KR101755298B1 - Ｅｑ를 이용한 압축기 기반의 동적 베이스 향상 - Google Patents

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Abstract

상대적으로 낮은 입력 레벨 오디오 신호에 대한 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고 상대적으로 높은 입력 레벨 오디오 신호에 대하여 라우드스피커를 보호하는 시스템 및 방법이 개시된다. 본 시스템은, 저주파수 대역을 포함하는 적어도 2개의 주파수 대역으로 오디오 입력 신호를 분리하도록 구성된 크로스오버 네트워크; 및 저주파수 대역에서 입력 오디오 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨에 응답하고, 입력 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 상대적으로 낮을 때 입력 신호의 저주파수 부분에 증폭 이득을 제공하여 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고, 입력 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 상대적으로 높을 때 입력 신호의 저주파수 부분의 감쇠를 제공하여 라우드스피커를 과구동되는 것으로부터 보호하도록 구성되는 신호 압축기를 포함한다.

Description

ＥＱ를 이용한 압축기 기반의 동적 베이스 향상{COMPRESSOR BASED DYNAMIC BASS ENHANCEMENT WITH EQ}
[관련 출원의 교차 참조]
본 출원은 발명자가 Scott Skinner 및 Chris Hanna이고, 본 양수인에게 양도되었으며, 2010년 1월 7일 출원된, 발명의 명칭이 "Compressor Based Dynamic Bass Enhancement"인 미국 특허 가출원 제61/293,005호(대리인 도켓 번호 056233-0438 (THAT-33PR))에 기초하며 그 우선권을 주장한다.
또한, 본 출원은, 발명자가 Christopher M. Hanna, Gregory Benulis 및 Scott Skinner이고, 본 양수인에게 양도되었으며, 2009년 10월 16일 출원된, 발명의 명칭이 "Dynamic Volume Control and Multi-Spatial Processing Protection"인 미국 특허 출원 제12/619,653호(대리인 도켓 번호 056233-0427 (THAT-0026))와, 발명자가 Christopher M. Hanna 및 Gregory Benulis이고, 본 양수인에게 양도되었으며, 2009년 11월 16일 출원된, 발명의 명칭이 "Dynamic Volume Control and Multi-Spatial Processing Protection"인 미국 특허 출원 제12/619,655호(대리인 도켓 번호 056233-0428 (THAT-0027))의 일부 계속 출원이며, 이들은 발명자가 M. Hanna, Gregory Benulis 및 Scott Skinner인 2008년 11월 14일 출원된 제61/114,684호 및 발명자가 Christopher M Hanna 및 Gregory Benulis인 2008년 11월 14일 출원된 제61/114,777호의 우선권을 주장하는 함께 계류중인 출원이다.
이러한 출원들의 각각의 전체 내용은 본 명세서에서 참조로서 편입된다.
[기술 분야]
본 개시 내용은 오디오 수신 및 재생에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 텔레비젼 및 컴퓨터와 같은 오디오 및 비디오의 수신 및 재생에 일반적으로 포함되는 저렴한 스피커의 인지되는 베이스 응답(perceived bass response)을 향상시키는 시스템 및 기술에 관한 것이다.
대부분의 소비자는 음향 품질에 대한 것보다 시각적 디스플레이의 품질에 훨씬 더 민감하다. 따라서, 비용을 최소로 유지하기 위하여, 텔레비젼 및 컴퓨터와 같은 오디오 및 비디오 시스템의 소비 전자 제품 제조사는 시스템 내에 소형의 저렴한 스피커를 설치하려는 경향을 더 가진다. 이러한 스피커들은 일반적으로 열악한 저주파수(베이스) 응답을 가지며, 오디오 주파수가 스피커의 저주파수 공진점 아래로 더 이동할수록 왜곡을 더 받기 쉽다. 더욱 안목이 있는 소비자에 대하여, 일반적으로 오디오 및 비디오의 수신 및 재생 시스템은, 임의의 프로그래밍의 오디오 부분의 품질을 개선하기 위하여 오디오 및 비디오의 수신 및 재생 시스템에 추가 스피커가 연결될 수 있도록 구성된다.
본 개시 내용은 오디오 프로그래밍을 수신하고 재생하는 시스템의 내부적으로 장착된 스피커의 인지되는 베이스 응답을 개선하는 시스템 및 기술을 설명한다. 또한, 개시된 시스템 및 기술은, 추가 스피커의 연결을 필요로 하지 않으면서 더 높은 품질 및 더 넓은 대역폭의 스피커에서 음향이 나오는 것처럼 보이도록 베이스 양의 향상을 제공한다.
더욱 구체적으로는, 일 양태에 따라, 상대적으로 낮은 입력 레벨 오디오 신호에 대한 라우드스피커(loudspeaker)의 저주파수 응답을 향상시키고 상대적으로 높은 입력 레벨 오디오 신호에 대하여 라우드스피커를 보호하는 시스템이 제공된다. 본 시스템은, 저주파수 대역을 포함하는 적어도 2개의 주파수 대역으로 오디오 입력 신호를 분리하도록 구성된 크로스오버 네트워크; 및 저주파수 대역에서 입력 오디오 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨에 응답하여, 입력 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 상대적으로 낮을 때 입력 신호의 저주파수 부분에 증폭 이득을 제공하여 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고, 입력 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 상대적으로 높을 때 입력 신호의 저주파수 부분의 감쇠를 제공하여 라우드스피커를 과구동되는 것으로부터 보호하도록 구성되는 신호 압축기를 포함한다.
다른 양태에 따라, 크로스오버 네트워크는 오디오 신호를 2개의 주파수 대역으로 분리하고, 시스템의 파라미터는 주어진 스피커 특성 또는 청취자 선호에 대하여 최적화하도록 구성가능하다. 구성가능한 파라미터는, 크로스오버 주파수, 압축비, 최대 허용 이득, 하이 패스 필터 차단 주파수 및 목표 레벨 중 하나 이상을 포함한다. 일 실시예에서, 압축기는, 입력 오디오 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨을 나타내는 신호를 생성하기 위한 RMS 기반의 레벨 검출기를 포함한다. 다른 실시예에 따라, 각각의 나머지 주파수 대역에 제공된 신호 압축기 신호의 압축된 출력의 함수로서 가산 신호를 제공하도록 가산 블록이 제공된다. 하이 패스 필터는 가산 신호에 응답하여 라우드스피커에 인가되는 가장 낮은 주파수 에너지를 제한하도록 구성될 수 있다. 또한, 피크 리미터는 가산 신호에 응답하여 라우드스피커에 인가되는 신호 에너지의 최대 피크 레벨을 제한하도록 구성될 수 있다. 또한, 피크 리미터가 저대역 내에서 가산기의 이전에 배치되어 압축기 출력에 응답할 수 있다는 것이 명백하여야 한다. 본 시스템은, 가산 신호에 응답하도록 구성된 정적 이퀄라이저를 더 포함할 수 있으며, 정적 이퀄라이저는 크로스오버 네트워크의 크로스오버 주파수 이상의 하한을 포함하여 압축기와 결합된 정적 이퀄라이저가 부분적으로 동적인 이퀄라이저로서 동작한다. 일 실시예에 따라, 본 시스템은 좌측 및 우측 채널 스테레오 재생을 위하여 적어도 2개의 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키도록 구성되며, 크로스오버 네트워크는 저주파수 대역을 포함하는 적어도 2개의 주파수 대역으로 각각의 좌측 및 우측 채널 오디오 입력 신호를 분리하도록 구성되고, 신호 압축기는 저주파수 대역에서 좌측 및 우측 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분의 에너지 레벨에 응답하여, 좌측 및 우측 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 상대적으로 낮을 때 좌측 및 우측 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분에 증폭 이득을 제공하여 라우드스피커의 각각의 저주파수 응답을 향상시키고, 좌측 및 우측 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 상대적으로 높을 때 좌측 및 우측 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분의 감쇠를 제공하여 라우드스피커의 각각을 과구동되는 것으로부터 보호하도록 구성된다. 마지막으로, 다른 실시예에 따라, 본 시스템은, 좌측 채널의 신호 압축기의 압축된 출력 신호 및 좌측 채널의 나머지 주파수 대역의 대응하는 신호와, 우측 채널의 신호 압축기의 압축된 출력 신호 및 우측 채널의 나머지 주파수 대역의 대응하는 신호의 함수로서 한 쌍의 가산 신호를 제공하는 한 쌍의 가산 블록을 포함할 수 있다. 본 시스템은, 좌측 및 우측 채널의 신호 압축기의 압축된 출력 신호의 합을 나타내는 가산된 압축 신호를 제공하도록 구성된 신호 가산기와, 가산된 압축 신호 및 나머지 주파수 대역의 각각에 제공된 좌측 및 우측 채널 신호의 각각의 일부의 함수로서 좌측 및 우측 채널 가산 신호를 제공하는 적어도 2개의 가산 블록을 더 포함할 수 있다.
다른 양태에 따라, 라우드스피커와 함께 사용하기 위한 2 대역 압축기 기반 아키텍처가 제공된다. 본 아키텍처는 볼륨 레벨러, 베이스 향상기 및 스피커 보호 장치로서 구성될 수 있다.
다른 양태에 따라, 상대적으로 낮은 입력 레벨 오디오 신호에 대한 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고 상대적으로 높은 입력 레벨 오디오 신호에 대하여 라우드스피커를 보호하는 방법이 제공된다. 본 방법은, 저주파수 대역을 포함하는 적어도 2개의 주파수 대역으로 오디오 입력 신호를 분리하는 단계; 및 저주파수 대역에서 입력 오디오 신호의 저주파수 부분을 압축하여, 입력 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 상대적으로 낮을 때 입력 신호의 저주파수 부분에 증폭 이득을 제공하여 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고, 입력 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 상대적으로 높을 때 입력 신호의 저주파수 부분의 감쇠를 제공하여 라우드스피커를 과구동되는 것으로부터 보호하는 단계를 포함한다.
이들은 다른 구성요소, 단계, 특징, 목적, 이점 및 장점과 함께 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 첨부된 도면 및 특허청구범위를 검토하는 것으로부터 명백하게 될 것이다.
도면들은 예시적인 실시예를 개시한다. 이들은 모든 실시예를 설명하지 않는다. 다른 실시예가 추가로 또는 대신에 사용될 수 있다. 자명하거나 불필요할 수 있는 상세 내용은 공간을 절약하기 위하여 또는 더욱 효율적인 도시를 위하여 생략될 수 있다. 바꾸어 말하면, 일부 실시예들은 개시된 상세 내용이 전부 없더라도 실시될 수 있다. 동일한 도면 부호가 상이한 도면에 나타날 때, 이는 동일하거나 유사한 구성 요소 또는 단계를 나타낸다. 도면들은 다음과 같다:
도 1은 음향이 더 높은 품질 및 더 넓은 대역폭의 스피커에서 나오도록 재생되는 베이스의 양을 향상시킬 뿐만 아니라 오디오 프로그래밍을 수신하고 재생하는 능력을 구비하는 시스템에서 보통 내부에 장착되는 종류의 스피커의 음색 밸런스 및 인지되는 베이스 응답을 개선하도록 구성된 베이스 향상 시스템의 일 실시예에 대한 블록도이다;
도 2는 도 1 및 5에 대하여 설명되고 도시되는 저대역 압축기의 블록도이다;
도 3은 상이한 입력 레벨에 대한 베이스가 향상된 출력(도 1에서의 Lo 또는 Ro) 중 하나에 대한 일반적인 주파수 응답 곡선의 일례이다;
도 4는 오디오 및 비디오 시스템으로 포함된 종류의 소형 스피커의 샘플 세트에 대하여 실제로 측정된 출력의 일례이다; 그리고,
도 5는 저대역 신호를 모노(mono)로 가산하도록 구성된 베이스 향상 시스템의 일 실시예에 대한 블록도이다.
예시적인 실시예가 이제 논의된다. 다른 실시예들이 추가로 또는 대신에 사용될 수 있다. 자명하거나 불필요할 수 있는 상세 내용은 공간을 절약하기 위하여 또는 더욱 효율적인 설명을 위하여 생략될 수 있다. 바꾸어 말하면, 일부 실시예들은 개시된 상세 내용이 전부 없더라도 실시될 수 있다.
도 1은 스피커 시스템의 베이스 응답의 향상에 사용하기 위한 압축기(compressor) 기반의 베이스 향상 시스템의 일례를 도시하는 블록도이다. 베이스 향상 시스템(10)은 각각 오디오 스테레오 프로그램의 좌측 및 우측 채널 신호를 수신하도록 구성된 입력(12, 14)을 구비한다. 좌측 채널 입력(12)은 LPF(low pass filter)(16)의 입력 및 HPF1(high pass filter)(18)의 입력에 연결된다. 우측 채널 입력(14)은 LPF(20)의 입력 및 HPF1(22)의 입력에 연결된다. LPF(16, 20)의 출력은 모두 각 신호를 압축하고 압축기의 대응하는 출력에서 압축된 신호를 제공하도록 구성된 저대역 압축기(24)에 연결되며, 좌측 채널 신호는 가산 블록(26)에 연결되고, 우측 채널은 가산 블록(28)에 연결된다. 압축기에 인가된 오디오 신호 부분을압축하는 것은 어느 중간 부분에서의 신호에 대하여 단위 이득을 인가하면서 압축기를 통과한 작은 신호를 증폭하고 큰 신호를 감쇠한다. 또한, 가산 블록(26, 28)은 HPF1 및 HPF2(30, 32)의 출력에 각각 연결되어, 블록(26)은 압축기(24)의 좌측 채널 신호 출력과 HPF1(18)의 좌측 채널 신호 출력의 함수로서 가산된 신호를 제공한다. 유사하게, 블록(28)은 압축기(24)의 우측 채널 신호 출력과 HPF1(22)의 우측 채널 신호 출력의 함수로서 가산된 신호를 제공한다. 그 다음, 블록(26)의 좌측 채널 가산 신호 출력은 제2 HPF2(30)의 입력에 인가되고, 블록(28)의 우측 채널 가산 신호 출력은 제2 HPF(32)의 입력에 인가된다. 필터 HPF2(30) 및 HPF2(32)의 각각의 출력은 해당하는 피크 리미터(peak limiter)(34, 36)에 각각 인가된다. 후자는 리미터에 인가된 각각의 신호의 피크 레벨을 제한한다. 리미터(34)의 출력은 이퀄라이저에 인가된 신호에 적어도 2개의 대역 균등화 기능을 제공하도록 구성된 이퀄라이저(EQ)(38)에 인가된다. EQ(38)는 출력(42)에서 좌측 채널 출력 신호(Lo)를 제공한다. 유사하게, 리미터(36)의 출력은 이퀄라이저에 인가된 신호에 적어도 2개의 대역 균등화 기능을 제공하도록 구성된 이퀄라이저(EQ)(40)에 인가된다. EQ(40)는 출력(44)에서 좌측 채널 출력 신호(Ro)를 제공한다. 일 실시예에 따라, 각각의 EQ(38, 40)는, 그 입력에 인가된 신호에 응답하고 필터(16, 18, 20, 22)에 의해 형성된 크로스오버 네트워크의 크로스오버 주파수 위에서 하한을 구축하여 각각의 정적 EQ(38, 40)가 부분적으로 동적인 이퀄라이저로서 동작하도록 구성된 정적 이퀄라이저이다.
따라서, LPF(16, 18), HPF1(20, 22), 저대역 압축기(24) 및 가산 블록(26, 28)은 결합하여 2 대역 크로스오버 기반 아키텍처를 형성한다. 저대역 압축기(24)의 아키텍처는 함께 계류중인 출원에 도시되고 설명된 동적 볼륨 제어 배치와 유사할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 좌측 채널 HPF(16) 및 우측 채널 HPF(18)의 출력은 고대역 DVC(200)에 인가되고, 좌측 채널 LPF(18) 및 우측 채널 LPF(22)의 출력은 저대역 DVC(202)의 입력에 인가된다. 고대역 DVC(200)의 출력은 HPF(16)의 좌측 채널 출력을 수신하는 증폭기(204)의 이득을 제어하고, 우측 채널 HPF(20)의 우측 채널 출력을 수신하는 증폭기(206)의 이득을 제어한다. 증폭기(204, 206)의 출력은 각각 가산 블록(26, 28)에 인가된다. 유사하게, 저대역 DVC(202)의 출력은 LPF(18)의 좌측 채널 출력을 수신하는 증폭기(208)의 이득과, LPF(22)의 우측 채널 출력을 수신하는 증폭기(210)의 이득을 제어한다. 증폭기(208, 210)의 출력은 각각 가산 블록(26, 28)에 인가된다. 증폭기(204, 206)에 인가된 이득이 단위 이득이 되도록 고대역 DVC(200)의 압축비를 1:1로 변경함으로써, 좌측 채널 HPF(16) 및 우측 채널 HPF(18)의 출력은 해당하는 블록(26, 28)으로 변경되지 않고 증폭기를 통과한다는 것이 주목되어야 한다. 또한, 저대역 DVC(202)은, Lo 및 Ro 출력을 수신하는 특정 스피커 시스템에 모두 맞추어진 동적 베이스 부스트 기능을 모델링하기 위한 변경 목표 레벨, 압축비, 어택 시간 정수 및 릴리즈 시간 정수를 포함하는 다양한 파라미터에 대하여 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 저대역 DVC 및 고대역 DVC는 각각 대응하는 증폭기(204, 206) 및 증폭기(208, 210)의 이득을 제어하는데 사용하기 위한 RMS 레벨 검출기를 포함한다. 또한, 증폭기(204, 206, 208, 210)는 각각 전압 제어 증폭기의 형태일 수 있다. 다른 아키덱처 및 부품이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 피크 및 평균화 검출기를 포함하는 다른 종류의 레벨 검출기뿐만 아니라 다른 종류의 신호 압축기를 사용할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 압축기(24)의 압축기 출력은 크로스오버 네트워크를 완성하도록 HPF1(18, 22)의 출력에서 제공된 고대역 에너지와 가산된다. HPF2(30, 32)는 라우드스피커(loudspeaker)의 각각에 도달하는 가장 낮은 주파수를 제한한다. 이는 적절하게 재생될 수 없는 가장 낮은 주파수가 스피커 드라이버에 도달하는 것을 방지한다. 가끔, 압축기는 입력 저대역 오디오 신호로 너무 많은 이득(오버슈트)을 일시적으로 제공할 수 있다. 피크 리미터는 스피커를 이 현상으로부터 보호하도록 제공된다. 피크 리미터는 크로스오버 네트워크 이후에 배치되어, 스피커를 과구동하는 것을 방지하기 위하여 결합된 저대역 및 고대역 오디오 피크를 제한한다. 이퀄라이저(EQ)는 저대역 위의 주파수에서 스피커 주파수 응답을 평탄화하는데 사용될 수 있다. 개선된 음색 밸런스(EQ) 및 개선된 저주파수 응답(압축기 기반의 동적 부스트)의 조합은 소형 스피커의 충실도(fidelity)에서 극적인 개선을 이룰 수 있다.
압축기 목표 레벨은 일반적인 입력 신호 베이스 주파수 레벨에 비교할 때 상대적으로 높게 설정된다. 이것은 원하는 저대역 출력 레벨을 유지하기 위하여 좌측 및 우측 저대역 오디오 입력 신호에 이득을 더하는 압축기를 제공한다. 이득의 양은 압축기 목표 레벨 및 압축비 모두에 의해 제어된다. 베이스 향상의 양은 압축기 목표 레벨을 증가시키는 것으로 증가될 수 있다. 베이스 향상의 양은 압축기 목표 레벨을 감소시키는 것으로 감소될 수 있다. 좌측 및 우측 입력 오디오에 적용된 이득(또는 감쇠)이 입력 레벨의 함수이기 때문에, 베이스 향상의 양은 동적이다. 일 실시예에서, 압축기는 최대 이득 한계를 가진다. 이 한계는 오디오의 음색 밸런스에 대한 압축기의 영향을 최소화하는 것을 돕는다. 베이스 향상에 더하여, 스피커도 높은 레벨의 저대역 에너지로부터 보호된다. 압축기는 레벨이 압축기 목표 레벨을 초과할 때 입력 좌측 및 우측 오디오를 감쇠시킬 것이다. 압축기 목표 레벨은 일반적으로 저대역 오디오가 스피커를 왜곡시키기 시작하는 레벨의 바로 아래로 조정된다. 크로스오버 주파수, 목표 레벨, HPF2 차단 주파수, 피크 한계, 최대 이득 한계 및 EQ 구성과 같은 파라미터가 주어진 스피커에 대하여 최적 성능을 위하여 조정될 수 있다는 것이 명백하여야 한다.
도 3은 상이한 입력 레벨에 대한 베이스 향상기 출력(도 1에서 Lo 또는 Ro) 중 하나의 주파수 응답 곡선의 일례를 도시한다. 입력 레벨은 6 dB 단계로 증가된다. 여기(excitation)는 빠른 사인파 스윕(1초 미만에서 20 내지 20kHz)이다. EQ(38, 40)는 이 곡선이 생성될 때 바이패스되었다.
도 3의 응답의 고대역은, 변경되지 않은 채 통과되기 때문에, 평탄한 것을 유지한다. 이는 각 스윕의 6 dB 레벨 변화를 나타낸다. 저대역은 입력 레벨에 비례하여 부스트된다. 도 3에서는 300으로 표시된 대략 150 Hz의 각 스윕을 갖는 레벨 변화가 참조된다. 저대역에서, 처음 2개의 가장 낮은 입력 레벨은 상당한 부스트를 보인다. 저대역에서 2개의 가장 낮은 곡선이 여전히 대략 6 dB 떨어져 있다는 사실은, 압축기(24)가 최대 이득을 획득하였다는 것을 나타낸다. 이러한 입력 레벨에서, 압축기(24)는 고정 부스트와 유사하게 작용한다. 입력 레벨이 계속 증가함에 따라, 입력 레벨이 압축기 목표 레벨에 접근할 때 더 적은 부스트가 더해진다. 궁극적으로, 주파수 응답은 평평해진다. 입력 레벨이 증가함에 따라, 압축기(24)는 높은 왜곡을 발생시킬 수 있는 레벨에서 구동되는 것으로부터 스피커를 보호하도록 저대역 감쇠를 도입한다. 목표 레벨이 최대 주파수 구동 레벨의 약간 아래에서 선택되는 경우에, 압축기 기반의 베이스 향상 시스템은 스피커를 왜곡되게 구동하지 않으면서 가능한 한 많은 부스트를 제공한다. 이러한 특징이 (스피커의 고대역 응답을 평탄화하기 위하여) 고대역 EQ와 결합되는 경우에, 소형의 저렴한 스피커는 훨씬 개선된 충실도를 보인다.
도 4는 소형 스피커의 샘플 세트에 대하여 실제로 측정된 출력을 나타낸다. 400에 도시된 가장 낮은 레벨의 입력 응답은 EQ 또는 저대역 압축기 처리가 없는 스피커를 나타낸다. 스피커는 제한된 대역폭을 가지며 평탄한 응답을 가지지 않는다. 402에서의 다음 응답은 저대역 베이스 향상 및 고대역 EQ 후의 동일한 입력 레벨을 타나낸다. 응답은 150 Hz 내지 10 kHz에서 상대적으로 평탄하다.
일부 경우에, 양 스피커에 동일한 베이스 향상을 제공하는 것이 바람직하다. 도 5는 각 채널의 저대역 신호를 가산하여 이후에 각각의 가산 블록(26, 28)에 인가되는 모노 신호를 제공하도록 구성된 가산 블록(502)을 포함하는 베이스 향상 시스템(500)의 버전을 도시한다. 압축기 이후, L 및 R 신호는 6 dB만큼 감쇠되고 함께 가산되어 모노 저대역 신호를 생성한다. 이것은 2개의 스피커 사이에 베이스 에너지를 동일하게 분배하고, 더 전체적으로 인지되는 베이스를 제공할 수 있다.
논의된 구성요소, 단계, 특징, 이점 및 장점은 단지 예시적인 것이다. 이들 및 이들과 관련된 어떠한 논의도 보호 범위를 어떠한 방법으로도 제한하려고 의도되지 않는다. 또한, 많은 다른 실시예들이 고려된다. 더하여, 본 개시 내용의 실시예는 여기에서 명시적으로 설명된 것보다 더 적은, 추가의 그리고/또는 상이한 구성 요소, 단계, 특징, 이점 및 장점을 가질 수 있다. 또한, 구성 요소 및/또는 단계가 다르게 배치되거나 그리고/또는 다른 순서를 가지는 실시예를 포함한다.
예를 들어, 본 시스템이 2개의 주파수 대역을 사용하는 것으로서 설명되었지만, 본 시스템은 개별 대역의 추가적인 신호 처리가 바람직한 경우에 임의의 개수의 대역을 사용할 수 있다.
다르게 기재되지 않는다면, 아래의 특허청구범위를 포함하는 본 명세서에서 설명된 모든 측정값, 값, 등급, 위치, 규모, 크기, 및 다른 사양은 대략적이며 정확하지 않다. 이들은 관련되거나 관련된 기술 분야에서 관행인 기능과 일치하는 허용가능한 범위를 가지도록 의도된다.
본 개시 내용에서 인용된 모든 논문, 특허 공보, 특허 출원 공보, 및 기타 간행물은 본 명세서에 참조로서 편입된다.
청구항에서 사용되는 "~하는 수단"이라는 문구는 설명된 대응하는 문구 및 재료와 그 균등물을 포함하는 것으로 의도되고 또한 그렇게 해석되어야만 한다. 유사하게, 청구항에서 사용되는 "~하는 단계"라는 문구는 설명된 대응하는 작용 및 그 균등물을 포함한다. 이러한 문구가 없다는 것은 청구항이 임의의 대응하는 구조, 재료 또는 작용 또는 그 균등물에 제한되는 것으로 의도되지 않으며, 또한 그렇게 해석되어서는 안 된다는 것을 의미한다.
설명되거나 예시된 어떤 것도, 청구항에 언급되는지 여부에 관계없이, 임의의 구성요소, 단계, 특징, 목적, 이점, 장점 또는 그 균등물의 기재가 공공물이 되는 것으로 의도되거나 그렇게 해석되어서는 안 된다.
보호 범위는 이어지는 특허청구범위에 의해서만 제한된다. 그 범위는 명세서 및 이어지는 출원 경과를 고려하여 해석될 때 특허청구범위에서 사용된 언어의 통상적인 의미와 일치하는 넓이로 의도되고 또한 그렇게 해석되어어야 하며, 그리고 모든 구조적이고 기능적인 균등물을 포함하도록 의도되고 또한 그렇게 해석되어어야 한다.

Claims (22)

  1. 미리 정해진 입력 레벨보다 낮은 입력 레벨을 갖는 오디오 신호에 대한 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고 미리 정해진 입력 레벨보다 높은 입력 레벨을 갖는 레벨 오디오 신호에 대하여 상기 라우드스피커를 보호하는 시스템에 있어서,
    상기 시스템은,
    저주파수 대역을 포함하는 적어도 2개의 주파수 대역으로 오디오 입력 신호를 분리하도록 구성된 크로스오버 네트워크; 및
    상기 저주파수 대역에서 입력 오디오 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨에 응답하고, 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 낮을 때 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분에 증폭 이득을 제공하여 상기 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고, 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 높을 때 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분의 감쇠를 제공하여 상기 라우드스피커를 과구동되는 것으로부터 보호하도록 구성되는, 신호 압축기
    를 포함하고,
    상기 시스템은 좌측 및 우측 채널 스테레오 재생을 위하여 적어도 2개의 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키도록 구성되며,
    상기 크로스오버 네트워크는 저주파수 대역을 포함하는 적어도 2개의 주파수 대역으로 각각의 좌측 및 우측 채널 오디오 입력 신호를 분리하도록 구성되고,
    상기 신호 압축기는 상기 저주파수 대역에서 상기 좌측 및 우측 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분의 에너지 레벨에 응답하여, 상기 신호의 각각의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 낮을 때 상기 좌측 및 우측 채널 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분에 증폭 이득을 제공하여 상기 라우드스피커의 각각의 저주파수 응답을 향상시키고, 상기 신호의 각각의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 높을 때 상기 좌측 및 우측 채널 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분의 감쇠를 제공하여 상기 라우드스피커의 각각을 과구동되는 것으로부터 보호하도록 구성되고,
    상기 시스템은, 상기 좌측 및 우측 채널의 상기 신호 압축기의 압축된 출력 신호의 합을 나타내는 가산된 압축 신호를 제공하도록 구성된 신호 가산기와, 상기 가산된 압축 신호 및 남아 있는 주파수 대역의 각각에 제공된 좌측 및 우측 채널 신호의 각각의 일부의 함수로서 좌측 및 우측 채널 가산 신호를 제공하는 적어도 2개의 가산 블록을 더 포함하는,
    시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 크로스오버 네트워크는 상기 오디오 신호를 2개의 주파수 대역으로 분리하도록 구성되는,
    시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시스템의 파라미터는 라우드스피커 또는 사용자 설정에 따라 조정 가능한,
    시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    조정 가능한 상기 파라미터는, 크로스오버 주파수, 압축비, 최대 허용 이득, 하이 패스 필터 차단 주파수 및 목표 레벨 중 하나 이상을 포함하는,
    시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압축기는, 상기 입력 오디오 신호의 상기 저주파수 부분의 RMS 에너지 레벨을 나타내는 신호를 생성하기 위한 RMS 기반의 레벨 검출기를 포함하는,
    시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 압축기의 압축된 출력의 함수로서 가산 신호를 제공하는 가산 블록을 더 포함하는,
    시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가산 신호에 응답하여 상기 라우드스피커에 인가되는 가장 낮은 주파수 에너지를 제한하도록 구성된 고주파수 필터를 더 포함하는,
    시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가산 신호에 응답하여 상기 라우드스피커에 인가되는 신호 에너지의 최대 피크 레벨을 제한하도록 구성된 피크 리미터를 더 포함하는,
    시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 가산 블록의 이전에서, 상기 신호 압축기의 압축된 출력에 응답하여 상기 저주파수 대역에서만 신호 에너지의 최대 피크 레벨을 제한하도록 구성된 피크 리미터를 더 포함하는,
    시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 가산 신호에 응답하도록 구성되고 상기 크로스오버 네트워크의 크로스오버 주파수 이상의 하한을 포함하는 정적 이퀄라이저를 더 포함하고, 상기 정적 이퀄라이저는, 상기 신호 압축기와 결합될 때, 부분적으로 동적인 이퀄라이저로서 동작하는,
    시스템.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 좌측 채널의 신호 압축기의 압축된 출력 신호 및 상기 좌측 채널의 나머지 주파수 대역의 대응하는 신호와, 상기 우측 채널의 신호 압축기의 압축된 출력 신호 및 상기 우측 채널의 나머지 주파수 대역의 대응하는 신호의 함수로서 한 쌍의 가산 신호를 제공하는 한 쌍의 가산 블록을 더 포함하는,
    시스템.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 미리 정해진 입력 레벨보다 낮은 입력 레벨을 갖는 오디오 신호에 대한 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고 미리 정해진 입력 레벨보다 높은 입력 레벨을 갖는 레벨 오디오 신호에 대하여 상기 라우드스피커를 보호하는 방법에 있어서,
    저주파수 대역을 포함하는 적어도 2개의 주파수 대역으로 오디오 입력 신호를 분리하는 단계;
    상기 저주파수 대역에서 입력 오디오 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨을 압축하여, 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 낮을 때 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분에 증폭 이득을 제공하여 상기 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고, 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 높을 때 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분의 감쇠를 제공하여 상기 라우드스피커를 과구동되는 것으로부터 보호하는 단계; 및
    좌측 및 우측 채널의 압축된 신호의 합을 나타내는 가산된 압축 신호를 제공하고, 상기 가산된 압축 신호 및 나머지 주파수 대역의 각각에 제공된 좌측 및 우측 채널 신호의 각각의 일부의 함수로서 좌측 및 우측 채널 가산 신호를 제공하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 좌측 채널의 신호 압축기의 압축된 출력 신호 및 상기 좌측 채널의 나머지 주파수 대역의 대응하는 신호와, 상기 우측 채널의 신호 압축기의 압축된 출력 신호 및 상기 우측 채널의 나머지 주파수 대역의 대응하는 신호의 함수로서 한 쌍의 가산 신호를 제공하는 한 쌍의 가산 블록을 제공하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  17. 미리 정해진 입력 레벨보다 낮은 입력 레벨을 갖는 오디오 신호에 대한 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고 미리 정해진 입력 레벨보다 높은 입력 레벨을 갖는 레벨 오디오 신호에 대하여 상기 라우드스피커를 보호하는 시스템에 있어서,
    상기 시스템은,
    저주파수 대역을 포함하는 적어도 2개의 주파수 대역으로 오디오 입력 신호를 분리하도록 구성된 크로스오버 네트워크; 및
    상기 저주파수 대역에서 입력 오디오 신호의 저주파수 부분의 에너지 레벨에 응답하고, 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 낮을 때 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분에 증폭 이득을 제공하여 상기 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키고, 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 높을 때 상기 입력 신호의 상기 저주파수 부분의 감쇠를 제공하여 상기 라우드스피커를 과구동되는 것으로부터 보호하도록 구성되는, 동적 시스템
    를 포함하고,
    상기 시스템은 좌측 및 우측 채널 스테레오 재생을 위하여 적어도 2개의 라우드스피커의 저주파수 응답을 향상시키도록 구성되며,
    상기 크로스오버 네트워크는 저주파수 대역을 포함하는 적어도 2개의 주파수 대역으로 각각의 좌측 및 우측 채널 오디오 입력 신호를 분리하도록 구성되고,
    상기 동적 시스템은 상기 저주파수 대역에서 상기 좌측 및 우측 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분의 에너지 레벨에 응답하여, 상기 신호의 각각의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 낮을 때 상기 좌측 및 우측 채널 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분에 증폭 이득을 제공하여 상기 라우드스피커의 각각의 저주파수 응답을 향상시키고, 상기 신호의 각각의 저주파수 부분의 에너지 레벨이 미리 정해진 에너지 레벨보다 높을 때 상기 좌측 및 우측 채널 오디오 입력 신호의 각각의 저주파수 부분의 감쇠를 제공하여 상기 라우드스피커의 각각을 과구동되는 것으로부터 보호하도록 구성되고,
    상기 시스템은, 상기 좌측 및 우측 채널의 상기 동적 시스템의 압축된 출력 신호의 합을 나타내는 가산된 압축 신호를 제공하도록 구성된 신호 가산기와, 상기 가산된 압축 신호 및 남아 있는 주파수 대역의 각각에 제공된 좌측 및 우측 채널 신호의 각각의 일부의 함수로서 좌측 및 우측 채널 가산 신호를 제공하는 적어도 2개의 가산 블록을 더 포함하는,
    시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 크로스오버 네트워크는 상기 오디오 신호를 2개의 주파수 대역으로 분리하도록 구성되는,
    시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 시스템의 파라미터는 라우드스피커 또는 사용자 설정에 따라 조정 가능한,
    시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    조정 가능한 상기 파라미터는, 크로스오버 주파수 및 최대 허용 이득 중 하나 이상을 포함하는,
    시스템.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 시스템은 정적 이퀄라이저와 연결되어, 조합이 동적 주파수 대역 및 정적 주파수 대역 모두로 구성된 전체 주파수 응답을 생성하는.
    시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    조정 가능한 파라미터는, 크로스오버 주파수, 최대 허용 이득 및 이퀄라이저 필터 계수를 포함하는,
    시스템.
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