이면, mi'는 0의 값으로 리셋된다(1310).
테스트 믹스 계수 mi' 및 ms'를 발생한 후, 테스트 서라운드 믹스 계수 mi' 및 ms'는 완전-대역폭 다운믹서(901)에 의해 이용되는 서라운드 믹스 계수 mi 및 ms를 갱신하도록 콘트롤러에 의해 이용될 것이다. 갱신(1312)은 도 6의 갱신(608)과 관련하여 전술한 것과 같은 방식으로 수행될 것이다.
믹스 계수 mi는 예를 들어 LSI 혹은 RSI 채널이 동일한 신호에 의해 함께 구동될 때, 서라운드 채널중 하나 혹은 둘다를 감쇠시키도록 다운믹서(900)에서 이용될 것이다. 서라운드 믹스 계수 mi는 작은 피드백 루프에 의해 조정되어, 입력 전력과 출력 전력을 사실상 동일하게 유지시킨다. 서라운드 믹스 계수 ms는 90도 위상 시프터(924, 934)를 바이패스시키는데 이용되는데, 이 때 ms는 예를 들어 LSI와 RSI가 이상(out of phase)인 경우에 전방 채널에 부가되는 교차-상관 서라운드 신 호의 양을 제어할 것이다. ms가 정극성이고 0인 아닌 값(a positive, non-zero value)을 가질 때, 서라운드 입력 채널의 코히어런트 신호(coherent signal)가 다운믹서(900)의 90도 위상 이동된 경로(90 degrees phase-shifted path)와 90도가 아니도록 위상 이동된 경로(non-90 degrees phase-shifted path) 모두에 제공될 것이다.
적어도 어떤 환경에서는, 하나 이상의 서라운드 믹스 계수, 예를 들어 도 13에서 결정된 서라운드 믹스 계수 mi 및 ms가 다운믹서(900)에 의해 이용되기 전에 혹은 이용되는 동안에 이들 계수에 대해 수정/조정을 행하는 것이 바람직할 수도 있다. 전방 채널 믹스 계수 ml 및 mr의 발생으로, 서라운드 채널 믹스 계수 mi 및 ms는 전형적으로 테스트 다운믹서 환경에서 발생된다. 믹스 계수 mi와 ms중 하나 혹은 둘다를 발생하는 테스트 다운믹서를 이용함으로써, 계수들은 완전 주파수 범위 다운믹서에서 이용되기 전에 추가적으로 수정/조정될 수 있고, 이 때 mi 및 ms와 관련한 값은 피드백을 방해하지 않고 테스트 다운믹서에 보관될 것이다.
서라운드 믹스 계수 mi 및 ms중 하나 혹은 둘다의 값은 2채널 다운믹스를 생성하기 위해 조정될 수도 있다.
전방 채널과 후방 채널 사이의 에너지 비율을 적극적인 방식으로 변경함으로써 원래의 5채널 다운믹스에 주관적으로 더 근접하는 2채널 다운믹스를 생성하기 위해 서라운드 믹스 계수 mi 및 ms중 하나 혹은 둘다의 값이 조정될 수도 있다. 이러한 수정은 서라운드 채널에 너무나 많은 잔향이 존재하는 상황에서 조정될 것이다. 전방 채널과 서라운드 채널의 에너지 비율 F/S는 믹스 계수 mi 및 ms를 조 정하는데 이용될 수 있다. 그 조정은 mi와 ms의 적어도 하나 또는 둘다를 어떤 양만큼 예컨대 LSI 및/또는 RSI 채널 정보의 3dB에 대응하는 양만큼 감소시키는 것을 포함할 수도 있는데, 여기서 F/S 비율은 후술하는 바와 같이 1보다 크다. 또한, 몇몇 상황에서는 하나 이상의 입력 채널, 예컨대 서라운드 채널 LSI 및 RSI의 한쪽 또는 양쪽에서 가청 사운드 요소(즉, 비잔향 사운드 정보)를 능동적으로 찾는 것이 바람직할 수도 있다. 가청 사운드 요소가 존재하면, 믹스 계수 mi에 적용된 3dB 감쇠는 제거될 수 있다.
또한, 서라운드 믹스 계수 mi 및 ms는 다양한 사운드 이벤트를 향상시키기 위해, 예컨대 다운믹서(900)에서 수신된 전방 채널에서 발생하는 동시 신호들만큼 강하지 않을 수도 있는 서라운드 채널 신호를 강조하기 위해 조정될 수 있다. 사운드 이벤트는, 방향성 트랜전트(directional transient), 예컨대 고함이나 드럼 타격(drum hit)과 같은 초기 에너지 스파이크를 가지고 트랜전트 방향에 관한 정보가 보전되는(즉, 물체에 의해 차단되지 않는) 사운드로 생각될 수 있다. 두 가지 유형의 사운드 이벤트는 음절 및 임펄스성 사운드가 될 수 있다. 음절은 음소(phonemes) 및 주석을 포함할 수 있다. 음소는, 사람의 음성에서 단음(phones)의 특징이며 사람의 음성에서 음절을 검출하여 위치 지정하는데 특히 유용할 수 있는 트랜전트 사운드이다. 주석은 음악 연주에 의해 생성된 개별적인 주석이다. 주석과 음소는 공통적인 특징을 가지므로, 묶어서 "음절"로 언급될 수 있다. 음절은 일반적으로 다음과 같은 특징, 즉 대략 적어도 50ms에서 대략 200ms까지이지만 통상 150ms 근처의 유한한 지속시간과, 대략 33ms의 상승시간을 가지며, 일반적으로 대략 한번에 0.2ms 내지 대략 0.5ms 보다 더 자주 발생하지는 않으며, 낮거나 높은 볼륨(진폭)을 갖는다. 반대로, 임펄스성 사운드는 드럼 타격이나 마찰음과 같은 매우 짧은 지속시간의 트랜전트가 될 수도 있으며, 음성의 파열음이 될 수도 있다. 임펄스성 사운드는 일반적으로 다음과 같은 특징, 즉 대략 5ms 내지 대략 50ms의 짧은 지속시간과, 대략 1ms 내지 대략 10ms의 상승 시간과, 높은 볼륨을 갖는다.
사운드 이벤트는 예컨대 대리인 사건번호 11336/208로서 2003년 5월 2일에 데이비드 에이치. 그리싱어(David H. Griesinger)에 의해 "사운드 이벤트 검출(Sound Event Detection)"이라는 명칭으로 출원된 통상적으로 양도된 미국 특허 출원번호(아직 지정되지 않음)에 설명된 것처럼 검출될 수 있으며, 이것을 본원에서는 참조로 이용한다. 예컨대, 입력 채널들 중 하나에서의 입력 에너지 레벨의 증가율이 사운드 이벤트의 시작을 검출하는데 이용될 수 있다. 예컨대, LSI 및 RSI 채널의 한쪽 또는 양쪽의 증가율이 검출될 수 있으며, 여기서 믹스 계수 mi 및/또는 ms의 값은 사운드 이벤트가 신호 전력이 완전히 보전될 경우보다 2채널 믹스에서 더 우세할 수 있도록 조정될 수 있다. 예컨대, 입력 채널들 중 하나 이상에서 검출된 잔향 신호를 제거하기 위해 적용된 3dB 감쇠는 제거될 수 있다. 임의의 입력 채널과 관련하여 사운드 이벤트 검출기가 이용될 수 있고, 특정 입력 채널에서의 의미있는 사운드 이벤트의 존재는 그 채널의 레벨의 일시적 상승(boost)을 트리거하는데 사용될 수 있다. 그 상승은 하나 이상의 믹스 계수, 예컨대 믹스 계수 mi 및 ms에 대한 값을 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 그런 상승은 예컨대 100 내지 300ms 이상 지속될 수 있다. 또한 상승은 예컨대 최종 다운믹스의 저레벨 사 운드 이벤트의 가청도를 향상시키기 위해 대응하는 채널 정보의 1-3dB의 이득에 대응하는 상승일 수 있다.
도 14 내지 도 17은 서라운드 믹스 계수(들)의 조정을 예시하는 흐름도이다.
도 14는 하나이상의 믹스 계수 예컨대 서라운드 믹스 계수 mi 및 ms를 조정할 경우의 콘트롤러의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 14에 도시된 것처럼, 입력 채널 에너지가 결정된다(1400). 입력 채널 에너지의 결정(1400)은 도 15의 흐름도에 관련하여 후술된다. 입력 채널 에너지 결정(1400)에 있어서, 하나 이상의 믹스 계수, 예컨대 mi 및 ms가 조정될 수 있다(1402). 믹스 계수 조정(1402)은 도 16 내지 도 17의 흐름도에 관련하여 후술된다.
도 15는 입력 채널 에너지 결정(1400) 시에 콘트롤러(940)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 입력 채널 정보가 수신되고(1500), 입력 채널 정보는 입력 신호의 LI, RI, CI, LSI 및 RSI 채널에 관한 정보를 포함할 수 있다. ELI, ECI, ERI로서 LI, CI, RI에 대한 전방 입력 채널 에너지가 결정될 수 있다.
ELI=LI2
ECI=CI2
ERI=RI2
IP 채널 정보는 도 4의 수신(400)과 관련하여 전술된 것과 유사한 형태로 수신될 수 있다(1500). 총 전방 입력 채널 에너지는 EFI로서 결정될 수 있다(1504).
EFI=ELI+ECI+ERI
서라운드 입력 채널 에너지는 ELSI 및 ERSI로서 각각 LSI 채널 및 RSI 채널에 대해 결정될 수 있다(1506).
ELSI=LSI2
ERSI=RSI2
총 서라운드 입력 채널 에너지 ESI는 다음과 같이 결정될 수 있다(1508).
ESI=ELSI+ERSI
전방 및 서라운드 입력 채널 에너지는 EFISum 및 ESISum으로서 각각 평균되어 질 수 있다(1510).
EFISum=0.9*EFISum+0.1*EFI
ESISum=0.9*ESISum+0.1*ESI
평균(1510)은 예컨대 도 4의 평균(410)에 관해 전술된 것과 유사한 형태로 달성될 수 있다.
평균이 완료되었는지가 결정될 수 있다(1512). 평균이 완료되지 않은 경우, 흐름도는 입력 채널 정보의 수신(1500)으로 복귀하여 전술된 것처럼 계속된다. 평균이 완료된 것으로 결정될 경우(1512), 전방 및 서라운드 입력 채널 평균은 EFILim 및 ESILim으로서 필터링된다(1514).
EFILim=0.99*EFILim+0.01*(EFISum)
ESILim=0.97*ESILim+0.03*(ESISum)
일단 입력 채널 에너지가 결정되면(1400), 믹스 계수는 도 16 및 도 17의 흐름도와 관련하여 설명된 것처럼 조정될 수 있다(1402).
도 16은 하나 이상의 믹스 계수, 예컨대 서라운드 믹스 계수 mi 및 ms를 조정할 경우(1402)의 콘트롤러(940)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 16에 도시된 것처럼, 서라운드 에너지 상승 인수 SBF는 다음과 같이 발생될 수 있다(1600).
SBF=3*ESI-2*ESILim
다음에 평균 서라운드 에너지 ESILim이 상승하는지가 결정될 수 있다. 이것은 평균 서라운드 에너지가 서라운드 에너지 상승 인수보다 작은지를 결정(1602)함으로써 달성된다. 평균 서라운드 에너지가 서라운드 에너지 상승 인수보다 작은 것으로 결정될 경우, 평균 서라운드 에너지는 예컨대 다음과 같이 제 1 시간 상수를 사용하여 평균될 것이다(1604).
ESISum=0.99*ESISum+0.01*SBF
제 1 시간 상수는 예컨대 대략 150ms가 될 수 있다.
그러나, 평균 서라운드 에너지가 에너지 상승 인수보다 작은 것으로 결정될 경우(1602), 평균 서라운드 에너지는 다음과 같이 제 2 시간 상수를 사용하여 평균될 것이다(1606).
ESISum=0.999*ESISum+0.001*SBF
여기서, 제 2 시간 정수는 예컨대 대략 1.5초가 될 수 있다.
다음에 평균 서라운드 입력 에너지는 서라운드 입력 에너지의 현재 값에 응답하여 평균될 것이다. 이것은 예컨대 스텝 1602, 1604, 1606에 의해 달성될 수 있다.
전방/후방 에너지 비율 F/S는 다음과 같이 평균 전방 채널 입력 에너지와 평균 서라운드 채널 입력 에너지 사이의 에너지 비율로서 결정될 것이다(1608).
F/S=(ESISum+1)/((1.2*ESISum)+1)
전방/서라운드 에너지 비율은 예컨대 1.2dB 만큼 서라운드 입력 채널에 대해 바이어스가 될 것이다. 또한, 전방/서라운드 에너지 비율은 0.1 및 10의 범위내에 한정될 것이다. 예컨대, 전방/서라운드 전력 비율이 10보다 큰 경우, 전방/서라운드 에너지 비율은 10의 값으로 설정될 것이다. 전방/서라운드 에너지 비율이 0.1보다 작은 경우, 전방/서라운드 에너지 비율은 0.1의 값으로 설정될 것이다.
믹스 계수 mi 및 ms는 전방/서라운드 에너지 비율에 응답하여 결정될 것이다. 이것은 전방/서라운드 에너지 비율이 4의 값보다 큰지를 결정(1610)함으로써 달성될 것이다. 전방/서라운드 에너지 비율이 4의 값보다 큰 경우, 믹스 계수 mi 및 ms는 단계(1612 및 1614)에서 다음과 같이 설정될 것이다.
ms=0.71*ms
mi=0.71mi
그러나, 전방/서라운드 에너지 비율이 4보다 크지 않은 것으로 결정될 경우(1610), 전방/서라운드 에너지 비율이 2의 값 이상이고 4의 값 이하인지가 결정될 것이(1616). 전방/서라운드 에너지 비율이 2의 값 이상이고 4의 값 이하이면, 믹스 계수 ms 및 mi는 단계(1618 및 1620)에서 각각 다음과 같이 설정될 것이다.
ms=0.8-0.045*(F/S-2)
mi=0.8-0.045*(F/S-2)
그러나, 전방/서라운드 에너지 비율이 2 이상 4 이하가 아닌 것으로 결정되면(1616), 믹스 계수 ms 및 mi는 단계(1622 및 1624)에서 다음과 같이 설정될 것이다.
ms=1-0.2*(F/S-1)
mi=1-0.2*(F/S-1)
또한, 믹스 계수에 대한 값, 예컨대 서라운드 믹스 계수 mi 및 ms는 서라운드 채널 레벨 증가 비율 S/I로서 서라운드 채널 입력 레벨의 증가에 응답하여 조정될 것이다. 후방 서라운드 채널 입력 레벨에 응답한 믹스 계수 mi 및 ms에 대한 조정은 도 17의 흐름도에 관련하여 설명된다.
도 17은 후방 서라운드 입력 에너지 레벨 비 S/I에 응답하여 하나 이상의 믹스 계수, 예컨대 서라운드 믹스 계수 mi 및 ms를 조정하는 경우의 콘트롤러(940)의 동작을 예시하는 흐름도이다. 도 17에 도시된 것처럼, 다음과 같은 후방 서라운드 입력 에너지 비율 S/I가 발생된다(1700).
S/I=SBF/ESILim
여기서, 서라운드 에너지 상승 인수는 도 16과 관련하여 결정되고, ESLLim은 도 15와 관련하여 결정된다. 다음에 제 2 서라운드 상승 인수 표시자 SBF2가 서라운드 입력 에너지 비율보다 작은지가 결정된다(1702). 제 2 상승 인수가 에너지 비율보다 작은 경우, 제 2 서라운드 상승 인수는 다음과 같이 설정된다(1704).
SBF2=0.8SBF2+0.2S/I
그러나, 제 2 서라운드 상승 인수가 서라운드 입력 에너지 비율보다 작지 않은 경우, 제 2 서라운드 상승 인수 표시자는 다음과 같이 설정된다(1706).
SBF2=0.97SBF2+0.03S/I
여기서, 1704에서의 제 2 서라운드 상승 인수는 대략 7ms의 시간 상수를 나타내고 1706에서의 제 2 상승 인수는 대략 70ms의 시간 상수를 나타낸다.
제 2 서라운드 상승 인수 표시자는 F/S에 응답하여 스케일될 수 있다. 이것은 F/S가 0.6보다 작은지 결정(1708)함으로써 달성된다. F/S가 0.6보다 작은 경우, 서라운드 상승 인수 표시자는 다음과 같이 스케일될 것이다.
SBF2=SBF2*(S/I*1.8)
그러나, F/S가 0.6보다 작지 않은 것으로 결정될 경우(1708), F/S가 1.8보다 큰지 가 결정될 것이다(1712). F/S가 1.8보다 클 경우, 제 2 서라운드 상승 인수는 다음과 같이 스케일 될 수 있다(1714).
SBF2=SBF2/(S/I*0.6)
제 2 서라운드 상승 인수가 스케일 된 경우(1710 또는 1714) 또는 F/S가 1.8보다 크지 않은 것으로 결정될 경우(1712), F/S가 1.3보다 큰지가 결정된다(1716). F/S가 1.3 보다 큰것으로 결정될 경우(1716), 제 2 서라운드 상승 인수는 1.3의 값으로 스케일될 수 있다(1718). 제 2 서라운드 상승 인수가 스케일된 경우(1718) 또는 F/S가 1.3보다 크지 않은 것으로 결정될 경우, F/S가 1보다 큰지가 결정될 것이다(1720).
F/S가 1보다 큰 것으로 결정될 경우, 제 2 서라운드 믹스 계수 ms 및 mi는 다음과 같이 설정될 것이다(1722 및 1724).
ms=ms*SBF2
mi=mi*SBF2
서라운드 믹스 계수 ms 및 mi가 설정된 경우(1722 및 1724) 또는 F/S가 1보다 크지 않은 것으로 결정될 경우(1720), 흐름도는 입력 채널 정보의 수신(1100)으로 복귀하고 도 11과 관련하여 설명된 것처럼 계속한다.
믹스 계수에 대한 조정/수정이, 입력 신호의 에너지와 의도된 방향을 출력 신호에 사실상 보전하기 위해 다운믹서에서 이용될 수 있는 믹스 계수를 발생한 이후에 이루어지는 것처럼 설명되었더라도, 도 14 내지 도 16과 관련하여 설명된 믹스 계수 조정은 도 4 내지 도 6 및/또는 도 11 내지 도 13과 관련하여 설명된 믹스 계수 발생과 상관없이 이루어 질 수 있음이 명백할 것이다. 또한, 도 14 내지 도 17과 관련하여 이루어진 믹스 계수 조정은 특정 간격, 예컨대 다운믹서에서 처리된 오디오 신호 정보의 64 샘플마다 이루어질 수도 있으며, 여기서 예컨대 입력 신호의 전체 샘플링 비율은 초당 44,100샘플이다. 다른 특정 주기가 믹스 계수를 조정/수정하는 데에 이용될 수도 있다. 또한, 다운믹서는 초당 44,100 샘플이 아닌 다른 샘플링 비율로 오디오 신호를 처리할 수도 있다.
다운믹서(100 및 900)는 3입력 채널 및 5.1입력 채널을 갖는 입력 신호를 2출력 채널을 갖는 출력 신호로 각각 다운믹싱하는 다운믹서로 설명되었지만, 전술된 교시는 임의 개수의 입력 채널을 갖는 입력 신호를 입력 채널의 수보다 작은 수의 출력 채널을 갖는 출력 신호로 믹싱하는 다운믹서에 적용될 수 있음이 명백할 것이다. 다운믹서(100 및 900)는 마이크로프로세서 및/또는 기억 장치(120 및 942)의 내부 메모리에 각각 저장된 적합한 프로그램된 코드를 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수도 있다. 예컨대, 마이크로프로세서(들)는, 마이크로프로세서가 본원에서 다운믹서(100 및 900)와 관련하여 설명된 기능성을 제공할 수 있도록, 충분히 프로그램되고 처리 능력 및 다른 하드웨어 필요물을 보유하 고 있을 수도 있다. 또한, 마이크로프로세서는 본원에서 설명된 다운믹싱을 수행하는데 있어서 임의의 디지털 신호 처리, 필터링 또는 다른 기능성을 제공할 수도 있다.
테스트 믹서는 다운믹서(100 또는 900)가 동작하는 동안 내내 믹스 계수값을 발생시키는 데에 이용될 수도 있다. 테스트 믹서, 예컨대 테스트 믹서(104) 또는 테스트 믹서(950)를 사용하는 콘트롤러는 입력 및 출력 에너지를 계속 모니터하고, 입력 신호의 신호 에너지 및 소정의 방향이 출력 신호에서 사실상 보전될 수 있도록 적절한 시기에 하나 이상의 믹스 계수값을 결정할 수도 있다. 대안적으로, 콘트롤러(106)는 완전-대역폭 다운믹서에서 입력 및 출력 신호 에너지를 모니터하고 완전-대역폭 출력 에너지가 완전 대역폭 입력 에너지와 다른 상황에서 믹스 계수값을 발생시키도록 테스트 믹서에 요청할 수도 있다.
전방 채널 및 서라운드 채널 믹스 계수값은 테스트 믹서, 예컨대 테스트 믹서(104) 및 테스트 믹서(950)를 각각 사용하여 발생되는 것으로 설명되었지만, 믹스 계수값은 그 다운믹서가 입력 신호를 출력 신호로 다운믹싱하는 동안 완전-대역폭 다운믹서를 사용하여 결정될 수도 있다. 이런 상황에서, 테스트 믹서는 필요없을 수도 있고 제공될 수도 있다. 예컨대, 콘트롤러(106)는 완전-대역폭 입력의 입력 에너지 및 완전-대역폭 다운믹서의 완전-대역폭 출력 신호를 결정하고, 제한된-대역폭에 대해 도 4 내지 도 6 및 도 11 내지 도 13과 관련하여 전술된 것과 유사한 형태로 이 완전-대역폭 에너지를 이용하여 믹스 계수값을 발생 및/또는 갱신할 수도 있다. 또한, 테스트 다운믹서(950)는 5.1채널 다운믹서로써 이용되는 것으로 설명되었지만, 테스트 다운믹서(950)는 서라운드 채널 다운믹싱 기능을 갖는 임의의 다운믹서에서 이용될 수 있는 서라운드 믹스 계수값을 발생시키는 데에 이용될 수도 있다.
입력 신호의 에너지 및 소정의 방향이 출력 신호에서 사실상 보전될 수 있도록 하는 믹스 계수를 발생시킬 수 있는 다운믹서가 제공된다. 그런 믹스 계수 발생은 예컨대 테스트 다운믹서에서 달성될 수도 있는데, 여기서 믹스 계수에 대한 값은 비-테스트 다운믹서, 예컨대 완전-대역폭 다운믹서에 대해 갱신될 수도 있다. 테스트 다운믹서는 청취자에 의해 인지될 수 있는 사실상의 가청 주파수를 강조하는 믹스 계수값이 발생될 수 있도록 하는 제한된-대역폭 입력 채널 정보로 동작할 수도 있다. 또한, 다운믹서는 복수의 입력 채널의 어떤 조합에서의 에너지 비율(즉, 전방 채널 에너지 대 후방 채널 에너지 비율, 등등)에 응답하여, 믹스 계수값을 조정할 수도 있다. 믹스 계수는, 입력 신호를 다운믹싱할 때, 예컨대, 연주로부터의 주석 또는 음성의 음절과 같은 사운드 이벤트의 검출된 시작을 강조하기 위해 조정될 수도 있다. 또한, 혹은 대안적으로, 믹스 계수값은 출력 신호에서 입력 신호의 잔향의 보다 정확한 해석을 제공하기 위해 조정될 수도 있다. 또한, 다운믹서는 다운믹스된 신호가 나중에 예컨대 디코더에서 업믹스될 때 입력 신호의 소정의 방향을 보전할 수도 있다. 디코더는 적어도 본 원에서 설명된 교시 중 어떤 것에 따라 다운믹스된 서라운드 채널 정보가 서라운드 채널 정보로서 업믹스될 수 있는 서라운드 채널 정보인지를 결정할 수도 있다.
통상, 다운믹서(100 및 900)는 본원에서 설명된 기능성을 수행할 수 있는 하 나 이상의 마이크로프로세서에서 실행된 프로그래밍에 따라 구현된다. 그러나, 다운믹서는 본원에서 설명된 기능성을 수행하기 위해 하드웨어 장치의 임의의 조합 및/또는 하나 이상의 마이크로프로세서에서 실행된 프로그래밍을 사용하여 구현될 수도 있다.
유사하게, 콘트롤러(106 및 940)는 특정 기능성을 위해 설계된 하드웨어 장치(예컨대, 필터링, 믹싱 등과 같은 기능성을 제공할 수 있는 애플리케이션 전용 집적 회로를 포함함)의 임의의 조합으로 구성될 수도 있다. 콘트롤러(106 및 940)는 콘트롤러(106 및 940)와 관련하여 설명된 기능성을 달성하기 위해 프로그램된 코드를 실행하는 마이크로프로세서(들)로 구성될 수도 있다.
기억 장치(120) 및 기억 장치(942)는, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 고형(solid state) 매체, 자기 및 광 매체를 포함하는 하나 이상의 고정된 또는 분해가능한 저장 장치를 포함할 수도 있다. 고형 매체는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 플래시 매체 카드와 같은 분해가능한 저장 장치뿐 아니라 ROMs, PROMs, EPROMs, EEPROMs 및 임의 타입의 RAM과 같은 집적 회로 및 이런 장치의 임의의 파생적인 메모리 시스템을 포함할 수도 있다. 자기 매체는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 자기 테이프, 플로피 디스켓 및 하드 디스크 드라이브와 같은 자기 디스크를 포함할 수도 있다. 광 매체는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 컴팩트 디스크 및 디지털 비디오 디스크와 같은 광 디스크를 포함할 수도 있다. 통상, 기억 장치(120 및 942)는, 작업 메모리(RAM)부 및, 본원에서 설명된 기능성을 구현하는 임의의 마이크로프로세서를 위해 프로그램된 코드를 저장하는 프로그램 메모리부를 포 함한다. 또한, 기억 장치(120 및 942)는 예컨대 전술된 것처럼 입력 신호를 출력 신호로 다운믹싱하기 위한 믹스 계수 테이블를 저장하는 충분한 기억 매체를 더 포함할 수도 있다.
다운믹서(100 및 900) 및, 특히 콘트롤러(106 및 940)는 특정 기간 예컨대 제 1 기간에 걸쳐 입력 및 출력 신호 에너지를 평균하는 것으로 설명되었지만, 평균은 다른 기간에 걸쳐 달성될 수도 있음이 명백할 것이다. 또한, 전술된 이점들 중의 적어도 몇개는 입력 및/또는 출력 신호 에너지가 평균되지 않는 경우에도 달성될 수 있다는 것이 명백할 것이다.
또한, 하나 이상의 믹스 계수는 테스트 믹서에서 발생되는 것으로 설명되었지만, 테스트 믹서가 반드시 제공될 필요는 없으며, 그 경우 전술된 이점 중 적어도 몇 개를 달성하면서, 믹스 계수는 각각의 완전-대역폭 다운믹서가 입력 신호를 출력 신호로 다운믹스하고 있는 동안 완전-대역폭 다운믹서(102 및 901)의 동작 중에 발생 및/또는 조정될 수 있다는 것이 명백할 것이다.
본 발명의 다양한 실시예가 설명되었지만, 당업자에게는 본 발명의 범위내에서 더 많은 실시예 및 구현이 가능하다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구의 범위 및 그 균등물의 관점 이외에는 제한되지 않는다.

Claims (91)

  1. 복수의 입력 채널을 갖는 다채널 입력 신호를 복수의 출력 채널을 갖는 출력 신호로 다운믹싱(downmixing)하기 위한 믹스 계수(mix coefficients)를 설정하는 방법에 있어서,
    상기 입력 신호에 기초하여 입력 채널 에너지를 결정하는 단계;
    상기 출력 신호에 기초하여 출력 채널 에너지를 결정하는 단계;
    상기 입력 채널 에너지와 상기 출력 채널 에너지에 기초하여 제한된 대역폭의 믹스 계수를 결정하는 단계; 및
    상기 제한된 대역폭의 믹스 계수에 기초하여 광대역폭의 믹스 계수를 갱신하는 단계
    를 포함하는, 믹스 계수 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 채널 에너지와 상기 출력 채널 에너지에 기초하여 피드백 상수를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 광대역폭의 믹스 계수를 갱신하는 단계는 상기 피드백 상수와 상기 제한된 대역폭의 믹스 계수에 기초하여 상기 광대역폭의 믹스 계수를 갱신하는 단계를 포함하는 것인, 믹스 계수 설정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입력 채널 에너지를 결정하는 단계는,
    상기 입력 신호로부터 좌측 채널 입력 정보와 중앙 채널 입력 정보에 기초하여 좌측 채널 입력 에너지를 결정하는 단계와, 상기 입력 신호로부터 우측 채널 입력 정보와 중앙 채널 입력 정보에 기초하여 우측 채널 입력 에너지를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 출력 채널 에너지를 결정하는 단계는,
    상기 출력 신호로부터 좌측 채널 출력 정보에 기초하여 좌측 채널 출력 에너지를 결정하는 단계와, 상기 출력 신호로부터 우측 채널 출력 정보에 기초하여 우측 채널 출력 에너지를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 믹스 계수를 결정하는 단계는,
    좌측 채널 믹스 계수와 우측 채널 믹스 계수를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 믹스 계수 설정 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입력 채널 에너지를 결정하는 단계는,
    상기 입력 신호로부터의 좌측 서라운드 입력 정보에 기초하여 좌측 서라운드 입력 에너지를 결정하는 단계와, 상기 입력 신호로부터의 우측 서라운드 입력 정보에 기초하여 우측 서라운드 입력 에너지를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 출력 채널 에너지를 결정하는 단계는,
    좌측 서라운드 출력 정보에 기초하여 좌측 서라운드 출력 에너지를 결정하는 단계와, 우측 서라운드 출력 정보에 기초하여 우측 서라운드 출력 에너지를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 믹스 계수를 결정하는 단계는,
    좌측 서라운드 믹스 계수 및 우측 서라운드 믹스 계수를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 믹스 계수 설정 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입력 채널 에너지를 결정하기 이전에 선택된 오디오 주파수들을 유지하기 위해 상기 입력 신호를 대역폭 제한하는 단계를 더 포함하는 것인, 믹스 계수 설정 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 선택된 오디오 주파수들은 중간 주파수들인 것인, 믹스 계수 설정 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 다채널 입력 신호로부터 얻어진 대역폭 제한된 입력 신호를 믹스하기 위해 테스트 다운믹스에서 상기 제한된 대역폭의 믹스 계수를 적용하는 단계를 더 포함하는, 믹스 계수 설정 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 갱신 단계는, 광대역폭의 좌측 채널 믹스 계수와 광대역폭의 우측 채널 믹스 계수를 갱신하는 단계를 포함하는 것인, 믹스 계수 설정 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 갱신 단계는, 광대역폭의 좌측 채널 믹스 계수와 광대역폭의 우측 채널 믹스 계수를 갱신하는 단계와, 광대역폭의 좌측 서라운드 믹스 계수와 광대역폭의 우측 서라운드 믹스 계수를 갱신하는 단계를 포함하는 것인, 믹스 계수 설정 방법.
  10. 다채널 입력 신호를 출력 신호로 다운믹스하기 위한 믹스 계수를 설정하기 위한 시스템에 있어서,
    광대역폭 믹스 계수와 제한된 대역폭 믹스 계수를 포함하는 메모리;
    상기 제한된 대역폭의 믹스 계수에 기초하여 상기 입력 신호를 출력 신호에 믹스하는 믹서; 및
    상기 메모리와 상기 믹서에 결합된 콘트롤러를 포함하며,
    상기 콘트롤러는,
    상기 입력 신호에 기초하여 입력 채널 에너지를 결정하고,
    상기 출력 신호에 기초하여 출력 채널 에너지를 결정하며,
    상기 입력 채널 에너지와 상기 출력 채널 에너지에 기초하여 제한된 대역폭의 믹스 계수를 결정하고,
    상기 제한된 대역폭의 믹스 계수에 기초하여 상기 광대역폭의 믹스 계수를 갱신하도록 동작가능한 것인, 믹스 계수 설정 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 입력 신호는 좌측 입력 채널, 중앙 입력 채널, 및 우측 입력 채널을 포함하며, 상기 출력 신호는 우측 테스트 출력 채널 및 좌측 테스트 출력 채널을 포함하는 것인, 믹스 계수 설정 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 콘트롤러는,
    상기 좌측 입력 채널과 상기 중앙 입력 채널에 기초하여 좌측 채널 입력 에너지를 결정하고, 상기 우측 입력 채널 및 상기 중앙 입력 채널에 기초하여 우측 채널 입력 에너지를 결정함으로써, 상기 입력 채널 에너지를 결정하도록 동작가능하고,
    상기 콘트롤러는,
    좌측 테스트 출력 채널에 기초하여 좌측 채널 출력 에너지를 결정하고, 우측 테스트 출력 채널에 기초하여 우측 채널 출력 에너지를 결정함으로써, 상기 출력 채널 에너지를 결정하도록 동작가능하며,
    상기 콘트롤러는,
    상기 입력 채널 에너지와 상기 출력 채널 에너지에 기초하여 좌측 채널 믹스 계수와 우측 채널 믹스 계수를 결정함으로써, 상기 제한된 대역폭의 믹스 계수를 결정하도록 동작가능한 것인, 믹스 계수 설정 시스템.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는,
    상기 좌측 서라운드 입력 채널에 기초하여 좌측 서라운드 입력 에너지를 결정하고, 상기 우측 서라운드 입력 채널에 기초하여 우측 서라운드 입력 에너지를 결정함으로써, 상기 입력 채널 에너지를 결정하도록 동작가능하고,
    상기 콘트롤러는,
    좌측 서라운드 테스트 출력 채널에 기초하여 좌측 서라운드 출력 에너지를 결정하고, 우측 서라운드 테스트 출력 채널에 기초하여 우측 서라운드 출력 에너지를 결정함으로써, 상기 출력 채널 에너지를 결정하도록 동작가능하며,
    상기 콘트롤러는,
    상기 입력 채널 에너지와 상기 출력 채널 에너지에 기초하여 좌측 서라운드 믹스 계수와 우측 서라운드 믹스 계수를 결정함으로써, 상기 제한된 대역폭의 믹스 계수를 결정하도록 동작가능한 것인, 믹스 계수 설정 시스템.
  14. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘트롤러는 상기 입력 채널 에너지를 결정하기 이전에 선택된 오디오 주파수들을 유지하기 위해 상기 입력 신호를 대역폭 제한하도록 동작가능한 것인, 믹스 계수 설정 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 선택된 오디오 주파수들은 중간 주파수들인 것인, 믹스 계수 설정 시스템.
  16. 제12항에 있어서, 상기 콘트롤러는, 상기 좌측 채널 믹스 계수에 기초하여 광대역폭의 좌측 채널 믹스 계수를 갱신하고, 상기 우측 채널 믹스 계수에 기초하여 광대역폭의 우측 채널 믹스 계수를 갱신함으로써, 상기 광대역폭의 믹스 계수를 갱신하도록 동작가능한 것인, 믹스 계수 설정 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 콘트롤러는, 상기 좌측 서라운드 믹스 계수에 기초하여 광대역폭의 좌측 서라운드 믹스 계수를 갱신하고 상기 우측 서라운드 믹스 계수에 기초하여 광대역폭의 우측 서라운드 믹스 계수를 갱신하도록 더 동작가능한 것인, 믹스 계수 설정 시스템.
  18. 다운믹서에 있어서,
    다중 입력 채널들을 적어도 하나의 출력 채널에 믹스하기 위한 광대역폭의 믹스 계수를 포함하는 광대역폭의 다운믹서; 및
    상기 광대역폭의 다운믹서에 결합된 제한된 대역폭의 테스트 다운믹서를 포함하고,
    상기 제한된 대역폭의 테스트 다운믹서는 상기 광대역폭의 다운믹서에서 상기 광대역폭의 믹스 계수를 갱신하는 믹스 계수를 결정하도록 동작가능한 것인, 다운믹서.
  19. 제18항에 있어서, 상기 입력 채널들은 좌측 채널, 우측 채널, 및 중앙 채널을 포함하는 것인, 다운믹서.
  20. 제18항에 있어서, 상기 입력 채널들은 좌측 서라운드 채널 및 우측 서라운드 채널을 포함하는 것인, 다운믹서.
  21. 제18항에 있어서, 상기 광대역폭의 다운믹서는 다채널 입력 신호 입력을 포함하고, 상기 제한된 대역폭의 테스트 다운믹서는 다채널 제한된 대역폭의 입력 신호 입력을 포함하는 것인, 다운믹서.
  22. 제18항에 있어서, 상기 제한된 대역폭의 테스트 다운믹서는 상기 다채널 입력 신호 입력에서 존재하는 다채널 입력 신호로부터 중간 오디오 주파수들을 수신하는 것인, 다운믹서.
  23. 제18항에 있어서, 상기 믹스 계수는 입력 채널 에너지와 출력 채널 에너지에 기초하여 결정되는 것인, 다운믹서.
  24. 제18항에 있어서, 상기 광대역폭의 믹스 계수와 상기 믹스 계수는 상기 다운믹서의 동작 동안의 시간에 걸쳐 갱신되는 것인, 다운믹서.
  25. 제24항에 있어서, 상기 믹스 계수는 좌측 피드백 파라미터에 따라 갱신되는 좌측 믹스 계수와, 우측 피드백 파라미터에 따라 갱신되는 우측 믹스 계수를 포함하는 것인, 다운믹서.
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