KR101283525B1 - 오디오 채널 변환 - Google Patents

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디르크 예이. 브리바르트
에릭 게. 페. 슈이제르스
하이코 프르나겐
칼 예이. 뢰덴
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돌비 인터네셔널 에이비
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

제 1 수(M)의 입력 오디오 채널을 더 큰 제 2 수(N)의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스(1)로서, 상기 디바이스는, 입력 오디오 채널로부터 역 상관 관계된 보조 채널의 세트를 발생시키기 위한 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛(3)과; 채널들을 출력 오디오 채널에 결합하는 적어도 하나의 업믹스 유닛(4)과; 입력 오디오 채널을 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛(3)에 공급하기 전에 상기 입력 오디오 채널을 전-처리하기 위한 적어도 전-처리 유닛(2)을 포함한다. 전-처리 유닛(2) 및 업믹스 유닛(4)은 오디오 파라미터에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

Description

오디오 채널 변환 {AUDIO CHANNEL CONVERSION}
본 발명은 오디오 채널 변환에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 비디오 채널로 변환하는 디바이스 및 방법에 관한 것으로, 상기 제 1 수는 제 2 수보다 더 적다.
오디오 채널의 수를 다른 더 큰 수의 오디오 채널로 변환하는 것은 잘 알려져 있다. 이것은 다양한 이유로 인해 이루어질 수 있다. 제 1 이유는 새로운 포맷으로의 변환이다. 스테레오 리코딩은 예를 들어 2개의 채널만을 가지는 반면, 현대의 오디오 시스템은 일반적으로 대중적인 "5.1" 시스템에서와 같이 5개 또는 6개의 채널을 갖는다. 따라서, 2개의 스테레오 채널은 개선된 오디오 시스템의 장점을 전부 얻기 위해 5개 또는 6개 채널로 변환되어야 한다. 제 2 이유는 코딩 효율이다. 스테레오 오디오 신호가 오디오 신호의 공간 특성을 나타내는 파라미터 비트 스트림과 결합된 단일 채널 오디오 신호로서 인코딩될 수 있다는 것을 알게되었다. 디코더는 매우 상당한 정확도로 스테레오 오디오 신호를 재생할 수 있다. 이러한 방식으로, 상당한 비트율 절감이 얻어질 수 있다.
오디오 신호의 공간 특성을 나타내는 여러 파라미터가 있다. 이들 파라미터 중 하나는 내부-채널 교차-상관 관계, 예를 들어 스테레오 신호에서 L 채널과 R 채널 사이의 교차-상관 관계이다. 다른 파라미터는 채널의 전력비이다. 소위 파라미터 공간 오디오 (인)코더에서, 이들 및 다른 파라미터는, 감소된 수의 채널, 예를 들어 하나의 채널에 대해 원래 오디오 신호의 공간 특성을 나타내는 파라미터 세트를 더한 것을 갖는 오디오 신호를 생성하도록 원래 오디오 신호로부터 추출된다. 소위 파라미터 공간 오디오 디코더에서, 원래 오디오 신호는 실질적으로 재구성된다.
파라미터 공간 오디오 디코더는 일반적으로 각 입력 오디오 채널의 역 상관 관계된(decorrelated) 보조 채널의 세트를 발생시키기 위한 다수의 역 상관 관계 필터를 포함한다. 이들 역 상관 관계된 보조 채널은 이 때 원하는 상관 관계, 즉 원래 오디오 신호에 대응하는 상관 관계를 갖는 출력 채널을 발생시키기 위해 소위 업믹스(upmix) 유닛에서 원래 입력 채널과 결합된다. 상관 관계를 설정하는 것 외에도, 업믹스 유닛은 일반적으로 또한 오디오 채널의 전력비를 설정하고 및/또는 다른 채널에 기초하여 오디오 채널을 예측하는 것과 같은 다른 신호 처리 단계를 수행한다.
본 발명자는, 역 상관 관계 필터가 오디오 신호의 시간 지연 및 시간 "스미어링(smearing)"을 초래하여, 그 결과 신호 부분(예를 들어 시간 프레임에 포함된 신호)과 대응하는 파라미터 사이의 시간 불일치가 있을 수 있으며, 신호 부분이 지연될 때, 파라미터는 다른 신호 부분에 적용될 수 있어서, 신호의 왜곡을 초래한다는 것을 알게 되었다. 이것은 명백히 바람직하지 못하다. 그러나, 디코더로부터 역 상관 관계 유닛을 제거하는 것은 가능하지 않은데, 왜냐하면 이러한 처리가 정확한 채널간 상관 관계를 갖는 오디오 채널을 제공할 수 없기 때문이다.
본 발명의 목적은, 종래 기술의 이들 및 다른 문제를 해결하고, 역 상관 관계 필터의 악영향이 크게 감소되거나 심지어 제거되는 오디오 신호의 오디오 채널의 수를 변환시키는 디바이스 및 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스를 제공하며, 여기서 제 1 수는 제 2 수보다 더 작고, 상기 디바이스는,
- 입력 오디오 채널로부터 역 상관 관계된 보조 채널의 세트를 발생시키는 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛으로서, 상기 역 상관 관계된 보조 채널의 세트는 하나 이상의 역 상관 관계된 보조 채널을 포함하는, 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛과,
- 채널들을 출력 오디오 채널에 결합하는 적어도 하나의 업믹스 유닛으로서, 상기 적어도 하나의 업믹스 유닛은 시변 채널간 교차 상관 관계 파라미터에 기초하여 입력 오디오 채널 또는 전-처리된 입력 오디오 채널 및 역 상관 관계된 보조 채널을 결합하도록 동작하는, 적어도 하나의 업믹스 유닛을 포함하며,
상기 디바이스는,
- 입력 오디오 채널을 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛에 공급하기 전에 입력 오디오 채널을 전-처리하기 위한 적어도 하나의 전-처리 유닛으로서, 상기 적어도 하나의 전-처리 유닛은 상관 관계의 설정 이외에 시변 신호 처리를 수행하도록 동작하는, 적어도 하나의 전-처리 유닛을 더 포함한다.
역 상관 관계 유닛에 의한 처리 이전에 입력 오디오 채널을 전-처리하기 위한 전-처리 유닛을 제공함으로써, 오디오 채널은, 임의의 지연 또는 "스미어링"이 역 상관 관계 유닛에 의해 초래되기 전에 (전-) 처리될 수 있다. 그 결과, 올바른 파라미터가 이러한 처리에 사용되고, 신호 부분 및 파라미터들의 임의의 오정렬이 회피된다.
적어도 하나의 전-처리 유닛은, 입력 오디오 채널이 역 상관 관계 유닛(들)에 공급되기 전에 전-처리가 발생하도록 배열된다. 따라서, 전-처리 유닛은 디바이스의 입력 단자와 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛 사이에 배열된다.
단일 입력 오디오 채널로부터 유도된 보조 채널의 세트는 1, 2, 3 또는 그 이상의 채널로 구성될 수 있다. 보조 채널은 또한 중간 채널로부터 유도될 수 있다. 중간 채널은 역 상관 관계 이외의 신호 처리, 예를 들어 본 발명의 전-처리 유닛에서 수행되는 예측에 의해, 입력 오디오 채널로부터 유도될 수 있다.
업믹스 유닛(들)은 알려진 방식으로 입력 오디오 채널(또는 채널들), 역 상관 관계된 보조 채널(또는 채널들) 및/또는 임의의 중간 채널을 결합할 수 있다. 결합(즉, 믹싱) 외에도, 업믹스 유닛은 또한 스케일링(scaling)을 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따라, 결합 이외에 보조 채널 및 입력 오디오 채널의 처리는 전-처리 유닛에서 주로 또는 전적으로 수행된다.
전-처리 유닛(들) 및/또는 업믹스 유닛(들)은 오디오 파라미터에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 그러므로, 이들 유닛은 이들 유닛에 의해 제어되도록 설계된다. 이것은 더 큰 융통성을 제공하고, 전-처리 특성 및/또는 업믹스 특성이 변경되도록 한다.
따라서, 전-처리 유닛은 시변 전-처리를 위해 배열되는 것이 바람직하다. 즉, 전-처리 유닛에 의해 수행된 처리는 시간에 따라 변한다. 더 구체적으로, 이러한 처리는 시변 신호 파라미터에 의해 결정된다. 업믹스 유닛은 또한 시변 역 상관 관계와 같이 시변 처리를 위해 배열되는 것이 바람직하다. 이에 반해, 역 상관 관계 유닛은 시간-불변 역 상관 관계를 위해 배열되는 것이 바람직하다.
전-처리 유닛(들)은 오디오 채널 및/또는 예측의 전력비를 설정하기 위해 유리하게 배열될 수 있다. 이러한 예측은 다른 채널의 특성 및 예측 파라미터에 기초하여 특정 오디오 채널의 신호를 예측하는 것을 수반한다.
오디오 채널의 상관 관계의 설정이 역 상관 관계 유닛 이후에, 즉 종래의 업믹스 유닛에 의해 수행되어야 한다는 것이 주지된다. 그러나, 모든 다른 신호 처리는 전-처리 유닛에서 발생할 수 있다.
본 발명은 또한 전술한 디바이스를 포함하는 오디오 시스템을 제공한다. 오디오 시스템은 하나 이상의 오디오 소스, 증폭기 및 스피커 유닛 또는 이들의 등가물을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 추가로 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 방법을 제공하며, 여기서 제 1 수는 제 2 수보다 더 작고, 상기 방법은,
- 입력 오디오 채널로부터 역 상관 관계된 보조 채널의 세트를 발생시키는 단계로서, 상기 역 상관 관계된 보조 채널의 세트는 하나 이상의 역 상관 관계된 보조 채널을 포함하는, 발생 단계와,
- 채널들을 출력 오디오 채널에 결합하는 단계로서, 상기 결합 단계는 시변 내부-채널 교차 상관 관계 파라미터에 기초하여 입력 오디오 채널 또는 전-처리된 입력 오디오 채널 및 역 상관 관계된 보조 채널을 결합하는 단계를 포함하는, 결합 단계를 포함하며,
상기 방법은,
- 입력 오디오 채널로부터 역 상관 관계된 보조 채널의 세트를 발생시키는 단계 이전에 상기 입력 오디오 채널을 전-처리하는 단계로서, 상기 전-처리 단계는 상관 관계의 설정 이외에 시변 신호 처리를 수행하는 단계를 포함하는, 전-처리 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 오디오 파라미터는 결합 단계 및 전-처리 단계를 제어하는데 사용된다.
본 발명은 전술한 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 제품을 더 제공한다. 컴퓨터 프로그램 제품은 CD 또는 DVD와 같은 데이터 캐리어에 저장된 컴퓨터 실행가능 지령의 세트를 포함할 수 있다. 프로그래밍가능 컴퓨터가 전술한 방법을 수행하도록 하는 컴퓨터 실행가능 지령의 세트는 또한 예를 들어 인터넷을 통해 원격 서버로부터 다운로딩하기 위해 이용가능할 수 있다.
본 발명은 첨부 도면에 예시된 실시예를 참조하여 아래에 더 설명될 것이다.
본 발명은, 역 상관 관계 필터의 악영향이 크게 감소되거나 심지어 제거되는 오디오 신호의 오디오 채널의 수를 변환시키는 디바이스 및 방법을 제공한다.
도 1은 종래 기술에 따른 채널 변환 디바이스를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 채널 변환 디바이스의 제 1 실시예를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 채널 변환 디바이스의 제 2 실시예를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 채널 변환 디바이스의 제 3 실시예를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 채널 변환 디바이스의 제 4 실시예를 도시한 개략도.
도 6은 본 발명에 따른 오디오 시스템을 도시한 개략도.
도 1에 도시된 종래 기술의 디바이스(1')는 역 상관 관계 유닛 어레이(3) 및 업믹스 유닛(4)을 포함한다. 상기 디바이스는 업믹스 유닛(4)에 모두 결합된 M개의 입력(5) 및 N개의 출력(6)을 갖는다. 각 입력(5)은 함께 다중-채널 오디오 신호를 구성하는 오디오 채널 세트 중 하나의 오디오 채널을 수신한다.
출력 채널{N개의 출력(6)}의 수는 입력 채널{M개의 입력(5)}의 수보다 크다. 예시적인 값은 스테레오 오디오 신호가 5.1 오디오 신호로 변환될 때 N=6 및 M=2이고, 또는 M 및 N의 다른 값도 또한 가능하지만, 스테레오 신호가 모노 신호에 추가 정보를 더한 것으로서 인코딩될 때 N=2 및 M=1이다. 일반적으로 출력 채널은 업믹스 유닛(4)에 공급된 파라미터에 의해 한정된 (상호) 상관 관계를 갖는다. 원하는 상관 관계를 갖는 출력 채널을 발생시키기 위해, 상호 상관 관계되지 않은 채널의 세트는 입력 채널로부터 유도된다. 이 때문에, 역 상관 관계 유닛(3)은 각 입력(5)에 연결되어, 상관 관계되지 않은 입력 채널의 세트를 발생시킨다. 종래 기술에 잘 알려진 역 상관 관계 필터의 실제 수는 변할 수 있고, 도면에 도시된 수에 한정되지 않는다.
일반적으로 역 상관 관계 유닛(31,...,39)은 모든-통과 특성을 갖는 필터를 포함한다. 그러한 필터는 실질적으로 오디오 신호의 스펙트럼 엔벨로프(spectral envelope)를 유지한다. 그러나, 모든-통과 특성은 시간 지연을 초래하는 단점을 갖는다. 더욱이, 이들 특성은 입력 신호의 "스미어링"을 종종 야기하는데, 즉 역 상관 관계된 신호의 시간 엔벨로프는 원래 신호의 시간 엔벨로프보다 덜 잘 한정된다. 시간 지연 및 "스미어링" 모두는 오디오 신호와 대응하는 파라미터 사이의 불일치를 초래한다: 몇몇 신호 부분(즉, 역 상관 관계 필터에 의해 발생된 신호의 시간 세그머트)은 대응하는 파라미터보다 나중에 업믹스 유닛에 도달한다. 그 결과, 잘못된 파라미터가 이들 신호 부분에 적용되고, 오디오 신호는 부정확하게 처리되어, 인식가능한 신호 왜곡, 예를 들어 크로스토크를 초래한다. 이것이 상당히 바람직하지 못하다는 것이 이해될 것이다.
파라미터가 파라미터 및 신호의 타이밍에 더 잘 매칭하도록 지연될 수 있다(예를 들어 지연 유닛임)는 것이 주지된다. 그러나, 업믹스 유닛(4)은 또한 지연되지 않는 역 상관 관계되지 않은 입력 신호를 수신한다. 더욱이, "스미어링"은 주파수-종속될 수 있다. 그 결과, 파라미터와 대응하는 신호 부분을 매칭하는 것은 어렵다.
본 발명은 역 상관 관계 이전에 오디오 신호를 처리함으로써 이러한 문제를 해결한다. 즉, 신호 처리의 상당 부분은 오디오 신호가 역 상관 관계 필터에 공급되기 전에 수행된다. 이러한 방식으로, 역 상관 관계 필터에 의해 야기된 잘못된 매치를 크게 피하게 된다.
도 2에서 단지 한정되지 않은 예로서 도시된 본 발명에 따른 디바이스(1)는 역 상관 관계 필터(31,...)의 어레이(3) 및 업믹스 유닛(4)을 또한 포함한다. 그러나, 도 1의 종래 기술의 디바이스(1')와 달리, 본 발명의 디바이스(1)는 역 상관 관계 이전에 오디오 신호를 전-처리하기 위한 전-처리 유닛(2)을 더 포함한다.
전-처리 유닛(2)은 M개의 입력(5)을 통해 오디오 신호의 M개의 입력 채널을 수신한다. 유닛(2)은 또한 오디오 신호에 관련된 파라미터를 수신하는데, 이 파라미터는 원하는 신호 특성을 나타낸다. 이들 파라미터를 이용하여, 전-처리 유닛(2)은, 오디오 채널의 전력비를 조정하는 것과, 다른 오디오 채널에 기초하여 몇몇 오디오 채널을 예측하는 것과 같은 신호 처리를 수행한다. 그 결과, 전력비 조정 및 예측은 역 상관 관계 필터(3)에 의해 영향을 받지 않고 수행되고, 이들 동작에 관련되는 오디오 신호와 파라미터 사이의 어떠한 시간 불일치도 피하게 된다.
모든 신호 처리가 전-처리 유닛에 의해 수행될 수 있는 것이 아니라는 것이 이해될 것이다. 오디오 채널의 원하는 상관 관계의 설정은 일반적으로 역 상관 관계 필터(3)에 의해 발생된 상관 관계되지 않은 채널의 이용가능성을 필요로 한다. 따라서, 상관 관계의 설정은 업믹스 유닛(4)에 의해 수행된다. 더욱이, 추가 신호 조정은 오디오 채널의 전력 레벨의 추가 조정과 같이 업믹스 유닛(4)에 의해 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전력 조정은 전-처리 유닛(2) 및 업믹스 유닛(4) 모두에서 수행될 수 있지만, 이들 유닛 중 하나에서만 이러한 동작을 수행하는 것도 가능하다.
본 발명의 추가 장점은, 유닛(2 및 4) 중 어떤 것이 특정 신호 처리 동작을 수행하는데 가장 적합한지를 선택할 수 있을 수 있다는 것이다. 단일 유닛(4) 대신에, 2개의 유닛(2 및 4)을 제공함으로써, 더 큰 설계 융통성이 달성되고, 역 상관 관계 유닛의 불리한 영향은 가능한 한 더 크게 피하게 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 전-처리 유닛(2) 및 업믹스 유닛(4)은 모두 시변이다: 그 신호 처리 특성은 시간에 따라 변할 수 있는 신호 파라미터에 의해 제어된다. 그러나, 역 상관 관계 필터(3)는 시간-불변인 것이 바람직하다: 그 특성은 시간-종속적이지 않고, 시간에 따라 변하는 신호 파라미터에 의해 제어되지 않는 것이 바람직하다. 전-처리 유닛(2) 또는 업믹스 유닛(4) 중 하나가 시간-불변인 실시예가 구상될 수 있다.
추가로 유리한 실시예에서, 전-처리 유닛(2) 및/또는 업믹스 유닛(4)에 의해 수행된 처리는 주파수-종속적이다: 이들 유닛의 신호 처리 특성은 주파수에 따라 변하는 파라미터에 의해 제어될 수 있다.
전술한 바와 같이, 출력 채널의 수(N)는 입력 채널의 수(M)보다 크다. 예를 들어, 2개의 입력 채널 및 5개 또는 6개의 출력 채널이 있을 수 있거나, 단일 입력 채널 및 2개 이상의 출력 채널이 있을 수 있지만, 다른 조합도 가능하다.
출력 채널(6)의 수가 입력 채널(5)의 수와 같을 수 있는데(즉, M=N), 이 경우에 본 발명의 디바이스는 오디오 채널의 리믹스를 제공한다. 이것은 특정 신호 특성을 조정하고 오디오 신호를 개선시키는데 유용할 수 있다.
오디오 신호가 연속 시간 세그먼트에 포함된 일련의 신호 부분에 의해 구성될 수 있다는 것이 주지된다. 그러한 시간 세그먼트는 시간 프레임, 또는 시간-한정된 신호 부분을 한정하는 다른 유닛일 수 있다. 역 상관 관계 유닛으로 인해, 시간 세그먼트와 대응하는 파라미터 사이의 동기는 손실될 수 있다. 이 문제는 본 발명에 의해 해결된다.
본 발명의 디바이스의 단지 예시적인 실시예는 도 3에 더 구체적으로 도시된다. 도 3의 디바이스(1)는 단일 채널 오디오 입력 신호(M=1)를 수신한다. 도 3의 예시적인 실시예에서, 전-처리 유닛(2)은, 각 이득(G2 및 G3)을 갖는 2개의 이득 유닛(22 및 23)을 포함한다. 이득 유닛(22 및 23)은, 이들 보조 채널이 역 상관 관계 유닛의 세트(어레이)(3)의 각 역 상관 관계 유닛(31, 32, 33)에 의해 역 상관 관계되기 전에 오디오 보조 채널의 레벨을 설정한다. 각 역 상관 관계 유닛(31,32, 33)은 각 전달 함수(H1, H2, H3)를 갖고, 각 역 상관 관계된 보조 채널(S1, S2, S3)을 발생시킨다.
이득(G1)을 갖는 (제 1) 이득 유닛(21)은 입력 단자와 제 1 역 상관 관계 유닛(31) 사이에 추가될 수 있지만, 제 1 이득(G1)이 1인 경우에 도시된 실시예로부터 생략된다.
도시된 예에서, 업믹스 유닛(4)은, 4개의 출력 채널{Lf(좌측 전면), Ls(좌측 서라운드), Rf(우측 전면), Rs(우측 서라운드)}을 발생시키기 위해 입력 채널과 3개의 보조 채널을 혼합하는 3개의 믹싱 유닛(41, 42, 43)을 포함한다. 믹싱 유닛(41)은 (시간-종속) 파라미터{IID_lr(채널간 세기 차이 좌측-우측) 및 ICC_lr(채널간 교차-상관 관계 좌측-우측)}를 수신하고, 믹싱 유닛(42)은 (시간-종속) 파라미터{IID_l(채널간 세기 차이 좌측 전면-우측 서라운드) 및 ICC_l(채널간 교차-상관 관계 좌측 전면-우측 서라운드)}를 수신하는 반면, 믹싱 유닛(43)은 (시간-종속) 파라미터{IID_r(채널간 세기 차이 우측 전면-우측 서라운드) 및 ICC_r(채널간 교차-상관 관계 우측 전면-우측 서라운드)}를 수신한다.
전술한 파라미터는 일반적으로 원하는 출력 신호를 결정하기 위해 소위 믹싱 행렬(mixing matrix)에 사용된다. 예를 들어, 출력 신호{Rf(우측 전면) 및 Rs(우측 서라운드)}는 믹싱 유닛(43)의 믹싱 행렬(M)에 의해 결정될 수 있고;
Figure 112012058739425-pat00001
여기서, 행렬(M)은 계수(m11...m22)를 갖고, H3(G3.S)=S3은 역 상관 관계 유닛(33)의 출력 신호이다. 신호(Rf 및 Rs)의 정규화된 상관 관계 계수(ICC)는, 수학식 2로 주어진다:
Figure 112012058739425-pat00002
여기서 σx 2는 신호(x)의 전력이다. 세기 비율(IID)은 수학식 3에 주어진다:
Figure 112012058739425-pat00003
총 전력이 변경되지 않을 때, 다음 수학식 4가 따른다:
Figure 112012058739425-pat00004
추가 구속(m12=-m22)이 효과적이라는 것을 알게 된다. 즉, 양쪽 신호(Rf 및 Rs)에서의 중간 신호(보조 채널)(S3)의 전력은 동일하지만, 반대 부호(반-위상)를 갖는다. m12=-m22이면, 인자(m12 및 m22)는 예를 들어 이득 유닛(23)으로의 역 상관 관계기 유닛(33)의 상류로 이동될 수 있어서, 역 상관 관계 이전에 처리를 허용한다. 수학식 1은 다음과 같이 다시 쓰여질 수 있다:
(수학식 1')
Figure 112012058739425-pat00005
수학식 1'는 파라미터(c)를 이용하여 일반화될 수 있다:
(수학식 1")
Figure 112012058739425-pat00006
c=1이 대해, 역 상관 관계기 신호 경로의 모든 시변 처리는 역 상관 관계기의 상류에서 수행되는 반면, c=G3.m12에 대해, 역 상관 관계기 신호 경로의 모든 시변 처리는 역 상관 관계기의 하류에서 수행된다. 본 발명에 따라, 파라미터(c)는 대략 또는 실질적으로 1인 값을 갖는 것이 바람직하다.
전술한 예시적인 실시예에서, 업믹스 유닛(4)은 4개의 출력 채널의 교차-상관 관계 및 세기 차이 모두를 설정한다. 즉, 물론 본질적이지 않고 몇몇 실시예에서, 채널간 세기는 전-처리 유닛(2)에서 설정될 수 있다. 이것은 예를 들어 입력 신호(S)를 직접 이용하여 전-처리 유닛(2)에서 모든 믹싱 동작을 수행함으로써 달성될 수 있다.
도 3에서, 본 발명에 따라 전-처리 동작이 이득(즉, 전력) 조정이 도시된 예에서 수행된다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스(1)의 다른 예는 도 4에 도시되며, 도 4에서는 2개의 입력 오디오 채널(L0 및 R0)로 구성된 오디오 신호는 5개의 출력 오디오 채널{Lf, Ls, C(센터), Rf 및 Rs}로 구성된 오디오 신호로 변환된다. 전-처리 유닛(2)은 (시간-종속) 신호 파라미터(c_1 및 c_2)를 수신하는 단일 믹싱 유닛(25)을 포함한다. 파라미터(c_1 및 c_2)는 입력 신호(L0 및 R0)에 기초하여 믹싱 유닛(25)에 의해 출력된 중간 신호(L, C 및 R)를 예측하기 위한 예측 파라미터이다. 역 상관 관계 유닛(31 및 32)은 중간 채널(L 및 R)의 상관 관계되지 않은 대향부(counterpart)를 발생시키고, 그런 후에 이것은 믹스 유닛(4)에 공급된다. 업믹스 유닛(4)의 믹싱 유닛(41 및 42)의 동작은 도 3의 실시예에서 믹싱 유닛(41-43)의 동작과 유사하다.
도 4에서 알 수 있듯이, 처리의 부분은 역 상관 관계 이전에 처리 유닛(4)에 의해 수행된다. 이것은, 특히 역 상관 관계기가 원래 파형을 왜곡하는 경향이 있어서 예측이 사용되고, 반면에 정확한 예측은 원래 파형이 변경되지 않는 것을 필요로 할 때 특히 유리하다. 그러므로, 역 상관 관계 이전에 수행된 예측은 더 우수한 결과를 초래한다. 단일 전-처리 유닛(2) 대신에, 그러한 2개 이상의 유닛이 존재할 수 있고, 예를 들어 하나의 전-처리 유닛은 예측 동작을 수행하고, 다른 전-처리 유닛은 믹싱 및/또는 스케일링 동작을 수행한다.
본 발명에 따른 예시적인 스테레오 디코더는 도 5에 도시된다. 도 5의 스테레오 디코더는 본질적으로 단일 입력(M=1) 및 2개의 출력(N=2)을 갖는 본 발명에 따른 디바이스(1)이다. 전-처리 유닛(2)은 스케일링 동작{이득(G)}을 수행하고, 2개의 중간 채널을 발생시키는데, 그 중 하나는 역 상관 관계 유닛(3){전달 함수(H)}에 의해 역 상관 관계된다. 업믹스 유닛(4)은 신호의 공간 배향을 회전시키도록 회전 동작(Rot)을 수행한다. 다중 채널 신호 회전이 종래 기술에 잘 알려져 있음이 주지된다. 신호 회전은 국제 특허 출원 WO 03/090206(출원인 관리 번호 PHNL020639EPP)에 더 구체적으로 기재되어 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 병합된다.
본 발명에 따른 오디오 시스템(10)은 도 6에 개략적으로 도시된다. 오디오 시스템(10)은 전술한 바와 같이 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환시키는 디바이스(1)를 포함하도록 도시된다.
따라서, 본 발명은 오디오 증폭기 및/또는 시스템에 사용될 수 있다. 그러한 오디오 시스템은 하나 이상의 오디오 소스, 증폭기 및 스피커 유닛 또는 그 등가물을 포함할 수 있다. 오디오 소스는 CD 플레이어, DVD 플레이어, MP3 또는 AAC 플레이어, 라디오 튜너, 하드 디스크, 및/또는 다른 소스를 포함할 수 있다. 오디오 시스템은 오락 센터 또는 컴퓨터 시스템에 병합될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 디바이스 및 방법 모두를 제공한다. 상기 방법 단계는 도 2에서 명백하고, 여기서 입력 오디오 채널을 역 상관 관계된 보조 채널 세트로 분해하는 단계 이전에 입력 오디오 채널을 전-처리하는 단계는 전-처리 유닛(2)에 의해 수행되고, 입력 오디오 채널을 역 상관 관계된 보조 채널 세트로 분해하는 단계는 역 상관 관계 유닛(31,32,..)의 어레이(3)에 의해 수행되고, 바람직하게는 역 상관 관계된 보조 채널을 입력 오디오 채널 및/또는 임의의 중간 채널과 결합하여, 출력 오디오 채널로 변환하는 단계는 업믹스 유닛(4)에 의해 수행된다.
본 발명은, 오디오 디코더에서의 역 상관 관계에 의해 야기된 시간 지연 및 가능한 "스미어링"이 신호 파라미터와 대응하는 신호 부분 사이의 시간 정렬 불일치를 야기할 수 있다는 관점에 기초한다. 본 발명은, 적어도 특정 신호 처리 동작에 대해, 이러한 불일치가 역 상관 관계 이전에 이러한 동작을 수행함으로써 제거될 수 있다는 추가 관점에서 이익을 얻는다.
본 명세서에 사용된 임의의 용어가 본 발명의 범주를 한정하도록 해석되지 않는다는 것이 주지된다. 특히, "포함하는"의 용어는 특히 언급되지 않은 임의의 요소를 배제하도록 의미하지 않는다. 단일(회로) 요소는 다수의 (회로) 요소 또는 그 등가물로 대체될 수 있다.
본 발명이 전술한 실시예에 한정되지 않고, 첨부 도면에 한정된 바와 같이 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고도 많은 변형 및 추가가 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 이해될 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 종래 기술의 이들 및 다른 문제를 해결하고, 역 상관 관계 필터의 악영향이 크게 감소되거나 심지어 제거되는 오디오 신호의 오디오 채널의 수를 변환시키는 디바이스 및 방법 등에 이용된다.

Claims (13)

  1. 제 1 수(M)의 입력 오디오 채널을 제 2 수(N)의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스(1)로서, 상기 제 1 수(M)는 상기 제 2 수(N)보다 더 작은, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스(1)에 있어서,
    - 입력 오디오 채널로부터 역 상관 관계된 보조 채널의 세트를 발생시키기 위한 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛(3)으로서, 상기 역 상관 관계된 보조 채널의 세트는 하나 이상의 역 상관 관계된 보조 채널을 포함하는, 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛(3)과;
    - 채널들을 출력 오디오 채널에 결합하는 적어도 하나의 업믹스 유닛(4)으로서, 상기 적어도 하나의 업믹스 유닛(4)은, 시변 채널간 교차 상관 관계 파라미터에 기초하여, 입력 오디오 채널 또는 전-처리된 입력 오디오 채널과 역 상관 관계된 보조 채널을 결합하도록 동작하는, 적어도 하나의 업믹스 유닛(4)을 포함하며,
    상기 디바이스는,
    - 입력 오디오 채널을 상기 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛(3)에 공급하기 전에 상기 입력 오디오 채널을 전-처리하기 위한 적어도 하나의 전-처리 유닛(2)으로서, 상기 적어도 하나의 전-처리 유닛(2)은 상관 관계의 설정이 아닌 시변 신호 처리를 수행하도록 동작하는, 적어도 하나의 전-처리 유닛(2)을
    더 포함하는, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전-처리 유닛(2) 및 상기 적어도 하나의 업믹스 유닛(4)은 오디오 파라미터에 의해 제어되는, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전-처리 유닛(2)은 시변(time-variant) 전-처리를 위해 배열되는, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 역 상관 관계 유닛(3)은 시간-불변 역 상관 관계를 위해 배열되는, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 업믹스 유닛(4)은 시변 역 상관 관계를 위해 배열되는, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전-처리 유닛(2)은 오디오 채널의 전력비의 설정 또는 예측을 위해 배열되는, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 수(M)는 1인, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 수(M)는 2인, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 디바이스.
  9. 제 1항에 따른 디바이스를 포함하는, 오디오 시스템(10).
  10. 제 1 수(M)의 입력 오디오 채널을 제 2 수(N)의 출력 오디오 채널로 변환하는 방법으로서, 상기 제 1 수(M)는 상기 제 2 수(N)보다 더 작은, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 방법에 있어서,
    - 입력 오디오 채널로부터 역 상관 관계된 보조 채널의 세트를 발생시키는 단계로서, 상기 역 상관 관계된 보조 채널의 세트는 하나 이상의 역 상관 관계된 보조 채널을 포함하는, 발생 단계와,
    - 채널들을 출력 오디오 채널에 결합하는 단계로서, 상기 결합 단계는, 시변 채널간 교차 상관 관계 파라미터에 기초하여, 입력 오디오 채널 또는 전-처리된 입력 오디오 채널과 역 상관 관계된 보조 채널을 결합하는 단계를 포함하는, 결합 단계를 포함하며,
    상기 방법은,
    - 입력 오디오 채널로부터 역 상관 관계된 보조 채널의 세트를 발생시키는 단계 전에, 입력 오디오 채널을 전-처리하는 단계로서, 상기 전-처리 단계는 상관 관계의 설정이 아닌 시변 신호 처리를 수행하는 단계를 포함하는, 전-처리 단계를 더 포함하는, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 오디오 파라미터는 상기 결합 단계 및 전-처리 단계에서 사용되는, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 전-처리 단계는 오디오 채널의 전력비의 설정 또는 예측의 하위-단계를 포함하는, 제 1 수의 입력 오디오 채널을 제 2 수의 출력 오디오 채널로 변환하는 방법.
  13. 제 10항에 따른 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 매체.
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