KR101365388B1 - 효율 최적화된 오디오 시스템 - Google Patents

Abstract

자동화된 오디오 튜닝 시스템은 오디오 시스템을 자동으로 튜닝하는 경우 전력 효율에 대하여 오디오 시스템을 최적화하여, 음향 성능을 최적화할 수 있다. 상기 시스템은 임의 갯수의 상이한 전력 효율 가중 인자를 설정하여, 동작 중에, 음향 성능과 전력 효율 사이의 균형을 제공할 수 있다. 상기 전력 효율 가중 인자의 범위는 음향 성능의 최적화가 제한된 전력 효율의 최적화를 나타내는 것으로부터, 전력 효율과 관련하여 최소화된 최적 음향 성능까지일 수 있다. 각각의 전력 효율 가중 인자에 대하여, 상기 시스템은 필터 파라미터와 같은 동작 파라미터를 생성하여, 결정된 레벨의 전력 효율을 유지하면서 타겟 음향 응답을 달성할 수 있다.

Description

효율 최적화된 오디오 시스템{EFFICIENCY OPTIMIZED AUDIO SYSTEM}

본 출원은 "효율 최적화된 오디오 시스템"이라는 명칭으로 2009년 5월 18일 출원된 미국 가 특허출원 번호 제61/179,239호(라이언 제이. 미헬리히, 스티브 호쇼)를 우선권 주장하며, 이 출원은 본 명세서에 참고로 합체된다.

본 발명은 오디오 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 오디오 시스템의 효율을 최적화하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

홈 씨어터 시스템, 홈 오디오 시스템, 차량 오디오/비디오 시스템과 같은 멀티미디어 시스템이 널리 알려져 있다. 이러한 시스템은 증폭된 오디오 신호로 라우드스피커를 구동하는 사운드 프로세서를 포함하는 복수의 구성 요소를 포함하는 것이 보통이다. 멀티미디어 시스템은 다양한 구성 요소를 이용하여 거의 무제한적인 구성으로 설치될 수 있다. 또한, 그러한 멀티미디어 시스템은 거의 무제한적인 크기, 형태 및 구성의 청취 공간에 설치될 수 있다. 멀티미디어 시스템의 구성 요소, 그 구성 요소의 구성 및 시스템이 설치되는 청취 공간은 모두, 생성되는 오디오 사운드에 상당한 영향을 미칠 수 있다.

일단 청취 공간에 설치되면, 시스템은 그 공간에 원하는 음장(sound field)을 생성하도록 튜닝될 수 있다. 튜닝은 장비 및/또는 청취 공간을 보상하기 위해 이퀄라이제이션(equalization), 지연 및/또는 필터링을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 튜닝은 보통, 라우드스피커에서 나오는 사운드에 대한 주관적 분석을 이용하여 수동으로 행해진다.

일단 튜닝되면, 오디오 시스템은 소정의 소비 전력 거동(power consumption behavior)을 갖게 된다. 필터링을 비롯한 튜닝 솔루션의 세부 사항에 따라, 튜닝된 오디오 시스템은, 그 시스템에 존재하는 여러 스피커에 상이한 방식으로 에너지를 분배함으로써 상이한 양의 전력을 소모하도록 만들어질 수 있다. 소비 전력 결과는 상기 시스템을 튜닝한 개인의 결정 및/또는 자동화된 오디오 시스템 튜닝 소프트웨어에 입력된 파라미터에 의존할 수 있다.

튜닝 셋팅을 생성할 때 소비 전력을 분해하는(factors) 자동화된 튜닝 시스템에 대한 요구가 있다. 또한, 오디오 시스템 성능의 대안 구성에 대한 소비 전력과 관련한 정보를 사용자에게 제공하는 방법에 대한 요구도 있다.

상기의 관점에서, 전력 효율과 관련하여 오디오 시스템을 최적화하는 자동화된 오디오 튜닝 시스템이 제공된다. 예시적인 시스템은, 튜닝될 오디오 시스템을 하나 이상의 전력 효율 모드에서 동작하도록 하기 위한 오디오 시스템 특정 구성 셋팅(audio system specific configuration settings)을 저장하도록 구성된 셋업 파일을 포함한다. 프로세서는 상기 오디오 시스템을, 각각의 모드와 연관된 전력 효율 가중 인자(power efficiency weighting factor)에 기초하여, 상기 여러 전력 효율 모드 중 하나에서 동작시키도록 구성된다. 상기 시스템에 포함된 하나 이상의 엔진은, 상기 전력 효율 가중 인자 각각과 관련하여 상기 오디오 시스템용 동작 파라미터를 생성할 수 있다. 예컨대, 각각의 전력 효율 가중 인자에 대한 증폭된 채널들로 이루어진 선택된 그룹에 대하여 적어도 하나의 효율 최적화된 크로스오버 셋팅을 생성하도록 크로스오버 엔진이 구성된다. 상기 전력 효율 가중 인자에 의해 지시되면, 상기 크로스오버 셋팅은, 여전히 오디오 시스템의 음향 성능을 최적화하면서 전력 효율 모드에서 동작할 때 소비 전력을 최소화하도록 최적화될 수 있다.

상기 자동화된 오디오 튜닝 시스템은 상이한 여러 전력 효율 레벨에서 음향 성능에 대한 동작 파라미터의 상이한 셋트를 포함하도록 상기 오디오 시스템을 튜닝할 수 있다. 상이한 크로스오버 셋팅을 포함하도록 상기 오디오 시스템을 튜닝하는 것에 추가하여, 베이스 관리 엔진(bass management engine)과 이퀄라이제이션 엔진으로 동작 파라미터를 생성하는 튜닝이 또한 각각의 전력 효율 가중 인자에 대하여 수행될 수 있다. 라우드스피커 임피던스 데이터(impedance data)를 이용하여, 상기 시스템은, 상이한 여러 동작 파라미터가 적용되는 경우 상기 오디오 시스템에 포함된 오디오 증폭기의 소비 전력을 결정할 수 있다. 따라서, 상기 전력 효율 가중 인자에 따라, 상기 시스템은 소비 전력을 최적화하는 쪽으로 바이어스된 또는 음향 성능 쪽으로 바이어스된 동작 파라미터를 생성할 수 있다. 임의 갯수의 동작 파라미터 셋트가 수 많은 각각의 전력 효율 가중 인자에 대하여 생성될 수 있기 때문에, 오디오 시스템은 수 많은 상이한 전력 효율 모드를 가질 수 있다.

동작 중에, 전력 효율 가중 인자(전력 효율 모드)의 선택은 사용자 선택 또는 동작 인자에 기반할 수 있다. 예컨대, 하이브리드 차량에서, 하이브리드 차량에 포함된 배터리가 고갈됨에 따라, 점진적으로 더 큰 전력 효율 레벨이 요구될 수 있다.

당업자라면 상기한 특징 및 이하에서 설명하는 특징이 본 발명이 범위를 벗어나지 않으면서, 각각의 조합에서뿐만 아니라, 다른 조합으로 또는 독립적으로 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 다른 디바이스, 장치, 시스템, 방법, 특징 및 이점이 후술하는 도면 및 상세한 설명을 통해 당업자에게 명확해질 것이다. 이러한 모든 추가의 시스템, 방법 및 이점은 모두 이러한 설명 내에 포함되는 것이며, 또 본 발명의 범위 내에 속하는 것이고, 청구의 범위에 의해 보호되는 것이다.

본 발명은 첨부 도면 및 이하의 설명을 통해 더 쉽게 이해할 수 있다. 도면 중의 구성 요소는 그 크기대로 할 필요는 없으며, 대신에 본 발명의 원리를 설명할 때 강조된다.
도 1은 오디오 시스템을 포함하는 예시적인 청취 공간의 개략도이다.
도 2는 오디오 소스, 오디오 신호 프로세서 및 라우드스피커를 포함하는 도 1의 오디오 시스템의 일부를 표현한 블록도이다.
도 3은 청취 공간, 도 1의 오디오 시스템 및 자동화된 오디오 튜닝 시스템의 다이어그램이다.
도 4는 자동화된 오디오 튜닝 시스템의 블록도이다.
도 5는 공간 평균화(spatial averaging)를 보여주는 임펄스 응답 다이어그램이다.
도 6은 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 포함될 수 있는 예시적인 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진의 블록도이다.
도 7은 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 포함될 수 있는 예시적인 지연 엔진의 블록도이다.
도 8은 시간 지연을 나타내는 임펄스 응답 다이어그램이다.
도 9는 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 포함될 수 있는 예시적인 이득 엔진의 블록도이다.
도 10은 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 포함될 수 있는 예시적인 크로스오버 엔진의 블록도이다.
도 11은 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템으로 생성될 수 있는 파라메트릭 크로스오버 필터와 노치 필터의 체인의 한 가지 예에 대한 블록도이다.
도 12는 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템으로 생성될 수 있는 복수의 파라메트릭 크로스오버 필터와 임의의 비-파라메트릭 필터의 한 가지 예에 대한 블록도이다.
도 13은 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템으로 생성될 수 있는 복수의 임의 필터의 한 가지 예에 대한 블록도이다.
도 14는 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 포함될 수 있는 예시적인 베이스 최적화 엔진의 블록도이다.
도 15는 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 포함될 수 있는 예시적인 시스템 최적화 엔진의 블록도이다.
도 16은 예시적인 타겟 음향 응답 및 현장 데이터(in-situ data)를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 포함될 수 있는 예시적인 비선형 최적화 엔진의 블록도이다.
도 18은 도 4의 자동화된 오디오 튜닝 시스템의 예시적인 동작을 보여주는 처리 흐름도이다.
도 19는 도 18의 처리 흐름도의 제2 부분의 도면이다.
도 20은 도 18의 처리 흐름도의 제3 부분의 도면이다.
도 21은 도 18의 처리 흐름도의 제4 부분의 도면이다.
도 22는 라우드스피커용 응답 곡선의 한 가지 예를 보여주는 도면이다.
도 23은 오디오 튜닝 시스템에 사용될 수 있는 사용자 인터페이스 디바이스의 예를 보여주는 개략도이다.

I. 개괄 설명

자동화된 오디오 튜닝 시스템은 튜닝하고자 하는 오디오 시스템에 관련된 오디오 시스템 특정 구성 정보(audio system specific configuraition information)를 이용하여 구성 가능하다. 또한, 자동화된 오디오 튜닝 시스템은 응답 매트릭스를 포함할 수 있다. 오디오 시스템에 포함된 복수의 라우드스피커의 오디오 응답은 하나 이상의 마이크로폰으로 캡처되어 응답 매트릭스에 저장될 수 있다. 측정된 오디오 응답은 차량 내부로부터와 같은 현장 응답(in-situ responses) 및/또는 실험실 오디오 응답일 수 있다. 측정된 오디오 응답은 큰 신호(비선형) 응답뿐만 아니라, 작은 신호(선형) 응답을 포함할 수 있다.

또한, 상기 자동화된 오디오 튜닝 시스템은 전기적 임피던스 매트릭스(electrical impedance matrix)를 포함할 수 있다. 제조업자의 임피던스 곡선 또는 측정된 임피던스 값과 같이, 오디오 시스템에 포함된 복수 개의 라우드스피커의 전기적 임피던스가 임피던스 매트릭스에 저장될 수 있다.

상기 자동화된 오디오 튜닝 시스템은 오디오 시스템에 사용하기 위한 동작 파라미터를 생성할 수 있는 하나 이상의 엔진을 포함할 수 있다. 타겟 음향 응답(target acoustic response), 현장 데이터 및/또는 오디오 시스템 특정 구성 정보가 상기 동작 파라미터 중 적어도 일부를 생성하는 데에 사용될 수 있다. 필터 파라미터 및 이퀄라이제이션 셋팅과 같은 동작 파라미터는 오디오 시스템에 다운로드되어 오디오 시스템의 동작 성능을 구성할 수 있다.

상기 자동화된 오디오 튜닝 시스템을 이용한 동작 파라미터의 생성은 이퀄라이제이션 엔진, 지연 엔진, 이득 엔진, 크로스오버 엔진(crossover engine), 베이스(bass) 최적화 엔진 및 시스템 최적화 엔진 중 하나 이상에 의한 것일 수 있다. 동작 파라미터 셋트는 각각의 전력 효율 가중 인자에 기초하여 수 많은 전력 효율 모드 각각에 대한 엔진에 의해 생성될 수 있다. 상기 전력 효율 가중 인자는 에너지 소비의 최소화와 음향 성능의 최대화 사이에 균형(balance)을 제공할 수 있다. 따라서, 전력 효율 가중 인자는 음향 성능을 고려하여 수행되는 소비 전력의 감소라고 고려될 수 있다. 즉, 전력 효율이 전력 효율 가중 인자가 적용되지 않는 것에 관계 없이, 소비 전력은, 음향 성능이 얻어지는 전력 감소 레벨에 대해 너무 크게 보상되지 않는 한, 전력 효율 가중 인자의 적용에 기반하여, 오디오 시스템 내에서 감소될 수 있다. 전력 효율 가중 인자에 기반하여 소비 전력과 음향 성능 사이에 균형을 수행함으로써, 최적화된 수준의 오디오 성능을 여전히 유지하면서 전력 효율은 최적화될 수 있다. 따라서, 소비 전력의 감소로 인한 오디오 성능의 희생이 소정의 임계치를 초과한다면, 상기 자동화된 오디오 시스템은 음향 성능에 유리하게 소비 전력을 추가 감소시킬 수 있다. 추가하여 또는 별법으로서, 상기 자동화된 오디오 튜닝 시스템은 어떤 해로운 효과 또는 감소된 오디오 성능을 최소화하면서 소비 전력을 감소하기 위하여, 동작 파라미터에 있어서의 여러 변화를 많이 반복할 수 있다.

또한, 자동화된 오디오 튜닝 시스템은 셋팅 적용 시뮬레이터(settings appliation simulator)를 포함할 수 있다. 셋팅 적용 시뮬레이터는 하나 이상의 동작 파라미터의 적용 및/또는 측정된 오디오 응답에 대한 오디오 시스템 특정 구성 정보, 그리고 전기적 임피던스에 기초하여 시뮬레이션을 생성할 수 있다. 상기 엔진들은 시뮬레이션 또는 측정된 오디오 응답, 전기적 임피던스 및 시스템 특정 구성 정보 중 하나 이상을 이용하여 상기 각 전력 효율 가중 인자에 대한 동작 파라미터를 생성할 수 있다.

상기 이퀄라이제이션 엔진은 각각의 전력 효율 가중 인자에 대하여 채널 이퀄라이제이션 셋팅의 형태로 동작 파라미터를 생성할 수 있다. 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 오디오 시스템의 증폭된 오디오 채널에 다운로드되어 적용될 수 있다. 상기 증폭된 오디오 채널은 각각 하나 이상의 라우드스피커를 구동할 수 있다. 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 음향 환경에 있어서의 라우드스피커의 동작 성능의 이상(anomalies) 또는 바람직하지 않은 특징을 보상할 수 있다. 출력 효율을 최적화하기 위하여, 상기 채널 이퀄라이제이션 셋팅은, 가청 출력을 얻기 위해 많은 양의 전력이 필요한 주파수 범위 내에서 라우드스피커에의 오디오 신호 출력을 감소시킬 수 있다. 추가하여 또는 별법으로서, 상기 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 각각의 라우드스피커에 기계적 또는 음향 공진(resonance)이 존재하는 주파수 범위 내에서 라우드스피커에의 오디오 신호 출력을 증대시킬 수 있다. 지연 엔진 및 이득 엔진은 오디오 시스템이 설치되어 동작되는 청취 공간의 청취 위치에 기초하여, 증폭된 오디오 채널 각각에 대하여 지연 셋팅 및 이득 셋팅을 생성할 수 있다.

상기 크로스오버 엔진은 상이한 주파수 범위에서 동작하는 각 라우드스피커를 구동하도록 구성된 증폭된 오디오 채널 그룹에 대한 크로스오버 셋팅의 형태로 동작 파라미터를 결정할 수 있다. 증폭된 오디오 채널의 그룹에 의해 구동된 각 라우드스피커의 결합된 가청 출력은 상기 크로스오버 셋팅을 이용하는 크로스오버 엔진에 의해 최적화될 수 있다. 상기 크로스오버 엔진은 또한 시스템 내의 하나 이상의 스피커의 크로스오버 주파수를 변경 또는 조정하여, 소비 전력을 최소화할 수 있다. 상기 베이스 최적화 엔진은 중첩 주파수 범위(overlapping frequency range)에서 동작하는 라우드스피커 그룹의 라우드스피커를 구동하는 각각의 증폭된 출력 채널 각각에 대한 위상 조정을 제공하는 동작 파라미터를 생성함으로써, 결정된 저주파수 라우드스피커 그룹의 오디오 출력을 최적화할 수 있다. 상기 베이스 최적화 엔진은 상기 시스템의 하나 이상의 스피커의 위상 맞춤 응답 조정을 변경하여, 소비 전력을 최소화할 수 있다. 상기 시스템 최적화 엔진은 증폭된 출력 채널의 그룹에 대한 그룹 이퀄라이제이션 셋팅의 형태로 동작 파라미터를 생성할 수 있다. 상기 그룹 이퀄라이제이션 셋팅은 증폭된 출력 채널의 그룹이 등화되도록 오디오 시스템의 하나 이상의 입력 채널 또는 오디오 시스템의 하나 이상의 공간적으로 조종된 채널(steered channels)에 적용될 수 있다. 상기 그룹 이퀄라이제이션 셋팅은 전력 효율 가중 인자의 함수로서 소비 전력 및 음향 성능을 최적화하도록 생성될 수 있다.

상기 비선형 최적화 엔진은 비선형 셋팅을 포함하는 동작 파라미터를 결정하여, 음향 성능, 보호, 전력 감소, 왜곡 관리 및/또는 다른 이유로 오디오 시스템에 적용되는 리미터, 컴프레서, 클리핑(clipping) 및 다른 비선형 처리를 형성할 수 있다. 볼륨이 높고 오디오 신호의 증폭이 비교적 큰 경우와 같이, 오디오 시스템의 큰 크기의 오디오 신호 출력은 왜곡을 감소시키기 위하여 비선형 최적화 엔진에서 최적화될 수 있다. 또한, 전력 효율 가중 인자의 함수로서 최적화된 소비 전력 및 음향 성능에 기초하여 비선형 셋팅이 생성될 수 있다.

예시적인 오디오 튜닝 시스템에서, 높은 사운드 품질을 제공하는 오디오 튜닝 셋팅이 생성되어 소비 전력에 의해 등급이 매겨질 수 있다. 최적의 사운드 품질이 다른 솔루션보다 훨씬 더 많은 양이 전력을 소모하는 경우에, 최종 사용자에게 이들 결과에 대한 청취 옵션을 지속적으로 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 전력을 덜 소모하지만 성능은 더 낮은 다른 솔루션 역시 전력(연료 및/또는 전기) 절감의 방식으로서, 사용자에게 제공될 수 있다.

시스템 내의 디바이스의 전기적 임피던스는, 오디오 튜닝 시스템에 합체되는 저장된 실험실 음향 데이터의 일부로서 포함될 수 있다. 오디오 시스템에 포함되는 라우드스피커 및 오디오 증폭기의 상세 구성이 소비 전력 결과를 계산하고, 또 상이한 레벨의 전력 효율에서 음향 성능을 위해 시스템의 동작 파라미터를 최적화하는 데에 이용될 수 있다. 별법으로서, 시스템 내의 임피던스는 측정된 파라미터에 기초하여 결정될 수 있다. 이러한 측정된 파라미터는 전압 및 전류를 포함할 수 있다. 시스템 내에 통합된 다른 입력 파라미터는 증폭기가 전달하는 장기 출력뿐만 아니라 증폭기로부터 이용 가능한 피크 전압 및 전류를 포함할 수 있다.

전기적 임피던스, 전압, 전류 및 전력은 오디오 시스템 튜닝 파라미터와 함께 자동화된 튜닝 시스템에 의해 이용되어, 튜닝되는 오디오 시스템의 동작 시뮬레이션의 각 반복을 위한 전자-음향 전력 효율 메트릭(metric)을 생성할 수 있다. 반복 결과는 사운드 품질 및 효율의 순서로 등급이 매겨질 수 있으며, 대응하는 전력 효율 가중 인자와 연계될 수 있다. 전력 효율 모드로서, 최종 제품에 사용하기 위한 적절한 솔루션을 소팅하기 위해 메트릭이 사용될 수 있다.

상기 자동화된 오디오 튜닝 시스템은 오디오 시스템의 동작 전에 오디오 시스템에 다운로드되어 저장되는 동작 파라미터를 생성하도록 동작할 수 있다. 별법으로서, 또는 추가하여, 상기 자동화된 오디오 튜닝 시스템은 오디오 시스템과 연계하여 동작하여, 오디오 사운드를 생성할 수 있다. 따라서, 전력 효율 모드는 동작 전에 오디오 시스템에 제공되는 정적 동작 파라미터 및/또는 동작 중에 오디오 시스템에 제공되는 동적 동작 파라미터를 포함할 수 있다. 동작 중에 자동으로 제공되는 동적 동작 파라미터와 관련하여, 상기 자동화된 오디오 튜닝 시스템은, 현재의 오디오 시스템 동작 조건과 같은, 오디오 시스템에 존재하는 조건에 기초하여 동작 파라미터를 동적으로 조정함으로써, 전력 효율 모드에서의 전력 효율을 최적화하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 라우드스피커의 임피던스가 (가열 및 냉각으로 인한 것과 같이) 변화함에 따라, 오디오 채널의 증폭 레벨이 (볼륨 레벨과 같이) 변화함에 따라, 또는 오디오 시스템 내의 임의의 다른 가변적 조건이 변화함에 다라, 자동화된 오디오 튜닝 시스템으로부터 오디오 시스템으로 업데이트된 동작 파라미터가 제공될 수 있다. 또한, 오디오 시스템에 공급되는 전력의 레벨, 오디오 시스템에 의해 처리되고 있는 오디오 콘텐트의 장르, 외부 배경 노이즈, 또는 오디오 시스템의 동작과 관련된 임의의 다른 외부 파라미터와 같은 외부 변화가 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 의해 영향을 받아, 오디오 시스템용의 정적 또는 동적 동작 파라미터를 자동으로 생성할 수 있다.

동작 중에, 실시간 소비 전력 미터가 사용자 인터페이스에 추가되어, 오디오 시스템의 순간적 그리고 장기의 소비 전력과 관련한 정보를 사용자에게 전달할 수 있다. 상기 정보는 와트(watts)로 보고될 수 있고, 또는 별법으로서 차량용 연료 사용 메트릭으로 보고될 수 있다.

전력 효율 모드와 같이 수 많은 상이한 튜닝 솔루션으로부터 사용자가 선택할 수 있도록 해주는 사용자 인터페이스가 제공될 수 있다. 각각의 전력 효율 모드는 전력 효율 가중 인자 중 하나와 대응할 수 있다. 각각의 전력 효율 가중 인자는 오디오 시스템의 음향 성능의 함수로서, 상이한 레벨의 소비 전력을 가질 수 있다.

배터리, 연료 전지 또는 오디오 시스템에 전력을 제공하는 다른 전원이 소정의 열화된 전력 레벨에 도달한 경우, 보다 낮은 소비 전력 오디오 튜닝 솔루션(다른 전력 효율 모드)를 자동으로 선택하기 위하여 실시간 배터리 레벨 정보가 이용될 수 있다. 사용자는 이를 통보받고, 그 변화를 무효화할 수 있는 옵션을 가지거나, 그 변화가 더 이상 발생되지 않도록 해주는 옵션을 가질 수 있다.

II. 예시적인 오디오 튜닝 시스템의 설명

도 1은 예시적인 청취 공간에 있는 예시적인 오디오 시스템(100)을 보여준다. 도 1에서, 청취 공간은 방(room)으로서 도시되어 있다. 다른 예에서, 청취 공간은 차량 내부, 오디오 시스템이 동작될 수 있는 임의의 다른 공간일 수 있다. 오디오 시스템(100)은 오디오 콘텐트를 제공할 수 있는 임의의 시스템일 수 있다. 도 1에서, 오디오 시스템(100)은 콤팩트 디스크, 비디오 디스크 플레이어 등과 같은 미디어 플레이어(102)를 포함하지만, 오디오 시스템(100)은 비디오 시스템, 라디오, 카세트 테이프 플레이어, 무선 또는 유선 통신 디바이스, 내비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터와 같은 임의의 다른 형태의 오디오 관련 디바이스, 또는 임의의 형태의 멀티미디어 시스템에 존재할 수 있는 임의의 다른 기능 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 오디오 시스템(100)은 또한 라우드스피커 시스템을 형성하는 복수 개의 라우드스피커(106) 및 신호 프로세서(104)를 포함한다.

신호 프로세서(104)는 컴퓨터 프로세서, 디지털 신호 프로세서 등과 같이, 오디오 및/또는 비디오 신호를 처리할 수 있는 임의의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 신호 프로세서(104)는 메모리와 연계하여 동작하여, 그 메모리에 저장되어 있는 명령을 실행할 수 있다. 상기 명령들은 멀티미디어 시스템(100)의 기능을 제공할 수 있다. 상기 메모리는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 전자 메모리, 자기 메모리, 광 메모리 등과 같이, 하나 이상의 데이터 저장 디바이스 중 임의의 형태의 것일 수 있다. 라우드스피커(106)는 전기 오디오 신호를 가청 사운드로 변환할 수 있는 임의의 형태의 디바이스일 수 있다.

동작 중에, 오디오 신호가 미디어 플레이어(102)에 의해 생성되어, 신호 프로세서(104)에 의해 처리된 다음, 하나 이상의 라우드스피커(106)를 구동하는 데에 사용될 수 있다. 상기 라우드스피커 시스템은 오디오 변환기들의 이종 집합체로 구성될 수 있다. 각각의 변환기는 신호 프로세서(104)로부터, 독립적이고 가능하게는 독특한 증폭된 오디오 출력 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 오디오 시스템(100)은 임의 개수의 라우드스피커(106)를 이용하여 모노, 스테레오 또는 서라운드 사운드를 생성하도록 동작할 수 있다.

이상적인 오디오 변환기는 인간의 전체 가청 범위에 걸쳐, 동등한 소리 강도로, 그리고 상승된 청취 레벨에서 최소한의 왜곡으로 사운드를 재생하는 것이다. 불행히도, 이러한 모든 범주를 충족하는 단일의 변환기는 생산하기가 불가능하지는 않지만 어렵다. 따라서, 통상의 라우드스피커(106)는, 특정 주파수 범위에서 사운드를 정확하게 재생하도록 최적화되어 있는 2개 이상의 변환기를 사용할 수 있다. 변환기의 동작 범위 바깥에 스펙트럼 주파수 성분이 있는 오디오 신호는 불쾌하게 들릴 수 있고, 및/또는 변환기를 손상시킬 수 있다.

신호 프로세서(104)는 각 변환기를 구동하는 오디오 신호에 제공되는 스펙트럼 콘텐트를 제한하도록 구성될 수 있다. 상기 스펙트럼 콘텐트는, 각각의 증폭된 오디오 출력 신호에 의해 구동되는 라우드스피커(106)의 최적의 재생 범위에 있는 주파수로 제한될 수 있다. 때때로, 라우드스피커(106)의 최적 재생 범위 내에 있음에도, 변환기는 어떤 주파수에서 사운드를 재생하는 그 능력에 바람직하지 않은 이상 형태를 가질 수도 있다. 따라서, 신호 프로세서(104)의 다른 기능은 특정 변환기 디자인에서의 스펙트럼 이상을 보상하는 것일 수 있다.

신호 프로세서(104)는 각 변환기를 구동하는 오디오 신호에 제공된 스펙트럼 콘텐트(spectral content)를 제한하도록 구성될 수 있다. 상기 스펙트럼 콘텐트는 특정된 출력 레벨 및 대역폭으로 라우드스피커를 구동하는 데에 필요한 전력을 최소화하도록 제한될 수 있다.

신호 프로세서(104)의 다른 기능은 각 변환기에 제공되는 각 오디오 신호의 재생 스펙트럼을 형성하는 것일 수 있다. 재생 스펙트럼은 변환기가 동작되고 있는 청취 공간에서의 방 음향(room acoustics)에 대해 책임이 있는 스펙트럼 채색(spectral colorization)으로 보상될 수 있다. 방 음향은, 예컨대 벽 및 각 변환기로부터 나오는 사운드를 반사 및/또는 흡수하는 다른 표면에 의해 영향받을 수 있다. 벽은 상이한 음향적 특성을 갖고 있는 재료로 구성될 수 있다. 일부 벽에는 문, 창문 또는 구멍이 있을 수 있고, 다른 벽에는 그러한 것이 없을 수 있다. 가구 및 식물 역시 사운드를 반사 및 흡수할 수 있다. 따라서, 청취 공간 내에서의 청취 공간 구조 및 라우드스피커(106)의 배치는 오디오 시스템(100)에 의해 생성된 사운드의 스펙트럼 및 시간적 특성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 변환기로부터 청취자까지의 음향 경로는 각각의 변환기마다 그리고 청취 공간에서의 각 배치 위치마다 다를 수 있다. 복수의 사운드 도착 시간은 청취자가 사운드의 위치를 정확히 파악하는 능력, 즉 사운드가 나오는 단일의 위치를 정확히 마음 속에 떠올리는 능력을 저해할 수 있다. 또한, 사운드 반사는 이러한 사운드 위치 파악 과정에 추가의 모호성을 부여할 수 있다. 신호 프로세서(104)는 또한, 청취 공간 내의 청취자가 사운드 위치 파악시 최소한의 열화를 경험할 수 있도록 각 변환기에 보내진 신호들의 지연을 제공할 수 있다.

도 2는 오디오 소스(202), 하나 이상의 라우드스피커(204) 및 오디오 신호 프로세서(206)를 보여주는 예시적인 블록도이다. 오디오 소스(202)는 콤팩트 디스크 플레이어, 라디오 튜너, 내비게이션 시스템, 모바일 폰, 헤드 유닛 또는 오디오 사운드를 나타내는 디지털 또는 아날로그 입력 오디오 신호를 생성할 수 있는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 한 가지 예에서, 오디오 소스(202)는 좌우 오디오 입력 채널 상의 좌우 스테레오 오디오 입력 신호를 나타내는 디지털 오디오 입력 신호를 제공할 수 있다. 다른 예에서, 상기 오디오 입력 신호는 돌비 6.1™ 서라운드 사운드의 6개의 오디오 채널과 같이, 임의 개수의 오디오 입력 신호 채널일 수 있다.

라우드스피커(204)는 전기적 신호를 가청 사운드로 변환할 수 있는 임의 형태의 하나 이상의 변환기일 수 있다. 라우드스피커(204)는 개별적으로 또는 그룹으로 동작하도록 구성 및 배치될 수 있고, 임의의 주파수 범위에 있을 수 있다. 상기 라우드스피커는, 오디오 신호 프로세서(206)에 의해 제공되는 증폭된 출력 채널에 의해 또는 증폭된 오디오 출력에 의해 총체적으로 또는 개별적으로 구동될 수 있다.

오디오 신호 프로세서(206)는 오디오 소스(202)로부터 오디오 채널에 공급되는 오디오 신호를 처리하는 로직을 수행할 수 있는 하나 이상의 디바이스일 수 있다. 이러한 디바이스는 디지털 신호 프로세서(DSP), 마이크로프로세서, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA), 또는 명령을 실행할 수 있는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, 오디오 신호 프로세서(206)는 필터, A/D (아날로그-투-디지털) 컨버터, D/A(디지털-투-아날로그) 컨버터, 신호 증폭기, 디코더, 딜레이(delay) 또는 임의의 다른 오디오 처리 기구와 같은 다른 신호 처리 구성 요소를 포함할 수 있다. 상기 신호 처리 구성 요소들은 하드웨어 기반일 수 있고, 소프트웨어 기반일 수 있으며, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 오디오 신호 프로세서(206)는 하나 이상의 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 소자와 같이, 명령 및/또는 데이터를 저장하도록 구성된 메모리를 포함할 수 있다. 상기 명령은 오디오 신호를 처리하는 오디오 신호 프로세서(206) 내에서 실행 가능할 수 있다. 상기 데이터는 처리 중에 사용/업데이트되는 파라미터, 처리 중에 생성/업데이트되는 파라미터, 사용자 입력 변수, 및/또는 오디오 신호 처리와 관련된 다른 정보일 수 있다.

도 2에서, 오디오 신호 프로세서(206)는 글로벌 이퀄라이제이션 블록(global equalization block)(210)을 포함할 수 있다. 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210)은 복수의 입력 오디오 채널 상의 입력 오디오 신호를 등화(이퀄라이즈)하는 데에 사용될 수 있는 복수 개의 필터(EQ₁-EQ_i)를 포함한다. 필터(EQ₁-EQ_i) 각각은 각 필터의 동작 신호 처리 기능성을 규정하는 셋팅을 포함하고 있는 필터들의 뱅크, 또는 하나의 필터를 포함할 수 있다. 필터의 수(J)는 입력 오디오 채널의 수에 기초하여 변동될 수 있다. 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210)은 오디오 신호 프로세서(206)로 입력 오디오 신호를 처리하는 제1 단계로서 입력 오디오 신호의 이상 또는 다른 성질을 조정하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들면, 입력 오디오 신호에 대한 글로벌 스펙트럼 변화는 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210)으로 수행될 수 있다. 별법으로서, 이러한 입력 오디오 신호의 조정이 바람직하지 않은 경우에는, 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210)은 생략될 수 있다.

오디오 신호 프로세서(206)는 또한 공간 처리 블록(spatial processing block)(212)을 포함할 수 있다. 공간 처리 블록(212)은 전체적으로 등화된 또는 등화되지 않은 입력 오디오 신호를 수신할 수 있다. 공간 처리 블록(212)은, 등화된 입력 오디오 신호의 매트릭스 디코딩에 의하는 것과 같이, 지정된 라우드스피커 위치를 고려하여 입력 오디오 신호의 처리 및/또는 전파(propagation)를 제공할 수 있다. 각각의 조정된 채널(steered channel) 상의 임의의 개수의 공간적 오디오 입력 신호가 공간 처리 블록(212)에 의해 발생될 수 있다. 따라서, 공간 처리 블록(212)은 두 채널로부터 7개 채널로 같이, 업 믹스(up mix)할 수 있고, 또는 7개 채널로부터 5개 채널로 같이 다운 믹스할 수 있다. 상기 공간적 오디오 입력 신호는 오디오 입력 채널의 임의의 조합, 변화, 감소 및/또는 복제에 의해 공간 처리 블록(212)으로 믹스될 수 있다. 예시적인 공간 처리 블록(212)은 Lexicon™에 의한 Logic™이다. 별법으로서, 입력 오디오 신호의 공간 처리를 원하지 않는 경우에, 공간 처리 블록(212)은 생략될 수 있다.

공간 처리 블록(212)은 복수 개의 조종된 채널을 발생시키도록 구성될 수 있다. Logic 7 신호 처리의 예에서, 좌전방 채널, 우전방 채널, 중앙 채널, 좌측 채널, 우측 채널, 좌후방 채널 및 우후방 채널이 상기 조종된 채널을 구성할 수 있으며, 각 채널은 각각의 공간 오디오 입력 신호를 포함한다. Dolby 6.1 신호 처리와 같은 다른 예에서, 좌전방 채널, 우전방 채널, 중앙 채널, 좌후방 채널 및 우후방 채널이 상기 생성된 조종된 채널을 구성할 수 있다. 상기 조종된 채널들은 또한 서브우퍼와 같은 저주파수 라우드스피커에 대하여 지정된 저주파수 채널을 포함할 수 있다. 상기 조종된 채널들은 증폭된 출력 채널이 아닐 수도 있는데, 왜냐하면 이들은 믹싱, 필터링, 증폭 등 되어 증폭된 출력 채널을 형성할 수 있기 때문이다. 별법으로서, 상기 조종된 채널들은 라우드스피커(204)를 구동하는 데 사용되는 증폭된 출력 채널일 수 있다.

상기 예비 등화되거나 예비 등화되지 않은, 그리고 공간 처리되거나 공간 처리되지 않은 입력 오디오 신호는 조종된 채널 이퀄라이제이션 블록(214)이라 지칭할 수 있는 제2 이퀄라이제이션 모듈에 의해 수신될 수 있다. 상기 조종된 채널 이퀄라이제이션 블록(214)은 복수의 조종된 채널의 각 채널 상의 입력 오디오 신호를 등화시키도록 사용될 수 있는 복수 개의 필터(EQ₁-EQ_k)를 포함할 수 있다. 필터(EQ₁-EQ_k) 각각은 하나의 필터, 또는, 각 필터의 동작 신호 처리 기능성을 규정하는 셋팅을 포함하는 필터들의 뱅크를 포함할 수 있다. 필터의 개수(K)는 입력 오디오 채널의 개수에 기초하여, 또는 공간 처리 블록(212)이 존재하는지 여부에 따른 공간 오디오 입력 채널의 개수에 기초하여 변화될 수 있다. 예를 들면, 공간 처리 블록(212)이 Logic 7™ 신호 처리로 동작하는 경우, 7개의 조종된 채널 상에서 동작 가능한 7개의 필터(K)가 있을 수 있으며, 오디오 입력 신호가 좌우 스테레오 쌍이고 공간 처리 블록(212)이 생략되는 경우, 두 채널 상에서 동작 가능한 2개의 필터(K)가 있을 수 있다.

오디오 신호 프로세서(206)는 또한 베이스 관리 블록(bass management block)(216)을 포함할 수 있다. 베이스 관리 블록(216)은 각각의 증폭된 출력 채널 상에 제공되는 하나 이상의 오디오 출력 신호의 저주파수 부분을 관리할 수 있다. 상기 선택된 오디오 출력 신호의 저주파수 부분은 다른 증폭된 출력 채널에로 재라우팅될 수 있다. 오디오 출력 신호의 저주파수 부분의 재라우팅은 상기 증폭된 출력 채널에 의해 구동되는 각 라우드스피커(204)에 기초할 수 있다. 그렇지 않으면 오디오 출력 신호에 포함될 수 있는 저주파수 에너지는, 저주파수 가청 에너지를 재생성하도록 설계되지 않은 오디오 출력 신호 구동 라우드스피커(204)를 포함하는 증폭된 출력 채널로부터 베이스 관리 블록(216)에 의해 재라우팅되거나, 매우 비효율적으로 에너지를 재생할 수 있다. 베이스 관리 블록(216)은 이러한 저주파수 에너지를, 저주파수 가청 에너지를 재생성할 수 있는 증폭된 출력 채널 상의 출력 오디오 신호에로 재라우팅할 수 있다. 별법으로서, 이러한 베이스 관리를 원하지 않는 경우, 상기 조종된 채널 이퀄라이제이션 블록(214)과 베이스 관리 블록(216)은 생략될 수 있다.

상기 미리 등화되거나 등화되지 않은, 공간 처리되거나 공간 처리되지 않은, 공간적으로 등화되거나 등화되지 않은, 그리고 베이스 관리되거나 관리되지 않은 오디오 신호는 오디오 신호 프로세서(206)에 포함되어 있는 베이스 관리된 이퀄라이제이션 블록(218)에 제공될 수 있다. 베이스 관리된 이퀄라이제이션 블록(bass managed equalization block)(218)은, 복수 개의 증폭된 출력 채널의 각 채널 상의 오디오 신호를 등화 및/또는 위상 조정하여 각 라우드스피커(214)에 의한 가청 출력을 최적화하는 데 사용될 수 있는 복수 개의 필터(EQ₁-EQ_M)를 포함할 수 있다. 필터(EQ₁-EQ_M) 각각은 하나의 필터, 또는, 각 필터의 동작 신호 처리 기능성을 규정하는 셋팅을 포함하는 필터들의 뱅크를 포함할 수 있다. 필터의 개수(M)는 베이스 관리된 이퀄라이제이션 블록(218)에 의해 수신된 오디오 채널의 개수에 기초하여 변동될 수 있다.

위상을 튜닝하여, 증폭된 출력 채널로 구동되는 하나 이상의 라우드스피커(204)가 특별한 청취 환경에서, 다른 증폭된 출력 채널에 의해 구동되는 하나 이상의 라우드스피커(204)와 상호 작용할 수 있도록 하는 것은 베이스 관리된 이퀄라이제이션 블록(218)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 좌전방 조종된 채널을 나타내는 라우드스피커 그룹을 구동하는 증폭된 출력 채널에 대응하는 필터(EQ₁-EQ_M)와 서브우퍼에 대응하는 필터(EQ₁-EQ_M)는, 좌전방 조종된 채널 가청 출력과 서브우퍼 가청 출력이 청취 공간으로 도입되어 상보적인 및/또는 바람직한 가청 사운드를 만들어 내도록 각 오디오 출력 신호의 저주파수 성분의 위상을 조정하도록 튜닝될 수 있다.

오디오 신호 프로세서(206)는 또한 크로스오버 블록(crossover block)(220)을 포함할 수 있다. 결합되어 가청 사운드의 전체 대역폭을 구성하는 복수의 라우드스피커(204)를 구비하는 증폭된 출력 채널은 상기 전체 대역폭 오디오 출력 신호를 복수의 더 좁은 대역의 신호들(A)로 분할하는 크로스오버를 포함할 수 있다. 크로스오버는 크로스오버 주파수라고 지칭되는 분할 주파수에서 신호를 고주파수 성분 및 저주파수 성분과 같은 수 많은 이산 주파수 성분으로 분할할 수 있는 필터들의 셋트를 포함할 수 있다. 각각의 크로스오버 셋팅은, 각각의 선택된 채널에 대하여 하나 이상의 크로스오버 주파수를 설정하도록, 선택된 하나 이상의 증폭된 출력 채널 각각에 대하여 구성될 수 있다.

크로스오버 주파수는, 각각의 증폭된 출력 채널 상의 각 출력 오디오 신호에 의해 라우드스피커(204)가 구동될 때 크로스오버 주파수의 음향 효과를 특징으로 할 수 있다. 따라서, 크로스오버 주파수는 통상적으로, 라우드스피커(204)의 전기적 응답을 특징으로 하지 않는다. 예컨대, 적절한 1kHz 음향 크로스오버는, 대역폭 전체에 걸쳐 평탄 응답(flat response)의 결과가 얻어지는 애플리케이션에서 900 Hz 로패스 필터 및 1200 Hz 하이패스 필터를 필요로 할 수 있다. 따라서, 크로스오버 블록(220)은 원하는 크로스오버 셋팅을 얻기 위하여 필터 파라미터로 구성 가능한 복수 개의 필터를 포함한다. 이와 같이, 크로스오버 블록(220)의 출력은, 각 오디오 출력 신호로 구동되는 라우드스피커(204)에 따라서 2개 이상의 주파수 범위로 선택적으로 분할되어진 증폭된 출력 채널 상의 오디오 출력 신호이다.

상기 크로스오버 주파수는 최적의 음향 결과를 위해서 그리고 최소화된 전력 결과를 위해서 최적화될 수 있다. 가중 인자를 도입하여, 음향 응답 및 소비 전력의 상대적 중요성을 알고리즘에 지시할 수 있다.

오디오 신호 처리 모듈(206)에는 채널 이퀄라이제이션 블록(222)도 포함될 수 있다. 채널 이퀄라이제이션 블록(222)은 증폭된 오디오 채널로서 크로스오버 블록(220)으로부터 수신된 오디오 출력 신호를 등화시키는 데에 사용될 수 있는 복수 개의 필터(EQ₁-EQ_N)를 포함할 수 있다. 필터(EQ₁-EQ_N) 각각은 각 필터의 동작 신호 처리 기능성을 규정하는 셋팅을 포함하고 있는 필터들의 뱅크, 또는 하나의 필터를 포함할 수 있다. 필터의 개수(N)는 증폭된 출력 채널의 수에 기초하여 변동될 수 있다.

필터(EQ₁-EQ_N)는 바람직하지 않은 변환기 응답 특성을 조정하기 위하여 오디 신호를 조정하는 채널 이퀄라이제이션 블록(222) 내부에 구성될 수 있다. 따라서, 채널 이퀄라이제이션 블록(222) 내의 필터로, 증폭된 출력 채널에 의해 구동되는 하나 이상의 라우드스피커(204)의 동작 특성 및/또는 동작 파라미터를 고려할 수 있다. 라우드스피커(204)의 동작 특성 및/또는 동작 파라미터를 보상하는 것이 바람직하지 않은 경우, 채널 이퀄라이제이션 블록(222)은 생략될 수 있다.

도 2의 신호 흐름은 오디오 시스템에서 어떠한 것이 발견될 수 있는 지에 대한 한 가지 예이다. 더 간단하거나 더 복잡한 변형예 역시 가능하다. 이러한 일반적인 예에서, (J) 입력 채널 소스, (K) 처리된 조종된 채널, (M) 베이스 관리된 출력 및 (N) 총 증폭된 출력 채널이 있을 수 있다. 따라서, 오디오 신호의 이퀄라이제이션에 대한 조정은 상기 신호 체인의 각 단계에서 수행될 수 있다. 이는 시스템 전체에서 사용되는 필터의 수를 감소시키는 것을 도와줄 수 있는데, 왜냐하면 일반적으로 N>M>K>J이기 때문이다. 전체 주파수 스펙트럼에 대한 글로벌 스펙트럼 변화는 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210)에 의해 적용될 수 있다. 또한, 이퀄라이제이션은 조종된 채널 이퀄라이제이션 블록(214)에 의해 조종된 채널에 적용될 수 있다. 따라서, 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210) 및 조종된 채널 이퀄라이제이션 블록(214) 내에서의 이퀄라이제이션은 증폭된 오디오 채널 그룹에 적용될 수 있다. 다른 한편으로, 베이스 관리된 이퀄라이제이션 블록(218) 및 채널 이퀄라이제이션 블록(222)에 의한 이퀄라이제이션은 개개의 증폭된 오디오 채널에 적용된다.

공간 프로세서 블록(212) 및 베이스 관리 블록(216) 전에 일어나는 이퀄라이제이션은, 상이한 이퀄라이제이션이 임의의 오디오 입력 채널 또는 임의의 증폭된 출력 채널 그룹에 적용된다면 선형 위상 필터링(linear phase filtering)을 구성할 수 있다. 선형 위상 필터링은 공간 프로세서 블록(212) 및 베이스 관리 블록(216)에 의해 처리되는 오디오 신호의 위상을 보존하는 데에 사용될 수 있다. 별법으로서, 공간 프로세서 블록(212) 및/또는 베이스 관리 블록(216)은 각 모듈 내에서의 처리 중에 일어날 수 있는 위상 수정(phase correction)을 포함할 수 있다.

오디오 신호 프로세서(206)는 또한 지연 블록(delay bolck)(224)을 포함할 수 있다. 지연 블록(224)은 오디오 신호 프로세서(206)를 통해 처리되는 오디오 신호의 시간 양을 지연시키고 라우드스피커(204)를 구동하는 데에 사용될 수 있다. 지연 블록(224)은 가변 지연량을 각 증폭된 출력 채널 상의 각 오디오 출력 신호에 적용하도록 구성될 수 있다. 지연 블록(224)은 증폭된 출력 채널의 수에 대응하는 복수 개의 지연 블록(T₁-T_N)을 포함할 수 있다. 지연 블록(T₁-T_N) 각각은 각 증폭된 출력 채널에 적용되는 지연의 양을 선택하기 위하여 구성 가능한 파라미터를 포함할 수 있다.

한 가지 예에서, 지연 블록 각각은 다음의 수학식에 기초한 간단한 디지털 탭-지연 블록(digital tap-delay block)일 수 있다.

y[t]=x[t-n] : 식 1

상기 식에서, x는 시간 t에서 지연 블록에의 입력이고, y는 시간 t에서 지연 블록의 출력이며, n은 지연의 샘플 개수이다. 파라미터(n)는 디자인 파라미터이고, 증폭된 출력 채널 상의 각각의 라우드스피커(204) 또는 라우드스피커(204)들의 그룹에 유일할 수 있다. 증폭된 출력 채널의 레이턴시(latency)는 n과 샘플-기간의 곱일 수 있다. 상기 필터 블록은 하나 이상의 무한 임펄스 응답(infinite impulse response)(IIR) 필터, 유한 임펄스 응답(FIR) 필터 또는 이들의 조합일 수 있다. 지연 블록(224)에 의한 필터 처리는 또한 상이한 샘플 속도에서 처리되는 복수의 필터 뱅크를 포함시킬 수 있다. 지연을 원하지 않는 경우, 지연 블록(224)은 생략될 수 있다.

이득 최적화 블록(gain optimization block)(226) 역시 오디오 신호 프로세서(206)에 포함될 수 있다. 이득 최적화 블록(226)은 각각의 증폭된 출력 채널에 대하여 복수 개의 이득 블록(G₁-G_N)을 포함할 수 있다. 이득 블록(G₁-G_N)은, 각각의 증폭된 출력 채널 (Quantity N)에 적용되어 각 채널에 의해 구동되는 하나 이상의 라우드스피커(204)의 가청 출력을 조정하는 이득 셋팅(gain setting)을 이용하여 구성될 수 있다. 예컨대, 상이한 증폭된 출력 채널 상에서 청취 공간의 라우드스피커(204)의 평균 출력 레벨은, 라우드스피커(204)로부터 방사되는 가청 사운드 레벨들이 청취 공간 내의 여러 청취 위치에서 거의 동일한 것으로 인식되도록 이득 최적화 블록(226)으로 조정될 수 있다. 증폭된 출력 채널의 개별적인 이득 조정 없이 여러 청취 위치에서의 사운드 레벨들이 거의 동일한 것으로 인식되는 상황과 같이, 이득 최적화를 원하지 않는 경우, 이득 최적화 블록(226)은 생략될 수 있다.

오디오 신호 프로세서(206)는 또한 비선형 처리 블록(nonlinear processing block)(228)을 포함할 수 있다. 비선형 처리 블록(228)은 증폭된 출력 채널의 양(N)에 대응하는 복수 개의 비선형 처리 블록(NL₁-NL_N)을 포함할 수 있다. 비선형 처리 블록(NL₁-NL_N)은 라우드스피커(204)의 동작 범위에 기초한 리미트 셋팅으로 구성되어, 왜곡 레벨, 소비 전력 또는 증폭된 출력 채널 상의 오디오 출력 신호의 크기를 제한하는 것을 보증해 주는 임의의 다른 시스템 제한 사항을 관리할 수 있다. 비선형 처리 블록(228)의 한 가지 기능은 오디오 출력 신호의 출력 전압을 구속하는 것일 수 있다. 예컨대, 비선형 처리 블록(228)은, 오디오 출력 신호가 일부 사용자-규정 레벨을 초과하는 것이 허용되지 않는 하드-리미트(hard-limit)를 제공할 수 있다. 비선형 처리 블록(228)은 또한 오디오 출력 신호의 출력 파워를 일부 사용자-규정 레벨에로 구속할 수 있다. 또한, 비선형 처리 블록(228)은 오디오 출력 신호 레벨을 동적으로 관리하기 위하여 미리 정해진 룰(rules)을 사용할 수 있다. 오디오 출력 신호를 제한하고자 하지 않는 경우에, 비선형 처리 블록(228)은 생략될 수 있다.

상기 오디오 튜닝 시스템은, 소비 전력을 모니터링해야 하는 경우에 효율 모드에서 동작할 수 있고, 또는 소비 전력이 중요하지 않은 경우에는 비효율 모드에서 동작할 수 있다. 예시적인 실시에 있어서, 오디오 시스템은 사용자가 시스템의 성능에서 원하는 효율의 레벨을 선택하도록 할 수 있다. 효율은 높은 우선순위(high priority)에 또는 원하는 소비 전력 레벨에 설정될 수 있다. 상기 시스템은 사용자에게 상대적인 효율 요구 조건 또는 보다 직접적인 요구 조건을 설정하는 옵션을 제공할 수 있다. 상대적인 효율 요구 조건은 오디오 시스템에 환경에 대한 소비 전력을 제한하도록 지시한다. 예컨대, 오디오 시스템은 자동차 내에서 동작할 수 있고, 그 소비 전력은 동일한 전원을 추출하는 다른 시스템에 대해 상대적으로 제한될 수 있다. 보다 직접적인 요구 조건은, 최적의 구성 셋팅을 결정하는 경우 성능 최적화 체크의 일부로서 오디오 시스템이 실행되는 전력 제한을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 효율 최적화는 자동으로 결정되고, 전력 제한은 오디오 시스템에 자동으로 부여될 수 있다.

도 2에서, 모듈은 수 많은 상이한 전력 효율 모드에서 동작할 수 있고 그 모드에서 대응되는 동작 파라미터를 가질 수 있다. 다른 효율 모드들에서 동작될 수 있는 오디오 신호 프로세서(206) 내의 모듈은 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210), 조종된 채널 이퀄라이제이션 블록(214), 베이스 관리 블록(216), 베이스 관리된 이퀄라이제이션 블록(218), 크로스오버 블록(220), 채널 이퀄라이제이션 블록(222), 이득 최적화 블록(226)을 포함한다. 각 블록은 하나 이상의 오디오 채널에서 전력 출력의 양에 영향을 미치는 동작 셋팅을 갖고 있으므로, 이들 블록의 각 동작 파라미터를 조정하게 되면, 오디오 시스템의 전체 전력 요구 조건이 변화될 수 있다. 따라서, 이들 블록 중 하나 이상은 상이한 레벨의 원하는 전력 효율 및 원하는 음향 성능과 일치하는 상이한 동작 파라미터 셋트를 포함할 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 음향 성능은 소비 전력의 조정에 의해 영향을 받지 않을 수 있지만(또는 부분적으로 영향받을 수 있지만), 다른 경우에 있어서, 소비 전력의 최적화와 음향 성능 또는 오디오 사운드 품질의 최적화 사이에 트레이드 오프(trade off)가 존재한다. 따라서, 상기 오디오 시스템에는 전력 효율과 음향 성능 사이에 상이한 균형을 제공하는 전력 효율 모드가 구비될 수 있다.

도 2에서, 오디오 신호 프로세서(206)의 모듈들은 특정한 구성으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 예에서는 임의의 다른 구성이 사용될 수 있다. 예를 들면, 채널 이퀄라이제이션 블록(222), 지연 블록(224), 이득 블록(226) 및 비선형 처리 블록(228) 중 임의의 블록은 크로스오버 블록(220)으로부터 출력을 수신하도록 구성될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 오디오 신호 프로세서(206)는 또한 각 변환기를 구동하기에 충분한 파워로 처리 중에 오디오 신호를 증폭할 수 있다. 또한, 여러 블록들이 별개의 블록인 것으로 도시되었지만, 다른 예에서, 도시된 블록의 기능들은 합쳐지거나 여러 블록으로 확장될 수 있다.

이퀄라이제이션 블록, 즉 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210), 조종 채널 이퀄라이제이션 블록(214), 베이스 관리된 이퀄라이제이션 블록(218) 및 채널 이퀄라이제이션 블록(222)에 의한 이퀄라이제이션은 파라메트릭 이퀄라이제이션(parametric equalization) 또는 비-파라메트릭 이퀄라이제이션(non-parametric equalization)을 이용하여 전개될 수 있다.

파라메트릭 이퀄라이제이션은 인간이 이퀄라이제이션 블록에 포함된 필터들의 파라미터를 직감적으로 조정할 수 있도록 매개 변수화되는 것이다. 그러나, 매개 변수화(parametrization) 때문에, 필터 구성의 융통성은 줄어든다. 파라메트릭 이퀄라이제이션은 필터의 계수들의 특정 관계를 이용할 수 있는 이퀄라이제이션의 한 가지 형태이다. 예를 들면, 바이쿼드 필터(bi-quad filter)는 2개의 이차 다항식의 비로서 구현되는 필터이다. 계수들 사이의 특정 관계는 바이쿼드(bi-quad) 필터의 6개의 계수와 같이, 이용 가능한 계수들의 개수를 이용하여, 수 많은 미리 정해진 파라미터를 구현한다. 중앙 주파수, 대역폭 및 필터 이득과 같은 미리 정해진 파라미터는 하나의 대역외 이득(out of band gain)과 같은 미리 정해진 대역외 이득을 유지하면서 구현될 수 있다.

비-파라메트릭 이퀄라이제이션은 디지털 필터 계수를 직접 사용하는 컴퓨터 발생된 필터 파라미터이다. 비-파라메트릭 이퀄라이제이션은 적어도 2가지 방식, 즉 유한 임펄스 응답(FIR) 필터 및 무한 임펄스 응답(IIR) 필터에서 구현될 수 있다. 이러한 디지털 계수는 인간에 의해 직감적으로 조정 가능하지 않을 수 있지만, 그 필터의 구성에 대한 융통성은 증가되어, 보다 복잡한 필터 형태를 효과적으로 구현할 수 있도록 해준다.

비-파라메트릭 이퀄라이제이션은, 바이쿼드 필터의 6개의 계수와 같이, 필터의 계수들의 전체 융통성을 이용하여, 주어진 주파수 응답 크기 또는 위상 이상을 수정하는 데에 필요한 응답 형태와 가장 잘 맞는 필터를 유도할 수 있다. 보다 복잡한 필터 형태를 원한다면, 더 큰 차수의 다항식 비를 이용할 수 있다. 한 가지 예에서, 다항식의 보다 더 큰 차수비는 나중에 바이쿼드 필터로 쪼개질 수 있다(인수분해). 이들 필터의 비-파라메트릭 디자인은, Prony 방법, Steiglitz-McBride 반복법, 아이젠(eigen)-필터 방법 또는 임의의 주파수 응답(전달 함수)에 가장 잘 맞는 필터 계수를 산출하는 임의의 방법을 비롯한 여러 방법에 의해 달성될 수 있다. 이들 필터는 위상만이 수정되고 크기는 모든 주파수에서 단 하나인 올-패스 특성을 포함할 수 있다.

도 3은 청취 공간(306)에 포함된 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)과 예시적인 오디오 시스템(302)을 보여준다. 도시된 청취 공간은 방이지만, 청취 공간은 차량, 야외 또는 오디오 시스템이 설치되어 동작될 수 있는 임의의 다른 장소일 수 있다. 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 오디오 시스템의 특정 기구를 튜닝하기 위하여 상기 디자인 파라미터를 자동으로 결정하는 데에 사용될 수 있다. 따라서, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 디자인 파라미터를 오디오 시스템(302)에 설정하는 자동화된 메커니즘을 포함한다.

상기 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 또한 동작 내용에 따라 동작하도록 시스템(304)을 튜닝 또는 구성하는 동작 모드를 포함할 수 있다. 동작 내용은 청취 영역 내의 여러 상이한 위치에 있는 청취자에 대한 청취 환경에 관한 것일 수 있고, 또는 사용자가 조종하고자 하는 동작 양태에 관한 것일 수 있다. 예시적인 실시에 있어서, 상기 자동화된 오디오 시스템(304)은, 오디오 시스템(302)에 의한 소비 전력이 모티터링되는 적어도 하나의 효율 모드를 포함하고, 또한 소비 전력을 최소화하도록 튜닝될 수 있다. 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은, 셋팅 시스템 모드와 그 모드에 따른 제어 동작을 포함하는 신호 처리를 특별히 필요로 하지 않는 기능을 수행하도록 구성된 일반적인 목적의 프로세서를 포함할 수 있다.

오디오 시스템(302)은 임의 형태의 오디오, 비디오를 생성하는 임의의 개수의 라우드스피커, 신호 프로세서, 오디오 소스 등, 또는 가청 사운드를 생성하는 임의 형태의 멀티미디어 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 오디오 시스템(302) 역시 임의의 원하는 구성에 셋업 또는 설치될 수 있으며, 도 3의 구성은 단지 많은 가능한 구성 중 하나이다. 도 3에서, 도시할 목적으로, 오디오 시스템(302)은 전체적으로, 신호 발생기(310), 신호 프로세서(312), 라우드스피커(314)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 임의의 다른 관련 디바이스뿐만 아니라 임의의 개수의 신호 발생 디바이스 및 신호 처리 디바이스가 오디오 시스템(302)에 포함 및/또는 인터페이스될 수 있다.

자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 별개의 독립적(stand alone) 시스템일 수 있고, 또는 오디오 시스템(302)의 일부로서 포함될 수 있다. 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 프로세서와 같이, 명령을 실행하고, 입력을 수신하며 사용자 인터페이스를 제공할 수 있는 임의 형태의 로직 디바이스를 포함할 수 있다. 한 가지 예에서, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 오디오 시스템(302)과 통신하도록 구성된 개인용 컴퓨터와 같은 컴퓨터로서 구현될 수 있다. 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 하나 이상의 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 소자와 같이, 명령 및/또는 데이터를 저장하도록 구성된 메모리를 포함할 수 있다. 상기 명령은 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)에서 실행되어 오디오 시스템을 자동으로 튜닝할 수 있다. 실행 가능한 코드 역시 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)의 기능, 사용자 인터페이스 등을 제공할 수 있다. 상기 데이터는 처리 중에 사용/업데이트되는 파라미터, 처리 중에 생성/업데이트되는 파라미터, 사용자가 입력한 변수 및/또는 오디오 신호 처리와 관련된 임의의 다른 정보일 수 있다.

자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 오디오 시스템(302)의 주문 제작시 사용되는 디자인 파라미터를 자동으로 생성, 조작 및 저장할 수 있도록 해줄 수 있다. 또한, 오디오 시스템(302)의 주문 제작된 구성은 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)에 의해 자동화된 방식으로 생성, 조작 및 저장될 수 있다. 또한, 오디오 시스템(302)의 구성 및 디자인 파라미터의 수동 조작 역시 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)의 사용자에 의해 실행될 수 있다.

자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 또한 입출력(I/O) 능력을 포함할 수 있다. I/O 능력은 임의 형태의 아날로그 또는 디지털 통신 프로토콜과의 직렬 또는 병렬의 유선 및/또는 무선 데이터 통신을 포함할 수 있다. I/O 능력은 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)과 신호 프로세서(312) 사이에서의 디자인 파라미터 및 구성의 통신을 위해 파라미터 통신 인터페이스(316)를 포함할 수 있다. 파라미터 통신 인터페이스(316)는 디자인 파라미터 및 구성을 신호 프로세서(312)에 다운로드할 수 있도록 해준다. 또한, 신호 프로세서에 의해 현재 사용되는 디자인 파라미터 및 구성의 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)로의 업로드는 파라미터 통신 인터페이스(316)를 통해 일어날 수 있다.

자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)의 I/O 능력은 또한, 마이크로폰과 같이 각각 오디오 센서(320)와 연결된 적어도 하나의 오디오 센서 인터페이스(318)를 포함할 수 있다. 또한, 자동화된 튜닝 시스템(304)의 I/O 능력은 파형 발생 데이터 인터페이스(322) 및 참조 신호 인터페이스(324)를 포함할 수 있다. 오디오 센서 인터페이스(318)는, 입력 신호로서, 청취 공간(306)에서 감지된 하나 이상의 오디오 입력 신호를 수신하기 위하여 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)의 상기 능력을 제공할 수 있다. 도 3에서, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 청취 공간 내의 5개의 상이한 청취 위치로부터 5개의 오디오 신호를 수신한다. 다른 예에서, 보다 적거나 많은 수의 오디오 신호 및/또는 청취 위치가 이용될 수 있다. 예를 들면, 차량의 경우에, 4개의 청취 위치가 있을 수 있고, 각각의 청취 위치에서 4개의 오디오 센서(320)가 사용될 수 있다. 별법으로서, 단일의 오디오 센서(320)가 사용될 수 있고, 그 센서는 모든 청취 위치 사이에서 이동될 수 있다. 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 각각의 청취 위치에서 경험되는 실제의, 즉 현장에서의 사운드를 측정하기 위하여 오디오 신호를 사용할 수 있다.

자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 테스트 신호를 직접 생성할 수 있고, 저장 기기로부터 테스트 신호를 추출할 수 있으며, 또는 외부 신호 발생기를 제어하여 테스트 파형을 생성할 수 있다. 도 3에서, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 파형 제어 신호를 파형 생성 데이터 인터페이스(322)를 통해 신호 발생기(310)에 전송할 수 있다. 상기 파형 제어 신호에 기초하여, 신호 발생기(310)는 오디오 입력 신호로서 테스트 파형을 신호 프로세서(312)에 출력할 수 있다. 신호 발생기(310)에 의해 생성된 테스트 파형 참조 신호 역시 참조 신호 인터페이스(324)를 거쳐 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)에 출력될 수 있다. 상기 시험 파형은 오디오 시스템(302)의 동작을 충분히 연습 및/또는 테스트할 수 있는 크기 및 대역폭을 갖는 하나 이상의 주파수일 수 있다. 다른 예에서, 오디오 시스템(302)은 콤팩트 디스크, 메모리 또는 임의의 다른 저장 매체로부터 테스트 파형을 생성할 수 있다. 이들 예에서, 테스트 파형은 파형 생성 인터페이스(322)를 통해 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)에 제공될 수 있다.

한 가지 예에서, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 참조 파형을 개시하거나 참조 파형의 개시를 지시할 수 있다. 참조 파형은 오디오 입력 신호로서 신호 프로세서(312)에 의해 처리될 수 있고, 오디오 출력 신호로서 증폭된 출력 채널 상에 출력되어 라우드스피커(314)를 구동시킬 수 있다. 라우드스피커(314)는 상기 참조 파형을 나타내는 가청 사운드를 출력할 수 있다. 가청 사운드는 오디오 센서(320)에 의해 감지되고, 오디오 센서 인터페이스(318) 상에서 입력 오디오 신호로서 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)에 제공될 수 있다. 라우드스피커(314)를 구동하는 증폭된 출력 채널 각각이 구동될 수 있으며, 구동되는 라우드스피커(314)에 의해 발생된 가청 사운드는 오디오 센서(320)에 의해 감지될 수 있다.

한 가지 예에서, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 사운드 카드를 포함하는 개인용 컴퓨터(PC)에 구현될 수 있다. 상기 사운드 카드는 오디오 센서 인터페이스(318) 상의 오디오 센서(320)로부터 입력 오디오 신호를 수신하기 위하여 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)의 I/O 능력의 일부로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 사운드 카드는 신호 발생기로서 동작하여, 파형 발생 인터페이스(322) 상의 오디오 입력 신호로서 신호 프로세서(312)에 전송되는 테스트 파형을 생성할 수 있다. 따라서, 신호 발생기(310)는 생략될 수 있다. 상기 사운드 카드 역시 참조 신호 인터페이스(324) 상의 참조 신호로서 테스트 파형을 수신할 수 있다. 상기 사운드 카드는 PC에 의해 제어될 수 있으며, 모든 입력 정보를 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)에 제공할 수 있다. 상기 사운드 카드로부터 수신/전송된 I/O에 기초하여, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 디자인 파라미터를 파라미터 인터페이스(316)를 통해 신호 프로세서(312)에 다운로드할 수 있고 그 프로세서로부터 업로드할 수 있다.

오디오 입력 신호 및 참조 신호를 이용하여, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 신호 프로세서(312)에서 실시되는 디자인 파라미터를 자동적으로 결정할 수 있다. 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 또한 상기 디자인 파라미터를 보고, 조종하고 에디팅할 수 있도록 해주는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 상기 사용자 인터페이스는 디스플레이와, 키보드, 마우스 및/또는 터치 스크린과 같은 입력 장치를 포함할 수 있다. 또한, 로직 기반 룰 및 다른 디자인 컨트롤이 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)의 사용자 인터페이스로 구현 및/또는 변경될 수 있다. 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 하나 이상의 그래픽 사용자 인터페이스 스크린, 또는 디자인 파라미터 및 구성을 보고, 조종하고 변화시킬 수 있도록 해주는 다른 형태의 디스플레이를 포함할 수 있다.

일반적으로, 청취 공간에 설치된 특정 오디오 시스템에 대한 디자인 파라미터를 결정하기 위하여 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)에 의해 수행되는 예시적인 자동화된 작업에 앞서 관심 대상의 오디오 시스템의 구성 및 디자인 파라미터를 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)에 입력하는 것이 선행할 수 있다. 구성 정보 및 디자인 파라미터의 입력에 후속하여, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 상기 구성 정보를 신호 프로세서(312)에 다운로드할 수 있다. 이어서, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(304)은 이하에서 설명하는 일련의 자동화된 단계에서 자동화된 튜닝을 실행하여 상기 디자인 파라미터를 결정할 수 있다.

도 4는 예시적인 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)의 블록도이다. 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)은 셋업 파일(402), 측정 인터페이스(404), 전달 함수 매트릭스(406), 공간적 평균화 엔진(spatial averaging engine)(408), 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410), 지연 엔진(412), 이득 엔진(414), 크로스오버 엔진(416), 베이스 최적화 엔진(bass optimization engine)(418), 시스템 최적화 엔진(420), 셋팅 적용 시뮬레이터(settings application simulator)(422), 랩 데이터(lab data)(424) 및 비선형 최적화 엔진(430)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 더 적거나 많은 수의 블록이 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)의 기능성을 설명하는 데 사용될 수 있다.

셋업 파일(402)은 메모리에 저장된 파일일 수 있다. 별법으로서, 또는 추가적으로, 셋업 파일(402)은 오디오 시스템 디자이너에 의해 입력된 정보의 수신기로서 그래픽 사용자 인터페이스에 구현될 수 있다. 셋업 파일(402)은 튜닝되는 특정 오디오 시스템을 특정하는 구성 정보 및 자동화된 튜닝 프로세스와 관련된 디자인 파라미터를 이용하여 오디오 시스템 디자이너에 의해 구성될 수 있다.

청취 공간에 설치된 특정 오디오 시스템에 대한 디자인 파라미터를 결정하기 위한 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)의 자동화된 작업에 앞서, 관심 대상의 오디오 시스템의 구성을 셋업 파일(412)에 입력하는 것이 선행할 수 있다. 구성 정보 및 셋팅은 예컨대, 변환기의 수, 변환기의 임피던스 곡선, 청취 장소의 수, 입력 오디오 신호의 수, 출력 오디오 신호의 수, (신호를 에워싸는 스테레오 신호와 같이) 입력 오디오 신호로부터 출력 오디오 신호를 얻는 처리 및/또는 디자인 파라미터의 자동화된 구성을 실행하는 데 유용한 임의의 다른 오디오 시스템 특정 정보를 포함할 수 있다. 또한, 셋업 파일(402) 내의 구성 정보는 오디오 시스템 디자이너에 의해 정해지는 구속 사항, 가중 인자(weighting factor), 자동화된 튜닝 파라미터, 결정된 변수 등과 같은 디자인 파라미터를 포함할 수 있다. 예시적인 실시에 있어서, 셋업 파일(402)은 효율 모드 파라미터 값을 포함하는데, 이 값은 효율 모드 동작을 위해 구성된 임의의 파라미터에 추가하여, 비효율 모드 동작을 위해 구성된 파라미터 일부 또는 전부의 값을 포함한다.

예컨대, 가중 인자는 설치된 오디오 시스템과 관련하여 각각의 청취 공간에 대해 정해질 수 있다. 상기 가중 인자는 각 청취 장소의 상대적 중요성에 기초하여 오디오 시스템 디자이너에 의해 정해질 수 있다. 예를 들면, 차량에서, 운전자 청취 장소는 가장 큰 가중 인자를 갖고 있을 수 있다. 전방의 탑승자 청취 장소는 그 다음으로 큰 가중 인자를 갖고 있을 수 있고, 후방의 탑승자는 더 낮은 가중 인자를 갖고 있을 수 있다. 상기 가중 인자는 사용자 인터페이스를 이용하여 셋업 파일(402) 내에 포함된 가중 매트릭스에 입력될 수 있다. 또한, 예시적인 구성 정보는 상기 리미터 및 이득 블록에 대한 정보 엔트리 또는 오디오 시스템의 자동화된 튜닝의 양태와 관련된 임의의 다른 정보를 포함할 수 있다. 예시적인 셋업 파일에 대한 구성 정보의 예시적인 리스팅은 첨부 A로서 포함된다. 다른 예에서, 상기 셋업 파일은 추가의 또는 더 적은 구성 정보를 포함할 수 있다.

상기 오디오 시스템 아키텍처 및 디자인 파라미터의 구성에 대한 규정에 추가하여, 입력 채널의 채널 매핑, 조종된 채널 및 증폭된 출력 채널이 셋업 파일(402)로 실행될 수 있다. 또한, 임의의 다른 구성 정보가 상기한 바와 같이 그리고 후술하는 바와 같이 셋업 파일(402)에 제공될 수 있다. 튜닝될 오디오 시스템에 파라미터 인터페이스(316)(도 3)를 통해 셋업 정보를 다운로드 하는 것에 후속하여, 튜닝될 오디오 시스템에 의해 출력된 가청 사운드를 오디오 센서(320)(도 3)를 이용하여 셋업하고, 교정(calibration)하고 측정하는 것이 수행될 수 있다.

측정 인터페이스(404)는 튜닝될 오디오 시스템으로부터 제공되는 입력 오디오 신호를 수신 및/또는 처리할 수 있다. 측정 인터페이스(404)는 도 3을 참조하여 전술한 파형 생성 데이터, 참조 신호 및 오디오 센서로부터의 신호를 수신할 수 있다. 상기 라우드스피커의 응답 데이터를 나타내는 상기 수신된 신호는 전달 함수 매트릭스(406)에 저장될 수 있다.

전달 함수 매트릭스(406)는 응답 관련 정보를 담고 있는 다차원 응답 매트릭스이다. 한 가지 예에서, 전달 함수 매트릭스(406), 즉 응답 매트릭스는 오디오 센서의 수, 증폭된 출력 채널의 수 및 각 오디오 센서에 의해 수신된 오디오 시스템의 출력을 묘사하는 전달 함수를 포함하는 3차원 응답 매트릭스일 수 있다. 상기 전달 함수는 오디오 센서에 의해 측정된 임펄스 응답 또는 복합 주파수 응답일 수 있다. 랩 데이터(424)는 튜닝되는 오디오 시스템에서 라우드스피커에 대한 측정된 라우드스피커 전달 함수(라우드스피커 응답 데이터)일 수 있다. 상기 라우드스피커 응답 데이터는 무반향 챔버(anechoic chamber)와 같이, 실험실 환경인 청취 공간에서 측정되고 수집될 수 있다. 랩 데이터(424)는 응답 관련 정보를 담고 있는 다차원 응답 매트릭스 형태일 수 있다. 한 가지 예에서, 랩 데이터(424)는 전달 함수 매트릭스(406)와 유사한 3차원 응답 매트릭스일 수 있다.

공간적 평균화 엔진(408)은 전달 함수 매트릭스(406) 내의 하나 이상의 차원(dimension)을 평균함으로써, 전달 함수 매트릭스(406)를 압축하도록 실행될 수 있다. 예컨대, 3차원 응답 매트릭스에서, 공간적 평균화 엔진(408)은, 오디오 센서를 평균하고 상기 응답 매트릭스를 2차원 응답 매트릭스로 압축하도록 실행될 수 있다. 도 5는 6개의 오디오 센서 신호(502)를 소정의 주파수 범위에 걸쳐 하나의 공간적으로 평균화된 응답(504)으로 임펄스 응답을 감소시키는 공간적 평균화의 한 가지 예를 보여준다. 공간적 평균화 엔진(408)에 의한 공간적 평균화는 또한 상기 가중 인자를 적용하는 것을 포함할 수 있다. 상기 가중 인자는 공간적으로 평균화된 응답의 생성 중에 적용되어, 가중 인자에 기초하여 공간적으로 평균화되는 상기 임펄스 응답 중 식별된 응답을 가중하고 강조할 수 있다. 상기 압축된 전달 함수 매트릭스는 공간적 평균화 엔진(408)에 의해 생성될 수 있고 셋팅 적용 시뮬레이터(422)의 메모리(430)에 저장될 수 있다.

도 4에서, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 도 2의 채널 이퀄라이제이션 블록(222)에 대한 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 생성하도록 실행될 수 있다. 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)에 의해 생성된 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 타겟 음향 응답에 도달하기 위하여, 동일한 증폭된 출력 채널 상에 있는 라우드스피커들의 그룹 또는 라우드스피커의 응답을 수정할 수 있다. 이들 라우드스피커는 개별적일 수 있고, 수동적으로 크로스오버될 수 있으며 또는 별개로 능동적으로 크로스오버될 수 있다. 청취 공간에 상관 없이, 이들 라우드스피커의 응답은 최적이 아닐 수 있으며, 응답 수정을 필요로 할 수 있다.

도 6은 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410), 현장 데이터(602) 및 랩 데이터(424)의 블록도이다. 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 예측된 현장 모듈(predicted in-situ module)(606), 통계적 수정 모듈(608), 파라메트릭 엔진(610) 및 비-파라메트릭 엔진(612)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)의 기능성은 더 적거나 더 많은 블록으로 설명할 수 있다.

현장 데이터(602)는 튜닝되는 오디오 시스템의 각 증폭된 오디오 채널에 대한 복합 주파수 응답 또는 임펄스 응답의 형태의 실제 측정된 라우드스피커 전달 함수를 나타낼 수 있다. 현장 데이터(602)는 오디오 시스템이 원하는 구성으로 청취 공간에 설치될 때 오디오 시스템으로부터의 측정된 가청 출력을 포함할 수 있다. 오디오 센서를 이용하여, 현장 데이터는 캡처되어 전달 함수 매트릭스(406)(도 4)에 저장될 수 있다. 한 가지 예에서, 현장 데이터(602)는 메모리(432)에 저장된 압축된 전달 함수 매트릭스이다. 별법으로서, 후술하는 바와 같이, 현장 데이터(602)는 발생된 및/또는 결정된 셋팅이 오디오 시스템에 적용되어 있는 응답 데이터를 나타내는 데이터를 포함하는 시뮬레이션일 수 있다. 랩 데이터(424)는 튜닝되는 오디오 시스템의 라우드스피커에 대하여 실험실 환경에서 측정된 라우드스피커 전달 함수(라우드스피커 응답 데이터)일 수 있다.

타겟 음향 응답을 얻기 위한 각 증폭된 출력 채널의 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)에 의한 자동화된 수정은 현장 데이터(602) 및/또는 랩 데이터(424)에 기초할 수 있다. 따라서, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)에 의해 현장 데이터(602), 랩 데이터(424) 또는 현장 데이터(602) 및 랩 데이터(424) 두 데이터에 대한 일부 조합을 이용하는 것은 오디오 시스템 디자이너에 의해 셋업 파일(402)(도 4)에 구성 가능하다.

채널 이퀄라이제이션 셋팅을 생성하여 타겟 음향 응답을 향해 라우드스피커의 응답을 수정하는 것은 파라메트릭 엔진(610) 또는 비-파라메트릭 엔진(612), 또는 파라메트릭 엔진(610)과 비-파라메트릭 엔진(612)의 조합을 이용하여 수행할 수 있다. 셋업 파일(402)(도 4) 내의 셋팅을 이용하여 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 파라메트릭 엔진(610) 또는 비-파라메트릭 엔진(612), 또는 파라메트릭 엔진(610)과 비-파라메트릭 엔진(612)의 일부 조합을 이용하여 발생시켜야 할지 여부를 지정할 수 있다. 예컨대, 셋업 파일(402)(도 4)은 채널 이퀄라이제이션 블록(222)(도 2)에 포함될 비-파라메트릭 필터의 개수, 파라메트릭 필터의 개수를 지정할 수 있다.

라우드스피커를 포함하는 시스템은 그 시스템을 구성하는 라우드스피커뿐만 아니라 수행할 수 있다. 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 현장 또는 랩 환경에 있는 라우드스피커의 성능에 대한 정보를 이용하여, 타겟 음향 응답의 관점에서, 라우드스피커의 응답시 불규칙성의 효과를 수정 또는 최소화할 수 있다.

랩 데이터(424)에 기초하여 발생된 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 예측된 현장 모듈(606)에 의한 처리를 포함할 수 있다. 랩 기반 라우드스피커 성능은 라우드스피커가 동작되는 현장 청취 환경으로부터 나오는 것이 아니므로, 예측된 현장 모듈(606)은 예측된 현장 응답을 생성할 수 있다. 예측된 현장 응답은 오디오 시스템 디자이너가 규정한 셋업 파일(402) 내의 파라미터에 기초할 수 있다. 예를 들면, 사용자 또는 디자이너는 의도한 환경 또는 청취 환경 내에서의 라우드스피커의 컴퓨터 모델을 작성할 수 있다. 이 컴퓨터 모델은 각 센서 위치에서 측정되는 주파수 응답을 예측하는 데 이용될 수 있다. 상기 컴퓨터 모델은 오디오 시스템 디자인에 대하여 중요한 양태를 포함할 수 있다. 한 가지 예에서, 중요하지 않다고 생각되는 양태는 생략될 수 있다. 각각의 라우드스피커의 상기 예측된 주파수 응답 정보는 청취 환경에서 예측되는 응답에 대한 근사화로서, 예측된 현장 모듈(606)의 센서에 걸쳐 공간적으로 평균화될 수 있다. 상기 컴퓨터 모델은 유한 요소법, 경계 요소법, 광선 투과법 또는 소정의 환경에서 라우드스피커 또는 라우드스피커들의 세트의 음향 성능을 시뮬레이션하는 임의의 다른 방법을 이용할 수 있다.

상기 예측된 현장 응답에 기초하여, 파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)은, 타겟 음향 응답에 기초하여 라우드스피커에서의 수정 가능한 불규칙을 보상하기 위해 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 생성할 수 있다. 상기 측정된 실제 현장 응답은 사용되지 않을 수 있는데, 왜냐하면 상기 현장 응답은 라우드스피커의 실제 응답을 불명료하게 할 수 있기 때문이다. 상기 예측된 현장 응답은 음향 방사 임피던스에 변화를 도입함으로써 라우드스피커의 성능을 수정하는 인자들만을 포함할 수 있다. 예컨대, 라우드스피커가 경계 부근에 배치되는 경우에 상기 현장 응답에 소정의 인자가 포함될 수 있다.

파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)에 의해 발생된 상기 예측된 현장 응답으로 만족할만한 결과를 얻기 위하여, 라우드스피커는 청취 공간에 놓여지기 전에 최적의 무반향 성능을 제공하도록 설계되어야 한다. 일부 청취 공간에서, 라우드스피커의 최적 성능을 보상하는 것은 불필요할 수 있고, 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 생성하는 것은 필요하지 않을 수 있다. 파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)에 의해 발생된 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 채널 이퀄라이제이션 블록(222)(도 2)에 적용될 수 있다. 따라서, 채널 이퀄라이제이션 셋팅으로 인한 신호 수정은 하나의 라우드스피커 또는 (수동적으로 또는 능동적으로) 필터링된 라우드스피커 어레이에 영향을 미칠 수 있다.

또한, 랩 데이터(424)(도 4) 및/또는 셋업 파일(402)(도 4)에 포함된 다른 정보의 분석에 기초하여, 통계 수정 모듈(608)에 의해 상기 예측된 현장 응답에 통계적 수정이 적용될 수 있다. 통계 수정 모듈(608)은 오디오 시스템에 사용된 라우드스피커와 관련된 셋업 파일(402)에 저장된 데이터를 이용하는 통계에 기초하여, 예측된 현장 응답에 대한 수정을 생성할 수 있다. 예컨대, 라우드스피커의 다이어프램 파괴로 인한 공진은 다이어프램의 재료 특성 및 이러한 재료 특성의 변화에 의존적일 수 있다. 또한, 라우드스피커의 다른 구성 요소 및 접착제의 제조 공정 상의 변화 및 제조 중 디자인 및 프로세스 공차로 인한 변화는 성능에 영향을 미칠 수 있다. 개개의 라우드스피커의 품질 시험/검사로부터 얻어지는 통계 정보는 랩 데이터(424)(도 4)에 저장될 수 있다. 이러한 정보는 상기 성분 및 제조 프로세스에서 이미 알려진 변형에 기초하여, 라우드스피커의 응답을 더욱 수정하기 위하여 통계 수정 모듈(608)에 의해 이용될 수 있다. 타겟 응답 수정(targeted response correction)은 라우드스피커의 응답 수정이 라우드스피커의 디자인 및/또는 제조 프로세스에 대해 이루어진 변화를 책임질 수 있도록 해준다.

다른 예에서, 라우드스피커의 예측된 현장 응답에 대한 통계 수정은 또한 라우드스피커의 조립 라인 시험의 목적에 기초하여 통계 수정 모듈(608)에 의해 수행될 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 차량과 같은 청취 공간 내의 오디오 시스템은 주어진 최적 라우드스피커 세트, 또는 튜닝시 청취 공간에 있는 미지의 라우드스피커 세트에 의해 튜닝될 수 있다. 라우드스피커에서의 통계적 변화로 인해, 이러한 튜닝은 특정 청취 공간에 대해 최적화될 수 있지만, 동일한 청취 공간 내의 동일한 모델의 다른 라우드스피커에 대해서는 최적화되지 않을 수 있다. 예컨대, 차량 내의 특정 라우드스피커 세트에 있어서, 소정의 크기, 3의 필터 대역폭(Q) 및 6dB의 피크를 갖는 공진이 1kHz에서 일어날 수 있다. 동일한 모델의 다른 라우드스피커에서, 상기 공진의 발생은 1/3 옥타브에 걸쳐 변할 수 있고, Q는 2.5에서 3.5까지 변할 수 있으며, 피크 크기는 4dB에서 8 dB까지 변할 수 있다. 이러한 공진 발생의 변화는 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)에 의해 사용하기 위한 랩 데이터(424)(도 4)의 정보로서 제공되어, 라우드스피커의 예측된 현장 응답을 통계적으로 수정할 수 있다.

상기 예측된 현장 응답 데이터 또는 현장 데이터(602)는 파라메트릭 엔진(610) 또는 비-파라메트릭 엔진(612)에 의해 이용될 수 있다. 파라메트릭 엔진(610)은 전달 함수 매트릭스(406)(도 4)에 저장된 응답 데이터로부터 관심 대상의 대역폭을 얻도록 실행될 수 있다. 상기 관심 대상의 대역폭 내에서, 파라메트릭 엔진(610)은 피크에 대하여 주파수 응답 크기를 스캔할 수 있다. 파라메트릭 엔진(610)은 가장 큰 크기를 갖는 피크를 식별할 수 있고, 이 피크와 관련하여 파라메트릭 이퀄라이제이션의 최적 파라미터(예컨대, 중심 주파수, 크기 및 Q)를 산정할 수 있다. 시뮬레이션에서 상기 응답에 최적 필터가 적용될 수 있고, 상기 프로세스는 2dB과 같은 특정의 최소 피크 크기가 없을 때까지 또는 특정의 최대 개수의 필터(예컨대, 2)가 사용될 때까지 파라메트릭 엔진(610)에 의해 반복될 수 있다. 상기 최소 피크 크기 및 최대 필터 개수는 오디오 시스템 디자이너에 의해 셋업 파일(402)(도 4) 내에 특정될 수 있다.

파라메트릭 엔진(610)은 특정 라우드스피커 또는 라우드스피커 세트의 오디오 센서에 걸쳐 가중 평균을 이용하여, 파라메트릭 노치 필터와 같은 필터로 공진 및/또는 다른 응답 이상을 처리할 수 있다. 예컨대, 파라메트릭 노치 필터의 중심 주파수, 크기 및 필터 대역폭(Q)이 생성될 수 있다. 노치 필터는, 라우드스피커가 구동될 때 생성될 수 있는 주파수 응답 이상을 처리함으로써, 청취 공간 내에서 최적의 응답을 제공하도록 설계된 최소 위상 필터일 수 있다.

비-파라메트릭 엔진(612)은 특정 라우드스피커 또는 라우드스피커 세트의 오디오 센서에 걸쳐 가중 평균을 이용하여, 바이쿼드 필터와 같은 필터로 공진 및/또는 다른 응답 이상을 처리할 수 있다. 주파수 응답 이상에 최적의 적합성을 제공하기 위하여 바이쿼드 필터의 계수가 계산될 수 있다. 비-파라메트릭식으로 유도된 필터는 파라메트릭 필터와 비교하여 보다 면밀히 맞추어진 적합성을 제공할 수 있는데, 왜냐하면 비-파라메트릭 필터는 통상의 파라메트릭 노치 필터보다 더욱 복잡한 주파수 응답 형태를 포함할 수 있기 때문이다. 이들 필터의 단점은, 중심 주파수, Q 및 크기와 같은 파라미터를 갖지 못함에 따라 직감적으로 조정할 수 없다는 것이다.

파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)은, 동일한 주파수 범위를 생성하는 복수의 라우드스피커 사이에서의 복잡한 상호 작용이 아니라, 각각의 라우드스피커가 현장 또는 랩 응답에서 역할을 하는 영향을 분석할 수 있다. 많은 경우에 있어서, 파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)은 라우드스피커가 동작하는 대역폭의 어느 정도 외부에서 응답을 필터링하는 것이 바람직한지를 결정할 수 있다. 이는, 예컨대 주어진 라우드스피커의 특정된 로패스 주파수보다 위의 약 절반 옥타브에서 공진이 일어난다면 그러한 경우일 수 있는데, 그러한 공진은 들을 수가 있고 크로스오버 서메이션(crossover summation)으로 어려움을 야기할 수 있다. 다른 예에서, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은, 하나의 라우드스피커의 특정된 하이패스 주파수 밑으로 한 옥타브 및 그 라우드스피커의 특정된 로패스 주파수 위로 한 옥타브를 필터링하면 대역 끝에서만 필터링하는 것보다 더 나은 결과가 제공될 수 있는지를 결정할 수 있다.

파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)에 의해 필터링하는 것을 선택하는 것은 셋업 파일(402)에 포함된 정보에 의해 제한될 수 있고, 또는 전력 효율 가중 인자에 기초할 수 있다. 필터 최적화의 파라미터(주파수만이 아니다)를 제한하는 것은 소비 전력, 리소스 분배 및 시스템 성능의 최적화 면에서 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)의 성능에 중요할 수 있다. 파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)이 임의의 제한되지 않은 값을 선택할 수 있도록 하면 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)에 의해, 원하지 않은 필터, 예컨대 양(positive)의 이득값이 매우 큰 필터가 생성되어, 왜곡 가능성 또는 안정성문제뿐만 아니라, 상당한 소비 전력을 야기할 수 있다. 한 가지 예에서, 셋업 파일(402)은 파라메트릭 엔진(610)에 의해 생성된 이득을 -12dB 및 +6dB 내와 같은 지정된 범위로 한정하는 정보를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 이득 제한의 슬라이딩 스케일(sliding scale)이 전력 효율 가중 인자에 기초하여 부여될 수 있다. 별법으로서, 또는 추가적으로, 셋업 파일(402)은 예컨대, 약 0.5 내지 약 5의 범위와 같이, 크기 및 필터 대역폭(Q)의 발생을 제한하는 결정된 범위를 포함할 수 있고, 또는 전력 효율 가중 인자가 그러한 범위를 야기하도록 실시될 수 있다.

필터의 최소 이득 역시 추가의 파라미터로서 셋업 파일(402)에 설정될 수 있다. 상기 최소 이득은 2dB과 같은 정해진 값에서 설정될 수 있다. 따라서, 2dB 미만의 이득으로 파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)에 의해 계산된 임의의 필터는 제거되어, 튜닝될 오디오 시스템에 다운로드되지 않을 수 있다. 또한, 파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)에 의한 최대 수의 필터를 생성하는 것은 셋업 파일(402)에 특정되어, 시스템 성능을 최적화할 수 있다. 상기 최소 이득 셋팅은, 파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)이 셋업 파일(402)에 특정된 최대 수의 필터를 생성한 다음에 생성된 필터의 일부를 최소 이득 셋팅에 기초하여 제거하는 경우 시스템 성능을 한층 더 개선할 수 있도록 해준다. 필터의 제거를 고려하는 경우, 파라메트릭 엔진(610) 및/또는 비-파라메트릭 엔진(612)은 오디오 시스템 내의 필터의 심리음향(psychoacoustic) 중요성을 결정하기 위해 필터의 Q와 함께 필터의 최소 이득 셋팅을 고려할 수 있다. 이러한 필터의 제거에 대한 고려는, 필터의 Q와 최소 이득 셋팅의 비, 필터의 주어진 이득 셋팅에 대해 수용 가능한 Q 값의 범위 및/또는 필터의 주어진 Q에 대해 수용 가능한 이득의 범위와 같은, 미리 정해진 임계치(threshold)에 기초할 수 있다. 예컨대, 필터의 Q가 1과 같이 매우 낮다면, 필터의 2dB 크기의 이득은 오디오 시스템의 질에 상당한 영향을 미칠 수 있고, 필터는 제거되어서는 안된다. 상기 미리 정해진 임계치는 셋업 파일(402)(도 4)에 포함될 수 있다.

타겟 음향 응답에 기초하는 채널 이퀄라이제이션 셋팅의 형태로 하나 이상의 동작 파라미터 셋트를 생성하기 위하여, 상이한 여러 전력 효율 가중 팩터를 이용할 수 있다. 상기 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 필터 디자인 파라미터를 갖는 필터의 형태일 수 있다. 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 셋업 파일(402)로부터 라우드스피커의 임피던스 데이터를 이용하여 각 라우드스피커의 동작 소비 전력에 미치는 채널 이퀄라이제이션 셋팅의 영향을 결정할 수 있다. 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 생성하기 위하여 이용되는 각 효율 가중 팩터에 기초하여, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 하나 이상의 채널에 대하여 그 이퀄라이제이션 셋팅을 조정할 수 있다. 따라서, 소비 전력 최소화에 유리한 전력 효율 가중 팩터가 이용되고 있다면, 이득 값과 같은 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 일부 주파수에서 감소될 수 있고 다른 주파수에서 증가되어 소비 전력을 최소화할 수 있고, 동시에 오디오 시스템으로부터 타겟 음향 응답을 달성할 수 있다. 다른 예에서, Q, 등화되는 주파수 범위 또는 이퀄라이제이션과 관련된 임의의 다른 동작 파라미터는 전력 효율 가중 파라미터의 함수로서 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)에 의해 조정될 수 있다. 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 오디오 시스템의 원하는 음향 성능을 균형맞추어, 전력 효율 가중 인자에 기초하여 라우드스피커를 구동하는 증폭기에 의해 소모되는 전력에 대해 원하는 제한을 갖는 타겟 음향 응답을 달성할 수 있다.

예컨대, 전력 효율 가중 인자가 1과 10 사이의 값이라면(10은 최대 전력 효율이다), 1의 값에서, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 소비 전력을 무시할 수 있고, 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 생성하여 라우드스피커의 음향 성능을 최적화할 수 있다. 다른 한편으로, 10의 전력 효율 가중 인자에서, 오디오 시스템의 수용 가능한 성능 레벨을 제공하면서 소비 전력을 최소화하기 위하여, 음향 성능을 최적화하는 채널 이퀄라이제이션 셋팅에 상당한 변화가 일어날 수 있다. 유사하게, 5의 전력 효율 가중 인자에서, 상기 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진은 소비 전력과 음향 성능 사이에서 절충할 수 있다.

라우드스피커를 구동할 때 증폭기에 의한 에너지 소비 레벨, 그리고 전력 효율은 라우드스피커의 임피던스에 기초하여, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)에 의해 결정될 수 있다. 다른 예에서, 오디오 시스템 내에서의 임의의 다른 전력 손실이 고려될 수 있다. 라우드스피커의 임피던스 데이터는, 각 라우드스피커에 대한 임피던스 곡선으로부터 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)에 의해 얻어질 수 있다. 상기 임피던스 곡선은 셋업 파일(402)에 저장될 수 있다. 별법으로서, 또는 추가적으로, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 라우드스피커에 대한 임피던스 데이터를 계산할 수 있다. 상기 임피던스 데이터의 계산은, 라우드스피커에 공급되는 또는 공급되도록 되어 있는 전류 및 전압의 크기(V=R*I)와 같은 실제 측정된 값에 기초할 수 있다. 하나 이상의 라우드스피커를 구동하는 오디오 신호에 포함된 전압 및 전류, 그리고 하나 이상의 라우드스피커의 임피던스 데이터에 기초하여, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 상기 이퀄라이제이션 셋팅을 조정하고, 하나 이상의 라우드스피커에 의한 소비 전력의 대응 변화를 결정할 수 있다. 이들 기법을 이용하여, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은, 타겟 음향 응답의 관점에서 음향 성능을 최적화하면서 원하는 소비 전력의 범위 내에 그리고 전력 효율 가중 인자에 의해 부여된 제한 사항 범위 내에 있도록 이퀄라이제이션 셋팅을 반복 조정할 수 있다.

도 4에서, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)으로 생성된 채널 이퀄아이제이션 셋팅은 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 제공될 수 있다. 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는 이퀄라이제이션 셋팅이 저장될 수 있는 메모리(432)를 포함할 수 있다. 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는 또한 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 전달 함수 매트릭스(406)에 포함된 응답 데이터에 적용하도록 실행 가능하다. 채널 이퀄라이제이션 셋팅으로 등화된 응답 데이터 역시 등화된 채널 응답 데이터의 시뮬레이션으로서 메모리(432)에 저장될 수 있다. 또한, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)으로 생성된 임의의 다른 셋팅은 상기 응답 데이터에 적용되어, 적용된 상기 생성된 채널 이퀄라이제이션 셋팅으로 오디오 시스템의 동작을 시뮬레이션할 수 있다. 또한, 오디오 시스템 디자이너에 의해 셋업 파일(402)에 포함된 셋팅은 시뮬레이션 스케줄에 기초하여 응답 데이터에 적용되어, 채널 이퀄라이제이션 시뮬레이션을 생성할 수 있다.

상기 시뮬레이션 스케줄은 셋업 파일(402)에 포함될 수 있다. 상기 시뮬레이션 스케줄은 셋팅 적용 시뮬레이터(422)으로 특정 시뮬레이션을 생성하기 위해 사용되는 상기 생성되고 정해진 셋팅을 지정할 수 있다. 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)의 엔진에 의해 상기 셋팅이 생성됨에 따라, 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는 시뮬레이션 스케줄에 확인된 시뮬레이션을 생성할 수 있다. 예를 들면, 시뮬레이션 스케줄은 이퀄라이제이션 셋팅이 적용된 전달 함수 매트릭스(406)로부터 응답 데이터의 시뮬레이션이 요망되는지를 지정할 수 있다. 따라서, 이퀄라이제이션 셋팅을 수신함으로써, 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는 이퀄라이제이션 셋팅을 응답 데이터에 적용할 수 있고 그 결과 얻어지는 시뮬레이션을 메모리(432)에 저장할 수 있다.

등화된 응답 데이터의 시뮬레이션은 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)에 다른 셋팅을 생성하는 데 사용하기 위해 이용할 수 있다. 이러한 등화된 응답 데이터의 시뮬레이션은 각 효율 가중 인자와 연관된 동작 파라미터에 대하여 수행될 수도 있다. 이와 관련하여, 셋업 파일(402)은 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)에 의해 여러 셋팅을 생성하는 순서를 지정한 순서 테이블(order table)을 포함할 수 있다. 생성 순서가 순서 테이블에 지정될 수 있다. 상기 순서는 생성된 셋팅들의 다른 그룹 생성을 기초하고자 하는 시뮬레이션에서 사용되는 생성된 셋팅이 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 의해 생성되어 저장될 수 있도록 지정될 수 있다. 즉, 상기 순서 테이블은 다른 생성된 셋팅에 의한 시뮬레이션에 기초하여 생성된 셋팅이 이용 가능하도록 셋팅 및 대응 시뮬레이션의 생성 순서를 지정할 수 있다. 예를 들면, 등화된 채널 응답 데이터의 시뮬레이션은 지연 엔진(412)에 제공될 수 있다. 별법으로서, 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 원하지 않는 경우, 응답 데이터는 조정 없이 지연 엔진(412)에 제공될 수 있다. 다른 예에서, 오디오 시스템 디자이너에 의해 정해진 것과 같은 생성된 셋팅 및/또는 결정된 셋팅을 포함하는 임의의 다른 시뮬레이션이 지연 엔진(412)에 제공될 수 있다.

지연 엔진(412)은 선택된 라우드스피커에 대한 최적의 지연을 결정 및 생성하도록 실행될 수 있다. 지연 엔진(412)은 셋팅 적용 시뮬레이터(422)의 메모리(432)에 저장된 시뮬레이션으로부터 각 오디오 입력 채널의 시뮬레이션된 응답을 획득할 수 있고, 또는 전달 함수 매트릭스(406)로부터 응답 데이터를 획득할 수 있다. 각 오디오 입력 신호를 참조 파형과 비교함으로써, 지연 엔진(412)은 지연 셋팅을 결정하고 생성할 수 있다. 별법으로서, 지연 셋팅을 원하지 않는 경우, 지연 엔진(412)은 생략될 수 있다.

도 7은 예시적인 지연 엔진(412) 및 현장 데이터(702)의 블록도이다. 지연 엔진(412)은 지연 계산기 모듈(704)을 포함한다. 현장 데이터(702)에 기초하여 지연 계산기 모듈(704)에 의해 지연 값이 계산되고 생성될 수 있다. 현장 데이터(702)는 전달 함수 매트릭스(406)에 포함된 응답 데이터일 수 있다. 별법으로서, 현장 데이터(702)는 메모리(432)에 저장된 시뮬레이션 데이터일 수 있다(도 4).

상기 지연 값은 증폭된 출력 채널 중 선택된 채널에 대하여 지연 계산기 모듈(704)에 의해 생성될 수 있다. 지연 계산기 모듈(704)은 측정된 오디오 입력 신호의 선두 엣지와 참조 파형의 선두 엣지의 위치를 결정할 수 있다. 측정된 오디오 입력 신호의 선두 엣지는 응답이 노이즈 플로어(noise floor)로부터 나타나는 지점일 수 있다. 참조 파형의 선두 엣지와 측정딘 오디오 입력 신호의 선두 엣지 사이의 차이에 기초하여, 지연 계산기 모듈(704)은 실제 지연을 계산할 수 있다.

도 8은 마이크로폰과 같은 오디오 감지 장치에서 가청 사운드의 도착 시간을 결정하는 시험을 보여주는 예시적인 임펄스 응답이다. 0초와 동일한 시점(t1)(802)에서, 가청 신호는 라우드스피커에 의해 출력되는 오디오 시스템에 제공된다. 시간 지연 기간(804) 동안, 오디오 감지 장치에 의해 수신된 가청 신호는 노이즈 플로어(806) 아래에 있다. 노이즈 플로어(806)는 셋업 파일(402)(도 4)에 포함되어 있는 정해진 값일 수 있다. 수신된 가청 사운드는 시점(t2)(808)에서 노이즈 플로어(806)로부터 나타난다. 시점(t1)(802)과 시점(t2)(808) 사이의 시간은 지연 계산기 모듈(704)에 의해 실제 지연으로서 결정된다. 도 8에서, 시스템의 노이즈 플로어(806)는 임펄스의 최대 레벨보다 아래인 60 dB이고, 시간 지연은 약 4.2 ms이다.

상기 실제 지연은 오디오 신호가 모든 전자 장치, 라우드스피커 및 공기를 통과하여 관측 지점에 도달하는 데 걸리는 시간의 양이다. 실제 시간 지연은 크로스오버의 적절한 정렬을 위해 그리고 튜닝될 오디오 시스템에 의해 생성되는 가청 사운드의 최적의 공간적 이미징(spatial imaging)을 위해 사용될 수 있다. 오디오 감지 장치에 의해 청취 공간의 어느 청취 위치를 측정하는 지에 따라 상이한 실제 시간 지연이 존재할 수 있다. 신호 감지 장치는 실제 지연을 계산하기 위해 지연 계산기 모듈(704)에 의해 사용될 수 있다. 별법으로서, 지연 계산기 모듈(704)은 청취자 머리 주변과 같이, 청취 공간 내의 여러 상이한 위치에 있는 2개 이상의 오디오 감지 장치의 실제 시간 지연을 평균할 수 있다.

계산된 실제 지연에 기초하여, 지연 계산기 모듈(704)은, 셋업 파일(402)(도 4)에 포함된 가중 인자들에 기초하여, 증폭된 출력 채널 중 선택된 채널에 대하여 지연 값에 가중치를 할당할 수 있다. 지연 계산기 모듈(704)에 의해 생성된, 결과적으로 얻어지는 지연 셋팅은 각 오디오 감지 장치에 대한 지연 값의 가중 평균일 수 있다. 따라서, 지연 계산기 모듈(704)은 하나 이상의 각 청취 위치에 도달하는, 증폭된 오디오 채널 각각에서의 오디오 출력 신호의 도착 지연을 계산 및 생성할 수 있다. 적절한 공간적 효과를 제공하기 위하여, 동일한 증폭된 출력 채널 상에서 추가의 지연이 요망될 수 있다. 예컨대, 후방 서라운드 라우드스피커가 구비된 다중 채널 오디오 시스템에서, 전방 라우드스피커를 구동하는 증폭된 출력 채널에 추가의 지연이 추가되어, 후방 서라운드 라우드스피커로부터의 직접 가청 사운드가 전방 라우드스피커에 더 가까이 있는 청취자에 동시에 도달하도록 할 수 있다.

도 4에서, 지연 엔진(412)으로 생성된 지연 셋팅은 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 제공될 수 있다. 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는 지연 셋팅을 메모리(432)에 저장할 수 있다. 또한, 세팅 적용 시뮬레이터(422)는 셋업 파일(402)에 포함된 시뮬레이션 스케줄에 따라 지연 셋팅을 이용하여 소정의 시뮬레이션을 생성할 수 있다. 예컨대, 시뮬레이션 스케줄은 지연 셋팅을 등화된 응답 데이터에 적용하는 지연 시뮬레이션이 바람직하다는 것을 가리킬 수 있다. 이 예에서, 등화된 응답 데이터 시뮬레이션은 메모리(432) 및 이에 적용된 지연 셋팅으로부터 추출될 수 있다. 별법으로서, 이퀄라이제이션 셋팅이 발생되지 않고 메모리(432)에 저장되어 있지 않은 경우에, 지연 셋팅은 시뮬레이션 스케줄에 표시된 지연 시뮬레이션에 따라, 전달 함수 매트릭스(406)에 포함된 응답 데이터에 적용될 수 있다. 지연 시뮬레이션은 또한 자동화된 오디오 튜닝 시스템의 다른 엔진에서 사용하기 위해 메모리(432)에 저장될 수 있다. 예컨대, 지연 시뮬레이션은 이득 엔진(414)에 제공될 수 있다.

이득 엔진(414)은 증폭된 출력 채널에 대하여 이득 셋팅을 생성하도록 실행 가능할 수 있다. 셋업 파일(402)에 표시되어 있는 것과 같은 이득 엔진(414)은 이득 셋팅 생성을 기초하는 메모리(432)로부터 시뮬레이션을 얻을 수 있다. 별법으로서, 셋업 파일(402)마다, 이득 엔진(414)은 이득 셋팅을 생성하기 위하여 전달 함수 매트릭스(406)로부터 응답을 얻을 수 있다. 이득 엔진(414)은 증폭된 출력 채널 각각에서 출력을 개별적으로 최적화할 수 있다. 증폭된 출력 채널의 출력은 셋팅 파일(402) 내에 특정된 가중치에 따라서 이득 엔진(414)에 의해 선택적으로 조정될 수 있다.

도 9는 예시적인 이득 엔진(414) 및 현장 데이터(902)의 블록도이다. 현장 데이터(902)는 공간적 평균화 엔진(408)에 의해 공간적으로 평균화된 전달 함수 매트릭스(406)로부터의 응답 데이터일 수 있다. 별법으로서, 현장 데이터(902)는 생성된 또는 결정된 셋팅이 적용되어 있는, 공간적으로 평균화된 데이터를 포함하는 메모리(432)에 저장된 시뮬레이션일 수 있다. 한 가지 예에서, 현장 데이터(902)는 메모리(432)에 저장된 채널 이퀄라이제이션 셋팅에 기초하여 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 의해 생성된 채널 이퀄라이제이션 시뮬레이션이다.

이득 엔진(414)은 레벨 최적화기 모듈(904)을 포함한다. 레벨 최적화기 모듈(904)은 현장 데이터(902)에 기초하여 각 증폭된 출력 채널의 결정된 대역폭에 걸쳐 평균 출력 레벨을 결정 및 저장하도록 실행 가능할 수 있다. 저장된 평균 출력 레벨은, 증폭된 오디오 채널 각각에서 원하는 레벨의 오디오 출력 신호를 얻기 위하여 서로 비교되고 조정될 수 있다.

레벨 최적화기 모듈(904)은 어떤 증폭된 출력 채널이 다른 증폭된 출력 채널보다 더 크거나 작은 이득을 가지도록 옵셋 값(offset values)을 생성할 수 있다. 이들 값은, 이득 엔진이 직접 상기 계산된 이득 값을 보상할 수 있도록, 셋업 파일(402)에 포함된 테이블에 입력될 수 있다. 예컨대, 오디오 시스템 디자이너는, 도로 상에서 주행할 때 차량의 노이즈 레벨 때문에, 서라운드 사운드가 구비된 차량 내의 후방 라우드스피커가 전방 라우드스피커와 비교하여 증가된 신호 레벨을 갖도록 하고자 할 수 있다. 따라서, 오디오 시스템 디자이너는 +3dB과 같은 결정된 값을 각각의 증폭된 출력 채널에 대한 테이블에 입력할 수 있다. 응답하여, 레벨 최적화기 모듈(904)은 증폭된 출력 채널에 대한 이득 셋팅이 생성될 때 추가의 3 dB 이득을 그 생성된 값에 추가할 수 있다.

이득 엔진(414)은 또한 상이한 여러 전력 효율 가중 인자의 적용에 기초하여 여러 상이한 이득 값을 유도할 수도 있다. 예컨대, 이득 엔진(414)에 의해 생성되어 적용되는 이득은 소비 전력 최소화에 대한 증대된 강조를 나타내는 전력 효율 가중 인자에 대하여 대응하여 감소될 수 있다. 타겟 음향 응답 및 소비 전력에 기초하여 음향 성능을 균형맞추기 위하여, 이득 엔진(414)은 라우드스피커의 라우드스피커 임피던스 데이터를 이용하여, 증폭된 출력 채널에 적용된 이득에서의 소비 전력 감소에 미치는 영향을 확정할 수 있다. 따라서, 셋업 파일(402) 내에 포함된 테이블에 생성되어 입력된 이득 값의 셋트와 같은 동작 파라미터가 상이한 여러 전력 효율 가중 인자와 관련지워질 수 있다.

도 4에서, 이득 엔진(414)으로 생성된 이득 셋팅은 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 제공될 수 있다. 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는 이득 셋팅을 메모리(432)에 저장할 수 있다. 또한, 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는, 예컨대 이득 셋팅을, 등화되거나 등화되지 않은, 지연되거나 지연되지 않은 응답 데이터에 적용하여 이득 시뮬레이션을 생성할 수 있다. 다른 예의 이득 시뮬레이션에서, 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)으로 생성하거나 셋업 파일(402)에 존재하는 임의의 다른 셋팅이 응답 데이터에 적용되어, 이득 셋팅이 적용된 오디오 시스템의 동작을 시뮬레이션할 수 있다. 등화 및/또는 지연된 응답 데이터(만약 있다면) 또는 임의의 다른 셋팅을 이용하여, 적용된 응답 데이터를 나타내는 시뮬레이션은 메모리(432) 및 이에 적용된 이득 셋팅으로부터 추출될 수 있다. 이러한 시뮬레이션은 또한 각 효율 가중 인자와 연관된 동작 파라미터에 대하여 수행될 수도 있다. 별법으로서, 이퀄라이제이션 셋팅이 발생되지 않고 메모리(432)에 저장되어 있지 않은 경우에, 이득 셋팅은 전달 함수 매트릭스(406)에 포함된 응답 데이터에 적용되어, 이득 시뮬레이션을 생성할 수 있다. 이득 시뮬레이션은 또한 메모리(432)에 저장될 수 있다.

크로스오버 엔진(416)은 자동화된 오디오 튜닝 시스템(10) 내의 하나 이상의 다른 엔진과 협동하여 동작할 수 있다. 별법으로서, 크로스오버 엔진(416)은 독립형의 자동화된 튜닝 시스템이거나, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410) 및/또는 지연 엔진(412)과 같은 다른 엔진 중 선택된 엔진과 함께 동작할 수 있다. 크로스오버 엔진(416)은 선택된 증폭기 출력 채널에 대하여 크로스오버 셋팅을 선택적으로 생성하도록 실행 가능할 수 있다. 크로스오버 셋팅은 적어도 2개의 증폭된 출력 채널에 선택적으로 적용된 하이패스 및 로패스 필터에 대한 최적의 기울기(slope) 및 크로스오버 주파수를 포함할 수 있다. 크로스오버 엔진(416)은 증폭된 출력 채널 그룹 내의 각각의 증폭된 출력 채널 상에서 동작 가능한 라우드스피커들의 합쳐진 출력에 의해 생성된 총 에너지를 최대화하는, 증폭된 출력 채널 그룹에 대한 크로스오버 셋팅을 생성할 수 있다. 라우드스피커는 적어도 부분적으로 상이한 주파수 범위에서 동작 가능하다. 크로스오버 엔진(416)은 또한, 타겟 음향 출력을 달성하기 위하여 오디오 증폭기가 전달하여야 하는 전기 출력을 최소화하면서 라우드스피커의 조합된 출력에 의한 총 에너지 출력을 최대화하는 크로스오버 셋팅을 생성할 수도 있다. 크로스오버 엔진(416)은 크로스오버 최적화기를 포함하는데, 이는 소비 전력의 레벨과 관련하여 제한에 의해 구속되는 것과 같은 타겟 음향 성능에 기초하여 가장 높은 레벨의 음향 성능을 달성하는 크로스오버 파라미터의 형태의 임의 갯수의 동작 파라미터 셋트를 결정한다. 사실상 전력 효율 가중 인자에 따라, 동작 파라미터 셋트는 최적화된 음향 성능(총 라우드스피커로붜ㅌ의 최대 총 에너지와 상관 없이)을 제공하는 크로스오버 파라미터의 셋트일 수 있고, 또는 증폭기로부터 필요한 최저 전체 전력을 제공하여 타겟 음향 응답을 달성하는 크로스오버 파라미터 셋트일 수 있다.

예를 들면, 트위터(tweeter)와 같이 상대적으로 고주파수 라우드스피커를 구동하는 제1 증폭된 출력 채널, 우퍼와 같이 상대적으로 저주파수 라우드스피커를 구동하는 제2 증폭된 출력 채널에 대하여, 크로스오버 엔진(416)에 의해 크로스오버 셋팅을 생성할 수 있다. 이 예에서, 크로스오버 엔진(416)은 두 라우드스피커의 합쳐진 총 응답을 최대화하는 크로스오버 포인트를 결정할 수 있다. 따라서, 크로스오버 엔진(416)은, 두 라우드스피커의 조합으로부터 생성된 총 에너지의 최적화에 기초하여, 최적의 하이패스 필터를 제1 증폭된 출력 채널에 적용하고, 최적의 로패스 필터를 제2 증폭된 출력 채널에 적용시키게 되는 크로스오버 셋팅을 생성할 수 있다. 상기 크로스오버 셋팅은 최적의 하이 패스 필터 및 최적의 로 패스 필터를 조정하여, 효율을 최적화하고자 할 때 총 전력 입력을 제한할 수 있다. 다른 예에서, 임의 갯수의 증폭된 출력 채널 및 대응하는 다양한 주파수 범위의 라우드스피커에 대한 크로스오버가 크로스오버 엔진(416)에 의해 생성될 수 있다.

다른 예에서, 크로스오버 엔진(416)이 독립형 오디오 튜닝 시스템으로서 동작 가능한 경우, 현장 및 랩 응답 매트릭스와 같은 응답 매트릭스는 생략될 수 있다. 대신에, 크로스오버 엔진(416)이 셋업 파일(402), 신호 발생기(310(도 3) 및 오디오 센서(320)(도 3)와 함께 동작할 수 있다. 이 예에서, 트위터와 같은 상대적으로 고주파수 라우드스피커를 구동하는 제1 증폭된 출력 채널 및 우퍼와 같은 상대적으로 저주파수 라우드스피커를 구동하는 제2 증폭된 출력 채널을 구동하기 위하여, 참조 파형이 신호 발생기(310)에 의해 생성될 수 있다. 라우드스피커들의 동작 조합 응답이 오디오 센서(320)에 의해 수신될 수 있다. 크로스오버 엔진(416)은 그 감지된 응답에 기초하여 크로스오버 셋팅을 생성할 수 있다. 크로스오버 셋팅은 상기 제1 및 제2 증폭된 출력 채널에 적용될 수 있다. 이러한 프로세스는 두 라우드스피커로부터의 최대 총 에너지가 오디오 센서(320)에 의해 감지될 때까지 반복될 수 있고 크로스오버 포인트(크로스오버 셋팅)는 이동될 수 있다.

크로스오버 엔진(416)은 셋업 파일(402)에 입력된 초기 값에 기초하여 크로스오버 셋팅을 결정할 수 있다. 대역 제한 필터에 대한 초기 값은 어느 하나의 증폭된 출력 채널에 대한 트위터 하이패스 필터, 다른 증폭된 출력 채널에 대한 서브우퍼 로패스 필터와 같이, 라우드스피커 보호를 제공하는 근사값일 수 있다. 또한, 제한값을 초과하지 않으면서, 자동화된 최적화 중에 크로스오버 엔진(416)에 의해 사용되는 수 많은 주파수 및 기울기(예컨대, 5개의 주파수 및 3개의 기울기)와 같은 것이 셋업 파일(402)에 특정될 수 있다. 또한, 주어진 디자인 파라미터에 대하여 허용된 변화량에 대한 제한이 셋업 파일(402)에 특정될 수 있다. 셋업 파일(402)로부터 응답 데이터 및 정보를 이용하여, 크로스오버 엔진(416)은 크로스오버 셋팅을 생성하도록 실행될 수 있다.

도 10은 크로스오버 엔진(416), 랩 데이터(424)(도 4) 및 현장 데이터(1004)의 예에 대한 블록도이다. 랩 데이터(424)는, 튜닝되는 오디오 시스템의 라우드스피커에 대하여 실험실 환경에서 측정되고 수집된, 측정된 라우드스피커 전달 함수(라우드스피커 응답 데이터)일 수 있다. 다른 예에서, 랩 데이터(424)는 생략될 수 있다. 현장 데이터(1004)는 전달 함수 매트릭스(406)(도 4)에 저장된 응답 데이터와 같은 측정된 응답 데이터일 수 있다. 별법으로서, 현장 데이터(1004)는 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 의해 생성되고 메모리(432)에 저장된 시뮬레이션일 수 있다. 한 가지 예에서, 지연 셋팅이 적용된 시뮬레이션이 현장 데이터(1004)로서 사용된다. 응답 데이터의 위상은 크로스오버 셋팅을 정하는 데 사용될 수 있기 때문에, 응답 데이터는 공간적으로 평균화되지 않을 수 있다.

크로스오버 엔진(416)은 파라메트릭 엔진(1008) 및 비-파라메트릭 엔진(1010)을 포함할 수 있다. 따라서, 크로스오버 엔진(416)은, 파라메트릭 엔진(1008) 또는 비-파라메트릭 엔진(1010) 또는 이들 파라메트릭 엔진(1008) 및 비-파라메트릭 엔진(1010)의 조합을 이용하여, 증폭된 출력 채널에 대해 크로스오버 셋팅을 선택적으로 생성할 수 있다. 다른 예에서, 크로스오버 엔진(416)은 파라메트릭 엔진(1008) 또는 비-파라메트릭 엔진(1010) 만을 포함할 수 있다. 오디오 시스템 디자이너는, 파라메트릭 엔진(1008), 비-파라메트릭 엔진(1010) 또는 그 일부 조합에 의해 크로스오버 셋팅을 생성해야 하는지 여부를 셋업 파일(402)에 지정할 수 있다. 예컨대, 오디오 시스템 디자이너는 크로스오버 블록(220)(도 2)에 포함될 파라메트릭 필터의 개수, 비-파라메트릭 필터의 개수를 셋업 파일(402)(도 4)에 지정할 수 있다.

파라메트릭 엔진(1008) 또는 비-파라메트릭 엔진(1010)은 랩 데이터(424) 및/또는 현장 데이터(1004)를 이용하여 크로스오버 셋팅을 생성할 수 있다. 랩 데이터(424) 또는 현장 데이터(1004)를 이용하는 것은 오디오 시스템 디자이너에 의해 셋업 파일(402)(도 4)에 지정될 수 있다. 대역 제한 필터(필요한 경우)에 대한 초기 값 및 사용자 지정 제한값의 입력에 후속하여, 크로스오버 엔진(416)은 자동화된 프로세싱을 위해 실행될 수 있다. 상기 초기값 및 제한값은 셋업 파일(402)에 입력되고, 응답 데이터의 수집 전에 신호 프로세서에 다운로드될 수 있다.

크로스오버 엔진(416)은 또한 반복적 최적화 엔진(iterative optimization engine)(1012) 및 다이렉트 최적화 엔진(1014)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 크로스오버 엔진(416)은 반복적 최적화 엔진(1012) 또는 다이렉트 최적화 엔진(1014)만을 포함할 수 있다. 반복적 최적화 엔진(1012) 또는 다이렉트 최적화 엔진(1014)은 적어도 2개의 증폭된 출력 채널에 대하여 하나 이상의 최적의 크로스오버를 결정 및 생성하도록 실행될 수 있다. 어느 최적화 엔진이 사용될 것인지를 지정하는 것은 오디오 시스템 디자이너에 의해 최적화 엔진 셋팅을 이용하여 셋업 파일에 설정될 수 있다. 최적의 크로스오버는, 크로스오버에 놓여지는 2개 이상의 증폭된 출력 채널 상의 조합된 라우드스피커 응답이 크로스오버 주파수에서 약 -6dB이고 각 라우드스피커의 위상이 그 주파수에서 거의 동일한 크로스오버이다. 이러한 유형의 크로스오버는 Linkwitz-Riley 필터라고 부를 수 있다. 크로스오버의 최적화는 포함된 각 라우드스피커의 위상 응답이 특정의 위상 특성을 갖고 있을 것을 필요로 할 수 있다. 즉, 로패스된 라우드스피커의 위상과 하이패스된 라우드스피커의 위상은 서메이션을 제공하도록 충분히 같을 수 있다.

크로스오버를 이용하여 2개 이상의 상이한 증폭된 오디오 채널 상에서 상이한 라우드스피커들의 위상을 정렬하는 것은 크로스오버 엔진(416)에 의해 여러 방식으로 달성될 수 있다. 원하는 크로스오버를 생성하는 예시적인 방법은 반복적 크로스오버 최적화 및 다이렉트 크로스오버 최적화를 포함할 수 있다.

반복적 최적화 엔진(1012)에 의한 반복적 크로스오버 최적화는, 셋업 파일(402)에 오디오 시스템 디자이너에 의해 특정된 제한 범위에 걸쳐, 시뮬레이션에서 가중된 음향 조치에 적용된 대로의 특정된 하이패스 및 로패스 필터를 조종하기 위하여 수치 최적화기를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 최적의 응답은 반복적 최적화 엔진(1012)에 의해 최상의 서메이션을 갖고 있는 응답으로서 결정되는 것일 수 있다. 최적의 응답은, 적어도 2개의 상이한 증폭된 출력 채널 상에서 동작하는 적어도 2개의 라우드스피커를 구동하는 입력 오디오 신호(시간 도메인)의 크기의 합이, 라우드스피커 응답의 위상이 크로스오버 범위에 걸쳐 충분히 최적인 것을 나타내는 복소 합(cpmplex sum)(주파수 도메인)과 동일한 해(solution)를 특징으로 한다.

복소 결과는, 크로스오버를 형성하는 상보적 하이패스/로패스를 갖는 임의 개수의 증폭된 채널의 합계를 위해 반복적 최적화 엔진(1012)에 의해 계산될 수 있다. 반복적 최적화 엔진(1012)은, 오디오 감지 장치에서 오디오 감지 장치로의 변화뿐만 아니라, 전체 출력에 의한 결과 및 증폭기 출력 채널이 얼마나 잘 합쳐지는 지를 평가할 수 있다. "완전한" 스코어는, 모든 오디오 감지 위치에서 오버랩 영역 외측의 각 채널의 출력 레벨을 유지하면서 크로스오버 주파수에서 6 dB의 응답 합계를 산출할 수 있다. 완전한 스코어 셋트는 셋업 파일(402)(도 4)에 포함된 가중 인자에 의해 가중될 수 있다. 또한, 스코어 셋트는 출력, 합계 및 변화의 선형 조합에 의해 등급이 매겨질 수 있다.

반복적 분석을 수행하기 위하여, 반복적 최적화 엔진(1012)은 필터 파라미터 또는 크로스오버 셋팅의 제1 셋트를 생성할 수 있다. 생성된 크로스오버 셋팅은 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 제공될 수 있다. 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는, 상기 셋팅을 생성하기 위하여 반복적 최적화 엔진(1012)에 의해 이전에 사용된 시뮬레이션의 2개 이상의 각 오디오 출력 채널 상의 2개 이상의 라우드스피커에의 크로스오버 셋팅 적용을 시뮬레이션할 수 있다. 크로스오버 셋팅이 적용된 대응 라우드스피커의 합쳐진 총 응답의 시뮬레이션은 다시 반복적 최적화 엔진(1012)에 제공되어, 다음 크로스오버 셋팅 반복을 생성할 수 있다. 이러한 프로세스는 복소 합에 가장 가까운 입력 오디오 신호의 크기 합이 발견될 때까지 반복적으로 되풀이될 수 있다.

반복적 최적화 엔진(1012)은 또한 등급이 매겨진 필터 파라미터 리스트를 돌려보낼 수 있다. 디폴트에 의해, 크로스오버 셋팅들에 대한 가장 큰 랭킹 셋트는 2개 이상의 각 증폭된 오디오 채널 각각에 대하여 사용될 수 있다. 등급이 매겨진 리스트는 셋업 파일(402)(도 4)에 보유 및 저장될 수 있다. 가장 큰 랭킹 크로스오버 셋팅이 주관적인 청취 시험에 기초하여 최적인 아닌 경우에, 더 낮은 등급이 매겨진 크로스오버 셋팅이 대체될 수 있다. 필터링된 파라미터들의 등급이 매겨진 리스트가 크로스오버 셋팅 없이 완성되어 각각의 증폭된 출력 채널의 응답을 평탄하게 한다면, 필터에 대한 추가 디자인 파라미터가, 포함된 모든 증폭된 출력 채널에 적용되어 위상 관계를 보전할 수 있다. 별법으로서, 반복적 최적화 엔진(1012)에 의해 크로스오버 셋팅이 결정된 후에 크로스오버 셋팅을 더욱 최적화하기 위한 반복적 프로세스가 반복적 최적화 엔진(1012)에 의해 적용되어 필터를 추가로 정제할 수 있다.

반복적 크로스오버 최적화를 이용하여, 반복적 최적화 엔진(1012)은 파라메트릭 엔진(1008)에 의해 생성된 하이패스 및 로패스 필터에 대하여 컷오프 주파수, 기울기 및 Q를 조정할 수 있다. 또한, 반복적 최적화 엔진(1012)은, 필요하다면, 크로스되는 하나 이상의 라우드스피커의 지연을 약간 수정하는 지연 수정기를 이용하여, 최적의 위상 정렬을 달성할 수 있다. 상기한 바와 같이, 파라메트릭 엔진(1008)으로 제공된 필터 파라미터는 반복적 최적화 엔진(1012)이 특정된 범위 내의 값들을 조종하도록 셋업 파일(402)(도 4) 내의 정해진 값에 의해 제한된다.

이러한 제한은, 라우드스피커를 기계적 손상으로부터 보호하기 위하여 하이패스 주파수 및 기울기를 생성할 필요가 있는 작은 라우드스피커와 같이, 일부 라우드스피커를 보호하기 위하여 필요할 수 있다. 예컨대, 1kHz의 원하는 크로스오버에 대하여, 상기 제한은 이 포인트 위 아래로 1/3 옥타브일 수 있다. 상기 기울기는 12 dB/옥타브 내지 24 dB/옥타브인 것으로 제한될 수 있고, Q는 0.5 내지 1.0으로 제한될 수 있다. 다른 제한 파라미터 및/또는 범위 역시 튜닝될 오디오 시스템에 따라 특정될 수 있다. 다른 예에서, Q=0.7인 1kHz에서 24 dB/옥타브 필터는 트위터 라우드스피커를 적절히 보호하기 위하여 필요할 수 있다. 또한, 라우드스피커를 보호하기 위하여 파라메트릭 엔진(1008)에 의해 생성된 값으로부터 Q를 감소시키고, 기울기를 증가시키고 또는 주파수를 증가시키는 제한과 같이, 반복적 최적화 엔진(1012)이 단지 파라미터를 증가 또는 감소시킬 수 있도록 오디오 시스템 디자이너에 의해 제한이 특정될 수 있다.

보다 직접적인 크로스오버 최적화 방법은, 다이렉트 최적화 엔진(1014)을 이용하여, "이상적인" 크로스오버를 위해 라우드스피커를 최적으로 필터링하기 위하여, 2개 이상의 증폭된 출력 채널 각각에 대하여 필터의 전달 함수를 직접 계산하는 것이다. 다이렉트 최적화 엔진(1014)으로 생성된 전달 함수는, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)(도 4)의 상기 비-파라메트릭 엔진(612)(도 6)과 유사하게 동작하는 비-파라메트릭 엔진(1010)을 이용하여 합성될 수 있다. 별법으로서, 다이렉트 최적화 엔진(1014)은 파라메트릭 엔진(1018)을 이용하여 최적의 전달 함수를 생성할 수 있다. 결과적으로 얻어지는 전달 함수는 정확한 크기 및 위상 응답을 포함하여, Linkwitz-Riley, Butterworth 또는 다른 원하는 필터 타입의 응답을 최적으로 매치시킬 수 있다.

크로스오버 엔진(416)은 또한 크로스오버 효율 최적화 모듈(1015)을 포함할 수 있다. 크로스오버 효율 최적화 모듈(1015)은 결과적으로 얻어지는 크로스오버 셋팅이 임의의 전력 제한, 예컨대 전력 효율 가중 인자에 따라 설정된 전력 제한을 초과하는지 또는 그와 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 크로스오버 효율 최적화 모듈(1015)은 다이렉트 최적화 엔진(1014) 또는 반복적 최적화 엔진(1012)으로부터 성능 최적화된 크로스오버 셋팅을 수신할 수 있다. 또한, 크로스오버 효율 모듈(1015)은, 저장된 소정의 임피던스 곡선, 또는 실제 전압 크기 및 전류 크기 정보와 같이, 라우드스피커용 임피던스 데이터를 얻거나 결정할 수 있다. 라우드스피커 소비 전력은 공진에서 최소화되므로, 크로스오버 셋팅을 생성하는 데에 사용되는 동작 파라미터를 조정하면 소비되는 전력의 양을 변화시킬 수 있다. 크로스오버 효율 최적화 모듈(1015)은, 라우드스피커 임피던스 데이터에 기초하여 여러 상이한 크로스오버 주파수 위치에서의 소비 전력을 식별하는 하이 패스 및 로 패스 필터의 동작 파라미터 또는 필터 디자인 파라미터를 조정함으로써, 크로스오버 주파수를 조정할 수 있다. 일부 라우드스피커는 다른 것보다 더 효율적이다. 예컨대, 서브 우퍼(sub woofer)는 크로스오버 주파수를 조정함으로써, 중음(midrange)의 라우드스피커보다 통상 더 효율적이고, 따라서 증폭기에 의한 소비 전력이 최소화될 수 있다.

식별된 크로스오버 주파수 및 타겟 음향 응답에 기초하여, 크로스오버 효율 최적화 모듈(1015)은 전력 효율 가중 인자의 함수로서 여러 상이한 크로스오버 주파수 셋팅 포인트를 선택하여, 타겟 음향 성능을 달성할 수 있다. 따라서, 각각 전력 효율 가중 인자와 연관되어 소비 전력과 음향 성능 사이의 균형의 슬라이딩 스케일을 얻는 클로스오버 셋팅들의 셋트가 생성될 수 있다.

또한, 또는 별법으로서, 크로스오버 효율 최적화 모듈(1015)은 제한사항을 사용된 파라미터에 추가할 수 있고, 또는 몇몇 생성된 크로스오버 셋팅에 대한 소비 전력 추정치를 결정할 수 있다. 예컨대, 크로스오버 효율 최적화 모듈(1015)은 각각의 등급이 매겨진 필터 파라미터에 전력 메트릭을 제공할 수 있고, 사용자에게 그 등급이 매겨진 리스트를 통보하여, 사용자가 등급이 매겨진 필터 파라미터들의 셋트를 선택하도록 할 수 있다. 상기 전력 메트릭은, 효율 최적화된 크로스오버 셋팅들의 셋트가 효율 및/또는 성능의 순으로 등급이 매겨질 수 있도록 전력 효율 가중 인자 중 하나와 대응할 수 있다.

도 11은 오디오 시스템에서의 실행을 위한 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 의해 생성될 수 있는 예시적인 필터 블록이다. 필터 블록은 하이패스 필터(1102a), N개의 노치 필터(1104a) 및 로 패스 필터(1106a)를 포함하는, 프로세싱 체인이 구비된 제1 필터 뱅크(1100a)로서 구현될 수 있다. 상기 필터 블록은 또한 제2 하이패스 필터(1102b), N개의 노치 필터(1104b) 및 로 패스 필터(1106b)를 포함하는, 프로세싱 체인이 구비된 제2 필터 뱅크(1100b)를 포함할 수 있다. 제2 필터 뱅크(1100b)는 미리 정해진 전력 제한의 범위 내에서 오디오 시스템을 최적화하도록 생성될 수 있다. 제2 필터 뱅크(1100b)는 선택되는 가변적인 전력 효율 셋팅(효율 가중 인자)을 갖는 여러 구성을 사용자에게 제공하기 위하여 생성된 효율 최적화된 필터 뱅크의 셋트 중 하나일 수 있다. 상기 필터들은 현장 데이터 또는 랩 데이터(424)(도 4)에 기초하여, 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 의해 생성될 수 있다. 다른 실시에 있어서, 하이패스 필터(1102) 및 로패스 필터(1106)만이 생성될 수 있다.

도 11에서, 하이패스 필터(1102a, 1102b) 및 로패스 필터(1106a, 1106b)에 대한 필터 디자인 파라미터는 각 필터의 컷오프 주파수(fc) 및 차수(또는 기울기)를 포함한다. 하이패스 필터(1102a, 1102b) 및 로패스 필터(1106a, 1106b)는 크로스오버 엔진(416)에 포함된 반복적 최적화 엔진(1012)(도 10) 및 파라메트릭 엔진(1008)에 의해 생성될 수 있다. 상기 오디오 시스템이 전력 효율 모드에서 동작하고 있는 경우, 하이패스 필터와 로패스 필터는, 도 10을 참조하여 설명한 크로스오버 효율 최적화 모듈(1015)을 이용하여 전력 효율 모드에 의해 설정된 전력 제한에 따라 수정될 수 있다. 하이패스 필터(1102a, 1102b) 및 로패스 필터(1106a, 1106b)는 튜닝될 오디오 시스템의 제1 및 제2 오디오 출력 채널 상에서 크로스오버 블록(220)(도 2)에 구현될 수 있다. 하이패스 필터(1102a, 1102b) 및 로패스 필터(1106a, 1106b)는 제1 및 제2 출력 채널 상의 각 오디오 신호를 정해진 주파수 범위, 예컨대 상기한 바와 같이, 각 증폭된 출력 채널에 의해 구동되는 각 라우드스피커의 최적 주파수 범위로 제한할 수 있다.

노치 필터(1104a, 1104b)는 정해진 주파수 범위에 걸쳐 오디오 입력 신호를 감쇠시킬 수 있다. 노치 필터(1104a, 1104b)에 대한 필터 디자인 파라미터는 각각 감쇠 이득(이득), 중심 주파수(f0) 및 품질 인자(Q)를 포함할 수 있다. N개의 노치 필터(1104a, 1104b)는 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)의 파라메트릭 엔진(610)(도 6)에 의해 생성된 채널 이퀄라이제이션 필터일 수 있다. 노치 필터(1104)는 오디오 시스템의 채널 이퀄라이제이션 블록(222)(도 2)에 구현될 수 있다. 노치 필터(1104a, 1104b)는 상기한 바와 같이, 라우드스피커의 결함을 보상하고 실내 음향을 보상하기 위해 사용될 수 있다.

도 11의 모든 필터는 오디오 시스템 디자이너의 요구에 따라 셋업 파일(402)(도 4)에서 자동화된 파라메트릭 이퀄라이제이션에 의해 생성될 수 있다. 따라서, 도 11에 도시한 필터들은 필터들의 완전히 파라메트릭식의 최적으로 배치된 신호 체인을 나타낸다. 따라서, 필터 디자인 파라미터들은 생성에 이어서 오디오 시스템 디자이너에 의해 직관적으로 조정될 수 있다. 또한, 임의 갯수의 상이한 필터 셋트들이 상이한 여러 효율 가중 인자에 대응하여 생성될 수 있다.

도 12는 오디오 시스템에서 실행하기 위한 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 의해 생성될 수 있는 필터 블록의 다른 예이다. 도 12의 필터 블록은 보다 융통적으로 설계된 필터 프로세싱 체인을 제공할 수 있다. 도 12에서, 필터 블록은 하이패스 필터(1202a), 로패스 필터(1204a) 및 하이패스 필터(1202a)와 로패스 필터(1204a) 사이의 복수의(N) 임의 필터(1206a)를 포함하는 제1 필터 체인(1200a)을 포함한다. 상기 필터 블록은 또한 하이패스 필터(1202b), 로패스 필터(1204b) 및 하이패스 필터(1202b)와 로패스 필터(1204b) 사이의 복수의(N) 임의 필터(1206b)를 포함하는 제2 필터 체인(1200b)을 포함한다. 하이패스 필터(1202a, 1202b)와 로패스 필터(1204a, 1204b)는 각각의 증폭된 출력 채널상의 오디오 신호를 각각의 오디오 신호가 제공되는 각각의 증폭된 오디오 채널에 의해 구동되는 각 라우드스피커에 대한 최적 범위로 제한하기 위한 크로스오버로서 구성될 수 있다. 이 예에서, 하이패스 필터(1202a, 1202b)와 로패스 필터(1204a, 1024b)는 컷오프 주파수(fc)와 차수(또는 기울기)의 필터 디자인 파라미터를 포함하는 파라메트릭 엔진(1008)(도 10)으로 생성된다. 따라서, 크로스오버 셋팅을 위한 필터 디자인 파라미터는 오디오 시스템 디자이너에 의해 직관적으로 조정 가능하다.

임의 필터(1206a. 1206b)는 바이쿼드 또는 제2 차수 디지털 IIR 필터와 같은 임의의 필터 형태일 수 있다. 제2 차수 IIR 필터의 캐스캐이드(cascade)를 이용하여, 상기한 바와 같이, 라우드스피커의 불완전함을 보완하고 또한 실내 음향을 보완할 수 있다. 임의 필터(1206a, 1206b)의 필터 디자인 파라미터는 필터를 성형하는 데 있어서 상당히 더 큰 융통성을 허용하지만 오디오 시스템 디자이너에 의해 직관적으로 조절가능하지 않은 임의 값으로서 현장 데이터(602) 또는 랩 데이터(424)(도 4)를 이용하는 비-파라메트릭 엔진(612)을 이용하여 생성될 수 있다.

도 13은 오디오 시스템에서의 실행을 위한 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 의해 생성될 수 있는 필터 블록의 다른 예이다. 도 13에서, 임의 필터의 캐스캐이드는 하이 패스 필터(1302), 로패스 필터(1304) 및 복수의 채널 이퀄라이제이션 필터(1306)를 포함하는 것으로서 도시되어 있다. 하이패스 필터(1302)와 로패스 필터(1304)는 비-파라메트릭 엔진(1010)(도 10)에 의해 생성될 수 있으며 오디오 시스템의 크로스오버 블록(220)(도 2)에서 이용될 수 있다. 채널 이퀄라이제이션 필터(1306)는 비-파라메트릭 엔진(612)(도 6)으로 생성될 수 있으며 오디오 시스템의 채널 이퀄라이제이션 블록(222)(도 2)에서 이용될 수 있다. 필터 디자인 파라미터가 임의적이므로, 오디오 시스템 디자이너에 의한 필터의 조정은 직관적이지 않지만, 필터의 형태는, 전력 효율 가중 인자에 의해 지시되는 전력 효율 요구조건 내에 속하면서 타겟 음향 응답을 맞추기 위하여 튜닝될 특정 오디오 시스템에 대해 더 잘 맞춰질 수 있다.

도 4에서, 베이스 최적화 엔진(418)은 청취 공간에서 가청의 저주파수 음파의 합계를 최적화하도록 실행될 수 있다. "베이스 생성" 저주파수 라우드스피커인 것으로 셋업 파일(402)에 지정된 라우드스피커를 포함하는 모든 증폭된 출력 채널은, 베이스 최적화 엔진(418)에 의해 동시에 튜닝되어 그들이 서로 최적의 상대적 위상에서 동작하도록 할 수 있다. 저주파수 생성 라우드스피커는 400 Hz 미만에서 동작하는 라우드스피커일 수 있다. 다르게는, 저주파수 생성 라우드스피커는 150 Hz 미만, 또는 0 Hz와 150 Hz 사이에서 동작하는 라우드스피커일 수 있다. 베이스 최적화 엔진(418)은 전달 함수 매트릭스(406) 및/또는 랩 데이터(424)와 같은 응답 매트릭스와 셋업 파일(402)을 포함하는 단독형의 자동화된 오디오 시스템 튜닝 시스템일 수 있다. 다르게는, 베이스 최적화 엔진(418)은 지연 엔진(412) 및/또는 크로스오버 엔진(416)과 같은 하나 이상의 다른 엔진과 협동하여 동작할 수 있다.

베이스 최적화 엔진(418)은 각각 위상 수정 필터가 되는 적어도 두 개의 선택된 증폭된 오디오 채널에 대한 필터 설계 파라미터를 생성한다. 위상 수정 필터(phase modifying filter)는 동일한 주파수 범위에서 동작하고 있는 라우드스피커 사이의 위상차 동일한 양의 위상 편이(phase shift)를 제공하도록 설계될 수 있다. 위상 수정 필터는 2개 이상의 상이한 선택된 증폭된 출력 채널 상에서 베이스 관리된 이퀄라이제이션 블록(218)(도 2)에서 별도로 구현될 수 있다. 위상 수정 필터는 필요로 하는 위상 수정의 크기에 따라 상이한 선택된 증폭된 출력 채널에 대해 상이할 수 있다. 따라서, 선택된 증폭된 출력 채널 중 하나에서 구현되는 위상 수정 필터는 선택된 증폭된 출력 채널 중 다른 것에서 구현되는 위상 수정 필터와 관련하여 상당히 더 큰 위상 수정을 제공할 수 있다.

베이스 최적화 엔진(418)은 또한, 위상 수정 필터에 대한 최적화 프로세스 중에 소비 전력을 계산할 수 있다. 소비 전력의 계산은 위상 수정 필터에 의해 위상 수정에 놓여지는 오디오 신호에 의해 구동되는 라우드스피커의 임피던스 데이터, 라우드스피커의 실제 또는 시뮬레이션된 복합 응답 곡선과 같은 성능 관련 데이터에 기초하여 이루어질 수 있다. 상기 최적화는 여러 상이한 전력 효율 가중 인자에 기초하여 가중되어, 위상 수정 필터의 임의 갯수의 여러 셋트에 대한 필터 디자인 파라미터와 같은 동작 파라미터를 전개할 수 있다. 예컨대, 제1 위상 수정 필터 셋트는 가장 낮은 소비 전력 솔루션에 바람직한 필터 디자인 파라미터를 가질 수 있고, 제2 위상 수정 필터 셋트는 하나 이상의 청취 위치에서 가청 베이스 사운드의 최적 위상 합에 바람직한 필터 디자인 파라미터를 구비할 수 있고, 위상 수정 필터의 다른 임의의 갯수의 셋트는 사이의 포인트에 바람직한 필터 디자인 파라미터를 갖고 있을 수 있다.

예컨대 올 패스 필터를 이용하는 위상 편이는 직접 전력을 소모하지 않지만, 복수의 라우드스피커로부터 방출된 가청 사운드의 보강 결합(constructive combinaiton)은 청취 공간에서의 음압 레벨(SPL)을 증가시킨다. 다른 한편으로, 여러 각 라우드스피커로부터 대역외(out of phase) 가청 사운드는 복수의 라우드스피커로부터 방출된 가청 사운드를 어느 정도 소멸 결합시킨다. 따라서, 오디오 신호의 상대적인 위상에 따라서, 청취 위치에서의 음압 레벨은 더 크거나 낮을 수 있다. 소멸 결합이 최소화된다면, 원하는 음압 레벨을 얻기 위하여 라우드스피커를 구동하는 증폭기에 의해 출력된 전력은 낮을 수 있다. 그러나, 소멸 간섭을 최소화하더라도, 타겟 음향 응답과 관련하여 최적화된 음향 성능이 얻어지지는 않는다. 따라서, 베이스 최적화 엔진(418)은 각 전력 효율 가중 인자와 연관된 위상 수정 필터 셋트를 생성하여, 타겟 음향 응답을 충족시키는 음향 성능과 전력 효율 사이에서 균형을 맞출 수 있다.

도 14는 베이스 최적화 엔진(418) 및 현장 데이터(1402)를 포함하는 블록도이다. 현장 데이터(1402)는 전달 함수 매트릭스(406)로부터의 응답 데이터를 포함할 수 있다. 별법으로서, 현장 데이터(1402)는, 생성된 또는 결정된 셋팅이 적용되어 있는 전달 함수 매트릭스(406)로부터의 응답 데이터를 포함할 수 있는 시뮬레이션일 수 있다. 상기한 바와 같이, 상기 시뮬레이션은 시뮬레이션 스케줄에 기초하여 셋팅 적용 시뮬레이터(422)를 이용하여 생성되어, 메모리(432)(도 4)에 저장될 수 있다.

베이스 최적화 엔진(418)은 파라메트릭 엔진(1404)과 비-파라메트릭 엔진(1406)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 베이스 최적화 엔진은 파라메트릭 엔진(1404) 또는 비-파라메트릭 엔진(1406)만을 포함할 수 있다. 베이스 최적화 셋팅은 파라메트릭 엔진(1404) 또는 비-파라메트릭 엔진(1406), 또는 그 둘의 조합을 이용하여 증폭된 출력 채널에 대해 선택적으로 생성될 수 있다. 파라메트릭 엔진(1404)을 이용하여 생성된 베이스 최적화 셋팅은 선택된 증폭된 출력 채널 각각에 대하여 파라메트릭 올패스 필터를 합성하는 필터 설계 파라미터 형태일 수 있다. 한편, 비-파라메트릭 엔진(1406)을 이용하여 생성된 베이스 최적화 셋팅은 선택된 증폭된 출력 채널 각각에 대하여 IIR 또는 FIR 올패스 필터와 같은 임의의 올패스 필터를 합성하는 필터 설계 파라미터 형태일 수 있다.

베이스 최적화 엔진(418)은 또한 반복적 베이스 최적화 엔진(1408), 다이렉트 베이스 최적화 엔진(1410) 및 베이스 효율 최적화기(1412)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 베이스 최적화 엔진은 반복적 베이스 최적화 엔진(1408) 또는 직접적 베이스 최적화 엔진(1410) 및 베이스 효율 최적화기(1412)를 포함할 수 있다. 반복적 베이스 최적화 엔진(1408)은 각각의 반복시에, 특정된 베이스 장치의 합의 오디오 감지 장치에 걸쳐 가중된 공간 평균을 계산하도록 실행가능할 수 있다. 파라미터가 반복적으로 수정됨에 따라, 선택된 각각의 증폭된 출력 채널 각각에서의 개별 라우드스피커 또는 라우드스피커 쌍의 상대적인 크기 및 위상 응답은 변화되어 복소 합을 변화시킬 수 있다.

베이스 최적화 엔진(418)에 의한 최적화를 위한 타겟은, 상이한 라우드스피커로부터의 가청 신호가 중복되는 주파수 범위 내에서, 상이한 라우드스피커로부터의 저주파수 가청 신호의 최대 합을 달성하는 것일 수 있다. 상기 타겟은 최적화시에 포함된 각 라우드스피커의 크기(시간 도메인)의 합일 수 있다. 시험 함수는 전달 함수 매트릭스(406)(도 4)로부터의 응답 데이터를 포함하는 시뮬레이션에 기초한, 동일한 라우드스피커로부터의 가청 신호의 복소 합일 수 있다. 따라서, 베이스 최적화 셋팅은 증폭된 오디오 출력 채널 및 각 라우드스피커의 선택된 그룹에의 반복적인 시뮬레이션된 적용을 위해 셋팅 적용 시뮬레이터(422)(도 4)에 반복적으로 제공될 수 있다. 베이스 최적화 셋팅이 적용되어 결과적으로 얻어지는 시뮬레이션은 베이스 최적화 셋팅의 다음 반복을 결정하기 위하여 베이스 최적화 엔진(418)에 의해 이용될 수 있다. 가중 인자 역시 청취 공간에서 하나 이상의 청취 위치에 우선순위를 적용하기 위하여 다이렉트 베이스 최적화 엔진(1410)에 의해 시뮬레이션에 적용될 수 있다. 시뮬레이션된 시험 데이터가 타겟에 접근함에 따라, 상기 합은 최적일 수 있다. 베이스 최적화는 셋업 파일(402)(도 4)에 특정된 제한 내에서 최상의 가능한 해로 종결될 수 있다.

별법으로서, 다이렉트 베이스 최적화 엔진(1410)은 베이스 최적화 셋팅을 계산하고 생성하도록 실행될 수 있다. 다이렉트 베이스 최적화 엔진(1410)은 셋업 파일(402)에 지시된 오디오 시스템 내의 다양한 베이스 생성 장치로부터의 가청 저주파수 신호들의 최적의 합을 제공하는 필터의 전달 함수를 직접 계산하고 생성할 수 있다. 생성된 필터는 올패스 크기 응답 특성을 갖도록, 그리고 오디오 센서 위치에 걸쳐 평균적으로 최대 에너지를 제공할 수 있는 각각의 증폭된 출력 채널 상의 오디오 신호에 위상 이동을 제공하도록 설계될 수 있다. 가중 인자 역시 청취 공간 내의 하나 이상의 청취 위치에 우선 순위를 적용하기 위해 다이렉트 베이스 최적화 엔진(1410)에 의해 오디오 센서 위치에 적용될 수 있다.

오디오 시스템이 효율 모드에서 동작하는 경우, 상기 시스템에 의해 결정된 최적화 셋팅은 더 낮은 소비 전력 대 최적 응향 성능을 갖는 솔루션을 향해 가중된다. 이러한 구성은 여전히 파라메트릭 및/또는 비-파라메트릭 올 패스 필터(위상 수정 필터)를 포함할 수 있다. 그러나, 이들 필터의 특정 디자인은 효율을 고려하여 최적화되는 경우, 다를 수 있다. 베이스 효율 최적화기(1412)는 현장 데이터(1402)로부터 음향 및 전기적 응답을 얻고, 파라메트릭 엔진(1404) 및 비-파라메트릭 엔진(1406)에 의해 생성된 필터 디자인에 조정을 가하여, 오디오 시스템에 포함된 하나 이상의 베이스 생성 장치(우퍼)의 효율과 음향 성능 사이의 최적 균형을 만들어 낸다. 가장 큰 음향 성능을 생성하는 필터는 가장 낮은 소비 전력을 갖지 못할 수 있으며, 음향 성능을 다소 떨어지지만 소비 전력은 훨씬 낮은(보다 높은 효율) 솔루션이 존재할 수 있다.

추가로 또는 별법으로서, 베이스 효율 최적화기(1412)는 최적화 타겟이 여러 라우드스피커로부터 저주파수 가청 신호의 최적 합을 달성하는 것과 소비 전력을 최적화하는 것 사이의 균형이 되도록 반복적 최적화 엔진(1408)을 조정할 수 있다. 베이스 효율 최적화기(1412)는 또한 필터의 전달함수의 다이렉트 최적화 엔진 생성을 조정하여, 오디오 시스템 내의 다양한 베이스 생성 장치로부터 가청 저주파수 신호의 최적 합 및 소비 전력 사이의 균형을 제공할 수 있다.

도 4에서, 베이스 최적화 엔진(418)으로 생성된 최적의 베이스 최적화 셋팅은 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 확인될 수 있다. 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는 베이스 최적화 셋팅의 모든 반복을 메모리(432)에 저장할 수 있으므로, 최적 셋팅은 메모리(430)에 나타내질 수 있다. 또한, 셋팅 적용 시뮬레이터(422)는 셋업 파일(402)에 저장된 시뮬레이션 스케줄에 의해 지시되는 것과 같은 응답 데이터, 다른 생성된 셋팅 및/또는 결정된 셋팅에의 베이스 최적화 셋팅의 적용을 포함하는 하나 이상의 시뮬레이션을 생성할 수 있다. 베이스 최적화 시뮬레이션은 메모리(432)에 저장될 수 있으며, 예를 들어 시스템 최적화 엔진(420)에 제공될 수 있다.

시스템 최적화 엔진(420)은 셋업 파일(402)에 응답 데이터, 생성된 셋팅 중 하나 이상, 및/또는 결정된 셋팅을 포함하는 시뮬레이션을 이용하여 그룹 이퀄라이제이션 셋팅을 생성함으로써, 증폭된 출력 채널의 그룹을 최적화할 수 있다. 시스템 최적화 엔진(420)에 의해 생성된 그룹 이퀄라이제이션 셋팅은 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210) 및/또는 조종된 채널 이퀄라이제이션 블록(214)(도 2)에서 필터를 구성하는 데 이용될 수 있다.

도 15는 시스템 최적화 엔진(420), 현장 데이터(1502), 및 타겟 데이터(1504)의 블록도이다. 현장 데이터(1502)는 전달 함수 매트릭스(406)로부터의 응답 데이터일 수 있다. 다르게는, 현장 데이터(1502)는 생성 또는 결정된 셋팅이 적용되어 있는 전달 함수 매트릭스(406)로부터의 응답 데이터를 포함하는 하나 이상의 시뮬레이션일 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 시뮬레이션은 시뮬레이션 스케줄에 기초하여 셋팅 적용 시뮬레이터(422)를 이용하여 생성되어, 메모리(432)(도 4)에 저장될 수 있다.

타겟 데이터(1504)는 특정 채널 또는 채널 그룹이 가중 공간 평균 의미로 갖고자 목표하는 주파수 응답 크기일 수 있다. 예를 들어, 오디오 시스템 내의 좌전방 증폭된 출력 채널은 좌전방 증폭된 출력 채널 상에 제공된 공통의 오디오 출력 신호로 구동되는 3개 이상의 라우드스피커를 포함할 수 있다. 공통 오디오 출력 신호는 주파수 대역이 제한된 오디오 출력 신호일 수 있다. 입력 오디오 신호가 오디오 시스템에 적용될 경우, 이것은 좌전방 증폭된 출력 채널에 활성화하여, 일부 음향 출력이 생성된다. 음향 출력에 기초하여, 전달 함수는 청취 환경 내의 하나 이상의 위치에서 마이크로폰과 같은 오디오 센서로 측정될 수 있다. 측정된 전달 함수는 공간적으로 평균되고 가중될 수 있다.

측정된 전달 함수를 위한 타겟 데이터(1504) 또는 원하는 응답은 타겟 곡선, 또는 타겟 함수를 포함할 수 있다. 오디오 시스템은 시스템 내의 모든 주요 라우드스피커 그룹에 대하여 하나 또는 다수의 타겟 곡선을 가질 수 있다. 예를 들어, 차량 오디오 서라운드 사운드 시스템에서, 타겟 함수를 가질 수 있는 채널 그룹은 좌전방, 중앙, 우전방, 좌측면, 우측면, 좌측 서라운드 및 우측 서라운드를 포함할 수 있다. 오디오 시스템이 예를 들어 후방 중앙 라우드스피커와 같은 특별한 목적의 라우드스피커를 포함하고 있다면, 이것 또한 타겟 함수를 가질 수 있다. 다르게는, 오디오 시스템내의 모든 타겟 함수는 동일할 수 있다.

타겟 함수는 타겟 데이터(1504)로서 셋업 파일(402)에 저장된 소정의 곡선일 수 있다. 타겟 함수는 랩 정보, 현장 정보, 통계적 분석, 수동 드로잉, 또는 다수의 증폭된 오디오 채널의 원하는 응답을 제공하기 위한 임의의 기타 기구에 기초하여 생성될 수 있다. 많은 인자에 따라, 타겟 함수 곡선을 구성하는 파라미터들은 상이할 수 있다. 예를 들어, 오디오 시스템 디자이너는 상이한 청취 환경에서 추가량의 베이스를 필요로 하거나 기대할 수 있다. 일부 용례에서 타겟 함수는 분획 옥타브 당 동등한 압력이 아닐 수 있으며, 또한 일부 기타의 다른 곡선 모양을 가질 수 있다.

타겟 함수 곡선(1602) 대 실제 현상 응답 곡선(1604)의 형태의 예시적인 타겟 음향 응답이 도 16에 도시되어 있다. 타겟 함수 곡선(1602)은 청취 위치에서의 원하는 응답이다. 실제 현장 응답 곡선(1604)은 청취 위치에서의 실제 측정된 응답 또는 시뮬레이션한 응답을 나타낸다. 즉, 타겟 함수 곡선(1602)은 청취 위치에 위치한 청취자가 받는 원하는 가청 사운드를 나타내고, 실제 현장 응답은 청취 위치에 있는 청취자가 받는 실제의 가청 사운드를 나타낸다. 원하는 가청 사운드와 실제 가청 사운드의 차이는 오디오 품질과 소비 전력을 최적화하도록 시스템에 의해 조정될 수 있다.

예컨대, 도 16에서, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진(410)은 상기한 필터를 이용하여 오디오 신호를 감쇠 또는 증폭할 수 있다. 감쇠 및 증폭 조정은 실제 현장 응답 곡선(1604)에 기초할 수 있고, 타겟 함수 곡선(1602)와 더 잘 매치되도록 개개 주파수 또는 주파수 범위에 적용될 수 있다. 예컨대, 도 16에서, 화살표(1606)는 타겟 함수 곡선(1604)을 향해 증폭될 수 있는 주파수의 범위를 나타낸다. 다른 예에서, 화살표(1608)는 타겟 함수 곡선(1604)을 향해 감쇠될 수 있는 주파수의 범위를 나타낸다. 유사하게, 이득 엔진(414)은 타겟 함수 곡선(1602)와 보다 밀접하게 정렬되도록 실제 현장 응답 곡선(1604)의 전체 이득을 증대시킬 수 있다. 타겟 함수 곡선을 형성하는 파라미터는 파라메트릭 또는 비-파라메트식으로 생성될 수 있다. 파라메트릭 실행은 오디오 시스템 디자이너 또는 자동화된 툴이 주파수 및 기울기와 같은 파라미터를 조절할 수 있도록 해준다. 비-파라메트릭 실행은 오디오 시스템 디자이너 또는 자동 툴이 임의의 곡선 모양을 "그릴 수" 있도록 해준다.

시스템 최적화 엔진(420)은 셋업 파일(402)(도 4)에 지시된 것과 같은 시뮬레이션의 부분들을 하나 이상의 타겟 함수와 비교할 수 있다. 시스템 최적화 엔진(420)은 각 타겟 함수와의 비교를 위해 시뮬레이션으로부터 증폭된 출력 채널들의 대표적인 그룹을 식별할 수 있다. 시뮬레이션과 타겟 함수 사이의 복합 주파수 응답 또는 크기의 차이에 기초하여, 시스템 최적화 엔진은 글로벌 이퀄라이제이션 셋팅 및/또는 조종된 채널 이퀄라이제이션 셋팅일 수 있는 그룹 이퀄라이제이션 셋팅을 생성할 수 있다(도 2에서, 210 및 214).

도 15에서, 시스템 최적화 엔진(420)은 파라메트릭 엔진(1506)과 비-파라메트릭 엔진(1508)을 포함할 수 있다. 글로벌 이퀄라이제이션 셋팅 및/또는 조종된 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 파라메트릭 엔진(1506) 또는 비-파라메트릭 엔진(1508) 또는 그 둘의 조합을 이용하여, 각각 입력 오디오 신호 또는 조종된 채널에 대해 선택적으로 생성될 수 있다. 파라메트릭 엔진(1506)으로 생성된 글로벌 이퀄라이제이션 셋팅 및/또는 조종된 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 노치, 밴드 패스 및/또는 올패스 필터와 같이, 파라메트릭 필터를 합성하는 필터 설계 파라미터 형태일 수 있다. 한편, 비-파라메트릭 엔진(1508)으로 생성된 글로벌 이퀄라이제이션 셋팅 및/또는 조종된 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 노치, 밴드 패스, 또는 올패스 필터와 같이, 임의의 IIR 또는 FIR 필터를 합성하는 필터 설계 파라미터 형태일 수 있다.

시스템 최적화 엔진(420)은 또한 반복적 이퀄라이제이션 엔진(1510), 및 다이렉트 이퀄라이제이션 엔진(1512)을 포함할 수 있다. 반복적 이퀄라이제이션 엔진(1510)은 파라메트릭 엔진(1506)과 협조하여 실행되어, 파라메트릭 엔진(1506)으로 생성된 필터 설계 파라미터를 반복적으로 평가하고 등급을 매길 수 있다. 각 반복으로부터의 필터 설계 파라미터는 시스템 최적화 엔진(420)에 이전에 제공된 시뮬레이션에 적용하기 위해 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 제공될 수 있다. 타겟 데이터(1504)에 포함된 하나 이상의 타겟 곡선과, 필터 설계 파라미터를 이용하여 수정한 시뮬레이션의 비교에 기초하여, 추가의 필터 설계 파라미터가 생성될 수 있다. 반복은 셋팅 적용 시뮬레이터(422)에 의해 생성된 시뮬레이션이 타겟 곡선에 가장 가깝게 매치되는 시스템 반복적 이퀄라이제이션 엔진(1510)으로 식별될 때까지 계속될 수 있다.

다이렉트 이퀄라이제이션 엔진(1512)은 타겟 곡선을 얻기 위해 시뮬레이션을 필터링할 전달 함수를 계산할 수 있다. 계산된 전달 함수에 기초하여, 파라메트릭 엔진(1506) 또는 비-파라메트릭 엔진(1508)은 그러한 필터링을 제공하는 필터 설계 파라미터로 필터를 합성하도록 실행될 수 있다. 반복적 이퀄라이제이션 엔진(1510) 또는 다이렉트 이퀄라이제이션 엔진(1512)의 사용은 오디오 시스템 디자이너에 의해 셋업 파일(402)(도 4)에 지정될 수 있다.

도 4에서, 시스템 최적화 엔진(420)은 오디오 시스템의 저주파수 응답을 고려하기 위하여 현장 데이터가 제공된 합쳐진 응답 및 타겟 곡선을 이용할 수 있다. 400 Hz 미만과 같은 저주파수에서, 청취 공간에서의 모드는 동일한 오디오 출력 신호를 수신하는 2개 이상의 라우드스피커보다는 하나의 라우드스피커에 의해서 다르게 여기될 수 있다. 결과적으로 얻어지는 응답은 좌전방 응답과 우전방 응답의 평균과 같은 평균 응답에 대하여, 합쳐진 응답을 고려할 때 매우 상이할 수 있다. 시스템 최적화 엔진(420)은 둘 이상의 오디오 입력 신호의 합에 기초하여 필터 설계 파라미터를 생성하기 위한 기초로서 시뮬레이션으로부터의 다수의 오디오 입력 신호를 동시에 이용하여 이들 상황을 해결할 수 있다. 시스템 최적화 엔진(420)은 모든 청취 위치에 걸쳐 일어날 수 있는 모드 불규칙성(modal irregularity)에 이퀄라이제이션 셋팅이 적용될 수 있는 오디오 입력 신호의 저주파수 영역에 분석을 한정할 수 있다.

시스템 최적화 엔진(420)은 또한 공간 분산 필터(spatial variance filter)를 나타내는 필터 설계 파라미터의 자동화된 결정을 제공할 수 있다. 공간 분산 필터를 나타내는 필터 설계 파라미터는 조종된 채널 이퀄라이제이션 블록(214)(도 2)에 구현될 수 있다. 시스템 최적화 엔진(420)은 적용되어진 생성 및 결정된 셋팅을 갖고 있을 수 있는 시뮬레이션으로부터 필터 설계 파라미터를 결정할 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션은 셋업 파일(402)에 저장된 지연 셋팅, 채널 이퀄라이제이션 셋팅, 크로스오버 셋팅 및/또는 고 공간 분산 주파수 셋팅의 적용을 포함할 수 있다.

동작이 가능하게 되면, 시스템 최적화 엔진(420)은 시뮬레이션을 분석하고 모든 오디오 감지 장치에 걸쳐 각 오디오 입력 채널의 주파수 응답의 분산을 계산할 수 있다. 분산이 큰 주파수 영역에서는, 시스템 최적화 엔진(420)은, 도 16을 참조하여 설명한 것과 유사하게, 모든 채널에 걸쳐, 성능을 최대화시키기 위해 분산 이퀄라이제이션 셋팅을 생성할 수 있다. 계산된 분산에 기초하여, 시스템 최적화 엔진(420)은 하나 이상의 파라메트릭 필터 및/또는 비-파라메트릭 필터를 나타내는 필터 설계 파라미터를 결정할 수 있다. 파라메트릭 필터의 결정된 설계 파라미터는 셋업 파일(402)에 나타난 고 공간 분산 주파수의 수인 Q와 주파수에 가장 잘 맞을 수 있다. 결정된 파라메트릭 필터의 크기는 시스템 최적화 엔진(420)에 의해 그 주파수에서 오디오 감지 장치에 걸쳐서 평균값으로 시작될 수 있다. 파라메트릭 노치 필터의 크기에 대한 추가 조정은 주관적인 청취 시험동안 일어날 수 있다.

시스템 최적화 엔진(420)은 또한 필터 효율 최적화를 실행할 수 있다. 시뮬레이션에서 모든 필터의 적용 및 최적화 후에, 필터의 전체 양은 클 수 있으며, 필터는 비효율적으로 및/또는 과잉으로 이용될 수 있다. 시스템 최적화 엔진(420)은 전체 필터 카운트를 감소시키기 위해 필터 최적화 기법을 이용할 수 있다. 이것은 둘 이상의 필터를 보다 낮은 차수의 필터에 맞추고 둘 이상의 필터 대 더 낮은 차수 필터의 특성에서 차이를 비교하는 것을 포함할 수 있다. 만일 차이가 결정된 양보다 적으면, 보다 낮은 차수의 필터가 수용되고 둘 이상의 필터 대신 이용될 수 있다.

최적화는 또한 전체 시스템 성능에 거의 영향이 없는 필터를 조사하고 이들 필터를 삭제하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 최소 위상 바이쿼드 필터의 캐스캐이드가 포함되는 경우, 그 필터들의 캐스캐이드는 또한 최소 위상일 수 있다. 따라서, 필터 최적화 기법을 이용하여, 전개된 필터의 수를 최소화할 수 있다. 다른 예에서, 시스템 최적화 엔진(420)은 각 증폭된 출력 채널에 적용된 필터들의 전체 체인의 복합 주파수 응답을 계산 또는 산정할 수 있다. 시스템 최적화 엔진(420)은 이어서 적절한 주파수 해상도로, 계산된 복합 주파수 응답을 FIR 필터 설계 소프트웨어와 같은 필터 설계 소프트웨어로 보낼 수 있다. 전체 필터 카운트는 더 낮은 차수 필터를 다수의 증폭된 출력 채널에 맞춤으로써 감소될 수 있다. FIR 필터는 또한 필터 카운트를 감소시키기 위해 IIR 필터로 자동적으로 전환될 수 있다. 낮은 차수 필터는 시스템 최적화 엔진(420)의 지시로 글로벌 이퀄라이제이션 블록(210) 및/또는 조종 채널 이퀄라이제이션 블록(214)에서 적용될 수 있다.

시스템 최적화 엔진(420)은 또한 오디오 시스템의 최대 이득을 생성할 수 있다. 최대 이득은 왜곡 수준과 같이, 셋업 파일(402)에 특정된 파라미터에 기초하여 설정될 수 있다. 특정된 파라미터가 왜곡 수준인 경우에, 그 왜곡 수준은 오디오 증폭기의 시뮬레이션된 최대 출력 수준에서 또는 시뮬레이션된 보다 낮은 수준에서 측정될 수 있다. 왜곡은, 모든 필터가 적용되고 이득이 조정되는 시뮬레이션에서 측정될 수 있다. 왜곡은 10% THD와 같은 어떤 값으로 조절될 수 있으며, 그 수준은 왜곡이 측정되어진 각각의 주파수에서 기록된다. 최대 시스템 이득은 이 정보로부터 유도될 수 있다. 시스템 최적화 모듈(420)은 또한 왜곡 정보에 기초하여 비선형 처리 블록(228)(도 2)에서의 리미터 셋팅을 설정 또는 조절할 수 있다.

시스템 최적화 엔진(420)은 또한 각각의 전력 효율 가중 인자에 대하여 동작 파라미터 셋트를 생성할 수 있다. 라우드스피커의 임피던스 데이터, 현장 데이터와 같은 성능 관련 데이터, 하나 이상의 다른 엔진에 의해 생성된 동작 파라미터, 타겟 음향 응답을 이용하여, 시스템 최적화 엔진(420)은 전력 효율 가중 인자 각각의 함수로서 동작 파라미터를 생성할 수 있다. 동작 파라미터 셋트의 생성은 필터의 제거도 포함할 수 있다.

도 4에서, 비선형 최적화 엔진(430)은 현장 측정치 및 디바이스 특성을 이용하여, 음향 성능, 보호, 전력 감소, 왜곡 관리 및/또는 다른 이유로 오디오 시스템에 적용되는 리미터, 컴프레서, 클리핑 및 기타 비선형 프로세스와 같은 시스템의 비선형 특성에 대한 비선형 셋팅 제한의 형태로 동작 파라미터를 설정할 수 있다. 타겟 음향 응답, 현장 응답, 오디오 시스템 특정 구성 정보를 이용하여, 비선형 최적화 엔진은 비선형 셋팅을 생성할 수 있다. 또한, 임피던스 데이터를 이용하여, 비선형 최적화 엔진(430)은 비선형 셋팅을 조정하여 소비 전력을 최적화할 수 있다. 예컨대, 리미터의 어택 시간은 증대되어, 에너지 효율을 최적화하기 위하여 라우드스피커로부터 가청 사운드의 큰 크기의 쇼트 지속 에너지 집중 출력을 피할 수 있다. 다른 예에서, 에너지 효율을 최적화하기 위하여, 컴프레서는 작동되지 않을 수 있다.

비선형 최적화 엔진(430)의 동작은 각 엔진이 각 전력 효율 모드에 대한 동작 파라미터를 생성한 후에 일어날 수 있다. 별법으로서, 또는 추가적으로, 비선형 최적화 엔진(430)의 동작은 모든 엔진에 의한 전력 효율 모드의 생성 완료에 이어서 일어날 수 있다. 어느 경우이든지, 비선형 최적화 엔진(430)은, 전력 효율 모드에 대하여 전개된 동작 파라미터가 왜곡 또는 비선형 처리와 함께 다루어질 수 있는 다른 해로운 효과를 야기하지 않도록 동작한다. 예컨대, 전력 효율 모드에 대해 전개된 동작 파라미터를 이용한 시뮬레이션 및/또는 현장 데이터의 분석에 의해 이러한 조건이 확인되면, 비선형 최적화 엔진(430)은 적절한 셋팅을 전개하여 이러한 조건으로부터 보호할 수 있다. 추가하여 또는 별법으로서, 비선형 최적화 엔진(430)은 여전히 상기 확인된 조건을 최소화하면서 음향 성능과 전력 효율 사이의 원하는 균형을 제공하는 추가의/수정된 동작 파라미터가 생성될 수 있도록 이러한 정보를 다른 엔진에 제공할 수 있다.

비선형 최적화 엔진(430)은 전력 효율 가중 인자에 의해 지시되는 것과 같은 전력 효율 고려 사항의 우선 순위 레벨에 기초하여 비선형 셋팅을 변화시킬 수 있다. 비선형 셋팅은 소비 전력 고려 사항에 기초하여, 비선형 최적화 엔진(430)으로 셋트로 생성될 수 있다. 소비 전력은, 라우드스피커의 임피던스 데이터, 하나 이상의 다른 엔진에 의해 생성된 동작 파라미터, 현장 데이터와 같은 성능 관련 데이터에 기초하여, 비선형 최적화 엔진(430)에 의해 다양한 동작 조건 하에서 결정될 수 있다. 각 전력 효율 가중 인자에 대한 비선형 최적화 엔진(430)에 의한 비선형 셋팅은 전체 오디오 시스템 소비 전력 제한에 기초할 수 있다. 추가하여 또는 별법으로서, 이러한 제한은 외부 인자에 기초하여 설정될 수 있다. 하이브리드 차량의 예에 있어서, 외부 인자는 이용 가능한 배터리 전력, 내비게이션 시스템에 입력된 목적지, 히터, 라이트 또는 윈드실드 와이퍼와 같은 다른 동작 보조 시스템에 기초한 계획된 이용 가능한 배터리 전력, 또는 다른 소비 전력 관련 고려 사항을 포함할 수 있다. 차량이 아닌 애플리케이션에 있어서, 외부 인자는 유사하게, 이용 가능한 전력 소스, 전원 품질, 공칭(nominal) 전압 레벨 등을 포함할 수 있다.

도 17은 비선형 최적화 엔진(430)의 동작을 보여주는 블록도이다. 비선형 최적화 엔진(430)은 파라메트릭 엔진(1704)와 전력 리미터(1706)를 포함한다. 비선형 최적화 엔진(430)은 현장 데이터(1702)로부터 현장 측정 정보를 수신할 수 있다. 파라메트릭 엔진(1704)은 그 측정 데이터를 이용하여, 오디오 시스템 내의 오디오 디바이스 또는 오디오 디바이스 그룹의 소비 전력을 비롯한 다양한 성능 파라미터를 계산할 수 있다. 한 가지 예에서, 오디오 디바이스 그룹은 증폭기와 하나 이상의 라우드스피커일 수 있다. 상기 소비 전력과 관련된 계산된 성능 파라미터는 전력 리미터(1706)에 제공되는데, 이 리미터는 채널 또는 채널 그룹이 미리 정해진 제한을 초과하는 전력 레벨에서 동작하는지 여부를 결정한다. 전력 리미터(1706)는 가중된 인자를 결정할 수 있고 또는 일부 다른 기법을 이용하여 필터를 구성하여, 채널 또는 채널 그룹의 전력 스펙트럼을 조정함으로써, 상기 미리 정해진 제한 이하에서 각 채널 또는 채널 그룹의 소비 전력을 유지할 수 있다.

도 18은 자동화된 오디오 튜닝 시스템의 예시적인 동작을 설명하는 흐름도이다. 다음 예에서, 파라미터를 조정하고 도 2의 신호 흐름도에 포함된 블록에 사용되는 필터 타입을 결정하기 위한 자동화 단계가 구체적인 순서로 설명될 것이다. 그러나, 상기한 바와 같이, 임의의 특정 오디오 시스템에 대하여, 도 2에 도시한 블록 중 일부는 구현되지 않을 수 있다. 따라서, 미구현 블록에 대응하는 자동화된 오디오 튜닝 시스템(400)의 부분은 생략될 수 있다. 또한, 단계들의 순서는 전술한 바와 같이, 셋팅 적용 시뮬레이터(422)를 이용하여 순서 리스트 및 시뮬레이션 스케줄에 기초하여 다른 단계에 사용하기 위한 시뮬레이션을 생성하기 위해 수정될 수 있다. 따라서, 자동화된 오디오 튜닝 시스템의 정확한 구성은 주어진 오디오 시스템에 요구되는 실행에 따라 변할 수 있다. 또한, 순차적인 순서로 설명하지만, 자동화된 오디오 튜닝 시스템에 의해 실행되는 자동화된 단계들은 달리 언급하지 않는다면, 그 설명한 순서대로 또는 임의의 다른 특정한 순서대로 실행될 필요는 없다. 또한, 자동화된 단계의 일부는 병렬로, 다른 순서로 실행되거나, 또는 튜닝되는 특정 오디오 시스템에 따라 완전히 생략될 수도 있다.

도 18에서, 블록(1802)에서, 오디오 시스템 디자이너는 시험할 오디오 시스템에 관련된 데이터를 가진 셋업 파일을 파퓰레이션(population)할 수 있다. 상기 데이터는 오디오 시스템 아키텍처, 채널 매핑, 가중 인자, 랩 데이터, 제한 사항, 순서 테이블, 시뮬레이션 스케줄, 임피던스 데이터 등을 포함할 수 있다. 블록(1804)에서, 셋업 파일로부터의 정보는 시험될 오디오 시스템에 다운로드되어 오디오 시스템을 초기 구성할 수 있다. 블록(1806)에서, 오디오 시스템으로부터의 응답 데이터는 현장 데이터처럼, 수집되어 전달 함수 매트릭스에 저장될 수 있다. 응답 데이터의 수집 및 저장은 오디오 시스템의 라우드스피커에 의해 생성된 가청 음파의 사운드 센서에 의한 셋업, 교정 및 측정을 포함할 수 있다. 가청 사운드는, 오디오 시스템을 통해 처리되고 증폭된 출력 채널 상의 오디오 출력 신호로서 제공되어 라우드스피커를 구동하는 파형 생성 데이터와 같은 입력 오디오 신호에 기초하여 오디오 시스템에 의해 생성될 수 있다.

블록(1808)에서 응답 데이터는 공간적으로 평균되어 저장될 수 있다. 블록(1810)에서, 증폭된 채널 이퀄라이제이션이 셋업 파일에 지시되어 있는지가 판정된다. 필요하다면, 증폭된 채널 이퀄라이제이션은 이득 셋팅 또는 크로스오버 셋팅의 생성 전에 실행될 필요가 있을 수 있다. 증폭된 채널 이퀄라이제이션이 지시되어 있으면, 블록(1812)에서, 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진은 셋업 파일 및 공간적으로 평균된 응답 데이터를 이용하여 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 생성할 수 있다. 채널 이퀄라이제이션 셋팅은 현장 데이터 또는 랩 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 랩 데이터가 이용된다면, 현장 예측 및 통계적 수정이 랩 데이터에 적용될 수 있다. 필터 파라미터 데이터는 파라메트릭 엔진, 비-파라메트릭 엔진, 또는 그 일부 조합에 기초하여 생성될 수 있다.

채널 이퀄라이제이션 셋팅은 셋팅 적용 시뮬레이터에 제공될 수 있으며, 채널 이퀄라이제이션 시뮬레이션은, 블록(1814)에서, 생성되어 메모리에 저장될 수 있다. 채널 이퀄라이제이션 시뮬레이션은 시뮬레이션 스케줄과 셋업 파일 내의 임의의 다른 소정의 파라미터에 기초하여 응답 데이터에 채널 이퀄라이제이션 셋팅을 적용함으로써 생성될 수 있다. 블록(1816)에서, 이퀄라이제이션 셋팅에 대해 오디오 시스템 내에서 효율 전력 모드가 이용될 것인지가 결정된다. 그렇지 않다면, 동작은 블록(1818)으로 진행한다. 블록(1816)에서 효율 전력 모드가 사용될 것이 결정되면, 전력 효율 가중 인자가 블록(1817)에서 검색되고, 동작은 블록(1812)으로 복귀하여, 상기 검색된 전력 효율 가중 인자에 기초하여 이퀄라이제이션 셋팅들의 셋트를 생성한다. 블록(1812, 1814, 1816, 1817)에서의 동작은 오디오 시스템 사용되는 각 전력 효율 가중 인자 및 대응하는 생성된 시뮬레이션에 대해 반복될 수 있다. 일단 이퀄라이제이션 셋팅 및 대응하는 시뮬레이션이 오디오 시스템에서 사용되는 모드 전력 효율 가중 인자에 대하여 생성되었다면, 동작은 블록(1810)으로 진행한다.

블록(1814)에서 채널 이퀄라이제이션 시뮬레이션의 생성 후, 또는 블록(1810)에서 만일 증폭된 채널 이퀄라이제이션이 셋업 파일에 지시되어 있지 않다면, 블록(1818)에서 지연 셋팅의 자동화된 생성이 셋업 파일에 지시되어 있는지가 판정된다. 필요하면, 지연 셋팅은 크로스오버 셋팅 및/또는 베이스 최적화 셋팅의 생성에 앞서 요구될 수 있다. 지연 셋팅이 지시되어 있으면, 블록(1820)에서 메모리로부터 시뮬레이션이 얻어진다. 그 시뮬레이션은 셋업 파일 내의 시뮬레이션 스케줄에 지시되어 있을 수 있다. 한 예에서, 얻어진 시뮬레이션은 채널 이퀄라이제이션 시뮬레이션일 수 있다. 지연 엔진은 블록(1822)에서 상기 시뮬레이션을 이용하여 지연 셋팅을 생성하도록 실행될 수 있다. 지연 셋팅은, 오디오 시스템이 전력 효율 가중 인자를 포함하는 경우, 이퀄라이제이션 셋팅들의 셋트에 대응하는 각 시뮬레이션에 대하여 생성될 수 있다.

지연 셋팅은, 셋업 파일에 저장될 수 있는 증폭된 출력 채널에 대한 가중 매트릭스 및 상기 시뮬레이션에 기초하여 생성될 수 있다. 청취 공간에서 하나의 청취 위치가 가중 매트릭스에서 우선화되어 있고 증폭된 출력 채널의 추가 지연이 셋업 파일에 특정되어 있지 않으면, 지연 셋팅은 모든 사운드가 실질적으로 동시에 상기 하나의 청취 위치에 도달하도록 생성될 수 있다. 블록(1824)에서, 지연 셋팅은 셋팅 적용 시뮬레이터에 제공될 수 있으며, 그 지연 셋팅이 적용된 시뮬레이션이 생성될 수 있다. 지연 시뮬레이션은 지연 셋팅이 적용된 채널 이퀄라이제이션 시뮬레이션일 수 있다.

도 19에서, 블록(1824)에서 지연 시뮬레이션의 생성 후, 또는 지연 셋팅이 블록(1818)에서 셋업 파일에 지시되어 있지 않으면, 블록(1826)에서 이득 셋팅의 자동화된 생성이 셋업 파일에 지시되어 있는지 여부가 결정된다. 만일 그렇다면, 블록(1828)에서 시뮬레이션이 메모리로부터 얻어진다. 시뮬레이션은 셋업 파일의 시뮬레이션 스케줄에 지시되어 있을 수 있다. 한 실시예에서, 얻어진 시뮬레이션은 지연 시뮬레이션일 수 있다. 블록(1830)에서, 이득 엔진은 시뮬레이션을 이용하고 이득 셋팅을 생성하도록 실행될 수 있다.

이득 셋팅은 증폭된 출력 채널 각각에 대한 가중 매트릭스 및 상기 시뮬레이션에 기초하여 생성될 수 있다. 만일 청취 공간 내의 하나의 청취 위치가 가중 매트릭스에서 우선화되고 추가의 증폭된 출력 채널 이득이 특정되어 있지 않으면, 이득 셋팅은 상기 우선화된 청취 위치에서 감지된 소리의 크기가 실질적으로 균일하도록 생성될 수 있다. 블록(1832)에서, 상기 이득 셋팅은 셋팅 적용 시뮬레이터에 제공될 수 있으며, 이득 셋팅이 적용된 시뮬레이션이 생성될 수 있다. 이득 시뮬레이션은 이득 셋팅이 적용된 지연 시뮬레이션일 수 있다. 블록(1834)에서, 이득 셋팅에 대하여 오디오 시스템 내에서 효율 전력 모드가 이용될지 여부가 결정된다. 그렇지 않다면, 동작은 블록(1836)으로 진행한다. 블록(1834)에서, 효율 전력 모드가 사용될 것이 결정되면, 효율 전력 가중 인자가 블록(1835)에서 검색되고, 동작은 블록(1828)으로 복귀하여, 검색된 전력 효율 가중 인자에 대응하는 이퀄라이제이션 셋팅을 담고 있는 지연 시뮬레이션을 검색한다. 블록(1828, 1830, 1832, 1834, 1835)에서의 동작은 오디오 시스템 사용되는 각 전력 효율 가중 인자 및 생성된 이득을 담고 있는 대응 시뮬레이션에 대해 반복될 수 있다. 일단 이득 셋팅 및 대응하는 시뮬레이션이 오디오 시스템에서 사용되는 모드 전력 효율 가중 인자에 대하여 생성되었다면, 동작은 블록(1836)으로 진행한다.

블록(1834)에서 이득 시뮬레이션이 생성된 후, 또는 블록(1828)에서 이득 셋팅이 셋업 파일에 지시되어 있지 않으면, 블록(1836)에서 크로스오버 셋팅의 자동화된 생성이 셋업 파일에 지시되어 있는지가 판정된다. 만일 그렇다면, 블록(1838)에서, 시뮬레이션이 메모리로부터 얻어진다. 상기 시뮬레이션은 응답 데이터의 위상이 상기 시뮬레이션에 포함될 수 있으므로 공간적으로 평균되지 않을 수 있다. 블록(1840)에서, 셋업 파일의 정보에 기초하여, 증폭된 출력 채널 중 어느 것이 크로스오버 셋팅을 위해 적당한지가 결정된다.

블록(1842)에서, 크로스오버 셋팅은 상기 적당한 증폭된 출력 채널 각각에 대해 선택적으로 생성된다. 증폭된 채널 이퀄라이제이션과 유사하게, 현장 또는 랩 데이터가 이용될 수 있으며, 파라메트릭 또는 비-파라메트릭 필터 설계 파라미터가 생성될 수 있다. 또한, 셋업 파일로부터의 가중 매트릭스가 생성 중에 이용될 수 있다. 블록(1846)에서, 최적화된 크로스오버 셋팅은 비-파라메트릭 엔진과 함께만 동작 가능한 다이렉트 최적화 엔진에 의해 또는 파라메트릭 또는 비-파라메트릭 엔진과 함께 동작 가능한 반복적 최적화 엔진에 의해 정해질 수 있다.

결정 블록(1847)에서, 시스템이 하나 이상의 전력 효율 가중 인자로 효율 모드에서 동작할 것인지 여부가 결정된다. 만약 그렇다면, 단계(1849)에서 전력 효율 가중 인자가 검색되고 적용된다. 검색된 전력 효율 가중 인자에 대응하는 크로스오버 셋팅들의 셋트가 단계(1851)에서 크로스오버 셋팅들의 리스트에 추가될 수 있다. 결정 블록(1853)은 상기 리스트가 완전한지 여부를 체크한다. 완전하지 않다면, 단계(1855)에서 다른 전력 효율 가중 인자가 얻어지고, 대응 시뮬레이션이 단계(1838 내지 1846)에서 사용되어, 감소된 전력 출력으로 가중된 크로스오버 셋팅들의 셋트를 계산한다. 예컨대, 성능에 기초하여 생성된 크로스오버 셋팅 리스트가, 더 높은 전력 효율을 위하여 사용자가 더 낮은 성능을 감내할 수 있는 정도의 표식으로서 효율 가중 인자를 이용하여 전력 효율 셋팅에 기초하여 생성된 제2 크로스오버 셋팅 리스트와 비교될 수 있다. 결과적으로 얻어지는 리스트는 효율 가중 인자에 기초하여 젼력과 성능 사이의 타협으로서 생성될 수 있다. 상기 효율 가중 인자는 다른 방식으로도 이용될 수 있다. 결정 블록(1853)에서, 상기 리스트가 완전한 경우, 다른 전력 출력 또는 효율 전력 등급의 크로스오버 셋팅들의 셋트가 생성될 수 있다. 그 리스트는 임의 갯수의 구성을 포함할 수 있고, 또는 단순히 높은 오디오 품질의 구성 및 고효율 구성을 포함할 수 있다. 하나 이상의 크로스오버 시뮬레이션이 단계(1848)에서 생성될 수 있다.

도 22는 우퍼 및 중음 라우드스피커에 대한 성능 곡선을 보여준다. 도 22a에서, 예시적인 추정 임피던스 곡선은 약 84 ohms의 임피던스 크기에서 약 400 Hz에서 일어나는 공진을 식별하는 우퍼 라우드스피커의 제1 임피던스 곡선(2202)와, 약 45 ohms의 임피던스 크기에서 약 3 KHz에서 일어나는 공진을 식별하는 중음 라우드스피커의 제2 임피던스 곡선(2204)을 포함한다. 도 22b에서, 우퍼 라우드스피커에 대한 현장 응답 곡선들(2210)의 제1 셋트와 중음 라우드스피커에 대한 현장 응답 곡선들(2212)의 제2 셋트는 주파수 범위에서의 평균 전력(watts)을 보여준다. 도 22c에서, 크로스오버 주파수가 변동함에 따라 소비 전력에 미치는 효과의 그래프가 도시되어 있다.

도 22b에는, 우퍼의 제1 현장 응답 곡선(2214)과 중음의 제1 현장 응답 곡선(2216)이 280 Hz의 예시적인 제1 크로스오버 주파수에서 도시되어 있다. 우퍼의 제2 현장 응답 곡선(2218)과 중음의 제1 현장 응답 곡선(2220)이 560 Hz의 예시적인 제2 크로스오버 주파수에서 도시되어 있다. 우퍼의 제3 현장 응답 곡선(2222)와 중음의 제3 현장 응답 곡선(2224)이 840 Hz의 예시적인 제1 크로스오버 주파수에서 도시되어 있다. 도 22a, 도 22b 및 도 22c를 비교하여 보면, 최적의 소비 전력은 약 315 Hz에서 일어나는데, 이는 우퍼 라우드스피커의 공진(2204)에 비교적 가깝다. 도 22c에 추가로 도시한 바와 같이, 약 200 Hz 미만 및 약 400 Hz 이상의 크로스오버 주파수 셋팅에서 더 큰 소비 전력이 나타날 것이다. 그러나, 더 큰 소비 전력을 갖는 크로스오버 셋팅은 타겟 음향 응답에 기초하여 최적의 음향 성능을 나타낼 수 있다. 크로스오버 엔진(416)은 음향 성능을 최적화하는 것과 전력 효율을 최적화하는 것 사이에 균형을 수행하므로, 크로스오버 셋팅은 효율 가중 인자의 함수로서 크로스오버 엔진(416)에 의해 생성될 수 있다. 예컨대, 최적의 음향 성능을 위한 크로스오버 셋팅이 500 Hz에 있다면, 크로스오버 엔진(416)은 이러한 셋팅을, 효율 가중 인자가 음향 성능을 향해 많이 가중되는 경우에 생성할 것이고, 에너지 효율이 많이 가중되는 경우 315 Hz가 선택될 수 있다. 유사하게, 음향 성능과 에너지 효율이 실질상 유사하게 가중되는 경우, 400 Hz가 선택될 수 있다.

도 20에서, 크로스오버 시뮬레이션이 블록(1848)에서 생성된 후에 또는 크로스오버 셋팅이 블록(1836)에서 셋업 파일 내에 지시되어 있지 않은 경우, 블록(1852)에서 셋업 파일 내에 베이스 최적화 셋팅의 자동화된 생성이 지시되어 있는지 여부가 판단된다. 만약 그렇다면, 블록(1854)에서, 시뮬레이션이 메모리로부터 얻어진다. 상기 시뮬레이션은 응답 데이터의 위상이 상기 시뮬레이션에 포함될 수 있으므로, 크로스오버 엔진과 유사하게 공간적으로 평균되지 않을 수 있다. 블록(1856)에서, 셋업 파일의 정보에 기초하여, 증폭된 출력 채널 중 어느 것이 저주파수에서 동작 가능한 라우드스피커를 구동시키는지가 결정된다.

블록(1858)에서, 베이스 최적화 셋팅은 식별된 증폭된 출력 채널 각각에 대해 선택적으로 생성될 수 있다. 베이스 최적화 셋팅은 모든 베이스 생성 라우드스피커가 최적으로 합해지도록 가중 매트릭스에 따라 가중된 의미에서 위상을 수정하도록 생성될 수 있다. 현장 데이터가 이용될 수 있으며, 파라메트릭 및/또는 비-파라메트릭 필터 설계 파라미터가 생성될 수 있다. 또한, 셋업 파일로부터의 가중 매트릭스는 생성 중에 이용될 수 있다. 블록(1860)에서, 최적화된 베이스 셋팅은 비-파라메트릭 엔진과만 동작 가능한 다이렉트 최적화 엔진, 또는 파라메트릭 또는 비-파라메트릭 엔진과 동작 가능한 반복적 최적화 엔진에 의해 결정될 수 있다.

결정 블록(1859)에서, 상기 시스템이 효율 모드에서 동작하고 있는지 여부가 판단된다. 만약 그렇다면, 단계(1861)에서 전력 효율 가중 인자가 검색되어 적용된다. 단계(1863)에서 베이스 셋팅과 상기 검색된 대응 전력 효율 가중 인자가 베이스 셋팅 리스트에 추가된다. 결정 블록(1865)에서, 상기 리스트는 완전하지 여부가 판단된다. 상기 리스트가 완전하지 않다면, 단계(1876)에서 다른 전력 효율 가중 인자 및 대응 시뮬레이션이 얻어지고, 단계(1858)에서 전력 효율을 위해 가중된 다른 베이스 셋팅들의 셋트가 결정된다. 결정 블록(1865)에서 상기 리스트가 완전하다면, 하나 이상의 베이스 시뮬레이션이 단계(1862)에서 생성된다.

수행되어야 할 베이스 최적화가 특정되지 않는다면(결정 블록(1852)에서 "NO"), 또는 베이스 시뮬레이션 셋팅이 단계(1862)에서 생성되었다면, 단계(1871)에서 현장 데이터가 측정된다. 현장 측정은 다른 시스템 기능을 위한 프로세스의 시작시에 수행된다. 그러나, 베이스 최적화와 같이, 비선형 데이터를 만들어내는 큰 크기의 신호 동작은 반복적 프로세스에서 동작 파라미터에 대하여 변화가 이루어짐에 따라 재-측정될 수 있다. 현장 비선형 데이터의 측정은, 시스템이 각 전력 효율 가중 인자(존재한다면)에 대하여 만들어낼 수 있는 가장 큰 오디오 출력 레벨에서 음향 측정을 포함할 수 있다. 결정 블록(1873)에서, 왜곡, 편위(excursion), 전력 출력, 전류 출력이 결정되고, 각 전력 효율 가중 인자(존재한다면)에 대한 임계 레벨에 대하여 체크된다. 레벨이 임계치보다 더 높다면(결정 블록(1873)에서 "NO"), 단계(1875)에서, 비선형 파라미터가 각 전력 효율 가중 인자(존재한다면)에 대한 최적 성능을 위해 반복적으로 조정된다. 이러한 비선형성 체크는 각 엔진이 전력 효율 가중 인자에 기초하여 음향 성능과 전력 효율의 균형 맞춘 최적화를 완료한 후에 일어날 수 있다. 추가하여 또는 별법으로서, 이러한 비선형성 체크는 모든 엔진이 상기 균형 맞춘 최적화를 완료한 후에 수행될 수 있다.

블록(1862)에서 베이스 최적화의 생성 후, 또는 블록(1852)에서 베이스 최적화 셋팅이 셋업 파일에 지시되어 있지 않으면, 도 21의 블록(1866)에서 자동화된 시스템 최적화가 셋업 파일에 지시되어 있는지가 판정된다. 만일 그렇다면, 블록(1868)에서, 시뮬레이션이 메모리로부터 얻어진다. 상기 시뮬레이션은 공간적으로 평균될 수 있다. 블록(1870)에서, 셋업 파일의 정보에 기초하여, 증폭된 출력 채널 중 어느 그룹이 추가 이퀄라이제이션을 필요로 하는지가 결정된다.

블록(1872)에서 그룹 이퀄라이제이션 셋팅은 결정된 증폭된 출력 채널의 그룹에 대해 선택적으로 생성될 수 있다. 시스템 최적화는 시스템 이득 및 리미터를 확립하고/하거나 필터의 수를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 그룹 이퀄라이제이션 셋팅은 또한 필요에 따라 채널 그룹에서의 베이스 최적화 및 크로스오버 합계로 인한 응답 이상을 수정할 수 있다. 블록(1874)에서, 트래킹 데이터(tracking data)를 얻어 필터의 변화를 검토할 수 있다. 그룹 이퀄라이제이션 셋팅의 최적화는 상기한 바와 같이, 블록(1876)에서 일어날 수 있다. 블록(1878)에서, 그룹 이퀄라이제이션 시뮬레이션이 생성될 수 있다. 블록(1880)에서, 그룹 이퀄라이제이션 셋팅을 위해 오디오 시스템에서 효율 전력 모드가 이용될 지 여부가 판단된다. 만약 그렇지 않다면, 동작은 블록(1884)로 진행한다. 블록(1880)에서 효율 전력 모드가 사용될 것이라고 판단된다면, 블록(1882)에서 전력 효율 가중 인자가 검색되고, 동작은 블록(1868)로 돌아와 검색된 전력 효율 가중 인자에 대응하는 시뮬레이션을 검색한다. 블록(1868 내지 1882)에서의 동작은 오디오 시스템에 사용되는 각 전력 효율 가중 인자 및 대응 시뮬레이션에 대하여 반복될 수 있다. 오디오 시스템에 사용되는 모든 전력 효율 가중 인자에 대하여 그룹 이퀄라이제이션 셋팅과 대응 시뮬레이션이 생성되었다면, 동작은 블록(1884)으로 진행하여 동작 파라미터를 오디오 시스템에 업로드하고, 동작은 블록(1886)에서 끝난다.

전술한 작업의 완결 후, 최적화된 오디오 시스템내의 각 채널 및/또는 채널 그룹은 가중 매트릭스에 따른 최적의 응답 특성을 포함할 수 있다. 최대 튜닝 주파수는 현장 이퀄라이제이션이 특정 주파수 미만에서만 수행되도록 특정될 수 있다. 이 주파수는 천이 주파수(transition frequency)로서 선택될 수 있으며, 측정된 현장 응답이 예측된 현장 응답과 실질적으로 동일한 주파수일 수 있다. 이 주파수 위에서는, 응답은 예측된 현장 응답 수정만을 이용하여 수정될 수 있다. 또한, 채널 또는 채널 그룹은 각 전력 효율 가중 인자의 함수로서 보다 전력 효율적인 동작을 제공하는 것과 관련하여 최적화될 수 있다.

실시에 따라서는, 사용자에게는 더 적은 전력을 소모하는 것에 대한 우선순위를 제공하는 동작 모드를 선택할 수 있도록 해주는 옵션이 제공될 수 있다. 예시적인 오디오 튜닝 시스템은, 전력 효율적인 동작을 제공하도록 등급이 매겨지거나 생성된 상기한 동작 파라미터들의 하나 이상의 셋트를 생성할 수 있다.

도 23은 오디오 튜닝 시스템에 사용될 수 있는 사용자 인터페이스 디바이스의 예의 개략도이다. 도 23은 도 1 내지 도 20을 참조하여 설명한 것과 같은 자동화된 튜닝을 제공하는 오디오 시스템(2300)의 예를 보여준다. 오디오 시스템(2300)은 그 오디오 시스템(2300)의 효율 최적화된 동작을 위한 셋팅을 포함하는 하나 이상의 파라미터 셋트(2302)를 생성할 수 있다. 최적의 전력 효율에서 동작하는 하나의 셋트는 효율 모드에서 동작하기 위해 생성될 수 있고, 또는 상이한 셋트가 비효율 모드에서의 동작을 위한 최적의 오디오 품질에서 동작하기 위해 생성될 수 있다. 복수의 파라미터 셋트(2302)가 전력 효율에 따라 생성되어 등급이 매겨질 수 있다. 예컨대, 도 23의 예시적인 파라미터 셋트(2302)는 오디오 품질의 순서로 등급이 매겨진 구성 파라미터를 포함한다. 가장 높은 품질의 오디오 파라미터는 아마도 가장 많은 전력을 소모한다. 다음 레벨의 품질 "QTY1"은 적어도 낮은 레벨의 전력효율을 제공한다. 다음 레벨의 오디오 품질 "QTY2"은 다음 레벨의 전력효율을 제공한다. 다음 레벨의 오디오 품질 "QTY3"은 가장 높은 레벨의 전력 효율을 제공한다. 오디오 시스템이 더 효율적으로 만들어지는 정도는 효율 모드에 따라 조정될 수 있다. 그 효율 모드는 최적 성능을 위해 필요한 소비 전력에 대한 높은 효율, 중간 효율 및 낮은 효율에 대한 셋팅을 제공할 수 있다. 전력 효율의 레벨은 타겟 전력 어레이 셋팅에 지시될 수 있는데, 그 한 가지 예가 첨부 A에 설명되어 있다. 타겟 전력 어레이는 선택을 위해 사용자에게 제공되는 파라미터 셋트를 결정하는 데에 이용될 수 있다.

등급이 매겨진 파라미터 셋트(2302)는 오디오 시스템에 의해 생성된 사운드 풀질을 선택할 때 전력 효율 고려사항을 포함하는 옵션을 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자의 선택은 사용자 인터페이스 디바이스(그 예가 도 23에 도시되어 있다)를 이용하여 영향받을 수 있다. 사용자 인터페이스는 입출력 패널(2304), 적어도 하나의 버튼(2306) 및 전력 미터기(2308)를 포함할 수 있다.

입출력 패널(2304)은 예컨대, LED, LCD 또는 텍스트 또는 이미지를 시각적으로 표시하는 다른 형태의 디바이스와 같은 디스플레이(2304a)를 포함할 수 있다. 입출력 패널(2304)은 또한 기능을 선택하기 위하여 사용자가 누를 수 있는 이미지 버튼을 구비한 터치 스크린을 포함할 수 있다. 입출력 패널(2304)은 또한 사용자에게 이용 가능한 여러 상이한 선택을 스크롤 할 수 있도록 해주는 스크롤 입력부(scrolling input)(2304b)를 포함할 수 있다. 예컨대, 스크롤 입력부(2304b)는 선택 리스트를 업다운하기 위하여 누를 수 있는 업다운 화살표 버튼일 수 있다. 다른 예에서, 회전 버튼, 슬라이드 버튼, 또는 예컨대 터치스크린 상의 이미지 또는 사용자 인터페이스 상의 하드웨어 버튼과 같이 다른 적당한 입력 디바이스가 사용될 수 있다. 터치스크린 상에서, 스크롤 입력부(2304b)는 또한 사용자가 터치에 의해 이동할 수 있는 스크린 상의 선택부 리스트일 수 있다. 선택은 스크린 상의 선택부를 터치하여 이루어질 수 있다. 선택부 리스트는 디스플레이(2304a) 내에 나타날 수 있다. 디스플레이(2304a)는 사용자가 선택할 수 있는 파라미터들의 한 셋트, 또는 스크롤 입력부(2304b)를 이용하여 커서를 위치시킴으로써 선택 가능한 몇몇 선택을 표시할 수 있다. 사용자는 선택기 버튼(2304c)을 누름으로써 선택을 할 수 있다.

시스템이 전력 효율 모드에서 동작하는 것을 선택하기 위하여 적어도 하나의 버튼(2306)이 이용될 수 있다. 이어서, 오디오 시스템(2300)은 자동으로 시스템을 튜닝할 수 있지만, 소비 전력을 제한한 구성을 실시한다.

전력 미터기(2308)는 오디오 시스템에 의한 전력 사용을 표시할 수 있다. 전력 미터기(2308)는 전력 스케일(2310)을 포함할 수 있는데, 이는 소비 표시기(2312)에 의해 표시되는 소비 전력 레벨을 나타낸다. 전력 미터기(2308)는 임의 형태의 미터기를 이용하여 실시될 수 있다. 전력 미터기(2308)는 더 큰 시스템에서 상이한 여러 구성 요소들의 소비 전력을 표시하는 미터기들의 리스트의 일부일 수 있다. 예컨대, 오디오 시스템(2300)이 차량 내에서 구현되는 경우에, 미터기 리스트는 오디오 시스템, 에어 컨디셔너, 라이트, 차량 내의 다른 중요한 전력 사용 구성 요소들에 의한 소비 전력을 나타내는 미터기를 포함할 수 있다.

당업자라면 도 1 내지 도 23을 참조하여 설명한 하나 이상의 프로세스, 서브-프로세스 또는 프로세스 단계들이 하드웨이 및/또는 소프트웨어에 의해 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에 사용된 용어 "엔진(들)", "모듈(들)", "블록(들)"은 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명한 바와 같이, 엔진, 모듈, 블록은 소프트웨어 모듈, 하드웨어 모듈, 컨들로러 또는 프로세성 p의해 실행 가능한 그 조합을 포함하도록 구성된다. 소프트웨어 모듈은 컨트롤러 또는 프로세서에 의해 실행 가능한 메모리에 저장된 명령어 형태의 소프트웨어를 포함할 수 있다. 하드웨어 모듈은 컨트롤러 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 실행가능하고, 지시되고 및/또는 제어되는 다양한 디바이스, 구성 요소, 회로, 게이트, 회로판 등을 포함할 수 있다.

프로세스가 소프트웨어에 의해 실행된다면, 그 소프트웨어는, 도 1 내지 도 23에 개략적으로 도시한 하나 이상의 기능적 구성 요소 또는 모듈과 같이, 적당한 전자 처리 구성 요소 또는 시스템 내의 소프트웨어 메모리 내에 상주할 수 있다. 소프트웨어 메모리 내의 소프트웨어는 로지컬 기능(즉, 아날로그 전기, 사운드 또는 비디오 신호와 같은 아날로그 소스, 아날로그 회로와 같은 아날로그 형태, 디지털 회로 또는 소스 코드와 같은 디지털 형태로 구현될 수 있는 "로직")을 구현하기 위한 실행 가능한 명령어들의 정돈된 리스트를 포함할 수 있고, 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스 예컨대 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서 포함 시스템, 또는 상기 명렁어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령어를 선택적으로 페치할 수 있고 그 명령어를 실행할 수 있는 다른 시스템에 의해 또는 그러한 것과 연계하여 사용하기 위한 임의의 컴퓨터-판독 가능한 매체 내에 구현될 수 있다. 본 명세서에서, "컴퓨터-판독 가능한 매체"는 상기 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 또는 그것과 연계하여 사용하기 위한 프로그램을 담고, 저장하고 또는 통신할 수 있는 임의의 수단이다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 매체는 선택적으로, 전자, 자기, 광, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스일 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적이지만, 비제한적인 컴퓨터 판독 가능한 매체의 리스트는, 휴대형 컴퓨터 디스켓(자기), RAM(전자), ROM(전자), EPROM 또는 플래시 메모리(전자), 휴대형 CDROM(광)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터-판독 가능한 매체는 페이퍼 또는 다른 적당한 매체일 수도 있는데, 그 위에 프로그램이 전자적으로 캡처됨에 따라, 페이퍼 또는 다른 매체의 광 스캐닝을 통해 프린트된 다음에, 필요하다면 적당한 방식으로 컴파일되고, 해석되고 또는 처리되어 컴퓨터 메모리에 저장된다. 그러나, 컴퓨터-판독 가능한 매체는 유선 또는 다른 신호 전송 매체를 포함하지 않으며, 명령어는 신호 전송 매체 상의 신호를 포함하지 않는다.

본 발명의 예시적인 실시예를 설명하였지만, 당업자는 다른 많은 실시예 및 변형이 본 발명의 범위 내에서 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 오직 첨부된 청구범위와 그 등가물에 의해서만 제한된다.

첨부 A : 예시적인 셋업 파일 구성 정보

시스템 셋업 파일 파라미터

·측정 샘플 속도(measurement sample rate): 측정 매트릭스에서 데이터의 샘플 속도를 규정한다.

·DSP 샘플 속도: DSP가 동작하는 샘플 속도를 규정한다.

·입력 채널 카운트(J) : 시스템에 대한 입력 채널의 수를 규정한다.(예, 스테레오의 경우, J=2)

·공간적으로 처리된 채널 카운트(K) : 공간 프로세서로부터의 출력의 수인 K를 규정한다.(예, 로직 7의 경우, K = 7)

·공간적으로 처리된 채널 라벨 : 각각의 공간적으로 프로세스된 출력에 대한 라벨을 규정한다.(예, 좌측 전면, 중앙, 우측 전면...)

·베이스 관리된 채널 카운트(M) : 베이스 매니저로부터의 출력의 수를 규정한다.

·베이스 매니저 채널 라벨 : 각각의 베이스 관리된 출력 채널에 대한 라벨을 규정한다.(예, 좌전방, 중앙, 우전방, 서브우퍼 1, 서브우퍼 2...)

·증폭된 채널 카운트(N) : 시스템의 증폭된 채널의 수를 규정한다.

·증폭된 채널 라벨 : 증폭된 채널 각각에 대한 라벨을 규정한다.(예, 좌전방 높음, 좌전방 중간, 좌전방 낮음, 중앙 높음, 중앙 중간,..)

·시스템 채널 매핑 매트릭스 : 물리적인 공간적 프로세서 출력 채널에 해당하는 증폭된 채널을 규정한다.(예, 관련된 2개의 증폭된 채널 3 및 4를 갖는 물리적 중앙 채널에 대해 중앙 = [3,4])

·마이크로폰 가중 매트릭스 : 각 개별 마이크로폰 또는 마이크로폰 그룹의 가중 우선순위를 규정한다.

·증폭된 채널 그룹핑 매트릭스 : 동일한 필터와 필터 파라미터를 수신하는 증폭된 채널을 규정한다.(예, 좌전방 및 우전방)

·측정 매트릭스 매핑: 응답 매트릭스와 관련된 채널을 규정한다.

증폭된 채널 EQ 셋업 파라미터

·파라메트릭 EQ 카운트: 각 증폭된 채널에 적용되는 파라메트릭 EQ의 최대수를 규정한다. 파라메트릭 EQ가 특정 채널에 적용되지 않으면 값은 0 이다.

·파라메트릭 EQ 임계치: 필터 Q 및/또는 필터 이득에 기초하여 파라메트릭 EQ에 대한 허용 가능한 파라미터 범위를 규정한다.

·파라메트릭 EQ 주파수 해상도 : 증폭된 채널 EQ 엔진이 파라메트릭 EQ 계산을 위해 이용하는 주파수 해상도(옥타브 당 포인트)를 규정한다.

·파라메트릭 EQ 주파수 스무딩(smoothing): 증폭된 채널 EQ 엔진이 파라메트릭 EQ 계산을 위해 이용하는 스무딩 윈도우(smoothing window)(포인트)를 규정한다.

·비-파라메트릭 EQ 주파수 해상도 : 증폭된 채널 EQ 엔진이 비-파라메트릭 EQ 계산을 위해 이용하는 주파수 해상도(옥타브 당 포인트)를 규정한다.

·비-파라메트릭 EQ 주파수 스무딩 : 증폭된 채널 EQ 엔진이 비-파라메트릭 EQ 계산을 위해 이용하는 스무딩 윈도우(포인트)를 규정한다.

·비-파라메트릭 EQ 카운트 : 증폭된 채널 EQ 엔진이 이용할 수 있는 비-파라메트릭 바이쿼드의 수를 규정한다. 비파라메트릭 EQ가 특정 채널에 적용되지 않으면 값은 0 이다.

·증폭된 채널 EQ 대역폭 : 낮은 주파수 컷오프와 높은 주파수 컷오프를 특정하여 각 증폭된 채널에 대해 필터링되는 대역폭을 정의한다.

·파라메트릭 EQ 제한 : 파라메트릭 EQ 필터에 대한 최대 및 최소의 허용가능한 셋팅을 규정한다.(예, 최대 및 최소 Q, 주파수 및 크기)

·비-파라메트릭 EQ 제한 : 특정 주파수에서 전체 비-파라메트릭 EQ 체인에 대한 최대 및 최소의 허용가능한 이득을 규정한다.(만일 제한이 계산시 위반되면, 필터는 제한에 부합하도록 재계산된다)

크로스오버 최적화 파라미터

·크로스오버 매트릭스 : 어느 채널이 그 채널에 적용되는 하이패스 및/또는 로패스 필터를 가질 것인지 및 상보적 음향 응답을 가질 채널을 규정한다.(예, 좌 전방 높음 및 좌전방 낮음)

·파라메트릭 크로스오버 로직 매트릭스 : 파라메트릭 크로스오버 필터가 특정 채널에서 이용되는 지를 규정한다.

·비-파라메트릭 크로스오버 로직 매트릭스 : 비-파라메트릭 크로스오버 필터가 특정 채널에서 이용되는 지를 규정한다.

·비-파라메트릭 크로스오버 최대 바이-쿼드 카운트 : 주어진 채널에 대해 최적의 크로스오버 필터를 계산하기 위하여 시스템이 이용할 수 있는 바이-쿼드의 최대 수를 규정한다.

·초기 크로스오버 파라미터 매트릭스 : 크로스오버로서 이용될 하이패스 및 로패스 필터의 주파수와 기울기에 대한 초기 파라미터를 규정한다.

·크로스오버 최적화 주파수 해상도 : 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진이 크로스오버 최적화 계산을 위해 이용하는 주파수 해상도를 규정한다(옥타브 당 포인트).

·크로스오버 최적화 주파수 스무딩 : 증폭된 채널 이퀄라이제이션 엔진이 크로스오버 최적화 계산을 위해 이용하는 스무딩 윈도우(포인트)를 규정한다.

·크로스오버 최적화 마이크로폰 매트릭스 : 크로스오버가 적용된 각 채널 그룹에 대한 크로스오버 최적화 계산을 위해 이용될 마이크로폰을 규정한다.

·파라메트릭 크로스오버 최적화 제한 : 필터 주파수, Q 및 기울기에 대한 최소 및 최대 값을 규정한다.

·극성 로직 벡터(polarity logic vector) : 크로스오버 최적화기가 주어진 채널의 극성을 바꾸는 것이 허용되는지를 규정한다.(예, 허용되지 않을 경우 0, 허용될 경우 1)

·지연 로직 벡터 : 최적의 크로스오버 파라미터를 계산하는 데 있어서 크로스오버 최적화기가 주어진 채널의 지연을 바꾸는 것이 허용되는지를 규정한다.

·지연 제한 매트릭스 : 크로스오버 파라미터의 최적의 세트를 계산하기 위하여 크로스오버 최적화기가 이용할 수 있는 지연의 변화를 규정한다. 지연 로직 벡터가 허용할 때만 활성이다.

지연 최적화 파라미터

·증폭된 채널 과다 지연 : 특정의 증폭된 채널에 추가할 임의의 추가적인(비내재적) 지연(초)을 규정한다.

·가중 매트릭스

이득 최적화 파라미터

·증폭된 채널 과다 이득 : 특정의 증폭된 채널에 추가할 임의의 추가적인 이득을 규정한다.

·가중 매트릭스.

베이스 최적화 파라미터

·베이스 생성 채널 매트릭스 : 베이스 생성으로 정의되며 따라서 베이스 최적화가 적용될 채널을 규정한다.

·위상 필터 로직 벡터 : 위상 보상이 채널에 적용될 수 있는지를 정의하는 베이스 매니저로부터의 각 채널에 대한 이진수 변수

·위상 필터 바이쿼드 카운트 : 위상 필터 로직 벡터에 의해 허용되면 각 채널에 적용될 위상 필터의 최대 수를 규정한다.

·베이스 최적화 마이크로폰 매트릭스 : 베이스 생성 채널의 각 그룹에 대한 베이스 최적화 계산을 위해 이용될 마이크로폰을 규정한다.

·가중 매트릭스

비선형 최적화 파라미터

·타겟 전력 어레이: 시스템 내의 각 증폭된 채널에 대하여 타겟 최대 전력 값을 규정한다.

·타겟 왜곡 어레이: 시스템 내의 각 증폭된 채널에 대하여 최대의 허용 가능한 왜곡을 규정한다.

타겟 함수 파라미터

·타겟 함수 : 공간 프로세서로부터 각 채널에 적용되는 타겟 함수의 파라미터 또는 데이터 포인트를 규정한다.(예, 좌전방, 중앙, 우전방, 좌후방, 우후방).

셋팅 적용 시뮬레이터

·시뮬레이션 스케줄 : 각 시뮬레이션에 포함시킬 선택성 정보를 제공한다.

·순서 테이블 : 셋팅이 생성되는 순서 또는 서열을 지정한다.

Claims (28)

1. 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템으로서,
   프로세서와;
   적어도 두 라우드스피커의 임피던스 데이터를 얻을 수 있도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 적어도 하나의 엔진으로서, 상기 적어도 두 라우드스피커는 가청 사운드를 생성하도록 오디오 시스템에 의해 구동되도록 구성되는 것인, 상기 적어도 하나의 엔진
   을 포함하고,
   상기 엔진은 또한 가청 사운드를 생성하기 위하여 상기 오디오 시스템의 적어도 두 라우드스피커의 협조 동작을 나타내는 음향 성능 데이터를 얻도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능하고,
   상기 엔진은 또한 상기 오디오 시스템에서 원하는 음향 성능과 전력 효율 사이의 균형(balance)을 나타내는 전력 효율 가중 인자, 그리고 타겟 음향 응답을 얻도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능하며,
   상기 엔진은 또한 상기 적어도 두 라우드스피커의 음향 성능을 최적화하기 위하여, 상기 타겟 음향 응답, 상기 음향 성능 데이터 및 임피던스 데이터에 기초하여, 동작 파라미터를 생성하도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능하고,
   상기 엔진은 또한 상기 엔진에 의해 생성된 상기 동작 파라미터를 조정하여, 상기 전력 효율 가중 인자에 기초하여, 상기 적어도 두 라우드스피커의 최적화된 전력 효율과 최적화된 음향 성능을 균형 맞추도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 엔진은 이퀄라이제이션 엔진이고, 상기 동작 파라미터는 필터 디자인 파라미터를 포함하며, 상기 필터 디자인 파라미터는, 상기 적어도 두 라우드스피커에 의해 생성된 가청 사운드의 이퀄라이제이션과 상기 적어도 두 라우드스피커의 소비 전력을 상기 전력 효율 가중 인자에 기초하여 균형 맞추도록 상기 이퀄라이제이션 엔진에 의해 설정되는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 엔진은 크로스오버 엔진이고, 상기 동작 파라미터는 필터 디자인 파라미터를 포함하며, 상기 필터 디자인 파라미터는, 상기 적어도 두 라우드스피커 중 적어도 하나의 음향 성능과 상기 적어도 두 라우드스피커 중 적어도 하나의 소비 전력을 상기 전력 효율 가중 인자에 기초하여 균형 맞추는 크로스 오버 주파수에 상기 크로스오버 엔진에 의해 설정된 크로스 오버 셋팅인 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 엔진은 베이스 최적화 엔진이고, 상기 동작 파라미터는 상기 적어도 두 라우드스피커를 구동하는 오디오 신호의 위상 편이를 제공하는 필터 디자인 파라미터를 포함하며, 상기 위상 편이의 정도는 상기 적어도 두 라우드스피커의 협조 음향 성능과 상기 적어도 두 라우드스피커의 소비 전력을 상기 전력 효율 가중 인자에 기초하여 균형 맞추도록 상기 베이스 최적화 엔진에 의해 설정되는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 엔진은 또한, 상기 적어도 두 라우드스피커에 제공되는 전류 크기, 전압 크기 및 전력 크기 중 적어도 두 개에 기초하여 상기 적어도 두 라우드스피커 각각의 임피던스 데이터를 계산하도록 실행 가능한 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 엔진은 또한, 상기 임피던스 데이터를 얻기 위하여 상기 적어도 두 라우드스피커의 각각에 대한 저장된 소정의 임피던스 곡선을 액세스하도록 실행 가능한 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 음향 성능 데이터는 청취 공간에서 가청 사운드를 생성하는 상기 적어도 두 라우드스피커의 실제 협조 동작을 나타내는 현장 데이터를 포함하는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 음향 성능 데이터는 청취 공간에서 가청 사운드를 생성하는 상기 적어도 두 라우드스피커의 협조 동작의 시뮬레이션을 나타내는 현장 데이터를 포함하는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
9. 오디오 시스템의 자동화된 전력 효율 튜닝을 수행하기 위한 방법으로서,
   프로세서로 적어도 두 라우드스피커의 임피던스 데이터를 얻는 단계로서, 상기 적어도 두 라우드스피커는 가청 사운드를 생성하는 오디오 시스템에 의해 구동되도록 구성되는 것인, 상기 단계와;
   상기 프로세서로 음향 성능 데이터를 얻는 단계로서, 상기 음향 성능 데이터는 가청 사운드를 생성하는 상기 오디오 시스템의 적어도 두 라우드스피커의 협조 동작을 나타내는 것인, 상기 음향 성능 데이터를 얻는 단계와;
   상기 프로세서로 오디오 시스템에 대한 타겟 음향 응답과, 상기 오디오 시스템에서 적어도 두 라우드스피커의 음향 성능과 상기 오디오 시스템에서 적어도 두 라우드스피커에 요구되는 전력 효율 사이의 균형(balance)을 나타내는 전력 효율 가중 인자를 얻는 단계와;
   상기 타겟 음향 응답과 상기 음향 성능 데이터에 기초하여, 상기 적어도 두 라우드스피커의 음향 성능을 최적화하도록 엔진에 의해 상기 오디오 시스템에 사용하기 위한 동작 파라미터를 생성하는 단계와;
   상기 임피던스 데이터와 전력 효율 가중 인자에 기초하여, 상기 동작 파라미터를 조정하여, 상기 엔진에 의해 음향 성능의 최적화와 전력 효율의 최적화를 균형 맞추는 단계
   를 포함하는 방법.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 동작 파라미터를 생성하는 단계는, 상기 적어도 두 라우드스피커를 구동하는 오디오 신호를 필터링하는 데에 사용되는 노치 필터와 올패스 필터 중 적어도 하나에 대한 필터 디자인 파라미터를 생성하는 것을 포함하는 것인 방법.
11. 청구항 9에 있어서, 상기 균형 맞추는 단계는 상기 적어도 두 라우드스피커를 구동하는 오디오 신호의 크로스오버 셋팅을 조정하여, 상기 전력 효율 가중 인자에 따라 상기 적어도 두 라우드스피커의 최적 소비 전력 및 최적 음향 성능을 식별하는 것을 포함하는 것인 방법.
12. 청구항 9에 있어서, 상기 적어도 두 라우드스피커는 제1 오디오 신호에 의해 구동되는 경우 제1 음파(sound wave)를 생성할 수 있는 제1 라우드스피커, 제2 오디오 신호에 의해 구동되는 경우 제2 음파를 생성할 수 있는 제2 라우드스피커를 포함하고, 상기 균형 맞추는 단계는, 상기 전력 효율 가중 인자에 따라 상기 제2 오디오 신호와 관련하여 상기 제1 오디오 신호의 위상 셋팅을 조정함으로써 청취 공간 내의 대응하는 제1 및 제2 음파의 보강 추가를 최적화하여, 상기 제1 오디오 신호와 제2 오디오 신호의 크기를 최소화하는 것을 포함하는 것인 방법.
13. 청구항 9에 있어서, 상기 균형 맞추는 단계는 상기 적어도 두 라우드스피커를 구동하는 각 오디오 신호에의 적용을 위한 이퀄라이제이션 셋팅을 생성하고, 상기 전력 효율 가중 인자에 따라 상기 이퀄라이제이션 셋팅을 조정하여 상기 적어도 두 라우드스피커에 의한 소비 전력을 적절히 제한하는 것을 포함하는 것인 방법.
14. 청구항 9에 있어서, 상기 균형 맞추는 단계는 상기 적어도 두 라우드스피커를 각각 구동하는 오디오 신호에의 적용을 위한 이득 셋팅을 생성하여 음향 성능을 최적화하고, 상기 전력 효율 가중 인자에 따라 상기 이득 셋팅을 감쇠하는 것을 포함하는 것인 방법.
15. 청구항 9에 있어서, 상기 균형 맞추는 단계는 상기 적어도 두 라우드스피커를 구동하는 각 오디오 신호에의 적용을 위한 이퀄라이제이션 셋팅과 크로스오버 셋팅을 생성하고, 상기 전력 효율 가중 인자에 따라 먼저 상기 이퀄라이제이션 셋팅 그리고 이어서 크로스오버 셋팅을 조정하여 상기 적어도 두 라우드스피커에 의한 소비 전력을 적절히 제한하는 것을 포함하는 것인 방법.
16. 명령어 형태의 실행 가능한 코드를 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서,
    오디오 시스템에 포함되는 적어도 두 라우드스피커의 임피던스 데이터를 얻도록 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어와,
    가청 사운드를 생성하기 위하여 상기 오디오 시스템의 적어도 두 라우드스피커의 협조 동작을 나타내는 음향 성능 데이터를 얻도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어와,
    엔진을 구동하여 상기 오디오 시스템용 동작 파라미터를 생성하여, 음향 성능 데이터와 타겟 음향 응답의 비교에 기초하여, 상기 적어도 두 라우드스피커의 음향 성능을 최적화하도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어와,
    상기 적어도 두 라우드스피커의 전력 효율 최적화와 음향 성능의 최적화를 균형 맞추는 명령어
    를 포함하고, 상기 최적화는 상기 오디오 시스템의 전력 효율과 음향 성능 사이의 균형(balance)을 나타내는 전력 효율 가중 인자에 기초하여 균형 맞추어지는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
17. 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템으로서,
    프로세서와;
    상기 프로세서에 의해 액세스 가능한 셋업 파일로서, 상기 셋업 파일은 전력 효율 모드에서 동작하도록 튜닝될 오디오 시스템의 오디오 시스템 특정 구성 셋팅을 저장하도록 구성되고, 상기 저장된 오디오 시스템 특정 구성 셋팅은 상기 오디오 시스템에 의해 생성되는 복수 개의 각 오디오 채널에 의해 구동되는 복수 개의 라우드스피커의 협조 동작 음향 성능을 나타내는 동작 데이터를 포함하는 것인, 상기 셋업 파일과;
    상기 오디오 채널을 조정하기 위하여 상기 오디오 시스템에 사용되는 동작 파라미터의 생성에 의해 타겟 음향 응답과 상기 동작 데이터에 기초하여, 상기 오디오 시스템의 음향 성능을 최적화하도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 엔진
    을 포함하고,
    상기 엔진은 또한 상기 동작 파라미터의 조정에 의해 상기 전력 효율 모드를 전개하여, 상기 라우드스피커의 임피던스 데이터와 전력 효율 가중 인자에 기초하여 상기 오디오 시스템의 최적화된 음향 성능 및 최적화된 전력 효율을 균형 맞추도록 실행 가능하며, 상기 전력 효율 가중 인자는 음향 성능에 대한 전력 효율의 중요성을 나타내는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
18. 청구항 17에 있어서, 상기 엔진은 증폭된 채널들의 선택된 그룹에 대한 적어도 하나의 효율 최적화된 크로스오버 셋팅을 생성하도록 구성된 크로스오버 엔진을 포함하고, 상기 크로스오버 셋팅은 상기 오디오 시스템을 상기 전력 효율 모드에서 동작시킬 때 소비 전력을 최소화하도록 최적화되어 있는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
19. 청구항 18에 있어서, 상기 크로스오버 엔진은, 성능 최적화된 크로스오버 셋팅들의 리스트를 수신하고, 효율 최적화된 크로스오버 셋팅들의 리스트를 생성하며, 상기 성능 최적화된 크로스오버 셋팅 또는 효율 최적화된 크로스오버 셋팅으로부터 크로스오버 셋팅드의 가중된 리스트를 생성하도록 상기 프로세서에 의해 생성 가능한 크로스오버 효율 최적화 모듈을 포함하는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
20. 청구항 18에 있어서, 상기 효율 최적화된 크로스오버 셋팅은 하이 패스 필터, N개의 노치 필터 및 로 패스 필터를 포함하는 적어도 하나의 효율 최적화된 필터 뱅크를 구성하는 복수 개의 필터 파라미터를 포함하는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
21. 청구항 18에 있어서, 상기 엔진은 추가로, 상기 전력 효율 가중 인자의 함수로서 두 오디오 채널의 위상 정렬을 최적화하여, 최적화된 음향 성능과 최적화된 전력 효율을 균형 맞추도록 구성된 베이스 최적화 엔진을 포함하는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
22. 청구항 21에 있어서, 상기 엔진은 추가로, 상기 오디오 시스템에서의 소비 전력을 모니터링하고 제어하도록 구성된 비선형 최적화 엔진을 포함하는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
23. 청구항 22에 있어서, 상기 비선형 최적화 엔진은 채널 또는 채널들의 그룹이 미리 정해진 한계치를 초과하는 전력 레벨에서 동작하고 있는지 여부를 판단하고, 상기 채널 또는 채널들의 그룹의 전력 스펙트럼, 이득 또는 동적 범위를 조정하도록 구성된 전력 리미터를 포함하는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
24. 청구항 17에 있어서, 적어도 하나의 사용자 입력 디바이스를 갖는 사용자 인터페이스를 더 포함하고, 상기 사용자 입력 디바이스는 사용자가 상기 전력 효율 모드에서의 동작을 선택할 수 있도록 구성되고 또 효율 레벨을 선택할 수 있도록 구성되는 것인 자동화된 전력 효율 오디오 튜닝 시스템.
25. 오디오 시스템의 자동화된 전력 효율 튜닝을 수행하는 방법으로서,
    전력 효율 모드에서 동작하도록 튜닝될 오디오 시스템용 구성 셋팅을 포함하는 셋업 파일을 제공하는 단계와;
    상기 셋업 파일 내에 포함된 동작 데이터를 엔진으로 검색하는 단계로서, 상기 동작 데이터는 상기 오디오 시스템에 포함되고 복수 개의 각 오디오 채널에 의해 구동되는 복수 개의 라우드스피커의 협조 동작 음향 성능을 나타내는 것인, 상기 검색 단계와;
    상기 오디오 채널을 조정하기 위하여 상기 오디오 시스템에 사용되는 동작 파라미터를 생성함으로써, 동작 데이터 및 타겟 음향 응답에 기초하여, 상기 엔진으로 상기 오디오 시스템의 음향 성능을 최적화하는 단계와;
    상기 전력 효율 모드를 상기 엔진으로 전개하는 단계와;
    상기 동작 파라미터를 조정함으로써 상기 라우드스피커의 임피던스 데이터와 전력 효율 가중 인자에 기초하여 상기 엔진으로 상기 오디오 시스템의 최적화된 음향 성능과 최적화된 전력 효율을 균형 맞추는 단계를 포함하고, 상기 전력 효율 가중 인자는 음향 성능에 대한 전력 효율의 중요성을 나타내는 것인 방법.
26. 청구항 25에 있어서, 상기 동작 파라미터를 생성하는 단계는, 적어도 두 증폭된 오디오 채널 각가에 대하여 상기 엔진으로 적어도 하나의 크로스오버 셋팅을 생성하는 것을 포함하고, 상기 균형 맞추는 단계는 상기 적어도 두 크로스오버 셋팅 각각의 주파수 크로스오버 포인트를 상기 엔진으로 조정하여, 상기 전력 효율 가중 인자에 따라 소비 전력을 최적화하는 것을 포함하는 것인 방법.
27. 청구항 26에 있어서, 상기 동작 파라미터를 생성하는 단계는, 적어도 하나의 증폭된 오디오 채널에 대하여 상기 엔진으로 위상 조정을 생성하는 것을 포함하고, 상기 균형 맞추는 단계는 상기 전력 효율 가중 인자에 따라 상기 엔진으로 상기 위상 조정을 수행하여 상기 적어도 두 라우드스피커에 의해 생성된 가청 사운드의 보강 결합을 최적화하는 것을 포함하는 것인 방법.
28. 청구항 27에 있어서, 상기 전력 효율 모드에서의 상기 오디오 시스템의 동작을 위해 상기 엔진으로 전력 제한을 설정하는 것을 더 포함하고, 상기 전력 제한은 선택된 오디오 채널 또는 오디오 채널들의 그룹의 전력 스펙트럼을 제한하여, 상기 전력 제한에 따라 소비 전력을 제한하는 것인 방법.

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