KR100829567B1 - 청각특성을 이용한 저음 음향 신호 보강 처리 방법 및 장치 - Google Patents

청각특성을 이용한 저음 음향 신호 보강 처리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 청각 특성을 이용한 음향 신호 보강 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 소정의 음향 신호의 주파수를 기초로 생성한 복수개의 고조파 신호들 중에서 소정의 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별하고, 생성된 고조파 신호들 중에서 선별된 고조파 신호들을 제외한 나머지 고조파 신호들을 출력하여 음향 신호를 보강함으로써, 마이크로 스피커의 구조를 변경하지 않고도 왜곡률이 낮은 좋은 음질의 저음을 제공할 수 있다.

Description

청각특성을 이용한 저음 음향 신호 보강 처리 방법 및 장치{Method and apparatus for bass enhancement using auditory property}
도 1은 고조파를 이용한 심리 저음 지각 현상을 나타낸 도면이다.
도 2는 마이크로 스피커에서 측정된 주파수 응답 곡선과 THD 곡선을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 음향 신호 보강 처리 방법이 음향 신호 전달 과정 중 어느 과정에서 수행되는지를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 청각 특성을 이용한 음향 신호 보강 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라, 도 4에 도시된 고조파 선별부(406)를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 도 4에 도시된 고조파 선별부(406)에서 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별하는데 이용하는 마스킹 곡선을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라, 도 4에 도시된 고조파 선별부(406)를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라, 청각 특성을 이용한 음향 신호 보강 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라, 음향 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호를 선별하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라, 음향 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호를 선별하는 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명은 음향 신호 보강 처리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 심리 음향 및 마스킹(Masking) 효과를 이용하여 저음 신호를 보강 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
전기신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기에 소밀파를 발생시켜 음파를 방사하는 음향기기인 스피커는 그 구조적인 특성으로 인해 일정한 주파수 범위의 신호만을 재생한다. 즉, 스피커는 주파수 재생 대역에 해당하는 신호만을 입력된 전기 신호로부터 왜곡 없이 재생할 수 있다. 이러한 주파수 재생 대역에 해당하는 주파수 중에서 최저 재생 주파수는 주파수 재생 대역에서 왜곡 없이 음향을 재생할 수 있는 가장 낮은 주파수를 의미한다.
따라서, 낮은 주파수의 저음 신호를 재생하기 위해서는 최저 재생 주파수가 낮도록 스피커를 설계해야 하고, 최저 재생 주파수를 낮추기 위해서는 대구경의 진동판과 충분한 진동 폭을 확보하기 위한 두께를 갖춘 스피커가 요구된다.
그러나, 전자제품이 경박 단소화되는 추세로 인해 각종 음향발생제품에서 음향을 발생시키기 위한 스피커의 크기가 작아지고, 스피커의 설치 공간도 줄어들고 있다. 따라서, 휴대폰이나 휴대용 멀티미디어 기기 및 헤드폰 등에 사용되는 마이크로 스피커의 경우, 스피커 크기의 한계로 인해 저음 재생 한계 주파수가 수백 헤르츠(Hz) 정도인 스피커만이 생산된다. 그러나, 인간이 일반적으로 인지할 수 있는 청취 대역이 20 ~ 20,000 헤르츠(Hz)이므로, 마이크로 스피커에서는 20 헤르츠(Hz) ~ 저음 재생 한계 주파수인 수백 헤르츠(Hz)의 구간에 해당하는 저음의 재생 불능대가 존재하게 된다. 이와 같은 마이크로 스피커의 구조적인 한계로 인해, 청취자는 풍부한 저음이 사라진 상대적으로 무게감이 적은 소리만을 청취하게 된다.
이러한 마이크로 스피커의 문제점을 개선하기 위해 심리 음향을 이용하여 저음을 재생하는 방법이 연구되었다. 여기서, 심리 음향이란 시간, 공간 및 주파수 등에서 다른 음이 각각 어떤 심리 효과를 유발시키는지를 의미한다. 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 고조파를 이용한 심리 저음 지각 현상을 나타낸 도면이다.
이와 같이 고조파를 이용하여 저음을 인지하게 하는 현상을 심리음향에서는 가상 피치(virtual pitch) 또는 사라진 기본 주파수(missing fundamental frequency) 등으로 칭하는데 그 내용은 다음과 같다. 도 1에서 f의 주파수를 갖는 신호는 최저 재생 주파수보다 주파수가 작기 때문에 스피커에서 재생이 되지 않는다. 여기서, 최저 재생 주파수는 음질이 왜곡되지 않고 재생되는 주파수 영역에서 최소의 값을 갖는 주파수를 의미하고, 도 1의 그래프에서는 기울기가 "0"이 되는 지점에 대응하는 주파수를 의미한다. f의 주파수를 갖는 신호가 스피커에서 재생이 되지 않으므로, 청취자는 f의 주파수를 갖는 신호를 인지하지 못하게 된다. 그러나, 2f, 3f, 4f, 5f.. 등과 같이 f의 주파수를 기본 주파수로 하여 생성한 고조파에 적절한 감쇠를 부여하여 청취자에게 들려주면, 청취자는 배수 주파수를 갖는 고조파로부터 기본 주파수(f)를 갖는 신호를 느끼게 된다. 이와 같은 현상을 가상 피치(virtual pitch) 또는 사라진 기본 주파수(missing fundamental frequency)라 한다.
이와 같이 고조파를 이용하여 저음을 인지하게 하는 심리 음향의 방법은 오래 전부터 파이프 오르간과 같은 음악기기에서 경험적으로 사용되었다. 또한, 기 출원된 미국 특허에서도 이러한 심리 음향의 방법을 사용하여 저음을 청취할 수 있는 방법을 제시하였다. 그러나, 기 출원된 미국 특허에서는 저음이 인지되는 부분만을 기존 음향학에서 유추하고, 이를 전기 회로 또는 알로리즘 상으로만 구현하였으므로, 음향 재생에 있어서 중요한 요소인 음질이 상대적으로 떨어지는 문제점이 있었다.
종래의 심리 음향의 방법을 이용한 기술에서 음질이 상대적으로 떨어지는 이유는 구체적으로 다음과 같다.
도 2는 마이크로 스피커에서 측정된 주파수 응답 곡선과 THD 곡선을 나타낸 도면이다.
전체 조화 왜곡(Total Harmonic Distortion, THD)이란 기본 주파수를 포함한 고조파의 성분과 고조파 성분과의 비율을 의미한다. 이를 수식으로 나타내면 다음 과 같다.
Figure 112006074935086-pat00001
Figure 112006074935086-pat00002
THD =TotalDistortion/Total=/
(여기서, a1은 기본 주파수의 진폭을 나타내고, a2는 2차 고조파의 진폭, a3은 3차 고조파의 진폭, an은 n차 고조파의 진폭의 크기를 나타낸다.)
전체 조화 왜곡이 높으면, 상대적으로 청취하고자 하는 음에 잡음이 많이 섞여 있다는 것을 의미하므로, 음질은 좋지 않게 된다. 즉, 수학식 1을 통해 고조파의 성분이 많을수록 음질은 나빠지게 된다는 것을 알 수 있다.
도 2를 살펴보면, 전체 조화 왜곡의 값은 주파수에 따라서 변화하는데, 일반적으로 재생영역에서는 매우 낮은 값을 가지나, 재생 영역의 특정 부분(도 2의 A 영역)에서는 높은 값을 가지기도 한다. 심리 음향을 이용한 저음 보강 방법은 고조파 성분을 이용하여 기본 주파수를 갖는 신호를 인지하는 것이므로, 청취하고자 하는 음을 기본 주파수로 하여 생성한 고조파 성분이 많이 존재하게 된다. 즉, 종래의 심리 음향을 이용한 저음 보강 방법에서는 상대적으로 높은 전체 조화 왜곡의 값이 필수적으로 수반되었으므로, 음질이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 마이크로 스피커에서 저음 신호를 재생하는데 있어서, 스피커에 구조적인 변경을 가하지 않고도 음질이 개선된 저음 신호를 청취할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
또한, 전제 조화 왜곡 값을 기 설정된 값 이하로 조절하여 출력함으로서, 스피커에 구조적인 변경을 가하지 않고도 청취자가 원하는 수준의 음질로 저음 신호를 청취할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
또한, 상기된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 청각특성을 이용한 저음 보강 처리 방법은 소정의 음향 신호의 주파수를 기초로 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 단계; 상기 생성된 고조파 신호들 중에서 소정의 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별하는 단계; 및 상기 생성된 고조파 신호들 중에서 상기 선별된 고조파 신호들을 제외한 나머지 고조파 신호들을 출력하는 단계를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 청각특성을 이용한 저음 보강 처리 방법은 소정의 음향 신호의 주파수를 기초로 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 단계; 상기 생성된 고조파 신호들 중에서 소정의 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하지 않는 고조파 신호들을 선별하는 단계; 상기 선별된 고조파 신호들의 차수를 증가시키면서 계산한 조화 왜곡 값이 미리 설정된 조화 왜 곡 값을 초과하면, 초과하는 고조파 신호의 최저 차수를 제한 고조파 차수로 결정하는 단계; 및 상기 선별된 고조파 신호 중에서 상기 결정된 제한 고조파 차수 이하의 고조파 신호들을 출력하는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 청각특성을 이용한 저음 보강 처리 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 청각특성을 이용한 저음 보강 처리 장치는 소정의 음향 신호의 주파수를 주파수를 기초로 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 고조파 생성부; 상기 생성된 고조파 신호들 중에서 소정의 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하지 않는 고조파 신호들을 선별하는 고조파 선별부; 및 상기 고조파 선별부에서 선별한 고조파 신호들을 출력하는 출력부를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 청각특성을 이용한 저음 보강 처리 장치는 소정의 음향 신호의 주파수를 기초로 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 고조파 생성부; 상기 생성된 고조파 신호들 중에서 소정의 고조파 신호의 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별하는 고조파 선별부; 상기 고조파 선별부에서 선별한 고조파 신호들의 진폭의 크기를 "0"으로 조절하는 진폭 조절기; 및 상기 고조파 생성부에서 생성된 고조파 신호들을 출력하는 출력부를 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 음향 신호 보강 처리 방법이 음향 신호 전달 과정 중 어느 과정에서 수행되는지를 나타낸 도면이다.
일반적인 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor, DSP) 처리기를 갖는 기기에서의 음향 신호의 전달 경로는 도 3에 도시된 바와 같이 음원 발생부(302), 디지털 프로세서 음향 처리부(304) 및 출력부(306)의 순서대로 처리된다. 즉, 음원 발생부(302)에서는 아날로그 신호 또는 디지털 신호 등의 음향 신호가 생성되고, 생성된 음향 신호는 디지털 프로세서 음향 처리부(304)를 통해 처리되고, 스피커 및 헤드폰 등의 출력부(306)를 통해 출력된다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 저음 보강 처리 방법은 디지털 프로세서 음향 처리부(304)를 통해 신호를 처리하므로, 디지털 프로세서 음향 처리부(304)의 여러 모듈중의 하나의 모듈에서 수행될 수 있다. 이때, 디지털 프로세서 음향 처리부(304)의 각 모듈에는 신호가 병렬적 또는 직렬적으로 입력되어도 무방하므로, 신호의 흐름이 특별히 제한되지는 않는다. 결론적으로 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 저음 보강 처리는 스피커로 입력되기 전에, 디지털 프로세서 음향 처리부(304)의 하나의 모듈에서 수행된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 청각 특성을 이용한 음선 신호 보강 처리 장치를 나타낸 도면이다.
상기 언급한 바와 같이, 도 4의 청각 특성을 반영한 음향 신호 보강 처리 장치는 도 3의 디지털 프로세서 음향 장치에서 하나의 모듈로 이용된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 청각 특성을 이용한 음향 신호 보강 처리 장치는 저역 필터(402), 고조파 생성부(404), 고조파 선별부(406), 진폭 조절부(408) 및 합성부(410)를 포함한다.
저역 필터(402)는 입력단자 IN 1을 통해 입력된 신호에서 저음 보강을 하기 위한 저음 신호를 필터링한다. 이때, 저역 필터(402)의 차단 주파수는 스피커의 최저 재생 주파수로 하는 것이 바람직하다. 저역 필터(402)의 차단 주파수를 스피커의 최저 재생 주파수로 설정하면, 최저 재생 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 저음 신호가 저역 필터(402)를 통해 필터링(filtering) 된다. 필터링된 저음 신호는 스피커의 최저 재생 주파수보다 낮은 주파수를 가진 신호이므로, 스피커에서 재생이 되지 않는다.
고조파 생성부(404)는 저역 필터(402)를 통해 필터링된 저음 신호를 기본 주파수로 한 고조파 신호들을 생성한다. 즉, 고조파 생성부(404)는 저역 필터(402)를 통해 필터링된 저음 신호를 기본 주파수로 설정하고, 기본 주파수의 2배, 3배, 4배... 등 기본 주파수의 배수의 크기를 갖는 고차의 고조파를 감쇠의 형태를 갖도록 진폭을 변조하여 다수의 고조파 신호들을 생성한다. 이때, 생성되는 고조파 신호들은 기본 주파수의 짝수 차수(even order), 홀수 차수(odd order) 또는 전체 차수 등이 있는데, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 이에 대한 제한을 두지 않는다. 저역 필터(402)에서 최저 재생 주파수를 차단 주파수로 설정하여, 최저 재생 주파수 이하의 저음 신호를 필터링하면, 고조파 생성부(404)는 최저 재생 주파수를 초과하는 고조파 신호들을 생성한다. 고조파 생성부(404)에서 생성되는 고조파 신호들은 최저 재생 주파수를 초과하므로, 스피커에서 재생된다. 또한, 생성된 고조 파 신호들은 고조파의 차수가 증가할수록 감쇠의 형태를 갖도록 고조파의 진폭을 변조하는데, 진폭 변조에 사용되는 방법으로는 지수 감쇠, 청감보정 감쇠 등 다양한 방법이 사용될 수 있고, 그 방법에 특별한 제한은 없다. 고조파 생성부(404)를 통해 생성된 고조파 신호들은 고조파 선별부(406) 및 진폭 조절부(408)로 입력된다.
고조파 선별부(406)는 청각 특성을 이용하여, 입력 받은 고조파들 중에서 기본 주파수를 갖는 저음 신호를 인지하는데 이용되는 고조파를 선별한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라, 도 4에 도시된 고조파 선별부(406)를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
이하, 도 5를 참조하여, 고조파 선별부(406)에서 기본 주파수를 갖는 신호를 인지하는데 이용되는 고조파를 선별하는 과정을 상세히 알아본다.
고조파 선별부(406)에서는 입력되는 고조파 신호 중에서 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호의 마스킹된 영역에 존재하는 신호를 선별한다. 이때, 마스킹된 영역에 존재하는 신호의 선별은 마스킹(Masking) 효과를 이용한다. 마스킹 효과(Masking effect)란 인간의 소리 지각 특성 중 하나로 하나의 소리에 의해 주변의 주파수 성분의 소리가 영향을 받는 것을 의미한다. 즉, 마스킹 사운드의 방해로 인하여 신호음의 최소 가청치가 증가되는 현상을 의미하며, 어떤 소리가 또 다른 소리를 들을 수 있는 능력을 감소시키는 현상을 의미한다. 예를 들면, 신호 1이 다른 신호 2의 존재에 의해서 듣기 힘들어지는 현상을 마스킹이라고 하며, 신호 1이 다른 신호 2에 의해 마스크 되었다고 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 도 4에 도시된 고조파 선별부(406)에서 고조파 신호들 중에서 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호의 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별하는데 이용하는 마스킹 곡선을 나타낸 도면이다.
도 6은 1975년 쥬비커(Zwicker)에 의해 연구된 마스킹 곡선을 나타낸 도면이다. 도 6에서는 1 KHz의 중심주파수를 갖는 작은 폭의 신호를 100 dB(데시벨)의 크기라고 할 때, 2 KHz의 중심주파수를 갖는 2차 고조파는 70 dB 이하에서, 3 KHz의 중심주파수를 갖는 중심 주파수의 3차 고조파는 60 dB 이하에서 각각 마스크되는 것을 보여준다. 즉, 2차 고조파가 70 dB보다 작으면 2차 고조파는 1차 고조파의 마스킹된 영역에 존재하게 되며, 마찬가지로 3차 고조파가 60 dB보다 작으면 3차 고조파는 1차 고조파의 마스킹된 영역에 존재하는 것이다. 2차 고조파 및 3차 고조파와 같이 1차 고조파 신호의 마스킹된 영역에 존재하게 되면, 2차 고조파 및 3차 고조파의 신호는 청각에 인지되지 않게 된다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 고조파 선별부(406)에서는 이런 마스크 현상을 이용하여, 청각에 인지되지 않는 고조파 신호를 선별한다. 또는, 청각에 인지되는 고조파 신호를 선별할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 고조파 생성부(404)를 통해 생성된 고조파는 고조파의 차수가 증가할수록 고조파의 진폭의 크기가 감쇠되므로, 2차 고조파가 가장 큰 진폭을 가진다. 즉, 1KHz의 주파수를 갖는 2차 고조파가 100dB의 진폭을 가지면, 3차 고조파는 2차 고조파로 인해 70dB 이하에서 마스크 되고, 4차 고조파는 60dB 이하에서 마스크 된다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 고조파 선별부(406)는 고조파 신호들 중에서 기본 주파수를 갖는 신호를 인지하는데 이용되는 고조파 신호를 선별하는데 도 6의 마스킹 곡선을 이용한다. 고조파 성분이 많으면 전체 왜곡의 값이 증가되어, 음질이 나빠지게 된다. 이는 수학식 1을 통해 알 수 있다. 즉, 수학식 1에서 대입되는 고차의 고조파의 값에 비례하여 전체 왜곡의 값은 증가하게 된다. 따라서, 기본 주파수를 갖는 신호를 인지하는데 이용되는 고조파 신호의 성분을 줄여야 하는데, 그 판단 기준으로 마스킹 곡선을 이용하는 것이다. 가장 큰 진폭을 갖는 2차 고조파의 신호로 인해, 마스킹 되는 고조파 신호는 청각에 인지되지 않으므로, 기본 주파수를 갖는 신호를 인지하는데 큰 영향을 미치지 않는다. 따라서, 청각에 인지되지 않는 고조파 신호를 제외한 고조파 신호, 즉, 청각에 인지되는 고조파 신호만으로 기본 주파수를 갖는 신호를 인지하게 되면, 왜곡률이 낮아 음질이 개선된 기본 주파수를 갖는 신호를 인지할 수 있게 된다.
다시 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라, 고조파 선별부(406)는 비교기(502) 및 마스킹 프로세서(504)를 포함한다.
비교기(502)에는 입력 단자 IN 2을 통해, 고조파 생성부(404)에서 출력된 고조파 신호들이 입력된다. 비교기(502)는 입력되는 고조파 신호의 진폭과 2차 고조파를 기초로 생성된 마스킹 곡선의 값을 비교하여, 2차 고조파 신호의 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별한다. 이와 같이 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들은 인간의 청각 특성상 청각에 인지되지 않게 된다.
마스킹 프로세서(504)는 입력 단자 IN 2를 통해 고조파에서 생성된 고조파 신호들을 입력 받고, 입력 받은 2차 고조파 신호를 기초로 생성된 마스킹 곡선의 값을 주파수 별로 대응시켜 룩 업 테이블(Look Up Table, LUT)로 저장한다. 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 마스킹 곡선의 값을 룩 업 테이블로 저장하였으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 즉, 마스킹 프로세서(504)에서 각 주파수에 대응되는 마스킹 곡선의 값을 계산하고, 계산된 값을 추출하는 방법을 이용할 수도 있다.
비교기(502)는 마스킹 프로세서(504)에 저장된 마스킹 곡선의 값을 입력 받고, 입력되는 고조파 신호의 진폭과 마스킹 곡선의 값을 비교한다. 즉, 3차, 4차....등의 고조파의 진폭과 각 고조파의 주파수에 대응하는 마스킹 곡선의 값을 비교한다. 비교 결과, 고조파의 진폭이 마스킹 곡선의 값보다 작으면, 2차 고조파에 의한 마스킹 효과로 인해, 2차 고조파 신호의 마스킹 영역에 존재하는 고조파 신호로 선별한다. 이렇게 선별된 고조파 신호는 청각에 인지되지 않을 수 있다. 그러나, 고조파의 진폭의 크기가 마스킹 곡선의 값보다 크면, 2차 고조파 신호의 마스킹 영역에 존재하지 않는 고조파 신호로 선별한다. 이처럼 마스킹 영역에 존재하지 않는 신호로 선별된 고조파 신호는 2차 고조파에 의해 마스킹되지 않으므로 청각에 인지될 수 있다.
비교기(502)는 선별 결과를 진폭 조절부(408)을 제어할 수 있는 제어신호로 생성한 후, 생성된 제어 신호를 출력 단자 OUT 2를 통해 출력한다. 즉, 마스킹 영역에 존재하는 신호로 선별된 고조파 신호에 대응하는 제어 신호를 생성하여, 출력 단자 OUT 1을 통해 출력한다. 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 마스킹 영역에 존재하는 신호를 선별하고, 선별 결과를 제어 신호로 생성하였으나, 이와 반대로 마스킹 영역에 존재하지 않는 신호를 선별하고, 이에 대응하는 제어 신호를 생성할 수도 있다.
다시 도 4를 참조하면, 진폭 조절부(408)에서는 고조파 선별부(406)로부터 마스킹 영역에 존재하는 고조파 신호를 나타낸 제어 신호를 입력 받고, 고조파 발생부에서 생성한 고조파 중에서 마스킹 영역에 존재하는 신호의 크기를 "0"으로 조절하여 출력한다. 고조파 선별부(406)로부터 마스킹 영역에 존재하지 않는 고조파 신호에 대응하는 제어 신호를 입력 받는 경우에도, 입력 받은 제어 신호를 이용하여 고조파 생성부에서 생성한 고조파 신호 중에서 마스킹 영역에 존재하는 고조파 신호의 크기를 "0"으로 조절하여 출력한다. 즉, 마스킹 영역에 존재하는 고조파 신호의 진폭의 크기를 "0"으로 조절하는 방법을 이용하여, 마스킹 영역에 존재하는 고조파 신호, 즉, 청각에 인지되지 않는 신호는 저음 보강 처리 과정에서 제외시킨다. 수학식 1을 살펴보면, 고조파 성분이 많을수록 전체 왜곡 값이 증가함을 알 수 있다. 따라서, 마스킹 영역에 존재하는 고조파 성분은 제외시키고 저음 보강을 처리함으로써, 음질의 왜곡 성분도 낮추어 전체적인 음질 향상을 높이게 된다. 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 마스킹 영역에 존재하는 청각에 고조파 신호의 진폭의 크기를 "0"으로 조절하나, 반드시 이에 한정하지는 않고, "0"에 근사한 다른 값으로 조절할 수도 있다.
합성부(410)은 입력 단자 IN 1을 통해 입력된 신호 중에서 저역 필터(402)를 통해 필터링된 신호를 제외한 나머지 신호를 입력 받는다. 또한, 진폭 조절부(408) 를 통해, 고조파 생성부(404)에서 생성된 고조파 신호 중에서 마스킹 영역에 존재하는 고조파 신호의 진폭을 "0"으로 조절된 고조파 신호를 입력받는다. 합성부(410)는 입력 받은 신호를 합성하여 출력단자 OUT 1로 출력한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라, 도 4에 도시된 고조파 선별부(406)를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라, 고조파 선별부(406)는 마스킹 프로세서(702), 비교기(704) 및 차수 제한 프로세서(706)를 포함한다.
이하, 도 7을 참조하여, 도 4의 고조파 선별부(406)에서 기본 주파수를 갖는 신호를 인지하는데 이용되는 고조파를 선별하는 과정을 상세히 알아본다.
마스킹 프로세서(702)는 입력 단자 IN 3를 통해 도 4의 고조파 생성부(404)에서 생성된 고조파를 입력 받고, 입력 받은 2차 고조파를 기초로 생성된 마스킹 곡선의 값을 주파수 별로 대응시켜 룩 업 테이블(Look Up Table, LUT)로 저장한다.
비교기(704)에서는 마스킹 프로세서(504)에 저장된 마스킹 곡선의 값을 입력 받고, 입력되는 고조파 신호의 진폭과 마스킹 곡선의 값을 비교한다. 비교 결과, 고조파의 진폭의 크기가 마스킹 곡선의 값보다 크면, 2차 고조파에 의해 마스킹 되지 않으므로 마스킹 영역에 존재하지 않는 신호로 선별한다. 이와 같이 마스킹 영역에 존재하지 않는 신호는 청각 특성상 청각에 인지된다. 비교기(704)는 마스킹 영역에 존재하지 않는 신호로 선별된 고조파 신호를 차수제한 프로세서(706)로 출력한다.
차수제한 프로세서(706)는 입력 받은 고조파 신호 중에서 미리 설정된 전체 왜곡 값을 만족하는 고조파 신호만을 선별한다. 수학식 1을 통해, 차수제한 프로세서(706)로 입력되는 고조파 신호에 의한 전체 왜곡의 값을 고조파 차수 별로 산출할 수 있다. 따라서, 전체 왜곡의 값이 미리 설정되면, 수학식 1을 이용하여, 미리 설정된 전체 왜곡의 값을 초과하는 가장 작은 차수의 고조파를 산출하고, 산출한 고조파의 차수를 기준으로 산출한 고조파의 차수보다 저차의 고조파 신호만을 저음 보강에 필요한 제어 신호로 생성한 후, 생성한 제어 신호를 출력 단자 OUT 3을 통해 출력한다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 고조파 선별부(406)는 청취자가 전체 왜곡 값을 미리 설정하고, 설정한 전체 왜곡 값을 만족하는 고조파 신호를 이용하여 저음 보강 처리 하므로, 청취자가 원하는 수준의 음질로 저음 신호를 청취할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라, 청각 특성을 이용한 음향 신호 보강 처리 방법을 나타낸 도면이다.
제 802 단계에서 입력되는 신호에 대해 저역 필터를 통해, 저음 신호를 필터링한다. 바람직하게는 저역 필터의 차단 주파수를 스피커의 최저 재생 주파수로 설정하여, 최저 재생 주파수 이하의 저음 신호를 필터링한다.
제 804 단계에서 필터링된 저음 신호에 대해 고조파 신호의 차수가 증가 할 수록 고조파의 진폭이 감쇠되도록 고조파 신호를 생성한다. 여기서, 고조파 신호란 기본 주파수를 기초로 배수의 주파수를 갖는 고조파 신호를 의미한다. 제 802 단계에서 저역 필터를 통해 스피커의 최저 재생 주파수 이하의 저음 신호를 필터링하므 로, 제 804 단계에서는 스피커의 최저 재생 주파수를 초과하는 고조파 신호를 생성할 수 있다.
제 806 단계에서 제 802 단계에서 필터링된 저음 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호를 선별한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라, 음향 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호를 선별하는 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 본발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라, 저음 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호를 선별하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
제 902 단계에서는 제 804 단계에서 생성된 2차 고조파를 기준으로 마스킹 되는 값을 주파수 별로 표시하여 마스킹 곡선을 생성한다. 마스킹 현상이란, 하나의 소리에 의해 주변의 주파수 성분의 소리가 영향을 받는 것을 의미한다. 따라서, 각 주파수에 대응한 마스킹 값은 각 주파수 별로 2차 고조파에 의해 영향을 받는 최대 진폭의 크기가 된다.
제 904 단계에서 제 902 단계에서 생성한 마스킹 곡선의 값을 주파수 별로 대응시켜 룩업 테이블로 저장한다. 룩업 테이블로 저장되므로, 각 고조파의 주파수에 대응되는 마스킹 값을 알 수 있게 된다.
제 906 단계에서 2차 고조파 신호의 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별한다. 즉, 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들은 청각 특성상 청각에 인지되지 않으므로, 본 발명의 바람직한 일실시예서는 청각에 인지되는지 여부를 기준으로, 저음 신호의 보강하는데 이용되는 고조파 신호를 선별한다. 즉, 청각 에 인지되지 않는 고조파 신호는 저음 신호를 보강하는데 이용되지 않는 고조파 신호로 선별하고, 청각에 인지되는 고조파 신호를 저음 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호로 선별한다. 청취자는 마스킹 값을 초과하는 고조파만을 인지할 수 있으므로, 각 고조파의 진폭과 각 고조파의 주파수에 대응하는 마스킹 값을 비교하고, 비교 결과, 마스킹 값을 초과하는 고조파 신호를 청각에 인지되는 신호로 선별한다. 또한, 청각에 인지되는 고조파 신호를 저음 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호로 판별한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라, 음향 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호를 선별하는 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라, 저음 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호를 선별하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
제 1002 단계에서는 제 804 단계에서 생성된 2차 고조파를 기준으로 마스킹 되는 값을 주파수 별로 표시하여 마스킹 곡선을 생성한다.
제 1004 단계에서 제 1002 단계에서 생성한 마스킹 곡선의 값을 주파수 별로 대응시켜 룩업 테이블로 저장한다. 룩업 테이블로 저장되므로, 각 고조파의 주파수에 대응되는 마스킹 값을 알 수 있게 된다.
제 1006 단계에서 2차 고조파 신호의 마스킹된 영역에 존재하지 않는 고조파 신호들을 선별한다. 즉, 청각 특성상 청취자는 마스킹된 영역에 존재하지 않는 고조파 신호, 다시 말해 마스킹 값을 초과하는 고조파만을 인지할 수 있으므로, 각 고조파의 진폭과 각 고조파의 주파수에 대응하는 마스킹 값을 비교하고, 비교 결 과, 마스킹 값을 초과하는 고조파 신호를 저음 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호로 선별한다.
제 1008 단계에서 제 1006 단계에서 선별한 고조파 신호 중에서 미리 설정된 전체 왜곡의 값을 만족하는 고조파 신호만을 선별한다. 전체 왜곡의 값이 미리 설정되면, 수학식 1을 이용하여, 미리 설정된 전체 왜곡의 값을 초과하는 가장 작은 고조파의 차수를 산출할 수 있다. 산출한 고조파의 차수를 기준으로 산출한 고조파의 차수보다 저차의 고조파 신호들은 미리 설정한 전체 왜곡의 값을 만족하는 고조파 신호로 선별하고, 선별된 고조파 신호를 저음 신호를 보강하는데 이용되는 고조파 신호로 판별한다.
다시 도 8을 참조하면, 제 808 단계에서 제 804 단계에서 생성한 고조파 신호 중에서 제 806 단계에서 저음 신호를 보강하는데 이용되는 것으로 선별한 고조파 신호를 제외한 고조파 신호의 진폭을 "0"으로 조절한다. 또는 제 1008 단계에서 저음 신호를 보강하는데 이용되는 것으로 선별한 고조파 신호를 제외한 고조파 신호의 진폭을 "0"으로 조절한다. 이와 같이, 청각에 인지되지 않은 고조파 신호의 진폭을 "0"으로 조절함으로써, 저음 신호를 보강하는 경우, 청각에 인지되지 않는 고조파 신호를 배제시키게 된다. 이는 고조파 신호를 통해 기본 주파수의 신호를 인지하는 것이 가능한 반면에, 고조파 신호의 성분이 많으면, 전체 왜곡의 값이 증가되어 음질이 나빠지는 원리를 이용한 것이다. 즉, 청각에 인지되지 않은 신호를 제외한 고조파 신호만으로 기본 주파수의 신호를 인지하면 음질을 개선시킬 수 있게 된다. 또한, 미리 설정된 전체 왜곡의 값을 만족하는 고조파 신호만을 이용하여 저음 신호를 보강 처리하므로, 청취자가 원하는 수준의 음질로 청취할 수 있게 된다.
제 810 단계에서 제 808 단계에서 진폭이 조절된 고조파 신호들을 입력된 신호와 합성하여 출력한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
또한 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 씨디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의한 청각 특성을 이용한 음향 신호 보강 처리 방법 및 장치에 따르면, 첫 번째로 소정의 음향 신호의 주파수를 기초로 복수개의 고조파를 생성한 후, 생성된 고조파 신호들 중에서 소정의 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별한 후, 생성된 고조파 신호들 중에서 선별된 고조파 신호를 제외한 나머지 고조파 신호들을 출력함으로써, 마이크로 스피커와 같이 작은 스피커를 통해서도 마이크로 스피커의 구조를 변경하지 않고도, 전체 왜곡의 값이 낮은 음질이 개선된 저음 신호를 청취할 수 있다. 두 번째로 소정의 음향 신호의 주파수를 기초로 복수개의 고조파를 생성한 후, 생성된 고조파 신호들 중에서 소정의 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하지 않는 고조파 신호들을 선별한 후, 선별된 고조파 신호들의 차수를 증가시키면서 계산한 조화 왜곡 값이 미리 설정된 조화 왜곡 값을 초과하면, 초과하는 고조파 신호의 최저 차수를 제한 고조파 차수로 결정하고, 선별된 고조파 신호 중에서 결정된 차수 이하의 고조파 신호들만을 출력함으로써, 마이크로 스피커와 같이 작은 스피커를 통해서도 마이크로 스피커의 구조를 변경하지 않고도, 청취자가 원하는 수준의 음질로 저음 신호를 청취할 수 있다.

Claims (24)

  1. (a) 일반적인 음향 신호의 주파수를 기초로 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 단계;
    (b) 상기 생성된 고조파 신호들 중에서 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별하는 단계; 및
    (c) 상기 생성된 고조파 신호들 중에서 상기 선별된 고조파 신호들을 제외한 나머지 고조파 신호들을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 음향 신호는 입력 신호에 대해 상기 고조파 신호들을 출력하는 스피커의 최저 재생 주파수를 초과하지 않는 주파수의 신호를 필터링하여 생성된 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고조파 신호들은 상기 고조파 신호들을 출력하는 스피커의 최저 재생 주파수보다 큰 주파수의 신호들인 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 (a) 단계는
    상기 음향 신호의 주파수를 기초로 고조파의 차수에 비례하여 고조파의 진폭이 감쇠되도록 진폭을 변조하여 상기 고조파 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 방법.
  6. (a) 일반적인 음향 신호의 주파수를 기초로 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 단계;
    (b) 상기 생성된 고조파 신호들 중에서 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하지 않는 고조파 신호들을 선별하는 단계;
    (c) 상기 선별된 고조파 신호들의 차수를 증가시키면서 계산한 조화 왜곡 값이 미리 설정된 조화 왜곡 값을 초과하면, 초과하는 고조파 신호의 최저 차수를 제한 고조파 차수로 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 선별된 고조파 신호 중에서 상기 결정된 제한 고조파 차수 이하의 고조파 신호들을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 음향 신호는 입력 신호에 대해 상기 고조파 신호들을 출력하는 스피커의 최저 재생 주파수를 초과하지 않는 주파수의 신호를 필터링하여 생성된 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 고조파 신호들은 상기 고조파 신호들을 출력하는 스피커의 최저 재생 주파수보다 큰 주파수의 신호들인 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 (a) 단계는
    상기 음향 신호의 주파수를 기초로 고조파의 차수에 비례하여 진폭이 감쇠되도록 고조파의 진폭을 변조하여 상기 고조파 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 방법.
  11. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 6항 및 제 8 항 내지 제 10 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  12. 일반적인 음향 신호의 주파수를 주파수를 기초로 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 고조파 생성부;
    상기 생성된 고조파 신호들 중에서 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하지 않는 고조파 신호들을 선별하는 고조파 선별부; 및
    상기 고조파 선별부에서 선별한 고조파 신호들을 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 고조파 선별부는
    상기 생성된 고조파 신호들 중에서 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호를 기준으로 마스킹되는 값을 주파수별로 저장하는 저장부; 및
    상기 생성된 고조파 신호들과 상기 저장부에 저장된 마스킹 값을 주파수별로 대응하여 각각 비교하는 비교부를 포함하고,
    상기 비교 결과 상기 저장부에 저장된 마스킹 값을 초과하는 고조파 신호들을 상기 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하지 않는 고조파 신호들로 선별하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 고조파 선별부는
    상기 비교 결과 상기 저장부에 저장된 마스킹 값을 초과하는 고조파 신호들의 차수를 증가시키면서 계산한 조화 왜곡 값이 미리 설정된 조화 왜곡 값을 초과하면, 초과하는 고조파 신호의 최저 차수를 제한 고조파 차수로 결정하는 고조파 차수 결정부를 더 포함하고,
    상기 비교 결과 상기 저장부에 저장된 마스킹 값을 초과하는 고조파 신호들 중에서 상기 고조파 차수 결정부에서 결정한 차수 이하의 고조파 신호들을 상기 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하지 않는 고조파 신호들로 선별하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 고조파 신호들을 출력하는 스피커의 최저 재생 주파수를 차단 주파수로 설정하여, 입력 신호에 대해 저대역 필터링을 수행하는 저역 필터를 더 포함하고,
    상기 고조파 생성부는 상기 저역 필터에 의해 필터링된 신호의 주파수를 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 고조파 생성부는
    상기 고조파 신호들을 출력하는 스피커의 최저 재생 주파수보다 주파수가 큰 고조파 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 고조파 생성부는
    저역 필터에 의해 필터링된 신호의 주파수를 기초로 고조파의 차수에 비례하여 고조파의 진폭이 감쇠되도록 진폭을 변조하여 상기 고조파 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  19. 일반적인 소정의 음향 신호의 주파수를 기초로 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 고조파 생성부;
    상기 생성된 고조파 신호들 중에서 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호의 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호들을 선별하는 고조파 선별부;
    상기 고조파 선별부에서 선별한 고조파 신호들의 진폭의 크기를 "0"으로 조절하는 진폭 조절기; 및
    상기 고조파 생성부에서 생성된 고조파 신호들을 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  20. 삭제
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 고조파 선별부는
    상기 생성된 고조파 신호들 중에서 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호를 기준으로 마스킹되는 값을 주파수별로 저장하는 저장부; 및
    상기 생성된 고조파 신호들과 상기 저장부에 저장된 마스킹 값을 주파수별로 대응하여 각각 비교하는 비교부를 포함하고,
    상기 비교 결과 상기 저장부에 저장된 마스킹 값을 초과하지 않는 고조파 신호들을 상기 가장 큰 진폭을 갖는 고조파 신호에 의해 마스킹된 영역에 존재하는 고조파 신호로 선별하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 고조파 신호들을 출력하는 스피커의 최저 재생 주파수를 차단 주파수로 설정하여, 입력 신호에 대해 저대역 필터링을 수행하는 저역 필터를 더 포함하고,
    상기 고조파 생성부는 상기 저역 필터에 의해 필터링된 신호의 주파수를 기초로 복수개의 고조파 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  23. 제 19 항에 있어서, 상기 고조파 생성부는
    상기 고조파 신호들을 출력하는 스피커의 최저 재생 주파수보다 주파수가 큰 고조파 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
  24. 제 19 항에 있어서, 상기 고조파 생성부는
    저역 필터에 의해 필터링된 음향 신호의 주파수를 기초로 고조파의 차수에 비례하여 고조파의 진폭이 감쇠되도록 진폭을 변조하여 상기 고조파 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 보강 처리 장치.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5018339B2 (ja) * 2007-08-23 2012-09-05 ソニー株式会社 信号処理装置、信号処理方法、プログラム
US8321209B2 (en) 2009-11-10 2012-11-27 Research In Motion Limited System and method for low overhead frequency domain voice authentication
KR101613684B1 (ko) * 2009-12-09 2016-04-19 삼성전자주식회사 음향 신호 보강 처리 장치 및 방법
KR101636801B1 (ko) * 2010-01-15 2016-07-06 삼성전자주식회사 어레이 스피커를 이용하여 음원을 포커싱하는 음원 포커싱장치 및 방법
US20110235815A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Method and arrangement for audio signal processing
JP2013073230A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Renesas Electronics Corp オーディオ符号化装置
US9236842B2 (en) * 2011-12-27 2016-01-12 Dts Llc Bass enhancement system
US20150146890A1 (en) 2012-05-29 2015-05-28 Creative Technology Ltd Adaptive bass processing system
US9247342B2 (en) 2013-05-14 2016-01-26 James J. Croft, III Loudspeaker enclosure system with signal processor for enhanced perception of low frequency output
US9713728B2 (en) 2013-10-29 2017-07-25 Physio-Control, Inc. Variable sound system for medical devices
EP3453187B1 (en) 2016-05-25 2020-05-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Audio signal processing stage, audio signal processing apparatus and audio signal processing method
WO2018075967A1 (en) 2016-10-21 2018-04-26 Dts, Inc. Distortion sensing, prevention, and distortion-aware bass enhancement
US10382857B1 (en) 2018-03-28 2019-08-13 Apple Inc. Automatic level control for psychoacoustic bass enhancement
US10524052B2 (en) 2018-05-04 2019-12-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Dominant sub-band determination

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5930373A (en) 1997-04-04 1999-07-27 K.S. Waves Ltd. Method and system for enhancing quality of sound signal
WO2000014998A1 (en) 1998-09-08 2000-03-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Means for bass enhancement in an audio system
WO2005055645A1 (en) 2003-12-01 2005-06-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Selective audio signal enhancement
KR20060083318A (ko) * 2005-01-14 2006-07-20 삼성전자주식회사 오디오 신호의 저음역 강화 방법 및 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3137805B2 (ja) * 1993-05-21 2001-02-26 三菱電機株式会社 音声符号化装置、音声復号化装置、音声後処理装置及びこれらの方法
JPH08237800A (ja) * 1995-02-27 1996-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 低音増強回路
US6067511A (en) * 1998-07-13 2000-05-23 Lockheed Martin Corp. LPC speech synthesis using harmonic excitation generator with phase modulator for voiced speech
US6285767B1 (en) 1998-09-04 2001-09-04 Srs Labs, Inc. Low-frequency audio enhancement system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5930373A (en) 1997-04-04 1999-07-27 K.S. Waves Ltd. Method and system for enhancing quality of sound signal
WO2000014998A1 (en) 1998-09-08 2000-03-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Means for bass enhancement in an audio system
WO2005055645A1 (en) 2003-12-01 2005-06-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Selective audio signal enhancement
KR20060083318A (ko) * 2005-01-14 2006-07-20 삼성전자주식회사 오디오 신호의 저음역 강화 방법 및 장치

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