KR101297300B1 - 스피커 어레이를 이용한 프론트 서라운드 재생 시스템 및그 신호 재생 방법 - Google Patents

스피커 어레이를 이용한 프론트 서라운드 재생 시스템 및그 신호 재생 방법 Download PDF

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Abstract

불연속적인 2개 이상의 평면 또는 하나의 곡면의 기하학적 배치로 이루어진 스피커 어레이를 이용하여 빔 조향 성능을 향상시키는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템 및 그 신호 재생 방법이 개시되어 있다. 본 발명은 복수개의 스피커들을 이용하여 다 채널 오디오 신호를 재생하는 오디오 재생 장치에 있어서, 다 채널의 오디오 신호를 복제하여 적어도 한 개의 스피커 어레이 그룹에 대응하는 적어도 한 개 그룹의 다 채널 신호로 분배하는 신호 분배부, 신호 분배부에서 분배된 적어도 한 개 그룹의 다채널 신호들을 각 스피커 어레이 그룹에 대해 미리 결정된 조향각으로 사운드 빔들을 형성하는 조향 처리부, 적어도 한 개의 스피커 어레이 그룹을 갖고 상기 조향 처리부에서 형성된 각 그룹의 사운드 빔을 해당 스피커 어레이 그룹에서 재생하는 스피커 어레이 유니트를 포함한다.

Description

스피커 어레이를 이용한 프론트 서라운드 재생 시스템 및 그 신호 재생 방법{Front Surround system and method for processing signal using speaker array}
도 1은 종래의 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템의 스피커 전면부를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 프론트 서라운드 시스템에서 2개의 스피커 어레이 그룹을 배치하는 일실시예이다.
도 3은 본 발명에 따른 프론트 서라운드 시스템에서 5개의 스피커 어레이 그룹을 배치하는 일실시예이다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티 평면 스피커 어레이를 갖는 프론트 서라운드 시스템의 전체 블록도이다.
도 5는 도 4의 신호 분배부의 일실시예이다.
도 6은 도 4의 조향 처리부의 상세도이다.
도 7은 도 4의 오디오 처리부의 일실시예이다.
도 8은 본 발명에 따른 프론트 서라운드 시스템에서 곡면 스피커 어레이의 일실시예이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 프론트 서라운드 시스템에서 스피커 어레 이를 다르게 배치하는 일실시예이다.
본 발명은 스피커 어레이(spaeker array)를 이용한 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템에 관한 것이며, 특히 불연속적인 2개 이상의 평면 또는 하나의 곡면의 기하학적 배치로 이루어진 스피커 어레이를 이용하여 빔 조향 성능을 향상시키는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템 및 그 신호 재생 방법에 관한 것이다.
통상적으로 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템은 사운드 프로젝터 기술을 사용하여 측면 및 후면 스피커 없이 전면의 스피커 어레이(speaker array)를 이용하여 입체감을 형성한다.
즉, 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템은 스피커 어레이를 이용하여 서라운드 채널의 신호를 사운드 비임으로 형성하고, 그 사운드 빔을 30도 이상 조향(steering)시켜 벽 반사를 통해 입체감을 형성한다. 따라서 청취자는 그 반사음으로 인해 마치 측면 및 후면의 스피커들에서 사운드가 들리는 입체감을 느끼게 된다.
이러한 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템에 관련된 기술이 WO 04/075601(filed 02 Sep. 2004 entitled SOUND BEAM LOUDSPEAKER SYSTEM)에 개시되어 있다.
도 1은 종래의 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템의 스피커 전면부를 도시 한 것이다.
스피커 전면부(100)는 고주파 신호를 재생하는 스피커 어레이(111)와 중-저주파 신호를 재생하는 우퍼(112)를 구비한다.
따라서 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템은 입력되는 서라운드 채널 신호들을 고주파 신호 및 중-저주파 신호들로 분리하고, 분리된 고주파 신호를 빔 포밍용 스피커 어레이(111)로 공급하고, 중-저주파 신호를 저역 재생용 우퍼(112)로 공급한다.
도 1과 같은 하나의 평면을 갖는 스피커 어레이는 각 채널의 신호를 생성할 때 청취자의 정면을 기준으로 다양한 조향각(steering angle)으로 틀어진 빔을 형성한다. 이때 조향각은 스피커 어레이면의 수선(perpendicular) 벡터와 빔의 방향 벡터간의 사이 각이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 한 평면상의 스피커 어레이는 중앙 채널(C), 좌 서라운드 채널(SL), 우 서라운드 채널(SR), 좌 프론트 채널(L), 우 프론트 채널(R)의 신호를 각각 0도, 30도, 60도로 틀어진 빔을 형성한다. 그러나 통상적으로 30도 이상 틀어진 각도로 쏘아진 빔 폭(beam-width)은 날카로운 정도가 저하된다. 즉, 사운드 빔의 조향각이 늘어나면 늘어날수록 스피커 어레이의 유효 어퍼쳐(effective aperture)가 줄어들기 때문에 빔 성능이 저하된다.
따라서 종래 기술의 스피커 어레이 구조는 서라운드 채널의 신호를 재생할 경우 70도 - 80도로 틀어진 빔을 쏘게 되므로 빔의 품질을 저하시키고 의도했던 입체 음향 효과를 얻지 못할 수도 있는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 불연속적인 2개 이상의 평면 또는 하나 이상의 곡면의 기하학적 배치로 이루어진 스피커 어레이를 이용하여 빔 조향 성능을 향상시키는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템 및 그 신호 처리 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수개의 스피커들을 이용하여 다 채널 오디오 신호를 재생하는 오디오 재생 장치에 있어서,
다 채널의 오디오 신호를 복제하여 적어도 한 개의 스피커 어레이 그룹에 대응하는 적어도 한 개 그룹의 다 채널 신호로 분배하는 신호 분배부;
상기 신호 분배부에서 분배된 적어도 한 개 그룹의 다채널 신호들을 각 스피커 어레이 그룹에 대해 미리 결정된 조향각으로 사운드 빔들을 형성하는 조향 처리부;
적어도 한 개의 스피커 어레이 그룹을 갖고 상기 조향 처리부에서 형성된 각 그룹의 사운드 빔을 해당 스피커 어레이 그룹에서 재생하는 스피커 어레이 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수개의 스피커들을 이용하여 다채널 오디오 신호를 재생하는 방법에 있어서,
다 채널의 오디오 신호를 복제하여 적어도 한 개의 스피커 어레이 그룹에 대응하는 적어도 한 개 그룹의 다 채널 신호로 분배하는 과정;
상기 분배된 적어도 한 개 그룹의 다채널 신호들을 대응하는 스피커 어레이그룹에 대해 미리 결정된 조향각으로 사운드 빔을 형성하는 과정;
상기 조향 처리부에서 형성된 각 그룹의 사운드 빔을 해당 스피커 어레이 그룹에서 재생하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 프론트 서라운드 시스템에서 2개의 스피커 어레이 그룹(speaker array group)을 배치하는 일 실시예이다.
도 2의 스피커 어레이 구조는 불연속적인 2개의 평면을 갖는 2개의 스피커 어레이 그룹으로 구성된다. 각 스피커 어레이 그룹은 서로 다른 평면에 설치된다. 좌측 스피커어레이면(speaker array surface)(220)과 우측 스피커어레이면(230)은 조향각을 최소로 하기 위해 소정 각도를 갖고 서로 연결된다. 좌측 스피커어레이면(220)은 청취자(210)를 기준으로 좌측 채널( 예를 들면, 프론트 좌 채널(L), 좌 서라운드 채널(Ls))의 신호 재생을 담당하고, 우측 스피커어레이면(230)은 청취자(210)를 기준으로 우측 채널(예를 들면, 프론트 우 채널(R), 우 서라운드 채널(Rs))의 신호 재생을 담당한다. 그리고 좌측 스피커어레이면(220)과 우측 스피커어레이면(230)에 인접한 스피커들(240)은 청취자(210)의 정면으로 향하는 센터 채널(R)의 신호 재생을 담당한다. 또한 도 2에는 도시되지는 않았지만 좌측 스피커어레이면(220)과 우측 스피커어레이면(230)은 각각 중-저주파 신호를 재생하는 좌, 우 저역 스피커를 더 구비한다.
도 3은 본 발명에 따른 프론트 서라운드 시스템에서 5개의 스피커 어레이 그 룹을 배치하는 일실시예이다.
도 3의 스피커 어레이 구조는 불연속적인 5개의 평면을 갖는 5개의 스피커 어레이 그룹으로 구성된다. 각 스피커 어레이 그룹은 서로 다른 평면에 설치된다. 5개의 스피커어레이면들(320, 330, 340, 350, 360)은 조향각을 최소로 하기 위해 소정 각도를 갖고 서로 연결된다. 예를 들면, 제1스피커어레이면(320)은 청취자(310)를 기준으로 좌 서라운드 채널(Ls)의 신호 재생을 담당하고, 제2스피커어레이면(330)은 청취자(310)를 기준으로 좌 서라운드 프론트 좌 채널(L)의 신호 재생을 담당하고, 제3스피커어레이면(340)은 청취자(310)로 바로 향하는 센터 채널(C)의 신호 재생을 담당하고, 제4스피커어레이면(350)은 청취자(310)를 기준으로 프론트 우 채널(R)의 신호 재생을 담당하고, 제5스피커어레이면(360)은 청취자(310)를 기준으로 우 서라운드 채널(Rs)의 신호 재생을 담당한다.
또한 도 3과 같은 다수개의 스피커 어레이면들을 구비한 스피커 어레이 구조는 센터 채널(C)을 담당하고 있는 스피커 어레이와 같이 벽반사를 이용하지 않고 직접 청취자(310)에게 전달하는 각도로 배열된다.
또한 도 3에는 도시되지는 않았지만 각 스피커 어레이면들은 각각 중-저주파 신호를 재생하는 좌, 우 저역 스피커를 더 구비한다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티 평면 스피커 어레이를 갖는 프론트 서라운드 시스템의 전체 블록도이다.
도 4의 프론트 서라운드 시스템은 신호분배부(410), 조향처리부(400), 오디오 처리부(440), 제1,제2 고역 스피커 어레이 그룹(422, 432), 저역 스피커(442)로 구성된다. 이때 조향 처리부(400)는 제1,제2 고역 스피커 어레이 그룹(422, 432)에 대응하는 제1조향처리부(420), 제2조향 처리부(430)로 구성된다.
먼저, 5 채널의 신호들 즉, 프론트 좌 채널(L), 프론트 우 채널(R), 센터 채널(C), 좌 서라운드 채널(Ls), 우 서라운드 채널(Rs)들의 PCM(Pulse Coded Modulation) 오디오 신호가 입력된다. 본 실시예에서는 5채널을 예로 설명하고 있으나, 6.1채널 및 7.1채널 등의 다중 채널의 경우도 본 실시예를 적용할 수 있음은 당업자의 측면에서 자명하다할 것이다. 또한 그리고 저주파 효과(LFE) 채널 신호는 물리적 특성상 지향성을 갖기 어렵고 고주파 스피커에 손상을 입힐 수 있다. 따라서 저주파 효과(LFE) 채널 신호에 대해서는 빔포밍 처리를 하지 않는다.
신호 분배부(410)는 입력되는 다채널 신호 즉, 5채널의 PCM(Pulse Code Modualtion) 오디오 신호를 복제하여 각 고역 스피커 어레이 그룹에 대응하는 복수개 그룹의 다 채널 신호(예를 들면, 5채널+5채널+...)로 분배한다.
조향 처리부(400)는 신호 분배부(410)에서 분배된 적어도 한 개 그룹의 다채널 신호들을 각 스피커 어레이 그룹에 맞게 미리 결정된 조향각을 이용하여 사운드 빔을 형성한다. 예를 들면, 제1조향 처리부(420)는 신호 분배부(410)에서 분배된 제1그룹의 다채널 신호를 제1고역스피커 어레이 그룹(422)에 대해 미리 결정된 조향각을 이용하여 사운드 빔들(N1)을 형성한다. 제2조향 처리부(430)는 신호 분배부(410)에서 분배된 제2그룹의 다채널 신호를 제2고역스피커 어레이 그룹(432)에 대해 미리 결정된 조향각을 이용하여 사운드 빔들(N2)을 형성한다.
오디오 처리부(440)는 신호 분배부(410)에서 분배된 또한 그룹의 다채널 신 호(5개 채널)들을 가상 음향 처리 및 다운 믹싱 처리를 통해 저역 스피커(442)용 오디오 신호로 처리한다. 이때 5개 채널의 PCM 오디오 신호는 사운드 빔으로 형성되지 않고 가상 음향 처리 및 다운 믹싱 처리를 통해 저역 스피커(442)로 공급된다.
도 5는 도 4의 신호 분배부(410)의 일실시예이다.
도 5를 참조하면, 프론트 좌 채널(L), 프론트 우 채널(R), 센터 채널(C), 좌 서라운드 채널(Ls), 우 서라운드 채널(Rs)의 신호들은 제1그룹의 증폭기들(511 -515) 및 제2그룹의 증폭기들(521 - 525)의 증폭치들을 통해 제1고역스피커 어레이그룹(422) 및 제2고역스피커 어레이 그룹(432)을 위한 제1룹의 5개채널 신호들(Gain 1-L, Gain 1-R, Gain 1-SL, Gain 1-SR, Gain 1-C) 및 제2그룹의 5개채널 신호들(Gain 2-L, Gain 2-R, Gain 2-SL, Gain 2-SR, Gain 2-C)로 분리된다. 이때 제1그룹의 증폭기들(511 - 515)의 증폭치들은 각각 Gain 1-L, Gain 1-R, Gain 1-SL, Gain 1-SR, Gain 1-C이고, 제2그룹의 증폭기들(521 - 525)의 증폭치들은 Gain 2-L, Gain 2-R, Gain 2-SL, Gain 2-SR, Gain 2-C이다. 예를 들면, Gain 2 - SL은 제2고역 스피커어레이 그룹(432)에 공급될 서라운드 좌 채널의 신호에 적용될 증폭치를 의미한다.
또한 프론트 좌 채널(L), 프론트 우 채널(R), 센터 채널(C), 좌 서라운드 채널(Ls), 우 서라운드 채널(Rs)의 신호들은 제3그룹의 증폭기들(541 -545)을 저역 스피커(442)를 위한 다채널 신호들(Gain L-L, Gain L-R, Gain L-SL, Gain L-SR, Gain L-C)로 분리된다.
이때 각 그룹의 증폭기들의 증폭치들은 각 스피커 어레이 그룹에 따라 서로 다르게 적용하고, 아울러 각 스피커 어레이 그룹의 스피커 개수나 각도를 고려하여 결정한다.
도 6은 조향 처리부(400)의 상세도이다.
먼저, 좌 채널(L),제1,제2,제3,제4,제5게인조정부(601 - 605)는 좌 채널(L), 프론트 우 채널(R), 센터 채널(C), 좌 서라운드 채널(Ls), 우 서라운드 채널(Rs)의 신호들을 각각 게인값(g1, g2, g3, g4, g5)을 사용하여 게인 조정한다. 다른 실시예로 제1고역스피커 어레이면(422)으로 좌 채널(L) 및 좌 서라운드 채널(Ls)의 신호만을 재생하기를 원하면 제1,제2,제3,제4,제5게인조정부(601 - 605)의 각 게인값을 조합하여 좌 채널(L) 및 좌 서라운드 채널(Ls)의 신호 외에 다른 채널의 신호를 소멸시킨다.
제1,제2,제3,제4,제5복제부(611 - 615)는 제1,제2,제3,제4,제5게인조정부(601 - 605)에서 게인조정된 좌 채널(L), 프론트 우 채널(R), 센터 채널(C), 좌 서라운드 채널(Ls), 우 서라운드 채널(Rs)의 신호들을 각각 스피커 어레이 그룹의 스피커 개수만큼 복제한다. 예를 들어 제1고역스피커 어레이 그룹(422)의 스피커 개수가 N개라면, 좌 채널(L), 프론트 우 채널(R), 센터 채널(C), 좌 서라운드 채널(Ls), 우 서라운드 채널(Rs)의 신호들은 각각 N개 채널의 신호들(L1 - Ln, R1 - Rn, C1 - Cn, Ls1 - Lsn, Rs1 - Rsn)로 복제된다.
제1,제2,제3,제4,제5신호처리부(621 - 625)는 제1,제2,제3,제4,제5복제 부(611 - 615)에서 각 채널별로 N개 채널의 복제된 신호들(L1 - Ln, R1 - Rn, C1 - Cn, Ls1 - Lsn, Rs1 - Rsn)을 각 채널별로 조향값에 맞게 미리 설정된 게인값 및 딜레이값으로 증폭하거나 지연시킨다. 예를 들면 제1신호 처리부(621)는 제1복제부(611)에서 복제된 N개 채널의 신호들(L1 - Ln) 각각을 미리 설정된 조향각에 맞게 서로 다른 게인을 갖고 순차적으로 증폭시키거나 서로 다른 딜레이를 갖고 순차적으로 딜레이시킨다. 따라서 제1,제2,제3,제4,제5신호처리부(621 - 625)는 순차적으로 일정한 딜레이 및 게인을 갖는 신호들을 생성함으로써 틀어진 지향성을 제공한다. 이때 틀어지는 각도는 지연량에 따라 임의의 조절된다.
다중화부(Multiplexer:MUX)(630)는 제1,제2,제3,제4,제5신호처리부(621 - 625)에서 처리되는 채널별 신호들(L1 - Ln, R1 - Rn, C1 - Cn, Ls1 - Lsn, Rs1 - Rsn)을 다중화하여 N개 채널의 PCM 신호로 출력한다. 예를 들면, 스피커 어레이의 스피커 개수가 N개라면, 다중화 신호는 S1 + S2 + S3 +...... Sn, Sn=Ln + Rn +Cn +SLn +SRn 으로 나타낼 수 있다.
증폭부(640)는 다중화부(630)에서 다중화된 N 채널의 신호들의 각 게인을 조정하여 더 날카로운 지향성을 갖게 한다. 바람직하게 증폭부(640)는 다중화된 N 채널의 신호들에 빔 형성용 윈도우를 적용한다.
하이패스 필터(650)는 증폭부(640)에서 출력되는 N 채널의 신호를 스피커 어레이의 유닛 특성에 맞게 고역 필터링한다. 따라서 고역 필터링된 N 개 채널의 신 호들은 고역 스피커 어레이의 해당 스피커들에 입력된다.
도 7은 도 4의 오디오 처리부(440)의 일실시예이다.
스플리트부(710)는 입력되는 5개 채널의 PCM 신호를 복제하여 두 그룹의 5개채널 신호들(5채널+5채널)로 분리한다.
제1게인 조절부(722)는 스플리트부(710)에서 분리된 한 그룹의 채널 신호들의 게인을 조절한다.
제2게인 조절부(724)는 스플리트부(710)에서 분리된 다른 한 그룹의 채널 신호들의 게인을 조절한다.
가상 음향 처리부(732)는 제1게인조절부(722)에서 분리된 한 그룹의 채널 신호를 심리음향모델을 반영하여 2채널의 가상 음향 신호로 생성한다. 바람직하게 심리음향 모델은 HRTF(Head Related Transfer Function)기반의 필터를 사용한다. HRTF는 음원과 고막사이의 음향학적 전달함수이다. 이러한 HRTF는 두 귀간의 시간차와 두 귀간의 레벨차, 귓바퀴의 형상(pinna)을 포함하여 소리가 전달되어온 공간의 특성을 나타내는 많은 정보가 담겨 있다. 특히 HRTF는 위와 아래의 음상 정위에 결정적인 영향을 미치는 귓바퀴에 대한 정보를 포함하며, 그 뒷바퀴에 대한 모델링이 쉽지 않아 주로 측정을 통해 얻어진다.
다운믹서부(7340)는 스플리트부(210)에서 분리된 다른 한 그룹의 채널 신호들을 다운믹싱하여 두 채널의 신호로 생성한다.
제1가산부(742)는 가상 음향 처리부(732)의 제1채널의 신호와 다운믹서부(734)의 제1채널 신호를 가산한다.
제2가산부(744)는 가상 음향 처리부(732)의 제2채널의 신호와 다운믹서부(734)의 제2채널 신호를 가산한다.
로우패스필터(750)는 제1,제2가산부(742, 744)에서 출력되는 2개 채널의 신호를 피커 어레이의 유닛 특성에 맞게 저역 필터링한다.
복제부(760)는 로우패스필터(750)에서 필터링된 두 개 채널의 신호를 각 스피커 어레이 그룹에 위치한 좌, 우 저역 스피커들로 출력시키기 위해 N개 채널의 신호들로 복제한다.
도 8은 본 발명에 따른 프론트 서라운드 시스템에서 곡면 스피커 어레이의 일실시예이다.
도 8을 참조하면, 프론트 서라운드 시스템은 불연속적인 다수개의 평면 어레이를 이용하는 것이 아니라 연속적으로 조향 각도를 줄일 수 있는 곡면 형태의 스피커 배열을 이용한다. 이때 적어도 허나 이상의 스피커 어레이 그룹은 곡면의 서로 다른 위치에 설치된다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 프론트 서라운드 시스템에서 스피커 어레이를 다르게 배치하는 일실시예이다.
도 9 및 도 10과 같은 스피커 어레이 구조는 박형 TV와 같이 얇은 두께를 유지하면서도 채널별 조향각을 줄일 수 있다.
도 9를 참조하면, 서로 같은 높이에 있는 유닛(스피커)을 좌, 우 반으로 나누고, 좌측 유닛들은 좌로 그리고 우측 유닛들은 우축으로 조금씩 틀어서 조향각을 줄인다. 즉, 각 스피커 어레이 그룹은 서로 다른 방향으로 틀어져 있다.
도 10을 참조하면, 서로 다른 높이에 있는 유닛들이 모두 같은 방향으로 틀어져 있게 한다면 조향 각도는 줄이면서 더욱 더 넓은 스피커 배열의 길이를 갖게할 수 있다. 예를 들면 위쪽 부분의 유닛 어레이는 좌측 채널의 신호(L, Ls)를 담당하고, 아래쪽 부분의 유닛 어레이는 우측 채널의 신호(R, Rs)를 담당한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
또한 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 불연속적인 2개 이상의 평면 스피커 어레이 또는 적어도 하나 이상의 곡면 스피커 어레이, 또는 유닛들의 조향방향과 어레이면의 방향이 서로 다른 스피커 배열을 이용하여 사운드 빔의 조향각을 줄임으로써 빔의 품질을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 개선된 스피커 어레이는 적은 조향각(예를 들면, 30도 이내)을 이용함으로써 기존의 스피커 어레이보다 더 날카롭고 정확한 빔을 형성하고 청취자에게 더 향상된 입체감을 느끼게 할 수 있다.

Claims (14)

  1. 복수개의 스피커들을 이용하여 다 채널 오디오 신호를 재생하는 오디오 재생 장치에 있어서,
    다 채널의 오디오 신호를 복제하여 적어도 한 개의 스피커 어레이 그룹에 대응하는 적어도 한 개 그룹의 다 채널 신호로 분배하는 신호 분배부;
    상기 신호 분배부에서 분배된 적어도 한 개 그룹의 다채널 신호들을 각 스피커 어레이 그룹에 대해 미리 결정된 조향각으로 사운드 빔들을 형성하는 조향 처리부;
    적어도 한 개의 스피커 어레이 그룹을 갖고 상기 조향 처리부에서 형성된 각 그룹의 사운드 빔을 해당 스피커 어레이 그룹에서 재생하는 스피커 어레이 유니트를 포함하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 분배부는 다 채널의 오디오 신호들의 증폭치들을 각각 다르게 하여 적어도 한 개 그룹의 다 채널 신호로 분배하는 것임을 특징으로 하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 증폭치들은 각 스피커 어레이 그룹의 스피커 개수나 각도를 고려하여 결정하는 것임을 특징으로 하는 서라운드 사운드 재생 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조향 처리부는
    상기 분배된 다 채널 신호들 각각을 해당 스피커 어레이 그룹의 스피커 개수에 해당하는 N개 채널의 신호들로 복제하는 신호 복제부;
    상기 각 채널별로 복제된 N 개 신호들을 각 채널별로 미리 설정된 조향각에 해당하는 증폭 및 지연값으로 증폭 및 지연시키는 신호 처리부;
    상기 신호처리부에서 처리되는 채널별 신호들을 다중화하여 N개 채널의 신호로 출력하는 다중화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 각 스피커 어레이 그룹은 서로 다른 평면에 설치되는 것을 특징으로 하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 각 스피커 어레이 그룹은 곡면의 서로 다른 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 각 스피커 어레이 그룹은 서로 다른 방향으로 틀어져 있는 특징으로 하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 스피커 어레이 유니트는 서로 동일한 높이에 위치한 스피커들을 좌, 우로 나누고, 그 나누어진 좌, 우의 스피커들을 좌, 우 방향으로 틀어서 배치하는 것임을 특징으로 하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 스피커 어레이 유니트는 제1채널의 신호를 담당하는 상측 스피커 어레이 그룹, 제2채널의 신호를 담당하는 하측 스피커 어레이 그룹을 구비하며, 상기 상하측 스피커 어레이 그룹의 각 스피커들은 동일한 방향으로 틀어져 있는 것임을 특징으로 하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 신호 분배부에서 분배된 다른 한 그룹의 다채널 신호들을 가상 음향 처리 및 다운 믹싱 처리를 통해 저역 스피커의 신호로 변화하는 오디오 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 오디오 처리부는
    다 채널의 신호를 복제하여 두 그룹의 다 채널 신호로 분리하는 스플리트부;
    상기 스플리트부에서 분리된 한 그룹의 다채널의 신호를 머리 전달 함수를 기반으로 가상 음향 신호로 생성하는 가상 음향 처리부;
    상기 스플리트부에서 분리된 다른 한 그룹의 다채널 신호들을 다운믹싱하여 두 채널의 신호로 형성하는 다운믹서부;
    상기 가상 음향 처리부에서 생성된 가상 음향 신호와 상기 다운믹서부에서 생성된 신호를 저역필터링하여 저역 스피커로 공급하는 로우패스필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 프론트 서라운드 사운드 재생 시스템.
  12. 복수개의 스피커들을 이용하여 다채널 오디오 신호를 재생하는 방법에 있어서,
    다 채널의 오디오 신호를 복제하여 적어도 한 개의 스피커 어레이 그룹에 대응하는 적어도 한 개 그룹의 다 채널 신호로 분배하는 과정;
    상기 분배된 적어도 한 개 그룹의 다채널 신호들을 대응하는 스피커 어레이그룹에 대해 미리 결정된 조향각으로 사운드 빔을 형성하는 과정;
    상기 조향 처리부에서 형성된 각 그룹의 사운드 빔을 해당 스피커 어레이 그룹에서 재생하는 과정을 포함하는 프론트 서라운드 시스템의 신호 재생 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 분배된 다른 한 그룹의 다채널 신호들을 가상 음향 처리 및 다운 믹싱 처리를 통해 저역 스피커를 위한 저역 신호로 변환하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프론트 서라운드 시스템의 신호 재생 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 사운드 빔 형성 과정은
    상기 분배된 다 채널 신호들 각각을 해당 스피커 어레이 그룹의 스피커 개수에 해당하는 N개 채널의 신호들로 복제하는 과정,
    상기 각 채널별로 복제된 N 개 신호들을 각 채널별로 미리 설정된 조향각에 해당하는 증폭 및 지연값으로 증폭 및 지연시키는 과정,
    상기 증폭 및 지연시킨 채널별 신호들을 다중화하여 N개 채널의 신호로 생성하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 프론트 서라운드 시스템의 신호 재생 방법.
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