KR101930907B1 - 오디오 신호 처리 방법, 그에 따른 오디오 장치, 및 그에 따른 전자기기 - Google Patents
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Abstract
멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 상관도 차이에 근거하여 조절되는 위상 변이량을 상기 오디오 신호들에 적용하여 비상관 신호들을 생성하는 비상관기, 및 상기 비상관 신호들에 대응하는 음향 신호들을 출력하는 적어도 두 개의 스피커를 포함하는 스피커 셋을 포함하는 오디오 장치를 기재하고 있다.
Description
본원 발명은 오디오 신호 처리 방법, 그에 따른 오디오 장치, 및 그에 따른 전자기기에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본원 발명은 멀티 채널 신호를 수신하고 그에 대응되는 음향 신호들을 출력하는 오디오 신호 처리 방법, 그에 따른 오디오 장치, 및 그에 따른 전자기기에 관한 것이다.
오디오 장치는 수신되는 멀티 채널 신호를 다수개의 스피커들을 통하여 출력할 수 있다. 또한, 오디오 장치는 사용자의 음성에 대응되는 화자 신호를 입력받고, 입력된 화자 신호를 인식하여 그에 따른 명령, 동작 또는 요청에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 이하에서는, 입력된 화자 신호를 인식하여 그에 따른 명령, 동작 또는 요청에 대응되는 동작을 수행하는 것을 '음성 인식 동작'이라 한다.
음성 인식 동작을 수행할 수 있는 오디오 장치에 있어서, 다수개의 스피커들을 통하여 음향 신호들이 출력되는 동안에 화자 신호가 소정 마이크로폰을 통하여 입력되는 경우, 오디오 장치는 마이크로폰이 입력받은 신호들 중 재 유입된 음향 신호들을 제거하고 화자 신호만을 획득하여야 한다. 그리고, 획득된 화자 신호를 음성 인식한다.
전술한 음향 신호들의 제거를 위하여 에코 제거 기술(MCAEC: multi-channel acoustic echo cancellation)이 이용된다. 에코 제거 기술은 에코 제거 필터를 이용하여 구현할 수 있다.
다수개의 스피커들을 통하여 출력되는 음향 신호들의 상관 관계가 낮다면, 에코 제거 필터는 소정 값으로 수렴하게 되고 그에 따라서 음향 신호들을 효과적으로 제거할 수 있다. 그러나, 다수개의 스피커들을 통하여 출력되는 음향 신호들의 상관 관계가 높다면(highly correlated), 에코 제거 필터는 수렴하지 않고 발산하게 된다. 그에 따라서, 음성 인식의 대상이 되는 신호에는 잔여 에코가 남게 되어, 음성 인식 동작을 효과적으로 수행할 수 없다.
즉, 에코 제거 필터가 음향 신호들을 효과적으로 제거하지 못하면, 오디오 장치는 화자 신호를 정확하게 인식할 수 없고, 그에 따라서 화자 신호에 대응되는 동작, 명령 등을 수행할 수 없다.
따라서, 화자 신호를 인식할 수 있는 오디오 장치에 있어서, 다수개의 스피커들을 통하여 출력되는 음향 신호들의 상관도를 효과적으로 낮출 수 있는 오디오 장치를 제공할 필요가 있다.
본원 발명은 다수개의 스피커들을 통하여 출력되는 음향신호들의 상관도를 효과적으로 낮출 수 있는 오디오 신호 처리 방법, 그에 따른 오디오 장치, 및 그에 따른 전자기기의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본원 발명은 입력되는 화자 신호를 정확하게 인식할 수 있는 오디오 신호 처리 방법, 그에 따른 전자기기의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치는 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 상관도 차이에 근거하여 조절되는 위상 변이량을 상기 오디오 신호들에 적용하여 비상관 신호들을 생성하는 비상관기, 및 상기 비상관 신호들에 대응하는 음향 신호들을 출력하는 적어도 두 개의 스피커를 포함하는 스피커 셋을 포함한다.
또한, 비상관기는 상기 오디오 신호들 간의 위상 차이에 근거하여 조절되는 위상 변이량을 상기 오디오 신호들 각각에 적용하여 상기 비상관 신호들을 생성할 수 있다.
또한, 상기 비상관기는 제1 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 상기 멀티 채널 신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 비상관기는 상기 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 클수록 상기 위상 변이량을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 비상관기는 상기 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 180 도이면 상기 위상 변이량을 0 으로 설정할 수 있다.
또한, 상기 비상관기는 상기 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 0 도이면 상기 위상 변이량을 소정 한계 값으로 설정할 수 있다.
또한, 상기 비상관기는 상기 제1 채널 오디오 신호의 위상에서 상기 위상 변이량을 감산하고 상기 제2 채널 오디오 신호의 위상에서 상기 위상 변이량을 가산하여, 상기 제1 및 제2 채널 오디오 신호에 각각 대응되는 제1 및 제2 비상관 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 비상관기는 제1 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 상기 멀티 채널 신호를 수신하고, 상기 멀티 채널 신호를 다수개의 서브 밴드들로 분할하며, 상기 다수개의 서브 밴드들 각각에서 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호들을 생성하는 전처리부, 상기 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호들 간의 위상 차이에 근거하여 조절되는 상기 위상 변이량을 상기 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호들 각각에 적용하여 제1 및 제2 서브 비상관 신호들을 생성하는 비상관 처리부, 및 상기 다수개의 서브 밴드들에서의 상기 제1 채널 서브 비상관 신호들을 합성하여 제1 비상관 신호를 생성하고, 상기 다수개의 서브 밴드들에서의 상기 제2 채널 서브 비상관 신호들을 합성하여 상기 제2 비상관 신호를 생성하는 합성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 비상관 처리부는 상기 서브 밴드 별로 상기 위상 변이량과 소정 가중치를 곱한 보정 위상 변이량을 설정하고, 상기 제1 채널 서브 오디오 신호의 위상에서 상기 보정 위상 변이량을 감산하고 상기 제2 채널 서브 오디오 신호의 위상에서 상기 보정 위상 변이량을 가산하여, 상기 제1 및 제2 서브 비상관 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 비상관 처리부는 상기 서브 밴드 별로 상기 소정 가중치를 설정할 수 있다.
또한, 상기 비상관 처리부는 일 서브 밴드에서의 상기 소정 가중치와 상기 일 서브 밴드에 인접하는 다른 서브 밴드에서의 상기 소정 가중치가 서로 다른 부호를 갖도록 설정할 수 있다.
또한, 상기 비상관 처리부는 상기 다수개의 서브 밴드들을 다수개의 그룹으로 분할하고, 상기 그룹 별로 상기 소정 가중치를 설정할 수 있다.
또한, 상기 비상관 처리부는 일 그룹에서의 상기 소정 가중치와 상기 일 그룹에 인접하는 다른 그룹에서의 상기 소정 가중치가 서로 다른 부호를 갖도록 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치는 상기 비상관 신호들에 대응하는 에코 신호들을 생성하는 에코 필터부, 상기 음향 신호들 및 화자 신호를 입력받는 마이크로폰, 및 상기 마이크로폰의 출력 신호에서 상기 에코 신호들을 감산한 감산 신호를 음성 인식 처리하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 상관도 차이에 근거하여 조절되는 위상 변이량을 상기 오디오 신호들에 적용하여 비상관 신호들을 출력하는 비상관기, 상기 비상관 신호들에 대응하는 에코 신호들을 생성하는 에코 필터부, 상기 비상관 신호들에 대응하는 음향 신호들을 출력하는 적어도 두 개의 스피커를 포함하는 스피커 셋, 상기 음향 신호들 및 화자 신호를 입력받는 마이크로폰, 및 상기 마이크로폰의 출력 신호에서 상기 에코 신호들을 감산한 감산 신호를 음성 인식 처리하는 프로세서를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법은 오디오 신호들을 포함하는 멀티 채널 신호를 수신하는 단계, 상기 오디오 신호들 간의 상관도 차이에 근거하여 위상 변이량 조절하는 단계, 및 상기 위상 변이량을 상기 오디오 신호들에 적용하여 비상관 신호들을 생성하는 단계를 포함한다.
도 1은 전자기기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치에서 수행되는 위상 변이량 조절을 설명하기 위한 일 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치에서 수행되는 위상 변이량 조절을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 10은 도 9의 930 단계를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치에서 수행되는 위상 변이량 조절을 설명하기 위한 일 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치에서 수행되는 위상 변이량 조절을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 10은 도 9의 930 단계를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법, 그에 따른 오디오 장치, 및 그에 따른 전자기기에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 전자기기를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 전자기기는 디지털 TV를 예로 들어 도시하였다. 또한, 전자기기는 오디오 신호를 출력할 수 있는 오디오 장치를 포함하는 각종 전자제품이 될 수 있다. 예를 들어, 전자기기는 디지털 TV, 오디오 시스템, 냉장고, 세탁기, 컴퓨터, 모바일 컴퓨터, 패드형 단말기, 모바일 폰 등이 될 수 있다.
전자기기(100)는 비상관기(미도시)와 스피커 셋(speaker set)을 포함하는 오디오 장치(미도시)를 포함한다. 비상관기(미도시)는 전자기기(100) 내부에 포함되는 회로 블록 내에 구비될 수 있으며, 스피커 셋은 적어도 하나의 스피커들(110, 120)을 포함할 수 있다.
또한, 전자기기(100)는 마이크로 폰(130) 및 디스플레이 부(140) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 마이크로 폰(130)은 마이크로 폰 어레이(microphone array)를 포함할 수 있으며, 청각적으로 인식할 있는 모든 오디오 신호를 입력받을 수 있다. 구체적으로, 마이크로 폰(130)은 사용자에 의하여 생성되는 화자 신호를 입력받을 수 있다.
비상관기(미도시)는 멀티 채널 신호에 포함되는 다수개의 오디오 신호들 간의 상관도(correlation)를 조절하여 출력한다. 상관도가 조절된 오디오 신호들은 스피커들(110, 120)을 통하여 출력된다.
스피커들(110, 120)에서 오디오 신호들이 출력되는 도중에, 사용자가 화자 신호를 마이크로 폰(130)에 입력시키는 경우, 마이크로 폰(130)은 화자 신호 및 스피커들(110, 120)에서 출력되는 오디오 신호들을 입력받게 된다.
전자기기(100)가 디지털 TV 이고, 디지털 TV 가 영상 통화 기능을 수행할 수 있는 경우를 예로 들 수 있다. 이 경우, 디지털 TV는 디스플레이 부(140)로 PIP 화면을 출력할 수 있다. 그리고, PIP(picture in picture) 모드에서 디스플레이 부(140)는 PIP 의 주 화면(main screen)으로는 방송 영상을 출력하고, 부 화면(sub screen)으로는 영상 통화 용 영상을 출력할 수 있다.
또 다른 예로, 전자기기(100)가 디지털 TV 이고, 디지털 TV 가 음성 인식 제어를 수행할 수 있는 경우를 예로 들 수 있다. 즉, 사용자가 화자 신호를 통하여 소정 명령 또는 요청을 디지털 TV 로 입력시키면, 디지털 TV는 입력된 화자 신호에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 사용자가 화자 신호를 마이크로 폰(130)에 입력시키고, 전자기기(100)가 그에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
스피커들(110, 120)이 오디오 신호들을 출력하는 동안 화자 신호가 입력되면, 전자기기(100)는 마이크로 폰(130)으로 입력된 신호들 중 스피커들(110, 120)에서 출력되는 오디오 신호들을 제외한 화자 신호만을 감지하여야 한다. 마이크로 폰(130)이 입력받은 모든 신호들 중 화자 신호를 추출하기 위해서는, 에코 제거 필터(미도시)를 이용하여 마이크로 폰(130)이 입력받은 모든 신호들 중 오디오 신호들을 제거하여야 한다.
스피커(예를 들어, 120)에서 출력되는 오디오 신호는 전자기기(100)가 위치한 주위 환경에 따라서 다양한 경로(예를 들어, 111, 112, 113, 121, 122, 123 경로)를 거쳐서 마이크로 폰(130)으로 입력되게 된다. 이하에서는, 경로(111, 112, 113, 121, 122, 123)를 '실제 에코 경로'라 한다. 실제 에코 경로는 주의 환경, 오디오 신호 출력 당시의 잡음 등에 따라서 달라질 수 있는 것으로, 확정이 어렵다. 따라서, 실제 에코 경로에 대응되는 에코 경로(이하, '추정 에코 경로')를 추정하고, 추정 에코 경로를 반영하여 임펄스 응답(impulse response) 함수를 설계한다. 에코 제거 필터(미도시)는 설계된 임펄스 응답 함수에 따라서, 오디오 신호들에 대응되는 에코 신호들을 필터링할 수 있다. 에코 제거 필터(미도시)는 이하에서 도 6을 참조하여 설명할 에코 필터부(620) 및 가산기(671)를 이용하여 구현될 수 있다.
전자기기(100)는 R 채널(right channel) 신호 및 L 채널(left channel) 신호 등을 포함하는 멀티 채널 신호를 외부적으로 입력받거나 자체적으로 생성할 수 있다. 스피커 부가 제1 스피커(110) 및 제2 스피커(120)를 포함하는 경우를 예로 들면, 제1 스피커(110)는 R 채널 신호를 출력하고, 제2 스피커(120)는 L 채널 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 전자기기(100) 및 전자기기(100)에 포함되는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치(미도시)는 이하에서 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치(200)는 비상관기(210) 및 스피커 셋(250)을 포함한다.
비상관기(210)는 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 상관도를 감소시켜, 오디오 신호들에 대응되는 비상관 신호들(Sout)을 생성한다.
구체적으로, 비상관기(210)는 멀티 채널 신호(Sm)를 입력받고, 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 상관도 차이에 근거하여 조절되는 위상 변이량을 오디오 신호들에 적용하여 비상관 신호들을 생성한다. 여기서, 멀티 채널 신호는 다수개의 채널들에 대응되는 다수개의 오디오 신호들을 포함한다. 예를 들어, 멀티 채널 신호는 R(right) 채널 오디오 신호와 L(left) 채널 오디오 신호를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 멀티 채널 신호는 5.1 채널 오디오 신호들, 7.1 채널 오디오 신호들, 또는 10.2 채널 오디오 신호들을 포함할 수 있다.
스피커 셋(250)은 비상관기(210)에서 생성되는 비상관 신호들에 대응하는 음향 신호들을 출력하는 적어도 두 개의 스피커를 포함한다. 스피커 셋(250)에 포함되는 스피커들의 개수는 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들의 개수에 맞춰 달라질 수 있다.
구체적으로, 비상관기(210)는 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 위상 차이에 근거하여 조절되는 위상 변이량을 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 각각에 적용하여 비상관 신호들을 생성한다. 여기서, 위상 변이량은 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호의 위상에 감산 또는 가산되는 값이다. 또는, 위상 변이량에 소정 가중치가 곱해져서 보정 위상 변이량이 설정될 수 있다. 보정 위상 변이량은 이하에서 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 위상 변이량은 0 내지 소정 한계 값 사이의 양수(+) 값을 가질 수 있다. 여기서, 소정 한계 값은 오디오 신호들 간의 위상 차이가 0 또는 0에 가까운 값을 가질 때 적용되는 위상 변이량 값으로, 오디오 장치(200)에 포함되는 에코 제거 필터(미도시)의 필터링 성능, 목표 음성 인식률, 제품 사양 등에 따라서 다르게 설정될 수 있다.
또한, 비상관기(210)는 제1 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 멀티 채널 신호를 외부의 방송국 등으로부터 수신할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 채널 오디오 신호는 각각 R 채널 오디오 신호와 L 채널 오디오 신호에 대응될 수 있다. 이하에서는, 멀티 채널 신호로 제1 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 멀티 채널 신호를 예로 들어 설명한다. 또한, 비상관기(210)가 제1 및 제2 채널 오디오 신호 각각에 대응되는 제1 및 제2 채널 비상관 신호를 생성하는 경우를 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 비상관기(210)는 R 채널 오디오 신호와 L 채널 오디오 신호를 포함하는 멀티 채널 신호를 수신하는 경우, R 채널 오디오 신호와 L 채널 오디오 신호 간의 위상 차이에 근거하여 위상 변이량을 설정한다. 그리고, R 채널 오디오 신호의 위상에서 위상 변이량을 가산하고 L 채널 오디오 신호의 위상에서 위상 변이량을 감산한 위상을 갖도록, R 채널 오디오 신호와 L 채널 오디오 신호에 각각 대응하는 R 채널 비상관 신호 및 L 채널 비상관 신호를 생성할 수 있다.
구체적으로, 비상관기(210)는 제1 및 제2 채널 오디오 신호들 간의 위상 차이가 클수록 위상 변이량을 감소시킨다.
또한, 비상관기(210)는 제1 및 제2 채널 오디오 신호들 간의 위상 차이가 180 도 이면 위상 변이량을 0 으로 설정할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 채널 오디오 신호들 간의 위상 차이가 180 도, 즉 파이(pi),이면 제1 및 제2 채널 오디오 신호가 반대 위상을 가지는 경우이므로, 위상 변이량을 0 으로 설정하여 제1 및 제2 채널 비상관 신호를 생성하여도, 제1 및 제2 채널 비상관 신호는 낮은 상관도(low-correlation)를 가질 수 있다.
또한, 비상관기(210)는 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 0 도이면, 위상 변이량을 전술한 소정 한계 값으로 설정할 수 있다.
또한, 비상관기(210)는 제1 채널 오디오 신호의 위상(phase)에서 위상 변이량을 감산하고 제2 채널 오디오 신호의 위상에서 위상 변이량을 가산하여 제1 및 제2 비상관 신호용 위상 값을 설정할 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 비상관 신호용 위상 값을 갖는 제1 및 제2 비상관 신호를 생성할 수 있다.
또한, 비상관기(210)는 제1 채널 오디오 신호의 위상(phase)에서 보정 위상 변이량을 감산하고 제2 채널 오디오 신호의 위상에서 보정 위상 변이량을 가산하여 제1 및 제2 비상관 신호용 위상 값을 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3에 도시된 오디오 장치(300)는 비상관기(310) 및 스피커 셋(350)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 오디오 장치(300), 비상관기(310) 및 스피커 셋(350)은 각각 도 2에 도시된 오디오 장치(200), 비상관기(210) 및 스피커 셋(250)에 동일 대응되므로, 도 2에서와 중복되는 설명은 생략한다. 이하에서는, 오디오 신호들의 상관도를 낮춰서 비상관 신호들을 생성하는 동작을 비상관 동작이라 한다.
비상관기(310)는 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 각각을 다수개의 서브 밴드로 분할하고, 서브 밴드 별로 비상관 신호들을 생성할 수 있다. 여기서, 서브 밴드는 멀티 채널 신호가 갖는 주파수 대역을 다수개의 서브 주파수 대역으로 나누었을 때, 나누어진 주파수 대역을 뜻한다. 이하에서는, 멀티 채널 신호로 제1 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 멀티 채널 신호를 예로 들어 설명한다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 채널 오디오 신호는 각각 R 채널 오디오 신호와 L 채널 오디오 신호에 대응될 수 있다.
도 3에서는 비상관기(310)가 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 각각을 n 개의 서브 밴드로 분할하고, n 개의 서브 밴드 별로 비상관 신호를 생성하기 위한 비상관 동작을 수행하는 경우를 예로 들어 설명한다.
구체적으로, 비상관기(310)는 전처리부(320), 비상관 처리부(330) 및 합성부(340)를 포함한다.
전처리부(320)는 제1 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 멀티 채널 신호를 수신하고, 멀티 채널 신호를 n 개의 서브 밴드들로 분할한다. 그리고, n 개의 서브 밴드들에 대응되는 n 개의 서브 오디오 신호들을 생성한다.
도 3을 참조하면, 전처리부(320)는 멀티 채널 신호(Sm)를 n 개의 주파수 대역으로 분할하여, 제1 서브 밴드의 서브 오디오 신호(S_sub1) 내지 제n 서브 밴드의 서브 오디오 신호(S_subn)를 출력한다. 여기서, 멀티 채널 신호(Sm)는 제1 및 제2 채널 오디오 신호를 포함할 수 있다. 또한, 제1 서브 밴드의 서브 오디오 신호(S_sub1)는 제1 서브 밴드의 제1 채널 서브 오디오 신호 및 제2 채널 서브 오디오 신호(미도시)를 포함할 수 있으며, 제n 서브 밴드의 서브 오디오 신호(S_subn)는 제n 서브 밴드의 제1 채널 서브 오디오 신호 및 제2 채널 서브 오디오 신호(미도시)를 포함할 수 있다.
비상관 처리부(330)는 소정 서브 밴드에서의 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호들 간의 위상 차이에 근거하여 조절되는 소정 서브 밴드에서의 위상 변이량을 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호들 각각에 적용하여, 제1 및 제2 서브 비상관 신호들을 생성한다. 여기서, 위상 변이량은 이하에서 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치에서 수행되는 위상 변이량 조절을 설명하기 위한 일 도면이다. 도 4에 있어서, X 축은 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이를 나타내고, Y 축은 위상 변이량을 나타낸다. 또한, X 축은 소정 서브 밴드에서의 제1 서브 채널 오디오 신호 및 제2 서브 채널 오디오 신호 간의 위상 차이를 나타낼 수 도 있다. 이하에서는, x 축이 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이를 나타내는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 4를 참조하면, 410 그래프는 고주파 대역에서 적용되는 위상 변이량을 나타내고, 420 그래프는 중주파 대역에서 적용되는 위상 변이량을 나타낸다. 그리고, 430 그래프는 저주파 대역에서 적용되는 위상 변이량을 나타낸다. 도 4에서는 총 주파수 대역을 고주파, 중주파, 및 저주파의 3개 대역으로 나누고, 각 나누어진 대역별로 위상 변이량을 조절하는 경우를 예로 들어 도시하였다. 그러나, 총 주파수 대역을 다양한 개수의 주파수 대역으로 나누고, 나누어진 대역별로 위상 변이량 그래프를 최적화하여 설계할 수 있다. 또한, 위상 변이량 그래프는 에코 제거 필터(미도시)가 발산하지 않으면서 음질 왜곡을 최소화시키는 비상관 신호가 생성되도록, 실험적으로 최적화될 수 있을 것이다.
도 4의 410 그래프를 참조하면, 고주파 대역에 해당하는 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 0 도일 경우, 위상 변이량이 최대 값인 소정 한계 값(a)으로 설정된다. 그리고, 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 180 도, 즉, 파이, 일 경우 위상 변이량을 0 또는 0 에 가까운 값으로 설정할 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 작을수록 위상 변이량을 증가시키고, 제1 및 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 클수록 위상 변이량을 감소시킨다.
또한, 고주파수 대역에서 저주파수 대역으로 갈수록, 사용자가 더 잘 인식할 수 있는 가청 주파수 대역에 가까워진다. 가청 주파수 대역인 저주파수 대역에서 위상 변이량을 크게 설정하면, 제1 채널 또는 제2 채널 오디오 신호의 왜곡이 증가되므로, 가청 주파수 대역인 저주파수 대역에서는 위상 변이량을 작게 설정할 수 있다. 반대로, 고주파수 대역은 사용자가 청각적으로 잘 인식하지 못하는 주파수 대역이므로, 위상 변이량을 크게 설정하여도 사용자가 음질의 왜곡을 잘 인식하지 못한다. 따라서, 고주파수 대역에서는 위상 변이량을 크기 설정할 수 있다. 따라서, 주파수 대역별로, 소정 한계 값 a, b 및 c 는 서로 다른 값으로 설정될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 위상 변이량의 소정 한계 값(a,b,c) 및 위상 변이량 그래프의 형태는 실험적으로 최적화되어 결정될 수 있다. 예를 들어, 음질 왜곡도 실험 등을 통하여, 음질의 왜곡을 최소화하면서 에코 제거 필터가 발산하지 않도록하는 위상 변이량을 설정할 수 있다.
비상관 처리부(330)는 n 개의 서브 주파수 대역별로 비상관 동작을 수행하는 제1 내지 제n 서브 처리부(331, 332, 333)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 서브 처리부(331)는 제1 서브 밴드에서의 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호(S_sub1)를 전송받고, 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호(S_sub1)에 대응되는 제1 및 제2 채널 서브 비상관 신호(S_su11, S_su12)를 생성한다. 제2 서브 처리부(332)는 제2 서브 밴드에서의 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호(S_sub2)를 전송받고, 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호(S_sub2)에 대응되는 제1 및 제2 채널 서브 비상관 신호(S_su21, S_su22)를 생성한다. 또한, 제n 서브 처리부(333)는 제n 서브 밴드에서의 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호(S_subn)를 전송받고, 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호(S_subn)에 대응되는 제1 및 제2 채널 서브 비상관 신호(S_sun1, S_sun2)를 생성한다.
예를 들면, 제2 서브 밴드에서의 비상관 동작을 예로 들어 설명하면, 비상관 처리부(330)는 제1 채널 서브 오디오 신호 및 제2 채널 서브 오디오 신호(미도시)를 포함하는 제2 서브 밴드의 서브 오디오 신호(S_sub2)를 전송받는다. 제2 서브 밴드 처리부(332)는 제1 채널 서브 오디오 신호 및 제2 채널 서브 오디오 신호(미도시)의 위상 차이에 근거하여 위상 변이량을 조절한다. 제2 서브 밴드의 제1 채널 서브 오디오 신호(미도시)에 위상 변이량을 적용하여 제1 채널 서브 비상관 신호(S_su21)를 생성하고, 제2 서브 밴드의 제2 채널 서브 오디오 신호(미도시)에 위상 변이량을 적용하여 제2 채널 서브 비상관 신호(S_su22)를 생성한다.
제1 서브 처리부(331) 내지 제 n 서브 처리부(333)의 동작은 전술한 제2 서브 처리부(332)와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
합성부(340)는 제1 채널 서브 비상관 신호들(S_su11, S_su21 ... S_sun1)및 제2 채널 서브 비상관 신호들(S_su12, S_su22 ... S_sun2)을 합성(synthesis)하여 제1 비상관 신호(Sc1) 및 제2 비상관 신호(Sc2)를 생성한다.
구체적으로, 합성부(340)는 n 개의 서브 밴드들에서의 제1 채널 서브 비상관 신호들(S_su11, S_su21 ... S_sun1)을 합성하여, 전체 주파수 대역에 대응하는 제1 비상관 신호(Sc1)를 생성한다.
또한, 합성부(340)는 n 개의 서브 밴드들에서의 제2 채널 서브 비상관 신호들(S_su12, S_su22 ... S_sun2)을 합성하여, 전체 주파수 대역에 대응하는 제2 비상관 신호(Sc2)를 생성한다.
비상관기(310)의 비상관 동작 수행으로 인하여, 합성부(340)에서 생성된 제1 비상관 신호(Sc1)와 제2 비상관 신호(Sc2)는 상호 낮은 상관도를 가지게 된다.
스피커 셋(350)은 비상관기(310)에서 출력되는 다수개의 비상관 신호들(Sc1, Sc2)을 입력받고, 그에 대응하는 출력 오디오 신호들(Sout1, Sout2)을 각각 출력하는 다수개의 스피커들(351, 352)을 포함할 수 있다. 도 3에서는 스피커 셋(350)이 제1 스피커(351) 및 제2 스피커(352)를 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였다.
구체적으로, 제1 스피커(351)는 제1 비상관 신호(Sc1)를 사용자가 청각적으로 인식할 수 있는 제1 음향 신호(Sout1)로 변환하여 출력한다. 그리고, 제2 스피커(352)는 제2 비상관 신호(Sc2)를 사용자가 청각적으로 인식할 수 있는 제2 음향 신호(Sout2)로 변환하여 출력한다.
또한, 비상관 처리부(330)는 위상 변이량에 소정 가중치를 곱한 보정 위상 변이량을 설정할 수 있다. 그리고, 제1 채널 서브 오디오 신호의 위상에서 상기 보정 위상 변이량을 감산하고, 제2 채널 서브 오디오 신호의 위상에서 보정 위상 변이량을 가산하여, 제1 및 제2 서브 비상관 신호를 생성할 수 있다. 또한, 소정 가중치는 서브 밴드 별로 다르게 설정될 수 있다. 소정 가중치는 비상관 처리부(330)가 자체적으로 설정할 수 있으며, 또는 실험적으로 최적화된 값으로 외부에서 수신될 수 있다.
또한, 저 주파수 대역의 서브 밴드에서 고 주파수 대역의 서브 밴드로 갈수록, 소정 가중치의 값을 증가시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치에서 수행되는 위상 변이량 조절을 설명하기 위한 다른 도면이다. 도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 가중치 값을 설명하기 위한 도면이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 가중치 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, X 축은 서브 밴드들의 차수를 나타내고, Y 축은 소정 가중치 값을 나타낸다. 구체적으로, X 축은 멀티 채널 신호의 총 주파수 대역을 n 개의 서브 밴드들로 나누었을 때, 저 주파수 대역부터 고 주파수 대역에서의 서브 밴드들의 차수(k)를 나타낸다.
도 5의 (a)를 참조하면, k=1은 제1 서브 밴드를 나타내는 것으로, 제1 서브 처리부(331)는 제1 서브 밴드에 대응하는 가중치 w1을 위상 변이량과 곱한 보정 위상 변이량을 이용하여, 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호에 각각 대응하는 제1 및 제2 서브 비상관 신호를 생성한다. 가중치 w2는 제2 서브 밴드에서 적용되는 가중치이며, w3은 제n 서브 밴드에서 적용되는 가중치이다.
구체적으로, 일 서브 밴드(예를 들어, k=1)에서의 소정 가중치와 일 서브 밴드에 인접하는 다른 서브 밴드(예를 들어, k=2)에서의 소정 가중치가 서로 다른 부호를 갖도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 홀수 차수의 서브 밴드에서는 양의 가중치를 설정하고, 짝수 차수의 서브 밴드에서는 음의 가중치를 설정할 수 있다.
또한, 서브 밴드가 차수 값이 증가할수록, 가중치의 절대 값이 증가되도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 서브 밴드의 차수 k의 값이 증가할수록, 가중치의 절대 값은 w1, w2, 및 w3 처럼 증가하게 된다.
도 3 및 도 5의 (a)를 참조하여 예를 들면, 서브 밴드의 차수가 k=1인 경우, 제1 서브 처리부(331)로 제1 채널 서브 오디오 신호(x1(t))와 제2 채널 서브 오디오 신호(x2(t))를 포함하는 제1 서브 밴드의 서브 오디오 신호(S_sub1)가 입력된다. 제1 채널 서브 오디오 신호의 위상은 
으로 표현할 수 있고, 제2 채널 서브 오디오 신호의 위상은 
으로 표현할 수 있다. 여기서, k 는 서브 밴드의 차수를 나타내고, 
는 k 서브 밴드에서 제1 채널 서브 오디오 신호의 위상 값을 나타낸다. 또한, 
는 k 서브 밴드에서 제2 채널 서브 오디오 신호의 위상 값을 나타낸다.
도 4에서 설명한 위상 변이량은 
으로 표현할 수 있다. k=1인 경우, 제1 서브 처리부(331)는 제1 채널 서브 오디오 신호의 위상에 위상 변이량을 감산하여, k 서브 밴드에서의 제1 채널 서브 비상관 신호의 위상을 
으로 설정할 수 있다. 또한, 1 서브 처리부(331)는 제2 채널 서브 오디오 신호의 위상에 위상 변이량을 가산하여, k 서브 밴드에서의 제2 채널 서브 비상관 신호의 위상을 
으로 설정할 수 있다.
또한, 보정 위상 변이량을 적용하여 제1 및 제2 채널 서브 비상관 신호를 생성할 경우, 소정 서브 밴드 k에서 적용되는 가중치를 Wk 로 나타낼 수 있다. 이 경우, 보정 위상 변이량은 
으로 표현할 수 있다. 그에 따라서, k=1인 경우, 제1 서브 처리부(331)는 제1 채널 서브 오디오 신호의 위상에 보정 위상 변이량을 감산하여, k 서브 밴드에서의 제1 채널 서브 비상관 신호의 위상을 
으로 설정할 수 있다. 또한, 1 서브 처리부(331)는 제2 채널 서브 오디오 신호의 위상에 보정 위상 변이량을 가산하여, k 서브 밴드에서의 제2 채널 서브 비상관 신호의 위상을 
으로 설정할 수 있다.
또한, 서브 밴드들 별 제1 채널 서브 비상관 신호를 모두 합성하여 제1 채널 비상관 신호를 생성하고, 서브 밴드들 별 제2 채널 서브 비상관 신호를 모두 합성하여 제2 채널 비상관 신호를 생성한다. 제1 및 제2 채널 비상관 신호의 진폭(magnitude)은 제1 및 제2 채널 오디오 신호의 진폭, 오디오 장치(300)의 최대 출력 또는 증폭 효율 등의 제품 사양 등에 따라서 달라질 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 비상관기(310)는 다수개의 서브 밴드들을 다수개의 그룹으로 분할하고, 그룹 별로 서로 다른 값을 갖는 상기 소정 가중치를 설정할 수 있다. 또한, 다수개의 서브 밴드들을 다수개의 그룹으로 분할하고, 그룹 별로 서로 다른 값을 갖는 상기 소정 가중치를 외부적으로 입력받을 수 있다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 서브 밴드를 제1 그룹(group1)으로, 제4 내지 제6 서브 밴드를 제2 그룹(group2)로, 제7 내지 제8 서브 밴드를 제3 그룹(group3)으로, 제9 이상의 서브 밴드를 제4 그룹(group4)으로 설정할 수 있다. 또한, 일 그룹(예를 들어, group1)과 상기 일 그룹(group1)에 인접한 다른 그룹(예를 들어, group2)은 서로 다른 부호를 갖도록 설정될 수 있다.
서브 오디오 신호의 위상을 조절하여 서브 비상관 신호를 생성하는데 있어서, 제1 채널 서브 오디오 신호의 위상에서 위상 변이량을 감산하여 제1 서브 비상관 신호를 생성하고, 제2 채널 서브 오디오 신호의 위상에서 위상 변이량을 가산하여 제2 서브 비상관 신호를 생성하면, 음의 공간감이 한쪽으로 치우치게 된다. 따라서, 도 5에서 설명한 바와 같이, 서브 밴드 별로 가중치의 부호를 다르게 설정하여, 음의 공간감이 좌 우 양쪽으로 교대하여 배치되도록 할 수 있다. 그에 따라서, 사용자가 오디오 신호를 청취할 때 느끼는 공간감이 어느 한쪽으로 치우치는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기를 나타내는 블록도이다. 또한, 도 6의 전자기기(600)는 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치(200, 300)에 대응될 수 있다. 전자기기(600)는 오디오 장치가 될 수 있으며, 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치(200, 300)에 비하여, 에코 필터부(620), 마이크로 폰(640) 및 프로세서(670)를 더 포함할 수 있다. 전자기기(600)의 비상관기(610) 및 스피커 셋(650)은 각각 도 2 및 도 3에서 설명한 비상관기(210, 310) 및 스피커 셋(250, 350)과 동일 대응된다. 따라서, 도 2 내지 도 5에서와 중복되는 설명은 생략한다.
전자기기(600)는 비상관기(610), 에코 필터부(620), 마이크로 폰(640), 스피커 셋(650) 및 프로세서(670)를 포함한다.
비상관기(610)는 오디오 신호들을 포함하는 멀티 채널 신호(Sm)를 수신하고, 오디오 신호들 간의 상관도 차이에 근거하여 조절되는 위상 변이량을 오디오 신호들에 적용하여 비상관 신호들을 출력한다.
에코 필터부(620)는 비상관기(610)에서 출력되는 비상관 신호들에 대응하는 에코 신호들을 생성한다.
스피커 셋(650)은 비상관 신호들에 대응하는 음향 신호들을 출력한다. 예를 들어, 비상관 신호들은 전술한 제1 채널 비상관 신호 및 제2 채널 비상관 신호가 있다. 이하에서는, 제1 채널 비상관 신호에 대응되는 음향 신호를 R 채널 신호라 하고, 제2 채널 비상관 신호에 대응되는 음향 신호를 L 채널 신호라 한다.
마이크로폰(640)은 화자 신호(Sin) 및 스피커 셋(650)에서 출력되는 음향 신호들을 입력받는다.
화자 신호(Sin)는 사용자가 전자기기(100)의 동작을 음성 인식으로 제어하기 위하여 발성한 신호가 될 있다. 또는, 사용자가 전자기기(100)로 입력하려고 발성한 신호가 될 수 있다. L 채널 신호는 도 1에서 경로(121, 122, 123) 등을 통하여 출력되며, R 채널 신호는 도 1에서 경로(111, 112, 113) 등을 통하여 출력될 수 있다. 마이크로 폰(640)은 경로(121, 122, 123) 등을 통하여 전송되는 L 채널 신호를 입력받고, 경로(111, 112, 113) 등을 통하여 전송되는 R 채널 신호를 입력받을 수 있다. 즉, 마이프로 폰(640)은 화자 신호, L 채널 신호 및 R 채널 신호를 입력받을 수 있다.
구체적으로, 에코 필터부(620)는 스피커 셋(650)에서 출력되어 마이크로 폰(640)으로 입력되는 음향 신호를 추정한다. 스피커 셋(650)에서 출력되어 마이크로 폰(640)으로 입력되는 음향 신호는 전자기기(100)가 위치한 주의 환경 등에 따라서 달라진다. 여기서, 마이크로폰(640)으로 입력되는 음향 신호의 경로를 실제 음향적 에코 경로라 할 수 있으며, 주위 환경 등에 따라서 변화하는 것으로 확정이 어렵다. 따라서, 에코 필터부(620)는 실제 음향적 에코 경로에 대응되는 추정 에코 경로를 추정하고, 추정 에코 경로에 따라서 생성되는 추정 음향 신호를 생성할 수 있다. 추정 음향 신호는 스피커 셋(650)에서 출력되는 실제의 음향 신호에 대응된다.
프로세서(640)는 마이크로폰의 출력 신호에서 에코 신호들을 감산한 감산 신호를 음성 인식 처리한다. 구체적으로, 프로세서(670)는 제어부(673) 및 가산기(671)를 포함할 수 있다.
가산기(671)는 마이크로폰(640)의 출력 신호에서 에코 필터부(620)에서 출력되는 에코 신호들을 감산하여 감산 신호를 생성한다.
제어부(673)는 가산기(671)에서 출력되는 감산 신호를 음성 인식 처리한다. 구체적으로, 제어부(673)는 감산 신호에 대응하는 음성을 인식하고, 인식된 음성에 대응하는 동작을 수행한다.
예를 들어, 에코 필터부(620는 스피커 셋(650)에 포함되는 제1 스피커(미도시)에서 출력되는 음향 신호를 추정하여 제1 추정 음향 신호를 생성하고, 스피커 셋(650)에 포함되는 제2 스피커(미도시)에서 출력되는 음향 신호를 추정하여 제2 추정 음향 신호를 생성할 수 있다. 가산기(671)는 마이크로폰(640)의 출력 신호에서 에코 필터부(620)에서 출력되는 제1 추정 음향 신호 및 제2 추정 음향 신호를 감산하여 출력한다. 그러면 제어부(673)는 가산기(671)의 출력 신호를 음석 인식 처리하여, 가산기(671)에서 출력된 신호에 따른 명령 또는 데이터를 인식할 수 있다.
또한, 전술한 '에코 제거 필터(미도시)'는 에코 필터부(620)및 가산기(671)로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기(700)는 도 6의 전자기기(600)와 동일 대응된다. 도 6에서 도시한 전자기기(600)에 비하여 도 7에서 도시한 전자기기(700)에 있어서, 비상관기(710)로 입력되는 멀티 채널 신호(Sm)가 제1 및 제2 채널 오디오 신호(미도시)를 포함하고, 스피커 셋(650)이 제1 채널 오디오 신호를 출력하기 위한 제1 스피커(751) 및 제2 채널 오디오 신호를 출력하기 위한 제2 스피커(752)를 포함한다. 또한, 에코 필터부(720)는 제1 필터부(721) 및 제2 필터부(722)를 포함한다. 또한, 프로세서(770)는 제어부(773) 및 2개의 가산기(771, 772)를 포함할 수 있다.
비상관기(710)는 제1 채널 오디오 신호에 대응되는 제1 채널 비상관 신호(Sc1) 및 제2 채널 오디오 신호에 대응되는 제2 채널 비상관 신호(Sc2)를 출력한다.
제1 스피커(751)는 제1 채널 비상관 신호(Sc1)를 사용자가 청각적으로 인식할 수 있는 음향 신호인 R 채널 신호(Sout1)를 출력한다. 그리고, 제2 스피커(752)는 제2 채널 비상관 신호(Sc2)를 사용자가 청각적으로 인식할 수 있는 음향 신호인 L 채널 신호(Sout2)를 출력한다.
마이크로 폰(740)은 화자 신호(Sin), R 채널 신호(Sout1), 및 L 채널 신호(Sout2)를 입력받고, 입력받은 화자 신호(Sin), R 채널 신호(Sout1), 및 L 채널 신호(Sout2)를 출력한다.
제1 필터부(721)는 제1 채널 비상관 신호(Sc1)를 입력받고, R 채널 신호(Sout1)가 출력되는 에코 경로를 추정한다. 그리고, 추정된 에코 경로에 제1 채널 비상관 신호(Sc1)를 적용하여, 제1 채널 비상관 신호(Sc1)에 대응되는 제1 추정 음향 신호(Sp1)를 생성한다.
제2 필터부(722)는 제2 채널 비상관 신호(Sc2)를 입력받고, L 채널 신호(Sout2)가 출력되는 에코 경로를 추정한다. 그리고, 추정된 에코 경로에 제2 채널 비상관 신호(Sc2)를 적용하여, 제2 채널 비상관 신호(Sc2)에 대응되는 제2 추정 음향 신호(Sp2)를 생성한다.
가산기(771)는 마이크로 폰(740)의 출력 신호에서, 제 2 채널 비상관 신호(Sc2)를 감산한다. 그리고, 가산기(772)는 가산기(771)의 출력 신호에서 제1 채널 비상관 신호(Sc2)를 감산한다. 도 7에서는 2개의 가산기(771, 772)가 프로세서(770)에 포함되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 하나의 가산기를 이용하여 마이크로 폰(740)의 출력 신호에서 제1 및 제2 채널 비상관 신호(Sc1, Sc2)를 감산할 수 도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법(800)은 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치(200,300) 또는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 전자기기(600, 700)를 통하여 수행될 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치(200)를 참조하여, 오디오 신호 처리 방법(800)을 설명한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 오디오 신호 처리 방법(800)은 오디오 신호들을 포함하는 멀티 채널 신호를 수신한다(810 단계). 810 단계의 동작은 비상관기(210)에서 수행될 수 있다.
810 단계에서 수신된 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 상관도 차이에 근거하여 위상 변이량 조절한다(820 단계). 820 단계의 동작은 비상관기(210)에서 수행될 수 있다.
820 단계에서 조절된 위상 변이량을 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들에 적용하여 비상관 신호들을 생성한다(830 단계). 830 단계의 동작은 비상관기(210)에서 수행될 수 있다.
또한, 830 단계에서 생성된 비상관 신호들을 스피커 셋(250)에 포함되는 다수개의 스피커를 통하여 출력할 수 있다(단계 미도시).
도 8에서 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법(800)의 각 단계 동작은 전술한 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 장치(200,300) 또는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 전자기기(600, 700)의 동작과 동일하다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법(900)은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 장치(300) 또는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 전자기기(600, 700)를 통하여 수행될 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 장치(300)를 참조하여, 오디오 신호 처리 방법(900)을 설명한다.
910 단계는 810 단계와 동일하므로 상세 설명은 생략한다. 이하에서는, 910 단계에서 제1 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 멀티 채널 신호가 수신되는 경우를 예로 들어 설명한다.
910 단계에서 수신된 멀티 채널 신호를 다수개의 서브 밴드로 분할한다(920 단계). 구체적으로, 제1 및 제2 채널 오디오 신호를 다수개의 서브 밴드들로 분할하며, 서브 밴드들 각각에서 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호들을 생성한다. 910 단계 및 920 단계는 전처리부(320)에서 수행될 수 있다.
그리고, 소정 서브 밴드에서의 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호 간의 위상 차이에 근거하여, 소정 서브 밴드에서의 위상 변이량을 조절한다(930 단계). 930 단계의 동작은 비상관 처리부(330)에서 수행될 수 있다.
930 단계에서 생성된 소정 서브 밴드에서의 위상 변이량을 소정 서브 밴드에서의 제1 및 제2 채널 서브 오디오 신호들 각각에 적용하여, 제1 및 제2 서브 비상관 신호들을 생성한다(940 단계). 940 단계의 동작은 비상관 처리부(330)에서 수행될 수 있다.
다수개의 서브 밴드 별로 각각 생성된 제1 및 제2 서브 비상관 신호들을 합성하여, 제1 및 제2 비상관 신호를 생성한다(950 단계). 950 단계의 동작은 합성부(340)에서 수행될 수 있다.
또한, 950 단계에서 생성된 제1 및 제2 비상관 신호는 스피커 셋(350)에 포함되는 제1 스피커 및 제2 스피커(351, 352)를 통하여 출력될 수 있다.
도 9에서 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법(900)의 각 단계 동작은 전술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 장치(300) 또는 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 전자기기(600, 700)의 동작과 동일하다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
도 10은 도 9의 930 단계를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 930 단계는 도시된 단계(1000)에 동일 대응되며, 1010, 1020 및 1030 단계를 포함할 수 있다.
서브 밴드 별로 위상 변이량을 설정한다(1010 단계).
서브 밴드 별로 가중치를 설정한다(1020 단계).
1010 단계에서 설정된 위상 변이량에 1020 단계에서 설정된 가중치를 곱하여 보정 위상 변이량을 설정한다(1030 단계).
보정 위상 변이량을 설정하는 동작은 도 5를 참조하여 상세히 설명하였으므로, 상세한 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법, 그에 따른 오디오 장치, 및 그에 따른 전자기기는 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 상관도에 근거하여 조절되는 위상 변이량을 이용하여, 오디오 신호들에 대응되는 비상관 신호들을 생성한다. 그에 따라서, 에코 필터가 발산하지 않고 소정 에코 경로에 따른 오디오 신호들을 정확하게 추정할 수 있도록 한다. 그에 따라서, 음성 인식의 정확도를 증가시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100: 전자기기
110: 제1 스피커
120: 제2 스피커
130: 마이크로 폰
140: 디스플레이 부
200: 오디오 장치
210: 비상관기
250: 스피커 셋
110: 제1 스피커
120: 제2 스피커
130: 마이크로 폰
140: 디스플레이 부
200: 오디오 장치
210: 비상관기
250: 스피커 셋
Claims (22)
- 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 위상 차이에 근거하여, 상기 오디오 신호들 간의 위상 차이가 0도 내지 180도 값을 갖는 구간에서 상기 오디오 신호들 간의 위상 차이에 반비례하는 값을 갖는 위상 변이량을 설정하고, 설정된 상기 위상 변이량을 상기 오디오 신호들 각각에 적용하여 비상관 신호들을 생성하는 비상관기; 및
상기 비상관 신호들에 대응하는 음향 신호들을 출력하는 적어도 두 개의 스피커를 포함하는 스피커 셋을 포함하는 오디오 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 비상관기는
제1 채널 오디오 신호 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 상기 멀티 채널 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 삭제
- 제3항에 있어서, 상기 비상관기는
상기 제1 채널 오디오 신호 및 상기 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 180 도이면 상기 위상 변이량을 0 으로 설정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 제3항에 있어서, 상기 비상관기는
상기 제1 채널 오디오 신호 및 상기 제2 채널 오디오 신호 간의 위상 차이가 0 도이면 상기 위상 변이량을 소정 한계 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 제3항에 있어서, 상기 비상관기는
상기 제1 채널 오디오 신호의 위상에서 상기 위상 변이량을 감산하고 상기 제2 채널 오디오 신호의 위상에서 상기 위상 변이량을 가산하여, 상기 제1 및 제2 채널 오디오 신호에 각각 대응되는 제1 및 제2 비상관 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 제1항에 있어서, 상기 비상관기는
제1 채널 오디오 신호 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 상기 멀티 채널 신호를 수신하고, 상기 멀티 채널 신호를 다수개의 서브 밴드들로 분할하며, 상기 다수개의 서브 밴드들 각각에서 제1 채널 서브 오디오 신호들 및 제2 채널 서브 오디오 신호들을 생성하는 전처리부;
상기 제1 채널 서브 오디오 신호들 및 상기 제2 채널 서브 오디오 신호들 간의 위상 차이에 근거하여 조절되는 상기 위상 변이량을 상기 제1 채널 서브 오디오 신호들 및 상기 제2 채널 서브 오디오 신호들 각각에 적용하여 제1 채널 서브 비상관 신호들 및 제2 채널 서브 비상관 신호들을 생성하는 비상관 처리부; 및
상기 다수개의 서브 밴드들에서의 상기 제1 채널 서브 비상관 신호들을 합성하여 제1 비상관 신호를 생성하고, 상기 다수개의 서브 밴드들에서의 상기 제2 채널 서브 비상관 신호들을 합성하여 제2 비상관 신호를 생성하는 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 제8항에 있어서, 상기 비상관 처리부는
상기 다수개의 서브 밴드들 별로 상기 위상 변이량과 소정 가중치를 곱한 보정 위상 변이량을 설정하고, 상기 다수개의 서브 밴드들 별로 상기 제1 채널 서브 오디오 신호들의 위상에서 상기 보정 위상 변이량을 감산하고, 상기 다수개의 서브 밴드들 별로 상기 제2 채널 서브 오디오 신호들의 위상에서 상기 보정 위상 변이량을 가산하여, 상기 제1 채널 서브 비상관 신호들 및 상기 제2 채널 서브 비상관 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 제9항에 있어서, 상기 비상관 처리부는
상기 다수개의 서브 밴드들 별로 상기 소정 가중치를 설정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 제9항에 있어서, 상기 비상관 처리부는
상기 다수개의 서브 밴드들 중 일 서브 밴드에서의 상기 소정 가중치와 상기 일 서브 밴드에 인접하는 다른 서브 밴드에서의 상기 소정 가중치가 서로 다른 부호를 갖도록 설정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 제9항에 있어서, 상기 비상관 처리부는
상기 다수개의 서브 밴드들을 다수개의 그룹들로 분할하고, 상기 그룹 별로 상기 소정 가중치를 설정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 제12항에 있어서, 상기 비상관 처리부는
상기 다수개의 그룹들 중 일 그룹에서의 상기 소정 가중치와 상기 일 그룹에 인접하는 다른 그룹에서의 상기 소정 가중치가 서로 다른 부호를 갖도록 설정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 제1항에 있어서,
상기 비상관 신호들에 대응하는 에코 신호들을 생성하는 에코 필터부;
상기 음향 신호들 및 화자 신호를 입력받는 마이크로폰; 및
상기 마이크로폰의 출력 신호에서 상기 에코 신호들을 감산한 감산 신호를 음성 인식 처리하는 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치. - 멀티 채널 신호에 포함되는 오디오 신호들 간의 위상 차이에 근거하여, 상기 오디오 신호들 간의 위상 차이가 0도 내지 180도 값을 갖는 구간에서 상기 오디오 신호들 간의 위상 차이에 반비례하는 값을 갖는 위상 변이량을 설정하고, 설정된 상기 위상 변이량을 상기 오디오 신호들에 적용하여 비상관 신호들을 출력하는 비상관기;
상기 비상관 신호들에 대응하는 에코 신호들을 생성하는 에코 필터부;
상기 비상관 신호들에 대응하는 음향 신호들을 출력하는 적어도 두 개의 스피커를 포함하는 스피커 셋;
상기 음향 신호들 및 화자 신호를 입력받는 마이크로폰; 및
상기 마이크로폰의 출력 신호에서 상기 에코 신호들을 감산한 감산 신호를 음성 인식 처리하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기. - 제15항에 있어서, 상기 에코 필터부는
상기 마이크로폰의 출력 신호에서 상기 에코 신호들을 감산하여 상기 감산 신호를 생성하는 가산기; 및
상기 감산 신호에 대응하는 음성을 인식하고, 상기 인식된 음성에 대응하는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기. - 오디오 신호들을 포함하는 멀티 채널 신호를 수신하는 단계;
상기 오디오 신호들 간의 위상 차이에 근거하여, 상기 오디오 신호들 간의 위상 차이가 0도 내지 180도 값을 갖는 구간에서 상기 오디오 신호들 간의 위상 차이에 반비례하는 값을 갖는 위상 변이량을 설정 단계; 및
상기 위상 변이량을 상기 오디오 신호들 각각에 적용하여 비상관 신호들을 생성하는 단계; 및
상기 비상관 신호들에 대응하는 음향 신호들을 적어도 두 개의 스피커를 통하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 처리 방법. - 제17항에 있어서,
상기 멀티 채널 신호를 수신하는 단계는
제1 채널 오디오 신호 및 제2 채널 오디오 신호를 포함하는 상기 멀티 채널 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 처리 방법. - 삭제
- 제18항에 있어서, 상기 위상 변이량 조절하는 단계는
상기 제1 채널 오디오 신호의 위상에서 상기 위상 변이량을 감산하고 상기 제2 채널 오디오 신호의 위상에서 상기 위상 변이량을 가산하여, 상기 제1 채널 오디오 신호 및 상기 제2 채널 오디오 신호에 각각 대응되는 제1 비상관 신호 및 제2 비상관 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 처리 방법. - 제18항에 있어서,
상기 위상 변이량 조절하는 단계는
상기 제1 채널 오디오 신호 및 상기 제2 채널 오디오 신호를를 포함하는 상기 멀티 채널 신호를 다수개의 서브 밴드들로 분할하며, 상기 다수개의 서브 밴드들 각각에서 제1 채널 서브 오디오 신호들 및 제2 채널 서브 오디오 신호들을 생성하는 단계; 및
상기 다수개의 서브 밴드들 별로, 상기 제1 채널 서브 오디오 신호들 및 상기 제2 채널 서브 오디오 신호들 간의 위상 차이에 근거하여 상기 위상 변이량을 조절하는 단계를 포함하며,
상기 비상관 신호들을 생성하는 단계는
상기 다수개의 서브 밴드들 별로, 상기 위상 변이량을 상기 제1 채널 서브 오디오 신호들 및 상기 제2 채널 서브 오디오 신호들 각각에 적용하여 제1 채널 서브 비상관 신호들 및 제2 채널 서브 비상관 신호들을 생성하는 단계; 및
상기 다수개의 서브 밴드들에서의 상기 제1 채널 서브 비상관 신호들을 합성하여 제1 비상관 신호를 생성하고, 상기 다수개의 서브 밴드들에서의 상기 제2 채널 서브 비상관 신호들을 합성하여 제2 비상관 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 처리 방법. - 제21항에 있어서, 상기 위상 변이량을 조절하는 단계는
상기 다수개의 서브 밴드들 별로 상기 위상 변이량을 설정하는 단계;
상기 다수개의 서브 밴드들 별로 가중치를 설정하는 단계; 및
상기 다수개의 서브 밴드들 별로 상기 위상 변이량에 상기 가중치를 곱하여 보정 위상 변이량을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 처리 방법.
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