KR101407200B1 - 가상 소스와 연관된 오디오 신호를 위한 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 계산하는 장치 및 방법 - Google Patents

가상 소스와 연관된 오디오 신호를 위한 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 계산하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

가상 소스와 연관된 오디오 신호를 위한 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 계산하는 장치는 멀티-채널 렌더러를 포함한다. 멀티-채널 렌더러(510)는 가상 소스의 포지션(502)이 라우드스피커 전이구역(530) 외부에 위치하면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들(550)에 대한 구동 계수들(512)을 제1 계산 규칙에 기초하여 계산한다. 또한, 멀티-채널 렌더러(510)는 가상 소스의 포지션(502)이 라우드스피커 전이구역(530) 내에 위치하면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들(550)에 대한 구동 계수들(512)을 제2 계산 규칙에 기초하여 계산한다. 라우드스피커 전이구역(530)의 경계는 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커(550)로의 최소 거리를 포함하되, 최소 거리는 상기 라우드스피커(550)와 라우드스피커(550)에 인접한 라우드스피커(550)간의 거리에 따라 달라진다. 또한, 라우드스피커 배열은 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커들(550)을 포함하되, 각 라우드스피커들(550) 쌍의 라우드스피커들(550) 간의 거리는 서로 다르다.

Description

가상 소스와 연관된 오디오 신호를 위한 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 계산하는 장치 및 방법{Apparatus and Method for Calculating Driving Coefficients for Loudspeakers of a Loudspeaker Arrangement for an Audio Signal Associated with a Virtual Source}
본 발명은 오디오 신호 처리 분야에 관련되며, 특히 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 계산하는 장치 및 방법 그리고 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 신호를 제공하는 장치 및 방법에 관련된다.
엔터테인먼트 전자분야의 신기술 및 혁신 제품에 대한 증가하는 수요가 있다. 새로운 멀티미디어 시스템의 성공에 대한 중요한 선행조건은 최적의 기능성 또는 성능을 제공하는 것이다. 이는 디지털 기술의 채용, 특히 컴퓨터 기술의 채용에 의해 성취된다. 이러한 예로서 증강된 현실에-근접한 오디오 비주얼 인상을 제공하는 어플리케이션들이 있다. 이전의 오디오 시스템에 있어서, 근본적인 단점은 자연스러운 공간 사운드 재생의 품질에 있으며 또한 가상 환경에도 있다.
오디오 신호의 멀티-채널 라우드스피커 재생방법들이 수년 동안 알려져 왔고 표준화되어 왔다. 모든 일상적 기술들은 라우드스피커 및 청취자의 포지션 측면 모두 이미 전송 포맷 상에 인식된다는 단점을 갖는다. 청취자와 관련된 라우드스피커의 잘못된 배열에 의해, 오디오 품질이 상당히 저해된다. 최적의 사운드는 작은 지역의 재생 공간, 소위 스위트 스팟(sweet spot) 에서만 가능하다.
오디오 재생시의 더 큰 인클로저(enclosre)나 인벨로프(envelope) 뿐만 아니라 더 나은 자연스런 공간 인상이 신기술의 도움으로 성취될 수 있다. 이러한 기술, 소위 웨이브 필드 합성(WFS)의 원칙은 TU Delft에서 연구되어 80년대 말에 최초로 발표되었다(Berkout, A.J.; de Vries, D.; Vogel, P.: Acoustic Control by Wave Field Synthesis. JASA 93, 993).
이러한 방법은 컴퓨터 파워와 전송율을 상당히 요구하기 때문에, 웨이브 필드 합성은 지금까지는 거의 채택되지 않아 왔다. 마이크로프로세서 기술과 오디오 인코딩 분야의 진보만이 실질적인 어플리케이션에 이러한 기술을 채용할 수 있게 한다.
WFS의 기본적인 사상은 웨이브 이론에 대한 Huygens의 원칙의 응용에 기초한다. 웨이브에 의해 포획되는 각 포인트는 구형 또는 원형으로 전파되는 기본 웨이브의 시작 포인트이다.
음향에 적용되면, 유입 파면(wave front)의 모든 임의의 모양은 연속하여 배열된 많은 양의 라우드스피커들(소위 라우드스피커 어레이)에 의해 복제될 수 있다. 가장 단순한 경우인, 재생될 싱글 포인트 소스와 라우드스피커의 선형 배열에서, 각 아우드스피커의 오디오 신호에는 시간 지연과 진폭 스케일링이 제공되어 개별 라우드스피커의 방사 사운드 필드들이 올바르게 오버레이한다. 몇몇 사운드 소스들에서, 각 소스에 대하여, 각 라우드스피커로의 컨트리뷰션(contribution)이 별도로 계산되어 그 결과 신호들이 가산된다. 만일 재생되는 소스들이 반향 벽(reflection wall)이 있는 방에 있다면, 반향들 또한 라우드스피커 어레이를 통해 추가적인 소스로서 재생되어야 한다. 따라서, 계산 비용은 사운드 소스의 수, 녹음실의 반향 속성 및 라우스스피커의 수에 종속된다.
특히, 이러한 기술의 이점은 거대한 재생 공간을 가로지르는 자연스러운 공간 사운드 임프레션이 가능하다는 것이다. 알려진 기술과 반대로, 사운드 소스의 방향 및 거리는 매우 정확한 방식으로 재생된다. 어느 정도는, 가상 사운드 소스들은 실제 라우드스피커 어레이와 청취자 사이에 배치될 수도 있다.
비록 웨이브 필드 합성 함수들은 그 속성이 알려진 환경에 잘 맞지만, 만일 속성이 변하거나 웨이브 필드 합성이 환경의 실제 속성에 매칭하지 않는 환경 속성에 기초하여 실행된다면 불규칙성이 발생한다.
그러나, 웨이브 필드 합성 기술은 또한 비주얼 인식을 이에 대응하는 공간 오디오 인식(perception)으로 보충하도록 유리하게 채용될 수 있다. 이전에는, 가상 스튜디오에서의 제작시, 가상 장면에 대한 현실적인 비주얼 임프레션의 전달이 가장 중요하게 여겨졌다. 이미지에 매칭하는 음향 임프레션은 보통 소위 사후제작시의 수작업 단계에서 오디오 신호에 가해지거나, 너무 비싸고 구현 시간이 많이 소요되는 것으로 분류되어 무시된다. 따라서, 각 지각 간의 모순이 발생하여, 설계된 공간, 즉 설계된 장면이 다소 비현실적으로 인식된다.
기술 간행물 "Subjective experiments on the effects of combining spatialized audio and 2D video projection in audio-visual systems", W. de Bruijin 및 M. Boone, AES 컨벤션지 5582, 2002년 5월 10일-13일 , Munich, 에는, 오디오 비주얼 시스템의 공간 오디오와 2차원 비디오 프로젝션의 결합의 효과와 관련하여 주관적 실험이 기술되어 있다. 특히, 카메라로부터 서로 다른 간격으로 서로 후면하여 서있는 두 스피커는, 만일 서로 후면하고 서있는 두 사람이 보이고 이들이 웨이브 필드 합성의 도움으로 다른 가상 사운드 소스로서 재건될 수 있다면, 뷰어에게 더 잘 이해될 것이다. 이 경우, 주관적 테스트에 의해, 청취자는 서로 떨어져서 동시에 말하고 있는 두 스피커를 좀 더 잘 이해하고 구분할 수 있다.
2001년 9월 24일부터 27일 까지의 Ilmenau의 46회 국제 과학 세미나의 컨퍼런스 기고문, "Automatisierte Anpassung der Akustik an virtuelle Raume", U. Reiter, F. Melchior, C. Seidel, 에서, 톤(tone) 사후제작 프로세스를 자동화하는 방법이 표현되어 있다. 끝으로, 실내 크기, 표면의 질감이나 카메라 위치, 및 액터의 포지션과 같은, 비주얼화를 위해 필요한 필름세트의 파라미터가 음향 적절성을 위해 체크되어, 대응하는 제어 데이터가 생성된다. 이는, 자동화된 방법으로, 채택 사후제작에 채택된 효과와 사후제작 프로세스에 영향을 미치는데, 여기에는 카메라와의 거리에 따른 스피커 볼륨의 적응이나 실내 크기와 벽 질감에 따른 잔향(reverberation) 시간 같은 것이 있다. 이때, 목적은 강화된 현실감을 위한 가상 장면에 대한 비주얼 임프레션을 증가시키는 것이다.
"카메라의 귀로 듣기"가 가능해져서, 장면이 좀더 현실적으로 보이도록 한다. 이때, 사진 내의 사운드 이벤트 위치와 주변 필드내의 청취 이벤트 위치간의 가능한한 높은 상호관계를 획득하기 위해 분투된다. 이는 사운드 소스 포지션이 항상 사진에 적응되도록 되어있다는 것을 의미한다. 줌과 같은 카메라 파라미터들 또한, 두 개의 라우드스피커들 L 과 R의 포지션과 같이, 톤(tone) 디자인에 포함될 수 있다. 끝으로, 가상 스튜디오의 트랙킹 데이터는 수반하는 시간코드와 함께 시스템에 의해 파일로 기록된다. 동시에, 사진, 색조, 및 시간 코드가 MAZ에 기록된다. camdump 파일이 컴퓨터로 전송되어 오디오 워크스테이션에 대한 제어 데이터를 생성하고 동시에 이를 MIDI 인터페이스를 통해 MAZ로부터 유래하는 사진으로 출력한다. 서라운드 필드 내의 사운드 소스의 포지셔닝 및 초기 반향 및 잔향의 삽입과 같은, 실제 오디오 프로세싱이 오디오 워크스테이션 내에서 발생한다. 신호가 5.1 서라운드 라우드스피커 시스템을 위해 렌더링된다.
캡처 설정의 사운드 소스의 포지션과 같은 카메라 트랙킹 파라미터들은 실제 무비 세트 내에 기록될 수 있다. 이러한 데이터는 또한 가상 스튜디오 내에 생성될 수 있다.
가상 스튜디오에서, 액터 또는 발표자는 녹음실 내에 홀로 서있다. 특히, 그 또는 그녀는 파란색 벽(또한 파란색 박스나 파란색 패널로도 지칭되는) 앞에 서있다. 파란색 벽에, 파란색 패턴과 연파랑 줄무늬가 적용된다. 이러한 패턴과 관련해서 특이한 것은 줄무늬들의 넓이가 다르고, 따라서 다양한 줄의 조합이 나온다는 것이다. 파란색 벽 상의 독특한 줄의 조합들로 인해서, 사후제작시, 파란색 벽이 가상 백그라운드로 대치될 때, 카메라가 어느 방향을 보고 있는지를 정확하게 결정할 수 있다. 이러한 정보를 이용하여, 컴퓨터는 현행 카메라 뷰 앵글을 위한 백그라운드를 결정할 수 있을 것이다. 무엇보다도, 추가적인 카메라 파라미터들을 센싱하고 출력하는 카메라의 센서들이 평가된다. 센서들에 의해 센싱되는 전형적인 카메라 파라미터들은 3 방향(degrees) 변환 x, y, z, 3 방향(degrees) 회전(또는 롤링으로 불려지는), 틸트, 팬(pan), 그리고 카메라의 조리개 앵글 상의 정보와 동일한 의미를 갖는 포컬 길이(focal length) 또는 줌이 있다.
따라서 카메라의 정확한 포지션이 또한 이미지 인식과 값 비싼 센서 기술 없이 결정될 수 있도록, 트랙킹 시스템이 채용될 수 있는데, 이는 카메라에 장착된 적외선 센서의 포지션을 결정하는 수 개의 적외선 카메라들로 구성된다. 이에 따라, 카메라의 포지션이 결정된다. 센서 기술에서 제공하는 카메라 파라미터와 이미지 인식에 의해 평가되는 스트립(strip) 정보로, 실-시간 컴퓨터가 현행 사진을 위한 백그라운드를 지금 계산할 것이다. 이에 따라, 파란 백그라운드가 갖고 있는 파란 색조(hue)가 사진으로부터 제거되어, 가상 백그라운드가 파란 백그라운드 대신 재생된다.
대다수의 경우에, 비주얼 이미지 풍경의 전반적인 음향 임프레션을 취하는 것에 대한 개념이 뒤에 설명된다. 이는 이미지 디자인에서 유래하는 "풀샷(full shot)"의 용어로 적절하게 기술될 수 있다. 이러한 "풀샷" 사운드 임프레션은, 보통, 사물에 대한 광학 뷰 앵글이 크게 변한다고 하더라도, 장면의 모든 샷들에 대하여 일정함을 유지한다. 따라서, 광학의 세부사항은 대응하는 샷에 의해 강조되고 또는 백그라운드에 제안된다. 무비 다이얼로그 디자인내의 카운터 샷들은 또한 톤에 의해 재현되지 않는다.
따라서, 뷰어를 오디오비주얼 장면에 음향적으로 임베딩할 필요가 있다. 이때, 장면이나 이미지 영역은 뷰어의 관람방향과 관람 앵글을 형성한다. 이는 톤이 이미지를 항상 장면 이미지에 매칭하는 형태로 트래킹한다는 것을 의미한다. 특히, 이는 가상 스튜디오에 대하여 좀 더 중요해지는데, 이는 전형적으로, 예를 들면, 발표와 발표자가 현재 속한 서라운딩의 톤간의 상호관계가 없기 때문이다. 장면의 전반적인 오디오비주얼 임프레션을 구하기 위하여, 렌더링된 이미지에 매칭하는 공간 임프레션이 시뮬레이션되어야 한다. 이러한 점에서, 예를 들면, 무비 스크린의 뷰어가 인식하는, 그러한 사운드 개념에서 근본적인 주관적 속성은, 사운드 소스의 위치이다.
오디오 필드에서, 웨이브 필드 합성(WFS)의 기술에 의해, 커다란 청취자 영역을 위한 좋은 공간 사운드가 성취될 수 있다. 상술한 바와 같이, 웨이브 필드 합성은 호이겐스(Huygens) 원리에 기초하며, 이에 따라 파면(wave front)이 형성되고, 요소파(elementary waves)의 합성(superimposition)에 의해 증강될 수 있다. 수학적으로 정확한, 이론적인 설명에 따르면, 무한히 작은 간격으로 있는 무한한 수의 소스들은 요소파들의 생성에 사용되어야 한다. 그러나, 실제적으로, 한정된 수의 라우드스피커가 한정된, 작은 간격으로 사용된다. 이러한 라우드스피커들 각각은, WFS 원리에 따르면, 특정 지연과 특정 레벨을 갖는 가상 소스로부터의 오디오 신호에 의해 제어된다. 레벨과 지연은 보통 모든 라우드스피커들에 대하여 다르다.
이미 상술한 바와 같이, 웨이브 필드 합성 시스템은 호이겐스의 원리에 기초하여 작동하며, 주어진 파형을 재건하는데, 예를 들면, 표현 영역에서 일정 거리에 배열된 가상 소스나 표현 영역 내의 청취자의 주어진 파형을 다양한 개별 웨이브에 의해 재건한다.
웨이브 필드 합성 알고리즘은 따라서 각 라우드스피커의 실제 포지션에 대한 정보를 라우드스피커 어레이로부터 획득한 후, 각 라우드 스피커에 대하여, 이 라우드 스피커가 결국 발산해야 하는 컴포넌트 신호를 계산함으로써, 한 라우드스피커로부터의 라우드스피커 신호와 다른 액티브 라우드스피커들의 라우드스피커 신호들과의 합성(superimposition)이 재건(reconstruction)을 수행하도록 하여, 청취자는 그 또는 그녀가 많은 개별 라우드스피커들에 의한 사운드가 아닌 가상 소스의 포지션에 있는 단지 하나의 라우드스피커에 의한 "사운드에 노출" 되었다는 인상을 갖게 된다.
웨이브 필드 합성 세팅 내의 수개의 가상 소스들에 대하여, 각 라우드스피커에 대한 각 가상 소스의 컨트리뷰션(contribution), 즉 제1 라우드스피커에 대한 제1 가상 소스의 컴포넌트 신호, 제1 라우드스피커에 대한 제2 가상소스의 컴포넌트 신호, 등등이 계산된 후, 해당 컴포넌트 신호들이 합산되어, 결국 실제 라우드스피커 신호를 획득한다. 예를 들면, 세 개의 가상소스들의 경우에, 청취자 근처의 모든 액티브 라우드스피커들의 라우드스피커 신호들의 합성은 청취자로 하여금 그 또는 그녀가 커다란 라우드스피커 어레이로부터의 사운드에 노출되었다는 인상을 갖는 것이 아니고, 그 또는 그녀가 듣는 사운드는, 가상 소스들과 동일한, 오직 특정 포지션에 배치된 세 개의 사운드 소스들로부터 온다는 인상을 갖게 할 것이다.
실제로, 컴포넌트 신호들의 계산은, 가상 소스의 포지션과 라우드스피커의 포지션에 따라서, 특정 시간 인스턴트에서의 지연과 스케일링 팩터에 의해 전달되는 가상 소스와 연관된 오디오 신호에 의해 발생하여, 가상소스의 지연 및/또는 스케일링된 오디오 신호를 획득하게 되는데, 이는, 하나의 가상 소스만이 존재할 때, 즉시 라우드스피커 신호를 표현하거나, 또는 다른 가상소스들로부터 고려되는 라우드스피커에 대한 또 다른 컴포넌트 신호의 추가 후에, 고려되는 라우드스피커에 대한 라우드스피커 신호로 제공된다.
전형적인 웨이브 필드 합성 알고리즘은 많은 라우드스피커들이 라우드스피커 어레이내에 배열되는 방법과 독립적으로 작동한다.웨이브 필드 합성의 기본 이론은 각 임의의 사운드 필드가, 서로 무한히 밀접하게 배열된, 무한히 많은 수의 개별 라우드스피커들에 의해 정확하게 재건된다는 사실로 구성된다. 그러나, 실제, 무한히 많은 수도 무한히 밀접한 배열도 실현될 수 없다. 대신, 한정된 수의 라우드스피커들이 있고, 이들은 서로 특별히 주어진 간격으로 추가적으로 배열된다. 이와 같이, 실제 시스템에서, 항상 오직 근사치만이 만일 가상 소스가 실제로 존재한다면, 즉 실제 소스라면, 발생하게 되는 실제 파형으로 성취된다.
더욱이, 극장을 고려하는 경우, 라우드스피커 어레이 내에 다양한 시나리오들이 존재하고, 이러한 다양한 시나리오들은 예를 들어 영화 스크린 상에서 오직 배열된다. 이 경우에, 웨이브 필드 합성 모듈은 이러한 라우드스피커들에 대한 라우드스피커 신호를 생성할 것이고, 이러한 라우드스피커들에 대한 라우드스피커 신호는 라우드스피커 어레이, 예를 들면, 단지 위에 스크린이 배치되고 극장의 사이드에 걸쳐서 뻗어있는 라우드스피커 어레이만이 아닌, 청중실 좌측, 우측 및 뒤쪽으로 배열된 라우드스피커어레이 내의 대응하는 라우드스피커들에 대해서도 일반적으로 동일할 것이다. 물론 이러한 "360도" 라우드스피커 어레이는, 예를 들면 뷰어 전방의 단지 원-사이드(one-sided) 어레이보다는 정확한 웨이브필드에 좀더 근사한 값을 제공할 것이다. 그렇지만 뷰어 전방의 라우드스피커에 대한 라우드스피커 신호는 두 경우 모두 동일하다. 이는 웨이브 필드 합성 모듈이 전형적으로 얼마나 많은 라우드스피커가 존재하는지 여부, 또는 원-사이드인지 멀티-사이드인지 여부, 또는 360도 어레이인지 여부에 대한 피드백을 획득하지 않는다는 것을 의미한다. 즉, 웨이브 필드 합성 수단은 라우드스피커의 포지션으로부터 라우드스피커에 대한 라우드스피커 신호를 계산하며, 이러한 추가적인 라우드스피커들이 또 존재하는지와 여부에 독립적이다.
예를 들면, 미국특허 US 7,684,578은 라우드스피커 어레이의 모든 라우드스피커들에 구동 신호 컴포넌트를 제공함으로써 아티팩트(artifacts)를 감소하기 위한 웨이브 필드 합성 장치를 기술한다. 이는 관련된 라우드스피커들의 결정과 관련된 라우드스피커들에 대해서만 구동신호 컴포넌트들의 계산을 보여준다.
일반적으로, 다른 효과로 인한 아티팩트의 감소나 제거는 매우 중요하다.
본 발명의 목적은 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 계산하거나 구동 신호들을 제공하기 위한 향상된 개념을 제공하는 것이며, 이는 아티팩트(artfacts)를 제거하고 그리고/또는 라우드스피커 배열에 의해 재생된 오디오 신호의 오디오 품질을 향상을 도모한다.
이러한 목적은 청구항 1 또는 청구항 17에 따른 장치나 청구항 15에 따른 방법에 의해 성취된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 가상 소스와 연관된 오디오 신호를 위한 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동계수들을 계산하는 장치가 제공된다. 장치는 멀티-채널 렌더러를 포함하며, 멀티-채널 렌더러는 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역의 내부지역에 위치하면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 제1 서브구동(subdriving) 계수를 제1 계산규칙에 따라 계산하도록 구성되고, 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 제2 서브구동 계수를 제2 계산규칙에 따라 계산하도록 구성되고, 그리고 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 구동(driving) 계수를 제1 서브구동 계수와 제2 서브구동 계수들에 기초하여 계산하도록 구성된다. 또한, 멀티-채널 렌더러는 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역 외부에 위치하면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 제2 서브구동 계수를 제2 계산규칙에 따라 계산하도록 구성되고, 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 제3 서브구동 계수를 제3 계산규칙에 따라 계산하도록 구성되고, 그리고 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 제2 서브구동계수와 제3 서브구동 계수들에 기초하여 계산하도록 구성된다. 제2 계산 규칙은 제1 계산 규칙과 다르고 또한 제3 계산 규칙과 다르다. 상기 라우드스피커 전이 구역은 라우드스피커 배열의 내부 구역과 라우드스피커 배열의 외부구역을 분리한다. 또한, 상기 라우드스피커 배열의 라우드스피커들은 라우드스피커 전이구역 내에 위치한다.
서로 다른 서브구동 계수를 한 라우드스피커에 대한 구동 계수들을 결정하는 서로 다른 계산 규칙에 따라 계산함으로써, 특히 라우드스피커 배열의 상기 라우드스피커 근처의 라우드스피커 배열 외부 및 라우드스피커 배열의 내부에 위치한 가상 소스의 서로 다른 지각적(perceptual) 행위가 고려된다. 서로 다른 서브구동 계수들을 결합함으로써, 라우드스피커 배열 외부로부터 라우드스피커 배열 내부로의 가상소스의 전이 동안의 불연속이나 전이구역의 경계에서의 불연속으로 인한 아티팩트가 상당히 감소될 수 있고 이러한 방식으로 오디오 품질이 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 가상 소스와 연관된 오디오 신호를 위한 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 계산하는 장치가 제공된다. 장치는 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역 외부에 위치하면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 제1 계산 규칙에 기초하여 계산하도록 구성되는 멀티-채널 렌더러를 포함한다. 또한, 멀티-채널 렌더러는 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역 내에 위치하면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 제2 계산 규칙에 기초하여 계산하도록 구성된다.라우드스피커 전이구역의 경계는 상기 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커로의 최소 거리를 포함하되, 상기 최소 거리는 상기 라우드스피커와 상기 라우드스피커에 인접한 라우드스피커간의 거리에 의존한다. 또한, 라우드스피커 배열은 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커들을 포함하되, 각 라우드스피커들 쌍의 라우드스피커들 간의 거리는 서로 다르다.
라우드스피커 배열의 내부구역과 외부구역을 분리하는 라우드스피커 전이 구역의 가변 넓이를 사용함으로써, 서로 멀리 떨어진 두 개의 라우드스피커 및 서로 밀접하게 배치된 두 개의 라우드스피커 사이에 위치한 가상소스의 오디오 신호의 서로 다른 행위가 고려될 수 있다. 따라서, 인접한 라우드스피커들의 서로 다른 거리로 인한 아티팩트가 감소될 수 있고 오디오 품질이 향상될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 신호를 가상 소스와 연관된 오디오 신호에 기초하여 제공하는 장치가 제공된다. 장치는 라우드스피커 결정기와 멀티-채널 렌더러를 포함한다. 라우드스피커 결정기는 가상소스의 포지션 주위의 가변 각(angular) 범위 내에 위치한 라우드스피커 배열의 관련된 라우드스피커들 그룹을 결정하도록 구성된다. 가변 각(angular) 범위는 가상 소스의 포지션과 미리 정의된 청취자 포지션 간의 거리에 기초한다. 멀티-채널 렌더러는 결정된 관련된 라우드스피커들 그룹에 대한 구동 계수들을 계산하도록 구성된다. 또한, 멀티-채널 렌더러는 구동신호들을 계산된 구동 계수들 및 오디오 신호에 기초하여 관련된 라우드스피커들 그룹에 제공하되, 가상소스의 구동신호들을 관련된 라우드스피커들 그룹의 라우드스피커들 이외의 다른 라우드스피커들에 제공하지 않도록 구성된다.
액티브 라우드스피커의 각(angular) 범위를 가상 소스의 포지션 및 미리 정의된 청취자 포지션의 거리에 기초하여 조정함으로써, 가상소스들이 미리 정의된 청취자 포지션을 통해 이동하거나 미리 정의된 청취자 포지션 가까이로 이동함으로 인한 아티팩트들이 감소될 수 있고 오디오 품질이 향상될 수 있다. 예를 들면, 가상소스가 미리 정의된 청취자 포지션으로 움직이면, 가상 소스가 미리 정의된 청취자 포지션에 도달할 때, 가변 각 범위는 점점 더 커져서 360도에 도달하게 된다.
본 발명의 일 측면에 따르면 라우드스피커 배열의 내부구역과 외부구역을 분리하는 라우드스피커 전이구역의 가변 넓이를 사용함으로써, 서로 멀리 떨어진 두 개의 라우드스피커 및 서로 밀접하게 배치된 두 개의 라우드스피커 사이에 위치한 가상소스의 오디오 신호의 서로 다른 행위가 고려될 수 있다. 따라서, 인접한 라우드스피커들의 서로 다른 거리로 인한 아티팩트가 감소될 수 있고 오디오 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 계산하는 장치의 블록도이다.
도 2는 웨이브 필드 합성 모듈의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 웨이브 필드 합성 모듈의 구체화된 표현이다.
도 4a는 라우드스피커 배열의 개요도이다.
도 4b는 서로 다른 전이 구역 지시자에 대한 계수 가중치 및 서로 다른 계산 규칙들을 보여주는 도면이다.
도 5a는 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 계수를 계산하는 장치의 블록도이다.
도 5b는 가변 넓이의 라우드스피커 전이구역을 갖는 라우드스피커 배열의 개요도이다.
도 6은 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동계수를 계산하는 장치의 블록도이다.
도 7은 가상소스에 대한 서로 다른 미리 정의된 포지션에 대한 복수의 서로다른 구동계수의 계산에 대한 개요도이다.
도 8은 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동신호를 제공하는 장치의 블록도이다.
도 9는 미리 정의된 청취자 포지션에 대해 서로 다른 간격을 갖는 가상 소스의 포지션 주변의 가변 각도 범위에 대한 개요도이다.
도 10 및 도 11은 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 계산하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 12는 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동신호를 제공하는 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 실시예를 설명함에 있어서 중복을 제거하기 위하여, 동일한 참조번호가 동일하거나 유사한 기능적 속성을 갖는 오브젝트, 기능 유닛에 대하여 부분적으로 사용되며 도면과 관련된 설명이 또한 다른 도면들에 대하여 적용될 것이다.
다음의 실시예들은 라우드스피커에 대한 구동계수를 계산하는 개념이나 구동계수에 기초하여 라우드스피커에 대한 구동신호를 생성하는 개념을 서술한다. 이러한 구동 계수는 또한 필터 계수로 불릴 수 있다. 라우드스피커의 구동계수 또는 필터계수는 오디오 신호의 스케일링 파라미터나 지연 파라미터이거나 또는 라우드스피커 배열에 의해 재생성되는 오디오 오브젝트일 수 있다. 예를 들면, 가상소스에 대하여, 스케일링 파라미터는 구동 필터계수로서 계산되고 지연 파라미터는 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 제2 구동 계수로서 계산된다. 스케일링 파라미터는 또한 진폭 파라미터라고 불릴 수 있다.
오디오 오브젝트는, 예를 들면 자동차, 기차, 빗방울이나 화자(speaking person)같은, 오디오소스를 표현하며, 오디오 오브젝트의 가상소스 포지션은, 예를들면, 절대적 포지션이거나 라우드스피커 배열과 관련된 상대적 포지션(예를 들면 좌표의 원점이 미리 정의될 수 있다)일 수 있다. 오디오 오브젝트는 가상 소스 포지션에 위치한 구면파(spherical waves)를 발산하는 포인트 소스일 수 있다. 라우드스피커 배열로부터 멀리 떨어진 오디오 오브젝트에 대하여, 구면파는 평면파(plane wave)에 근사하게 된다.
다음의 실시예에서, 멀티-채널 렌더러는 구동계수들을 계산하거나 라우드스피커에 대한 구동 신호를 생성하거나 제공하도록 사용된다. 이를 위하여, 알려진 멀티-채널 렌더러가 이하 기술되는 발명의 측면에 따라서 적응될 수 있다. 멀티-채널 렌더러는, 예를 들면, 웨이브 필드 합성 렌더러 또는 서라운드 사운드 렌더러일 수 있다. 다음의 몇 가지 예는 웨이브 필드 합성 렌더러의 맥락에서 설명되지만 다른 어플리케이션을 위한 다른 멀티-채널 렌더러를 사용하는 것도 역시 가능하다.
멀티-채널 렌더러에 대한 예로서, 웨이브 필드 합성 렌더러(또한 웨이브 필드 합성 모듈이라고 불리는)가 도 2에 도시된다. 수 개의 입력들(202, 204, 206 및 208)과 수 개의 출력들(210, 212, 214 및 216)을 포함하는 웨이브 필드 합성 모듈은 웨이브 필드 합성 환경의 중심에 있다. 가상소스들에 대한 서로 다른 오디오 신호들이 입력(202 내지 204)을 통해 웨이브 필드 합성 모듈로 공급된다. 따라서 입력 202는, 예를 들면, 가상소스 1의 오디오 신호와 상기 가상소스의 연관된 포지션 정보를 수신한다. 시네마 세팅에서, 예를 들면, 오디오 신호 1이, 예를 들면, 스크린의 좌측에서 우측으로 이동하고 또한 부가적으로 청중으로부터 멀어지거나 가까와지는 액터의 대사일 수 있다. 이때, 오디오 신호 1은 액터의 실제 대사일 수 있고, 한편 포지션 정보는 시간의 함수로서 특정 시간의 장면에서 제 1 액터의 현재 포지션을 표현한다. 반대로, 오디오 신호 n,은, 예를 들면 제 1 액터와 같은 방향이나 다른 방향으로 이동하는 다른 액터의 대사일 수 있다. 오디오 신호 n이 연관되는 다른 액터의 현재 포지션은 웨이브 필드 합성 모듈로 오디오 신호 n와 동기화된 포지션 정보에 의해 제공된다. 실제로, 서로 다른 가상 소스들이 존재하는데, 이는 그들의 속성을 기술하는 장면에 따라 다르며, 모든 가상 소스의 오디오 신호는 개별 오디오 트랙으로서 웨이브 필드 합성 모듈(120)으로 공급된다.
하나의 웨이브 필드 합성 모듈이 라우드스피커 신호를 출력들(210 내지 216)을 통해 각 라우드스피커로 출력함으로써 라우드스피커 배열의 복수의 라우드스피커(LS1, LS2, LS3, LSM)에 제공된다. 입력(206)을 통하여, 라우드스피커 배열의 라우드스피커의 포지션이 웨이브 필드 합성 모듈(200)로 제공된다.
다르게는, 필터 계수 계산과 오디오의 렌더링이 별도로 수행될 수 있다. 렌더러는 소스, 라우더스피커 포지션을 획득하여 필터 파라미터(구동 계수)를 출력할 것이다. 그 이후, 필터 계수의 적응이 발생하고, 마지막 스텝에서, 필터계수가 오디오를 생성하도록 적용될 것이다. 이로써, 렌더러는 어떠한 알고리즘(단지 웨이브 필더 합성만이 아닌)이라도 사용하여 필터를 계산하는 블랙박스일 수 있다.
시네마에서, 많은 개별 라우드스피커들이 청중주변에서 그룹화되고, 바람직하게는 어레이들에 배열됨으로써 라우드스피커들이 청중의 전면, 즉, 예를 들면, 스크린 뒤, 그리고 청중의 뒤 또한 청중의 우측 및 좌측에 위치하도록 한다. 또한, 실내 음향에 대한 정보 등과 같은 다른 입력들이 웨이브 필드 합성 모듈(200)에 제공되어, 시네마에서 녹음세팅을 하는 동안 실제적인 실내 음향을 시물레이션 하도록 할 수 있다.
일반적으로, 예를 들면, 출력(210)을 통해 라우드스피커 LS1에 제공되는, 라우드스피커 신호는 가상 소스의 컴포넌트 신호의 합성(superposition)일 것이며, 이때, 라우드스피커 신호는 라우드스피커 LS1에 대하여 가상소스 1로부터의 제1 컴포넌트, 가상소스 2로부터의 제2 컴포넌트, 또한 가상소스 n으로부터의 n 번째 컴포넌트를 포함할 것이다. 각 컴포넌트 신호는 선형으로 중첩되는데, 이는 청취자의 귀에서 선형 중첩을 재생성하는 계산 이후에 가산되는 것을 의미하며, 청취자는 그가 실제 세팅에서 인식할 수 있는 사운드 소스의 선형 중첩을 들을 것이다.
다음으로, 도 3을 참조하여 웨이브 필드 합성 모듈(120)의 구체화된 디자인에 대한 예가 설명된다. 웨이브 필드 합성 모듈(120)은 매우 병렬적 구조를 가지는데, 이러한 구조에서 모든 가상 소스에 대한 오디오 신호 및 이에 대응하는 가상소스에 대한 포지션 정보로부터 시작하여, 첫째, 지연정보 V1 및 스케일링 팩터들 SF1 (필터 계수들)이 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대하여 계산되는데, 이는 고려되는 라우드스피커의 포지션 정보 및 포지션에 따라 다르다. 가상소스의 포지션 정보와 고려되는 라우드스피커의 포지션에 기초한, 지연정보 Vi 및 스케일링 팩터 SFi 의 계산은 수단(300, 302, 304, 306)으로 구현되는 알려진 알고리즘에 의해서 수행될 수 있다.
라우드스피커 배열의 한 라우드스피커의 지연 정보 Vi(t)와 스케일링 정보 SFi(t) 및 각 가상 소스와 연관된 오디오 신호 ASi(t)에 기초하여, 이산값 AWi(ta)가 최종적으로 획득된 라우드스피커 신호에서 현재시간 ta에 대한 컴포넌트 신호에 대하여 계산된다. 이는 도 3에 개략적으로 도시된 수단들(310, 312, 314, 316)에 의해 수행된다. 개별 컴포넌트 신호들은 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커에 대한 라우드스피커 신호의 현재시간 ta에 대한 이산값(332)을 결정하는 결합기(320)에서 합산되어, 라우드스피커에 대한 출력(예를 들면, 도 2의 출력들 210, 212, 214 또는 216)으로 공급될 수 있다.
도 3에서 볼 수 있듯이, 먼저, 라우드스피커 배열의 라우드스피커의 값 AWi이, 지연으로 인해 현재시간에 유효한, 모든 가상 소스에 대하여 개별적으로 계산되고 스케일링 팩터로 스케일링 되고, 다음으로 하나의 라우드스피커에 대한 모든 컴포넌트 신호들이 서로 다른 가상 소스들을 이용하여 합산된다. 예를 들면, 오직 하나의 가상 소스가 존재하면, 결합기(320)는 생략될 수 있고, 도 3의 결합기(320)의 출력에 적용된 신호는, 예를 들면, 가상소스 1이 유일한 가상소스일 때, 수단 (310)에 의한 신호출력에 대응한다.
일반적으로, 라우드스피커 배열이, 예를 들면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들의 포지션에 관한 정보에 의해 서로 상대적으로 또는 원점(좌표의 원점)과 관련되어 절대적으로 기술될 수 있다. 이러한 정보는, 예를 들면, 저장유닛에 의해 저장될 수 있고 멀티-채널 렌더러에 제공될 수 있다. 따라서, 어떤 실시예에서, 라우드스피커 배열이 언급된다면, 라우드스피커 배열에 대한 여기 기술된 표현이 의도된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상소스와 연관된 오디오 신호를 위한 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 계수(112)를 계산하는 장치(100)의 블록도를 보여준다.
장치(100)는 멀티-채널 렌더러(110)를 포함한다. 멀티-채널 렌더러(110)는 가상 소스의 포지션(102)이 라우드스피커 전이구역의 내부지역에 위치하면, 라우드스피커 배열내의 라우드스피커들에 대한 제1 서브구동(subdriving) 계수를 제1 계산규칙에 따라 계산하고, 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 제2 서브구동 계수를 제2 계산규칙에 따라 계산하고, 그리고 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 구동(driving) 계수(112)를 제1 서브구동 계수와 제2 서브구동 계수들에 기초하여 계산한다. 또한, 멀티-채널 렌더러(110)는 가상 소스의 포지션(102)이 라우드스피커 전이구역 외부에 위치하면, 라우드스피커 배열내의 라우드스피커들에 대한 제2 서브드라이빙 계수를 제2 계산규칙에 따라 계산하도록 구성되고, 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 제3 서브구동 계수를 제3 계산규칙에 따라 계산하도록 구성되고, 그리고 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 구동 계수(112)를 제2 서브구동계수와 제3 서브구동 계수들에 기초하여 계산하도록 구성된다. 제2 계산 규칙은 제1 계산 규칙과 다르고 또한 제3 계산 규칙과 다르다. 또한 상기 언급된 라우드스피커 전이 구역은 라우드스피커 배열의 내부 구역과 라우드스피커 배열의 외부구역을 분리한다. 라우드스피커 배열의 라우드스피커들은 라우드스피커 전이구역 내에 위치한다. 이를 위하여, 예를 들면, 가상 소스의 포지션 정보(102)(예, 좌표)가 멀티-채널 렌더러(110)로 제공된다.
멀티-채널 렌더러(110)는 구동 계수를 전이구역 내의 가상 소스의 포지션에 따라 계산한다. 도 4a는 지시된 라우드스피커 전이구역(430)을 갖는 라우드스피커 배열(400)의 라우드스피커들(410)을 개략적으로 보여준다. 본 예에서, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들(410)이 사각형으로 배치된다. 사각으로 배치된 라우드스피커들(410)이 라우드스피커 전이구역(430)으로 둘러싸인다. 라우드스피커 전이구역(430)은 라우드스피커 배열의 내부구역(420)과 라우드스피커 배열의 외부구역(440)을 분리한다. 라우드스피커 배열 내에 위치한 라우드스피커 전이구역(430)의 부분은 라우드스피커 전이구역(430)의 내부지역(432)이며 라우드스피커 배열 외부에 위치한 라우드스피커 전이구역(430)의 부분은 라우드스피커 전이구역(430)의 내부지역(434)이다.
예를 들면, 웨이브 필드 합성을 구현하는 방법으로부터, 서로 다른 가상 포인트 소스들의 합성애 대하여, 포커싱되고 비-포커싱된 소스들에 대한 서로 다른 모드들이 존재한다는 것이 알려졌다. 두 모드는 라우드스피커와 관련된 가상 소스의 포지션으로부터 발생한다. 두 모두에 대하여, 계수 계산에 대한 서로 다른 접근방법이 적용될 수 있는데, 이는 서로 다른 모드가 웨이브 필드 및 사운드 인식과 관련된 서로 다른 특성을 유발하기 때문이다. 전형적으로, 예상되는 인벨로프 커브(라우드스피커 전이구역의 내부지역과 외부지역간의 경계)의 내부는 포커싱된 모드의 응용을 위하여 소스의 충분한 위치 내의 라우드스피커 포지션으로부터 형성될 수 있다. 그 외부는 비-포커싱된 모드의 응용으로 이어진다. 서로 관련된 라우드스피커의 먼 거리와 관련하여, 두 가지 유형의 계수 계산 간의 전이를 구현하여 인벨로프(라우드스피커 전이구역의 내부지역 및 외부지역간의 경계)에 근사한 소스 이동에 의해 계수 세트의, 오디오 신호 프로세싱의 아티팩트와 소스 인식의 변화를 유발시키는, 어떠한 간섭적인 불규칙한 변화도 유발되지 않으며, 안정되고, 지속적인 성능의 계수변경이 발생한다. 이러한 목적으로, 라우드스피커 전이구역이 도입된다. 만일 소스가 라우드스피커 전이구역 내에 위치하면, 다시 특별한 계수 계산이 적용될 수 있다(예를 들면, 진폭 패닝(panning) 방법). 종래의 구현에서, 계수 계산에서의 이러한 세 개의 변형 간의 급격한 변경이 소스의 포지션에 따라 실행될 수 있는데, 즉, 소스 계수의 작은 변화는 특히 구동 계수의 아티팩트 로딩된 변화를 유발한다.
본 발명의 상기 기술된 측면에 따르면, 전이구역이 초기에 구현되어 계수 계산의 세 개의 변형(세 개의 계산 규칙)이 급격하게 스위칭되지 않고 소스의 포지션에 따라 지속적으로 합병되도록 한다. 이러한 방식으로, 아티팩트는 상당히 감소되고 오디오 품질이 향상될 수 있다.
제1 계산 규칙은 라우드스피커 배열의 내부구역(420)에 대한 구동 계수를 계산하는 적절한 알고리즘일 수 있고, 제2 계산 규칙은 구동 계수를 라우드스피커 전이구역(430) 내의 구동계수를 계산하는 적절한 알고리즘일 수 있고, 제3 계산 규칙은 라우드스피커 배열의 외부구역(440) 내의 구동계수를 계산하는 적절한 알고리즘일 수 있다.
비록 제1 계산 규칙과 제3 계산 규칙이 동일하더라도, 라우드스피커 배열의 내부구역(420) 내 및 라우드스피커 배열의 외부구역(440) 내의 가상소스에 대한 처리는 내부구역 내의 가상소스들(예를 들면, 포커싱된 가상 소스들)과 외부구역 내의 가상소스들(예를 들면, 비-포커싱된 가상 소스들) 간의 차이를 고려한 서로 다른 계산 규칙을 기초로 좀 더 정확하게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직하게는 제1 계산 규칙은 제3 계산규칙과 다를 수 있다.
제1 계산 규칙이 라우드스피커 배열의 내부구역(440)에 위치한 가상소스에 대하여 적절할 수 있기 때문에, 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 배열의 내부구역(420)에 위치한다면, 멀티-채널 렌더러(110)는, 제2 서브구동 계수와 제3 서브구동 계수를 고려하지 않고, 제1 서브구동 계수를 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수로서 제공할 수 있다. 결과적으로, 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 배열의 외부구역(440)에 위치한다면, 멀티-채널 렌더러(110)는, 제1 서브구동 계수와 제2 서브구동 계수를 고려하지 않고, 제3 서브구동 계수를 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수로서 제공할 수 있다. 즉, 라우드스피커 배열의 내부구역(420)에서, 라우드스피커들에 대한 구동계수들은 제1 계산 규칙에 기초하여 계산되고, 라우드스피커 배열의 외부구역(440)에서, 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동계수들은 제3 계산 규칙에 기초하여 계산된다.
예를 들면, 멀티-채널 렌더러(110)는 라우드스피커 전이구역(430)의 내부지역(432)에 대한 제1 서브구동 계수와 제2 서브구동계수의 선형 결합에 기초하고 라우드스피커 전이구역(430)의 외부지역(434)에 대한 제2 서브구동 계수와 제3 서브구동계수의 선형 결합에 기초하여 라우드스피커들에 대한 구동 계수(112)를 계산할 수 있다.
선형 계수 결합을 위한 가중치를 지시자 값에 기초하여 계산하는 예가 도 4b에 도시된다. 이는 서로 다른 전이구역 지시자 값 I에 대한 계수 가중치 W를 나타내는 다이어그램(450)을 보여준다. 이는 제1 서브구동 계수(예를 들면, 내부구역 및 라우드스피커 전이구역의 내부지역)에 대한 계수 가중치(460), 제2 서브구동 계수(예를 들면, 라우드스피커 전이구역)에 대한 계수 가중치(470) 및 제3 서브구동 계수(예를 들면, 외부구역 및 라우드스피커 전이구역의 외부지역)에 대한 계수 가중치(480)를 보여준다. 전이구역 지시자 값은 가상소스가 라우드스피커 전이구역 내의 어디에 위치하는지를 지시한다. 본 예에서, 제1 서브구동 계수에 대한 계수 가중치(460)는 라우드스피커 전이구역의 내부 경계로부터 라우드스피커 전이구역의 내부지역(432) 및 외부지역(434)의 경계까지 감소한다. 제2 서브구동 계수에 대한 계수 가중치(470)는 라우드스피커 전이구역의 내부경계로부터 라우드스피커 전이구역의 내부지역(432) 및 외부지역(434)의 경계까지 증가하고, 라우드스피커 전이구역의 내부지역(432) 및 외부지역(434)의 경계로부터 라우드스피커 전이구역의 외부 경계까지 감소한다. 또한, 제3 서브구동 계수에 대한 계수 가중치(480)는 라우드스피커 전이구역의 내부지역(432) 및 외부지역(434)간의 경계로부터 라우드스피커 전이구역의 외부경계까지 증가한다. 따라서, 본 예에서, 라우드스피커 전이구역의 내부지역(432)에 위치한 가상소스에 대한 결과하는 구동계수는 제1 서브구동 계수와 제2 서브구동 계수의 부분만을 포함할 수 있고, 라우드스피커 전이구역의 외부지역(434)에 위치한 가상소스에 대한 구동계수는 제2 서브구동 계수와 제3 서브구동 계수의 부분만을 포함할 수 있다.
또는, 제1 서브구동 계수는 라우드스피커 전이 구역의 외부지역(434)에서 또한 약하게 고려될 수 있고 그리고/또는 제3 서브구동 계수는 라우드스피커 전이 구역의 내부지역(432)에서 또한 약하게 고려될 수 있다. 이 예에서, 만일 가상소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역의 내부지역(432) 내에 위치하면, 멀티-채널 렌더러(110)는 라우드스피커에 대한 구동계수(112)를, 제1 서브구동 계수에 대한 가중치 팩터가 제3 서브구동 계수에 대한 가중치 팩터보다 더 크게 하여, 제1 서브구동 계수, 제2 서브구동 계수 및 제3 서브구동계수에 기초하여 계산할 수 있으며, 만일 가상소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역의 외부지역(434) 내에 위치하면, 제3 서브구동 계수에 대한 가중치 팩터가 제1 서브구동 계수에 대한 가중치 팩터보다 더 크게 하여, 수행될 수 있다.
라우드스피커 전이구역(430)의 넓이는 주로 라우드스피커 배열에 따라 다르다. 예를 들면, 라우드스피커 전이구역(430)의 경계는 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커까지의 최소거리를 포함하는데, 이는 상기 라우드스피커와 라우드스피커 배열의 인접한 라우드스피커(예, 라우드스피커 배열의 가장 인접한 라우드스피커 또는 다른 방향으로 가장 가까운 라우드스피커까지의 평균 거리)간 거리의 20%(또는 10%, 50% 이상)보다 더 크며, 상기 라우드스피커와 라우드스피커 배열의 인접한 라우드스피커 간 거리 또는 인접한 라우드스피커 간의 평균 거리의 두 배(또는 5배, 1.8배, 1.5배 이하)보다 작다. 최소거리는 도 4a에 도시된 예처럼, 라우드스피커 배열의 모든 라우드스피커에 대해 동일할 수 있다. 또는, 최소거리와 라우드스피커 전이구역(430)의 넓이는 라우드스피커 배열의 라우드스피커들 간의 거리에 따라 다양할 수 있다. 또 다르게는, 최소거리는 라우드스피커들 간의 거리로부터 독립적일 수 있는데, 이는 후술될 것이다. 예를 들면, 라우드스피커 전이구역(430)의 경계는 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커로의 최소거리를 포함할 수 있는데, 이는 0.2m(또는 0.1, 0.5 또는 1m)보다 크고 2m(또는 5m, 1.5m 이하)보다 작을 수 있다. 계수 세트들간의 점차적인 전이는 세 개의 미리-계산된 계수 세트들의 선형결합(가중된 합계)으로서 실현될 수 있다. 본 예에서, 가중은 시스템의 인벨로프(envelope) 커브/지역과 관련된 소스의 포지션에 종속하는 가중 함수에 의해 결정되어, 3 개의 가중치 팩터를 반환하고, 이들은 계수 세트에 곱해진다. 가중 함수는 함수의 강도의 형태와 관련하여 다양할 수 있다.
도 4b의 소스의 포지션은 전형적으로 스칼라 지시자 값으로 지시되는데 이는 인벨로프의 소스의 상대 포지션을 예를 들면, -1(전이구역의 내부 경계상의 소스)과 1(전이구역의 외부 경계상의 소스) 사이의 실수로서 기술한다. 이때, 지시자 값 0은 소스가 인벨로프 지역(라우드스피커 배열의 내부지역과 외부지역 간의 경계 상에)에 위치한다는 것을 의미한다. 이러한 지시자 값의 결정은 소스 방향과 참조포인트(미리정의된 청취자 포지션)의 뷰로부터의 인벨로프와의 교차점의 상기 참조포인트로부터의 거리에 의해 결정될 수 있다. 이러한 거리와 이러한 위치의 전이구역의 타켓 넓이에 종속하는 미리 정의된 방향은 상술한 것처럼 참조포인트로부터의 소스에 대한 실제 거리와의 비교를 허용하고, 따라서 지시자 값의 할당을 허용한다.
즉, 예를 들면, 멀티-채널 렌더러(110)는 지시자 값을 라우드스피커 전이구역 내에 위치한 가상 소스의 포지션과 라우드스피커 전이구역의 내부지역과 라우드스피커 전이구역의 외부지역(434) 간 경계와의 최소 거리와, 라우드스피커 전이구역(430)의 경계와 라우드스피커 전이구역의 내부지역(432) 및 라우드스피커 전이구역의 외부지역(434)의 경계와의 거리의 비율에 기초하여 결정할 수 있다. 또한, 멀티-채널 렌더러(110)는 제1 서브구동 계수와 제2 서브구동 계수를 지시자 값에 기초하여 가중하거나 제2 서브구동 계수와 제3 서브구동 계수를 지시자 값에 기초하여 가중함으로써, 구동계수를 계산할 수 있다.
이 도면에서 중요한 것은 각 소스 포지션에 대한 지시자 값의 결정이다. 가상 소스가 전이구역에 위치한다면, 지시자 값이 그 포지션에 할당될 수 있는데, 이는 가상소스가 전이 구역의 내부 또는 외부에 얼마나 가까이 배치되느냐에 따라서 달라진다. 바람직하게는, 인터벌 [I(in ), I(out)]의 값에서 취한 숫자를 사용할 수 있다. 인터벌 경계는 (라우드스피커 전이) 구역의 경계에 대응한다. I(tr)는 전이구역의 중심(라우드스피커 전이구역의 내부지역과 외부지역간의 경계)을 지칭하는 지시자 값을 표현한다.
라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 계산하는 많은 다양한 계산 규칙이 알려져 있다. 예를 들면, 웨이브 필드 합성에 대한 응용과 관련된 서로 다른 영역들에 대한 계수 세트들(서브구동 계수들)의 결정에 대한 몇 가지 예가 이하 기술된다.
예를 들면, 라우드스피커 배열의 외부구역에서 웨이브 필드 합성의 구현을 위한 계수 세트의 결정에 대하여, "Verheijen, E. "Sound Reproduction by Wave Field Synthesis" PhD, TU Delft 1998, pp. 105f./Eq 4.4b, 4.7 a/b/c"에 기술된 계산 규칙이 사용될 수 있다.
이 예에서, 라우드스피커 어레이 구동신호가 다음의 요소를 갖는 벡터 연산자 Y에 기초하여 획득될 수 있다.
Figure 112012043574392-pct00001
(4.4b)
Figure 112012043574392-pct00002
는 WFS 연산자의 기하학적 구성으로 지칭되며, z=0인 조건의 제2 단극(monopole) 소스들(라우드스피커들)의 라인에 대하여, 참조 라인의 부호가 있는 Z-좌표와 제1 소스 간의 비율을 의미한다.
Figure 112012043574392-pct00003
는 제2 소스 라인의 제1 소스로부터의 투사의 각도를 의미하며, WFS 연산자의 기하학적 구성으로 지칭된다. n은 제2 소스(라우드스피커)의 인텍스이다. rn 은 렌더링된 가상 소스로부터 제2 소스(라우드스피커) n 까지의 거리이다.
연산자 Y의 태스크는 정확한 지연과 가중계수를 M 필터링된 입력신호에서 N 출력 신호로 적용하는 것이다. 만일 입력 신호가 다음의 소스 벡터로서 쓰여진다면,
Figure 112012043574392-pct00004
(4.5)
이때 벡터 연산자 Y는 다음의 배열 구동 신호를 산출하면서 매트릭스 연산자 Y로 확장될 수 있다.
Figure 112012043574392-pct00005
(4.6)
여기서, *은 시간-도메인 컨볼루션(convolution)을 의미하며, Y이 요소는 다음과 같이 주어지며
Figure 112012043574392-pct00006
(4.7a)
다음과 같은 가중 계수들(구동 계수들)
Figure 112012043574392-pct00007
(4.7b)
그리고 다음과 같은 시간 지연들(구동 계수들)을 갖는다
Figure 112012043574392-pct00008
(4.7c)
Figure 112012043574392-pct00009
은 제2 소스(라우드스피커) n에 재생성된 인덱스 m의 제1 소스 신호의 결과인 시간지연을 의미한다.
엑스트라 지연
Figure 112012043574392-pct00010
0 > 0 이 기호
Figure 112012043574392-pct00011
(어레이 전방의 소스에 대한)의 경우에 비-인과성을 피하도록 도입되어 왔다는 것을 알아야 한다. 지연 값은 라우드스피커와 가상 소스간의 거리로부터 도출된다. 가중 계수들 anm 는 비율
Figure 112012043574392-pct00012
= zR/zs 를 통한 참조 라인 R의 포지션에 종속한다. 일직선의 선형 어레이에 대하여, z=zR 에서의 참조 라인은 보통 청취자 영역 중앙의 어레이에 병렬로 선택된다. 코너를 갖는 선형 어레이, 예를 들면 사각 어레이에 대하여 싱글 병렬 참조 라인은 불가능하다. 해결책이 구동 함수를 적용하여 발견되는데, 이는 비-병렬 참조라인이 사용되도록 한다. △r/r=
Figure 112012043574392-pct00013
을 써넣음으로써, 동일한 형태가 (2.30)에서와 같이 획득된다.
이러한 방법으로, 비-포커싱된 연산자와 포커싱된 연산자가 결합된다.
Figure 112012043574392-pct00014
(2.30)
여기서,
Figure 112012043574392-pct00015
= zR/zs, z=0일때 제2 단극 소스의 라인에 대하여, 각 참조 라인의 부호화된 z-좌표와 제 1 소스(예를 들면, zR = +△z0 그리고 zs = +△z0 또는 zR = +△z0 그리고 zs = -z0)간의 비율.
Figure 112012043574392-pct00016
는 포커싱 연산자에 대한 양이며 비-포커싱 연산자에 대하여 음이다. 또한
Figure 112012043574392-pct00017
는 한정되며, 즉, 0 ≤
Figure 112012043574392-pct00018
≤1 으로 제한되는데, 이는 포커싱 연산자에 대하여 제1 소스가 제2 소스와 수신자 라인 간에 놓이기 때문이다.
내부구역에 대한, 가상 소스의 웨이브 필드 합성의 구현을 위한 효율적인 세트 결정이 "Verheijen, E.: "Sound Reproduction by Wave Field Synthesis", PhD, TU Delft, 1998, pp. 105f. Equation 4.4B, 4.7A/B/C considering the focusing operator page 48, equation 2.31" 에 언급된 것처럼 구현될 수 있다.
구동 계수들(가중 계수들과 시간 지연)이 계산될 수 있고, 따라서 이러한 구동 함수 또는 포커싱 연산자가 실현된다.
유사하게, 제2 쌍극자(dipole) 소스 라인에 대한 구동 함수가, G(
Figure 112012043574392-pct00019
)-1로, 발견될 수 있으며, 이는 z=0 에서 제2 소스 라인의 같은 사이드나 다른 사이드 상의 제1 단극 소스를 유지한다.
Figure 112012043574392-pct00020
(2.31)
제2 단극 소스에 대해서와 같이
Figure 112012043574392-pct00021
= zR/zS 에 대해서 동일한 고려를 갖는다.
라우드스피커 전이구역에 대한 제2 계산 규칙이, 예를 들면, "Pulkki, V.: "Virtual Sound Source Positioning Using Vector Base Amplitude Panning", Journal of the Audio Engineering Society, 45(6) pp. 456-466, 1997"에 기술된 벡터 베이스 진폭 패닝에 기초할 수 있다.
2-차원 VBAP 방법에서, 두-채널 스테레오폰의 라우드스피커 구성이 이-차원 벡터 베이스로서 재 공식화된다. 베이스는 유닛-길이 벡터들 l 1 = [l11 l12]T 과 l 2 = [l21 l22]T로 정의되며, 이는 라우드스피커 1과 2를 각각 포인팅한다. 위 첨자 T는 매트릭스 치환을 의미한다. 가상소스를 포인팅하는, 유닛-길이 벡터 p = [p1 p2]T 는 라우드스피커 벡터들의 선형 결합으로서 취급될 수 있다.
Figure 112012043574392-pct00022
(7)
식(7)에서, g1과 g2는 이득 팩터이며, 이는 비-부정 스칼라 변수로서 취급될 수 있다. 이 식은 다음의 매트릭스 형태로 쓰일 수 있다.
Figure 112012043574392-pct00023
(8)
여기서, g = [g1 g2] 이고 L 12 = [l 1 l 2)T 이다. 이 식은
Figure 112012043574392-pct00024
이 존재하면 풀릴수 있다.
Figure 112012043574392-pct00025
(9)
역 매트릭스
Figure 112012043574392-pct00026
는
Figure 112012043574392-pct00027
를 만족하며, I는 항등(identity) 매트릭스이다.
Figure 112012043574392-pct00028
는
Figure 112012043574392-pct00029
과
Figure 112012043574392-pct00030
일 때 존재하며, 두 개의 문제 경우들은 매우 흥미롭지 못한(uninteresting) 스테레오폰의 라우드스피커 플레이스먼트에 대응한다.
이러한 경우에 일-차원 VBAP가 공식화될 수 있으며, 이는 사소하기 때문에 여기서 논의되지는 않는다.
Figure 112012043574392-pct00031
일 때, 이득 팩터는 아래식을 사용하여 정규화될 수 있다.
Figure 112012043574392-pct00032
(10)
사운드 파우는 상수 값 C로 설정될 수 있으며, 다음의 근사로 표현될 수 있다.
Figure 112012043574392-pct00033
(11)
지금 이득 팩터 gscaled는 식(11)을 만족시킨다.
이러한 이득 팩터들(구동 계수들)은 두 개를 초과하는 라우드스피커와 또한 "Pulkki, V.: "Virtual Sound Source Positioning Using Vector Base Amplitude Panning", Journal of the Audio Engineering Society, 45 (6) pp. 456-466, 1997"에서도 보여지는 것처럼 3-차원 케이스에 대해서도 쉽게 일반화될 수 있다.
제안된 접근방법에 대한 대안은 계수 세트들 간의 급격한 스위칭일 수 있는데, 그러나, 이는 방해하는 아티팩트를 초래할 수 있다.
비록 오직 하나의 가상소스가 도 1을 참조하는 실시예의 설명을 통해서 언급되었지만 제안된 개념은 복수의 고정되거나 이동하는 가상 소스에 대해서도 적용될 수 있음이 명백하다. 이를 위하여, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 계산하는 장치는 결합기를 포함하며, 이는 도 3에 도시된 컴포넌트 신호들(320)을 결합하는 수단들로 표현되었다. 이러한 경우에, 멀티-채널 렌더러(110)는 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 계수를 제 2 가상소스(또는 더 많은 가상 소스들)에 대하여 계산하고 (이미 언급된 제1) 가상소스에 대해 채택된 오디오 신호와 제2 가상소스에 대해 채택된 오디오 신호를 각 가상 소스의 계산된 구동 계수와 각 가상 소스에 연관되는 오디오 신호에 기초하여 생성한다. 이는, 예를 들면, 채택된 오디오 신호를 획득하는 가상소스에 연관되는 오디오 신호의 스케일링과 지연을 의미한다. 이때, 결합기는 (제1) 가상 소스의 채택된 오디오 신호와 제2 가상 소스의 채택된 오디오 신호를 결합하여 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 출력오디오 신호를 획득한다. 즉, 멀티-채널 렌더러는 가상 소스의 오디오 신호를 계산된 구동 계수들(예를 들면, 증폭과 지연)에 의해 채택할 수 있으며, 결합기는 라우드스피커에 대해 관련된 모든 가상소스의 채택된 오디오 신호를 결합하여 라우드스피커에 대한 출력 오디오 신호를 획득한다. 이때, 이러한 출력 오디오 신호는 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 제공될 수 있다.
예를 들면, 만일 본 발명의 상술된 측면이 도 2와 도 3에 도시된 베이직 웨이브 필드 합성 모듈에서 구현된다면, 서로 다른 서브구동 계수의 계산이 웨이브 필드 합성 수단(300, 302, 304, 306)에서 구현될 수 있다.
멀티-채널 렌더러(110) 및/또는 결합기는 독립적인 하드웨어 유닛, 컴퓨터의 부분, 마이크로컨트롤러 또는 디지털 신호 프로세서 및 컴퓨터상에서 수행되는 컴퓨터프로그램이나 소프트웨어 제품, 마이크로 컨트롤러, 또는 디지털 신호 프로세서일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 측면의 일 실시예에 따른 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동계수를 계산하는 방법(1000)에 대한 흐름도이다. 방법(1000)은, 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역의 내부지역 내에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 제1 서브구동 계수들을 제1 계산 규칙에 따라 계산하는 단계(1010), 상기와 동일한 라우드스피커들에 대한 제2 서브구동 계수들을 제2 계산 규칙에 따라 계산하는 단계(1020), 상기와 동일한 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 제1 서브구동 계수와 제2 서브구동 계수에 기초하여 계산하는 단계(1030)를 포함한다. 또한 방법(1000)은, 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역의 외부지역 내에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 제2 서브구동 계수들을 제2 계산 규칙에 따라 계산하는 단계(1020), 상기와 동일한 라우드스피커들에 대한 제3 서브구동 계수들을 제3 계산 규칙에 따라 계산하는 단계(1030), 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 제2 서브구동 계수와 제3 서브구동 계수에 기초하여 계산하는 단계(1030)를 포함한다. 제2 계산 규칙은 제2 계산 규칙 및 제3 계산 규칙과는 다르다. 또한 라우드스피커 전이구역은 라우드스피커 배열의 내부구역과 라우드스피커 배열의 외부구역을 분리한다. 라우드스피커 배열의 라우드스피커들은 라우드스피커 전이구역내에 위치한다.
추가적으로, 방법(1000)은 상술된 개념의 선택적 특징에 대응하는 하나 이상의 단계를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 측면에 따른 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동계수(512)를 가상소스와 연관되는 오디오 신호에 대하여 계산하는 장치(500)의 블록도이다. 장치(500)는 멀티-채널 렌더러(510)를 포함한다. 멀티-채널 렌더러(510)는, 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역의 외부에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 계수(512)를 제1 계산 규칙에 따라 계산한다. 또한, 멀티-채널 렌더러(510)는, 가상 소스의 포지션(502)이 라우드스피커 전이구역의 내에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 계수(512)를 제2 계산 규칙에 따라 계산한다. 본 실시예에서, 라우드스피커 전이구역의 경계는 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커까지의 최소거리를 포함하며, 이는 상기 라우드스피커와 상기 라우드스피커에 인접한 라우드스피커간의 거리에 따라 다르다. 또한, 라우드스피커 배열은 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커를 포함하며, 각 라우드스피커 쌍의 라우드스피커 간의 거리는 서로 다르다. 이를 위하여, 예를 들면, 가상 소스의 포지션 정보(502)(예, 좌표)가 멀티-채널 렌더러(510)에 제공된다.
상술한 개념은 라우드스피커를 둘러싸는 라우드스피커 전이구역의 넓이를 변화시킴으로써 라우드스피커 배열의 인접한 라우드스피커들 간의 가변 거리를 고려한다. 예를 들면, 인접한 라우드스피커들간 간격이 커지면, 인접한 라우드스피커들로의 라우드스피커 전이의 경계의 최소거리는 증가한다. 이러한 방법으로, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들 간의 가변 거리에 의해 야기되는 아티팩트가 상당히 감소되고 오디오 품질이 향상될 수 있다. 종래의 구현은 오직 일정한 넓이를 갖는 인벨로프를 둘러싸는 전이구역을 포함한다.
라우드스피커 전이구역은 라우드스피커 배열의 내부구역과 라우드스피커 배열의 외부구역을 분리하며 라우드스피커 배열의 모든 라우드스피커들은 라우드스피커 전이구역 내에 위치한다. 따라서 라우드스피커 전이구역은 라우드스피커 배열의 내부구역 쪽의 내부경계와 라우드스피커 배열의 외부구역 쪽의 외부 경계를 포함한다. 최소거리는 라우드스피커 전이구역의 내부 경계 또는 외부 경계에서 라우드스피커까지의 가장 가까운 거리를 지시한다. 즉 라우드스피커 전이구역의 경계와 라우드스피커간의 최소거리는 라우드스피커 전이구역의 내부 경계로부터 라우드스피커 또는 라우드스피커 전이구역의 외부 경계로부터 라우드스피커까지로 측정될 수 있다. 또는, 라우드스피커 전이구역의 내부경계와 라우드스피커 전이구역의 외부경계는 라우드스피커까지의 동일한 최소거리를 포함할 수 있다. 라우드스피커 전이구역의 겅계에서 라우드스피커까지의 최소거리는 라우드스피커와 상기 라우드스피커에 인접한 라우드스피커간의 거리에 따라 달라지기 때문에, 라우드스피커 전이구역은 가변넓이를 포함한다.
라우드스피커 전이구역의 경계는 라우드스피커 배열의 적어도 두 개의 라우드스피커까지의 서로 다른 최소거리를 포함할 수 있다.
일반적으로, 라우드스피커 전이구역의 경계에서 라우드스피커까지의 최소거리는 라우드스피커에서 상기 라우드스피커에 인접한 라우드스피커까지의 거리가 증가함에 따라 증가한다. 예를 들면, 최소거리는 인접한 라우드스피커의 거리가 증가함에 따라 선형으로 증가할 수 있다.
라우드스피커 전이구역의 경계에서 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커까지의 최소거리는 라우드스피커와 가장 가까운 라우드스피커간의 거리 또는 라우드스피커와 상기 라우드스피커와 다른 방향으로 배치된 적어도 두 개의 인접한 라우드스피커간의 거리의 평균을 곱한 곱셈인자와 동일할 수 있다. 예를 들면, 2-차원의 경우에, 각 라우드스피커는, 하나는 우측에 하나는 좌측에 있는, 두 개의 인접한 라우드스피커를 포함한다. 3-차원의 경우에, 3개 이상의 라우드스피커(예, 좌측, 우측, 위, 아래)가 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커에 인접할 수 있다. 곱셈 팩터는 넓은 범위로 선택될 수 있다. 예를 들면, 곱셈 인자는 0.1과 5 사이(예, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2 또는 5)에 있을수 있다.
따라서, 라우드스피커 전이구역의 경계는 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커로의 최소거리를 포함하고, 이는 상기 라우드스피커와 상기 라우드스피커 배열에 인접한 라우드스피커 간의 거리(또는 상기 라우드스피커와, 다른방향으로 배치된 하나 초과의 인접한 라우드스피커간의 거리의 평균)의 10%보다 크고 상기 라우드스피커와 라우드스피커 배열에 인접한 라우드스피커간의 거리의 5배보다 작을 수 있다. 라우드스피커 전이구역의 경계는 개별적인 최소거리를 포함한다. 라우드스피커 전이구역의 경계는 라우드스피커 배열의 1, 2, 약간 또는 각 라우드스피커까지의 개별적인 최소거리를 포함할 수 있으며, 이는 각 라우드스피커와 각 라우드스피커에 인접한 라우드스피커간의 거리에 따라 다르다.
가변 넓이를 갖는 라우드스피커 전이구역(530)에 대한 예(590)가 도 5b에 도시되어 있다. 도 5b는 인접한 라우드스피커들(550)간의 가변 거리에 따라서 가변 넓이(또는 가변 최소거리)를 갖는 전이구역(550)으로 둘러싸인 복수의 라우드스피커(550)를 보여준다. 앞서 언급한 것처럼, 전이구역(530)은 라우드스피커 배열의 내부구역(520)과 라우드스피커 배열의 외부구역(540)을 분리한다. 즉, 전이구역의 구현에 있어서, 그 확장은 라우드스피커 설정에 종속됨을 보여준다. 전형적으로, 이는 라우드스피커들 간의 거리에 따라서 전이구역의 넓이에 의해 발생한다. 이와 별개로, 만일 시스템 내의 라우드스피커 밀도가 변한다면, 전이구역의 넓이가 라우드스피커 시스템 내에서 변화할 수 있다. 예를 들면, 조밀하게 배열된 라우드스피커 지역은 좁은 전이구역으로 둘러싸이고, 한편, 라우드스피커간 거리가 큰 지역은 넓은 전이구역을 갖는다. 즉, 라우드스피커 전이구역은 라우드스피커 배열의 라우드스피커로의 최소거리를 포함하는데, 이는 라우드스피커 주변의 미리 정의된 크기의 지역 내의 라우드스피커의 밀도를 나타내는 라우드스피커 밀도값에 따라 다를 수 있다. 라우드스피커 밀도값은, 예를 들면, 라우드스피커/m으로 측정될 수 있다. 이러한 계산을 위하여, 전형적이 청취자 포지션(다음에서 참조 포인트로 지칭되는) 또는 미리 정의된 청취자 포지션이 가정될 수 있다.
모든 방향의 소스 포지션에 대한 전이구역의 넓이를 결정하기 위하여, 다음의 방법이, 예를 들면, 제안될 수 있다. 실제 계수 계산전에 각 라우드스피커에 대하여, 구성 값이 결정되어 라우드스피커 전이구역의 넓이로서 처리될 수 있다. 이러한 값은 참조 포인트의 시야에서부터 가장 가까운 이웃으로서 상기 라우드스피커를 둘러싸는 라우드스피커들까지의 거리로부터 계산된다. 2D 경우에, 두 개의 다른 라우드스피커가 있고, 3D의 경우에는 3 개(또는 더 많은)의 라우드스피커가 있다. 구성 넓이 값을 결정하기 위하여, 예를 들면 다른 라우드스피커들로의 평균거리가 가정될 수 있다. 이와 같이, 다른 측정들(예, 최대 거리, 최소 거리)이 가능하다. 연관된 라우드스피커의 방향에서 전이구역의 넓이의 구성값은 여전히 응용(예, 팩터의 곱셈에 의해) 전에 변화되어, 이러한 계수 결정을 시스템의 요구사항에 적응하게 된다.
모든 라우드스피커에 대하여 존재하는 전이구역의 넓이에 대한 구성 값을 이용하여, 소스의 각 포지션에 대하여 전이구역의 넓이에 대한 값이 다음과 같이 결정될 수 있다. 무엇보다도, 참조 포인트(미리 정의된 청취자 포지션)의 시야로부터, 소스 포지션의 방향을 고려한 이웃하는, 주변 라우드스피커들이 발견된다. 이때, 팩터 세트가 계산되고, 이는 선형 결합을 이용하여 미리 정의된 라우드스피커들의 정규화된 벡터들로부터 소스 포지션의 정규화된 벡터를 제공한다(벡터들은 각각 참조 포인트로부터 시작한다). 이들 팩터들 덕분에, 사운드 소스 방향의 전이구역의 의도한 넓이가 넓이 구성 값들의 합산의 가중시에 상기 팩터들을 이용하여 결정될 수 있을 것이다. 이러한 가산은 다른 형식으로 실행될 수 있다.
또한, 지시자 값 구조가 도 5b에 나타나있다. 가중 팩터를 결정하기 위한 지시자 값의 계산과 응용이 도 4b를 참조하여 기술된 것처럼 유사하게 수행될 수 있다.
도 5b는 전이구역의 넓이가 라우드스피커의 거리에 따라서 지역적으로 만들어지는 방법을 개략적으로 보여준다. 본 예에서, 이러한 종속성의 존재는 정확한 계산이 아닌 품질과 관련하여 우선순위를 갖는다.
라우드스피커 전이구역의 경계의 최소거리가 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대하여 상술된 장치에 의하여 결정되거나, 또는 장치는 제1 계산 규칙 또는 제2 계산 규칙을 사용할지 여부를 룩업 테이블에 포함된 정보에 기초하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 멀티-채널 렌더러(510)는 룩업 테이블을 갖는 저장 유닛을 포함하며, 룩업 테이블은 가상 소스의 포지션(502)이 라우드스피커 전이구역의 내부 또는 외부에 존재하는지 여부에 대한 정보를 갖고 있고, 따라서 멀티-채널 렌더러(510)는 제1 계산 규칙 또는 제2 계산 규칙을 가상 소스의 포지션(502)에 대한 룩업 테이블에 포함된 정보에 따라서 사용하게 된다. 즉, 룩업 테이블은 가상 소스의 이산의 가능한 포지션에 대하여 포지션이 라우드스피커 전이구역의 내부나 외부인지 여부에 대한 정보를 유지한다. 따라서, 멀티-채널 렌더러는, 이산 포지션, 예를 들면, 가상소스의 포지션(502)에 가장 가까운 포지션과 연관되어 룩업 테이블에 포함된 정보를 결정할 필요만이 있거나, 또는 가상 소스의 포지션(502)에 가장 밀접한 두 개의 이산 포지션과 연관된 정보를 보간(예, 선형으로)할 수 있다.
또는, 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 계수를 가상소스와 연관된 오디오 신호에 대하여 계산하는 장치(600)는, 도 6에 도시된 것처럼, 라우드 스피커 전이구역 결정기(620)를 포함할 수 있다. 라우드스피커 전이구역 결정기(620)는 멀티-채널 렌더러(110)에 연결되고 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커에 대한 라우드스피커 전이구역의 경계의 최소거리(622)를 라우드스피커와 라우드스피커에 인접한 라우드스피커간의 거리에 기초하여 결정하도록 구성된다. 이는 최소거리를 계산하거나 또는 최소거리를 라우드스피커 배열의 인접한 라우드스피커들 간의 복수의 서로 다른 가능한 이산 거리들에 대한 최소거리를 유지하는 룩업테이블로부터 획득함으로서 수행될 수 있다.
멀티-채널 렌더러(510) 및/또는 라우드스피커 전이 구역 결정기(620)는 독립적인 하드웨어 유닛, 컴퓨터 부분, 마이크로 컨트롤러 또는 디지털 신호 프로세서 및 컴퓨터에서 수행되는 컴퓨터 프로그램이나 소프트웨어 제품, 마이크로 컨트롤러나 디지털 신호 프로세서일 수 있다.
상술한 것처럼, 본 발명의 이러한 측면은 하나의 가상소스와 관련되어 설명되었지만, 복수의 오디오 오브젝트나 가상소스들이 상술된 개념에 의해 다루어질 수 있다. 멀티-채널 렌더러(510)는 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 제2( 또는 복수의) 가상 소스에 대하여 계산할 수 있다. 또한, 멀티-채널 렌더러(510)는 (제1, 이미 언급된) 가상 소스에 대하여 적응된 오디오와 제2 가상소스에 대하여 적응된 오디오 신호를 각 가상 소스의 계산된 구동계수와 각 소스와 관련된 오디오 신호에 기초하여 생성할 수 있다. 이때, 결합기(예, 상술된 것처럼, 도 3에 도시된 컴포넌트 신호를 합산하는 수단(320))은 (제 1) 가상 소스의 적응된 오디오 신호와 제2 가상소스의 적응된 오디오 신호를 결합하여 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커에 대한 출력오디오 신호를 획득할 수 있다. 이러한 방식으로, 서로 다른 가상 소스로부터의 오디오 신호의 부분들이 동시에 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 의해 재생성될 수 있다.
제1 계산 규칙은 라우드스피커 배열의 내부 구역 및/또는 외부 구역에 대한 구동 계수를 결정하는 적합한 알고리즘일 수 있다. 예를 들면, 제1 계산 규칙은 도 1, 4a 및 4b에 도시된 발명의 측면과 관련하여 언급된 제1 계산 규칙 또는 제3 계산 규칙과 유사하거나 동일할 수 있다. 또한 제2 계산규칙은 전이구역의 구동 계수를 계산하기 위한 적합한 알고리즘일 수 있다. 예를 들면, 제2 계산 규칙은 도 1, 4a 및 4b에 도시된 발명의 측면과 관련하여 언급된 제2 계산 규칙과 유사하거나 동일할 수 있다.
도 11은 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 소스와 연관된 오디오 신호에 대하여 계산하는 방법(1100)의 흐름도를 보여준다. 방법(1100)은 가상소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역외부에 위치하면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동계수를 제1 계산 규칙에 기초하여 계산(1110)하는 단계 및 가상소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역 내에 위치하면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동계수를 제2 계산 규칙에 기초하여 계산(1120)하는 단계를 포함한다. 라우드스피커 전이구역의 경계는 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커까지의 최소거리를 포함하며, 이는 상기 라우드스피커와 상기 라우드스피커에 인접한 라우드스피커간의 거리에 의존한다. 또한, 라우드스피커 배열은 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커를 포함하며, 이때, 각 라우드스피커 쌍의 라우드스피커간 거리는 서로 다르다.
추가적으로, 방법(1100)은 상술된 개념에 대한 하나 이상의 선택적인 특징을 표현하는 하나 이상의 단계들을 더 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 측면에 따른, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 신호(822)를 가상소스와 연관된 오디오신호에 기초하여 제공하는 장치(800)의 블록도를 보여준다. 장치(800)는 멀티-채널 렌더러(820)에 연결된 라우드스피커 결정기(810)를 포함한다. 라우드스피커 결정기(810)는 가상소스의 포지션(802) 주변의 가변 각 범위 내에 위치한 라우드스피커 배열의 관련된 라우드스피커(812) 그룹을 결정한다. 가변 각 범위는 가상소스의 포지션(802)과 미리 정의된 청취자 포지션(804) 간의 거리에 기초한다. 멀티-채널 렌더러(820)는 미리 결정된 관련 라우드스피커(812) 그룹에 대한 구동 계수를 계산한다. 또한, 멀티-채널 렌더러(820)는 구동 신호(822)를 가상 소스의 계산된 구동 계수 및 오디오 신호(806)에 기초하여 관련 라우드스피커(812) 그룹에 제공하되, 가상 소스와 연관된 구동 신호(822)를 관련 라우드스피커(812) 그룹의 라우드스피커들 이외의 다른 라우드스피커에 제공하지 않는다. 이를 위하여, 예를 들면, 가상소스의 포지션 정보(802)(예, 좌표) 및 미리정의된 청취자 포지션의 포지션 정보(804)가 라우드스피커 결정기(810)에 제공되고 가상소스의 오디오신호(806)가 멀티-채널 렌더러(820)에 제공된다.
가상소스의 포지션(802) 주변의 액티브 라우드스피커의 각 범위를 가상소스의 포지션(802)과 미리 정의된 청취자 포지션(804) 간 거리에 따라서 채택함으로써, 미리 정의된 청취자 포지션(804)에 밀접하게 움직이는 가상소스에 대하여 빠르게 변하는 액티브 라우드스피커들로 인한 아티팩트가 상당히 감소되고, 따라서 오디오 품질이 개선될 수 있다.
이는 이동하는 가상 소스 또는 미리 정의된 청취자 포지션(804)으로의 서로 다른 거리를 갖는 서로 다른 가성 소스들에 대하여 특히, 가변 각 범위가 가상소스의 포지션(802)과 미리 정의된 청취자 포지션(804)의 제1 거리에 대한 제1 각과 가상소스의 포지션(802)과 미리 정의된 청취자 포지션(804)의 제2 거리에 대한 제2 각을 포함한다는 것을 의미한다. 제1 거리와 제2 거리가 다르다면, 제1 각과 제2 각은 동일한 가상소스나 서로 다른 가상소스들의 적어도 두 포지션에 대하여 서로 다르다.
도 8에 도시된 발명의 측면은 라우드스피컹 배열의 내부지역 내에 위치한 포커싱된 가상 소스에 대하여 오로지 사용될 수 있다. 라우드스피커 배열의 내부구역은 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 의해 둘러싸인 지역이다.
즉, 가상 소스는 이동하는 가상소스일 수 있고, 이동하는 가상소스는 첫 번째로 미리 정의된 청취자 위치(804)로의 제1 거리를 포함하고, 두 번째로 미리 정의된 청치자 위치(804)로의 제2 위치를 포함한다. 이 경우, 제1 거리가 제2 거리보다 크다면, 가변 각 범위는 첫 번째보다 두 번째에 더 클 수 있다.
예를 들면, 가변 각 범위는 가상 소스의 포지션과 미리정의된 청취자 포지션 간의 거리가 증가함에 따라 증가한다. 이는 가상 소스의 적어도 두 개의 다른 포지션에 대하여 유효할 수 있다. 가변 각 범위는 라우드스피커에 대한 진폭 계수 >0 을 갖는 진폭 윈도우의 가변 각을 지시할 수 있다.
가변 각 범위는 양쪽 편(예, 2-차원 라우드스피커 배열)이나 미리 정의된 청취자 포지션(804)에서부터 가상소스의 포지션(802)으로의 라인 주변에 대칭적으로 할당될 수 있고 가상소스의 포지션(802)에 관련된 미리 정의된 청취자 포지션(804) 맞은편 지역을 포함할 수 있다. 즉, 관련 라우드스피커들은 주로 미리 정의된 청취자 포지션(804)에 있는 청취자의 시야로부터 가상소스 뒤쪽에 위치할 수 있다. 예를 들면, 가상소스의 포지션이 미리 정의된 청취자 포지션에 좀 더 밀접하게 이동하면, 가변 각 범위가 증가하여 미리 정의된 청취자 포지션(802)에 있는 청취자의 좌우측에 있는 점점 더 많은 라우드스피커가 관련된다. 3-차원 라우드스피커 배열의 경우, 가변 각 범위는 구면 섹터(spherical sector)의 개각도(opening angle)를 지시한다.
가변 각 범위는 항상 최소 가변 각 범위와 같거나 더 클 수 있다. 최소 가변 각 범위는, 예를 들면, 180도 또는 그 이상이나 그 이하일 수 있다. 또한, 가상소스의 포지션(802)이 미리 정의된 청취자 포지션(804)과 동일하다면, 가변 각 범위는 360도와 같을 수 있다.
미리 정의된 청취자 포지션은 다시 라우드스피커 배열의 내부구역의 참조 포인트일 수 있다. 상술된 개념에 따르면, 오디오 품질은 미리 정의된 청취자 포지션(804)에 위치한 청취자에 대하여 향상될 수 있다.
가상소스가 미리 정의된 청취자 포지션에 가깝다면, 이동하는 가상 소스에 대한 액티브 라우드스피커의 고속 변경으로 인한 아티팩트가 나타날 수 있다. 따라서, 가변 각 범위는 미리 정의된 청취자 포지션 주변의 청취자 전이구역 내에서 가변이며 청취자 전이구역 외부에서 일정할 수 있다. 본 예에서, 가변 각 범위는 청취자 전이구역 외부의 최소 각 범위를 포함할 수 있다. 최소 각 범위는, 이미 언급한 것처럼, 예를 들면, 180도 또는 그 이상이나 그 이하일 수 있다. 청취자 전이구역 내의, 가변 각 범위는, 가상 소스의 포지션과 미리 정의된 청취자 포지션(804)의 거리가 청취자 전이구역의 경계로부터 0으로 감소할 때 최소 각 범위에서 360도까지 증가할 수 있다.
라우드스피커 전이구역은 미리 정의된 청취자 포지션 주위의 원일 수 있고, 그러나 다른 기하학 구조도 또한 가능할 수 있다. 청취자 전이구역의 지름은 2m(또는 5m, 1m 또는 그 이하)보다 작을 수 있고, 0.2m(또는 0.1m, 0.5m 또는 그 이상)보다 클 수 있다. 그 대안으로 또는 추가적으로, 청취자 전이구역의 지름은 미리 정의된 청취자 포지션(804)과 상기 라우드스피커 배열에 가까운 라우드스피커 간의 거리의 10%(또는 1%, 20% 또는 그 이상)보다 클 수 있다.
도 9는 가상 소스에서 미리 정의된 청취자 포지션(950)의 서로 다른 거리에 대한 가상 소스 주변의 서로 다른 각 범위에 대한 개요도(900)를 보여준다. 본 예에서, 라우드스피커 배열의 라우드스피커(910)는 미리 정의된 청취자 포지션(950) 주변의 사각형 내에 배치되며, 이는 본 예에서는 또한 좌표 원점(예, 가상 소스의 포지션 정보(802)와 미리 정의된 청취자 포지션의 포지션 정보(804))이다. 또한, 청취자 전이구역(940)은 미리 정의된 청취자 포지션(950) 주변의 점선으로 된 원으로 지시된다. 청취자 전이구역(940)은 포커싱된 소스 전이 구역이라고 불릴 수 있다. 또한, 진폭 윈도우 세그먼트라고도 불리는 각 범위(930)가, 가상소스의 세 개의 서로 다른 포지션(920)에 대하여, 도시되어있다. 가상 소스의 포지션(920)이 미리 정의된 청취자 포지션(950)에 거의 도달할 때, 가변 각 범위(930)는 청취자 전이 구역(940)의 경계의 최소 각 범위(예를 들어, 180도)로부터 거의 360도까지 증가한다. 즉, 도 9는 참조 포인트(미리 정의된 청취자 포지션) 근처의 포커싱된 소스(라우드스피커 배열의 내부지역 내의 연관된 포지션을 갖는 가상 소스들)에 대한 진폭 윈도우 구성(가변 각 범위 결정)에 대한 예를 보여준다.
라우드스피커 결정기(810)는 가변 각 범위를 스스로 계산하거나 룩업 테이블을 갖는 저장 유닛을 포함할 수 있는데, 룩업 테이블은 가상소스의 포지션과 미리 정의된 청취자 포지션 간의 서로 다른 거리 및 방향에 대하여 관련된 서로 다른 라우드스피커 그룹의 정보 또는 보다 일반적인 가상소스의 서로 다른 포지션에 대한 정보를 포함한다. 이 경우, 라우드스피커는 관련 라우드스피커를 룩업 테이블이 포함하는 정보에 기초하여 결정할 수 있다. 룩업 테이블은 가상소스의 복수의 다른 가능한 이산 포지션(또는 거리 및 방향)에 대하여 라우드스피커 배열의 관련 라우드스피커 그룹을 포함할 수 있다. 따라서, 라우드스피커 결정기는, 예를 들면, 가상소스의 포지션에 가장 가까운 이산 포지션을 결정하여 룩업 테이블에 저장된 가장 가까운 이산 포지션과 연관된 관련 라우드스피커 그룹을 획득할 수 있다.
웨이브 필드 합성의 종래의 구현에서 포커싱된 소스에 대한 계수 계산은 플레인/공간을 반으로 분할함으로써 진폭 계수를 결정하는데, 이는 시스템의 참조 포인트를 포함하는 분리된 라인/플레인을 구성함으로써 수행되며, 그 통상적인 벡터가 참조 포인터에서 소스 포지션으로 넘겨진다. 소스를 포함하는 반쪽에서, 해당 라우더스피커가 관련된 것으로 간주되며, 0보다 큰 진폭 팩터에 의해 사운드 재생성에 관련된다. 다른 반쪽 내의 라우드스피커는 활성화된(active) 상태로 존재한다. 이때, 주목할 만한 것은 참조 포인트에 다가가는 소스 이동이며, 이는 진폭 윈도우의 급격한 변화를 일으킬 수 있다(액티브 라우드스피커의 변경).
제안된 개념은 참조 포인트에 근접한 계수 분포의 점차적인 변경을 일으킨다. 이러한 접근방법은 상기 언급된 통상 (벡터)와 소스에서 라우드스피커로의 벡터간의 각도 분리의 고려에 기초한다. 만일 상기의 것이 임계(critical) 각도(가변 각 범위)에 종속하는 소스 포지션보다 작다면, 대응하는 라우드스피커는 관련된 것으로 간주되고 진폭 계수 > 0을 수신한다. 임계(critical) 각도가 일정하게 직각(right-angle)라면, 이 방법은 웨이브 필드 합성의 현재 구현에 대응한다. 제안된 변경에 의해, 임계 각도는 다음과 같이 소스 포지션에 종속한다. 만일 소스가 참조 포인트에서 좀 더 떨어져서 구성가능한 임계 또는 제한 거리(청취자 전이 구역의 경계)에 있다면, 임계 각도는 좀 더 직각이다. 제한 거리하에서, 제한 각도는 거리가 감소함에 따라 180도까지 증가한다. 이는 참조 포인트의 소스에 의해, 모든 라우드스피커들이 관련되고 활성화된다는 사실을 의미한다. 각도 증가의 형태로, 이러한 개념의 성능이 적용될 수 있다.
예를 들면, 상술된 개념은 시스템 참조 포인트(미리 정의된 청취자 포지션)에 근접한 포커싱된 소스(포커싱된 가상 소스)의 일정한 성능을 구현하는 수단을 제공한다. 도 9에 도시된 재생 시스템(라우드스피커 배열)의 참조 포인트(미리 정의된 청취자 포지션, 원점) 주변에 특정 반경을 갖는 원이 구성될 수 있다. 이 원의 외부에, 일정한 가변 각 범위를 갖는 진폭 윈도우를 갖는 포커싱된 소스가 결정될 수 있다. 진폭 윈도우는 일직선의 한쪽으로 소스 포지션과 관련되어 펼쳐지며, 상기 일직선은 소스포지션을 포함하고 반경 방향으로 수직으로 구성된다. 헤지된 부분은 소스 포지션과 관련하여 액티브 라우드스피커의 방향을 보여준다. 이는 세 개의 소스 포지션의 가장 바깥쪽으로 표현된다. 소스는 원의 경계 외부에 배치된다. 헤지된 반원은 이러한 구조를 나타낸다. 반원은 실제적으로 개각도를 표현한다. 만일 소스가 직선 대신 좀 더 원점에 접근하면, 각 세크먼트(segment)는 원점과의 거리를 좁히면서 점점 더 가까워지는 플레인을 분할한다. 이는 진폭 윈도우의 확장의 결과를 갖는다(닫힌 원 세그먼트 참조). 원점의 원의 닫힌 부분에서 모든 라우드스피커들이 액티브일 것이다. 두 개의 닫힌 원 세그먼트는 이러한 경향을 보여준다. 완전한 라우드스피커 분포에서의 급격한 스위칭은, 따라서, 회피될 수 있다. 이러한 식으로, 경계의 반경과 관련된 소스 간의 거리에 따른 개각도(가변 각 범위)의 변경에 대한 예는 정성적으로 보여진다.
앞서 언급한 것처럼, 본 실시예 역시 하나의 가상 소스와 관련되어 기술되며, 복수의 가상 소스가 본 발명의 측면에 따라 처리될 것이다. 예를 들면, 라우드스피커 결정기는 제2 (각각의) 가상 소스의 포지션 주변의 제2 가변 각 범위(복수의 서로 다른 가변 각 범위) 내에 위치한 라우드스피커 배열의 관련 라우드스피커의 제2(또는 복수의) 그룹을 결정할 수 있다. 제2 가변 각 범위는 제2 가상 소스의 포지션과 미리 정의된 청취자 포지션 간의 거리에 기초하며 멀티-채널 렌더러(820)는 관련 라우드스피커의 제2 그룹에 대한 구동 계수를 계산하고 구동 신호를 관련 라우드스피커들의 제2 그룹으로 계산된 구동 계수와 제2 가상 소스의 오디오 신호에 기초하여 제공하되, 제2 가상 소스의 구동 신호를 관련된 라우드스피커의 제2 그룹의 라우더스피커 이외의 다른 라우드스피커로 제공하지 않는다. 이 경우, 라우드스피커가 각 가상 소스와 연관된 관련 라우드스피커 그룹에 포함된다면, 가상 소스의 구동 신호는 오직 라우드스피커에 제공될 뿐이다. 예를 들면, 만일 라우드스피커가 관련 라우드스피커 (이미 언급된 제 1)그룹 및 제2 그룹에 포함된다면, 멀티-채널 렌더러(820)는 (제1) 가상 소스 및 제2 가상 소스의 구동 신호를 제공한다. 마찬가지로, 만일 라우드스피커가 두 그룹 중에 하나에만 포함된다면, 각각의 구동 신호만이 라우드스피커에 제공되며, 라우드스피커가 관련 라우드스피커 그룹 중 어느 것에도 포함되지 않는다면, 구동 신호의 어느것도 이 라우드스피커에 제공되지 않는다.
멀티-채널 렌더러(820) 및/또는 라우드스피커 결정기(810)는 독립적인 하드웨어 유닛, 컴퓨터의 부분, 마이크로 컨트롤로 또는 디지털 신호 프로세스 및 컴퓨터에서 수행되는 컴퓨터 프로그램이나 소프트웨어 제품, 마이크로 컨트롤러나 디지털 신호 프로세서일 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 신호를 가상 소스와 연관된 오디오 신호에 기초하여 제공하는 방법(1200)에 대한 흐름도를 보여준다. 방법(1200)은 가상 소스의 포지션 주변의 가변 각 범위 내에 위치한 라우드스피커 배열의 관련 라우드스피커 그룹을 결정하는 단계(1210)를 포함한다. 가변 각 범위는 가상 소스의 포지션과 미리 정의된 청취자 포지션 간의 거리에 기초한다. 또한, 방법은 관련 라우드스피커의 미리 결정된 그룹에 대한 구동 계수를 계산하는 단계(1220) 및 구동신호를 관련 라우드스피커들의 그룹에 계산된 구동 계수와 가상 소스의 오디오 신호에 기초하여 제공하고, 가상소스의 구동 신호를 관련 라우더스피커 그룹의 라우드스피커 이외의 다른 라우드스피커로는 제공하지 않는 단계(1230)를 포함한다.
또한, 방법(1200)은 상술된 개념의 선택적 특징에 대응하는 하나 이상의 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 서로 다른 미리 정의된 청취자 포지션이 라우드스피커에 대한 구동 계수의 계산에 대하여 고려된다. 본 예에서, 각각의 미리 정의된 청취자 포지션에 대한 구동 계수가 라우드스피커에 대하여 계산되고 이러한 복수의 구동 계수가 결합(예, 선형 결합으로)되어 라우드스피커에 대한 결합된 구동 계수를 획득한다.
복수의 미리 정의된 청취자 포지션에 대한 구동 계수를 고려하면, 오디오 품질은 하나의 미리 정의된 청취자 포지션에 대해 최적화될 뿐만 아니라, 오디오 품질이 전체 청취자 지역에 대하여 향상될 것이다.
이러한 식으로, 예를 들면, 비-포커싱된 가상 소스를 갖는, 사운드 재생에 적합한 진폭 윈도우의 청취자 종속적인 결정을 위한 수단이 실현될 수 있다.
진폭 값의 선택에 의해 입력신호가 재생 시스템의 서로 다른 라우드스피커들로 전도되고, 무엇보다도 결과하는 사운드 이벤트의 로컬 인식에 영향을 미친다. 특히, 몇 가지 가능한 청취자 포지션, 즉 청취자에 대하여 연장된 지역(청취자 구역)의 경우에, 라우드스피커의 경계 지역이 재생될 신호에 의해 제공되어, 올바른 방향으로 사운드의 방향-정정 국지화를 가능하게 하도록 할 수 있다.
이러한 전제하에, 진폭 계수를 결정하는 개념은 정의된 청취자 지역을 고려하여 제안된다. 시스템 참조 포인트는 청취자 지역으로부터의 청취자 포지션으로서 결정되며, 이는 청취자 구역을 샘플링하는 목적에 따라 다양할 수 있다. 이러한 참조 포인트 기반으로, 다음의 진폭 윈도우 계산이 실행된다.
본 방법의 기본은 미리 결정된 형태의 모델 진폭 윈도우이며, 이는 라우드스피커들에 대한 부분 진폭 계수를 참조 포인트의 관련 포지션, 소스 포지션 및 라우드스피커 포지션으로부터 계산하는데 이용된다. 여기서, 무엇보다도 모든 라우드스피커 포지션과 소스포지션 간의 각도 거리는 참조 포인트의 뷰로부터 결정된다. 상술한 윈도우잉 함수는 각각의 각도 분리에 대하여 관련된 진폭 값을 준다. 특히, 참조 포인트의 관점으로부터 정확하게 소스 방향에 위치한 라우드스피커는 모든 라우드스피커들의 가장 큰 부분 진폭 값을 수신한다. 모델 윈도우의 형태에 따라서, 참조 포인트에 기초하여 결과적으로, 원(2D) 또는 구면 섹터(3D)는 이러한 윈도우잉으로부터 결과하며, 여기서 부분 진폭 계수가 그들의 포지션에 따라 라우스피커에 할당된다. 정의된 청취자 범위를 샘플링함으로써, 일련의 샘플 타입 계산이 서로 다른 참조 포인트에 대하여 실행되어, 각기 부분 진폭 계수(구동 계수들) 세트가 모든 라우드스피커들 (또는 모든 관련된 라우드스피커들)에 대하여 생겨난다. 상기를 가산하면 결과로서 진폭 분포가 발생하는데, 이는 아마도 추가적인 오디오 재생성에 사용되는 추가적인 프로세싱 스텝의 후속일 수 있다.
청취자 범위의 선택, 모델 진폭 윈도우 및 샘플링 파라미터에 의해, 서로 다른 요구사항을 갖는 재생성 방법의 파라미터 채택이 실행될 수 있다. 가능한 모델 진폭 윈도우는 무엇보다도 변경된 cos 함수에 기초할 수 있다.
도 7은 라우드스피커 배열 내의 청취자 구역(720) 내에 세 개의 서로 다른 미리 정의된 청취자 포지션(730)을 갖는 라우드스피커 배열의 라우드스피커(710)의 개요도(700)을 보여준다. 가상 소스(740)와 라우드스피커 배열의 라우드스피커(710) 간의 각도가 각각 서로 다른 미리 정의된 청취자 포지션(730)에 대해 다르기 때문에, 상기 동일한 라우드스피커들에 대하여 계산된 부분 진폭 계수들(구동 계수들)은 서로 다른 미리 정의된 청취지 포지션(730)에 대하여 서로 다르다.
일반적으로, 본 발명의 서로 다른 측면이 서로 독립적으로 기술되었지만, 이들 중 하나 이상이 결합될 수도 있다.
예를 들면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 계수를 도 1의 가상 소스와 연관된 오디오 신호에 대하여 계산하는 장치(100)와 연관되어 언급된 라우드스피커 전이 구역은 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커까지의 최소거리를 갖는 경계를 포함할 수 있고, 최소거리는 상기 라우드스피커와 상기 라우드스피커에 인접한 한 라우드스피커간의 거리에 따라 다르다. 라우드스피커 배열은 적어도 두쌍의 인접한 라우드스피커를 포함할 수 있고, 이때, 각 라우드스피커 쌍의 라우드스피커간 거리는 서로 다르다. 본 예에서, 라우드스피커 전이 구역 내에 위치한 가상 소스에 대하여 서로 다른 계산 규칙에 따라서 서브구동 계수의 고려는 가변 넓이를 갖는 라우드스피커 전구역의 고려를 수반한다. 따라서, 라우드스피커 배열의 내부구역과 라우드스피커 전이구역 간의 전이, 라우드스피커 전이구역의 내부지역과 라우드스피커 전이구역의 외부지역 간의 전이, 라우드스피커 전이구역과 라우드스피커 배열의 외부지역 간의 전이가 이동하는 가상소스에 대하여 매우 유연하게 구현될 수 있고 오디오 품질이 상당히 개선될 수 있다.
이러한 방법으로, 예를 들면, 가상 소스의 포지션을 기술하는 일정한 지시자를 결정하는 수단과 가변 넓이의 전이구역을 구현하는 수단이 실현될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 도 1의 장치(100)는 라우드스피커 결정기를 포함할 수 있는데, 이는 가상 소스의 포지션 주변의 가변 각 범위 내에 위치한 라우드스피커 배열의 관련된 라우드스피커 그룹을 결정한다. 가변 각 범위는 가상 소스의 포지션과 미리 정의된 청취자 포지션 간의 거리에 기초한다. 또한, 멀티-채널 렌더러는 구동신호를 관련된 라우드스피커 그룹으로 계산된 구동 계수와 가상 소스의 오디오 신호에 기초하여 제공하되, 가상 소스의 구동 신호를 관련된 라우드스피커의 그룹의 라우드스피커들 이외의 다른 라우드스피커에는 제공하지 않는다. 이러한 방법으로, 내부구역, 전이구역 및 외부구역간의 전이로 인한 아티팩트 및 미리 정의된 청취자 포지션으로 밀접하게 이동하는 가상 소스에 대한 라우드스피커의 고속 활성화로 인한 아티팩트가 감소될 수 있고 오디오 품질이 상당히 향상될 수 있다.
또한, 추가적으로 또는 대안으로, 도 1의 장치(100)는 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 복수의 구동 계수를 복수의 서로 다른 미리 정의된 청취자 포지션에 기초하여 계산하고 복수의 라우드스피커 구동계수를 결합함으로써 라우드스피커에 대하여 결합된 구동 계수를 획득할 수 있다.
또한, 도 5a의 장치(500)는 시작 포인트일 수 있다. 이러한 경우, 가상 소스에 연관된 오디오 신호에 대한 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 계수를 계산하는 장치(500)는 멀티-채널 렌더러(510)를 포함할 수 있고, 이는, 가상소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역의 내부지역 내에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 구동 계수를 제1 계산 규칙에 따라 계산된 구동 계수 및 제2 계산 규칙에 따라 계산된 구동 계수에 기초하여 계산하도록 구성된다.
또한, 멀티-채널 렌더러는, 가상소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역의 외부지역 내에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 제3 계산 규칙에 따라 계산하도록 구성되고 상기 동일한 라우드스피커들에 대한 구동계수를 제2 계산규칙에 따라 계산된 구동 계수와 제3 계산규칙에 따라 계산된 구동계수에 기초하여 계산하도록 구성된다.
추가적으로나 대안으로, 도 5a의 장치(500)는 라우드스피커 결정기를 포함할 수 있고, 이는 가상 소스의 포지션 주변의 가변 각 범위 내에 위치한 라우드스피커 배열의 관련 라우드스피커 그룹을 결정하도록 구성된다. 가변 각 범위는 가상소스의 포지션과 미리 정의된 청취자 포지션 간의 거리에 기초한다. 또한, 멀티-채널 렌더러(510)는 구동 신호를 관련된 라우드스피커 그룹으로 계산된 구동 계수 및 가상 소스의 오디오 신호에 기초하여 제공하고 가상 소스의 구동 신호를 관련된 라우드스피커들 그룹의 라우드스피커이외의 다른 라우드스피커로는 제공하지 않는다. 이러한 식으로, 라우드스피커 배열의 라우드스피커 간의 서로 다른 거리로 인한 아티팩트와 미리 정의된 청취자 포지션으로 접근하는 가상 소스에 대한 액티브 라우드스피커들의 고속 변경으로 인한 아티팩트가 감소될 수 있고 오디오 품질이 상당히 향상될 수 있다.
또한, 추가적으로 또는 대안으로, 장치(200)는 멀티-채널 렌더러(510)를 포함하며, 이는 복수의 구동 계수를 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커에 대하여 복수의 미리 정의된 청취자 포지션에 기초하여 계산하도록 구성되며, 복수의 라우드스피커 구동 계수를 결합하여 라우드스피커에 대한 결합된 구동 계수를 획득하도록 구성된다.
또한, 도 8에 도시된 장치(800)는 본 발명의 서로 다른 측면들의 결합에 대한 시작 포인트 일 수 있다. 예를 들면, 도 8의 장치(800)는 멀티-채널 렌더러를 포함할 수 있고, 이는, 만일 가상소스의 포지션이 라우드스피커의 전이구역의 내부지역 내에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 제1 서브구동 계수를 제1 계산 규칙에 따라 계산하도록 구성되며, 동일한 라우드스피커들에 대한 제2 서브구동 계수를 제2 계산 규칙에 따라 계산하도록 구성되며, 동일한 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 제1 서브구동 계수 및 제2 서브구동 계수에 기초하여 계산하도록 구성된다. 또한, 멀티-채널 렌더러(820)는, 만일 가상소스의 포지션이 라우드스피커의 전이구역의 외부지역 내에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 제2 서브구동 계수를 제2 계산 규칙에 따라 계산하도록 구성될 수 있고, 동일한 라우드스피커들에 대한 제3 서브구동 계수를 제3 계산 규칙에 따라 계산하도록 구성될 수 있고, 동일한 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 제2 서브구동 계수 및 제3 서브구동 계수에 기초하여 계산하도록 구성될 수 있다. 라우드스피커 전이구역은 라우드스피커 배열의 내부구역과 라우드스피커 배열의 외부구역을 분리하며 라우드스피커 배열의 라우드스피커들이 전이구역 내에 위치한다. 또한, 제2 계산 규칙은 제1 계산규칙 및 제3 계산규칙과 다르다. 이 경우, 라우드스피커 배열의 내부구역, 라우드스피커 배열의 라우드스피커 전이구역 및 외부 구역 사이에서 이동하는 가상 소스의 전이로 인한 아티팩트와 미리 정의된 청취자 포지션에 접근하는 가상 소스로 인한 아티팩트가 감소될 수 있고 오디오 품질이 상당히 향상될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 장치(800)는 멀티-채널 렌더러(820)를 포함할 수 있고, 이는, 가상소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역 외부에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 제1 계산규칙에 기초하여 계산하도록 구성되고, 가상소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역 내에 위치한다면, 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수를 제2 계산규칙에 기초하여 계산하도록 구성된다. 라우드스피커 전이구역의 경계는 라우드스피커 배열의 한 라우드스피커로의 최소거리를 포함하며, 최소거리는 상기 라우드스피커와 상기 라우드스피커에 인접한 라우드스피커 간의 거리에 따라 다르다. 또한, 라우드스피커 배열은 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커를 포함하며, 각 라우드스피커 쌍의 라우드스피커 간의 거리는 서로 다르다.
또한, 추가적으로 또는 대안으로, 장치(800)는 멀티-채널 렌더러(820)를 포함할 수 있고, 이는 라우드스피커 배열의 라우드스피커에 대한 복수의 구동계수를 복수의 미리 정의된 청취자 포지션에 기초하여 계산하도록 구성되며, 복수의 라우드스피커 구동계수를 결합하여 라우드스피커에 대한 결합된 구동계수를 획득하도록 구성된다.
본 별명의 어떤 실시예들은 오디오 장면(scene)의 객체-지향 재생을 위한 스케일가능한 사운드 재생 방법의 컴포넌트와 관련된다.
상술된 컴포넌트는 오디오 배경의 객체 지향 재생에 적합한 오디오 재생성 방법의 컴포넌트로서 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 오디오 장면은 일련의 오디오 신호의 결합으로, 여기로 사운드 소스의 특징의 객체 지향 서술이 할당된다 (웨이브 필드 합성의 실용적 구현에서 가상 소스의 특징과 같은 동일한 원리), 즉 사운드 소스의 포지션과 사운드 소스의 다른 특별한 특징(예, 매뉴얼 신호 왜곡, 가상 소스 타입, 재생성 레벨).
여기서 지칭되는 사운드 재생성 개념은 몇몇 라우드스피커를 갖는 시스템을 신호 프로세싱 수단의 적합한 신호의 수단으로 제어하는 방법을 나타낸다. 이는 라우드스피커 설정의 서술 및 오디오 장면의 객체 지향 서술을 프로세싱 하는 시스템에서 발생한다. 이러한 프로세싱의 결과는 필터 계수의 테이블(소위 구동 계수들)이며, 이는 가장 단순한 경우에 신호 왜곡 값 쌍들과 진폭 가중 팩터들(레벨 변화)로서 표현될 수 있다. 신호 프로세싱 시스템에서, 이러한 계수는 출력 시스템의 각 라우드스피커을 제어할 수 있는 유입 오디오 신호로의 프로세싱 매트릭스내에 적용될 수 있다.
여기 언급된 사운드 재생성 방법의 확장성은 본 방법에 의해 제어되는 라우드스피커 설정의 변동성에 관계된다. 청취자의 정의된 위치나 지역이 제어되는 라우드스피커로 둘려싸인 조건하에, 라우드스피커가 서로 다른 인터벌로 배열될 수 있다(즉, 제어되는 라우드스피커의 수는 넓은 범위에서 가변이다). 2D 경우의 서라운딩 조건은 적어도 세 개의 라우드스피커의 링(ring)이 라우드스피커의 가장 작은 이론적 배열로서 결과하며, 한편 수백 라우드스피커를 갖는 전형적인 웨이브 필드 논제 재생성 시스템은 2D 경우에 대한 상한을 나타낸다. 3D의 경우에, 상술된 조건은 이론적으로 4면체로 나타나며, 그 코너에 이러한 가장 작은 가능한 시스템의 라우드스피커가 배치된다. 또한 이 경우에, 인벨로프 표면의 라우드스피커의 수는 크게 증가될 수 있다. 이러한 의미에서, 확장성은 미리 결정된 한계 조건하의 다양한 라우드스피커 수를 나타낸다.
후술되는 접근방법은 적합한 구동 계수의 계산을 보여주며, 여기에 지연 값 및 진폭 가중값 형태의 계수의 단순화된 경우가 기술된다.
비록 어떤 실시예는 장치의 맥락에서 기술되었지만, 이와 같은 측면은 또한 대응하는 방법을 표현함이 명백하며, 이때, 블록이나 장치가 방법의 단계 또는 방법의 단계의 특징에 대응한다. 유사하게, 방법의 단계의 맥락에서 기술된 측면은 대응하는 블록이나 아이템 또는 대응하는 장치의 특징의 기술을 표현한다.
특정 구현 요건에 따라, 본 발명의 실시예는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 구현은 디지털 저장 매체, 예를 들면 플로피 디스크, DVD, 블루-레이, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, 또는 플래시 메모리와 같이, 내부에 전자적으로 판독 가능한 제어 신호를 갖고, 각 방법이 수행되는 프로그래머블 컴퓨터 시스템과 같이 협업하는(또는 협업할 수 있는), 저장매체를 사용하여 수행될 수 있다. 그러므로, 디지털 저장 매체는 컴퓨터로 판독할 수 있다.
본 발명에 따른 몇몇 실시예는 전자적으로 판독 가능한 제어 신호를 갖는 데이터 캐리어를 포함하며, 이는 프로그래머블 컴퓨터 시스템과 협업하여, 여기 기술된 방법 중의 하나가 수행되도록 할 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 실시예들은 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 프로그램 코드는 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터에서 수행될 때 상기 방법들 중의 하나를 수행하도록 동작할 수 있다. 프로그램 코드는 예를 들면, 기계 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
다른 실시예들은 여기 기술된 방법들 중의 하나를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 포함하며, 이는 기계 판독 가능한 캐리어 상에 저장된다.
즉, 본 발명의 방법의 실시예는, 따라서, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터상에서 수행될 때, 여기 기술된 방법들 중의 하나를 수행하는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.
본 발명의 방법의 다른 실시예들은, 따라서, 데이터 캐리어(또는 디지털 저장 매체, 또는 컴퓨터-판독가능한 매체)이며, 이는 여기 기술된 방법들 중의 하나를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록하여 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예들은, 따라서, 데이터 스트림 또는 여기 기술된 방법들 중의 하나를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 표현하는 일련의 신호이다. 데이터 스트림 또는 일련의 신호는 예를 들면 데이터 통신 연결, 예를 들면 인터넷, 을 통해 수송되도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시예는 처리 수단, 예를 들면 컴퓨터, 또는 여기 기술된 방법들 중의 하나를 수행하도록 구성되거나 적용된, 프로그래머블 논리 장치를 포함한다.
또 다른 실시예는 여기 기술된 방법들 중의 하나를 수행하는 컴퓨터 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함한다.
어떤 실시예에서, 프로그래머블 논리 장치(예를 들면 필드 프로그래머블 게이트 어레이)는 여기 기술된 방법의 기능성 일부 또는 전부를 수행하도록 사용될 수 있다. 어떤 실시예에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 마이크로프로세서와 협업하여 여기 기술된 방법들 중의 하나를 수행할 수 있다. 일반적으로, 상기 방법은 어느 하드웨어 장치에 의해서도 바람직하게 수행될 수 있다.
상술한 실시예들은 단지 본 발명의 사상을 보여줄 뿐이다. 여기 기술된 배열과 세부사항에 대한 수정 및 변경들이 당업자들에게 명백함이 이해되어야 한다. 하기의 특허 청구범위의 영역에 의해서만 제한되며 상술한 실시예의 기술이나 설명의 방법에 의해서 표현되는 특정 사항에 의하여 제한되지 않음이 의도된다.

Claims (15)

  1. 가상 소스와 연관된 오디오 신호를 위한 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동(driving) 계수들(512)을 계산하는 장치(500)에 있어서,
    상기 가상 소스의 포지션(502)이 라우드스피커 전이구역(530) 외부에 위치하면, 상기 라우드스피커 배열의 라우드스피커들(550)에 대한 구동 계수들(512)을 제1 계산 규칙에 기초하여 계산하도록 구성되고, 상기 가상 소스의 포지션(502)이 라우드스피커 전이구역(530) 내에 위치하면, 상기 라우드스피커 배열의 라우드스피커들(550)에 대한 구동 계수들(512)을 제2 계산 규칙에 기초하여 계산하도록 구성되는 멀티-채널 렌더러(510)를 포함하고,
    상기 라우드스피커 전이구역(530)의 경계는 상기 라우드스피커 배열의 하나의 라우드스피커(550)까지의 최소 거리를 포함하되, 상기 최소 거리는 상기 라우드스피커(550)와 상기 라우드스피커(550)에 인접한 라우드스피커간의 거리에 따라 달라지고, 상기 라우드스피커 배열은 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커들(550)을 포함하되, 상기 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커들(550) 중 제1 쌍의 라우드스피커들에 포함된 두 개의 인접한 라우드스피커들 간의 제1 거리는 상기 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커들(550) 중 제2 쌍의 라우드스피커들에 포함된 두 개의 인접한 라우드스피커들 간의 제2 거리와 다른, 구동 계수 계산 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 멀티-채널 렌더러(510)는 가상 소스의 포지션이 상기 라우드스피커 전이구역(530)의 내부 또는 외부에 위치하는지 여부에 대한 정보를 포함하는 룩업(lookup) 테이블을 갖는 저장 유닛을 포함함으로써, 상기 멀티-채널 렌더러(550)는 상기 가상 소스의 포지션(502)에 대한 상기 룩업 테이블에 포함된 상기 정보에 따라 상기 제1 계산 규칙이나 상기 제2 계산 규칙에 기초하여 라우스피커에 대한 상기 구동 계수들(512)을 계산하는, 구동 계수 계산 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 라우드스피커(550)와 상기 라우드스피커(550)에 인접한 라우드스피커(550) 간의 거리에 따라, 상기 라우드스피커 배열의 라우드스피커(550)에 대한 상기 라우드스피커 전이구역(530)의 경계의 최소 거리(622)를 결정하도록 구성되는 라우드스피커 전이구역 결정기(620)를 포함하는, 구동 계수 계산 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 라우드스피커 전이구역(530)의 경계의 최소거리는 상기 라우드스피커(550)에서 상기 라우드스피커(550)에 인접한 라우드스피커(550)로의 거리가 증가함에 따라 증가하는, 구동 계수 계산 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 라우드스피커 전이구역(530)의 경계에서 상기 라우드스피커 배열의 하나의 라우드스피커(550)까지의 최소거리는 상기 라우드스피커(550)와 상기 라우드스피커 배열의 가장 가깝게 인접한 라우드스피커(550) 간의 거리와 곱해진 곱셈 인자 또는 상기 라우드스피커(550)와 상기 라우드 스피커(550)로부터 서로 다른 방향으로 배치된 상기 라우드스피커 배열의 적어도 두 개의 인접한 라우드스피커들(550) 간의 거리의 평균과 곱해진 곱셈 인자와 동일한, 구동 계수 계산 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 라우드스피커 전이구역(530)의 경계에서 상기 라우드스피커 배열의 각 라우드스피커(550)까지의 최소거리는 각 라우드스피커(550)와 상기 라우드스피커 배열의 인접한 라우드스피커(550) 간의 거리의 10% 보다 크고 상기 각 라우드스피커(550)와 상기 라우드스피커 배열의 상기 인접한 라우드스피커(550) 간의 거리의 5배보다 작은, 구동 계수 계산 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 라우드스피커 전이구역(530)의 경계는 상기 라우드스피커 배열의 적어도 두 개의 라우드스피커(550)까지의 서로 다른 최소거리를 포함하는, 구동 계수 계산 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 라우드스피커 전이구역(530)의 경계는 상기 라우드스피커 배열의 각 라우드스피커(550)까지의 개별적인 최소거리를 포함하되, 상기 개별적인 최소거리는 각 라우드스피커(550)와 상기 각 라우드스피커(550)에 인접한 라우드스피커(550) 간의 거리에 따라 다른, 구동 계수 계산 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 라우드스피커 전이구역은 상기 라우드스피커 배열 중 하나의 라우드스피커까지의 최소거리를 포함하되, 상기 최소거리는 상기 라우드스피커 주변지역 내의 라우드스피커들의 밀도를 지시하는 밀도 값에 따라 다른, 구동 계수 계산 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    결합기를 포함하고, 상기 멀티-채널 렌더러(510)는 라우드스피커들(550)에 대한 구동 계수들(512)을 제2 가상 소스에 대하여 계산하도록 구성되고, 상기 멀티-채널 렌더러(510)는 상기 가상 소스에 대하여 적응된 오디오 신호와 상기 제2 가상 소스에 대하여 적응된 오디오 신호를 각 가상 소스의 계산된 구동 계수들(512) 및 상기 각 가상 소스와 연관된 오디오 신호에 기초하여 생성하도록 구성되고, 상기 결합기는 상기 가상 소스에 대하여 적응된 상기 오디오 신호와 상기 제2 가상 소스에 대하여 적응된 상기 오디오 신호를 결합하여 상기 라우드스피커 배열의 라우드스피커(550)에 대하여 출력 오디오 신호를 획득하도록 구성되는, 구동 계수 계산 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 멀티-채널 렌더러(510)는 상기 라우드스피커 배열의 하나의 라우드스피커(550)에 대한 복수의 구동 계수(512)를 복수의 서로 다른 미리 정의된 청취자 포지션들(730)에 기초하여 계산하도록 구성되고 그리고 상기 라우드스피커(550)의 상기 복수의 구동 계수(512)를 결합하여 상기 라우드스피커(550)에 대한 결합된 구동 계수들을 획득하도록 구성되는, 구동 계수 계산 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 멀티-채널 렌더러(510)는, 상기 가상 소스의 포지션(502)이 상기 라우드스피커 전이구역(430)의 내부지역(432) 내에 위치한다면, 상기 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 상기 제1 계산 규칙에 따라 계산된 구동 계수들과 상기 제2 계산 규칙에 따라 계산된 구동 계수들에 기초하여 계산하도록 구성되고, 상기 멀티-채널 렌더러(510)는, 상기 가상 소스의 포지션(502)이 상기 라우드스피커 전이구역(430)의 외부지역(434) 내에 위치한다면, 상기 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 제3 계산 규칙에 따라 계산하도록 구성되고 그리고 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 상기 라우드스피커를 위한 상기 제2 계산 규칙에 따라 계산된 구동 계수들과 상기 라우드스피커를 위한 상기 제3 계산 규칙에 따라 계산된 구동 계수들에 기초하여 계산하도록 구성되는, 구동 계수 계산 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 소스의 포지션(502, 802) 주위의 가변 각(angular) 범위 내에 위치한 상기 라우드스피커 배열의 관련된 라우드스피커들(812) 그룹을 결정하도록 구성되는 라우드스피커 결정기(810)를 포함하고, 상기 가변 각 범위는 상기 가상 소스의 포지션(502, 802)과 미리 정의된 청취자 포지션(804) 간의 거리에 기초하고, 상기 멀티-채널 렌더러(510)는 상기 결정된 관련된 라우드스피커들(812) 그룹에 대한 구동 계수들(512)을 계산하도록 구성되고, 상기 멀티-채널 렌더러(510)는 구동신호들을 상기 계산된 구동 계수들(512) 및 상기 가상 소스의 오디오 신호에 기초하여 상기 관련된 라우드스피커들(812) 그룹에 제공하되, 상기 가상 소스의 구동신호들을 상기 관련된 라우드스피커들(812) 그룹의 라우드스피커들 이외의 다른 라우드스피커들에 제공하지 않도록 구성되는, 구동 계수 계산 장치.
  14. 가상 소스와 연관된 오디오 신호를 위한 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동(driving) 계수들을 계산하는 방법(1100)에 있어서,
    상기 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역 외부에 위치하면, 상기 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 제1 계산 규칙에 기초하여 계산하는 단계(1110); 및
    상기 가상 소스의 포지션이 라우드스피커 전이구역 내에 위치하면, 상기 라우드스피커 배열의 라우드스피커들에 대한 구동 계수들을 제2 계산 규칙에 기초하여 계산하는 단계(1120)로, 상기 라우드스피커 전이구역의 경계는 상기 라우드스피커 배열의 하나의 라우드스피커까지의 최소 거리를 포함하되, 상기 최소 거리는 상기 라우드스피커와 상기 라우드스피커에 인접한 라우드스피커 간의 거리에 의존하고, 상기 라우드스피커 배열은 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커들을 포함하되, 상기 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커들에 포함된 제1 쌍의 라우드스피커들 중 두 개의 인접한 라우드스피커들 간의 제1 거리는 상기 적어도 두 쌍의 인접한 라우드스피커들 중 제2 쌍의 라우드스피커들에 포함된 두 개의 인접한 라우드스피커들 간의 제2 거리와 다른, 상기 단계(1120)를 포함하는, 구동 계수들을 계산하는 방법.
  15. 컴퓨터 또는 마이크로 컨트롤러에서 수행될 때, 청구항 14에 따른 방법을 수행하는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체.
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