KR101785700B1 - 음향 기기 및 음향 기기를 제어하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향 기기 및 음향 기기를 제어하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포커싱 영역인 브라이트존을 조정할 수 있는 음향 기기 및 음향 기기를 외부에서 사용자가 직접 제어할 수 있는 음향 기기의 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 음향 기기는, 제어 기기로부터 수신된 제어 신호에 따라 기본값으로 설정된 필터링 계수를 업데이트하고, 업데이트된 상기 필터링 계수를 이용하여 원음 신호 발생 장치로부터 수신된 원음 신호를 필터링하여 필터링된 음원 신호를 출력하는, 브라이트존 조정부; 및 상기 브라이트존 조정부에서 출력된 상기 필터링된 음원 신호를 소리로 변환하여 출력하고, 상기 소리가 출력되는 방향측에 미리 설정된 임계값 이상의 음압 레벨을 갖는 브라이트존과 상기 임계값 미만의 음압 레벨을 갖는 다크존을 형성하는, 스피커 어레이;를 포함한다.

Description

음향 기기 및 음향 기기를 제어하는 방법{ACOUSTIC APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE ACOUSTIC APPARATUS}

본 발명은 음향 기기 및 음향 기기를 제어하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포커싱 영역인 브라이트존을 조정할 수 있는 음향 기기 및 음향 기기를 외부에서 사용자가 직접 제어할 수 있는 음향 기기의 제어 방법에 관한 것이다.

음향 제어는 음장 재현 방식, 다수의 능동 음원을 사용하여 공간의 소리 크기를 감소시키는 능동 소음 제어 방식, 특정 형상으로 배열한 음원 사이의 간격을 변화시키는 방식, 각 음원 간의 시간 지연과 크기를 변화시켜 특정 각도로 방사되는 음향 파워를 증대시키는 방식 등이 있다.

하지만, 특정 음원 어레이에 대한 수식해는 임의의 음원에 대해서는 적용하기 어려웠다. 이에, 임의의 음원 배열을 가정하여 특정 방향으로의 최대 방향성을 갖도록 하는 최적화 연구가 수행되었으나 이러한 연구도 음원 배열만을 임의로 가정했을 뿐, 다양한 음원의 방사 형태나 반사와 흡음을 갖는 일반적인 청취 공간에 적용하기에 적합하지 않았다.

미국특허 제5,802,190호(발명의 명칭: Linear speaker array)에는 청취자까지의 거리 혹은 반사를 무시하는 등의 제한된 가정을 사용하여 방향성과 같은 간접적인 특성을 제어하는 기술에 대해 공지되어 있다. 또한, 미국특허 제5,910,990호(발명의 명칭: Apparatus and method for automatic equalization of personal multi-channel audio system)는 전달 함수를 사용하여 왜곡 없이 신호를 재생하는 방법을 개시한다.

또, 한국특허출원 제10-2008-0125309호(발명의 명칭: 지향성 음향 발생장치 및 방법)는 음향을 특정 영역으로 방사시키는 방법을 제안하고 있지만, 고지향성 스피커의 배치 등을 통해 특정 영역에 음향을 집중시키는 내용을 포함한다.

이와 같이, 종래의 다수의 음원을 이용한 공간의 소리 제어 방법은 단순히 음원 사이의 시간 지연과 그 입력크기를 변화시키는 것에 그쳤으며, 제한된 형태의 음원 배열을 사용하여 음원의 방향성만을 변화시켰을 뿐, 소정의 공간 내에서 청취자의 위치에 대한 고려가 전무했다.

예를 들어, 거실과 같은 소정의 공간 내에서, 어느 청취자는 스피커를 통해서 나오는 음원을 듣기를 원하고, 같은 공간 내의 다른 청취자는 상기 음원을 듣기를 원하지 않는 경우, 상기 음원을 청취를 원하는 특정 청취자에게 집중시킬 필요가 있지만, 위에 언급한 방식으로는 청취를 원하지 않는 청취자에게도 상기 음원이 전달된다.

이와 같이, 소정의 공간 내에서 출력되는 다양한 음원의 포커싱 위치를 개별적으로 제어하는 기술에 대한 연구가 필요하며, 이에 대한 요구도 매우 높은 실정이다.

또한, 소정의 공간 내에서 출력되는 다양한 음원의 포커싱 위치를 음향 기기를 제조하는 제조사가 사전에 결정하는 것이 아닌, 음향 기기를 구입하여 사용하는 사용자가 직접 제어할 수 있는 기술에 대한 연구도 필요하다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 소정의 공간 내에서 출력되는 음원의 포커싱 영역을 개별적으로 제어할 수 있는 음향 기기와 음향 기기를 제어하는 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 소정의 공간 내에서 출력되는 음원의 포커싱 영역을 음향 기기를 제조하는 제조사가 아닌, 음향 기기를 구입하여 사용하는 사용자가 직접 제어할 수 있도록 하는 음향 기기와 음향 기기를 제어하는 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 포커싱 영역인 브라이트존의 크기도 사용자가 직접 제어할 수 있도록 하는 음향 기기와 음향 기기를 제어하는 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 포커싱 영역인 브라이트존에서 들리게 하는 원음 신호를 사용자가 직접 선택하게 할 수 있는 음향 기기와 음향 기기를 제어하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 음향 기기는, 제어 기기로부터 수신된 제어 신호에 따라 기본값으로 설정된 필터링 계수를 업데이트하고, 업데이트된 상기 필터링 계수를 이용하여 원음 신호 발생 장치로부터 수신된 원음 신호를 필터링하여 필터링된 음원 신호를 출력하는, 브라이트존 조정부; 및 상기 브라이트존 조정부에서 출력된 상기 필터링된 음원 신호를 소리로 변환하여 출력하고, 상기 소리가 출력되는 방향측에 미리 설정된 임계값 이상의 음압 레벨을 갖는 브라이트존과 상기 임계값 미만의 음압 레벨을 갖는 다크존을 형성하는, 스피커 어레이;를 포함한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 음향 기기의 제어 방법은, 원음 신호 발생 장치로부터 수신된 원음 신호를 필터링 계수로 필터링하고 필터링된 음원 신호를 스피커 어레이를 통해 출력하여 미리 설정된 임계값 이상의 음압 레벨을 갖는 브라이트존과 상기 임계값 미만의 음압 레벨을 갖는 다크존을 형성하는 음향 기기를, 상기 음향 기기와 통신하고 적어도 하나의 디스플레이를 갖는 제어 기기를 이용하여 제어하는 방법으로서, 상기 제어 기기가 상기 디스플레이 상에 상기 스피커 어레이와 대응되는 스피커 어레이 이미지와 상기 브라이트존과 대응되는 기준점을 디스플레이하는 단계; 사용자 입력에 의해 상기 기준점이 이동되면, 상기 기준점의 이동 정보를 포함한 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제어 신호를 상기 음향 기기로 제공하여, 상기 음향 기기가 상기 기준점의 이동과 대응되도록 상기 브라이트존을 이동시키는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 음향 기기와 음향 기기를 제어하는 방법에 의하면 소정의 공간 내에서 출력되는 음원의 포커싱 영역을 개별적으로 제어할 수 있다.

또한, 소정의 공간 내에서 출력되는 음원의 포커싱 영역을 음향 기기를 제조하는 제조사가 아닌, 음향 기기를 구입하여 사용하는 사용자가 직접 제어할 수 있다.

또한, 포커싱 영역인 브라이트존의 크기도 사용자가 직접 제어할 수 있다.

또한, 포커싱 영역인 브라이트존에서 들리게 하는 원음 신호를 사용자가 직접 선택하게 할 수 있다.

도 1은 포커싱 영역인 브라이트존을 설정하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 2는 거실과 같은 소정의 공간 내에서 브라이트존(Bright Zone, BZ)과 다크존(Dark Zone, DZ)을 도식화한 도면이다.
도 3은 브라이트존(BZ)과 다크존(DZ)을 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 음향 기기의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 음향 기기를 포함하는 음향 시스템의 블록 구성도이다.
도 6 내지 도 7은 브라이트존의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 9는 도 6 내지 도 7에 도시된 브라이트존의 이동에 대응하는 제어 기기의 디스플레이에서의 기준점의 이동을 보여주는 도면이다.
도 10은 브라이트존에서 들리는 원음 신호를 선택하는 방법과 브라이트존의 크기를 조절하는 방법을 설명하기 위한 제어 기기의 디스플레이에서 디스플레이되는 일 예이다.
도 11은 사용자 입력에 응답하여 이득 조절 이미지가 실행되어 이득이 높아진 경우에 브라이트존(BZ)이 확대된 것을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 음향 기기에서의 브라이트존을 조정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시하기에 충분하도록 상세히 설명된다. 특정 실시예 이외의 다른 실시예는 서로 상이하지만 상호배타적일 필요는 없다. 아울러, 후술의 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아님을 이해해야 한다.

첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대한 상세한 설명은, 그에 수반하는 도면들과 연관하여 읽히게 되며, 도면은 전체 발명의 설명에 대한 일부로 간주한다. 방향이나 지향성의 언급은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하는 의도를 갖지 않는다.

도 1은 포커싱 영역 설정을 위한 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1에서는 설명과 이해의 편의를 위하여 전달 함수 측정을 위한 음향 공간, 스피커(110), 마이크로폰(210) 등의 수단을 개략적으로 도시하였으나, 더 많은 수의 마이크로폰(210)과 스피커(110)를 이용하여 전달 함수를 측정할 수 있다. 구체적으로, 4㎝ 간격으로 이격된 6×5 어레이의 30개 채널 마이크로폰(210)과 독립 채널을 갖는 복수의 스피커(110)에 의하여 포커싱 영역 설정 시스템이 구성될 수 있다. 그리고, 전달 함수의 측정은 소정의 공간 내의 복수의 영역에서 이루어질 수 있다. 다만, 이는 어디까지나 실시예에 불과하고 상기 공간의 크기, 상기 공간의 구조 등에 따라 다양한 방식으로 설정 시스템이 구성될 수 있을 것이다.

다시 도 1을 참조하면, 음향 공간(여기서는 소정의 공간에 해당)에는 임의의 위치에 음원으로 기능하는 제1 스피커(111)와 제2 스피커(112)가 설치된다. 제1 스피커(111)와 제2 스피커(112)는 브라이트존(Bright Zone, 이하, 'BZ')과 다크존(Dark Zone, 이하, 'DZ')의 영역에 포함되지 않지만, 이에 한정되지 않는다.

브라이트존(BZ)이란 제1 스피커(111) 및 제2 스피커(112)로부터 출력되는 소리가 임계치 이상으로 들리는 영역을 의미하고, 다크존(DZ)이란 제1 스피커(111) 및 제2 스피커(112)로부터 출력되는 소리가 임계치 미만으로 들리는 영역을 의미한다. 간단히 설명하면, 브라이트존(BZ)은 소리가 들리는 영역으로 사용자가 음원을 포커싱시키기 위한 포커싱 영역을 의미하고, 다크존(DZ)은 소리가 들리지 않는 영역으로 사용자가 음원을 포커싱시키지 않는 비포커싱 영역일 수 있다. 브라이트존(BZ)과 다크존(DZ)의 구분은 음압 레벨의 대조, 더욱 상세하게는, 공간평균음향에너지의 대조에 따른 것이므로, 다크존(DZ) 영역에서는 소리가 전혀 들리지 않게 제어될 수도 있지만, 작게나마 소리가 감지되도록 제어될 수도 있다. 도 2에서는 거실과 같은 소정의 공간 내에서 브라이트존(Bright Zone, BZ)과 다크존(Dark Zone, DZ)을 도식화하여 점선의 원으로 구별하고 있다.

제1 음원과 제2 음원에 의해 만들어지는 임의의 지점(

)에서의 음압(

, 마이크로폰(210)에 의하여 검지되는 신호)은 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.

여기서

은 공간상의 j번째 지점이고,

은 i번째 음원의 위치를 의미한다. 그리고

는

과

사이의 관계를 표현해주는 전달 함수이다. 여기서 전달 함수는 수학적인 모델로 정의하거나 실제 측정을 통해서 쉽게 얻을 수 있다. 수학식 1을 두 개의 지점의 경우에 대해 행렬의 형태로 표현하면 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.

이와 마찬가지로, 도 1에 나타나 있는 제1 브라이트존(BZ1), 제2 브라이트존(BZ2), 다크존(DZ), 그리고 전술된 두 영역을 포함하는 전체 음향 영역(TZ)에 대한 행렬식 표현은 수학식 3 내지 수학식 5과 같다. 수학식 3 내지 수학식 5에서의 하첨자 b, d, t는 각각 브라이트존(BZ), 다크존(DZ), 전체 음향 영역(TZ)을 의미한다.

다음으로는, 공간을 대표하는 변수를 정하게 되는데, 본 발명에서는 그 변수로 공간평균음향에너지로 정의하였으며, 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.

공간평균음향에너지를 공간을 대표하는 변수로 정한 이유는 각 지점들의 음압 레벨들 자체만으로는 어떤 영역 내부의 음향 특성을 표현하기가 어렵기 때문이다. 즉, 본 발명에서는 브라이트존(BZ)의 공간평균음향위치에너지와 다크존(DZ)의 공간평균음향에너지, 그리고 전체 음향 영역(TZ)의 공간평균음향위치에너지를 상기 각 영역의 음압 레벨이라고 생각하도록 한다.

수학식 6에서 행렬

은 정의된 영역에서의 각 음원이 만들어내는 간섭정도를 나타내는 상관행렬로 정의된다. 그리고 2라는 숫자는 수학식 2에서의 마이크로폰(210)의 개수를 의미한다(도 1 참조). 이해의 편의를 위해서 본 발명에서는 간단한 경우에 대하여 표현한 것이지만, 실제로는 어떤 정의된 영역 내부에 포함되어있는 마이크로폰의 개수를 의미한다.

즉, 30개의 마이크로폰이 이용되는 경우라면, 2라는 숫자가 30으로 바뀔 것이다. 이러한 논리로 정의된 브라이트존(BZ)과 다크존(DZ)에 대한 공간평균음향에너지를 표현할 수 있다.

다음으로 수학식 7 내지 9에서 정의된 각 영역에서의 음압 레벨을 이용하여 필요로 하는 제어효과를 얻기 위해 필요한 제1 음원 신호 및 제2 음원 신호를 도출하는 과정을 각각의 경우에 대해 설명하도록 한다.

1. 브라이트존(BZ)에서의 음압 레벨과 입력의 총 크기의 대비를 최대로 하는 음원 신호의 결정

입력의 총 크기는 제1 음원 신호의 복소 크기의 절대치와 제2 음원 신호의 복소 크기의 절대치의 합으로 정의되고, 이를 제어 노력(control effort)의 총 크기라고 부를 수 있다. 입력의 총 크기는 다음의 수학식 10으로 표현된다.

여기서,

은 입력의 총 크기, 즉 제어 노력을 공간평균음향에너지의 차원(dimension)으로 변화시키는 정규화 상수이다.

이제, 브라이트존(BZ)에서의 음압 레벨과 입력의 총 크기와의 대비는 수학식 7 및 10을 이용하여 다음의 수학식 11과 같이 되며, 이를 “음향 밝기(acoustic brightness)”로 정의한다.

따라서, 브라이트존(BZ)에서의 음압 레벨과 입력의 총 크기의 대비를 최대로 하는 음원 신호를 결정하는 것은 상기 수학식 11에서 α의 값을 최대로 하는 음원 신호를 구하는 문제로 된다.

상기 수학식 11은 수학적으로 레일리 몫(Reyleigh quotient) α를 최대로 하는 문제로 정식화할 수 있으며, 이는 다음의 수학식 12와 같이 표현된다.

상기 수학식 12에서 보는 바와 같이 α의 값을 최대로 하는 음원 신호를 구하는 것은 일반화된 고유치 문제의 최대 고유치를 구하는 것과 동일하게 된다. 그리고 최대 고유치에 해당하는 고유 벡터가 제1 음원 신호와 제2 음원 신호가 된다.

2. 브라이트존(BZ)과 다크존(DZ)의 대비를 최대로 하는 입력 신호 결정

브라이트존(BZ)의 음압 레벨과 다크존(DZ)의 음압 레벨의 대비를 가장 크게 하는 음원의 입력 신호에 대해 생각해본다. 1번의 경우와 마찬가지로 다크존(DZ)에 대한 브라이트존(BZ)의 음압 레벨을 수학적으로 표현하면 수학식 13과 같이 표현할 수 있으며, 이를 “음향대조 1(acoustic contrast 1)”이라 정의한다.

수학식 13 역시 동일하게 레일리 몫(Reyleigh quotient) β를 최대로 하는 문제로 정식화할 수 있으며, 수학식 14에서 보는 바와 같이 일반화된 고유치 문제의 최대 고유치와 문제와 동일하다. 그리고 최대 고유치에 해당하는 고유벡터가 제1 음원 신호와 제2 음원 신호가 된다.

따라서, 본 발명은 종래의 방법들이 청취자와 음원 사이의 관계를 제한적인 형태로 반영하였던 것에 비해, 전달 함수를 모두 파악함으로써 최적의 음원 제어 신호를 얻어내는 방법을 사용한 것이다.

그로 인해, 본 발명은 음압 레벨을 줄이기만 하는 능동 소음 제어와 달리, 공간별로 음압 레벨의 상대적인 차이를 증대시키는 것이 가능해진다. 즉, 음향학적인 밝기(brightness)에 해당하는 음압 레벨의 크기뿐만 아니라 서로 다른 두 공간 사이의 음향학적 대비(contrast)를 증대시키는 제어를 수행할 수 있다.

3. 브라이트존(BZ)과 전체 음향 영역( TZ )의 음압 레벨의 대비를 최대로 하는 입력 신호 결정

브라이트존(BZ)과 전체 음향 영역(TZ)의 음압 레벨의 대비를 최대로 하는 음원입력신호에 대해서 다루도록 한다. 2번의 경우와 마찬가지로 다크존(DZ)에 대한 전체 음향 영역(TZ)의 음압 레벨을 수학식 15과 같이 표현할 수 있으며, 이를 “음향대조 2(acoustic contrast 2)”라 정의한다.

수학식 15도 역시 동일하게 레일리 몫(Reyleigh quotient)

를 최대로 하는 문제로 정식화할 수 있으며, 수학식 16에서 보는 바와 같이 일반화된 고유치문제의 최대 고유치와 문제와 동일하다. 그리고 최대 고유치에 해당하는 고유벡터가 제1 음원 신호와 제2 음원 신호가 된다.

4. 다수의 브라이트존(BZ)에 독립적인 음향 환경을 제공하기 위한 방법

다수의 브라이트존(BZ)에 독립적인 음향 환경을 제공하기 위한 방법은 세 가지로 설명할 수 있다.

[방법1] 제1 브라이트존(BZ1)에는 제1 음원 신호에 의한 공간평균음향에너지와 제1 음원 신호의 에너지의 합과의 비가 최대가 되도록 하고, 또한 제2 브라이트존(BZ2)에는 제2 음원 신호에 의한 공간평균음향에너지와 제2 음원 신호의 에너지의 합과의 비가 최대가 되도록 하는 경우

이 경우, 각 브라이트존(BZ1, BZ2) 별로 입력 신호는 다르게 도출된다. 이것을 수학식으로 표현하면 다음과 같다.

[방법2] 제1 브라이트존(BZ1)에는 제1 음원 신호에 의한 공간평균음향에너지와 제1 브라이트존(BZ1)을 제외한 나머지 영역에서의 공간평균음향에너지의 비를 최대로 하고, 이와 동시에 제2 브라이트존(BZ2)에는 제2 음원 신호에 의한 공간평균음향에너지과 제2 브라이트존(BZ2)을 제외한 나머지 영역에서의 공간평균음향에너지의 비를 최대로 하는 경우

이 경우, 각 브라이트존(BZ) 별로 입력 신호는 다르게 도출된다. 이것을 수학식으로 표현하면 다음과 같다.

[방법3] 브라이트존(BZ)이 다수인 경우, 제1 브라이트존(BZ1)에는 제1 음원 신호에 의한 공간평균음향에너지와 제1 브라이트존(BZ1)을 포함한 전체 영역에서의 공간평균음향에너지의 비를 최대로 하고, 이와 동시에 제2 브라이트존(BZ2)에는 제2 음원 신호에 의한 공간평균음향에너지와 제2 브라이트존(BZ2)을 포함한 전체영역에서의 공간평균음향에너지의 비를 최대로 하는 경우

이 경우, 각 브라이트존(BZ) 별로 입력신호는 다르게 도출된다. 이것을 수학식으로 표현하면 다음과 같다.

상기 세 가지 방법의 경우, 각각 브라이트존(BZ) 별로 입력신호가 다르게 도출되며, 제1 음원과 제2 음원으로 들어가는 입력 신호는 공통적으로 수학식 23과 같다.

이렇게 될 경우 제1 브라이트존(BZ1)에는 제1 입력 신호에 의한 재생 음향이, 제2 브라이트존(BZ2)에는 제2 입력 신호에 의한 재생음향이 존재하는 독립적인 다수의 음향환경을 만들 수 있다.

이상의 이론적인 내용을 정리하면, 본 발명은 종래의 방법들이 청취자와 음원 사이의 관계를 제한적인 형태로 반영하였던 것에 비해, 전달 함수를 모두 파악하여 최적의 음원 신호를 얻어내는 방법을 사용한다.

그로 인해, 본 발명은 음압 레벨을 줄이기만 하는 능동 소음 제어 등과 달리, 음향 공간 내의 영역별로 음압 레벨의 상대적인 차이를 증대시킨다. 즉, 본 발명은 음향학적 밝기(brightness)에 해당하는 음압 레벨의 크기뿐만 아니라 서로 다른 두 영역 사이의 음향학적 대비(contrast)를 증대시키는 제어를 수행하는 것이다.

도 3을 더 참조하면서 브라이트존(BZ)과 다크존(DZ)을 형성하는 방법에 대해 더욱 상세히 설명한다.

전달 함수를 계측하여 브라이트존(BZ)(또는, 포커싱 영역)을 설정하기 위한 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 음원부, 감지부(200), 신호발생부(300), 신호분석부(400)로 이루어진다.

음원부는 다수의 음원에 해당하는 복수의 스피커(110)와 이 복수의 스피커를 구동할 수 있는 멀티-채널 앰프(120)를 포함한다.

감지부(200)는 브라이트존(BZ)과 다크존(DZ)에 설치된 복수의 마이크로폰(210)을 포함한다.

신호 발생부(300)는 음원부의 멀티-채널 앰프(120)를 통해 각각의 스피커(110)에 동기화된 개별 음원 신호를 부여할 수 있는 멀티-채널 신호 발생기(310)를 포함한다.

신호분석부(400)는 음원부에 입력되는 음원 신호(q)와 감지부(200)에서 감지되는 음향 신호(p)와의 전달 함수를 계측하고, 적합한 음원 신호를 결정하여 그 정보를 신호 발생부(300)의 멀티-채널 신호 발생기(310)에 전달하는 멀티-채널 신호 분석기(410)를 포함한다.

여기서, 적합한 음원 신호라는 것은, 상기 수학식 17, 18의 음향 밝기

를 최대로 하거나(음향밝기 제어), 수학식 19, 20의 음향대조 1

을 최대로 하거나(음향대조 1 제어), 수학식 21, 22의 음향대조 2

를 최대로 하는(음향대조 2 제어) 음원 신호를 말한다. 그리고 이렇게 결정된 음원 신호가 청구범위에서 사용되는 용어로 말하자면 제어 음원 신호이다.

도 3을 참조하면, 신호 분석부(400)에서 음원부에서 발생한 음원 신호(q)와 감지부(200)에서 감지된 음향 신호(p) 사이의 전달 함수를 계측한다(단계 S1). 전달 함수를 계측함에 있어서, 스피커(110)의 수와 마이크로폰(210)의 수에 따라 많은 양의 측정을 필요로 하므로, 통상적으로 사용되는 다음과 같은 간단한 방법으로 전달 함수의 계측에 편의성을 도모할 수 있다.

이 간단한 방법은, 다수의 스피커(110)에 입력되는 음원 신호(q)로서 각각 상관성이 없는 백색 잡음을 입력시킨 후, 각각의 마이크로폰(210)에서 감지된 음향 신호(p)에서 각각의 음원의 기여도를 분리해냄으로써 한 번의 측정으로 음원부의 음원 신호(q)와 감지부(200)의 음향 신호(p) 사이의 전달 함수를 계측하는 것이다.

다음으로, 신호 분석부(400)에서는 단계 S1에서 측정된 전달 함수를 이용하여 적합한 음원 신호를 결정하고, 결정된 적합한 음원 신호를 신호 발생부(300)에 전달한다(단계 S2).

여기서, 적합한 음원 신호라는 것은, 상기 수학식 17, 18의 음향 밝기

를 최대로 하거나(음향밝기 제어), 수학식 19, 20의 음향대조 1

을 최대로 하거나(음향대조 1 제어), 수학식 21, 22의 음향대조 2

를 최대로 하는(음향대조 2 제어) 음원 신호를 말한다. 그리고 이렇게 결정된 음원 신호가 청구범위에서 사용되는 용어로 말하자면 제어 음원 신호이다.

여기서, 단일의 주파수에 대하여 기술하고 있으나, 복수의 주파수로 이루어진 경우에는 각각의 주파수에 대한 음원 신호를 결정하는 것으로 이해하면 무방하다. 또한, 여기서 결정된 음원 신호는, 후술하는 단계 S3에서, 원음 신호(브라이트존(BZ)에 들리게 하고자 하는 임의의 소리)를 필터링하는 필터링 계수로 기능한다.

다음으로, 신호 발생부(300)에서는, 신호 분석부(400)로부터 전달받은 정보에 기초하여 원음 신호를 단계 S2에서 결정된 음원 신호(또는, 필터링 계수)로 필터링하여, 브라이트존(BZ)에 최적화된 음원 신호(필터링된 음원 신호)를 발생시키고, 최적화된 음원 신호를 음원부(100)에 전달한다(단계 S3).

여기서, 단일의 주파수에 대하여 기술하고 있으나, 복수의 주파수로 이루어진 경우에는 각각의 주파수에 있어서, 원음 신호를 결정된 음원 신호로 필터링하고, 최적화된에 대한 음원 신호를 발생시키는 것으로 이해해도 무방하다.

다음으로, 음원부(100)는 신호 발생부(300)로부터의 최적화된 음원 신호를 스피커(110)를 통하여 출력하고(단계 S4), 이에 따라 음향 공간에는 청취영역(브라이트존(BZ))과 비청취영역(다크존(BZ))이 생성될 수 있다(단계 S5).

음향 밝기 제어는 동일한 입력 크기에 대해 브라이트존(BZ)에서 최대 음압 레벨을 갖도록 하는 것이므로, 입력의 크기를 크게 해줄 수 없는 경우, 예를 들어, 입력의 크기가 제한되어 있는 경우에 더욱 유용하다.

그러나, 음향 밝기 제어는 브라이트존(BZ) 이외의 영역에서 음향대조 1 제어 및 음향대조 2 제어보다 상대적으로 소리가 크다는 단점이 있다. 따라서, 브라이트존(BZ) 이외의 영역에서 소리가 매우 작지 않아도 무방한 경우에 더욱 효율적이고 효과적이다.

음향대조 1 제어 및 음향대조 2 제어는 입력의 크기가 지나치게 제한되어 있지 않는 한 음향 밝기 제어보다 더 우수한 브라이트존(BZ) 생성 결과를 보여준다. 또한, 음향대조 1 제어 및 음향대조 2 제어는 브라이트존(BZ) 이외의 영역에서 소리가 매우 작아지게 되므로, 음향 재생 장치의 크기가 소형, 중형, 대형의 모든 경우에 대해서 음향 밝기 제어보다 더 우수하다.

이하에서는 위에서 설명한 브라이트존(BZ) 생성 원리를 기반으로 하는 본 발명의 실시 예에 따른 음향 기기, 제어 기기를 통한 상기 음향 기기의 제어 방법, 및 상기 음향 기기를 포함하는 음향 시스템을 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 음향 기기의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 음향 기기를 포함하는 음향 시스템의 블록 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 음향 기기(1)는, 본체(10), 제1 스피커 어레이(30a) 및 제2 스피커 어레이(30b)를 포함한다.

본체(10) 내부에는 다양한 구성들이 포함되는데, 본체(10)는 도 5에 도시된 브라이트존 조정부(11), 멀티-채널 디코더(13), 및 멀티-채널 앰프(15)를 포함한다.

브라이트존 조정부(11)는 브라이트존을 조정한다. 브라이트존의 조정은, 사용자가 수행할 수 있는데, 사용자는 제어 기기(3)를 통해서 브라이트존을 조정할 수 있다.

브라이트존 조정부(11)는 제어 기기(3)로부터의 제어 신호에 따라, 원음 신호 발생 장치(5)로부터 입력된 원음 신호를 필터링한다. 좀 더 구체적으로, 브라이트존 조정부(11)는 제어 기기(3)로부터의 제어 신호에 따라 현재기본값으로 저장된 필터링 계수를 업데이트하고, 업데이트된 필터링 계수에 따라 원음 신호 발생 장치(5)로부터 입력된 원음 신호를 필터링한다. 업데이트에 의한 변경된 필터링 계수에 의한 필터링된 음원 신호가 멀티-채널 디코더(13)와 멀티-채널 앰프(15)를 통해 디코딩 및 증폭되어 제1 및 제2 스피커 어레이(30a, 30b)로부터 출력되면, 제1 및 제2 스피커 어레이(30a, 30b)로부터 출력되는 소리는 기존 브라이트존이 아닌, 새로운 브라이트존에서 임계치 이상으로 들리게 된다.

여기서, 기본값으로 설정된 필터링 계수는, 앞서 상술한 수학식 17, 18의 음향 밝기

를 최대로 하거나(음향밝기 제어), 수학식 19, 20의 음향대조 1

을 최대로 하거나(음향대조 1 제어), 수학식 21, 22의 음향대조 2

를 최대로 하는(음향대조 2 제어) 음원 신호를 말한다. 상기 음원 신호는 계측된 전달 함수를 이용하여 결정될 수 있다.

한편, 기본값으로 설정된 필터링 계수는, 앞서 상술한 수학식 17, 18의 음향 밝기

를 최대로 하거나(음향밝기 제어), 수학식 19, 20의 음향대조 1

을 최대로 하거나(음향대조 1 제어), 수학식 21, 22의 음향대조 2

를 최대로 하는(음향대조 2 제어) 음원 신호가 아닌, 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 여러 필터링 계수들(일종의 데이터 뱅크) 중에서, 제조사 또는 사용자가 선택한 임의의 필터링 계수일 수도 있다. 여기서, 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 여러 필터링 계수들이란, 내부가 구 형상 또는 육면체 형상 등과 같이 일반적으로 알려진 여러 공간들 각각에 대응하는 필터링 계수들의 집합을 의미한다. 여러 공간들 각각에 대응하는 필터링 계수들은 계측이 아닌 가정에 의해 미리 얻어진 값들이다.

예를 들어, 도 6과 도 7을 참조하면, 기본값으로 저장된 필터링 계수에 의해서 원음 신호 발생 장치(5)로부터 제공되는 원음 신호가 필터링되면, 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)로부터 출력되는 소리는, 도 6과 같이 브라이트존(BZ)에서 임계치 이상으로 들리고, 전체 영역(TZ)에서 브라이트존(BZ)을 제외한 나머지 영역인 다크존(DZ)에서 임계치 이하로 들린다. 반면, 기본값으로 저장된 필터링 계수가 업데이트되어 업데이트된 필터링 계수에 의해서 원음 신호 발생 장치(5)로부터 제공되는 원음 신호가 필터링되면, 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)로부터 출력되는 소리는, 도 7과 같이 새로운 브라이트존(BZ’)에서 임계치 이상으로 들리고, 전체 영역(TZ)에서 새로운 브라이트존(BZ’) 이외의 영역인 다크존(DZ’)에서 임계치 이하로 들린다.

앞서 설명한 바와 같이, 기본값의 필터링 계수는 도 5에 도시된 제어 기기(3)로부터 제공되는 제어 신호에 의해 업데이트된다. 여기서, 필터링 계수가 업데이트된다는 의미는, 계측된 전달함수를 이용하여 결정될 수도 있고, 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 여러 필터링 계수들 중에서 제어 신호에 대응되는 소정의 필터링 계수가 기본값의 필터링 계수를 대체하는 것일 수도 있다.

제어 기기(3)로부터 제공되는 제어 신호는 유선 또는 무선을 통해서 음향 기기(1)의 브라이트존 조정부(11)로 제공된다.

제어 기기(3)를 구체적으로 설명하기 위해, 도 8 내지 도 9를 참조한다.

도 8 내지 도 9는 브라이트존 조정 전 상태에서 도 5에 도시된 제어 기기(3)의 GUI 표시이다. 좀 더 구체적으로, 도 8은 브라이트존 조정을 위한 사용자 입력이 있기 전의 GUI 표시이고, 도 9는 브라이트존 조정을 위한 사용자 입력이 있은 후의 GUI 표시이다.

도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제어 기기(3)는 디스플레이(300)를 제공한다. 디스플레이(300)은 터치스크린일 수 있다. 터치스크린은 그래픽과 텍스트를 표시하고 사용자가 장치와 상호 작용(interact)하는 사용자 인터페이스를 제공하도록 여러 전자 장치에서 사용되고 있다. 터치스크린은 터치스크린 상의 접촉을 검출하고 반응한다. 디스플레이(300)은 하나 이상의 소프트 키(soft key), 메뉴와 터치스크린 상의 기타 사용자 인터페이스 오브젝트(object)를 표시할 수 있다. 사용자는 상호 작용하고자 하는 사용자 인터페이스 대상에 대응되는 위치에서 터치스크린을 접촉하여 장치와 상호 작용할 수 있다.

디스플레이(300)가 터치스크린일 경우, 제어 기기(3)는 터치스크린으로 입력되는 접촉을 검출하는 접촉/모션 모듈을 포함할 수 있다. 접촉/모션 모듈은 터치스크린과의 접촉에 관련된 여러 동작, 예컨대 접촉 여부의 결정, 접촉의 이동과 터치스크린을 횡단하는 이동의 추적 여부 결정 및 접촉의 중지 여부 결정(접촉이 중단된 경우)을 수행하는 다양한 소프트웨어 구성요소를 포함한다.

디스플레이(300)가 터치스크린이 아닐 경우, 제어 기기(3)는 키보드 또는 마우스와 같은 외부 입력 모듈을 포함할 수 있다.

제어 기기(3)는 디스플레이(300)에 그래픽을 제공하고 표시하기 위한 주지의 여러 소프트웨어 구성요소를 포함하는 그래픽 모듈을 더 포함할 수 있다. "그래픽(graphics)"이란 용어는 텍스트, 웹 페이지, 아이콘(예컨대, 소프트 키를 포함하는 사용자 인터페이스 대상), 디지털 이미지, 비디오, 애니메이션 등을 제한 없이 포함하여, 사용자에게 표시될 수 있는 모든 대상을 포함한다.

제어 기기(3)는 음향 기기(1)를 제어하기 위한 어플리케이션을 포함한다. 상기 어플리케이션은 제어 기기(3)에 설치될 수 있다. 어플리케이션이 제어 기기(3) 내의 프로세서에 의해 실행되면, 디스플레이(300)에 어플리케이션이 표시된다. 표시된 일 예가 도 8과 도 9이다.

도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 디스플레이(300)는 제1 스피커 어레이 이미지(800a)와 제2 스피커 어레이 이미지(800b)를 표시한다. 제1 스피커 어레이 이미지(800a)는 도 4와 도 5에 도시된 제1 스피커 어레이(30a)에 대응하고, 제2 스피커 어레이 이미지(800b)는 도 4와 도 5에 도시된 제2 스피커 어레이(30b)에 대응한다. 디스플레이(300)은 제1 스피커 어레이 이미지(800a)와 제2 스피커 어레이 이미지(800b)를 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)의 배열 형상에 대응되도록 디스플레이(300)의 상단에 일렬로 표시할 수 있다.

또한, 디스플레이(300)는 기준점(ref)을 표시한다. 기준점(ref)은 도 8에 도시된 바와 같이, 서로 수직하는 두 개의 선의 교차점일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 기준점(ref)는 하나의 점 형태로도 표시될 수 있다. 여기서, 기준점(ref)은 도 5에 도시된 브라이트존 조정부(11)에 기본값으로 저장된 필터링 계수를 사용하여 원음 신호를 필터링한 경우에, 제1 스피커 어레이 이미지(800a)와 제2 스피커 어레이 이미지(800b)를 기준으로 한 브라이트존의 상대적인 형성 위치를 나타낸다. 이를 위해, 제어 기기(3)는 음향 기기(1)의 브라이트존 조정부(11)로부터 기본값으로 설정된 또는 현재의 필터링 계수에 관한 정보와 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)의 배열 정보를 수신하여 디스플레이(300)에 도 8과 같이 표시할 수 있다.

도 8에 도시된 기준점(ref)의 위치가, 도 6에 도시된 브라이트존(BZ) 내의 특정 위치와 대응된다고 가정하면, 사용자 입력에 의해, 도 8에 도시된 기존 기준점(ref)이 도 9에 도시된 새로운 기준점(ref’)으로 이동되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 기존 브라이트존(BZ)이 새로운 브라이트존(BZ’)으로 이동된다.

여기서, 사용자 입력에 의한 기존 기준점(ref)에서 새로운 기준점(ref’)의 이동은, 디스플레이(300)가 터치스크린인 경우, 터치스크린으로의 접촉에 의한 기준점(ref)의 이동을 의미하고, 디스플레이(300)가 터치스크린이 아닌 경우, 외부 입력 장치에 의한 기준점(ref)의 이동을 의미할 수 있다.

제어 기기(3)는, 기준점(ref)의 이동 정보를 포함한 제어 신호를 생성하여 도 5에 도시된 음향 기기(1)의 브라이트존 조정부(11)로 전송한다. 여기서, 생성되는 제어 신호는 제어 기기(3)에 설치된 음향 기기 제어 어플리케이션에서 생성될 수 있다. 음향 기기(1)의 브라이트존 조정부(11)는 제어 기기(3)로부터 수신된 제어 신호를 기초로 현재의 필터링 계수를 업데이트하고, 업데이트된 필터링 계수를 이용하여 원음 신호를 필터링한다. 여기서, 필터링 계수가 업데이트된다는 의미는, 계측된 전달함수를 이용하여 결정될 수도 있고, 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 여러 필터링 계수들 중에서 제어 기기(3)로부터 수신된 제어 신호에 대응되는 소정의 필터링 계수가 현재의 필터링 계수를 대체하는 것일 수도 있다.

한편, 제어 기기(3)를 통해서 사용자는, 음향 기기(1)로 입력되어 필터링되는 원음 신호를 선택할 수도 있고, 브라이트존의 크기도 조절할 수 있다. 구체적으로, 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10을 참조하면, 제어 기기(3)의 디스플레이(300’)은 도 8에 표시된 것 이외에 원음 선택 이미지(1100) 또는/및 이득 조절 이미지(1300)를 더 표시할 수 있다.

사용자 입력에 응답하여 원음 선택 이미지(1100)가 선택되면, 제어 기기(3)는 디스플레이(300’) 상에 음향 기기(1)로 입력되는 다수의 원음 신호들을 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 원음 신호 발생 장치(5)에서 음향 기기(1)로 제공되는 원음 신호가 다수이고, 다수의 원음 신호가 서로 다른 신호인 경우, 사용자는 제어 기기(3)를 통해서 브라이트존에서 들리게 하고자 하는 원음 신호를 선택적으로 고를 수 있다. 혹은, 도 5에 도시된 원음 신호 발생 장치(5)에서 음향 기기(1)로 제공되는 원음 신호가 멀티 채널(5.1 채널, 6.1 채널 등)인 경우, 제어 기기(1)는 멀티 채널의 정보를 디스플레이하고, 사용자는 멀티 채널 중 원하는 몇 개의 채널을 선택할 수 있다. 추가적인 사용자 입력에 응답하여 특정 원음 신호가 선택되면, 제어 기기(3)는 음향 기기(1)로 선택된 원음 신호의 정보를 포함한 제어 신호를 전송하고, 이를 수신한 음향 기기(1)의 브라이트존 조정부(11)는 제어 신호에 따라 특정 원음 신호만을 필터링 계수로 필터링할 수 있다.

사용자 입력에 응답하여 이득 조절 이미지(1300)가 선택되면, 제어 기기(3)는 디스플레이(300’) 상에 브라이트존의 크기를 조절하기 위한 이득 조절 이미지를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 이득 조절 이미지(1300)가 선택되면, 디스플레이(300’)에 이득 조절 바가 표시될 수 있고, 사용자는 표시된 이득 조절 바를 조절할 수 있다. 사용자가 이득을 높여 브라이트존의 크기를 크게 할 수 있고, 이득을 낮춰 브라이트존의 크기를 줄일 수 있다. 추가적인 사용자 입력에 응답하여 이득 조절바가 조정되면, 제어 기기(3)는 음향 기기(1)로 조정된 이득값의 정보를 포함한 제어 신호를 전송하고, 이를 수신한 음향 기기(1)의 브라이트존 조정부(11)는 제어 신호에 따라 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)에서 출력되는 소리의 이득을 조절할 수 있다.

참고로, 도 11은 사용자 입력에 응답하여 이득 조절 이미지(1300)가 실행되어 이득이 높아진 경우에 브라이트존(BZ’’)이 도 6에 도시된 브라이트존(BZ)보다 확대된 것을 보여주는 도면이다.

또한, 제어 기기(3)를 통해서 사용자는, 스피커 어레이의 타입과 공간 타입을 선택할 수 있다.

도 10을 참조하면, 제어 기기(3)의 디스플레이(300’)은 도 8에 표시된 것 이외에 스피커 어레이 타입 선택 이미지(1500) 또는/및 공간 타입 선택 이미지(1700)를 더 표시할 수 있다.

사용자 입력에 응답하여 스피커 어레이 타입 선택 이미지(1500)가 선택되면, 제어 기기(3)는 디스플레이(300’) 상에 스피커 어레이의 다양한 타입을 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 음향 기기(1)의 스피커 어레이(30a, 30b)가 도 4에 도시된 것과 같은 ‘ㅡ’자 배열 타입, 별도의 도면으로 도시하지 않은 ‘ㄱ’자 배열 타입, ‘ㄷ’자 배열 타입, ‘U’자 배열 타입, ‘O’자 배열 타입 및 ‘ㅁ’자 배열 타입 등의 여러 스피커 어레이 타입을 디스플레이할 수 있다. 추가적인 사용자 입력에 의해서 어느 하나의 스피커 어레이의 타입이 선택되면, 제어 기기(3)는 선택된 스피커 어레이의 타입 정보를 포함한 제어 신호를 음향 기기(1)로 전송한다. 스피커 어레이의 타입 정보를 포함한 제어 신호를 수신한 음향 기기(1)는 스피커 어레이의 타입 정보에 기초하여 현재의 필터링 계수를 해당 스피커 어레이 타입과 대응되는 필터링 계수로 업데이트한다. 여기서, 현재의 필터링 계수가 해당 스피커 어레이 타입과 대응되는 필터링 계수로 업데이트된다는 의미는, 계측된 전달함수를 이용하여 결정될 수도 있고, 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 여러 필터링 계수들 중에서 제어 기기(3)로부터 수신된 제어 신호에 대응되는, 즉, 해당 스피커 어레이 타입과 대응되는 소정의 필터링 계수가 현재의 필터링 계수를 대체하는 것일 수도 있다. 여기서, 음향 기기(1)는 스피커 어레이 타입 별로 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 여러 필터링 계수들을 미리 저장하고 있는 것으로 가정할 수 있다.

사용자 입력에 응답하여 공간 타입 선택 이미지(1700)가 선택되면, 제어 기기(3)는 디스플레이(300’) 상에 공간의 다양한 타입을 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 다양한 공간의 크기(3*3/5*5/10*10)를 디스플레이할 수 있다. 추가적인 사용자 입력에 의해서 어느 하나의 공간의 타입이 선택되면, 제어 기기(3)는 선택된 공간의 타입 정보를 포함한 제어 신호를 음향 기기(1)로 전송한다. 공간의 타입 정보를 포함한 제어 신호를 수신한 음향 기기(1)는 공간의 타입 정보에 기초하여 현재의 필터링 계수를 해당 공간 타입과 대응되는 필터링 계수로 업데이트한다. 여기서, 현재의 필터링 계수가 해당 공간 타입과 대응되는 필터링 계수로 업데이트된다는 의미는, 계측된 전달함수를 이용하여 결정될 수도 있고, 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 여러 필터링 계수들 중에서 제어 기기(3)로부터 수신된 제어 신호에 대응되는, 즉, 해당 공간 타입과 대응되는 소정의 필터링 계수가 현재의 필터링 계수를 대체하는 것일 수도 있다. 여기서, 음향 기기(1)는 공간 타입 별로 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 여러 필터링 계수들을 미리 저장하고 있는 것으로 가정할 수 있다.

다시, 도 4 내지 도 5를 참조하면, 멀티-채널 디코더(13)는 브라이트존 조정부(11)로부터 제공된 필터링된 음원 신호를 디코딩하고, 멀티-채널 앰프(15)는 멀티-채널 디코더(13)에서 출력된 음원 신호를 증폭하여 제1 및 제2 스피커 어레이(30a, 30b)로 전달한다.

본체(10)는 도 5에 도시된 브라이트존 조정부(11), 멀티-채널 디코더(13), 및 멀티-채널 앰프(15) 이외에도 전원부(미도시)와 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

전원부(미도시)는 음향 기기(1)의 구동을 위한 전원을 제공하며, 외부로부터 전원을 제공받을 수도 있고, 배터리에 의해서 전원을 제공받을 수 있다.

통신부(미도시)는 도 5에 도시된 제어 기기(3)와 유선 또는 무선으로 연결되어 서로 데이터를 주고받으며, 도 5에 도시된 원음 신호 발생 장치(5)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원음 신호 발생 장치(5)로부터 원음 신호(도 2에 도시된 브라이트존(BZ)에 들리게 하고자 하는 임의의 소리)를 제공받는다.

본체(10)는 상술한 전원부(미도시)와 통신부(미도시) 이외에도 음향 기기(1)를 구동하기 위한 다양한 구성이 더 포함될 수 있다.

제1 스피커 어레이(30a)는 본체(10)의 멀티-채널 앰프(15)로부터 제공받은 제1 필터링된 음원 신호를 소리로 변환하여 출력한다. 제1 스피커 어레이(30a)는 복수의 스피커가 일렬로 정렬된 것일 수 있다. 복수의 스피커는 일 방향(d2)으로 소리를 방사하도록 배치될 수 있다.

제2 스피커 어레이(30b)는 본체(10)의 멀티-채널 앰프(15)로부터 제공받은 제2 필터링된 음원 신호를 소리로 변환하여 출력한다. 제2 스피커 어레이(30b)는 복수의 스피커가 일렬로 정렬된 것일 수 있다. 복수의 스피커는 일 방향(d2)으로 소리를 방사하도록 배치될 수 있다.

제1 스피커 어레이(30a)의 다수의 스피커는, 본체(10)의 일 측에서 일 방향(d1)으로 길게 배치되고, 제2 스피커 어레이(30b)의 다수의 스피커는 본체(10)의 타 측에서 상기 일 방향(d1)의 반대 방향으로 길게 배치된다.

제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)의 복수의 스피커들은 일 방향(d2)을 따라 길게 배열된다.

제1 스피커 어레이(30a)의 복수의 스피커들의 개수와 제2 스피커 어레이(30b)의 복수의 스피커들의 개수는, 서로 다를 수 있다. 사용자의 선택에 따라 제1 스피커 어레이(30a)의 복수의 스피커들의 개수와 제2 스피커 어레이(30b)의 복수의 스피커들의 개수는 조절될 수 있다. 또한, 사용자의 선택에 따라 제1 스피커 어레이(30a)의 복수의 스피커들의 개수와 제2 스피커 어레이(30b)의 복수의 스피커들의 개수가 동일하더라도 실제로 사용되는 스피커의 개수는 서로 다를 수 있다.

별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)는 본체(10)로부터 떨어져 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)는 본체(10)와 유선 또는 무선으로 통신하여 방사할 필터링된 음원 신호를 수신하고, 수신된 필터링된 음원 신호를 소리로 변환하여 출력할 수 있다.

별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 본 발명의 실시 형태에 따른 음향 기기(1)는 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b) 이외에 보조 스피커 어레이를 더 포함할 수 있다. 보조 스피커 어레이는, 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b) 중 적어도 어느 하나 이상에 추가로 연결될 수도 있고, 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)와는 독립적으로 본체(10)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수도 있다. 보조 스피커 어레이가 도 4에 도시된 음향 기기(1)에 장착되어, 도 4에 도시된 것과 같은 ‘ㅡ’자 배열 타입, 별도의 도면으로 도시하지 않은 ‘ㄱ’자 배열 타입, ‘ㄷ’자 배열 타입, ‘U’자 배열 타입, ‘O’자 배열 타입 및 ‘ㅁ’자 배열 타입 등의 여러 스피커 어레이의 타입을 구성할 수 있다. 사용자는 자신이 원하는 보조 스피커 어레이를 하나 또는 다수개 이용하여 스피커 어레이 타입을 개성있게 구성할 수 있고, 앞서 설명한 바와 같이, 도 10에 도시된 제어 기기(3)의 디스플레이(300’)에서 디스플레이된 스피커 어레이 타입 선택 이미지(1500)를 선택하여 자신이 구성한 스피커 어레이 타입과 동일 또는 유사한 스피커 어레이 타입을 선택할 수 있다. 그러면, 음향 기기(1)는 제어 기기(3)로부터 제어 신호를 수신하여 기본값으로 설정되어 있는 기존 필터링 계수를 선택된 스피커 어레이 타입에 대응하는 필터링 계수로 업데이트(또는 변경)할 수 있다. 여기서, 필터링 계수의 업데이트는 전달함수의 계측으로도 가능하고, 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 미리 저장된 필터링 계수들 중에서 스피커 어레이 타입에 대응하는 필터링 계수가 현재의 필터링 계수를 대체하는 것으로도 가능하다.

한편, 하나 또는 다수개의 보조 스피커 어레이가 본체(10) 또는 제1 스피커 어레이(30a)와 제2 스피커 어레이(30b)에 연결되면, 음향 기기(1)는 연결된 하나 또는 다수개의 보조 스피커 어레이를 감지하고, 보조 스피커 어레이 감지 정보를 포함한 제어 신호를 제어 기기(3)로 전송할 수 있다. 이를 수신한 제어 기기(3)는 디스플레이(300’) 상에 보조 스피커 어레이와 대응되는 보조 스피커 어레이 이미지를 디스플레이할 수 있다. 여기서, 음향 기기(1)는 감지된 보조 스피커 어레이 감지 정보를 기초로, 현재의 필터링 계수를 업데이트할 수 있다. 여기서, 필터링 계수의 업데이트는 전달함수의 계측으로도 가능하고, 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 미리 저장된 필터링 계수들 중에서 보조 스피커 어레이와 대응하는 필터링 계수가 현재의 필터링 계수를 대체하는 것으로도 가능하다.

도 5를 참조하면, 원음 신호 발생 장치(5)는 원음 신호를 음향 기기(1)로 제공한다. 원음 신호는, 도 2에 도시된 브라이트존(BZ)에 들리게 하고자 하는 임의의 소리를 의미한다.

원음 신호 발생 장치(5)는 TV, 오디오, PC, 스마트폰 및 태블릿 등의 다양한 전자 기기를 포함한다. 또한, 원음 신호 발생 장치(5)는 음향 기기(1)와 인터넷을 통해 연결된 소정의 서버일 수도 있다.

원음 신호 발생 장치(5)는 음향 기기(1)와 유선으로도 연결될 수도 있고, 블루투스, 와이파이, 및 홈 네트워크 서비스 등과 같이 무선으로도 연결되어 원음 신호를 음향 기기(1)로 전송할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 음향 기기에서의 브라이트존을 조정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 12를 참조하되, 도 5를 함께 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 음향 기기에서의 브라이트존을 조정하는 방법은, 제어 기기(3)로부터의 제어 신호에 따라 미리 저장된 필터링 계수를 업데이트 하는 단계(1210), 원음 신호 발생 장치(5)로부터의 원음 신호를 업데이트된 필터링 계수로 필터링하는 단계(1220), 및 필터링된 음원 신호를 출력하는 단계(1230)을 포함한다.

제어 기기(3)로부터의 제어신호에 따라 미리 저장된 필터링 계수를 업데이트 하는 단계(1210)는, 브라이트존 조정부(11)에서 수행될 수 있다. 필터링 계수를 업데이트한다는 의미는, 계측된 전달함수를 이용하여 결정할 수도 있고, 통상적인 공간에 대한 해석에 의해서 가정된 여러 필터링 계수들 중에서 제어 신호에 대응되는 소정의 필터링 계수를 기본값의 필터링 계수와 대체하는 것일 수도 있다. 제어 기기(3)로부터의 제어 신호는 기준점(ref)의 이동 정보를 포함한다. 기준점(ref)은 미리 저장된 필터링 계수에 의해서 원음 신호가 필터링되어 제1 및 제2 스피커 어레이(30a, 30b)를 통해 출력된 경우에, 제1 및 제2 스피커 어레이(30a, 30b)을 기준으로 한 브라이트존의 상대적인 위치를 의미한다.

원음 신호 발생 장치(5)로부터의 원음 신호를 업데이트된 필터링 계수로 필터링하는 단계(1220)는, 브라이트존 조정부(11)에서 수행될 수 있다.

필터링된 음원 신호를 출력하는 단계(1230)는, 멀티-채널 디코더(13), 멀티-채널 엠프(15) 및 제1 및 제2 스피커 어레이(30a, 30b)를 통해서 수행될 수 있다.

이러한 본 발명의 실시 형태에 따른 음향 기기에서의 브라이트존을 조정하는 방법에 의하면, 기본값으로 저장되었거나 이전에 저장된 필터링 계수가 제어 기기(3)로부터의 제어 신호에 의해서 업데이트되기 때문에, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 브라이트존이 조정될 수 있다.

한편, 제어 기기(3)로부터의 제어 신호에 따라 미리 저장된 필터링 계수를 업데이트 하는 단계(1210)에서, 제어 기기(3)로부터의 제어 신호에는 원음 신호의 선택 정보를 포함할 수도 있고, 브라이트존의 크기 정보를 포함할 수도 있다.

이상 설명된 실시 형태는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.

상기 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터로 판독가능한 기록매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 실행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태를 포함하는 특정 실시예의 관점에서 본 발명을 설명했지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 위에서 설명된 발명의 구성에 있어, 다양한 치환이나 변형을 예측할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 권리범위와 기술적 사상을 벗어나지 않는 한, 구조적이고 기능적인 변조가 다양하게 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상이나 권리범위는 본 명세서에 첨부된 청구범위에 기술된 바와 같이 광범위하게 이해될 수 있을 것이다.

1: 음향 기기
10: 본체
30a: 제1 스피커 어레이
30b: 제2 스피커 어레이

Claims (19)

1. 제어 기기로부터 수신된 제어 신호에 따라 기본값으로 설정된 필터링 계수를 업데이트하고, 상기 업데이트된 필터링 계수를 이용하여 원음 신호 발생 장치로부터 수신된 원음 신호를 필터링하여 필터링된 음원 신호를 출력하는, 브라이트존 조정부; 및
   상기 브라이트존 조정부에서 출력된 상기 필터링된 음원 신호를 소리로 변환하여 출력하고, 상기 소리가 출력되는 방향측에 미리 설정된 임계값 이상의 음압 레벨을 갖는 브라이트존과 상기 임계값 미만의 음압 레벨을 갖는 다크존을 형성하는, 스피커 어레이;를 포함하고,
   상기 브라이트존 조정부를 구비한 본체를 포함하고,
   상기 브라이트존 조정부는 필터링된 제1 음원 신호와 제2 음원 신호를 출력하고,
   상기 스피커 어레이는, 상기 본체의 양 측에 각각 배치된 제1 스피커 어레이와 제2 스피커 어레이를 포함하고,
   상기 제1 스피커 어레이는, 상기 본체의 일 측에서 제1 방향을 따라 정렬되고 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 제1 음원 신호를 출력하는 다수의 제1 스피커를 포함하고,
   상기 제2 스피커 어레이는, 상기 본체의 타 측에서 상기 제1 방향을 따라 정렬되고 상기 제2 방향으로 상기 제2 음원 신호를 출력하는 다수의 제2 스피커를 포함하고,
   상기 제1 스피커 어레이, 상기 제2 스피커 어레이 및 상기 본체 중 적어도 어느 하나 이상에 유선 또는 무선으로 연결가능한 보조 스피커 어레이를 더 포함하고,
   상기 브라이트존 조정부는, 상기 제1 스피커 어레이, 상기 제2 스피커 어레이 및 상기 본체 중 적어도 어느 하나 이상에 연결된 상기 보조 스피커 어레이의 연결을 감지하고, 감지된 보조 스피커 어레이 감지 정보를 상기 제어 기기로 전송하는, 음향 기기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 신호는, 기준점의 이동 정보를 포함하고,
   상기 기준점은, 상기 원음 신호가 상기 기본값으로 설정된 필터링 계수에 의해서 필터링되어 상기 스피커 어레이를 통해 출력된 경우에, 상기 스피커 어레이를 기준으로 한 상기 브라이트존의 상대적인 위치인, 음향 기기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 신호는, 상기 원음 신호의 선택 정보를 포함하고,
   상기 브라이트존 조정부는 상기 원음 신호 발생 장치로부터 수신되는 다수의 원음 신호들 중에서 상기 선택 정보에 대응하는 원음 신호를 선택하는, 음향 기기.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 신호는, 상기 브라이트존의 크기 정보를 포함하고,
   상기 브라이트존 조정부는 상기 크기 정보에 기초하여 상기 스피커 어레이를 통해 출력되는 상기 필터링된 음원 신호의 이득을 조절하는, 음향 기기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 신호는, 상기 스피커 어레이의 스피커 어레이 타입 정보를 포함하고,
   상기 브라이트존 조정부는, 상기 기본값으로 설정된 필터링 계수를 상기 스피커 어레이 타입 정보에 대응하는 필터링 계수로 업데이트하는, 음향 기기.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 신호는, 상기 브라이트존과 상기 다크존이 형성되는 공간의 공간 타입 정보를 포함하고,
   상기 브라이트존 조정부는, 상기 기본값으로 설정된 필터링 계수를 상기 공간 타입 정보에 대응하는 필터링 계수로 업데이트하는, 음향 기기.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 업데이트된 필터링 계수는, 상기 브라이트존의 공간평균음향에너지와 상기 브라이트존 이외의 영역의 공간평균음향에너지의 비를 최대로 하는 계수인, 음향 기기.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 업데이트된 필터링 계수는, 상기 브라이트존의 공간평균음향에너지와 상기 브라이트존과 상기 다크존을 포함하는 전체 영역에서의 공간평균음향에너지의 비를 최대로 하는 계수인, 음향 기기.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제1 스피커와 상기 다수의 제2 스피커의 개수는 서로 다른, 음향 기기.
13. 삭제
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15. 삭제
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