KR100746737B1 - 오디오 처리장치 - Google Patents

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Abstract

오디오 처리장치는 적어도 하나의 음원(sound sourec)으로부터 입력된 n-채널(양의 정수: n≥1)오디오신호를 2채널 신호로 변환하는 변환수단과, 변환수단에 의해 변환된 한 쌍의 2채널 신호가 공급되고 헤드폰 특성의 차에 의거해 청취감의 차를 보정하는 한 쌍의 보정 필터수단과, 한 쌍의 보정 필터수단으로부터의 한 쌍의 출력신호를 헤드폰의 좌우 스피커유닛에 공급하는 출력부를 갖는다.

Description

오디오 처리장치{Audio processing apparatus}
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따르는 전체 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 IIR필터의 일례를 나태내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 특성보정부가 IIR필터로 구성되는 일례를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전체 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따른 전체 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제 4실시예에 따른 전체 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제 5실시예에 따른 전체 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 8은 종래의 오디오 처리장치의 구성의 일례를 나타내는 구성도이다.
도 9는 디지털필터의 일례를 나타내는 구성도이다.
도 10은 머리에서 떨어진 음상 정위처리(localizing process)를 설명하기 위 한 설명도이다.
도 11은 임펄스응답 데이터의 제 1실시예를 나타내는 특성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
11L. 좌채널 오디오신호 입력단자 11R. 우채널 오디오신호 입력단자
13. 신호처리부 14L,14R. 특성보정부(제 1특성보정부)
17L,17R. 헤드폰접속단자 18. 헤드폰장치
21L,21R.제 2특성보정부 24. 적외선신호처리부
25. 무선헤드폰장치 31L,31R. 제 2 특성보정부
33. 전환스위치 34. 적외선신호 출력부
41. 신호처리부 42. 제어기
51L. 좌전방채널 오디오신호 입력단자
51R. 우전방채널 오디오신호 입력단자
51C. 중앙채널 오디오신호 입력단자
51SL. 좌후방채널 오디오신호 입력단자
51SR. 우후방채널 오디오신호 입력단자
51LFE. 저주파채널 오디오신호 입력단자
53. 분배처리부 54. 신호처리부
본 발명은 헤드폰장치를 이용하여 다중채널의 스테레오 오디오신호를 재생하는데 적합하게 적용되는 오디오 처리장치에 관한 것이다.
근래, 영화 등의 화상 오디오신호(음성신호)로서 다중채널 신호가 주로 사용되고, 이러한 신호는 영상의 양측 및 중앙에서 또는 청취자의 양측 스피커에 의해 신호가 재생되는 것이라는 가정하에 기록된다. 결과적으로, 화상의 음원(sound source)과 실질적으로 들을 수 있는 음상(sound image)의 위치가 일치하고, 자연적으로 퍼진 음장(sound field)이 확립된다.
그러나, 종래의 헤드폰장치를 이용하여 이러한 음(sound)이 감상되는 경우에 음입력에 의한 음상은 머리에 정위되고, 영상 위치와 음상 정위위치가 일치하지 않아 음상 정위는 극도로 부자연스러워 진다. 또한, 각 채널의 음성신호의 정위위치(localization position)는 개별적으로 재생될 수 없다. 물론, 음악 음과 같은 다채널 음만을 감상하는 경우에는 동일한 문제들 즉 스피커를 통한 재생과 달리 음성이 머리로부터 들리고, 따라서 음상 정위위치는 분리되지 않아 음장의 재생이 극히 부자연스러워지는 문제를 갖는다.
이러한 현상을 개선하는 즉, 음성이 헤드폰장치를 통해서 들리는 경우조차도 스피커를 통해 음성을 재생하는 경우와 동일한 음장을 얻는 방법으로서, 처음에 각 채널용으로 위치된 스피커로부터 청취자의 양 귀까지의 전달함수가 측정되어 계산되고 디지털필터등의 필터에 의해 오디오신호에 중첩되어 음성이 헤드폰장치를 통해서 청취되는 방법이 고려되고 있다. 도 8은 이 방법이 적용된 종래 헤드폰장치의 일례를 나타내는 도면이다. 입력단자(1L, LR)에서 얻어진 좌우 두 채널의 스테레오 오디오신호는 아날로그/디지털 변환기(2L,2R)에 의해 디지털 오디오신호로 변환된다. 아날로그/디지털 변환기(2L,2R)로부터 출력된 좌우 두 채널의 오디오신호는 디지털 처리회로(3)에 공급된다. 디지털 처리회로(3)는 다수의 디지털필터(3LL, 3LR, 3RL 및 3RR) 및 2개의 가산기(4L, 4R)로 구성된다. 디지털 처리회로(3)는 스피커 장치가 실내에 배치된 경우에 얻어진 재생음장과 동일한 재생음장이 헤드폰장치로 얻어지도록 변환처리(소위 스테레오포닉 음(stereophonic sound)을 바이너럴 음(binaural sound)으로 변환하는 처리)를 실행한다.
디지털 처리회로(3)의 구체적인 구성은 좌채널의 오디오신호가 제 1디지털필터(3LL)와 제 2디지털필터(3LR)에 공급되고, 우채널의 오디오신호가 제 3디지털필터(3RL) 및 제 4디지털필터(3RR)에 공급되도록 한다. 예를 들면 각각 디지털필터는 도 9에 나타낸 구성을 갖는다. 도 9에 나타낸 디지털필터는 FIR형필터이며, 입력단자(111)에서 얻은 신호를 연속적으로 접속된 복수의 지연회로(112a, 112b, ㆍㆍㆍ,112m, 112n)에 공급한다. 입력단자(111)에서 얻은 신호와 지연회로(112a ∼ 112n)의 출력신호가 개개의 계수승산기(113a, 113b,...113b 및 113o)에 공급됨으로써 각각의 승산기에 설정된 계수치를 승산하고 승산된 신호는 각각의 가산기(114a, 114b,...114m 및 114n)에서 연속적으로 가산되고, 모든 계수 승산신호를 가산하여 얻은 출력이 출력단자(115)에서 얻어진다.
상기 구성을 가지는 제 1디지털필터(3LL)의 출력과 제 3디지털필터(3RL)의 출력이 가산기(4L)에 공급되어 가산되고, 좌채널용 변환출력이 얻어진다. 또한 제 2디지털필터(3LR)의 출력과 제 4디지털필터(3RR)의 출력이 가산기(4R)에 공급되 어 가산되고, 우채널용 변환출력이 얻어진다.
가산기(4L)에서 가산하여 얻은 좌채널 출력은 디지털/아날로그 변환기(5L)에 공급되어 아날로그 오디오신호로 변환된다. 변환된 아날로그 오디오신호는 헤드폰 구동용 증폭회로(6L)에 의해 증폭되고, 증폭된 신호는 헤드폰장치(7)의 좌귀용 스피커유닛(7L)에 공급된다. 또한, 가산기(4R)에서 가산하여 얻은 우채널 출력은 디지털/아날로그 변환기(5R)에 공급되어 아날로그 오디오신호로 변환된다. 변환된 아날로그 오디오신호는 헤드폰 구동용 증폭회로(6R)에 의해 증폭되고, 증폭된 신호는 헤드폰장치(7)의 좌귀용 스피커유닛(7R)에 공급된다.
디지털 처리회로(3)의 처리에서 스테레오포닉(stereophonic) 재생용 오디오신호가 바이너럴(binaural) 재생용 오디오신호로 변환되는 원리를 도 10을 참조해서 아래에 설명한다. 좌채널용 스피커 장치(SL)는 청취자의 좌전방측에 배치되고 우채널용 스피커 장치(SR)는 청취자의 우전방측에 배치된다. 스테레오포닉 재생용 오디오신호는 각각의 스피커 장치로부터 각각 재생된다. 이 때, 청취자의 좌귀로 도달한 음에 대해서, 좌채널의 스피커 장치(SL)로부터 나온 음은 전달함수(HLL)를 가지며, 우채널의 스피커 장치(SR)로부터 나온 음은 전달함수(HRL)를 갖는다. 게다가, 청취자의 우귀로 도달한 음에 대해서, 우채널의 스피커 장치(SR)로부터 나온 음은 전달함수(HRR)를 가지며, 좌채널의 스피커 장치(SL)로부터 나온 음은 전달함수(HLR)를 갖는다.
4개의 전달함수(HLL, HLR, HRL 및 HRR)가 4개의 디지털필터(3LL, 3LR, 3RL 및 3RR)에서의 연산에 따라서 재생되도록 각 디지털필터의 계수승산기의 계수값이 설정된다. 결과적으로, 스테레오포닉용 2채널 오디오신호는 바이너럴 재생용 2채널 오디오신호로 변환된다. 이 경우에, 각 채널의 스피커 장치로부터 양 귀에의 임펄스응답의 전달함수는 공명을 일으키는 장소에서 측정되고, 디지털필터의 계수승산기에서 설정되는 계수값은 그 측정값에 의거해 설정된다. 도 11은 측정된 임펄스응답 데이터의 일례를 나타낸다.
여기서, 본 발명의 발명자에 의해 출원된 일본특허공보(특허번호 2751155)는 스테레오포닉 재생용 오디오신호를 바이너럴 재생용 오디오신호로 변환하는 처리를 상세히 기재한다.
제시된 처리장치에 의하면, 음상은 청취자의 머리 외측에서 정위된다. 그러나, 정확하게는, 바이너럴 재생용으로 변환된 오디오신호가 헤드폰으로 청취되는 경우에, 헤드폰의 좌우 스피커유닛으로부터 청취자 양 귀까지의 전달함수가 작용하고, 실제 음원으로부터 음이 들리는 경우와 약간 다른 특성이 일어난다.
게다가, 헤드폰으로부터 청취자의 양 귀까지의 전달함수는 헤드폰의 종류에 따라 다르다. 그러므로, 다양한 종류의 헤드폰이 사용되는 경우에는, 음상의 정위상태가 변하는 문제가 때때로 일어난다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 스테레오포닉 재생용 오디오신호가 바이너럴 재생용 오디오신호로 변환되어 헤드폰을 통해서 음이 청취될 때 스피커를 사용하는 경우와 동일한 정확한 음상을 실현할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명에는 다음과 같이 적어도 하나의 음원으로부터 공급된 n-채널(양의 정수: n≥1) 오디오신호를 2채널 출력신호로 변환하는 변환수단과,
상기 변환수단에 의해 변환된 한 쌍의 2채널 변환신호가 공급되고 헤드폰의 좌우 특성 차(difference)에 의한 청취감의 차를 보정하는 한 쌍의 보정 필터수단과,
상기 한 쌍의 보정 필터수단으로부터의 한 쌍의 출력신호를 헤드폰의 좌우 스피커유닛에 공급하는 출력부가 포함된다.
본 발명에 따르면, 헤드폰 특성 사이의 차가 보정 필터수단에 의해 보정되어 바이너럴 재생용 특성을 가지는 음이 청취자의 좌우 귀에 정확하게 도달한다.
이후 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제 1실시예에 대해서 설명한다.
본 실시예에 있어서, 입력단자(11L 및 11R)에서 얻은 스테레오포닉용 오디오신호는 바이너럴재생용 오디오신호로 변환되어 이 장치와 접속된 헤드폰장치에 공급되어 재생된다. 도 1은 본 실시예의 전체구성을 나타내는 도면이다. 스테레오포닉용 2채널 오디오신호를 구성하는 좌채널신호 및 우채널신호는 좌채널 오디오신호 입력단자(11L)와 우채널 오디오신호 입력단자(11R)에 공급된다. 단자(11L, 11R)에서 얻은 오디오신호는 각 채널마다 아날로그/디지털 변환기(12L, 12R)에 의해 디지털 오디오신호로 각각 변환된다.
변환된 각 채널의 오디오신호는 신호처리부(13)에 공급된다. 신호처리부(13)는 오디오신호를 음원으로부터 청취자의 좌우 귀까지의 2계통 임펄스응답에 의거해 헤드폰 재생용 음장을 형성하는 2채널 오디오신호로 변환하는 회로이다. 신호처리회로(13)는 종래기술의 도 8에 나타낸 디지털처리회로(3)와 동일한 원리에 의거한 회로이며, FIR필터 등의 디지털필터 및 가산기 등으로 구성된다. 디지털필터회로의 계수승산기로 승산되는 계수값은 음원으로부터 청취자의 좌우귀까지의 2계통 임펄스응답의 실제 측정값에 의거해 설정된다. 이 경우에, 이러한 각각의 디지털필터는 예를 들면 대략 수천 탭(tap)의 매우 큰 규모의 연산을 실행한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 신호처리부(13)에서 처리된 좌채널의 오디오신호는 좌채널용 특성보정부(14L)로 공급되고, 신호처리부(13)에서 처리된 우채널의 오디오신호는 우채널용 특성보정부(14R)로 공급된다. 헤드폰 특성은 특성보정부(14L, 14R)에서 각각 보정된다. 특성보정부(14L, 14R)에서의 보정은 사용되는 헤드폰(이후에 언급되는 헤드폰장치(18))의 특성차에 의거해 청취감의 차를 보정하기 위한 것이다. 예를 들면, FIR형 디지털필터(도 9에 나타낸 구성을 가지는 디지털필터)는 보정용으로 사용된다.
즉, 청취자에게 부착된 헤드폰에 일체된 좌스피커유닛(드라이버)으로부터 청취자의 좌귀까지의 좌채널의 전달특성이 Hhl1이 되면, 전달특성 Hhl1의 역특성 [1/Hhl1]이 임펄스응답 데이터로서 시간영역에 중첩되도록 필터를 구성하는 각 승산기의 승산계수 등이 좌채널용 특성보정부(14L)를 구성하는 필터에 설정된다. 게다가, 청취자에게 부착된 헤드폰에 일체된 우스피커유닛(드라이버)으로부터 청취자의 오른쪽 귀까지의 좌채널의 전달특성이 H1r1이 되면, 전달특성 H1r1의 역특성[1/Hlr1]이 임펄스응답 데이터로서 시간영역에 중첩되도록 필터를 구성하는 각 승산기의 승산계수 등이 좌채널용 특성보정부(14R)를 구성하는 필터에 설정된다. 그러므로, FIR형 디지털필터가 특성보정부(14L, 14R)로서 사용되는 경우에, 예를 들면 수백 탭(tap) 정도의 비교적 회로규모가 적은 디지털필터가 사용된다.
특성보정부(14L, 14R)에서 보정된 좌우 오디오신호는 각각의 채널마다 별개의 디지털/아날로그 변환기(15L, 15R)에 공급되어 아날로그 오디오신호로 변환된다. 좌우 2채널 아날로그 오디오신호는 비교적 작은 증폭율을 갖는 헤드폰 구동용 증폭기(16L, 16R)로 증폭되어 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 접속된다. 헤드폰장치(18)의 접속플러그(도시생략)는 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 접속되어 헤드폰 접속단자(17L,17R)에서 얻은 각 채널용 오디오신호가 접속된 헤드폰장치의 좌우스피커(18L,18R)에 접속되고 헤드폰장치(18)로부터 오디오가 재생된다.
이 구성에 의하면, 헤드폰장치(18)로부터 재생되어 청취자가 들을 수 있는 음장은 실내에 설치된 스피커장치로부터 원래 2채널용 오디오신호로 형성된 음장과 같이 만족스럽게 된다. 본 실시예에 있어서, 헤드폰 특성은 특성보정부(14L, 14R)에 의해 보정되기 때문에, 사용되는 헤드폰장치(18)의 좌우 드라이버로부터 청취자의 좌우귀까지의 전달특성이 보정된다. 그러므로, 청취자가 듣는 음이 정위되는 음상은 입력된 오디오신호의 음원의 위치와 정확하게 일치된다. 특히, 본 예의 경우에는 좌우 채널에 대해서 각각의 특성보정부(14L, 14R)를 사용하여 독립적으로 사용되기 때문에, 헤드폰 특성은 좌우채널에서 정확하게 보정되어 설치형 스피커장치를 사용하여 음을 듣는 경우와 상당히 가까운 자연적인 음질을 갖는 음 상이 재생될 수 있다.
상기 설명에 있어서는, 특성보정부(14L, 14R)를 구성하는 필터로서 FIR형 디지털필터가 사용되지만, 다른 구성을 갖는 디지털필터가 사용될 수 있다. 예를 들면, IIR형 디지털필터가 사용될 수 있다. 도 2는 IIR형 디지털필터의 구성예를 나타내는 도면으로, 이 예는 2차 IIR형필터를 나타낸다, 이후에 그 구성을 설명한다. 입력단자(81)에서 얻은 입력신호는 계수승산기(82a)를 통해서 가산기(84)에 공급되고, 입력신호는 지연회로(83a)에 의해 지연된다. 이후에, 지연된 입력신호는 계수승산기(82b)를 통해서 가산기(84)에 공급된다. 더욱이, 지연회로(83a)의 출력은 지연회로(83b)에 의해 지연되어 계수승산기(82c)를 통해서 가산기(84)에 공급된다. 또한, 가산기(84)의 가산출력은 출력단자(87)에 공급되고, 가산출력이 지연회로(85a)에 의해 지연된 후, 지연된 출력은 계수승산기(86a)를 통해서 가산기(84)에 공급된다. 또한, 지연회로(85a)의 출력은 지연회로(85b)에 의해 지연되어 계수승산기(86b)를 통해서 가산기(84)에 공급된다. 각각 공급된 신호는 가산기(84)에서 가산되어 가산출력이 얻어진다.
이러한 구성을 가지는 제 2차 IIR형 디지털필터는 복수단에 직렬로 접속되어 특성보정부가 구성된다. 즉, 특성보정부의 입력단자(91)는 제 1단의 IIR형필터(92a)에 공급되고, 이 필터(92a)의 출력은 제 2단의 IIR형필터(92b)에 공급되고, 이후 직렬로 접속된 IIR형필터가 연속적으로 공급되고, 최종단의 IIR형필터의 출력이 특성보정부의 출력단자(93)에 공급된다. 각각의 특성보정부(14L, 14R)가 이러한 구성에 따라서 구성되는 경우에, FIR형필터가 사용되는 경우와 동일 한 특성보정처리가 실행된다.
또한, 거의 동일한 보정특성을 가지는 아날로그 회로로 구성된 아날로그필터는 특성보정부(14L, 14R)로서 구성될 수 있다.
본 발명의 제 2실시예를 도 4를 참조해서 이후에 설명한다. 도 4에 있어서, 제 1실시예서 기술된 도 1에 대응하는 부분에 동일한 도면부호가 부여되며 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서도, 입력단자(11L, 11R)에서 얻은 스테레오포닉 재생용 오디오신호는 바이너럴 재생용 오디오신호로 변환되고, 변환된 신호는 이 장치에 접속된 헤드폰장치에 공급되어 재생된다. 본 실시예에 있어서, 2종류의 다른 헤드폰장치가 장치에 접속될 수 있다.
이하 본 실시예의 구성을 설명한다. 도 4는 본 실시예의 전체구성을 나타내는 도면이다. 스테레오포닉 재생용 2채널 오디오신호를 구성하는 좌채널 및 우채널신호가 좌채널 오디오신호 입력단자(11L)와 우채널 오디오신호 입력단자(11R)에 공급된다. 각각의 단자(11L, 11R)에서 얻은 오디오신호는 각 채널용 아날로그/디지털 변환기(12L 및 12R)에 의해 디지털 오디오신호로 변환된다. 각 채널의 변환된 오디오신호는 신호처리부(13)에 공급된다. 신호처리부(13)는 오디오신호를 음원으로부터 청취자의 좌귀 및 우귀까지의 2계통 임펄스응답에 의거해 헤드폰 재생용 음장을 형성하는 2채널 오디오신호로 변환하는 회로이다. 구성중 이 부분은 제 1실시예에서 기술된 회로의 부분과 완전히 동일하다.
이후에, 신호처리부(13)에서 처리된 좌채널의 오디오신호는 좌채널용 제 1특 성보정부(14L)에 공급되고, 신호처리부(13)에서 처리된 우채널의 오디오신호는 우채널용 제 1특성보정부(14R)에 공급된다. 헤드폰 특성은 제 1특성보정부(14L, 14R)에서 보정된다. 제 1특성보정부(14L, 14R)에서 처리된 보정은 제 1실시예에서 기술된 헤드폰장치(18)의 특성차에 의한 청취감의 차를 보정하기 위한 처리와 완전히 동일하다. 회로의 구성은 도 1의 특성보정부(14L, 14R)와 동일한 구성이다.
즉, 특성보정부(14L, 14R)는 각각 FIR형 디지털필터 등의 수단으로 구성된다. 청취자가 장착한 헤드폰장치(18)에 일체된 드라이버로부터 청취자의 좌귀까지의 좌채널의 전달특성은 Hhl1이고, 우채널의 전달특성은 Hlr1으로 하면 전달특성 Hhl1의 역특성 [1/Hhl1]은 좌채널용 특성보정부(14L)를 구성하는 필터의 시간영역에 임펄스응답 데이터로서 중첩되며, 전달특성 Hhr1의 역특성 [1/Hhr1]은 우채널용 특성보정부(14R)를 구성하는 필터의 시간영역에 임펄스응답 데이터로서 중첩된다.
특성보정부(14L, 14R)에서 보정된 좌우 오디오신호는 각각의 채널용 디지털/아날로그 변환기(15L, 15R)에 공급되어 아날로그 오디오신호로 변환된다. 2채널의 좌우 아날로그 오디오신호는 비교적 적은 증폭율을 갖는 헤드폰 구동용 증폭기(16L, 16R)에 의해 증폭되어, 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 공급된다. 오디오는 접속된 헤드폰장치(18)의 좌우 스피커유닛(18L, 18R)으로부터 재생된다. 상기 구성 및 처리는 제 1실시예에서 기술된 것과 동일하다.
본 실시예에 있어서, 신호처리부(13)에서 출력된 좌우채널 2채널의 오디오신호는 제 2특성보정부(21L, 21R)에 또한 공급된다. 특성보정부(21L, 21R)의 구성 에 대해서, 이들은 제 1특성보정부(14L, 14R)와 동일하게 FIR형 디지털필터 등의 필터수단으로 구성되며, 보정될 특성은 다르게 된다.
즉, 제 2특성보정부(21L, 21R)에서 처리된 오디오신호가 공급되는 헤드폰장치(여기서는 이후에 기술되는 무선헤드폰장치(25))에 일체된 드라이버로부터의 좌채널의 전달특성이 Hhl2이고, 우채널의 전달특성이 Hlr2로 하면, 전달특성 Hhl2의 역특성 [1/Hh12]은 좌채널용 제 1특성보정부(21L)를 구성하는 필터의 시간영역에 임펄스응답 데이터로서 중첩되며, 전달특성 Hhr2의 역특성 [1/Hhr2]은 우채널용 제 2특성보정부(21R)를 구성하는 필터의 시간영역에 임펄스응답 데이터로서 중첩된다.
제 2특성보정부(21L, 21R)에서 보정된 좌우 오디오신호는 각각의 채널용 디지털/아날로그 변화기(22L, 22R)에 공급되어 아날로그 오디오신호로 변환된다.
2채널의 좌우 아날로그 오디오신호는 증폭기(23L, 23R)에 의해 증폭되어 적외선신호 출력부(24)에 공급된다. 적외선신호 출력부(24)는 공급된 2채널용 오디오신호를 소정의 대역폭으로 출력하는 회로이며, 예를 들어 적외선 발광다이오드는 적외선신호의 출력수단으로서 사용된다.
적외선 출력부(24)로부터 출력된 적외선신호는 이 장치 근방(예를 들면, 수십미터내의 거리내에)에 설치된 무선헤드폰장치(25)의 적외선신호 광수신부에 의해 수신되며, 수신된 오디오는 무선헤드폰장치(25)의 좌우 스피커유닛(25L, 25R)으로부터 재생된다.
이 구성에 의하면, 헤드폰 접속단자(17L, 17R)와 직접 접속된 헤드폰장치(18)에 의해 재생되어 청취자가 듣는 음상은 헤드폰 특성의 차가 제 1특성보정부(14L, 14R)에 의해 보정되므로 양호하게 된다. 더욱이, 적외선 출력부(24)로부터 적외선신호를 수신하는 무선헤드폰장치(25)로부터 재생되어 청취가 듣는 음상은 헤드폰 특성의 차가 제 2특성보정부(21L, 21R)에 의해 보정되므로 양호하게 된다.
그러므로, 헤드폰 특성(즉, 드라이버로부터 청취자의 양 귀까지의 전달특성)이 헤드폰장치(18)와 무선헤드폰장치(25) 사이에서 서로 다르게 되더라도, 각각의 헤드폰장치로부터 재생되어 청취자가 듣는 음상이 정위되는 위치는 서로 동일하게 된다. 결과적으로, 이들 헤드폰장치가 사용되는 양자의 경우에 음상이 보정된 위치에서 정위되는 오디오를 들을 수 있다.
여기서, 본 실시예에서 제 1 및 제 2특성보정부로서 사용되는 필터수단으로서, 상기 FIR형 디지털필터 이외에, 제 1실시예에서 기술된 IIR형 디지털필터 또는 아날로그필터가 사용될 수 있다.
다음에, 도 5를 참조하여 본 발명의 제 3실시예를 이후에 설명한다. 도 5에 있어서, 제 1실시예에 기술된 도 1에 대응하는 부분에 동일한 부호가 부여되며 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서, 헤드폰 접속단자 이외에 적외선 출력단자를 갖추어 헤드폰 접속단자에 직접 적속되는 헤드폰장치 또는 적외선 출력부로부터 적외선신호를 수신하는 무선헤드폰장치가 선택적으로 사용될 수 있다.
이하 본 실시예의 구성을 설명한다. 도 5는 본 실시예의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 스테레오포닉 재생용 2채널 오디오신호를 구성하는 좌채널 신호 및 우채널 신호가 좌채널 오디오신호 입력단자(11L) 및 우채널 오디오신호 입력단자(11R)가 각각 공급된다. 각각의 단자(11L, 11R)에서 얻은 오디오신호는 각각의 채널용 아날로그/디지털 변환기(12L, 12R)에 의해 디지털 오디오신호로 변환되어 신호처리부(13)에 공급된다. 각 채널의 변환된 디지털 오디오신호는 신호처리부(13)에 공급된다. 신호처리부(13)는 디지털 오디오신호를 음원으로부터 청취자의 좌우귀까지의 2계통 임펄스응답에 의거해 헤드폰 재생용 음장을 형성하는 2채널 오디오신호로 변환화는 회로이다. 구성의 이 부분은 제 1실시예에서 기술된 회로와 완전히 동일하다,
이후, 신호처리부(13)에서 처리된 좌채널의 오디오신호는 좌채널용 제 1특성보정부(31L)에 공급되고, 신호처리부(13)에서 처리된 우채널의 오디오신호는 우채널용 제 1특성보정부(31R)에 공급된다. 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 접속된 헤드폰장치(18)를 가정하는 헤드폰 특성(즉, 드라이버로부터 청취자의 귀까지의 전달특성)은 제 1특성보정부(31L, 31R)에서 각각 보정된다.
또한, 신호처리부(13)에서 처리된 좌채널의 오디오신호는 좌채널용 제 2특성보정부(32L)에 공급되고, 신호처리부(13)에서 처리된 우채널의 오디오신호는 우채널용 제 2특성보정부(32L)에 공급된다. 무선헤드폰장치(도시 생략)를 갖는 헤드폰 특성은 각각 제 2특성보정부(32L, 32R)에서 보정된다. 각각의 특성보정부의 구성은 제 1 및 제 2실시예에서 기술된 특성보정부와 동일하며, FIR형 디지털필터, IIR형 디지털필 및 아날로그필터 등의 필터수단이 사용된다.
제 1특성보정부(31L, 31R)에서 보정된 좌우 오디오신호와 제 2특성보정부(32L, 32R)에서 보정된 좌우 오디오신호는 전환스위치(33)에 공급된다. 전환스위치(33)는 제어단자(33a)에서 얻은 제어신호에 의거해 한 쌍의 오디오신호를 선택하여 선택된 한 쌍의 오디오신호를 출력한다. 전환스위치(33)로부터 출력된 오디오신호는 각 채널용 디지털/아날로그 변환기(15L, 15R)에 각각 공급되어 아날로그 오디오신호로 변환된다. 2개의 좌우 채널의 아날로그 오디오신호는 증폭기(16L, 16R)로 증폭되어 헤드폰 접속단자(17L, 17R) 및 적외선 출력단자(34)에 공급된다. 여기서, 전환스위치(33)의 제어단자(33a)에 공급되는 제어신호는 예를 들면 이 장치에 설치된 조작키의 조작에 의거해 생성된다.
헤드폰장치(18)가 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 접속되면, 오디오는 헤드폰장치(18)의 좌우 스피커유닛(18L, 18R)으로부터 재생된다. 또한, 무선헤드폰장치(도시 생략)가 준비되면, 무선헤드폰장치는 적외선 출력부(34)로부터 출력된 적외선신호를 수신하고 수신된 오디오를 재생한다.
여기서, 헤드폰장치(18)가 사용되면, 전환스위치(33)가 제 1특성보정부(31L, 31R)의 출력을 선택하고 제 1특성보정부(31L, 31R)에서 보정된 오디오신호가 헤드폰 접속단자(17L, 17R)로부터 헤드폰장치(18)로 공급되도록 조직키에 의해 제어된다. 또한, 무선헤드폰장치가 사용되면, 전환스위치(33)가 제 1특성보정부(31L, 31R)의 출력을 선택하고 제 2특성보정부(31L, 31R)에서 보정된 오디오신호가 헤드폰 접속단자(32L, 32R)로부터 적외선 출력부(34)로 공급되도록 조직키에 의해 제어된다.
이 구성에 의하면, 헤드폰장치(18)가 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 직접 접 속되고, 무선헤드폰장치가 사용되는 양자의 경우에, 각각의 헤드폰특성의 차는 전환스위치(33)의 조작만으로 적절하게 보정되므로 그 특성은 양호하게 된다. 본 실시예의 구성의 경우에, 두 개의 헤드폰장치는 동시에 사용될 수 없지만, 오디오신호를 출력하기 위한 한 쌍의 회로구성(디지털/아날로그 변환기(15L,15R) 및 증폭기(16L, 16R))만으로 충분하다. 즉, 회로구성은 간략화될 수 있다.
여기서, 전환스위치(33)의 전환은 상기 예의 조작키의 조작에 의해 실행되지만, 예를 들면 헤드폰장치의 플러그가 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 접속될 때 제 1특성보정부(31L, 31R)가 선택되고, 헤드폰장치의 플러그가 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 접속되지 않을 때 제 1특성보정부(32L, 32R)가 선택되도록 구성이 이루어질 수 있다.
다음에, 도 6을 참조해서 본 발명의 제 4실시예에 대해서 설명한다. 도 6에 있어서, 제 1 및 제 3실시예에서 기술된 도 1 및 도 5에 대응하는 부분에는 동일한 부호가 부여되며, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 있어서, 제 3실시예의 경우와 동일하게, 헤드폰 접속단자 이외의 적외선 출력부를 설치하여 헤드폰 접속단자에 직접 접속되는 헤드폰장치 또는 적외선 출력부로부터 적외선을 수신하는 무선헤드폰장치가 선택되어 사용된다. 이 경우의 회로구성은 더욱 간략화 된다.
이후 본 발명의 구성을 설명한다. 도 6은 본 발명의 전체구성을 나타내는 도면이다. 스테레오포닉용 2채널 오디오신호를 구성하는 좌채널 신호 및 우채널 신호는 좌채널 오디오신호 입력단자(11L) 및 우채널 오디오신호 입력단자(11R) 에 공급된다. 각각의 단자(11L, 11R)에서 얻은 오디오신호는 각 채널용 아날로그/디지털 변환기(12L, 12R)에 의해 디지털 오디오신호로 변환되어 신호처리부(41)에 공급된다. 이 신호처리부(41)는 오디오신호를 음원으로부터 청취자의 좌우귀까지의 2계통 임펄스응답에 의거해 헤드폰 재생용 음장을 형성하는 2채널 오디오신호로 변환하는 처리와 좌우 헤드폰 특성(즉, 헤드폰의 드라이버로부터 청취자의 양귀까지의 전달특성)을 보정하는 처리를 동시에 실행하기 위한 회로이다.
즉, 스테레오포닉 재생용 오디오신호를 바이너럴 재생용 오디오신호로 변환하는 신호처리부(제 1실시예 등에서 기술된 신호처리부(13))는 필터수단으로 구성된다. 헤드폰특성을 보정하기 위한 특성보정부도 필터수단으로 구성되며, 여기서 한 쌍의 필터수단은 상기 처리 모두를 실행한다. 구체적으로, 신호처리부(41)는 예를 들면 FIR형 디지털필터를 포함하는 회로로서 구성된다. 바이너럴 재생용 임펄스응답 데이터와 드라이버로부터 청취자의 양귀까지의 전달특성에 의거해 계수치가 디지털필터에 설정되어 양 처리가 동시에 실행될 수 있다.
이 경우에 신호처리부(41)의 디지터필터의 계수승산기에 설정될 계수치는 제어기(42)에 의해 제어된다. 적어도 제 1설정상태 또는 제 2설정상태가 선택될 수 있다. 여기서, 제 1설정상태는 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 접속된 헤드폰장치(18)의 헤드폰특성에 의거해 보정처리가 실행되는 설정상태이다. 제 2설정상태는 적외선 출력부(34)로부터 출력된 적외선신호를 수신하는 무선헤드폰장치의 헤드폰특성에 의거해 보정처리가 실행되는 설정상태이다.
신호처리부(41)에서 처리된 좌우 오디오신호는 각각의 채널용 디지털/아날로 그변환기(15L/15R)에 선택적으로 공급되어 아날로그 오디오신호로 변환된다. 좌우 2채널용 오디오신호는 증폭기(16L, 16R)에 의해 증폭되고, 헤드폰 접속단자(17L, 17R) 및 적외선 출력단자(34)에 공급된다.
헤드폰장치(18)가 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 접속되는 경우에, 오디오는 헤드폰장치(18)의 좌우 스피커유닛(18L, 18R)에서 재생된다. 또한, 무선헤드폰장치(도시생략)가 준비되면, 무선헤드폰장치는 적외선 출력부(34)로부터 적외선을 신호를 수신하고 그 수신한 오디오를 재생한다.
여기서, 헤드폰장치(18)가 사용되면, 신호처리부(41)내의 디지털필터의 계수승산기는 제어기(42)의 제어에 의해 제 1설정상태로 된다. 무선헤드폰장치가 사용되면, 신호처리부(41)내의 디지털필터의 계수승산기는 제어기(42)의 제어에 의해 제 2설정상태로 된다.
이 구성에 의하면, 헤드폰장치(18)가 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 직접 접속되고 무선헤드폰장치가 사용되는 양자의 경우에 있어서, 헤드폰 특성의 차가 적절하게 보정되어 그 특성은 바람직하게 된다. 여기서, 본 실시예의 경우에 디지털필터를 가지는 한 쌍의 신호처리부(41)는 바이너럴 재생용 오디오신호로 변환하는 변환처리와 헤드폰특성을 보정하는 보정처리를 실행한다. 이러한 이유로, 회로구성은 간단해질 수 있다. 또한, 한 쌍의 신호처리부(41)는 2종류의 헤드폰 특성보정처리을 실행할 수 있기 때문에, 한 쌍의 보정부로 충분하다. 결과적으로, 회로구성이 간단해진다.
도 7를 참조해서 본 발명의 제 5실시예를 이후에 설명한다. 도 7에 있어 서, 제 1실시예에 기술된 도 1에 대응하는 부분에 동일한 도면부호가 부여되며, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서, 입력단자(51L, 51R, 51C, 51SL, 51SR 및 51LFE)에서 얻은 다중채널 오디오신호는 각각 바이너럴 재생용 2채널 오디오신호로 변환되고, 그 신호는 장치에 접속된 헤드폰장치에 공급되어 재생된다.
본 실시예의 구성을 이후에 설명한다. 도 7은 본 실시예의 전체구성이다. 이 예의 입력단자에 공급된 다중채널 오디오신호는 6채널 오디오신호로 구성된다. 좌전방채널 신호(음상이 좌전방위치에 정위되는 채널의 신호)는 입력단자(51L)에서 얻어지고, 우전방채널 신호(음상이 우전방위치에 정위되는 채널의 신호)는 입력단자(51R)에서 얻어지고, 중앙채널 신호(음상이 중앙 전방위치에 정위되는 채널의 신호)는 입력단자(51C)에서 얻어지고, 좌후방채널 신호(음상이 좌후방위치에 정위되는 채널의 신호)는 입력단자(51SL)에서 얻어지고, 우후방채널 신호(음상이 우후방위치에 정위되는 채널의 신호)는 입력단자(51SR)에서 얻어지고, 저주파 신호채널용 신호는 입력단자(51LFE)에서 얻어진다. 여기서, 이러한 채널구성의 경우에, 저주파채널은 0.1채널로서 가정하고, 이 채널이 나머지 5채널에 부가되어 그 합이 5.1채널이 된다. 저주파채널은 예를 들면 대략 120Hz보다 낮은 오디오신호만이 얻어질 수 있는 채널이다.
입력단자(51L,51R, 51C, 51SL 및 51LFE)에서 얻은 오디오신호는 각 채널마다 각각의 아날로그/디지털 변환기(52L, 52R, 52C, 52SL, 52SR 및 52LFE)에 공급되어 각각 디지털오디오신호로 변환된다. 변환된 각 채널의 오디오신호는 분배처리부(53)에 공급된다. 예를 들면 분배처리부(53)는 중앙 채널신호를 좌우 전방채널 신호로 균등하게 혼합하고, 저주파 채널을 다른 채널신호와 균등하게 혼합한다. 결과적으로, 4채널 오디오신호 즉 좌우 전방 오디오신호(SLa 및 SRa), 좌우 후방 오디오신호(SLb 및 SRb)가 얻어진다.
4채널 오디오신호는 신호처리부(54)에 공급되어 청취자 주위의 다른 4위치에 음원이 있는 좌우 2채널 오디오신호로 변환된다. 2채널 오디오신호는 음원으로부터 청취자의 좌우귀까지의 2계통의 임펄스응답에 의거해 헤드폰 재생용 음장을 형성하는 오디오신호로 변환된다. 이들 상기 처리는 디지털필터를 이용하여 실행된다.
신호처리부(54)에서 처리된 좌채널 오디오신호는 좌채널용 특성보정부(14L) 에 공급되고, 신호처리부(54)에서 처리된 우채널 오디오신호는 우채널용 특성보정부(14R)에 공급된다. 헤드폰 특성은 각각의 특성보정부(14L, 14R)에서 보정된다. 여기서 특성보정부(14L, 14R)의 보정처리는 제 1실시예에 기술된것과 동일하며, FIR형 디지털필터가 사용된다.
특성보정부(14L, 14R)에서 보정된 좌우 오디오신호는 각 채널용 디지털/아날로그 변환기(15L,15R)에 공급되어 아날로그 오디오신호로 변환된다. 좌우 2채널 아날로그 오디오신호는 증폭기(16L, 16R)에 의해 증폭되고 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 공급되어 헤드폰 접속단자(17L, 17R)에 접속된 헤드폰장치(18)로부터 재생된다.
이 구성에 의하면, 다중채널 오디오신호가 헤드폰장치(18)를 장착한 청취자 의 주위의 위치에 음원이 있는 음장을 형성하므로 다중채널 오디오신호가 양호하게 재생될 수 있다. 이 경우에 있어서, 제 1실시예의 경우와 동일하게, 헤드폰의 드라이버로부터 청취자의 양귀까지의 전달특성이 보정된다. 이러한 이유로, 음원은 정확한 위치로부터 들을 수 있다.
여기서, 본 발명은 다중채널 오디오신호로서 5.1채널 오디오신호가 입력되는 경우의 처리를 설명하였으나, 본 발명은 다른 채널구성을 가지는 다중채널 오디오신호의 경우에도 적용될 수 있는 것은 물론이다.
또한, 다중채널 오디오신호가 재생되는 경우에 제 2, 제 3 및 제 4실시예에서 기술된 복수의 헤드폰 특성의 처리가 동시에 또는 선택적으로 실행될 수 있다. 또한, 제 2, 제 3 및 제 4실시예에 있어서 2세트의 헤드폰 특성을 보정하는 처리가 실행되지만, 3세트 이상의 헤드폰 특성의 처리가 실행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 기술하였으나, 본 발명은 이들 상세한 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 청구항에 한정된 발명의 진의와 사상에서 벗어나지 않는 한 이 기술 분야의 숙련된자들에 의해 다양한 변경 및 수정이 가능한 것은 당연한 일이다.
본 발명에 의하면, 보정 필터수단에 의해 헤드폰 특성차에 의한 청취감 상의 차이가 보정되고, 청취자의 좌우 귓전에는 정확히 바이너럴 재생용 특성으로 된 음이이르게 된다. 특히, 좌우 채널에서 개별의 보정 필터수단을 사용하여 독립으로 보정이 행해지므로, 헤드폰으로부터 청취자의 좌우 귓전까지의 특성의 보정이 좌우 채널에서 정확히 행해지고, 설치형 스피커장치를 사용하여 청취한 경우에 상당히 가까운 자연의 음질을 갖는 음상을 재생하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 보정 필터수단을 적어도 2세트 설치하고 각각의 세트의 보정 필터수단의 보정특성을 다르게 하는 특성으로 설정한 것에서, 준비한 보정 필터수단의 수에 대응하여 복수의 헤드폰에 대응시키는 것이 가능하게 되며, 사용 가능한 헤드폰을 선택할 수 있도록 된다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 적어도 2세트 설치한 중에 한편의 한 세트의 보정 필터수단에 의해 보정된 신호를 제 1출력부로부터 제 1헤드폰에 공급하고, 다른 쪽의 한 쌍의 필터수단에 의해 보정된 신호를 제 2출력부로부터 제 2헤드폰에 공급하도록 하는 것으로, 종류가 다른 복수의 헤드폰을 동시에 사용하여 각각의 헤드폰으로 정확한 음상을 재생할 수 있도록 된다.
본 발명에 의하면, 적어도 2세트로 설치된 각각의 세트의 보정 필터수단의 출력을 선택적으로 출력부에 공급하는 것으로, 사용하는 보정 필터수단의 선택으로, 복수의 헤드폰에 대응시키는 것이 가능하게 되며, 사용 가능한 헤드폰을 선택하도록 된다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 보정 필터수단은 디지털필터를 사용하여 구성하는 것으로, 디지털필터의 계수설정처리등으로 간단히 소망의 특성보정처리가 행해지되도록 된다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 보정 필터수단을 아날로그필터를 사용하여 구성한 것으로, 아날로그회로에 의해 특성보정처리가 행해지도록 된다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 보정 필터수단은 복수의 보정데이터를 선택적으로 설정할 수 있는 필터수단으로 하는 것으로, 1개의 필터수단의 특성을 전환시키는 것 만으로 간단히 복수의 헤드폰에 대응시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 음원은 적어도 좌측 전방, 우측 전방, 중앙 전방측과, 좌측 후방, 우측 후방의 5개의 위치로 구성되는 것으로, 소위 다중채널 오디오에 의한 음상을 헤드폰으로 정확히 정위시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (8)

  1. 오디오 처리장치에 있어서,
    적어도 하나의 음원으로부터 공급된 n-채널(양의 정수: n≥1) 오디오신호를 2채널 출력신호로 변환하는 변환수단과,
    상기 변환수단에 의해 변환된 한 쌍의 2채널 변환신호가 공급되고 헤드폰의 좌우 특성 차에 의한 청취감의 차이를 보정하는 한 쌍의 보정 필터수단과,
    상기 한 쌍의 보정 필터수단으로부터의 한 쌍의 출력신호를 헤드폰의 좌우 스피커유닛에 공급하는 출력부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오디오 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    적어도 두 쌍의 보정 필터수단이 설치되고, 상기 두 쌍의 보정 필터수단의 보정 특성이 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 오디오 처리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 두 쌍의 보정 필터수단내의 한 쌍의 보정 필터수단에 의해 보정된 출력신호는 제 1출력부로부터 제 1헤드폰에 공급되고, 다른 한 쌍의 보정 필터수단에 의해 보정된 출력신호는 제 2출력부로부터 제 2헤드폰에 공급되는 것을 특징으로 하는 오디오 처리장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 적어도 두 쌍의 보정 필터수단에서의 출력으로부터 선택된 출력이 상기출력부에 공급되는 것을 특징으로 하는 오디오 처리장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 보정 필터수단은 디지털필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 오디오 처리장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 보정 필터수단은 아날로그필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 오디오 처리장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    적어도 두 쌍의 보정 필터수단이 설치되고, 상기 한 쌍의 보정 필터수단의 보정특성에 대해서는, 복수의 보정 데이터가 선택적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 오디오 처리장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 음원은 적어도 5개의 위치들 즉 좌측 전방, 우측 전방, 중앙 전방, 좌측 후방 및 우측 후방 위치들로 구성되는 것을 특징으로 하는 오디오 처리장치.
KR1020000056450A 1999-09-29 2000-09-26 오디오 처리장치 KR100746737B1 (ko)

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JP99-276747 1999-09-29
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