KR101639099B1 - 라우드스피커 또는 헤드폰 재생을 위한 가상 오디오 처리 - Google Patents

라우드스피커 또는 헤드폰 재생을 위한 가상 오디오 처리 Download PDF

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Abstract

오디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 적어도 중심 채널 신호, 우측 채널 신호 및 좌측 채널 신호를 갖는 적어도 하나의 오디오 신호를 수신하는 단계와, 우측 및 좌측 채널 신호를 제1 가상화기 프로세서로 처리하여, 이에 의해 우측 가상화된 채널 신호 및 좌측 가상화된 채널 신호를 생성하는 단계와, 중심 채널 신호를 공간 익스텐서로 처리하여 개별 우측 및 좌측 출력을 생성하여, 이에 의해 의사 스테레오 효과로 중심 채널을 확장하는 단계와, 우측 및 좌측 출력을 우측 및 좌측 가상화된 채널 신호와 합산하여 적어도 하나의 수정된 측면 채널 출력을 생성하는 단계를 갖는 오디오 신호 처리 방법이 포함된다.

Description

라우드스피커 또는 헤드폰 재생을 위한 가상 오디오 처리{VIRTUAL AUDIO PROCESSING FOR LOUDSPEAKER OR HEADPHONE PLAYBACK}
관련 출원의 상호 참조
본 발명은 발명자들 왈쉬(Walsh) 등의 발명의 명칭이 "라우드스피커 또는 헤드폰 재생용 가상 3D 오디오 처리(VIRTUAL 3D AUDIO PROCESSING FOR LOUDSPEAKER OR HEADPHONE PLAYBACK)"인 2009년 6월 1일 출원된 미국 가출원 제61/217,562호의 우선권을 주장한다. 미국 가출원 제61/217,562호는 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.
선언 RE: 연방 후원 연구/개발
적용 가능하지 않음
기술 분야
본 발명은 오디오 신호의 처리에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 가상 채널 상에서 소리를 재현하는 오디오 신호를 처리하는 것에 관한 것이다.
오디오는 소비자 가전 제품에서 콘텐트 풍부 멀티미디어 경험을 제공하는데 있어 중요한 역할을 한다. 무선 접속성의 성장과 함께 소비자 가전 기기의 확장성(scalability) 및 이동성은 콘텐트로의 순간적인 액세스를 사용자에게 제공한다. 도 1a는 당 기술 분야의 숙련자에 의해 양호하게 이해되는 헤드폰(12) 또는 라우드스피커(14)를 통한 재생을 위한 종래의 오디오 재현 시스템(10)을 도시하고 있다.
종래의 오디오 재현 시스템(10)은 CD 플레이어, TV 튜너, 휴대형 미디어 플레이 등과 같은 다양한 오디오 또는 오디오/비디오 소스(18)로부터 디지털 또는 아날로그 오디오 소스 신호(16)를 수신한다. 오디오 재현 시스템(10)은 브로드캐스트 오디오 및/또는 비디오 신호의 선택, 처리 및 라우팅(routing)에 전용되는 홈 시어터 수신기 또는 자동차 오디오 시스템일 수 있다. 대안적으로, 오디오 재현 시스템(10) 및 하나 또는 다수의 신호 소스는 휴대용 미디어 플레이어, TV 세트, 랩탑 컴퓨터 등과 같은 소비자 가전 기기에 함께 통합될 수도 있다.
오디오 출력 신호(20)가 스피커 시스템을 통한 재생을 위해 일반적으로 처리되고 출력된다. 이러한 출력 신호(20)는 헤드폰(12) 또는 한 쌍의 정면 라우드스피커(14)에 송신된 2-채널 신호 또는 서라운드 사운드(surround sound) 재생을 위한 다채널 신호일 수 있다. 서라운드 사운드 재생을 위해, 오디오 재현 시스템(10)은 본 명세서에 참조로서 포함되어 있는 디지털 시어터 시스템, 인크.(Digital Theater Systems, Inc.: DTS)에 양도된 미국 특허 제,5974,380호에 설명되어 있는 바와 같은 다채널 디코더를 포함할 수 있다. 다른 통상적으로 사용되는 다채널 디코더는 DTS-HD
Figure 112011095367747-pct00001
및 돌비(Dolby)
Figure 112011095367747-pct00002
AC3를 포함한다.
오디오 재현 시스템(10)은 아날로그 오디오 소스 또는 디지털 오디오 입력 인터페이스를 접속하기 위한 아날로그-디지털 컨버터와 같은 표준 처리 장비(도시 생략)를 더 포함한다. 오디오 재현 시스템(10)은 오디오 신호를 처리하기 위한 디지털 신호 프로세서, 뿐만 아니라 처리된 출력 신호를 트랜스듀서[헤드폰(12) 또는 라우드스피커(14)]에 송신된 전기 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 컨버터 및 신호 증폭기를 포함할 수 있다.
일반적으로, 라우드스피커(14)는 다양한 용례에 의해 결정되는 바와 같이 다양한 구성으로 배열될 수 있다. 라우드스피커(14)는 도 1a에 도시되어 있는 바와 같이 독립형 스피커일 수 있다. 대안적으로, 라우드스피커(14)는 텔레비전 세트, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 스테레오 등과 같은 소비자 가전 제품의 경우에서와 같이 동일한 기기 내에 통합될 수도 있다. 도 1b는 서로 평행하게 위치된 2개의 내장형 스피커를 갖는 랩탑 컴퓨터(22)를 도시하고 있다. 내장형 스피커는 a'에 의해 지시되어 있는 바와 같이 서로로부터 좁게 이격되어 있다. 소비자 가전 제품은 옆으로 나란히 또는 상하로와 같이 다양한 배향으로 배열된 내장형 스피커(24a, 24b)를 포함할 수 있다. 내장형 스피커(24a, 24b)의 간격 및 크기는 응용 특정적이고, 딸서 케이싱의 크기 및 물리적 제약에 의존한다.
기술적 및 물리적 제약에 기인하여, 종종 오디오 재생은 이러한 기기에서 절충되거나 제한된다. 이러한 것은 특히 스피커가 좁게 이격되어 있거나 랩탑, MP3 플레이어, 휴대폰 등에서와 같이 헤드폰이 소리를 재생하는데 사용되는 물리적 제약을 갖는 전자 기기에서 명백하다. 몇몇 기기는 스피커들 사이의 물리적 분리에 기인하여 그리고 스피커와 청취자 사이의 대응하는 작은 각도 때문에 제한된다. 이러한 사운드 시스템에서, 인식된 사운드 스테이지의 폭은 일반적으로 적절하게 이격된 스피커를 갖는 시스템의 것보다 열등한 것으로서 청취자에 의해 인식된다. 종종 제품 설계자는 중앙 장착된 스피커를 포함하지 않음으로써 텔레비전 미관 디자인으로부터 일탈하는 것을 삼가고 있다. 이 절충은 언어 및 대화가 중앙 스피커에 지향되기 때문에 텔레비전의 전체 소리 품질을 제한할 수 있다.
이들 오디오 제약을 처리하기 위해, 오디오 처리 방법이 한 쌍의 헤드폰 또는 한 쌍의 라우드스피커를 통해 2-채널 또는 다채널 오디오 신호를 재현하기 위해 통상적으로 사용된다. 이러한 방법은 좁게 이격된 스피커를 갖는 용례에서 오디오 재생을 향상시키기 위한 강력한 공간 향상 효과를 포함한다.
거존(Gerzon)의 미국 특허 제5,671,287호는 낮은 "위상 오차감(phasiness)" 및 실질적으로 플랫하게 재현된 총 에너지 응답의 모두를 갖는 의사 스테레오 또는 방향성 분산 효과를 개시하고 있다. 의사 스테레오 효과는 최소의 불쾌하고 바람직하지 않은 주관적인(subjective) 부작용을 포함한다. 이는 또한 소리 소스의 각도 확산의 크기와 같은 의사 스테레오 효과의 다양한 파라미터를 제어하는 간단한 방법을 제공할 수 있다.
맥그래스(McGrath)의 미국 특허 제6,370,256호에는, 입력 오디오 신호에 부착되고 사전 결정된 시뮬레이션된 소리 도달을 각각 출력하는 일련의 원리 성분 필터와, 원리 성분 필터 중 대응하는 하나에 각각 부착되고 필터 지연 출력을 생성하기 위해 지연 입력에 의존하여 가변량만큼 필터의 출력을 지연하는 일련의 지연 요소와, 일련의 지연 요소에 상호 접속되고 오디오 스피커 출력 신호를 생성하기 위해 필터 지연 출력을 합산하는 합산 수단과, 현재 배향 신호 입력을 갖고 지연 출력을 제공하기 위해 일련의 지연 요소의 각각의 상호 접속되는 헤드 트랙 파라미터를 포함하는 헤드 트래킹된 청취 환경에서 입력 오디오 신호 상의 헤드 관련 전달 기능을 개시하고 있다.
맥그래스의 미국 특허 제6,574,649호에는 공간 향상을 위한 효율적인 회선 기법(convolution technique)을 개시하고 있다. 시간 도메인 출력은 낮은 처리 전력을 사용하여 입력 신호에 다양한 공간 효과를 추가한다.
종래의 공간 오디오 향상 효과는 이들이 가상 스피커로부터 출력되어 이에 의해 헤드 효과(헤드폰 재생시에) 이외 또는 라우드스피커 아크 효과(라우드스피커 재생시에)를 넘게 하는 인식을 제공하기 위한 처리 오디오 신호를 포함한다. 이러한 "가상화" 처리는 대부분의 측방향[또는 "하드 패닝된(hard-panned)'] 소리를 포함하는 오디오 신호에 특히 효과적이다. 그러나, 오디오 신호가 중심 패닝된(center-panned) 소리 성분을 포함할 때, 중심 패닝된 소리 성분의 인식된 위치는 라우드스피커의 중심점에서 '고정된'체로 유지된다. 이러한 소리가 헤드폰을 통해 재현될 때, 이들은 종종 상승된 것으로서 인식되고 바람직하지 않은 "헤드내" 오디오 경험을 생성할 수 있다.
가상 오디오 효과는 2-채널 또는 스테레오 신호를 위해 덜 공격적으로 혼합되는 오디오 자료에 대해 덜 강력하다. 이와 관련하여, 중심 패닝된 성분은 믹스를 지배하여, 최소 공간 향상을 생성한다. 입력 신호가 완전히 단선율인(좌측 및 우측 오디오 소스 채널에서 동일함) 극단적인 경우에, 공간 향상 알고리즘이 가능화될 때 어떠한 공간 효과도 전혀 들리지 않는다.
이는 라우드스피커가 청취자의 귀 레벨(수평 청취 평면) 아래에 있는 시스템에서 특히 문제점이 있다. 이러한 구성은 랩탑 컴퓨터 또는 모바일 기기에서 존재한다. 이들 경우에, 오디오 믹스의 처리된 하드 패닝된 성분은 라우드스피커를 넘어서 라우드스피커의 평면의 위로 상승되어 인식될 수 있고, 반면 중앙 패닝된 및/또는 단선율의 콘텐트는 원래 라우드스피커들 사이로부터 기원하는 것으로 인식된다. 이는 매우 '분할된(disjointed)' 재현된 스테레오 이미지를 초래한다.
따라서, 오디오 신호의 공간 효과를 제공하는 증가하는 관심 및 이용의 견지에서, 향상된 가상 오디오 처리에 대한 요구가 당 기술 분야에 존재한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 적어도 중심 채널 신호, 우측 채널 신호 및 좌측 채널 신호를 갖는 적어도 하나의 오디오 신호를 수신하는 단계와, 우측 및 좌측 채널 신호를 제1 가상화기 프로세서로 처리하여, 이에 의해 우측 가상화된 채널 신호 및 좌측 가상화된 채널 신호를 생성하는 단계와, 중심 채널 신호를 공간 익스텐서(extensor)로 처리하여 개별 우측 및 좌측 출력을 생성하여, 이에 의해 의사 스테레오 효과로 중심 채널을 확장하는 단계와, 우측 및 좌측 출력을 우측 및 좌측 가상화된 채널 신호와 합산하여 적어도 하나의 수정된 측면 채널 출력을 생성하는 단계를 갖는 오디오 신호 처리 방법이 포함된다.
중심 채널 신호는 우측 및 좌측 전역 통과 필터에 의해 필터링되어 우측 및 좌측 위상 시프트된 출력 신호를 생성한다. 우측 및 좌측 채널 신호는 제1 가상화기 프로세서에 의해 처리되어 우측 채널 신호와 좌측 채널 신호 중 적어도 하나에 대해 상이한 인식된 공간 위치를 생성한다. 대안 실시예에서, 중심 채널 신호를 공간 익스텐서로 처리하는 단계는, 중심 채널 신호에 지연 또는 전역 통과 필터를 적용하여, 이에 의해 위상 시프트된 중심 채널 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다. 이어서, 위상 시프트된 중심 채널 신호는 중심 채널 신호로부터 감산되어 우측 출력을 생성한다. 그 후에, 위상 시프트된 중심 채널 신호는 중심 채널 신호에 가산되어 좌측 출력을 생성한다. 대안 실시예에서, 공간 익스텐서는 인식된 공간 확장의 양을 결정하는 적어도 하나의 계수에 기초하여 중심 채널 신호를 스케일링한다. 계수는 a2 + b2 = c를 증명하는 곱셈 팩터 a 및 b에 의해 결정되고, 여기서, c는 사전 결정된 일정한 값이다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 적어도 우측 채널 신호 및 좌측 채널 신호를 갖는 적어도 하나의 오디오 신호를 수신하는 단계와, 우측 및 좌측 채널 신호를 처리하여 중심 채널 신호를 추출하는 단계와, 우측 및 좌측 채널 신호를 제1 가상화기 프로세서로 더 처리하여, 이에 의해 우측 가상화된 채널 신호 및 좌측 가상화된 채널 신호를 생성하는 단계와, 중심 채널 신호를 공간 익스텐서로 처리하여 개별 좌측 및 우측 출력을 생성하여, 이에 의해 중심 채널을 의사 스테레오 효과로 확장하는 단계와, 우측 및 좌측 출력을 우측 및 좌측 가상화된 채널 신호와 합산하여 적어도 하나의 수정된 측면 채널 출력을 생성하는 단계를 포함하는 오디오 신호 처리 방법이 포함된다.
제1 처리 단계는 우측 및 좌측 채널 신호를 상이한 주파수 대역과 각각 관련되는 복수의 서브 대역 오디오 신호로 필터링하는 단계, 각각의 주파수 대역으로부터 서브 대역 중심 채널 신호를 추출하는 단계, 및 추출된 서브 대역 중심 채널 신호를 재조합하여 전대역 중심 채널 출력 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 처리 단계는 우측 또는 좌측 채널 신호 중 적어도 하나를 적어도 하나의 스케일링 계수로 스케일링함으로써 서브 대역 중심 채널 신호를 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 스케일링 계수는 우측 및 좌측 채널 신호 사이의 채널간 유사성 지수를 평가함으로써 결정된다. 채널간 유사성 지수는 우측 및 좌측 채널 신호에 공통인 신호 성분의 크기에 관련된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 적어도 중심 채널 신호, 우측 채널 신호 및 좌측 채널 신호를 갖는 적어도 하나의 오디오 신호와, 우측 및 좌측 채널 신호를 수신하기 위한 프로세서로서, 이 프로세서는 우측 및 좌측 채널 신호를 제1 가상화기 프로세서로 처리하여, 이에 의해 우측 가상화된 채널 신호 및 좌측 가상화된 채널 신호를 생성하는 것인 프로세서와, 중심 채널 신호를 수신하기 위한 공간 익스텐서로서, 이 공간 익스텐서는 중심 채널 신호를 처리하여 개별 우측 및 좌측 출력 신호를 생성하여, 이에 의해 중심 채널을 의사 스테레오 효과로 확장하는 것인 공간 익스텐서와, 우측 및 좌측 출력 신호를 우측 및 좌측 가상화된 채널 신호와 합산하여 적어도 하나의 수정된 측면 채널 출력을 생성하기 위한 믹서를 포함하는 오디오 신호 처리 장치가 제공된다. 우측 및 좌측 채널 신호는 제1 가상화기 프로세서로 처리되어 우측 채널 신호와 좌측 채널 신호 중 적어도 하나에 대한 상이한 인식된 공간 위치를 생성한다. 본 발명은 첨부 도면과 함께 숙독될 때 이하의 상세한 설명을 참조하여 가장 양호하게 이해된다.
본 명세서에 개시되어 있는 다양한 실시예의 이들 및 다른 특징 및 장점은 유사한 도면 부호가 전체에 걸쳐 유사한 부분을 칭하는 이하의 설명 및 도면을 참조하여 더 양호하게 이해될 것이다.
본 발명에 따르면, 라우드스피커 또는 헤드폰 재생을 위한 가상 오디오 처리가 가능하다.
도 1a는 헤드폰 또는 라우드스피커를 통한 재현을 위한 종래의 오디오 재현 재생 시스템을 도시하고 있는 개략 다이어그램이다.
도 1b는 좁게 이격되어 있는 2개의 내장형 스피커를 갖는 랩탑 컴퓨터를 도시하고 있는 개략 다이어그램이다.
도 2는 정면의 한 쌍의 라우드스피커를 통한 재생을 위한 가상 오디오 처리 장치를 도시하고 있는 개략 다이어그램이다.
도 3은 중심 채널 처리 블록 내에 포함된 3개의 평행 처리 블록 및 공간 익스텐서를 갖는 가상 오디오 처리 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 3a는 합 및 차 전달 함수 및 2개의 출력 신호의 생성을 갖는 HRTF 필터를 갖는 정면-채널 가상화 처리 블록의 블록 다이어그램이다.
도 3b는 합 및 차 전달 함수를 갖고 2개의 출력 신호를 생성하는 HRTF 필터를 갖는 서라운드-채널 가상화 처리 블록의 블록 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공간 확장 처리의 청각 효과를 도시하고 있는 개략 다이어그램이다.
도 5a는 우측 전역 통과 필터 및 좌측 전역 통과 필터에 의해 필터링되는 중심 채널 신호를 도시하고 있는 공간 확장 처리 블록의 블록 다이어그램이다.
도 5b는 지연 유닛을 포함하는 전역 통과 필터의 블록 다이어그램이다.
도 5c는 지연 유닛을 갖는 공간 확장 처리 블록의 블록 다이어그램이다.
도 5d는 하나의 전역 통과 필터를 갖는 공간 확장 처리 블록의 다이어그램이다.
도 6은 우측 및 좌측 채널 신호로부터 중심 채널 신호를 추출하기 위한 중심 채널 추출 블록을 포함하는 가상 오디오 처리 장치의 블록 다이어그램이다.
도 7은 서브 대역 분석을 수행하는 중심 채널 추출 처리의 블록 다이어그램이다.
도 8은 동일한 처리 블록 내의 공간 확장 및 채널 가상화기를 갖는 가상 오디오 처리 장치의 블록 다이어그램이다.
이하의 설명에서, 무수히 많은 특정 상세가 설명된다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이들 특정 상세 없이 실시될 수도 있다는 것이 이해된다. 다른 경우에, 공지의 회로, 구조 및 기술은 이 설명의 이해를 불명료하게 하지 않기 위해 도시되어 있지 않다.
본 발명의 일 실시예의 요소는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어에서 구현될 때, 본 발명의 실시예의 요소는 본질적으로 필요한 작업을 수행하기 위한 코드 세그먼트이다. 소프트웨어는 본 발명의 일 실시예에 설명된 동작을 수행하기 위한 실제 코드, 또는 동작을 모방하거나 시뮬레이션하는 코드를 포함할 수 있다. 프로그램 또는 코드 세그먼트는 프로세서 또는 머신 액세스 가능 매체 내에 저장될 수 있거나 또는 전송 매체를 통해 반송파 내에 매립된 컴퓨터 데이터 신호 또는 캐리어에 의해 변조된 신호에 의해 전송될 수 있다. "프로세서 판독 가능 또는 액세스 가능 매체" 또는 "머신 판독 가능 또는 액세스 가능 매체"는 정보를 저장하고, 전송하거나 또는 전달할 수 있는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 프로세서 판독 가능 매체의 예는 전자 회로, 반도체 메모리 디바이스, 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 소거 가능 ROM(EROM), 플로피 디스켓, 콤팩트 디스크(CD) ROM, 광학 디스크, 하드 디스크, 광 파이버 매체, 무선 주파수(RF) 링크 등을 포함한다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 네트워크 채널, 광 파이버, 공기, 전자기, RF 링크 등과 같은 전송 매체를 통해 전파될 수 있는 임의의 신호를 포함할 수 있다. 코드 세그먼트는 인터넷, 인트라넷 등과 같은 컴퓨터 네트워크를 경유하여 다운로드될 수 있다.
머신 액세스 가능 매체는 제조 물품 내에 매립될 수 있다. 머신 액세스 가능 매체는 머신에 의해 액세스될 때, 머신이 이하에 설명되어 있는 동작을 수행할 수 있게 하는 데이터를 포함할 수 있다. 용어 "데이터"는 여기서 머신 판독 가능 목적으로 인코딩된 임의의 유형의 정보를 칭한다. 따라서, 이는 프로그램, 코드, 데이터, 파일 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예의 전체 또는 일부는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 서로 결합된 다수의 모듈을 가질 수 있다. 소프트웨어 모듈은 변수, 파라미터, 인수, 포인터 등을 수신하기 위해 그리고/또는 결과, 업데이트된 변수, 포인터 등을 생성하거나 통과시키기 위해 다른 모듈에 결합된다. 소프트웨어 모듈은 또한 플랫폼 상에서 실행되는 운영 체제와 상호 작용하기 위한 소프트웨어 드라이버 또는 인터페이스일 수 있다. 소프트웨어 모듈은 또한 하드웨어 장치로 그리고 하드웨어 장치로부터 데이터를 구성하고, 셋업하고, 초기화하고, 송신하고, 수신하기 위한 하드웨어 드라이버일 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 일반적으로 흐름도, 흐름 다이어그램, 구조 다이어그램 또는 블록 다이어그램으로서 나타내고 있는 프로세스로서 설명될 수 있다. 블록 다이어그램은 순차적인 프로세스로서 동작을 설명할 수 있지만, 동작들 중 다수는 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있다. 게다가, 동작의 순서는 재배열될 수도 있다. 프로세스는 그 동작이 완료될 때 종료된다. 프로세스는 방법, 프로그램, 절차 등에 대응할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예가 실시될 수 있는 환경을 도시하고 있는 개략 다이어그램이다. 환경은 적어도 하나의 오디오 소스 신호(28)를 수신하도록 구성된 가상 오디오 처리 장치(26)를 포함한다. 오디오 소스 신호(28)는 모노 신호 또는 2-채널 신호(음악 트랙 또는 TV 방송)와 같은 임의의 오디오 신호일 수 있다. 2-채널 오디오 신호는 한 쌍의 정면 라우드스피커(LF, RF)를 통한 재생을 위해 의도된 2개의 측면 채널 신호[LF(t), RF(t)]를 포함한다. 대안적으로, 오디오 소스 신호(28)는 다채널 신호(영화 사운드트랙)일 수 있고, 서라운드-사운드 라우드스피커 어레이를 통한 재생을 위해 의도된 중심 채널 신호[CF(t)] 및 4개의 측면 채널 신호[LS(t), LF(t), RF(t), RS(t)]를 포함할 수 있다. 오디오 소스 신호(28)는 적어도 좌측 채널 신호[LF(t)] 및 우측 채널 신호[RF(t)]를 포함하는 것이 바람직하다.
가상 오디오 처리 장치(26)는 라우드스피커 또는 헤드폰을 통한 재생을 위해 오디오 출력 신호(30a, 30b)를 생성하기 위해 오디오 소스 신호(28)를 처리한다. 오디오 소스 신호(28)는 LS(좌측 서라운드), LF(좌측 정면), CF(중심 정면), RF(우측 정면), RS(우측 서라운드), SW(서브우퍼)로 표기되어 있는 라우드스피커를 갖는 도 1d에 도시되어 있는 표준 '5.1' 라우드스피커 레이아웃과 같은 청취자를 둘러싸는 라우드스피커(14)의 어레이를 통한 수행을 위해 의도된 다채널 신호일 수 있다. 표준 '5.1' 라우드스피커 레이아웃(14)은 한정이 아니라 예로서 제공되어 있다. 이와 관련하여, 오디오 출력 신호(30a, 30b)는 'm.n'으로서 표현되어 있는 임의의 소스(또는 '가상') 라우드스피커 레이아웃을 시뮬레이션하기 위해 구성될 수 있고, 여기서 m은 주(위성) 채널의 수이고, n은 서브우퍼(또는 저주파수 향상) 채널의 수이다. 대안적으로, 오디오 출력 신호(30a, 30b)는 한 쌍의 헤드폰(12)을 통한 재생을 위해 처리될 수 있다.
가상 오디오 처리 장치(26)는 디지털 오디오 입력 및 출력 인터페이스에 접속된 디지털 신호 프로세서 및 일시적인 처리 데이터 및 처리 프로그램 명령의 저장을 위한 메모리 저장 장치를 포함할 수 있는 다양한 통상의 처리 수단(도시 생략)을 갖는다.
오디오 출력 신호(30a, 30b)는 L 및 R로 각각 표기되어 있는 한 쌍의 라우드스피커에 지향된다. 도 2는 5-채널 오디오 입력 신호에 대한 라우드스피커(LS, LF, CF, RF, RS)의 의도된 배치를 도시하고 있다. TV 세트 또는 랩탑 컴퓨터와 같은 다수의 실용적인 용례에서, 출력 라우드스피커(L, R)의 물리적 간격은 LF 및 RF 라우드스피커의 의도된 간격보다 좁다. 이 경우에, 가상 오디오 처리 장치(26)는 스테레오 확장 효과를 생성하도록 설계된다. 스테레오 확장 효과는 오디오 신호[LF(t), RF(t)]가 위치(LF, RF)에 위치된 가상 쌍의 라우드스피커로부터 나오는 것의 환영을 제공한다. 따라서, 소리는 스피커의 의도된 위치에 위치된 가상 스피커로부터 나오는 것으로 인식된다. 가상 라우드스피커는 공간 소리 스테이지 상의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 이와 관련하여, 오디오 소스 신호(28)는 임의의 인식된 위치에서 가상 라우드스피커로부터 나오도록 처리될 수 있다.
5-채널 오디오 소스 신호(28)에 대해, 가상 오디오 처리 장치(26)는 오디오 채널 신호[CF(t), LS(t), RS(t)]가 위치(CF, LS, RS)에 각각 위치된 라우드스피커로부터 나오는 인식을 생성한다. 마찬가지로, 오디오 채널 신호[CF(t), LF(t), RF(t)]는 위치(CF, LF, RF)에 각각 위치된 라우드스피커로부터 나오는 것으로 인식될 수 있다. 당 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이, 3개의 환영이 라우드스피커-대-귀 음향 전달 함수 또는 헤드 관련 전달 함수(HRTF)의 측정 또는 근사를 고려하여 오디오 입력 신호(28)에 변환을 적용함으로써 성취될 수 있다. HRTF는 임의의 소리 소스로부터 나오는 소리에 부여되고 청취자의 머리 주위의 음향 회절에 기인하는 주파수 의존성 시간 및 진폭차에 관련된다. 임의의 방향으로부터의 모든 소스는 2개의 관련된 HRTF(각각의 귀에 대해 하나)를 생성하는 것이 고려된다. 대부분의 3-D 사운드 시스템은 사용자의 HRTF를 사용하는 것이 불가능하고, 대부분의 경우에 비개별화된(보편화된) HRTF가 사용된다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 일반적으로, 물리적 또는 심리 음향적 기반으로 이론적인 접근법이 큰 개체군의 세그먼트에 보편화 가능한 비개별화된 HRTF를 유도하기 위해 사용된다.
동측성(ipsilateral) HRTF는 소리에 가장 근접한 귀에 취해진 경로를 표현하고, 대측성(contralateral) HRTF는 가장 멀리 있는 귀에 취해진 경로를 표현한다. 도 2에 도시되어 있는 HRTF는 이하와 같다.
H0i : 정면 좌측 또는 우측 물리적 라우드스피커 위치에 대한 동측성 HRTF,
H0c : 정면 좌측 또는 우측 물리적 라우드스피커 위치에 대한 대측성 HRTF,
HFi : 정면 좌측 또는 우측 가상 라우드스피커 위치에 대한 동측성 HRTF,
HFc : 정면 좌측 또는 우측 가상 라우드스피커 위치에 대한 대측성 HRTF,
HSi : 서라운드 좌측 또는 우측 가상 라우드스피커 위치에 대한 동측성 HRTF,
HSc : 서라운드 좌측 또는 우측 가상 라우드스피커 위치에 대한 대측성 HRTF,
HF : 정면 중심 가상 라우드스피커 위치에 대한 HRTF(2개의 귀에 대해 동일함).
가상 오디오 처리 장치는 청취자의 정면 방향에 대해 물리적 및 가상 라우드스피커 레이아웃 사이의 대칭 관계를 취한다. 대칭 관계에 의해, 청취자는 오디오 이미지가 방향적으로 균형화되도록 CF 스피커와 관련하여 선형축 상에 위치된다. 헤드 위치의 약간의 변경은 대칭 관계를 분할하지 않을 것이라는 것이 고려된다. 대칭 관계는 한정이 아니라 예로서 제공된 것이다. 이와 관련하여, 당 기술 분야의 숙련자는 본 발명이 소리 스테이지 상의 임의의 인식된 위치에 위치된 임의의 수의 가상 라우드스피커를 포함하는 비대칭 가상 라우드스피커 레이아웃으로 확장될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 의도된 출력 스피커는 헤드폰(12)일 수 있다. 이 경우에, 실제 출력 라우드스피커(L, R)는 청취자의 귀에 위치된다. 전달 함수(HOi)는 헤드폰 전달 함수이고, 전달 함수(HOc)는 무시될 수 있다.
이제, 도 3을 참조하면, 가상 오디오 처리 장치(26)의 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 전체 처리는 그 출력 신호가 각각 합산되어 최종 출력 신호[L(t), R(t)]를 계산하는 오디오 소스 신호 채널(28)을 처리하는 3개의 병렬 처리 블록으로 분할된다. 각각의 오디오 소스 신호(28)는 가상화되어, 이에 의해 각각의 소스 채널 신호[LF(t), RF(t), LS(t), RS(t), CF(t)]가 3D 공간 내의 상이한 사전 결정된 위치에 위치되는 환영을 제공한다. 그러나, 의도된 공간 효과를 제공하기 위해, 측면 채널 신호[LF(t), RF(t), LS(t), RS(t)] 중 단지 하나만이 가상화되도록 요구된다. 5.1-채널 시스템의 서라운드 라우드스피커를 위한 다양한 가상화 기술이 당 기술 분야에 공지되어 있다. 몇몇 시스템에서, 5.1 서라운드 믹스의 LS(t) 및 RS(t) 채널은 각 측면에서(서라운드 라우드스피커의 일반적인 위치) 전방으로부터 대략 110도에 대응하는 HRTF를 갖는 가상 소스를 생성하기 위해 입체 음향식으로 처리될 수 있다.
정면 채널 가상화 처리 블록(34)은 정면-채널 소스 오디오 신호쌍[LF(t), RF(t)]을 처리한다. 서라운드-채널 가상화 처리 블록(36)은 서라운드-채널 소스 오디오 신호쌍[LS(t), RS(t)]을 처리한다. 중심 채널 가상화 처리 블록(38)은 중심-채널 소스 오디오 신호[CF(t)]를 처리한다.
정면 라우드스피커 출력에 대해, 중심-채널 가상화 처리 블록(38)은 3 dB의 신호 감쇠를 포함할 수 있다. 헤드폰 출력에 대해, 중심-채널 가상화 처리 블록(38)은 전달 함수[HF/HOi]에 의해 정의된 소스 신호[CF(t)]에 필터를 적용할 수 있다.
이제, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 정면-채널 가상화 처리 블록(34) 및 서라운드-채널 가상화 처리 블록(36)의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 본 실시예는 청취자의 정면 방향에 대해 물리적 및 가상 라우드스피커 레이아웃의 대칭성을 취한다. 블록 HFSUM, HFDIFF, HSSUM, HSDIFF는 이하의 삭에 의해 각각 정의된 전달 함수를 갖는 필터를 표현하고 있다.
Figure 112011095367747-pct00003
Figure 112011095367747-pct00004
Figure 112011095367747-pct00005
Figure 112011095367747-pct00006
도 3을 재차 참조하면, 중심-채널 가상화 블록(38)은 공간 확장 처리 블록(40)(또는 이하에 더 상세히 설명되어 있는 공간 익스텐서)으로 이어져서, 단일-채널 입력 신호[CF(t)]로부터 2개의 개별(L, R) 출력 신호를 생성하여, 의사 스테레오 효과를 제공한다. 의사 스테레오 효과는 모노 신호를 2-채널 또는 다채널 출력 신호로 변환하여, 이에 의해 2-채널 또는 다채널 스테이지를 가로질러 모노 신호를 확산한다.
정면 라우드스피커 재생시에, 결과적인 주관적인 효과는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 중심-채널 오디오 신호[CF(t)]가 물리적 라우드스피커의 부근에 위치된 공간의 확장된 영역으로부터 나오는 느낌이다. 따라서, 결과적인 신호[CF(t)]는 확산되거나 분산되어, 이에 의해 더 자연적인 소리 인식을 생성한다. 헤드폰 재생시에, 결과적인 주관적인 효과는 중심-채널 오디오 신호의 국부화의 더 자연적인 구체화된 인식이다. 주관적인 효과는 향상된 정면"헤드외" 인식이고, 이에 의해 헤드폰 재생의 통상의 결점을 완화한다.
도 3에서, 중심-채널 가상화 처리 블록(38)은 단일-입력, 단일-출력 필터이고, 따라서 이는 먼저 입력 신호[CF(t)]에 공간 확장 처리를 적용하고, 이어서 공간 확장 처리 블록의 2개의 출력 신호(L, R)의 각각에 동일하게 중심-채널 가상화 처리를 적용함으로써 도 3의 프로세스를 수정하는 것과 동등할 것이다.
이제, 도 5a를 참조하면, 공간 확장 처리 블록(40)이 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 소스 신호[CF(t)]는 개별 전대역 필터(APFL, APFR)에 의해 처리되는 좌측 및 우측 출력 신호(L, R)로 분할된다. 전역 통과 필터는 모든 주파수를 동등하게 통과하지만 다양한 주파수 사이의 위상 관계를 변경하는 전자 필터이다. 따라서, 전역 통과 필터는 주파수 의존성 위상 시프트를 신호에 제공하고 그리고/또는 주파수로 그 전파 지연을 변경할 수 있다. 전역 통과 필터는 일반적으로 프로세스에서 발생하는 다른 바람직하지 않은 위상 시프트를 보상하기 위해, 또는 노치 코움 필터(notch comb filter)를 구현하기 위해 원래 신호의 시프트되지 않은 버전과 혼합하기 위해 사용된다. 이들은 또한 혼합된 위상 필터를 동등한 크기 응답을 갖는 최소 위상 필터로 또는 불안정한 필터를 동등한 크기 응답을 갖는 안정한 필터로 변환하는데 사용될 수 있다.
이제, 도 5b를 참조하면, 전역 통과 필터 처리 블록(APF)의 실시예의 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 전역 통과 필터(APF)는 중심 채널 신호[CF(t)]에 시간 지연을 도입하기 위한 Z-N으로서 나타내고 있는 지연 유닛(42)을 포함한다. 디지털 지연 길이(N)는 샘플로 표현되고 g는 포지티브 또는 네거티브 루프 이득을 나타내어 그 크기 ｜g｜< 1.0이 된다. 공간 확장 처리 블록(40)이 3 내지 5 ms의 지연 시간 기간을 갖고 각각의 전역 통과 필터(APF)에 대해 상이한 디지털 지연 길이(N)를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 시간 기간의 범위는 시간 기간이 다양한 파라미터에 따라 결정될 수 있기 때문에 한정되는 것으로 의도되는 것은 아니다.
이제, 도 5c를 참조하면, 대안 실시예에 따른 공간 확장 처리 블록(40)의 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 이 실시예에서, 공간 확장 처리 블록(40)의 L 및 R 출력 신호 사이의 차이는 오디오 소스 신호[CF(t)]에 자체의 지연된 사본을 각각 가산하고 감산함으로써 생성된다. 복사된 CF(t) 신호는 2 내지 4 ms의 디지털 지연 길이를 갖는 시간 지연을 포함하는 것이 바람직하다. 소정의 디지털 지연 길이(N)에 대해, 공간 확장의 정도는 스케일링 팩터 a 및 b에 의해 결정된다. 스케일링 팩터는 비 a/b를 갖는 곱셈 팩터에 따라 생성된다. 비 a/b는 [0.0, 1.0] 내에 포함되는 것이 바람직하다. 출력 신호(L, R)의 총 파워는 규칙, a2 + b2 = c를 부여함으로써 입력 신호[CF(t)]의 총 파워에 일치하도록 제한될 수 있다. c는 사전 결정된 상수와 동일한 것이 고려된다. c는 대략 0.5와 동일한 것이 바람직하다.
이제, 도 5d를 참조하면, 본 발명의 대안 실시예에 따른 공간 확장 처리 블록(40)의 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 도 5c의 처리 블록은 전역 통과 필터(APF)로 지연 유닛(42)을 대체함으로써 수정되어 있다. 지연 또는 전역 통과 필터가 CF(t)에 적용되어, 이에 의해 위상 시프트된 중심 채널 신호를 생성한다. 위상 시프트된 중심 채널 신호가 CF(t)로부터 감산되어 우측 출력을 생성한다. 위상 시프트된 중심 채널 신호가 CF(t)에 가산되어 좌측 출력을 생성한다. 공간 확장 처리 블록(40)의 변형예는 다른 단일-입력, 단일-출력 전역 통과 네트워크로 APF를 대체함으로써 실현될 수 있다. 단일-입력, 단일-출력 전역 통과 네트워크를 구성하기 위한 대안적인 방법이 도 5a 또는 도 5d에 설명되어 있는 공간 연장 블록의 실시예에 적용될 수 있다. 이들 방법은 복수의 다중 단일-입력, 단일-출력 전역 통과 네트워크를 캐스케이딩(cascading)하고 그리고/또는 전역 통과 네트워크 필터 내의 임의의 지연 유닛을 다른 전역 통과 네트워크로 캐스케이딩하는 것을 포함한다.
이제, 도 6을 참조하면, 장치(26) 내에 포함된 정면-채널 및 중심-채널 가상화 처리의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 오디오 소스 신호(28)가 이산 중심-채널 신호[CF(t)]를 포함하지 않을 때 바람직하다. 중심-채널 추출 처리 블록(44)이 정면-채널 가상화 처리 블록(34)에 우선하여 삽입된다. 중심-채널 추출 처리 블록(44)은 LF(t), RF(t)로 나타낸 정면 채널 신호쌍을 수신하고, 3개의 신호(LF', RF', CF')를 출력한다. 오디오 신호(CF')는 추출된 중심-채널 오디오 신호이고, 이 신호는 원래 좌측 및 우측 입력 신호(LF, RF)(또는 "중심-패닝된")에 공통적인 오디오 신호 성분을 포함한다. 오디오 신호(LF')는 원래 2-채널 입력 신호(LF, RF) 내에서 좌측으로 국부화되는(또는 "패닝되는") 오디오 신호 성분을 포함한다. 유사하게, 오디오 신호(RF')는 입력 신호(LF, Rf) 내에서 우측으로 국부화되는(또는 "패닝되는") 오디오 신호 성분을 포함한다. 3개의 신호(LF', RF', CF')는 이어서 도 3의 가상 오디오 처리 장치(26)에서와 동일한 방식으로 처리된다. 선택적으로, 추출된 중심-채널 신호(CF')는 이산 중심-채널 입력 신호[CF(t)]와 추가로 조합될 수 있어, 동일한 가상 오디오 처리 장치(26)가 또한 원래 중심-채널 신호를 포함하는 다채널 입력 신호를 처리하기 위해 이용될 수 있게 된다.
이제, 도 7을 참조하면, 중심-채널 추출 처리 블록(44)의 실시예의 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 오디오 소스 채널 신호[LF(t), RF(t)]는 신호를 상이한 주파수 대역에 관련된 복수의 서브 대역 오디오 신호로 분할하는 선택적인 서브 대역 분석 스테이지(46a, 46b)에 의해 처리된다. 이들 서브 대역 분석 스테이지(46a, 46b)를 포함하는 실시예에서, 중심-채널 추출 프로세스는 각각의 주파수 대역에 대해 개별적으로 수행되고, 합성 블록은 3개의 출력 채널[LF(t), RF(t), CF(t)]의 각각에 대응하는 서브 대역 출력 신호를 전대역 오디오 신호(LF', RF', CF')로 재조합하기 위해 선택적으로 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 중심-채널 추출 프로세스는 이하의 식에 의해 수행된다.
Figure 112011095367747-pct00007
여기서, kL은 LF' 신호에 대한 스케일링 계수를 표현하고 있고, kR은 RF' 신호에 대한 스케일링 계수를 표현하고 있고, kC는 CF' 신호에 대한 스케일링 계수를 표현하고 있다. 일 실시예에서, 스케일링 계수(kL, kR, kC)는 입력 채널 사이의 채널간 유사성(M)의 정도를 연속적으로 평가하고 채널간 유사성이 높을 때 kC의 값을 상승시키고 채널간 유사성이 낮을 때 kC의 값을 감소시키는 적응성 우성 검출기 블록(48)에 의해 적응적으로 계산된다. 동시에, 적응성 우성 검출기 블록은 채널간 유사성이 높을 때 kL 및 kR의 값을 감소시키고, 채널간 유사성이 낮을 때 이들 값을 증가시킨다. 본 발명의 일 실시예에서, 채널간 유사성 지수(M)는 이하의 식에 의해 정의된다.
Figure 112011095367747-pct00008
이제, 도 8을 참조하면, 대안 실시예에 따른 가상 오디오 처리 장치(26)의 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 도 3a의 공간 확장 처리 블록(40) 및 정면 채널 가상화 처리 블록(34)은 단일의 처리 블록 내에 조합된다. 공간 확장 처리는 오디오 소스 채널 신호[LF(t), RF(t)]의 합으로부터 유도되는 필터의 출력(HFSUM)에 적용된다. 지연 또는 전역 통과 필터가 CF(t)에 적용되어, 이에 의해 위상 시프트된 중심 채널 신호를 생성한다. 위상 시프트된 중심 채널 신호는 CF(t)로부터 감산되어 우측 출력을 생성한다. 위상 시프트된 중심 채널 신호가 CF(t)에 가산되어 좌측 출력을 생성한다. 좌측 및 우측 채널 신호의 차이가 HF(DIFF)에 의해 처리되어 필터링된 차이 신호를 생성한다. 필터링된 차이 신호는 위상 시프트된 중심 채널 신호와 합산된다. 선택적인 적응성 우성 검출기(48)가 채널간 유사성 지수(M)에 따라 공간 확장의 정도를 연속적으로 조정한다. 선택적으로, 도 7에서와 같이, 입력 신호[LF(t), RF(t)]는 서브 대역 분석 블록(도 8에는 도시되어 있지 않음)에 의해 사전 처리될 수 있고, 출력 신호(L, R)는 서브 대역 신호를 전대역 신호로 재조합하기 위해 합성 블록에 의해 후처리될 수 있다.
본 명세서에 나타낸 상세는 본 발명의 실시예의 예시적인 설명을 위한 것이고 예시로서 제공된 것이고, 가장 유용한 것이고 본 발명의 원리 및 개념적인 양태의 설명을 즉시 이해하기 위한 것으로 고려되는 것을 제공하기 위해 제시된다. 이와 관련하여, 본 발명의 기본적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세하게 본 발명의 상세를 나타내기 위한 어떠한 시도도 이루어지지 않았고, 도면과 함께 취한 설명은 어떠한 방식으로 본 발명의 다수의 형태가 실제로 구체화될 수 있는지를 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백하게 한다.
12: 헤드폰 14: 라우드스피커 레이아웃
26: 가상 오디오 처리 장치 28: 오디오 소스 신호
30a, 30b: 오디오 출력 신호 34: 정면-채널 가상화 처리 블록
38: 중심-채널 가상화 처리 블록 40: 공간 확장 처리 블록
42: 지연 유닛 44: 중심-채널 추출 처리 블록
46a, 46b: 서브 대역 분석 스테이지 48: 적응성 우성 검출기

Claims (28)

  1. 오디오 신호 처리 방법에 있어서,
    적어도 중심 채널 신호, 우측 채널 신호 및 좌측 채널 신호를 갖는 적어도 하나의 오디오 신호를 수신하는 단계와,
    상기 우측 및 좌측 채널 신호를 제1 가상화기 프로세서로 처리하여, 이에 의해 우측 가상화된 채널 신호 및 좌측 가상화된 채널 신호를 생성하는 단계와,
    상기 중심 채널 신호를 공간 익스텐서로 처리하여 개별 우측 및 좌측 출력을 생성하여, 이에 의해 의사(pseudo) 스테레오 효과로 상기 중심 채널을 확장하는 단계로서,
    상기 중심 채널 신호에 지연 또는 전역 통과 필터를 적용하여, 이에 의해 위상 시프트된 중심 채널 신호를 생성하는 단계,
    상기 중심 채널 신호로부터 상기 위상 시프트된 중심 채널 신호를 감산하여 우측 출력을 생성하는 단계,
    상기 중심 채널 신호에 상기 위상 시프트된 중심 채널 신호를 가산하여 좌측 출력을 생성하는 단계, 및
    인식된 공간 확장의 양을 결정하는 적어도 하나의 계수에 기초하여 상기 중심 채널 신호를 스케일링하는 단계
    를 더 포함하는 것인 중심 채널을 확장하는 단계와,
    상기 우측 출력을 상기 우측 가상화된 채널 신호와 합산하고 상기 좌측 출력을 상기 좌측 가상화된 채널 신호와 합산하여, 적어도 하나의 수정된 측면 채널 출력을 생성하는 단계
    를 포함하는 오디오 신호 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중심 채널 신호를 공간 익스텐서로 처리하는 것은,
    상기 중심 채널 신호를 우측 전역 통과 필터로 처리하여 우측 위상 시프트된 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중심 채널 신호를 공간 익스텐서로 처리하는 것은,
    상기 중심 채널 신호를 좌측 전역 통과 필터로 처리하여 좌측 위상 시프트된 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 우측 및 좌측 채널 신호를 제1 가상화기 프로세서로 처리하는 것은, 상기 우측 채널 신호와 상기 좌측 채널 신호 중 적어도 하나에 대한 상이한 인식된 공간 위치를 생성하는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 계수는 이하의 식
    a2 + b2 = c
    를 증명하는 곱셈 팩터 a 및 b에 의해 결정되고,
    여기서, c는 사전 결정된 일정한 값인 것인 오디오 신호 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 사전 결정된 일정한 값은 0.5인 것인 오디오 신호 처리 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 오디오 신호는 우측 서라운드 측면 채널 신호 및 좌측 서라운드 측면 채널 신호를 더 포함하는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 우측 및 좌측 서라운드 측면 채널 신호는 제2 가상화기 프로세서에 의해 처리되어, 이에 의해 우측 서라운드 가상화된 채널 신호 및 좌측 서라운드 가상화된 채널 신호를 생성하는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 우측 출력을 상기 우측 서라운드 가상화된 채널 신호와 합산하고 상기 좌측 출력을 상기 좌측 서라운드 가상화된 채널 신호와 합산하여, 적어도 하나의 수정된 측면 서라운드 채널 출력을 생성하는 단계를 더 포함하는 오디오 신호 처리 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 가상화기 프로세서는 H(SUM)으로서 표현되는 제1 HRTF 필터 및 H(DIFF)로서 표현되는 제2 HRTF 필터를 포함하고, H(SUM) 및 H(DIFF)는 이하의 전달 함수를 포함하고,
    Figure 112012001072041-pct00027

    Figure 112012001072041-pct00028

    여기서, Hi는 좌측 또는 우측 가상 라우드스피커 위치에 대한 동측성 HRTF이고, Hc는 좌측 또는 우측 가상 라우드스피커 위치에 대한 대측성 HRTF이고, HOi는 좌측 또는 우측 물리적 라우드스피커 위치에 대한 동측성 HRTF이고, HOc는 좌측 또는 우측 물리적 라우드스피커 위치에 대한 대측성 HRTF인 것인 오디오 신호 처리 방법.
  13. 오디오 신호 처리 방법에 있어서,
    적어도 우측 채널 신호 및 좌측 채널 신호를 갖는 적어도 하나의 오디오 신호를 수신하는 단계와,
    중심 채널 신호를 추출하기 위해 상기 우측 및 좌측 채널 신호를 처리하는 단계와,
    상기 우측 및 좌측 채널 신호를 제1 가상화기 프로세서로 처리하여, 이에 의해 우측 가상화된 채널 신호 및 좌측 가상화된 채널 신호를 생성하는 단계와,
    상기 중심 채널 신호를 공간 익스텐서로 처리하여 개별 좌측 및 우측 출력을 생성하여, 이에 의해 상기 중심 채널을 의사 스테레오 효과로 확장하는 단계로서,
    상기 중심 채널 신호에 지연 또는 전역 통과 필터를 적용하여, 이에 의해 위상 시프트된 중심 채널 신호를 생성하는 단계,
    상기 중심 채널 신호로부터 상기 위상 시프트된 중심 채널 신호를 감산하여 우측 출력을 생성하는 단계,
    상기 중심 채널 신호에 상기 위상 시프트된 중심 채널 신호를 가산하여 좌측 출력을 생성하는 단계, 및
    인식된 공간 확장의 양을 결정하는 적어도 하나의 계수에 기초하여 상기 중심 채널 신호를 스케일링하는 단계
    를 더 포함하는 것인 중심 채널을 확장하는 단계와,
    상기 우측 출력을 상기 우측 가상화된 채널 신호와 합산하고, 상기 좌측 출력을 상기 좌측 가상화된 채널 신호와 합산하여, 적어도 하나의 수정된 측면 채널 출력을 생성하는 단계
    를 포함하는 오디오 신호 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 우측 및 좌측 채널 신호를 처리하는 단계는,
    상기 우측 및 좌측 채널 신호를 상이한 주파수 대역과 관련된 복수의 서브 대역 오디오 신호로 필터링하는 단계,
    적어도 하나의 주파수 대역에서 서브 대역 중심 채널 신호를 추출하는 단계, 및
    상기 서브 대역 중심 채널 신호를 재조합하여 전대역 중심 채널 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 우측 및 좌측 채널 신호를 처리하는 단계는,
    상기 우측 또는 좌측 채널 신호 중 적어도 하나를 적어도 하나의 스케일링 계수로 스케일링하는 단계를 포함하는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스케일링 계수는 상기 우측 및 좌측 채널 신호 사이의 채널간 유사성 지수를 연속적으로 평가함으로써 결정되고, 상기 채널간 유사성 지수는 상기 우측 및 좌측 채널 신호에 공통인 신호 성분의 크기에 관련되는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 채널간 유사성 지수는 상기 우측 및 좌측 채널 신호의 합 및 차의 파워를 비교함으로써 결정되는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제1 가상화기 프로세서는 H(SUM)으로서 표현되는 제1 HRTF 필터 및 H(DIFF)로서 표현되는 제2 HRTF 필터를 포함하고, H(SUM) 및 H(DIFF)는 이하의 전달 함수를 포함하고,
    Figure 112012001072041-pct00029

    Figure 112012001072041-pct00030

    여기서, Hi는 좌측 또는 우측 가상 라우드스피커 위치에 대한 동측성 HRTF이고, Hc는 좌측 또는 우측 가상 라우드스피커 위치에 대한 대측성 HRTF이고, HOi는 좌측 또는 우측 물리적 라우드스피커 위치에 대한 동측성 HRTF이고, HOc는 좌측 또는 우측 물리적 라우드스피커 위치에 대한 대측성 HRTF인 것인 오디오 신호 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 우측 및 좌측 채널 신호의 합을 H(SUM)으로 처리하여 중심 채널 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  20. 삭제
  21. 제18항에 있어서,
    상기 우측 및 좌측 채널 신호의 차를 H(DIFF)로 처리하여 필터링된 차이 신호를 생성하는 단계, 및
    상기 필터링된 차이 신호를 상기 위상 시프트된 중심 채널 신호와 합산하는 단계를 더 포함하는 오디오 신호 처리 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 전달 함수 HOi는 헤드폰 전달 함수이고, 상기 전달 함수 HOc는 0인 것인 오디오 신호 처리 방법.
  23. 삭제
  24. 제13항에 있어서, 상기 중심 채널 신호의 진폭은 상기 우측 및 좌측 채널 신호 사이의 채널간 유사성 지수에 기초하여 스케일링 팩터에 의해 연속적으로 조정되고, 상기 유사성 지수는 상기 우측 및 좌측 채널 신호에 공통인 신호 성분의 크기에 관련되는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  25. 제1항 또는 제13항에 있어서, 상기 우측 출력을 상기 우측 가상화된 채널 신호와 합산하는 것은, 헤드폰을 통한 재생을 위해 적어도 2개의 수정된 측면 채널 출력 신호를 생성하는 것인 오디오 신호 처리 방법.
  26. 오디오 신호 처리 장치에 있어서,
    적어도 중심 채널 신호, 우측 채널 신호 및 좌측 채널 신호를 갖는 적어도 하나의 오디오 신호와,
    상기 우측 및 좌측 채널 신호를 수신하기 위한 프로세서로서, 상기 프로세서는 상기 우측 및 좌측 채널 신호를 처리하여, 이에 의해 우측 가상화된 채널 신호 및 좌측 가상화된 채널 신호를 생성하는 것인 프로세서와,
    상기 중심 채널 신호를 수신하고 상기 중심 채널 신호를 처리하여 개별 우측 및 좌측 출력 신호를 생성하여, 이에 의해 상기 중심 채널을 의사 스테레오 효과로 확장하기 위한 공간 익스텐서로서, 상기 공간 익스텐서는 상기 중심 채널 신호에 지연 또는 전역 통과 필터를 적용하여, 이에 의해 위상 시프트된 중심 채널 신호를 생성하고 상기 중심 채널 신호로부터 상기 위상 시프트된 중심 채널 신호를 감산하여 우측 출력을 생성하고, 상기 공간 익스텐서는 상기 중심 채널 신호에 상기 위상 시프트된 중심 채널 신호를 가산하여 좌측 출력을 생성하고 인식된 공간 확장의 양을 결정하는 적어도 하나의 계수에 기초하여 상기 중심 채널 신호를 스케일링하는 것인 공간 익스텐서와,
    상기 우측 출력을 상기 우측 가상화된 채널 신호와 합산하고 상기 좌측 출력을 상기 좌측 가상화된 채널 신호와 합산하여, 적어도 하나의 수정된 측면 채널 출력을 생성하기 위한 믹서
    를 포함하는 오디오 신호 처리 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 우측 및 좌측 채널 신호를 처리하는 것은 상기 우측 채널 신호 및 좌측 채널 신호 중 적어도 하나에 대한 상이한 인식된 공간 위치를 생성하는 것인 오디오 신호 처리 장치.
  28. 제26항에 있어서, 상기 오디오 신호는 우측 서라운드 측면 채널 신호 및 좌측 서라운드 측면 채널 신호를 포함하는 것인 오디오 신호 처리 장치.
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