KR101386360B1 - 오디오 채널 보상을 갖는 다채널 오디오 시스템 - Google Patents

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Abstract

다채널 보상 오디오 시스템은 타겟 응답 중의 편이를 음향 심리학적으로 최소화하고, 스피커의 물리적 위치를 음향 심리학적으로 이동하고, 및/또는 복수의 상이한 청취 위치에서 복수의 스피커로부터 실질상 동등한 크기의 사운드를 음향 심리학적으로 제공하기 위하여 제1 및 제2 보상 채널을 포함한다. 상기 제1 보상 채널은 직렬 접속된 지연 회로, 레벨 조정기 및 제1 오디오 신호로부터 제1 보상된 오디오 신호를 생성하는 주파수 이퀄라이저 회로를 포함할 수 있다. 상기 제2 보상 채널은 직렬 접속된 지연 회로, 레벨 조정기 및 제2 오디오 신호로부터 제2 보상된 오디오 신호를 생성하는 주파수 이퀄라이저 회로를 포함할 수 있다. 제1 합산 회로는 적어도 상기 제1 오디오 신호 및 제2 보상된 오디오 신호를 수신하여, 제1 스피커에 제공하기 위한 제1 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 제2 합산 회로는 상기 제2 오디오 신호 및 제1 보상된 오디오 신호를 수신하여, 제2 스피커에 제공하기 위한 제2 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 상기 제1 및 제2 출력 신호는 상기 제1 및 제2 스피커에 의해 청취 공간 내로 출력될 수 있고, 청취자에 의해 음향적으로 인지된다.

Description

오디오 채널 보상을 갖는 다채널 오디오 시스템{MULTICHANNEL AUDIO SYSTEM HAVING AUDIO CHANNEL COMPENSATION}
본 발명은 다채널 오디오 시스템, 특히 다채널 오디오 시스템용 오디오 채널 보상 시스템에 관한 것이다.
소정의 환경에서 오디오 시스템에 의해 제공되는 사운드에 대한 인지(지각)(perception)는 그 환경 내에 있는 반사면에 의해 열화될 수 있다. 이러한 환경 내에 있는 청취자에게는 오리지널 사운드와 지연된 버전의 사운드 모두가 주어지는데, 이로 인해 보강 간섭과 소멸 간섭이 생긴다. 이러한 형태의 간섭은 타겟 주파수 응답에 있어서, 빗살형 필터링 효과(comb filtering effect)와 같은 편이(변동)(deviations)를 야기할 수 있다. 빗살형 필터의 주파수 응답은 일련의 규칙적으로 이격된 피크와 골(troughs)을 포함하고 있어, 빗살 모양을 만들어 낸다. 따라서, 청취자는 사운드 시스템에 의해 원래 방출된 의도한 사운드가 아닌 다른 주파수 응답을 갖는 사운드를 수신하게 된다.
빗살형 필터링과 같이, 타겟 주파수 응답에 있어서의 편이는, 다채널 오디오 시스템이 구비된 차량의 탑승자실(passenger cabin)과 같이 실질상 에워싸인 환경에서 특히 두드러질 수 있다. 탑승자실 내의 각 청취자는 각 채널과 연관된 다이렉트 사운드 및 반사된 사운드 모두를 수신하게 되어, 복합 빗살형 필터링 상호작용(complex comb filtring intractions)과 같은 편이가 생기게 되고, 이는 즐거운 청취 경험을 감소시킨다.
다채널 보상 오디오 시스템은 하나 이상의 보상 채널을 이용하여 청취 영역 내의 하나 이상의 청취 위치에서 타겟 응답 중의 편이를 수정(correct)할 수 있다. 하나 이상의 보상 채널 각각은 직렬 접속된 지연 회로, 레벨 조정기 회로(level adjustor circuit), 입력 오디오 신호의 채널 상에 오디오 신호로부터 보상된 오디오 신호(compensated audio signal)를 생성하는 주파수 이퀄라이저 회로를 포함할 수 있다.
상기 다채널 보상 오디오 시스템은 다채널 오디오 입력 신호와 같이, 음원(sound source)으로부터 제공되는 대응 오디오 신호로 복수의 라우드스피커를 구동할 수 있다. 예컨대, 5.1 채널 입력 오디오 신호는, 중앙, 우전방, 좌전방, 우후방 및 좌후방 오디오 채널 상에 제공되는 대응 오디오 신호로 중앙, 우전방, 좌전방, 우후방 및 좌후방 스피커를 구동할 수 있다. 하나 이상의 보상 채널 각각은 오디오 신호를 수신하고 처리하여 보상된 오디오 신호를 생성할 수 있다.
제1 채널 및 제2 채널의 경우에, 그리고 대응하는 제1 스피커 및 제2 스피커의 경우에, 청취 위치에 있는 청취자는, 제1 채널 상의 오디오 신호의 제1 스피커에 의한 출력 때문에 타겟 주파수 응답 중의 편이를 음향심리학적으로(psychoacoustically) 인지할 수 있다. 이러한 경우에, 보상 채널이 미리 정해진 지연, 미리 정해진 에너지 레벨 조정 및/또는 미리 정해진 이퀄라이제이션(EQ)에 기초하여, 제1 채널 상에서 제1 스피커에 공급되는 제1 오디오 신호로부터 보상된 오디오 신호를 생성할 수 있다. 상기 보상된 오디오 신호는 제2 채널 상에서 제2 스피커에 공급되는 제2 오디오 신호와 전자적으로 합해질 수 있다(summed). 제1 및 제2 스피커가 청취 공간 내에서 동작하는 경우, 제1 스피커로부터 출력된 제1 오디오 신호는 청취 공간 내의 청취 위치에서 들릴 수 있고, 그 청취 위치에 있는 청취자는 제1 오디오 신호가 제1 라우드스피커에서 기원하는 것이라고 그 신호의 위치를 지각할 수 있다. 상기 보상된 오디오 신호와 제2 오디오 신호가 합해진 것이 제2 스피커로부터 출력되면, 청취자는 제1 스피커 때문에 타겟 응답 중의 편이에 수정이 이루어졌음을 음향심리학적으로 인지할 수도 있다. 그러나, 다채널 보상 오디오 시스템으로 인하여, 청취 위치의 청취자는 제1 오디오 신호의 기원 위치의 변화를 음향심리학적으로 인지하지 못할 수 있다.
다채널 보상 오디오 시스템의 다른 관심 특징은 상이한 라우드스피커로부터 방출된 사운드의 소리 크기(loudness)를 청취 공간 내의 많은 상이한 청취 위치에서 음향심리학적으로 지각되는 것처럼 이퀄라이징하는 것을 포함할 수 있다. 상이한 스피커들로부터 선택적으로 출력된 보상된 오디오 신호와 오디오 채널을 이용함으로써, 상이한 청취 위치에 있는 청취자들은 실질적으로 균일한 레벨의 스펙트럼 에너지가 스피커에 의해 생성되고 있음을 음향심리학적으로 인지할 수 있다. 또 다른 관심 특징은 청취자가 인지한 가청 사운드의 음원의 위치를 오디오 신호와 보상된 오디오 신호를 이용하여 이동하는 것을 포함한다.
당업자라면 다음의 도면 및 상세 설명을 검토하여 본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 이점을 명확하게 알 것이다. 이러한 모든 추가 시스템, 방법, 특징 및 이점은 본 설명의 범위, 본 발명의 범위 내에 있고 또 청구항에 의해 보호된다.
본 발명은 다음의 도면 및 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 도면 중의 구성 요소들은 원래의 크기일 필요는 없고, 대신에 본 발명의 원리를 설명하기 위해 강조가 이루어질 수 있다. 더욱이, 도면에서, 같은 참조 부호는 여러 도면에 걸쳐 대응 부분을 나타낸다.
도 1은 예시적인 다채널 보상 오디오 시스템을 보여준다.
도 2는 도 1의 시스템의 스피커로부터 방출된 사운드와 관련될 수 있는 빗살형 필터의 주파수 응답을 보여준다.
도 3은 상기 시스템의 단일 채널에 연관된 채널 보상을 갖는 다채널 보상 오디오 시스템을 보여준다.
도 4는 도 3에 도시한 채널 보상을 이용하여 생성된 보상된 주파수 응답뿐만 아니라, 도 2에 도시한 빗살형 필터의 주파수 응답을 보여준다.
도 5는 오디오 시스템의 다채널용 채널 보상을 갖는 다채널 보상 오디오 시스템을 보여준다.
도 6은 다채널 보상기를 갖는 다채널 보상 오디오 시스템의 단일 채널을 보여준다.
도 7은 다채널 보상 오디오 시스템의 모든 채널에 대한 채널 보상을 보여준다.
도 8은 차량의 탑승자실 내에 사용되는 다채널 보상 오디오 시스템의 채널 스피커를 보여준다.
도 9는 채널 보상을 갖는 다채널 보상 오디오 시스템을 동작하기 위한 방법을 보여준다.
도 10은 차량의 탑승자실에 사용되는 예시적인 다채널 보상 오디오 시스템을 보여준다.
차량 내의 탑승자 위치와 같이, 청취 공간 내의 하나 이상의 청취 위치에서의 타겟 주파수 응답 중의 편이는 적어도 부분적으로, 오디오 신호의 선택적인 주파수 이퀄라이제이션으로 다루어질 수 있다. 예컨대, 채널과 연관된 빗살형 필터링 효과는, 상기 영향 받은 채널에 이퀄라이제이션을 제공하여, 적어도 부분적으로 다루어질 수 있다. 이러한 이퀄라이제이션은 주파수 증대(frequency boosts) 및/또는 주파수 감소를 직접 상기 채널에 제공하여, 타겟 주파수 응답 중의 편이를 나타내는 골(dips) 및 피크(peaks)를 수정하는 것을 포함할 수 있다. 주어진 채널에 대한 타겟 주파수 응답 중의 편이는 청취 공간 또는 청취 환경 내의 청취자 위치에 의존할 수 있지만, 전체적인 주파수 이퀄라이제이션 셋팅은, 상기 청취 공간 또는 청취 환경 내에서 청취자가 위치하고 있는 공통의 영역에 기초하여, 상기 채널에 제공될 수 있다.
영향 받은 채널에 직접적으로 이퀄라이제이션을 적용한다 하여도, 여전히 반사의 영향에 놓여 있는 채널에 의해 방출되는 등화된 신호(equalized signal)로 인하여, 하나 이상의 청취 위치에서 타겟 주파수 응답 중의 편이가 만족스럽게 보상되지 않을 수 있다. 청취 공간 내의 소정의 위치에 있는 청취자는 상기 채널에 의해 방출된 등화된 신호와 반사 표면으로부터의 지연된 버전의 등화된 신호 모두를 수신할 수 있다. 따라서, 예컨대 이퀄라이제이션에 의해 단순히 빗살형 필터의 주파수 응답이 변화될 수 있고, 이는 채널에서 방출된 사운드의 열화를 적절히 보상하지 않는다.
일부 다채널 오디오 사운드 시스템에 있어서, 상기 대응되는 청취 환경은 제한된 크기의 공간을 갖고 있을 수 있다. 이러한 환경 중 한 가지는 차량의 탑승자실이다. 청취 환경 내의 공간이 제한되어 있는 경우, 탑승자실 내에서의 스피커의 퀄리티 및 배치 역시 제한될 수 있다. 예컨대, 오디오 채널용 스피커는, 탑승자실의 전체적인 디자인에 의해 부여된 디자인 구속 사항 때문에, 차량 객실 내의 최적의 위치가 아닌 위치에 배치하여야 할 필요가 있을 수 있다. 또한, 비용 제한 사항, 스피커에 대해 이용 가능한 공간 및 다른 기준에 기초하여, 서로 상이한 스피커 퀄리티를 갖고 있는 스피커들이 사용될 수도 있다. 청취 환경 내에서 이러한 스피커의 퀄리티 및 배치의 변동 역시 적절한 채널 보상이 적용되지 않는다면, 청취 위치에서 타겟 주파수 응답의 편이에 기여할 수 있다.
도 1은 채널 보상을 채용할 수 있는 다채널 보상 오디오 시스템의 일례를 보여준다. 다채널 보상 오디오 시스템의 두 개의 채널이 도 1에 도시되어 있지만, 더 많은 채널이 사용될 수도 있다. 사용가능한 채널 보상이 없는 다채널 보상 오디오 시스템이 도 1에 도시되어 있다. 이하에서, "다채널"은 입력 오디오 신호 내에 제공되어 두 개 이상의 라우드스피커(loudspeaker)를 구동하는 두 개 이상의 오디오 채널을 의미한다. 예시적인 다채널 오디오 신호는 스테레오 오디오 신호, 5.1 채널 오디오 신호, 6.1 채널 오디오 신호, 7.1 채널 오디오 신호 또는 두 개 이상의 오디오 채널을 포함하는 다른 오디오 신호를 포함한다.
다채널 보상 오디오 시스템은 디지털 신호 프로세서와 같은 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 다채널 보상 오디오 시스템은, 프로세서에 의하여 실행가능한 메모리에 저장된 명령어, 소프트웨어 또는 코드, 전자적 하드웨어, 프로세서에 의하여 제어되는 디바이스 및 시스템 또는 일부 조합에 기초하여, 동작할 수 있다. 메모리는 실행가능한 명령어, 오디오 시스템의 정보/파라미터, 사용자 특정 구성 정보, 및 오디오 콘텐트, 오디오-시각적 콘텐트 또는 저장되거나 액세스 가능한 다른 정보와 같은 데이터를 저장할 수 있는 휘발성, 비휘발성, 플래시, 마그네틱, 또는 임의의 다른 형태의 지속성(non-transient) 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 다채널 보상 오디오 시스템은 사용자 입력을 수신할 수 있고 시스템의 이용자에게 정보를 제공할 수 있는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 다채널 보상 오디오 시스템은 내비게이션, 전기통신, 위성통신, 데스크톱 컴퓨팅과 같은 기능 및 다른 기능 또는 능력 뿐만 아니라, 증폭기, 오디오 소스, 및 유선 또는 무선의 외부 장치용 인터페이스를 포함할 수 있다.
다채널 보상 오디오 시스템은 보상 없이 제1 스피커(115)에 제공되는 제1 오디오 신호(110)을 포함할 수 있다. 제2 오디오 신호(120)는 보상 없이 제2 스피커(120)에 제공될 수 있다. 제1 및 제2 오디오 신호(110, 120)는 스테레오, 5.1, 6.1, 7.1 오디오 채널과 같이, 다채널 오디오 시스템의 입력 오디오 신호 내의 서로 다른 오디오 채널들에 존재하는 오디오 콘텐트를 나타낼 수 있다. 각각의 스피커(115, 125)에서 나오는 사운드는 청취 환경(127)에서 복합 방식으로 분산되고, 제1 스피커(115)로부터 나오는 다이렉트 사운드(140) 및 반사된 사운드(145), 및 제2 스피커(125)로부터 나오는 다이렉트 사운드(150) 및 반사된 사운드(155), 청취 환경(127) 내의 반사 표면들 사이의 복수의 상호작용을 포함할 수 있다.
간단하게 하기 위하여, 청취 환경(127)에서 스피커(115)로부터 나온 사운드의 매우 기초적인 상호작용만을 설명한다. 이 간략화된 설명에서, 청취 환경(127) 내의 청취 위치(135)에 위치한 청취자는 스피커(115)에서 나온 다이렉트 사운드(140) 및 스피커(115)에서 나와 반사 표면(130)에서 반사된 사운드(145)를 수신한다. 그와 같이, 청취 환경(127) 내의 청취 위치(135)의 청취자에게는 다이렉트 사운드(140)와 지연된 버전의 사운드(145)가 제공되고, 그 결과 빗살형 필터링 효과와 같이, 타겟 주파수 응답 중에 편이를 야기할 수 있는 보강 간섭 및 소멸 간섭이 생길 수 있다. 다른 예에서, 더 많은 라우드스피커, 더 많은 청취 위치 및 더 많은 반사 표면이 존재할 수 있다.
타겟 주파수 응답 중의 편이를 나타내는 빗살형 필터링 응답의 일예가 도 2에 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 빗살형 필터의 주파수 응답(200)은 빗살 형상을 제공하는 일련의 규칙적으로 이격된 피크(204)와 골(210)을 포함한다. 청취 위치(135)에서 청취자는 스피커(115)로부터 나온 오리지널 사운드와는 다른 주파수 응답을 갖는 사운드를 수신한다. 이하에서, 타겟 주파수 응답 중의 편이는 주파수 응답의 원하는 범위 내로 오지 않는, 청취 공간 내의 청취 위치에서 청취자에 의하여 수신되는 가청 사운드를 지칭한다. 빗살형 필터링은 타겟 주파수 응답으로부터의 편이를 설명하는 일례이지만, 청취 공간 내의 청취 위치에서 청취자에 의하여 음향심리학적으로 인지되는 타겟 주파수 응답으로부터의 다른 형태의 편이를 나타내고 또 그러한 형태의 편이와 상호 교환 가능한 비제한적인 일례로 고려되어야 한다. 이하에서, "음향심리학적으로 인지된", "인지된", "인지(지각)" 또는 "음향심리학적 인지"는 청취 영역 또는 청취 공간 내에서 청취자에 의하여 경험되는 음장(sound field)에 대한 청취자의 인식, 관찰 및 인식을 나타낸다.
도 3은 단일 채널용 보상을 갖는 도 1의 다채널 보상 오디오 시스템의 다른 일례를 도시하는 도면이다. 도 3에서, 제1 오디오 신호(110)는 입력된 오디오 신호 내의 단일 채널의 오디오 콘텐트로서 스피커(115)에 제공된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 청취 공간(127) 내의 청취 위치(135)에서 청취자는 제1 오디오 신호(110)에 의해 구동되는 스피커(115)로부터 나오는 다이렉트 사운드(140) 및 반사된 사운드(145)를 모두 수신한다. 청취 환경(127)에서 발생하는 직간접 사운드를 보상하기 위하여, 오디오 신호(110)는 보상 채널(305)의 입력에 제공된다.
보상 채널(305)은 직렬 접속된 지연 회로(310), 레벨 조정기 회로(313) 및 이퀄라이저 회로(315)를 포함하고, 이를 통해 오디오 신호(110)를 처리한다. 지연 회로(310), 레벨 조정기 회로(313) 및 이퀄라이저 회로(315)는, 메모리에 저장되고 프로세서에 의하여 실행가능한 명령어, 전자 회로, 레지스터, 및 전기 회로 디바이스와 같은 하드웨어, 또는 명령어와 하드웨어의 조합으로 구성되는 모듈일 수 있다. 지연 회로(310)는 오디오 신호(110)에 포함된 주파수 또는 주파수들의 상이한 범위에 선택적으로 지연을 더하는데 이용될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 지연은 청취 공간에서 생성되는 사운드의 물리적인 방향 또는 위치를 보존하는데 이용될 수 있다. 레벨 조정기 회로(313)는 오디오 신호의 스펙트럼의 에너지를 전체적으로 조정하여, 오디오 신호(110)에 나타내어지는 주파수들의 전범위에 걸쳐 오디오 콘텐트의 에너지 레벨을 증가시키거나 감쇄시키는 데에 이용될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 오디오 신호의 에너지 레벨을 조정하면 스피커에 의하여 출력되는 가청 사운드의 전체적인 크기를 감소시키거나 증가시킬 수 있다. 이퀄라이제이션 회로(315)는 오디오 신호(110)에 포함되는 개별 주파수 또는 주파수들의 다른 범위의 에너지 레벨을 선택적으로 증가시키거나 감쇄시키는데 이용될 수 있다. 일부 예에서, 이퀄라이제이션 회로(315)는 또한 오디오 신호를 전체적으로 조정할 수 있고, 레벨 조정기 회로(313)는 생략될 수도 있다.
보상 채널(305)의 출력은 보상된 오디오 신호(320)를 구성한다. 보상된 오디오 신호(320)는, 입력된 오디오 신호에 포함되는 다른 단일 채널의 오디오 내용을 나타내는 제2 오디오 신호(120)와 함께 합산(summing) 회로(323)의 입력에 제공된다. 합산 회로(323)는 제2 오디오 신호(120) 및 보상된 오디오 신호(320)를 서로에 대하여 더하거나 및/또는 감하여, 스피커(125)에 제공되는 출력 신호(325)를 생성한다. 스피커(125)는 제2 오디오 신호(120)와 제1 오디오 신호(110)의 보상된 버전(320) 두 개의 조합에 대응하는 사운드(330)를 청취 환경(127)에 방출한다. 이하에서, 용어 "신호" 또는 "신호들"은 전기적 신호 또는 대응하는 전기적 신호에 기초하여 각각의 스피커의 기계적인 동작에 의하여 생성되는 가청 사운드를 설명하기 위하여 교환적으로 이용된다.
도 3에 도시된 다채널 오디오 시스템에서, 지연 회로(310)에 의하여 제공된 지연량, 레빌 조정기(313)에 의하여 제공된 레벨 조정, 및 이퀄라이저 회로(315)에 의하여 제공된 이퀄라이제이션은, 단일 채널 내의 오디오 콘텐트를 나타내는 가청 사운드의 소스가 제1 스피커(115)이거나 또는 그 근처에 있거나, 제1 스피커(115)가 물리적으로 위치한 방향으로부터 오는 것이라고 청취자(135)에 의한 음향심리학적 인지를 여전히 유지하면서, 도 2에 도시한 빗살형 필터링 효과를 감소시키기 위하여 선택될 수 있다.
청취 환경(127)에서 보상된 사운드의 결과적인 주파수 응답의 일례가 도 4에 도시되어 있다. 응답(200)은 도 1에 도시된 시스템의 보상되지 않은 응답에 대응된다. 스피커(125)에서 나온 사운드(330)로 표시되는 보상된 오디오 신호(325)의 주파수 응답은 405로 표시된다. 주파수 응답(405)은 주파수 응답(200)의 골(210)에서 발생하는 피크(410)를 포함한다. 따라서, 주파수 응답(405)은 주파수 응답(200)에 보강 추가된다. 또한, 응답(405)는 주파수 응답(200)의 피크(205)에서 발생하는 골(415)을 포함한다. 주파수 응답(405)은 주파수 응답(200)의 임의의 부분을 소멸시키지 않는다. 따라서, 주파수 응답(405)과 주파수 응답(205)의 정확한 위상 정렬은 불필요하다. 또한, 주파수 응답(405)에서 주파수의 범위와 주파수 응답(200)에서 주파수의 범위는 중첩되어, 피크(410)에 의하여 복수의 골(210)을 채우는 것을 가능하게 한다. 말하자면, 주파수 응답(405)의 이퀄라이제이션은 주파수 응답(200)에도 존재하는 주파수들 또는 주파수 범위에서 발생할 수 있다.
또한, 보상된 오디오 신호(325)의 제1 평균 에너지 레벨(420)이 도 4에 도시되어 있는데, 레벨 조정기 회로(313)에 의해 미리 결정된 양만큼 제2 평균 에너지 레벨(425)로 증가한 것으로 도시되어 있다. 보상된 오디오 신호(325)는 주파수 응답(405)의 피크(410)의 크기가 주파수 응답(200)의 피크(205)의 크기와 관련하여 더욱 밀접하게 정렬되도록 증가(또는 감소)될 수 있다. 그 결과, 주파수 응답(405)은, 주파수 응답(200)과 다른 물리적인 위치에서 나오는 것으로 청취자에 의하여 음향심리학적으로 검출(또는 음향심리학적으로 인지)되는 것을 피하거나 또는 주파수 응답(200)의 인지된 위치가 물리적인 위치 상 이동하게 되는 피하기 위하여, 주파수 응답(200)의 크기 레벨 또는 그 보다 낮은 레벨로 유지될 수 있다.
주파수 응답(200, 405)이 청취 환경(127)에서 서로 결합하면, 스피커(115)에서 나온 사운드와 관련된 청취자 감지 빗살형 필터링 효과는 실질적으로 줄어들 수 있다. 일례로서, 보상 채널(305)은, 제1 오디오 신호에 대응하는 사운드가 최소화된 빗살 효과를 갖고 청취 환경 내의 청취자에게 수신되고, 제1 스피커(115)로부터 생성된 것으로서 청취자에 의하여 음향심리학적으로 인지되도록, 제1 오디오 신호를 지연, 에너지 조정 및 등화시킨다(이퀄라이제이션).
도 3을 다시 참조하면, 입력 신호(110)는 제1 스피커(115)를 구동하여, 청취 위치(135)에 도달하면 타겟 주파수 응답에서 결함(deficiency)을 갖고 있는 것으로 청취자에게 감지되는 가청 사운드를 방출한다. 상기 감지된 결함은 스피커 성능의 결함 및/또는 청취 위치(135)에서의 빗살형 필터링과 같은 다이렉트 사운드(140)의 다이렉트 경로와 반사된 사운드(145)의 반사 경로 사이의 음향 간섭으로 인한 것일 수 있다. 이로 인하여, 청취 위치(135)에서 주파수 응답 중에 원하지 않는 골 및 피크가 생성된다. 청취자에 의하여 감지된 이러한 결함들은 보상 채널(305)과 합산 회로(323)를 통하여 입력 신호(110)를 처리함으로써 최소화될 수 있다. 처리된 출력 신호(325)는 청취 공간(127) 내의 다른 위치에 있는 제2 스피커(125)로 보내질 수 있다. 제2 스피커(125)는 다른 위치에 있기 때문에, 서로 다른 간섭이 있을 수 있고, 따라서 청취자 위치(135)에서의 응답 중에 다른 피크와 골(dip)을 가질 수 있다. 따라서, 제2 스피커(125)에서 나온 보상된 신호는 제1 스피커(115)로 인한 주파수 응답 중의 "홀" 또는 골의 일부를 채우는 데 이용될 수 있다. 따라서, 피크(205)가 실질적으로 변화하지 않으면서, 골(210)은 제2 스피커로부터의 오디오 출력의 피크(410)로 채워질 수 있다(도 4).
청취 위치에서 제1 스피커(115)의 응답 중의 "홀"을 채우고자 할 때, 이러한 "홀"의 채움은 음향심리학의 장점을 취함으로써 실질적으로 청취자에게 인지되지 않을 수 있다. 제1 입력 신호(110)에 응답하여 제1 스피커(115)에 의하여 생성된 가청 사운드는 통상적으로 그 방향 또는 위치+로부터 오는 사운드인 것으로로서 청취 위치에서 인지된다. 보상된 버전의 제1 입력 신호(110)(보상된 오디오 신호(320))를 이용하여, "홀"을 채우는 제2 스피커(125)로부터의 보상 사운드로서 가청 사운드를 생성하면, 사용자가 청취 위치에서 실질상 모든 가청 사운드를 제1 스피커(115)로부터 또는 제1 스피커(115)의 방향으로부터 오는 것으로서 감지하도록 보상은 적절하게 지연될 수 있고, 에너지 레벨은 적절하게 조정될 수 있다. 그에 따라, 제2 스피커(125)가 "홀"을 채우는 보상된 오디오 신호를 생성하든 생성하지 못하든 청취자는 사운드 소스(제1 스피커(115))의 위치의 이동을 감지하지 못한다.
인지된 위치와 관련하여 실질상 변화가 없도록 하기 위하여 제1 입력 신호(110)를 보상하는 것은 제2 스피커(125)에 의하여 방출될 보상된 오디오 신호(320)에 미리 정해진 지연을 가하는 것을 포함할 수 있다. 상기 지연은 제2 스피커(125)에 의하여 생성된 보상 가청 사운드가 제1 스피커(115)로부터 생성된 대응하는 가청 사운드 보다 일정한 시간 나중에 청취 위치(135)에 도달하도록 선택될 수 있다. 또한, 미리 정해진 에너지 레벨 조정 및/또는 미리 정해진 이퀄라이제이션은 제1 입력 신호(110) 및/또는 보상된 오디오 신호(320)에 선택적으로 인가되어, 제1 및 제2 스피커(115, 125)에 의하여 결과적으로 생성되는 가청 사운드의 스펙트럼 에너지를 조정할 수 있다. 제1 및 제2 스피커(115, 125)에 의하여 생성된 가청 사운드의 조합이 청취 위치(135)에 도달하면, 사람의 귀는 사운드의 원래 위치 및 원래 방향을 감지할 때 다이렉트 사운드의 에너지와 지연된 사운드의 에너지를 합한다. 인간의 청각 시스템과 두뇌 작용에 의하여, 청취자는 실질적으로 제1 스피커(115)에서 기원하는 것이라 수신된 가청 사운드의 위치를 인지한다. 청취자에 의하여 감지된 사운드의 위치 및 방향을 실질적으로 유지하기 위하여 제1 스피커(115)에 의하여 생성된 가청 사운드와 관련하여 제2 스피커로부터 생성된 가청 사운드가 얼마나 소리가 크고 얼마나 지연되느냐에 대하여 제한이 있을 수 있다. 이러한 제한은 청취 공간의 스펙트럼 분석, 시험 객체에 대한 실험, 상기 또는 후술하는 것과 같이, 음원의 음향심리학적 위치 및 방향에 대한 지연, 에너지 레벨 및/또는 이퀄라이제이션을 위한 제한을 결정할 수 있는 절차 또는 시험 장치에 의하여 설정될 수 있다.
"실질적으로"라는 용어는 청취 위치(135)에서 제1 스피커(115)로 인한 타겟 응답 중의 편이의 다소 덜 정확한 정정을 나타내는데, 청취자에 의한 원하는 지각 효과를 얻는데 스피커(115, 125)로부터의 신호의 위상 및 크기를 정확하게 매칭시키는 것은 불필요하기 때문이다. 다시 말하면, 스펙트럼 에너지의 취소(cancellation)가 수행되지 않으므로, 스피커(115, 125)로부터의 신호들의 위상의 정확한 매칭은 필요하지 않으며, 이는 제1 스피커(115)에 의하여 생성되는 실재 스펙트럼 에너지(도 4 참조)에의 추가는 신호들의 위상의 정확한 매칭을 요구하지 않기 때문이다. 또한, 청취자에 의한 상대적으로 작은 이동이 수정을 작게 하거나 수정을 하지 않게 할 수 있도록 청취 공간 내의 정확한 위치에서 정확하게만 하는 수정을 피하기 위하여, 사운드의 위치 및 방향을 "실질적으로" 유지하는 것은 청취 위치 영역을 증가시키는데 있어서 바람직하다. 이것은 파장이 더 짧은 상대적으로 보상되는 사운드가 고주파수인 경우에 특히 더 정확하다.
제1 스피커(115)로 인한 주파수 응답 중의 "홀"을 실질적으로 채움으로써, 제1 스피커(115)의 청취자 감지 응답이 개선될 수 있다. 제1 스피커(115)로 인한 주파수 응답 중의 적어도 일부의 골을 충전하거나 최소화하면 결과적으로 제1 스피커(115)의 음향심리학적으로 인지된 응답 크기를 개선한다. 보상된 오디오 신호(320)에 지연을 추가하는 처리는 두 개의 다른 스피커와 같은 두 개의 다른 음원로부터의 신호를 통합하도록 어떻게 사람의 귀가 작용하는지에 의존한다. 예를 들면, 인간의 귀는 지연된 사운드가 별도의 이벤트인 것으로서 들리지 않고, 모든 사운드가 제1 스피커(115)의 방향으로부터 오는 것으로 보이도록, 오디오 신호(110)로 형성된 제1 스피커(115)로부터의 오리지널 오디오 사운드와 보상된 오디오 신호(325)로 형성된 제2 스피커(125)로부터의 지연된 가청 사운드를 통합할 수 있다.
제1 및 제2 사운드 스피커(115, 125)로부터 생성된 오디오 사운드의 상기 바람직한 조합은, 제1 스피커(115)를 구동하는 오디오 신호의 대응하는 오디오 콘텐트와 관련하여 약 0밀리세컨드와 40밀리세컨드 내지 80밀리세컨드 사이에서와 같은 미리 정해진 양보다 크지 않은 지연이면, 그리고 제1 스피커(115)에서 발생하는 가청 사운드에 포함되는 대응하는 오디오 콘텐트의 에너지 레벨에 대하여 +10dB에서 -20dB 사이의 범위와 같이 제2 스피커(125)로부터의 가청 사운드의 에너지 레벨이 미리 정해진 크기라면, 목표로 한 주파수 응답 중의 편이를 효과적으로 최소화할 수 있다. 상기 지연의 미리 정해진 양은 지연되는 오디오 신호의 주파수에 의존적일 수 있다.
이러한 편이를 완전하게 제거하는 대신 타겟 응답 중의 편이를 실질적으로 최소화하도록 노력함으로써, 오디오 시스템 내의 편이의 정정은 더욱 활성화될 수 있고, 청취자의 이동으로 인한 보상에 미치는 효과 역시 최소화될 수 있다. 그 결과, 정정은 높이를 고려하지 않은 차량 내의 시트 위치, 청취 위치(135)를 차지하는 청취자의 이동 및 머리 방향과 같이 상대적으로 큰 청취자 위치(135)에 걸쳐 편이를 실질상 최소화할 수 있다. 이러한 청취 위치(135) 내에서 청취자 위치의 변화는 응답 크기의 감지 가능한 변화로 이어지지 않을 수 있지만, 응답 위상의 변화를 일으킬 수 있다. 하지만, 사람의 귀는 위상 차에 대하여 덜 민감하므로, 청취 위치 내의 이동으로 인한 타겟 응답 중의 편이의 최소화와 관련한 사용자 인지 변화는 효과적으로 줄어든다.
또한, 지연 회로(310)에 의하여 제공되는 지연의 양과 이퀄라이저 회로(315)에 의하여 제공되는 이퀄라이제이션은, 청취 위치가 상이한 반사 표면 특성 또는 청취 공간의 청취 위치에서 라우드스피커로부터 수신되는 가청 사운드에 영향을 미치는 다른 환경적 또는 하드웨어 관련 특성을 갖고 있는 경우, 오디오 시스템이 다른 주파수 응답 특성을 갖는 스피커를 이용하는 경우, 하나 이상의 청취 위치에서 상기 시스템에 의하여 발생되는 가청 사운드를 음향심리학적으로 정정하도록 선택될 수 있다.
도 5는 각각의 채널이 보상을 포함하는 다채널 보상 오디오 시스템의 일례를 도시한다. 도 3을 참고로 설명한 바와 같이, 보상 채널(305)이 유사한 방식으로 적용될 수 있다. 도 5에서, 보상 채널은 또한 제2 오디오 신호(120)와 관련되어 스피커(125)로부터 방출된 반사 사운드(505)를 보상한다. 다채널 오디오 신호 중 하나 이상의 채널을 나타내는 제2 오디오 신호(120)는 제2 보상 채널(510)의 입력에 제공될 수 있는데, 제2 보상 채널(510)은 직렬 접속된 제2 지연 회로(515), 레벨 조정기 회로(517) 및 제2 이퀄라이저 회로(520)를 포함한다. 보상 채널(510)은 제2 오디오 신호(120)로부터 제2 보상된 오디오 신호(525)를 생성한다. 제1 오디오 신호(110)와 제2 보상된 오디오 신호(525)는 합산 회로(530)의 입력에 제공될 수 있다. 합산 회로(530)는 서로에 대하여 제1 오디오 신호(110)와 보상된 오디오 신호(525)를 더하거나 감하여, 제1 스피커(115)를 구동하도록 제공되는 제2 출력 신호(535)를 생성한다. 제1 스피커(115)는 제1 오디오 신호(110)와 제2 오디오 신호(120)의 보상된 버전(525)(보상된 오디오 신호(525)) 모두에 대응하는 사운드(140)를 청취 환경(127)에 방출한다.
청취 위치(135)에서 청취자는 제1 및 제2 라우드 스피커(115, 125)에서 각각 오는 것으로서 사운드의 위치 및 방향을 음향심리학적으로 감지할 수 있다. 하지만, 실제로, 다이렉트 사운드 및 반사된 사운드(140, 145)는 제2 스피커(125) 및 오디오 보상된 신호(320)를 이용하여 청취 위치(135)에서 청취자 감지 음장 중의 홀을 채우도록 보상된다. 유사하게, 다이렉트 사운드 및 반사된 사운드(330, 505)는 제1 스피커(115) 및 보상된 오디오 신호(525)를 이용하여 청취 위치(135)에서 청취자 감지 음장 중의 홀을 채우도록 보상된다. 추가 스피커를 갖는 다른 실시예에서, 두 개 이상의 스피커 및 대응하는 보상된 오디오 신호는 제1 또는 제2 스피커(115, 125) 중의 하나를 위한 보상으로서 청취 위치(135)에서 청취자 감지 음장 중의 홀을 채우는데 이용될 수 있다.
도 6은 추가 채널에 확장된 보상 시스템을 포함하는 다채널 보상 오디오 시스템의 일례를 도시하는 도면이다. 이러한 다채널 보상 오디오 시스템에서, 복수의 오디오 채널이 각각의 오디오 신호를 제공할 수 있다. 복수의 보상 채널이 각각의 오디오 채널의 오디오 신호와 각각 관련되어 제공된다. 각각의 오디오 보상 채널은 직렬 접속된 지연 회로, 레벨 조정기 회로 및 주파수 이퀄라이저 회로를 포함하고, 보상 채널과 관련된 각각의 오디오 채널의 오디오 신호로부터 보상된 오디오 신호를 생성한다. 다채널 오디오 시스템의 각각의 채널에 대한 대응하는 스피커에 제공되는 오디오 출력 신호를 생성하는데 복수의 합산 회로가 이용될 수 있다. 복수의 합산 회로는 각 오디오 채널로부터 오디오 신호를 수신하고, 나머지 복수의 오디오 채널에 대한 복수의 보상된 오디오 신호를 수신하기 위한 입력을 구비할 수 있다.
5.1 오디오 시스템과 같은 다채널 보상 오디오 시스템의 단일 채널의 일례가 도 6에 도시된다. 단일 채널 스피커(605)는 단순하게 도시되어 있다. 다음 설명을 위하여, 스피커(605)는 우전방(RFC; Right Front) 스피커이고, 오디오 시스템의 우전방 채널의 오디오 신호(610)와 관련이 있다고 가정한다. 오디오 시스템의 RFC가 아닌 나머지 채널을 위한 오디오 신호는 RFC와 각각 관련된 다채널 보상기(615)에 제공된다.
다채널 보상기(615)는 RFC가 아닌 각각의 오디오 신호용 보상 채널을 포함한다. 다른 실시예로서, 다채널 보상기(615)는 잔여 오디오 채널 전체보다는 적은 보상 채널을 포함할 수 있다. 도 6에서, 보상 채널(620)은 오디오 시스템의 중앙 전방 채널(CFC; Center Front Channel)에 대응하는 오디오 신호(625)를 수신하고, 630에서 대응하는 보상된 CFC 오디오 신호를 생성한다. 보상 채널(635)는 오디오 시스템의 좌전방 채널(LFC; Left Front Channel)에 대응하는 오디오 신호(640)를 수신하고, 640에서 대응하는 보상된 LFC 오디오 신호를 생성한다. 보상 채널(650)은 오디오 시스템의 좌후방 채널(LRC; Left Rear Channel)에 대응하는 오디오 신호(655)를 수신하고, 660에서 대응하는 보상된 LRC 오디오 신호를 생성한다. 보상 채널(665)은 오디오 시스템의 우후방 채널(RRC; Right Rear Channel)에 대응하는 오디오 신호(670)를 수신하고, 675에서 대응하는 보상된 RRC 오디오 신호를 생성한다. 보상 채널(680)은 오디오 시스템의 저주파수 효과(LFE; Low Frequency Effect) 채널에 대응하는 오디오 신호(685)를 수신하고, 오디오 신호의 저주파수 부분을 나타내는 대응하는 보상된 LFE 오디오 신호를 690에서 생성한다.
오디오 신호(610) 및 각각의 보상된 오디오 신호(630, 645, 660, 675 및 690)는 합산 회로(693)에 제공된다. 합산 회로(693)는 스피커(605)에 제공되는 출력 신호(695)를 생성하기 위하여 그 입력으로서의 오디오 신호를 더하거나 감한다. 그에 따라, 스피커(605)에 제공되는 오디오 신호(695)는 각각의 잔여 오디오 채널에 대한 보상된 오디오 신호뿐만 아니라 오디오 채널에 대한 보상되지 않은 버전의 오디오 신호(610)에 대응한다. 디자인 기준에 따라, 일부 채널에 대한 보상된 오디오 신호는 다채널 보상기(615)에 의하여 제공될 필요가 없다.
상기 시스템 토포로지는 도 7에 도시한 것과 같은 잔여 오디오 채널의 각 오디오 채널에 확장될 수 있다. 예컨대, CFC 채널용 스피커(705)는 보상되지 않은 버전의 CFC 오디오 신호(625) 및 다채널 보상기(715)로부터 제공되는 보상된 버전의 RFC, LFC, RRC, RLC 및 LFE 오디오 신호(713)에 대응하는 출력 신호(707)를 받아들인다. LFC 채널용 스피커(720)는 보상되지 않은 버전의 LFC 오디오 신호(640) 및 다채널 보상기(727)로부터 제공되는 보상된 버전의 RFC, CFC, RRC, RLC 및 LFE 오디오 신호(717)에 대응하는 출력 신호(723)를 받아들인다. RRC 채널용 스피커(730)는 보상되지 않은 버전의 RRC 오디오 신호(655) 및 다채널 보상기(737)로부터 제공되는 보상된 버전의 RFC, CFC, LFC, RLC 및 LFE 오디오 신호(731)에 대응하는 출력 신호(733)를 받아들인다. RLC용 스피커(740)는 보상되지 않은 버전의 RLC 오디오 신호(670) 및 다채널 보상기(747)로부터 제공되는 보상된 버전의 RFC, CFC, LFC, LLC 및 LFE 오디오 신호(741)에 대응하는 출력 신호(743)를 받아들인다. LFE 채널용 스피커(750)는 보상되지 않은 버전의 LFE 오디오 신호(685) 및 다채널 보상기(757)로부터 제공되는 보상된 버전의 RFC, CFC, LFC, LLC 및 RRC 오디오 신호(751)에 대응하는 출력 신호(753)를 받아들인다. 도 6 및 도 7의 다채널 오디오 시스템은 5.1 채널 시스템을 고려하여 설명하였지만, 상기 시스템 토폴로지는 6.1, 7.1 시스템과 같은 더 많은 수의 오디오 채널이나, 스테레오 시스템과 같은 더 적은 수의 오디오 채널을 갖는 다채널 오디오 시스템으로 확장될 수 있다.
도 8은 차량(805) 내에, 5.1 시스템과 같은 다채널 보상 오디오 시스템의 스피커들의 예시적인 배치를 보여준다. 도 8에 도시한 시스템의 스피커들은 차량(805)의 탑승자실에 의해 형성된 청취 환경(815)에 사운드를 방출한다. 이 예에서, 운전자석의 형태인 청취 위치(820)는 청취 환경(815) 내에 위치한다.
상기 오디오 시스템의 각 보상 채널은 그 자신의 고유한 지연, 레벨 조정 및 이퀄라이제이션 특성을 가질 수 있다. 이들 특성은 청취 환경(815) 내의 청취 위치(820)에서 청취자의 음향심리학적 인지에 기초하여 선택될 수 있다. 이를 위해, 청취 위치(820)에 있는 청취자는 입체음향 더미 헤드(binaural dummy head)에 의해 대체될 수 있다. 입체음향 더미 헤드는 운전자 위치, 전방 탑승자 위치, 후방 탑승자 위치와 같이, 청취 환경(815) 내의 고정된 및/또는 복수의 청취 위치에 배치될 수 있다. 상기 보상 채널의 지연, 에너지 레벨 및 이퀄라이제이션 특성은 상기 입체음향 더미 헤드에서 검출된 사운드 측정치를 이용하여 조정될 수 있다. 입체음향 더미 헤드에서의 사운드 측정치는 여러 음향심리학적 특성과 연관된 다양한 사운드 측정치와 비교될 수 있다. 보상 채널에 대한 상기 지연, 에너지 레벨 및 이퀄라이제이션은 입체음향 더미 헤드에서 검출된 사운드 측정치가 각 청취 위치에서 원하는 음향심리학적 특성과 대응될 때까지 변동될 수 있다.
상기 입체음향 더미 헤드는 상기 보상 채널의 지연, 레벨 조정 및 이퀄라이제이션 특성을 변동시키면서 청취 환경(815) 내의 여러 청취 위치로 이동될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 보상 채널의 지연, 에너지 레벨 및 이퀄라이제이션 값들은, 청취 환경(815) 내의 여러 상이한 청취 위치에서 모든 청취자에게 받아들여지는 음향심리학적 지각 특성을 제공하는 값들로 세팅될 수 있다.
차량(805)의 다채널 오디오 시스템은 청취 환경(815) 내의 하나 이상의 청취 위치에서 청취자에 의해 오디오의 음향심리학적 인지를 위해 최적화되는 복수의 지연, 에너지 레벨 및 이퀄라이제이션 셋팅들을 포함할 수 있다. 이를 위해, 특정 청취 위치에 있는 청취자에게는 청취 환경(815) 내의 하나 이상의 청취 위치(즉, 운전자 위치, 후방 객실, 탑승자 위치, 모두)에서 청취자와 연관된 선택이 제공될 수 있다. 도 8에서, 청취 위치(820)는 운전자 위치인데, 이는 상기 오디오 시스템 사용자 인터페이스 상의 "운전자 위치"의 선택에 대응한다. 선택되면, 보상 채널의 지연, 에너지 레벨 및 이퀄라이제이션 값들은, 스피커(605, 705, 720, 730, 740, 750)로부터 나오는 사운드의 인지된 위치 및 방향을 유지하면서, 스피커(605, 705, 720, 730, 740, 750) 모두 또는 그 일부 스피커와 관련하여 청취 위치(820)에서 타겟 응답 중의 편이를 실질상 최소화하는 데 이용될 수 있다.
별법으로서 또는 추가적으로, 상기 보상 채널의 지연, 에너지 레벨 및 이퀄라이제이션 값들은 타겟 응답 중의 편이를 실질상 최소화하고, 또 대응 채널 스피커의 실제 물리적 위치 장소가 아닌 위치의 청취자에 의해 음향심리학적으로 인지되는 하나 이상의 가상 채널 스피커 사운드를 생성하는 데에 이용될 수 있다. 예컨대, 오디오 채널에 지연 및 이퀄라이제이션 값들을 적용하면, CFC에 대한 스피커(705)를 가상 스피커 위치(830)로 가상 이동시킬 수 있고, 및/또는 스피커(720)를 가상 스피커 위치(832)로 가상 이동시킬 수 있다. 새로운 가상 스피커 위치(830 및/또는 832)는 운전자의 청취 위치(820)에서 청취자에 대하여 CFC 및/또는 LFC에 대해 보다 적절한 위치에서 그 위치가 인지되도록 CFC 및/또는 LFC를 효과적으로 시프트한다. 나머지 스피커 중 어느 스피커에 대해서도 유사한 가상 스피커 시프트가 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 청취자가 청취환경(815) 내의 중앙 위치에 있는 것처럼 청취 위치(820) 내의 청취자에 의해 상기 시스템이 인지되도록, 실질적으로 모든 또는 일부 스피커가 채널 스피커의 실제 위치와 관련하여 음향심리학적으로 시프트될 수 있다(이 경우, 반시계 방향). 다른 위치 최적화 역시 오디오 시스템 인터페이스를 통해 선택될 수 있다. 예컨대, 사용자가 "all" 옵션을 선택하면, 보상 채널은 청취 환경(815) 내의 모든 청취 위치에 있는 청취자들에 의해 일반적으로 받아들여지는 음향심리학적 지각 성질을 제공하는 지연, 에너지 레벨 및 이퀄라이제이션 값으로 셋팅될 수 있다.
다채널 오디오 시스템의 스피커들은 서로 동일한 사운드 재생 퀄리티 또는 주파수 응답 범위를 반드시 가질 필요는 없다. 청취 환경(815) 내에서 상이한 채널들에 대하여 상이한 퀄리티의 스피커를 이용하는 것이 시스템 설계 제약사항에 의해 부과될 수 있다. 예컨대, 차량 내의 청취 공간의 경우에, CFC에 대한 스피커(705)는 차량의 대시보드 내의 제한된 공간 이용 가능성에 의해 구속되는 크기를 가질 수 있다. 나머지 스피커들은, 다른 채널에 대하여 더 높은 퀄리티의 스피커 또는 더 넓은 원하는 주파수 응답 범위를 갖는 스피커가 이용될 수 있도록 그 스피커에 대하여 이용 가능한 추가의 공간을 가질 수 있다. 이와 같이, 두 개 이상의 스피커는 청취 환경(815) 내의 오디오 주파수 범위에 걸쳐 음향심리학적으로 인지된 상이한 오디오 주파수 응답들을 가질 수 있다. 보상 채널들의 지연, 에너지 레벨 및 주파수 특성들은, 음향심리학적으로 인지된 상이한 오디오 응답들을 갖는 두 개 이상의 스피커 중 적어도 하나의 음향심리학적으로 인지된 오디오 주파수 응답을 변경하는 데에 이용될 수 있다.
본 논의를 위하여, CFC 스피커(705)는, 오디오 시스템의 하나 이상의 다른 채널 스피커와 비교하여, 오디오 주파수 범위에 걸쳐 전체적으로 불규칙한 주파수 응답을 가질 수 있다. 상기 시스템의 다른 채널들에 의해 제공된 보상 신호들의 지연, 에너지 레벨 및 주파수 특성들은, CFC 스피커(705)의 음향심리학적으로 인지된 주파수 응답이 타겟 주파수 응답, 예컨대 원하는 주파수 범위 내의 실질상 평탄한 주파수 응답에 접근하도록 상기 "불규칙한" 주파수 응답을 수정하는 데에 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 별법으로서, 상기 시스템의 다른 채널들에 의해 제공된 보상 신호들의 지연, 에너지 레벨 및 주파수 특성들은, CFC 스피커의 음향심리학적으로 인지된 주파수 응답이, 다른 채널 스피커들이 원하는 타겟 주파수 응답을 갖고 있는지 여부에 관계 없이, 오디오 시스템의 다른 채널 스피커들의 상기 음향심리학적으로 인지된 타겟 주파수 응답, 예컨대 원하는 주파수 범위에 걸쳐 전체적으로 평탄한 주파수 응답에 접근하도록 상기 "불규칙한" 주파수 응답을 수정하는 데에 사용될 수 있다.
퀄리티 수정은 또한, 채색, 왜곡 및 다른 원하지 않는 스피커 특성과 같이, 원하지 않는 스피커 특성을 최소화하는 상기 보상을 이용하여 이루어질 수 있다. 오디오 시스템에서 여러 상이한 성능 특성을 갖는 채널 스피커들에 대한 이러한 수정은 또한 CFC 스피커(705)가 아닌 다른 스피커들에도 확장될 수 있다.
대채널 보상 오디오 시스템을 동작하는 예시적인 방법이 도 9에 도시되어 있다. 블록(905)에서, 오디오 시스템은 제1 오디오 신호를 수신하고, 제2 오디오 신호는 블록(910)에서 수신된다. 상기 제1 오디오 신호에 대응하는 제1 보상된 오디오 신호가 블록(915)에서 생성된다. 상기 제1 보상된 오디오 신호는 지연되고, 레벨 시프트되고 또 등화된 버전의 상기 제1 오디오 신호에 대응된다. 상기 제2 오디오 신호에 대응하는 제2 보상된 오디오 신호가 블록(920)에서 생성된다. 상기 제2 보상된 오디오 신호는 지연되고, 레벨 시프트되고 또 등화된 버전의 상기 제2 오디오 신호에 대응된다. 상기 제1 오디오 신호와 제2 보상된 오디오 신호는 블록(925)에서 합해져서 제1 출력 신호를 생성하고, 상기 제2 오디오 신호와 제1 보상된 오디오 신호는 블록(930)에서 합해져서 제2 출력 신호를 생성한다. 상기 제1 출력 신호는 블록(935)에서 제1 스피커에 제공된다. 상기 제2 출력 신호는 블록(940)에서 제2 스피커에 제공된다. 상기 제1 및 제2 보상된 오디오 신호를 생성하는 데에 이용되는 지연, 에너지 레벨 시프트 및 이퀄라이제이션 값들은, 상기 제1 및 제2 스피커로 생성된 사운드의 음향심리학적으로 인지된 위치 및 방향을 바꾸는 일이 없이, 하나 이상의 청취 장소에서 원하는 타겟 응답 중의 편이를 수정하기 위해 선택될 수 있다. 또한 또는 별법으로서, 상기 제1 및 제2 보상된 오디오 신호는 청취 환경 내의 제1 및 제2 스피커의 실제 위치가 아닌 위치에 있는 청취 공간 중의 청취자에 의해 음향심리학적으로 지각되는 가상 스피커 사운드를 생성하는 데에 이용될 수 있다. 또한, 상기 지연, 에너지 레벨 시프트 및 이퀄라이제이션 값들은 상기 오디오 시스템에서 이용된 스피커들의 음질 차이를 수정하기 위해 선택될 수 있다.
도 10은 차량 형태의 청취 환경에 포함된 다른 예시적인 다채널 보상 오디오 시스템을 보여준다. 5개의 스피커를 갖는 차량의 탑승자 격실로서 도시하였지만, 다른 예에서, 임의의 다른 청취 영역 및 임의 개수의 스피커를 이용할 수 있다. 추가로 도 1 내지 도 9를 참조하면, 신호가 중앙 스피커(1003)로 가서 청취자 위치(1002)에 도달하는 것을 고려하자. 적어도 두 개의 다른 이유로 인하여, 청취자 위치(1002)에서 주파수 응답은 원하는 타겟 응답에서 편이(이탈)될 수 있다. 한 가지 가능한 이유는 중앙 스피커(1003)가, 원하는 타겟 응답과는 본래 다른 주파수 응답을 갖고 있을 수 있다는 것이다. 예컨대, 중앙 스피커(1003)는 그 응답에 골과 피크를 갖고 있을 수 있다. 다른 예는 스피커(1003)가 물리적으로 작고 따라서 저주파수를 갖는 오디오 콘텐트를 적절히 재생할 수 없는 경우이다. 이는 차량 내의 중앙 채널 스피커의 경우일 수 있다. 이러한 환경 하에서, 제1 청취 위치(1002)에서 중앙 스피커(1003)의 지각 응답을 개선하기 위하여, 좌전방 스피커(1001)와 같은 다른 스피커를 이용하여, 보상된 오디오 신호에 기초하여 보상 신호를 생성할 수 있다.
상기한 바와 같이, 중앙 채널 오디오 신호는 중앙 스피커(1003)에 보내진다. 또한, 중앙 채널 오디오 신호는 좌전방 스피커(1001)에 보내지는 상기 보상된 오디오 신호를 생성하도록 처리될 수 있다. 이러한 처리는 중앙 채널 스피커(1003)의 인지된 응답이 청취 위치(1002)에서 타겟 응답에 더 가깝게 나타나도록 설계된다. 인지된 응답에서의 이러한 수정은 청취 위치(1002)에 대하여 고유할 수 있다.
상기 보상된 오디오 신호의 지연 및 레벨은 청취 위치(1002)의 청취자가 상기 음원을 음원이 여전히 중앙 스피커(1003)로부터 나오는 것처럼 음향심리학적으로 인지하도록 설정될 수 있다. 따라서, 청취 위치(1002)에서의 청취자의 지각으로부터 음원이 중앙 스피커(1003)에 위치한 채 남아 있도록 좌전방 스피커(1001)에서 보상 오디오 신호에 소정의 지연이 인가될 수 있다. 또한, 좌전방 스피커(1001)로부터 생성된 보상 가청 사운드가 중앙 스피커(1003)로부터의 응답 중의 "홀"(예컨대, 골(troughs))에 적절히 채워지기에 충분히 크도록 상기 보상된 오디오 신호에 대하여 소정의 에너지 레벨이 설정되어야 한다. 따라서, 상기 지연은, 표면상의 음원이 중앙 스피커(1003)로부터 멀리 시프트된 청취 위치(1002)에서 청취자에 의한 지각을 야기하지 않으면서 보상 신호가 충분히 크게 만들어질 수 없는 상황을 피하기 위해 임계 레벨 미만으로 유지될 수 있다.
본 예에서, 좌전방 스피커(1001)는 청취 위치(1002)에 가장 가까이 있고, 따라서 청취자가 상기 스피커로부터 더 멀리 있음에 따라 감소하는 스피커의 소리 크기(레벨) 때문에 그리고 청취 영역 내의 장애물 때문에, 상기 정취 위치(1002)에 가장 큰 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 차량 내에서, 청취 영역 내의 그러한 장애물은 운전자, 전방 좌석(1031, 1032)일 수 있으며, 이들은 음향 장벽으로 작용하고 좌전방 스피커(1001)로부터 방출되어 제2 청취 위치(1012)에 도달하는 사운드를 감쇠시킬 수 있다. 좌전방 스피커(1001)로 인한 보상 효과는 실질상, 이러한 이유로 인하여 차량 내의 다른 위치에서는 들을 수 없을 수 있고, 이는 차량 내의 다른 청취 위치에 덜 해로운 영향을 미칠 수 있다. 즉, 좌전방 스피커(1001)로 인한 청취 위치(1002)에 대한 수정은 차량 내의 다른 청취 위치에 대한 수정과 상당히 독립적일 수 있다.
제2 청취 위치(1012)의 경우에, 중앙 스피커(1003)에 대해 다른 보상 프로세스가 적용될 수 있다. 예컨대, 제2 청취 위치(1012)에 있는 청취자는 중앙 스피커(1003)로부터 생성된 오디오 콘텐트를 들을 수 있지만, 그 소리는 더 멀리 떨어져 있고 또 장애물로서 작용하는 전방 좌석(1031, 1032) 때문에 청취 위치(1002)와 비교하여 감쇠될 수 있다. 전방 좌석(1031, 1032)으로 인한 감쇠는 주파수 의존적일 수 있다. 따라서, 제2 청취 위치(1012)에서 중앙 스피커(1003)의 응답을 수정하기 위해 우후방 스피커(1011)에 보상 신호가 인가될 수 있다. 이러한 보상 신호에 대한 지연 및 에너지 레벨의 선택은 상기한 바와 같이, 실제 측정치, 서베이 또는 임의의 다른 메커니즘에 의해 가이드될 수 있다. 한 가지 예에서, 좌전방 스피커(1003)로부터 청취 위치(1012)까지의 제1 거리가 우후방 스피커(1011)로부터 청취 위치(1002)까지의 제2 거리보다 더 크기 때문에, 좌전방 스피커(1001)에 인가되는 것보다 더 많은 지연이 좌후방 스피커(1011)에 인가될 수 있다. 따라서, 우후방 스피커(1011)에 의해 생성된 가청 사운드의 레벨은, 제2 청취 위치(1012)에 있는 청취자가 중앙 스피커(1003)의 위치가 변한 것을 지각하는 일이 없이, 상대적으로 더 클 수 있다. 또한, 우후방 스피커(1011)는 다른 청취 위치와 비교하여, 제2 청취 위치(1012)에 근접하여 있기 때문에, 해당 스피커는 제2 청취 위치(1012)에 있는 청취자에 의해 지각되는 가청 사운드에 가장 큰 영향을 미친다.
다른 예에서, 개개의 스피커 채널들이 실질상 모든 청취자 위치에서 실질상 동등하게 큰 소리를 내는 것을 청취자가 인지할 수 있도록, 보상된 오디오 신호들이 이용될 수 있다. 이 예와 관련하여, 다채널 음원의 좌전방 채널 상의 LFC 신호(100)를 고려한다. 이러한 다채널 음원은 콤팩트 디스크, 방송 오디오 콘텐트, 라이브 오디오 콘텐트, DVD, MP3 파일 또는 입력 신호로서 제공된 다른 임의의 라이브 또는 미리 녹음된 오디오 콘텐트를 포함할 수 있다. 또한, 다채널 음원은, 더 적은 오디오 채널을 갖는 오디오 콘텐트를 추가의 오디오 채널을 갖는 오디오 콘텐트로 변환하는 업믹서, 또는 많은 오디오 채널을 갖는 오디오 콘텐트를 더 적은 수의 오디오 채널을 갖는 오디오 콘텐트로 변환하는 다운믹서와 같이, 다채널 오디오 콘텐트를 생성할 수 있는 임의의 디바이스 또는 메커니즘을 포함할 수 있다. LFC 신호(1000)는 좌전방 스피커(1001)에 채널링될 수 있고 또 그 스피커로부터 방출될 수 있다. LFC 신호(100)의 음향 에너지 레벨은 제2 청취자 위치(1012)에서보다 제1 청취자 위치(1002)에서 더 클 수 있다. 이는 제1 및 제2 청취 위치(1001, 1002) 사이의 음향 장벽뿐만 아니라 거리의 차이 때문이다. 반대로, 음원으로부터 우후방 채널 상에 제공되는 RRC 신호(1006)를 고려한다. RRC 신호(1006)는 우후방 스피커(1011)로부터 가청 사운드로서 방출될 수 있다. RRC 신호(1006)의 음향 에너지 레벨은 제1 청취 위치(1002)에서보다 제2 청취 위치(1012)에서 훨씬 더 클 수 있다.
또 이 예의 일부로서, 청취 영역의 대략 중간에 위치한 제3 청취 위치(1030)를 고려하자. 제3 청취 위치(1030)에서, 본 예의 각 스피커(1001, 1003, 1004, 1011, 1021)로부터 나오는 사운드는 제3 청취 위치(1030)에 있는 청취자에 의해 실장상 동등한 것으로 인지될 수 있다. 이는 최적의 다채널 재생을 위해 바람직한 결과이기는 하지만, 제시되는 차량 예에서, 그 위치에서 청취자가 착석할 위치가 없을 뿐만 아니라, 청취 영역 내의 다른 청취 위치에는 유사한 경험을 인지하지 못할 수 있다.
다채널 보상 오디오 시스템에 있어서, 음원으로부터의 모든 출력 채널은 청취 위치에 있는 청취자들에 의해 실질상 동등하게 큰 소리인 것으로 인지될 수 있다. 예컨대, 제1 청취자 위치(1002)에서, 좌전방 스피커(1001)로부터 나오는 사운드는, 단순히 우후방 스피커(1011)에 의해 생성된 가청 사운드가 제1 청취 위치(1002)에 이르는 그 오디오 경로에서 경험하는 감쇠를 상쇄하기 위하여 우후방 스피커(1011)에 의해 생성된 가청 사운드의 레벨을 증대시킴으로써, 보상 시스템 없이 우후방 스피커(1011)로부터 나오는 사운드와 실질상 동등한 소리 크기로 인지되도록 할 수 있다. 우후방 스피커(1011)에 의해 생성된 가청 사운드를 단순히 증대시키면 제1 청취자 위치(1002)에서 인지되는 동등하지 않은 사운드 레벨을 해소할 수 있지만, 제2 청취자 위치(1012)에서 인지되는 동등하지 않은 사운드 레벨을 심화시킬 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 제2 위치(1012)에서, 우후방 스피커(1011)로부터 나오는 신호는 이미, 좌전방 스피커커(1001)로부터 나오는 신호보다 더 큰 것으로 청취자에 의해 인지될 수 있다. 제1 청취 위치(1002)를 고려하여 우후방 스피커(1011)에 의해 생성된 가청 사운드의 레벨을 증대시키면, 소리 크기에 있어서의 불균형은 제2 청취 위치(1012)에서 더욱 악화될 수 있다.
조정된 지연 및 에너지 레벨을 갖는 보상된 오디오 신호를 이용하게 되면, 여러 상이한 청취 위치에서의 이러한 불균형한 소리 크기의 문제를 해결할 수 있다. 예컨대, 도 10에서, 우후방 스피커(1011)로부터 나오는 신호가 좌전방 스피커(1001)로부터 나오는 신호보다 더 큰 상황에서 제2 청취 위치(1012)를 고려하자. 이 예에서, 좌전방 채널 상의 LFC 신호(1000)는 지연 회로, 레벨 조정기 회로 및 이퀄라이저(EQ) 회로로 구성되는 보상 채널(1010)을 통해 처리될 수 있다. 보상 채널(1010)에 대한 셋팅은 상기한 것과 같이 하여 미리 결정될 수 있다. 보상 지연은, 좌전방 스피커(1001)로부터 나오는 사운드가 우후방 스피커(1011)로부터 나오는 보상된 오디오 신호에 앞서 제2 청취자 위치(1012)에 도달하도록 적어도 충분히 길게 설정될 수 있다. 보다 일반적으로, 상기 지연 및 에너지 레벨은 상기 음원이 제2 청취 위치(1012)에 있는 청취자에 의해 스피커(1001)로부터 나오는 것으로서 음향심리학적으로 계속 인지되도록 설정될 수 있다. 상기 지연 및 에너지 레벨 파라미터는, 음원의 LFC 신호(1000)로부터의 사운드가 제2 청취자 위치(1012)에 있는 청취자에 의해 음원의 RRC 신호(1006)로부터의 사운드와 실질상 동등한 스펙트럼 에너지(실질상 동등한 소리 크기)를 갖고 있는 것으로 음향심리학적으로 인지되도록 보상 채널(1010)에서 설정될 수 있다. 동시에, 상기 지연 및 에너지 레벨 파라미터는, 음원의 RRC 신호(1006)로부터의 사운드가 제1 청취자 위치(1002)에 있는 청취자에 의해 음원의 LFC 신호(1000)로부터의 사운드와 동등한 소리 크기의 것으로서 인지되도록 보상 채널(1040)에서 설정될 수 있다.
상기 EQ는 제2 청취 위치(1012)에서 스피커(1001)의 응답을 보상하는 보상 채널(1010) 상에 설정될 수 있다. 보상 채널(1010)의 EQ는 또한 더 낮은 주파수의 레벨에 대해 상대적으로 더 높은 주파수를 감쇠시키는 데에 이용될 수 있다. 이는 사람의 귀가 더 낮은 주파수와 마찬가지로 더 높은 주파수를 바로 통합하지 못한다는 사실 때문에 이루어질 수 있다. 따라서, 주어진 지연에 대하여, 보상 신호가 별개의 음원으로서 인지되는 것을 방지하고 및/또는 LFC 신호(1000)가 그 인지된 위치를 그 좌전방 위치로부터 멀어지게 시프트하는 것을 방지하기 위하여, 더 높은 주파수는 미리 정해진 양만큼 감쇠될 수 있다.
몇몇 상황에 있어서, 우후방 스피커(1011)에서 상기 보상된 오디오 신호를 음원의 LFC 신호(1000) 및 RRC 신호(1006)가 제2 청취자 위치(1012)에서 똑같이 크도록 하기에 충분히 크게 만들 수 없을 수가 있다. 청취자가 사운드 이미지 중의 인지된 시프트를 경험하기 시작하기 전에 또는 우후방 스피커(1011)로부터의 보상된 가청 오디오 신호가 더 이상 제2 청취 위치(1012)에서 청취자의 귀에 의해 좌전방 스피커(1001)로부터의 신호와 통합되지 않기 전에, 우후방 스피커(1011)에서 보상 신호가 얼마나 더 커질 수 있는지와 관련하여 제한이 있을 수 있다. 우후방 스피커(1011)로부터의 보상 신호가 더 이상 좌전방 스피커(1001)로부터의 신호와 통합되지 않는 경우, 우후방 스피커(1011)로부터의 신호는 별개의 음원인 것으로서 들리기 시작할 것이다. 이를 다루기 위하여, 제2 청취자 위치(1012)에서 LFC 신호(1000)의 인지된 소리 크기를 증대시키고자 추가의 보상 채널을 채용할 수가 있다. 도 10에서, 제2 보상 채널(1020)은 LFC 오디오 신호(1000)를 처리하고, 좌후방 스피커(1021)로부터 방출될 제2 보상 신호를 생성한다. 상기 제2 보상 신호는 우후방 스피커(1011)로부터의 상기 제1 보상된 오디오 신호를 보충하는 데에 이용될 수 있다. 상기 지연, 에너지 레벨 및 EQ는 상기한 것과 같이 미리 정해질 수 있다. 청취자 위치에 가장 가까운 스피커가 청취자 위치용 제1 보상 채널로서 사용될 수 있고, 후속 보상 채널들이 상기 청취자 위치에서 인지된 사운드에 대한 요구 및 그 사운드에 미치는 바람직한 효과에 따라 구성된다.
다른 예에서, 개개의 스피커 채널의 인지된 위치를 상기 다채널 보상 오디오 시스템을 이용하여 이동시키는 것이 바람직하다. 차량 내의 다채널 보상 오디오 시스템의 예에서, 차량 내의 대시보드의 중앙과 같이, 청취 공간의 전방 및 중앙에 물리적으로 위치한 중앙 스피커(1003)를 고려하자. 음원으로부터의 중앙 채널 신호가 중앙 스피커(1003)에 보내지면, 제1 청취 위치(1002)에 있는 청취자는 그 사운드를 중앙 스피커(1003)의 물리적 위치로부터 오는 것이라 인지할 수 있다. 몇몇 상황에 있어서, 이는 받아들여질 수 있고 또 바람직하다. 그러나, 일부 청취자는, 중앙 스피커(1003)가 그 물리적 위치를 점유하고 있지 않음에도, 중앙 채널 사운드가 그들 청취자 전방으로부터 직접 오는 것처럼 음향적으로 인지하는 것을 더 선호할 수도 있다. 또한, 동시에, 상기 인지된 중앙 채널 음원은 청취 공간 내의 다른 청취 위치에 있는 다른 청취자들에 의해 그들 다른 청취자 모두의 전방에서 직접 오는 것이라 인지되어야 한다.
이는, 중심 주파수(CFC) 신호(1045)를 음원으로부터 중앙 스피커(1003)에 전송함으로써, 상기 다채널 보상 오디오 시스템에 의해 달성될 수 있다. 동시에, CFC 신호(1045)는 제4 보상 채널(1050)을 통해 처리될 수 있고, 그 보상된 오디오 신호는 좌전방 스피커(1001)에 제공될 수 있다. 상기 지연, EQ 및 에너지 레벨의 소정의 값들이 상기한 것과 같이 제4 보상 채널(1050)에 대해 선택될 수 있다. 이러한 경우에, 좌전방 스피커(1001)에 의해 방출된 보상 신호가, 중앙 스피커(1003)에서 방출된 신호가 제1 청취 위치(1002)에 도달하기 전에, 제1 청취 위치(1002)에 도달하도록 할 수 있다. 이를 위해, CFC 신호(1045)는 지연 회로(1055)를 이용하여, 중앙 스피커(1003)에 가는 도중에 지연될 수 있다.
중앙 스피커(1001)에 대해 지연 회로(1055)에 의해 적용된 보상 지연은 좌전방 스피커(1003)로부터의 신호가 제1 청취 위치(1002)에 도달하는 시간과 관련하여, 양(positive)일 수도 또는 음(negative)일 수 있다. 좌전방 스피커(1001)로부터 방출된 보상된 오디오 신호의 미리 정해진 레벨은, 제1 청취자 위치(1002)에 대한 좌전방 스피커(1001) 및 중앙 스피커(1003)의 상대적인 물리적 위치뿐만 아니라 상기 선택된 지연에 기초하여 선택될 수 있다. 상기 인지된 음원을 좌석(1032)에 의해 제공되는 청취 위치의 청취자 바로 앞의 지점으로 이동시키기 위하여, 실질적으로 유사한 보상된 오디오 신호가 우전방 스피커(1004)에 제공될 수 있다. 좌후방 스피커(1021) 및 우후방 스피커(1011)로 유사한 처리가 이용되어, 제2 청취 위치 및 차량 내의 후방 좌석과 같은 다른 청취 위치에 대하여 인지된 중앙 채널 음원을 제공할 수 있다. 또한, 주어진 음원 채널 신호의 위치를 원하는 인지된 위치로 이동시키기 위하여 다수의 스피커가 이용될 수 있다.
상기 보상 시스템을 이용함으로써, 여러 상이한 청취 위치에 있는 청취자들은 동일한 음원 채널에 대하여 상이한 인지된 위치들을 동시에 가질 수 있다. 예컨대, 차량에서, 운전자는 음원으로부터 중앙 채널 오디오 신호가 운전자 좌석 바로 앞에서 나타나는 것으로서 인지되는 것을 원할 수 있고, 전방 좌석의 탑승자는 그 중앙 채널 오디오 신호가 중앙 스피커(1003)가 물리적으로 위치한 대시보드의 중앙으로부터 나오는 것으로서 인지되기를 원할 수 있다.
음원 채널 신호들이 원하는 위치로부터 나오는 것처럼 보이게 하기 위하여, 음원 채널 신호 모두에 대하여 유사한 프로세스가 이용될 수 있다. 인지된 스피커 위치를 좌우로 이동시키는 것에 추가하여, 상기 보상 시스템은 인지된 스피커 위치를 청취 영역 내에서 전방으로 또는 후방으로 이동시킬 수도 있다. 더욱이, 만일 오디오 시스템이 오디오 시스템 내의 다른 스피커와 관련하여 상승된 위치에 물리적으로 배치된 하나 이상의 스피커를 포함한다면, 인지된 스피커 위치는 청취 공간 내에서 수직으로 위 아래로 이동될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 스피커가 예컨대 차량의 헤드라이너 내에 장착되는 경우와 같이, 하나 이상의 청취 위치 위에 물리적으로 위치하는 경우, 인지된 스피커 위치는 차량의 청취 공간 내에서 수직으로 위 아래로 이동될 수 있다. 따라서, 상기 음원 채널 신호의 인지된 위치는 선택적으로 상승될 수 있다. 유사하게, 상기 음원 채널 신호의 인지된 위치들은 선택적으로 낮추어질 수 있다.
본 발명의 여러 실시예를 설명하였지만, 당업자에게는 많은 추가의 실시예들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다는 것이 명백하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구의 범위 및 그 균등물을 제외하고는 제한적이지 않다.

Claims (27)

  1. 제1 오디오 신호를 수신하도록 구성되고, 직렬 접속된 지연 회로 및 주파수 이퀄라이저 회로를 포함하여 제1 보상된 오디오 신호를 생성하는 제1 보상 채널과;
    제2 오디오 신호를 수신하도록 구성되고, 직렬 접속된 지연 회로 및 주파수 이퀄라이저 회로를 포함하여 제2 보상된 오디오 신호를 생성하는 제2 보상 채널과;
    상기 제1 오디오 신호 및 제2 보상된 오디오 신호를 수신하는 입력을 갖고, 제1 가청 사운드를 생성하는 제1 스피커에 제공되는 출력 신호를 생성하는 제1 합산 회로와;
    상기 제2 오디오 신호 및 제1 보상된 오디오 신호를 수신하는 입력을 갖고, 제2 가청 사운드를 생성하는 제2 스피커에 제공되는 출력 신호를 생성하는 제2 합산 회로
    를 포함하고,
    상기 제1 보상된 오디오 신호는 생성되어 상기 제2 스피커를 구동하고, 상기 제2 보상된 오디오 신호는 생성되어 상기 제1 스피커를 구동하여, 청취 위치에서 주파수 응답을 보강 추가하여, 상기 청취 위치에서 타겟 주파수 응답 중의 편이를 보상하도록 구성되는 것인 오디오 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 합산 회로의 출력은 상기 제1 스피커와 전기적으로 통신되고, 상기 제2 합산 회로의 출력은 상기 제2 스피커와 전기적으로 통신되는 것인 오디오 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 스피커와 제2 스피커는 청취 환경 내에 배치되고, 상기 제1 및 제2 스피커로부터의 사운드 출력은 합해져 가상 스피커 사운드를 생성하며, 상기 가상 스피커 사운드는 상기 제1 및 제2 스피커의 실제 위치가 아닌 위치에서 상기 청취 환경 내의 청취자에 의해 음향 심리학적으로 인지되는 것인 오디오 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 및 제2 스피커는 청취 환경 내에 배치되고, 상기 제1 및 제2 스피커는 상기 청취 환경 내에서 오디오 주파수 범위에 걸쳐 상이한 오디오 주파수 응답을 갖는 것인 오디오 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제2 스피커에 의해 가청 사운드로서 생성된 상기 제1 보상 채널은, 상기 제1 스피커의 청취자가 인지한 물리적 위치를 변화시키는 일이 없이 상기 청취 환경 내의 제1 스피커로부터의 사운드의 음향 심리학적으로 인지된 오디오 주파수 응답을 변화시키는 지연 및 주파수 이퀄라이제이션 특성을 갖고 있는 것인 오디오 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제2 스피커에 의해 생성된 제2 가청 사운드의 주파수 이퀄라이제이션 특성은 상기 제1 스피커에 의해 생성된 제1 가청 사운드의 주파수 범위 내에 있는 것인 오디오 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 스피커에 의해 가청 사운드로서 생성된 상기 제2 보상 채널은, 상기 제2 스피커의 청취자가 인지한 물리적 위치를 변화시키는 일이 없이 상기 청취 환경 내의 제2 스피커로부터의 제2 가청 사운드의 음향 심리학적으로 인지된 오디오 주파수 응답을 변화시키는 지연 및 주파수 이퀄라이제이션 특성을 갖고 있는 것인 오디오 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 스피커에 의해 생성된 제1 가청 사운드의 주파수 이퀄라이제이션 특성은 상기 제2 스피커에 의해 생성된 제2 가청 사운드의 주파수 범위 내에 있는 것인 오디오 시스템.
  9. 청구항 5에 있어서, 상기 제2 스피커는 상기 오디오 주파수 범위에 걸쳐 전체적으로 평탄한 주파수 응답 특성을 갖고 있고, 상기 제1 스피커는 상기 오디오 주파수 범위에 걸쳐 전체적으로 불규칙한 주파수 응답을 갖고 있으며, 상기 제2 스피커에 의해 가청 사운드인 것으로서 생성된 상기 제1 보상 채널은 상기 청취 환경 내에서 음향 심리학적으로 인지되는 경우 상기 제1 스피커로부터의 사운드의 주파수 응답의 불규칙성을 감소시키도록 구성되는 것인 오디오 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 보상 채널 및 제2 보상 채널은 각각 레벨 조정기 회로를 더 포함하고, 상기 레벨 조정기 회로는 상기 제1 보상된 출력 신호 및 제2 보상된 출력 신호의 스펙트럼 에너지의 전체적 크기를 선택적으로 조정하도록 구성되는 것인 오디오 시스템.
  11. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 및 제2 스피커는 차량의 탑승자실 내에 배치되는 것인 오디오 시스템.
  12. 각각 오디오 신호를 제공하는 복수의 오디오 채널과;
    각각 상기 복수의 오디오 채널의 각 오디오 채널의 오디오 신호와 연관되어 있는 복수의 보상 채널로서, 각 오디오 보상 채널은 직렬 접속된 지연 회로 및 주파수 이퀄라이저 회로를 포함하여 상기 각 오디오 채널의 오디오 신호로부터 보상된 오디오 신호를 생성하는 것인, 복수의 보상 채널과;
    상기 오디오 채널 중 적어도 일부 채널에 대하여 대응 스피커에 제공되는 오디오 출력 신호를 생성하도록 구성되는 복수의 합산 회로
    를 포함하고,
    상기 합산 회로 중 하나는 제1 스피커를 구동하여 제1 주파수 응답을 생성하는 제1 오디오 출력 신호를 갖고, 상기 복수의 오디오 채널의 각 제1 오디오 채널로부터의 오디오 신호와 적어도 하나의 보상된 오디오 신호를 수신하도록 구성된 입력을 갖고 있으며, 상기 적어도 하나의 보상된 오디오 신호는 상기 복수의 오디오 채널의 적어도 하나의 각 제2 오디오 채널의 오디오 신호로부터 생성되며,
    상기 복수의 오디오 채널 중 적어도 하나의 각 제2 오디오 채널은 제2 스피커를 구동하여 제2 주파수 응답을 생성하도록 구성되고, 상기 제1 주파수 응답 중에 포함된 상기 적어도 하나의 보상된 오디오 신호는 상기 제2 주파수 응답과 보강 결합하여, 상기 제2 스피커의 청취자 인지 위치를 변화시키는 일이 없이 청취 위치에서 타겟 주파수 응답 중의 편이를 최소화화도록 구성되는 것
    인 다채널 오디오 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서, 각 합산 회로의 출력은 그 대응 스피커와 전기적으로 통신되는 것인 다채널 오디오 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 다채널 오디오 시스템의 각 채널에 대한 스피커는 청취 환경 내에 배치되고, 상기 스피커로부터의 사운드 출력은 합해져 가상 스피커를 생성하고, 그 가상 스피커는 하나 이상의 상기 스피커의 실제 위치가 아닌 위치에서 청취 환경 내의 청취자에 의해 음향 심리학적으로 인지되는 것인 다채널 오디오 시스템.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 다채널 오디오 시스템의 각 채널에 대한 스피커는 청취 환경 내에 배치되고, 상기 2개 이상의 스피커로부터의 사운드 출력은 상기 청취 환경에서 오디오 주파수 범위에 걸쳐 음향 심리학적으로 인지된 상이한 오디오 주파수 응답들을 갖는 것인 다채널 오디오 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 보상 채널들은, 음향 심리학적으로 인지된 상이한 오디오 주파수 응답들을 갖는 상기 2개 이상의 스피커 중 적어도 하나의 상기 음향 심리학적으로 인지된 오디오 주파수 응답을 변화시키는 지연 및 주파수 특성을 갖고 있는 것인 다채널 오디오 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 2개 이상의 스피커 중 적어도 하나는, 상기 다채널 오디오 시스템의 하나 이상의 다른 스피커와 비교하여, 상기 오디오 주파수 범위에 걸쳐 전체적으로 불규칙한 주파수 응답을 갖고 있는 것인 다채널 오디오 시스템.
  18. 청구항 12에 있어서, 각각의 상기 보상 채널은 레벨 조정기 회로를 포함하고, 상기 레벨 조정기 회로는 상기 보상된 오디오 신호의 전체 에너지 레벨을 조정하도록 구성된 것인 다채널 오디오 시스템.
  19. 청구항 13에 있어서, 상기 다채널 오디오 시스템의 각 채널에 대한 스피커는 청취 환경 내에 배치되고, 상기 스피커로부터의 사운드 출력은 합해져, 적어도 복수의 스피커에 의해 실질상 동일하게 분배되는 것으로서 상기 청취 환경 내의 청취자에 의해 음향 심리학적으로 인지되는, 상기 청취 환경 내의 상이한 청취 위치에서 음장을 생성하는 것인 다채널 오디오 시스템.
  20. 다채널 오디오 시스템 동작 방법으로서,
    제1 오디오 신호를 수신하고,
    상기 제1 오디오 신호 상에서 일련의 지연 및 주파수 이퀄라이제이션을 실행하여 제1 보상된 오디오 신호를 생성하며,
    제2 오디오 신호를 수신하고,
    상기 제2 오디오 신호 상에서 일련의 지연 및 주파수 이퀄라이제이션을 실행하여 제2 보상된 오디오 신호를 생성하며,
    상기 제1 오디오 신호와 제2 보상된 오디오 신호를 합하여 제1 스피커에 제공하기 위한 제1 출력 신호를 생성하고,
    상기 제2 오디오 신호와 제1 보상된 오디오 신호를 합하여 제2 스피커에 제공하기 위한 제2 출력 신호를 생성하며,
    청취 위치에서 상기 제1 보상된 오디오 신호의 주파수 응답과 상기 제1 오디오 신호의 주파수 응답을 보강 결합하여, 상기 제1 스피커의 음향심리학적으로 인지된 물리적 위치의 변화 없이 타겟 주파수 응답 중의 편이를 최소화하는 것
    을 포함하는 다채널 오디오 시스템 동작 방법.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 제1 및 제2 출력 신호를 상기 제1 및 제2 스피커에 각각 제공하는 것을 더 포함하는 다채널 오디오 시스템 동작 방법.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 제2 스피커는 상기 오디오 주파수에 걸쳐 전체적으로 평탄한 주파수 응답을 갖고 있고, 상기 제1 스피커는 상기 오디오 주파수 범위에 걸쳐 전체적으로 불규칙한 주파수 응답을 갖고 있으며, 상기 방법은,
    상기 제1 및 제2 스피커를 청취 환경 내에 배치하고,
    상기 제2 스피커에 제공되는 제1 오디오 신호를 지연시키고 이퀄라이징하여, 상기 청취 환경 내에서 상기 제1 스피커의 상기 음향 심리학적으로 인지된 물리적 위치를 변화시키는 일이 없이, 상기 청취 환경 내의 제1 스피커의 음향 심리학적으로 인지되는 오디오 주파수 응답을 개선하는 것
    을 더 포함하는 다채널 오디오 시스템 동작 방법.
  23. 청구항 21에 있어서, 상기 제1 및 제2 스피커를 청취 환경 내에 배치하고,
    상기 제2 스피커에 제공되는 제1 오디오 신호의 지연 및 주파수 이퀄라이제이션과 상기 제1 스피커에 제공되는 제2 오디오 신호의 지연 및 주파수 이퀄라이제이션을 조정하여, 상기 청취 환경 내의 제1 및 제2 스피커의 실제 위치가 아닌 위치에서 청취 환경 내의 청취자에 의해 음향 심리학적으로 인지되는 가상 스피커 사운드를 생성하는 것을 더 포함하는 다채널 오디오 시스템 동작 방법.
  24. 청구항 20에 있어서, 상기 제1 및 제2 스피커는 차량의 탑승자실 내에 배치되는 것인 다채널 오디오 시스템 동작 방법.
  25. 청구항 20에 있어서, 상기 제1 보상된 오디오 신호 및 제2 보상된 오디오 신호를 생성하는 것은 각 레벨 조정기를 실행하여, 상기 제1 및 제2 보상된 오디오 신호의 전체 에너지 레벨을 조정하는 것을 더 포함하는 것인 다채널 오디오 시스템 동작 방법.
  26. 청구항 25에 있어서, 상기 제1 및 제2 보상된 오디오 신호는 실질상 크기가 동일한 것으로 청취자에 의해 음향 심리학적으로 인지되는 가청 사운드를 상기 제1 및 제2 스피커로부터 생성하는 일련의 지연, 주파수 이퀄라이제이션 및 에너지 조정에 의해 생성되는 것인 다채널 오디오 시스템 동작 방법.
  27. 프로세서에 의해 실생 가능한 컴퓨터 실행 가능한 명령어를 저장하도록 구성된 지속성(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능한 매체로서,
    제1 오디오 신호를 수신하도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어와;
    직렬의 지연 모듈 및 주파수 이퀄라이제이션 모듈을 실행하여 상기 제1 오디오 신호로부터 제1 보상된 오디오 신호를 생성하도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어와;
    제2 오디오 신호를 수신하도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어와;
    직렬의 지연 모듈 및 주파수 이퀄라이제이션 모듈을 실행하여 상기 제2 오디오 신호로부터 제2 보상된 오디오 신호를 생성하도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어와;
    상기 제1 오디오 신호 및 제2 보상된 오디오 신호를 합하여 제1 스피커에 제공하기 위한 제1 출력 신호를 생성하도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어와;
    상기 제2 오디오 신호 및 제1 보상된 오디오 신호를 합하여 제2 스피커에 제공하기 위한 제2 출력 신호를 생성하도록 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어
    를 포함하고, 상기 제1 보상된 오디오 신호에 기초한 상기 제2 스피커의 주파수 응답 출력은 청취 위치에서 상기 제1 오디오 신호에 기초한 제1 스피커의 주파수 응답과 보강 결합되어, 상기 제1 스피커의 음향 심리학적으로 인지된 물리적 위치의 변화 없이 청취 위치에서 타겟 주파수 응답 중의 편이를 최소화하도록 구성되는 것인, 지속성 컴퓨터 판독 가능한 매체.
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