KR100742054B1 - 오디오 장치 및 서라운드 음 생성방법 - Google Patents

오디오 장치 및 서라운드 음 생성방법 Download PDF

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Abstract

2채널 스테레오 신호에 근거하여 용이하게 2조이상의 서라운드 신호를 생성하는 것이 가능한 오디오 장치 및 서라운드 음생성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 오디오 장치(100)에는 2채널 스테레오 신호인 L신호와 R신호가 입력되어 R신호중의 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 L신호로부터 공제함으로써 제 1 서라운드 신호를 생성하는 제 1 의 서라운드 신호생성수단인 SL신호생성부(20)및 BL신호생성부(40)와, L신호중의 R신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 R신호로부터 공제함으로써 제 2 의 서라운드 신호를 생성하는 제 2의 서라운드 신호 생성수단인 SR신호 생성부(30) 및 BR신호생성부(50)를 포함한다. 제 1 또는 제 2의 서라운드 신호를 생성하기 위해 L신호 또는 R신호로부터 성분을 공제하는 정도를 복수조의 각조에 있어서 상이하게 한다.
서라운드 신호, 오디오 장치, 스피커

Description

오디오 장치 및 서라운드 음 생성방법{Audio Device and Method For Generating Surround Sound}
도 1은 일실시형태의 오디오 장치의 구성을 표시한 도면이다.
도 2는 SL신호 생성부및 SR신호생성부의 상세구성을 표시한 도면이다.
도 3은 적응 필터의 상세 구성을 표시한 도면이다.
도 4는 BL신호 생성부 및 BR신호생성부의 상세구성을 표시한 도면이다.
본발명은 2채널의 스테레오 신호로부터 2조(set) 이상의 서라운드 신호를 생성하는 오디오 장치 및 서라운드 음 생성방법에 관한 것이다.
종래부터 2채널 스테레오 신호로부터 서라운드 신호를 생성하는 오디오 장치는 공지되어 있다(예를들면 일본 특허 공개공보 2003-333698호 참조). 이 오디오 장치는 입력된 스테레오 신호 INL, INR을 적응무상관화기(adaptive non-correlator)에 통과시켜 서라운드 신호 SL, SR을 생성한다. 예를들면, 이러한 적응무상관화기는 FIR필터를 이용한 적응신호처리에 의해 실현된다. 상술한 오디오 장 치가 2채널 스테레오 신호에 근거해서 1조의 서라운드 신호 SL, SR을 생성하는 것은 가능하다고 개시되어 있지만, 2조이상의 서라운드 신호 생성에 대해서는 구체적으로 기술되어 있지 않다. 적응무상관화기를 사용하여 서라운드 신호를 생성하는 접근법을 반복한다 하더라도, 동일한 서라운드 신호가 생성될 뿐이기 때문에 2채널 스테레오 신호에 근거해서 2조이상의 서라운드 신호를 생성해도 스피커 수가 증가한 것만큼 공간적으로 넓어지는 서라운드 음을 얻는 것은 불가능하다. 그렇기 때문에, 상이한 처리회로(예를들면, 매트릭스 디코더 회로)를 추가하여 채널을 확장하는 것이 필요하여 구성과 처리가 복잡하게 된다.
본발명은 이와같은 점에 비추어 창작된 것으로, 그 목적은 2채널 스테레오 신호에 근거하여 2조이상의 서라운드 신호를 용이하게 생성하는 것이 가능한 오디오 장치 및 서라운드 음 생성방법을 제공하는 것이다.
본발명의 오디오 장치는, 2채널 스테레오 신호인 L신호와 R신호가 입력되어 R신호 중에서 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 L신호로부터 공제(substracting)함으로써 제 1 의 서라운드 신호를 생성하는 제 1의 서라운드 신호생성수단과, L신호 중에서 R신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 R신호로부터 공제함으로써 제 2 의 서라운드 신호를 생성하는 제 2의 서라운드 신호생성수단을 포함하고, 제 1 및 제 2의 서라운드 신호 생성수단을 복수조 구비하여, 제 1 또는 제 2 서라운드 신호를 생성하는 경우에 L신호 또는 R신호로부터 그 성분을 공제하는 정도를 복수조의 각조에 있어서 상이하게 한다.
또한, 본발명의 서라운드 음생성방법은, 2채널 스테레오 신호인 L신호와 R신호가 입력되어 R신호중에서 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 L신호로부터 그 성분을 공제함으로써 제 1의 서라운드 신호를 생성하는 단계와, L신호중에서 R신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 R신호로부터 그 성분을 공제함으로써 제 2의 서라운드 신호를 생성하는 단계를 포함하며, 복수조의 제 1 및 제 2 서라운드 신호를 생성하고, 제 1 또는 제 2의 서라운드 신호를 생성하는 경우에 L신호 또는 R신호로부터 그 성분을 공제하는 정도를 복수조의 각조에 있어서 상이하게 한다.
L신호와 R신호가 입력된 경우에 일방의 신호로부터 타방의 신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 공제함으로써 서라운드 신호를 생성할 수 있고, 높은 관련성을 가지는 성분을 공제하는 정도를 조정함으로써 청취자에게 부여되는 음향효과가 상이한 복수조의 서라운드 신호를 용이하게 생성할 수 있다.
또한, 상술한 제 1의 서라운드 신호 생성 수단은 적응알고리즘을 이용하여 적응 필터의 필터계수를 갱신함으로써 R신호중의 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하고, 제 2의 서라운드 신호 생성수단은 적응 알고리즘을 사용하여 적응 필터의 필터 계수를 갱신함으로써 L신호 중의 R신호와 관련성이 높은 성분을 추출하며, 적응 알고리즘을 사용하여 필터계수의 갱신을 행하는 경우에 사용되는 스텝사이즈파라미터 μ(step size parameter μ)의 값을 복수조의 각조에 있어서 상이하게 하는 것이 바람직하다. 또는 상술한 제 1의 서라운드 신호의 생성에 있어서 R 신호 중의 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분은 적응 알고리즘을 사용하여 적응 필터의 필터 계수를 갱신함으로써 추출하고, 제 2의 서라운드 신호의 생성에 있어서 L신호 중의 R신호와 높은 관련성을 가지는 성분은 적응 알고리즘을 사용하여 적응 필터의 필터 계수를 갱신함으로써 추출하며, 적응 알고리즘을 사용하여 필터 계수를 갱신하는 경우에 사용되는 스텝사이즈 파라미터 μ의 값을 복수조의 각조에 있어서 상이하게 하는 것이 바람직하다.
적응필터를 사용하여 L신호 및 R 신호의 일방에 포함된 타방과 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하는 경우에, 적응 알고리즘을 사용하여 필터계수의 갱신을 행하는데에 사용되는 스텝사이즈파라미터 μ의 값을 가변(varying)함으로써 복수조의 서라운드 음 신호가 용이하게 생성될 수 있다.
또한, 상술한 제 1 의 서라운드 신호 생성 수단은 L신호를 지연시켜서 출력하는 지연 수단과, 지연수단을 통과시킨 신호로부터 R신호를 적응 필터에 통과시켜 얻은 신호를 공제하여 에러(error) 신호를 생성하는 가산수단과, 에러신호의 파워(power)가 최소가 되도록 LMS 알고리즘을 사용하여 적응 필터의 필터 계수를 갱신하는 LMS알고리즘 처리수단을 구비하고, 제 2 의 서라운드 음생성수단은 R신호를 지연시켜 출력하는 지연수단과, 지연수단을 통과시킨 신호로부터 L신호를 적응 필터에 통과시켜 얻은 신호를 공제하여 에러 신호를 생성하는 가산수단과, 에러신호의 파워가 최소가 되도록 LMS알고리즘을 사용하여 적응 필터의 필터계수를 갱신하는 LMS알고리즘처리수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 적응 필터를 사용하여 R신호중의 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분 또는 L신호중의 R신호와 높 은 관련성을 가지는 성분을 추출하는 경우에, 필터계수갱신의 수렴(convergence)의 정도를 스텝사이즈 파라미터 μ를 조정하여 가변할 수 있고, 이로써 음향효과가 상이한 서라운드 신호를 용이하게 생성할 수 있다.
또한, 상술한 제 1의 서라운드 신호 생성수단에 포함된 LMS 알고리즘 처리수단은, R신호와 에러신호에 스텝사이즈 파라미터 μ를 승산한 값을 필터 계수에 가산함으로써 이 필터 계수를 갱신하고 제 2 의 서라운드 신호생성 수단에 포함된 LMS알고리즘 처리수단은 L신호와 에러신호에 스텝사이즈 파라미터 μ를 승산한 값을 필터 계수에 가산함으로써 이 필터계수를 갱신하는 것이 바람직하다. 따라서, 스텝사이즈 파라미터 μ의 값을 변경함으로써 적응 필터의 특성을 변경할 수 있고 적응필터를 이용하여 서라운드 신호를 생성하는에 있어 음향 특성에 용이하게 변화를 줄 수 있다.
또한, 상술한 복수조의 제 1 및 제 2의 서라운드 신호생성수단에는 각각으로부터 출력된 서라운드 신호를 출력하는 서라운드 스피커가 접속되어 있고 서라운드 스피커의 설치위치의 나열된 순서(order of the sequence)에 대응하여 스텝사이즈 파라미터 μ의 값을 일방향으로 변화시키는 것이 바람직하다. 이에 따라 복수조의 서라운드 스피커를 구비한 경우에 이의 배치에 대응하여 상이한 음향효과를 가진 서라운드 음을 출력할 수 있고, 서라운드 스피커를 추가함으로써 음향공간에 변화를 가지게 하는 것이 가능하다.
또한, L신호 및 R신호의 각각을 출력하는 스피커로부터 더 멀리 위치한 서라운드 스피커가 상술한 서라운드 스피커에 대응하는 스텝사이즈파라미터 μ의 더 큰 값을 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 서라운드 스피커의 배치와 관련있는 서라운드 음을 생성할 수 있고, 이로써 음향공간 전체의 음향특성이 부자연스러운 불쾌한 서라운드 음이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, DSP에 의한 연산 처리를 수행함으로써 상술한 제 1 및 제 2의 서라운드 신호 생성수단에 의해 제 1 및 제 2의 서라운드 신호를 생성하는 것이 바람직하다. 이에따라, DSP에 의한 연산처리의 내용을 약간 변경하는 것만으로 각조에 대응하는 서라운드 신호를 생성할 수 있고, 이로써 복수의 서라운드 신호 생성에 필요한 처리의 간략화가 가능하게 된다.
발명을 실시하기 위한 최상의 형태
이하 본발명을 적용한 일실시예의 오디오 장치를, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 일실시예의 오디오 장치의 구성을 표시한 도면이다. 도 1에 표시한 오디오 장치(100)는 차량에 탑재되어 있고 가산부(10, 12), LPF(로우 패스 필터)(14), SL신호생성부(20), SR신호생성부(30), BL신호생성부(40), BR신호생성부(50)를 포함한다. 이 오디오 장치(100)에는 8개(7.1ch)의 스피커(110, 112, 120, 122, 130, 132, 140, 142)가 접속되어 있다. 또한, DSP(Digital Signal Processor)에 의한 연산처리로 오디오 장치(100)에 의해 서라운드 신호(SL신호, SR신호, BL신호 및 BR신호)등이 생성된다.
일방의 가산부(10)는 입력된 스테레오 신호(L신호, R신호)를 가산한다. 가산된 신호는 청취자의 전방에 설치된 센터스피커로서 스피커(110)로부터 출력된다. 타방의 가산부(12)는 가산부(10)와 동일한 형태로 입력된 스테레오 신호를 가산한 다. 가산된 신호는 LPF(14)를 통과시켜 저역 성분을 추출한 후 청취자의 후방에 설치된 서브-우퍼(sub-woofer)로서 스피커(112)로부터 출력된다. 더우기 본 실시예에서는 스테레오 신호를 단순하게 가산하여 스피커(110)로부터 출력했으나, 스피커(110)로부터 출력하는 신호를 생성하는 방법은 이에 한정되지 않고, 다른 방법이 이용될 수 있다.
SL신호 생성부(20)는, 입력된 L신호 및 R신호에 근거하여 서라운드 L신호(SL신호)를 생성하고, 청취자의 좌측에 설치된 스피커(130)로부터 상기 신호를 출력한다. SR신호생성부(30)는 입력된 L신호 및 R신호에 근거하여 서라운드 R신호(SR신호)를 생성하고 청취자의 우측에 설치된 스피커(132)로부터 상기 신호를 출력한다. BL신호생성부(40)는 입력된 L신호 및 R신호에 근거하여 좌후방의 서라운드 L신호(BL신호)를 생성하여 청취자의 좌후방에 설치된 스피커(140)으로부터 상기 신호를 출력한다. BR신호 생성부(50)은 입력된 L신호 및 R신호에 근거하여 우후방의 서라운드 R신호(BR신호)를 생성하고,청취자의 우후방에 설치된 스피커(142)로부터 상기 신호를 출력한다. 상술한 서라운드 L신호 및 서라운드 R신호는 LMS 알고리즘을 사용하여 적응필터의 필터계수의 값을 갱신함으로써 생성된다. SL신호 생성부(20), SR신호 생성부(30)가 제 1조의 제 1 및 제 2의 서라운드 신호생성수단에, BL신호 생성부(40), BR신호생성부(50)이 제 2조의 제 1 및 제 2의 서라운드 신호생성수단에 각각 대응한다.
더우기, 입력된 스테레오 신호에서 L신호는 청취자의 좌측방에 설치된 스피커(120)로부터 직접 출력된다. 또한, 입력된 스테레오 신호 내의 R신호는 청취자의 우전방에 설치된 스피커(122)로부터 직접출력된다.
도 2는 SL신호생성부(20) 및 SR신호생성부(30)의 상세구성을 표시한 도면이다. 도 2에 있어서, SL신호생성부(20)는 FIR필터(21), 적응필터(ADF)(22), 가산부(23), LMS알고리즘처리부(LMS)(24)를 포함하고 있다. FIR 필터(21)는, 지연회로(지연수단)로 이용되고 입력된 L신호를 탭수(taps, 예를들면 32탭)에 대응한 시간만큼지연하여 출력한다. 적응필터(22)는 FIR 필터와 동일한 구성을 가지고, 입력된 R 신호에 소정의 탭계수 W를 승산(multiply)하여 출력한다. 가산부(23)는, 가산수단이며, FIR필터(21)로부터 출력되는 L신호로부터 적응필터(22)에서 출력된 신호를 감산하여 에러 신호 e를 출력한다. LMS알고리즘 처리부(24)는 LMS알고리즘 처리수단이며, LMS알고리즘을 사용하여 가산부(23)으로부터 출력되는 에러신호 e의 파워가 최소가 되도록 적응 필터(22)의 필터계수를 가변한다. 또한, 가산부(23)로부터 출력된 에러신호 e는 그대로 서라운드 신호(SL신호)로 하여 스피커(130)로부터 출력된다,
도 3은, 적응필터(22)의 상세한 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 표시된 바와 같이, 적응필터(22)는, 복수의 지연소자(221)와, 각각의 지연소자(21)에 보유된 신호에 가변필터 계수를 승산하는 복수의 승산부(222)와, 각각의 승산부(222)의 출력을 가산하는 복수의 가산부(223)를 포함하고 있다. 복수의 승산부(222) 각각의 필터계수(승수)의 값은 LMS알고리즘 처리부(24)에 의해 갱신된다.
LMS알고리즘처리부(24)는 가산부(23)로부터 출력된 에러신호 e의 파워가 최소가 되도록 적응필터(22)의 필터계수의 값을 갱신한다. 적응필터(22)에는 입력된 R신호 성분내의 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하도록 필터계수의 값이 갱신된다. 즉, LMS알고리즘 처리부(24)에는 R신호와, 가산부(23)로부터 출력된 에러신호 e가 입력되어 있고, R신호와 에러신호e를 LMS알고리즘을 이용하여 처리함으로써 LMS 알고리즘 처리부(24)로부터 적응 필터(22)내의 각 승산부(222)에 대하여 필터계수의 갱신 명령이 출력되어 각지연소자(221)에 보유된 신호에 중첩된 필터계수의 값이 갱신된다.
이와같이 하여 적응필터(22)는, R신호 중의 L신호와 높은 관련성을 가지는 하이성분을 추출하고 가산부(23)은 이 성분을 L신호로부터 감산한다. 그 결과, 가산부(23)으로부터 출력된 에러신호 e에는 L신호 중에서 R신호와 높은 관련성을 가지지 않는 성분만이 포함되게 되고, 이것을 서라운드 L신호로 사용한다.
그런데, LMS알고리즘은 순시자승오차(instant square error)를 평가량으로 한 알고리즘이고, LMS알고리즘처리부(24)는 이하의 식에 따라 필터계수 W의 값을 갱신한다.
W(n+1)=W(n)+2μㆍe(n)ㆍR(n) ‥‥‥ (1)
여기서, μ는 스텝사이즈파라미터이고 이 값을 크게 설정함으로써 필터계수 W의 수렴이 빨라지고 반대로 이 값을 작게 설정함으로써 필터계수 W의 처리가 늦어진다.
SR신호생성부(30)에 있어서도 동일하다. 즉, SR신호생성부(30)는 FIR필터(31), 적응필터(ADF)(32), 가산부(33), LMS알고리즘처리부(34)를 포함한다. FIR 필터(31)는 지연회로로 이용되고, 입력된 R신호를 탭수(예를들면, 32탭)에 대응하 는 시간만큼 지연하여 출력한다. 적응필터(32)는 FIR필터와 동일한 구성을 가지고 있고 입력된 L신호에 소정의 탭계수 W를 승산하여 출력한다. 가산부(33)는, FIR 필터(31)로부터 출력된 R신호로부터 적응 필터(32)에서 출력된 신호를 감산하여 에러신호e를 출력한다. LMS알고리즘처리부(34)는 LMS알고리즘을 사용하여 가산부(33)로부터 출력된 에러신호 e의 파워가 최소가 되도록 적응 필터(32)의 필터계수를 가변한다. 또한, 가산부(33)로부터 출력된 에러신호 e는 그대로 서라운드 R신호(SR신호)로 스피커(132)로부터 출력된다.
LMS알고리즘 처리부(34)는 가산부(33)로부터 출력된 에러신호 e의 파워가 최소가 되도록 적응필터(32)의 필터계수 값을 갱신한다. 적응필터(32)는 입력된 L신호의 성분 내의 R신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하도록 필터계수의 값을 갱신한다. 즉, LMS 알고리즘처리부(34)에는 L신호와 가산부(33)로부터 출력된 에러신호 e가 입력되고, 상기 L신호와 에러신호 e가 LMS알고리즘을 사용하여 처리함으로써, LMS 알고리즘처리부(34)로부터 적응필터(32)의 각 승산부에 대한 필터계수의 갱신 명령이 출력되어 각 지연소자에 보유된 신호에 중첩된 필터계수의 값이 변경된다.
이와 같이 하여, 적응필터(32)는 L신호 중의 R신호와 높은 관련성을 가지는성분을 추출하고 가산부 33은 이 성분을 L신호로부터 감산한다. 그결과, 가산부(33)로부터 출력된 에러신호 e는 R신호 중에서 L신호와 높은 관련성을 가지지 않는 성분만을 포함하게 되고 이것을 서라운드 R신호로 이용한다.
그런데, LMS알고리즘은 순시자승오차를 평가량으로 한 알고리즘이고 LMS알 고리즘 처리부(34)는 이하의 식에 따라서 필터계수 W의 값을 갱신한다.
W(n+1)=W(n)+2μㆍe(n)ㆍL(n) ‥‥(2)
여기서, μ는 스텝사이즈파라미터이고, 이 값을 크게 설정함으로써 필터계수 W의 수렴이 빨라지고, 반대로 이 값을 작게 설정함으로써 필터계수 W의 처리가 지연되게 된다.
도 4는, BL신호 생성부(40) 및 BR 신호생성부(50)의 상세구성을 표시한 도면이다. 도 4에 표시된 바와 같이, BL신호 생성부(40)는, FIR필터(41), 적응필터(ADF)(42), 가산부(43), LMS알고리즘처리부(44)를 포함하고 있다. 또한, BR신호생성부(50)는 FIR필터(51), 적응필터(ADF)(52), 가산부(53), LMS알고리즘처리부(54)를 포함하고 있다. BL신호생성부(40)와 BR신호생성부(50)의 각 동작은 SL신호생성부(20)와 SR신호생성부(30)의 각 동작과 기본적으로 동일하며, 이하에서는 상위점에 대하여 설명한다.
SL신호생성부(20)내의 LMS알고리즘처리부(24) 또는 SR신호생성부(30)내의 LMS알고리즘 처리부(34)에서 필터계수를 갱신하기 위해 사용되는 스텝사이즈파라미터μ의 값을 μ1으로 가정한다. 또한, BL신호생성부(40)내의 LMS알고리즘처리부(44) 또는 BR신호생성부(50)내의 LMS알고리즘 처리부(54)에서 필터계수를 갱신하기 위해 사용되는 스텝사이즈파라미터μ의 값을 μ2로 가정한다. 본 실시예에서는 SL신호생성부(20) 및 SR신호생성부(30)에서 사용되는 스텝사이즈파라미터 μ1과 BL신호 생성부(40) 및 BR신호생성부(50)에서 사용되는 스텝사이즈파라미터 μ2를 상이한 값으로 설정한다. 더 바람직하게는, μ1 <μ2 의 관계를 만족하도록 설정한다.
상술한 바와 같이, SL신호생성부(20)로부터 출력된 서라운드 L신호는 L신호중에서 R신호와 높은 관련성을 가지지 않는 성분만을 포함한다. 스텝사이즈파라미터 μ1의 값을 크게 하면, SL신호생성부(20)내의 LMS알고리즘 처리부(24)에 의해 갱신된 필터 계수 W의 수렴의 정도, 즉, R신호중의 L신호와 높은 관련성을 가지는성분을 추출하는 속도가 빠르게 된다. SR신호생성부(30)로부터 출력된 서라운드 R신호에 있어서도 동일한 형태이고 결국 스텝사이즈파라미터 μ1을 가변함으로써 서라운드 L신호 및 서라운드 R신호를 사용한 경우의 음의 전개(spread)를 조정하는 것이 가능하게 된다.
결과적으로, SL신호생성부(20) 및 SR신호생성부(30)에 의해 이용되는 스텝사이즈파라미터 μ1의 값과 BL신호생성부(40) 및 BR신호생성부(50)에 이용되는 스텝사이즈파라미터 μ2의 값을 상이하게 함으로써 서라운드 효과가 상이하게 되는 2조이상의 서라운드 신호를 생성하는 것이 용이하게 된다. 특히 μ1 <μ2 의 관계를 충족하도록 설정함으로써 청취자의 전방으로부터 후방으로 서라운드 음이 차차로 전개되도록 실현하는 것이 가능하고, 보다 자연스러운 출력음을 생성할 수 있게 된다.
이와 같이 하여, L신호와 R신호가 입력된 경우에, 일방의 신호로부터 타방의 신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 공제함으로써 서라운드 신호를 생성할 수 있고, 더우기 높은 관련성을 가지는 성분을 공제하는 정도를 조정함으로써 청취자에 게 부여되는 음향효과가 상이한 복수조의 서라운드 신호를 용이하게 생성할 수 있다. 특히 적응필터를 사용하여 L신호 및 R신호의 일방에 포함된 타방과 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하는 경우에, 적응 알고리즘을 사용하여 필터계수를 갱신할 때 사용되는 스텝사이즈파라미터μ의 값을 가변하는 것에 따라, 복수조의 서라운드 신호를 용이하게 생성할 수 있다. 또한 스텝사이즈파라미터μ의 값을 변경함으로써 적응필터의 특성을 변경할 수 있고, 적응필터를 이용하여 서라운드 신호를 생성하는 경우의 음향특성에 변화를 갖게 하는 것이 용이하게 된다.
또한, 서라운드 스피커의 설치위치의 나열된 순서에 대응되는 스텝사이즈파라미터μ의 값을 일방향으로 변화시킴으로써 복수조의 서라운드 스피커를 구비하는 경우에 그 배치에 대응하여 서로 상이한 음향효과를 가진 서라운드 음을 출력하는 것이 가능하게 되고, 서라운드 스피커를 추가함으로써, 다양한 음향효과를 가지는 음향공간을 구현할 수 있다. 특히, L신호 및 R신호의 각각을 출력하는 스피커(120, 122)로부터 더 멀리 위치한 서라운드 스피커에 대응하는 스텝사이즈파라미터μ의 값을 큰 값으로 설정하여 서라운드 스피커의 배치와 관련된 서라운드 신호를 생성할 수 있고, 이로써 음향공간 전체의 음향 특성이 부자연스럽게 되어 불쾌한 서라운드 음이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 바꿔 말하면, 차 실내의 앞쪽에 L신호 및 R신호의 각각을 출력하는 스피커(120, 122)가 배치되어 있는 경우에, 서라운드 스피커에 대응하는 스텝사이즈파라미터μ의 값은 차 실내의 뒤쪽에 배치된 서라운드 스피커에 대응하는 정도의 큰 값으로 설정되고, 이로써 서라운드 스피커의 배치와 관련된 서라운드 신호의 생성이 가능하게 되고 음향공간 전체의 음향특성이 부 자연스러운 불쾌한 서라운드 음이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, DSP에 의한 연산처리를 이용하여 서라운드 신호(SL신호, SR신호, BL신호, BR신호)를 생성함으로써, DSP에 따른 연산처리의 내용을 약간 변경하는 것만으로 각조에 대응하는 서라운드 신호를 생성할 수 있고, 이로써 복수의 서라운드신호를 생성하는데 필요한 처리를 간략하게 할 수 있다.
더우기, 본발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본발명의 요지의 범위내에 있는 다양한 변형실시가 가능하다. 상술한 실시예에서는 2조의 서라운드음(SL신호, SR신호의 조 및 BL신호, BR신호의 조)의 생성을 나타내었으나 3조이상의 서라운드음도 생성할 수 있다. 이는, 스텝사이즈파라미터μ의 값을 각각 다르게 한 BL신호생성부(40) 및 BR신호생성부(50)를 복수조 추가함으로써 실현할 수 있다.
본발명에 의하면 2채널 스테레오 신호에 근거하여 2조이상의 서라운드 신호를 용이하게 생성하는 것이 가능한 오디오 장치 및 서라운드 음 생성방법이 제공된다.

Claims (13)

  1. 2채널 스테레오 신호인 L신호와 R신호가 입력되어 상기 R신호 중에서 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 상기 L신호로부터 공제함으로써 제 1 서라운드 신호를 생성하는 제 1의 서라운드 신호생성수단과,
    상기 L신호 중에서 상기 R신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 R신호로부터 공제함으로써 제 2 의 서라운드 신호를 생성하는 제 2 서라운드 신호생성수단을 포함하는 오디오 장치에 있어서,
    상기 제 1 서라운드 신호 생성 수단은 적응 알고리즘을 이용하여 적응 필터의 필터 계수를 갱신함으로써 상기 R신호 중의 상기 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하고,
    상기 제 2 서라운드 신호 생성 수단은 적응 알고리즘을 이용하여 적응 필터의 필터 계수를 갱신함으로써 상기 L신호 중의 상기 R 신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하고,
    상기 제 1 및 제 2 신호생성수단은 복수조 제공되며, 상기 적응 알고리즘을 사용하여 상기 필터 계수를 갱신하는데 사용되는 스텝사이즈 파라미터 μ의 값을 상기 복수조 각각에 있어서 상이하게 하여, 상기 제 1 및 제 2 서라운드 신호를 생성하는 경우에 상기 L신호 또는 상기 R신호로부터 성분을 공제하는 정도를 상기 복수조에 있어서 서로 상이하게 하는 오디오 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 서라운드 신호생성수단은, 상기 L신호를 지연시켜 출력하는 지연수단과, 상기 R신호를 상기 적응필터에 통과시켜 얻은 신호를 상기 지연수단을 통과시킨 신호로부터 공제하여 에러신호를 생성하는 가산수단과, 상기 에러신호의 파워가 최소가 되도록 LMS알고리즘을 사용하여 상기 적응필터의 필터계수를 갱신하는 LMS알고리즘처리수단을 포함하고,
    상기 제 2 서라운드 신호생성수단은 상기 R신호를 지연시켜 출력하는 지연수단과, 상기 L신호를 상기 적응필터를 통과시켜 얻은 신호를 상기 지연수단을 통한 후의 신호로부터 공제하여 에러신호를 생성하는 가산수단과, 상기 에러신호의 파워가 최소가 되도록 LMS알고리즘을 이용하여 상기 적응필터의 필터계수를 갱신하는 LMS알고리즘처리수단을 포함하는 오디오 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 서라운드 신호생성수단에 포함된 상기 LMS알고리즘 처리수단은 상기 R신호 및 상기 에러신호에 상기 스텝사이즈파라미터μ의 값을 승산한 값을 상기 필터계수에 가산함으로써 상기 필터계수를 갱신하고,
    상기 제 2 서라운드 신호생성수단에 포함된 상기 LMS알고리즘 처리수단은 상기 L신호 및 상기 에러신호에 상기 스텝사이즈파라미터μ를 승산한 값을 상기 필터계수에 가산함으로써 이 필터계수를 갱신하는 오디오장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수조의 제 1 및 제 2 서라운드 신호생성수단에는 각각으로부터 출력된 서라운드 신호를 출력하는 서라운드 스피커가 접속되어 있고, 상기 서라운드 스피커의 설치위치의 나열된 순서에 대응하여 상기 스텝사이즈파라미터μ의 값을 일방향으로 변화시킨 오디오 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 L신호 및 상기 R 신호의 각각을 출력하는 스피커로부터 서라운드 스피커를 더 멀리 위치시킬수록 상기 서라운드 스피커에 대응하는 상기 스텝사이즈파라미터μ의 값이 더 큰 값으로 설정되는 오디오 장치.
  6. 제 4항에 있어서, 차 실내의 전방에 상기 L 신호 및 상기 R신호의 각각을 출력하는 스피커가 배치되어 있고,
    서라운드 스피커를 차 실내의 더 후방에 위치시킬수록 상기 서라운드 스피커에 대응하는 상기 스텝사이즈파라미터μ의 값이 더 큰 값으로 설정되는 오디오 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 서라운드 신호생성수단은 DSP 연산처 리에 의해 상기 제 1 및 제 2 서라운드 신호를 생성하는 오디오 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 오디오 장치는 차량에 탑재되는 오디오 장치.
  9. 2채널 스테레오 신호인 L신호와 R신호가 입력되어 상기 R신호 중에서 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 상기 L신호로부터 공제함으로써 제 1 서라운드 신호를 생성하고, 상기 L신호 중에서 상기 R신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하여 R신호로부터 공제함으로써 제 2 서라운드 신호를 생성하는 서라운드 음생성방법에 있어서,
    상기 제 1 서라운드 신호를 생성하는데 있어 적응 알고리즘을 이용하여 적응 필터의 필터 계수를 갱신함으로써 상기 R신호 중의 상기 L신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하고,
    상기 제 2 서라운드 신호를 생성하는데 있어 적응 알고리즘을 이용하여 적응 필터의 필터 계수를 갱신함으로써 상기 L신호 중의 상기 R 신호와 높은 관련성을 가지는 성분을 추출하고,
    상기 복수조의 제 1 및 제 2 서라운드 신호가 생성되며, 상기 적응 알고리즘을 사용하여 상기 필터 계수를 갱신하는데 사용되는 스텝사이즈 파라미터 μ의 값을 상기 복수조 각각에 있어서 상이하게 하여, 상기 제 1 및 제 2 서라운드 신호를 생성하는 경우에 상기 L신호 또는 상기 R신호로부터 성분을 공제하는 정도를 상기 복수조에 있어서 서로 상이하게 하는 서라운드 음 생성방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 L신호를 지연수단을 통과시킴으로써 지연시키고, 상기 R신호를 상기 적응필터에 통과시켜 얻은 신호를 상기 지연수단을 통과시킨 신호로부터 공제하여 에러신호를 생성하고, 상기 에러신호의 파워가 최소가 되도록 LMS알고리즘을 이용하여 상기 적응필터의 필터계수를 갱신함으로써 상기 제 1 서라운드 신호를 생성하고,
    상기 R신호를 지연수단을 통과시킴으로써 지연시키고, 상기 L신호를 상기 적응필터에 통과시켜 얻은 신호를 상기 지연수단을 통과시킨 신호로부터 공제하여 에러신호를 생성하고, 상기 에러신호의 파워가 최소가 되도록 LMS알고리즘을 이용하여 상기 적응필터의 필터계수를 갱신함으로써 상기 제 2 서라운드 신호를 생성하는 서라운드 음 생성방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 서라운드 신호를 생성하기 위하여 행하여진 상기 LMS알고리즘을 이용한 처리는 상기 R신호 및 상기 에러신호에 상기 스텝사이즈파라미터μ를 승산한 값을 상기 필터계수에 가산함으로써 상기 필터계수를 갱신하고,
    상기 제 2 의 서라운드 신호를 생성하기 위하여 행하여진 상기 LMS알고리즘을 이용한 처리는 상기 L신호 및 상기 에러신호에 상기 스텝사이즈파라미터μ를 승산한 값을 상기 필터계수에 가산함으로써 상기 필터계수의 갱신을 행하는 서라운드 음 생성방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 복수조의 제 1 및 제 2 서라운드 신호는 각각에 대응하는 서라운드 스피커로부터 출력되고, 상기 서라운드 스피커의 설치위치의 나열된 순서에 대응하여 상기 스텝사이즈파라미터μ의 값을 일방향으로 변화시키는 서라운드 음생성방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 L신호 및 상기 R 신호의 각각을 출력하는 스피커로부터 서라운드 스피커를 더 멀리 위치시킬수록 상기 서라운드 스피커에 대응하는 상기 스텝사이즈파라미터μ의 값이 더 큰 값으로 설정되는 서라운드 음 생성방법.
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