KR102063307B1

KR102063307B1 - 음장 기술을 생성하기 위한 장치, 방법, 또는 컴퓨터 프로그램

Info

Publication number: KR102063307B1
Application number: KR1020187008955A
Authority: KR
Inventors: 엠마누엘 하베츠; 올리버 티에르가르트; 파비안 쿠에흐; 알렉산더 니데르라이트너; 아판-하산 칸; 더크 마네
Original assignee: 프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2020-01-07
Also published as: RU2687882C1; US20190274000A1; US10694306B2; JP2022069607A; KR20180081487A; ES2758522T3; US11272305B2; WO2017157803A1; JP2018536895A; CN108886649A; US20200275227A1; JP6674021B2; US10524072B2; EP3338462B1; BR112018007276A2; CN108886649B; KR20200128169A; CN112218211B; MX2018005090A; CN112218211A

Abstract

음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치는 복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향을 결정하기 위한 방향 결정기(102); 복수의 시간-주파수 타일들의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하기 위한 공간 기반 함수 평가기(103); 및 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분 및 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호를 계산하는 사운드 성분 계산기(201) - 기준 신호는 복수의 마이크로폰 신호 중 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출됨 - 를 포함한다.

Description

음장 기술을 생성하기 위한 장치, 방법, 또는 컴퓨터 프로그램

본 발명은 음장 기술(Sound Field Description)을 생성하기 위한, 그리고 또한 사운드 방향 정보를 사용하여 시간-주파수 도메인에서 (고차) 앰비소닉스(Ambisonics) 신호의 합성에 대한 장치, 방법, 또는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

본 발명은 공간 사운드 레코딩 및 재생 분야에 관한 것이다. 공간 사운드 레코딩은 재생면에서 청취자가 사운드 이미지를 레코딩 위치에 있는 것처럼 인식하도록 다수의 마이크로폰을 사용하여 음장을 캡처하는 것을 목표로 한다. 공간 사운드 레코딩을 위한 표준 접근법은 일반적으로 (예를 들어, AB 입체 사운드에서) 이격된 무지향성 마이크로폰 또는 (예를 들어, 강도 입체 사운드에서) 일치 지향성 마이크로폰을 사용한다. 레코딩된 신호는 스테레오 사운드 이미지를 얻기 위해 표준 스테레오 라우드 스피커 설정에서 재생할 수 있다. 예를 들어 5.1 라우드 스피커 설정을 사용하는 서라운드 사운드 재생의 경우 유사한 레코딩 기술을 사용할 수 있다 (예를 들어, 라우드 스피커 위치로 향하는 5개의 카디오이드 마이크로폰 [ArrayDesign]). 최근에는 4 높이 스피커를 사용하여 상승된 사운드를 재생하는 7.1+4 라우드 스피커 설정과 같은 3D 사운드 재생 시스템이 등장했다. 이러한 라우드 스피커 설정을 위한 신호는 매우 특정한 이격된 3D 마이크로폰 설정으로 레코딩될 수 있다 [MicSetup3D]. 이러한 모든 레코딩 기법은 특정 라우드 스피커 설정을 위해 설계되었으므로 공통적으로 적용되며, 예를 들어 레코딩된 사운드를 다른 라우드 스피커 구성에서 재생해야 하는 경우 실제 적용 가능성이 제한된다.

특정 라우드 스피커 설정에 대한 신호를 직접 레코딩하지 않고, 재생 측에서 임의의 라우드 스피커 설정 신호를 생성할 수 있는 중간 포맷의 신호를 레코딩하는 경우 보다 많은 유연성을 얻는다. 실제적으로 잘 정립되어있는 그러한 중간 포맷은 (고차) 앰비소닉스로 표현된다 [Ambisonics]. 앰비소닉스 신호로부터, 헤드폰 재생을 위한 바이노럴 신호를 포함하여 원하는 모든 라우드 스피커 설정 신호를 생성할 수 있다. 이는 클래식 앰비소닉스 렌더러 [Ambisonics], 지향성 오디오 코딩(Direcalal Audio Coding, DirAC) [DirAC], 또는 HARPEX [HARPEX]와 같은 앰비소닉스 신호에 적용되는 특정 렌더러를 필요로 한다.

앰비소닉스 신호는 다중 채널 신호를 나타내며 각각의 채널(앰비소닉스 성분이라고 함)은 소위 공간 기반 함수의 계수와 같다. (계수에 대응하는 가중치로) 이들 공간 기반 함수의 가중된 합계를 사용하여 레코딩 위치에서 원래의 음장을 재현할 수 있다 [FourierAcoust]. 따라서, 공간 기반 함수 계수(즉, 앰비소닉스 성분)는 레코딩 위치에서의 음장의 간결한 기술을 나타낸다. 구형 고조파(spherical harmonic, SH) [FourierAcoust] 또는 원통형 고조파(cylindrical harmonic, CH) [FourierAcoust]와 같은 다양한 유형의 공간 기반 함수가 있다. CH는 2D 공간(예를 들어, 2D 사운드 재생)의 음장을 기술할 때 사용할 수 있는 반면 SH는 2D 및 3D 공간(예를 들어, 2D 및 3D 사운드 재생)의 음장을 기술하는 데 사용할 수 있다.

공간 기반 함수는 다른 차수 l에 대해 존재하고, 모드 m은 3D 공간 기반 함수(예컨대 SH)의 경우에 존재한다. 후자의 경우, 각각의 차수 l에 대해

모드가 존재하는데, 여기서 m 및 l은 범위가

및

인 정수이다. 대응하는 공간 기반 함수의 예가 도 1a에 도시되며, 이는 상이한 차수 l 및 모드 m에 대한 구면 고조파 함수를 나타낸다. 차수 l은 때로는 레벨이라고 불리며, 모드 m은 차수라고도 지칭될 수 있음에 유의한다. 도 1a에서 알 수 있는 바와 같이, 0차(제0 레벨) l=0의 구면 고조파는 레코딩 위치에서의 전 방향 음압을 나타내고, 반면 1차(제1 레벨) l=1의 구면 고조파는 데카르트 좌표계의 3차원을 따른 다이폴 성분을 나타낸다. 이는 특정 차수(레벨)의 공간 기반 함수는 차수 l의 마이크폰의 지향성을 기술함을 의미한다. 다시 말해, 공간 기반 함수의 계수는 차수(레벨) l 및 모드 m의 마이크로폰의 신호에 대응한다. 서로 다른 차수와 모드의 공간 기반 함수는 서로 직교함에 유의한다. 이는 예를 들어 순수한 확산 음장에서 모든 공간 기반 함수의 계수는 서로 상관 관계가 없음을 의미한다.

위에서 설명한 바와 같이, 앰비소닉스 신호의 각각의 앰비소닉스 성분은 특정 레벨(및 모드)의 공간 기반 함수 계수에 대응한다. 예를 들어 공간 기반 함수로서 SH를 사용하여 음장을 레벨 l=1로 기술하면, (차수 l=0에 대해 하나의 모드와 l=1에 대해 3개의 모드를 가지기 때문에) 앰비소닉스 신호는 4개의 앰비소닉스 성분을 포함할 것이다. 최대 차수 1의 앰비소닉스 신호는 다음에서 1차 앰비소닉스(first-order 앰비소닉스, FOA)라고 지칭되는 반면, 최대 차수

인 앰비소닉스 신호는 고차 앰비소닉스(higher-order 앰비소닉스, HOA)라고 지칭된다. 더 높은 차수 l을 사용하여 음장을 기술하는 경우, 공간 해상도는 더 높아진다, 즉 보다 정확하게 음장을 기술하거나 재현할 수 있다. 따라서 정확도가 낮고(데이터가 적음) 더 적은 수의 차수만으로 음장을 기술하거나 더 높은 정확도(그리고 더 많은 데이터)로 이어지는 더 높은 차수를 사용할 수 있다.

서로 다른 공간 기반 함수에 대해 서로 다르지만 밀접한 관련이 있는 수학적 정의가 존재한다. 예를 들어, 실수 값 구형 고조파뿐만 아니라 복소수 값 구형 고조파를 계산할 수 있다. 또한, 구형 고조파는 SN3D, N3D, 또는 N2D 정규화와 같은 다른 정규화 항을 사용하여 계산될 수 있다. 다른 정의는 [Ambix]에서 찾을 수 있다. 몇몇 특정 예는 본 발명의 설명 및 실시예와 함께 나중에 보여질 것이다.

원하는 앰비소닉스 신호는 다수의 마이크로폰을 구비한 레코딩으로부터 결정될 수 있다. 앰비소닉스 신호를 획득하는 간단한 방법은 마이크로폰 신호로부터 앰비소닉스 성분(공간 기반 함수 계수)을 직접 계산하는 것이다. 이 접근법은 매우 특정한 위치, 예를 들어 원 또는 구면의 음압을 측정해야 한다. 그 후에 공간 기본 함수 계수는 [FourierAcoust, p. 218]에서 예를 들어 설명된 것처럼 측정된 음압에 대해 적분하여 계산할 수 있다. 이 직접 접근법에는 특정 마이크로폰 설정, 예를 들어 원형 어레이 또는 무지향성 마이크로폰의 구형 어레이가 필요하다. 상업적으로 이용 가능한 마이크로폰 설정의 두 가지 전형적인 예는 SoundField ST350 마이크로폰 또는 EigenMike®이다 [EigenMike]. 불행하게도, 특정 마이크로폰의 기하학의 요구는 예를 들어 마이크로폰이 소형 장치에 통합될 필요가 있거나 마이크로폰 어레이가 비디오 카메라와 결합될 필요가 있는 경우 실제 적용 가능성을 크게 제한한다. 또한, 이러한 직접 접근법을 사용하여 고차원의 공간 계수를 결정하는 것은 노이즈에 대한 충분한 견고성을 보장하기 위해 비교적 많은 수의 마이크로폰을 필요로 한다. 그러므로, 앰비소닉스 신호를 획득하는 직접적인 접근법은 종종 매우 비용이 많이 든다.

본 발명의 목적은 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 개선된 개념을 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1에 따른 장치, 청구항 23에 따른 방법, 또는 청구항 24에 따른 컴퓨터 프로그램에 의해 달성된다.

본 발명은 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하는 장치 또는 방법 또는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 방향 결정기에서, 복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향이 결정된다. 공간 기반 함수 평가기는 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가한다. 또한, 음장 성분 계산기는 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 사운드 방향을 사용하고 대응하는 시간 주파수 타일에 대한 기준 신호를 사용하여 평가된 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하며, 여기서 기준 신호는 복수의 마이크로폰 신호의 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출된다.

본 발명은 임의의 복소 음장을 기술하는 음장 기술이 시간-주파수 타일로 이루어진 시간-주파수 표현 내에서 복수의 마이크로폰 신호로부터 효율적인 방식으로 유도될 수 있다는 발견에 기초한다. 이러한 시간-주파수 타일은 한편으로는 복수의 마이크로폰 신호를 참조하고, 다른 한편으로는 사운드 방향을 결정하는 데 사용된다. 따라서, 사운드 방향 결정은 시간-주파수 표현의 시간-주파수 타일을 사용하여 스펙트럼 도메인 내에서 발생한다. 그 다음, 후속 처리의 주요 부분은 바람직하게는 동일한 시간-주파수 표현 내에서 수행된다. 이를 위해, 공간 기반 함수의 평가는 각각의 시간-주파수 타일에 대해 결정된 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 수행된다. 공간 기반 함수는 사운드 방향에 의존하지만 주파수에 대해서는 독립적이다. 따라서, 주파수 도메인 신호, 즉 시간-주파수 타일에서의 신호에 의한 공간 기반 함수의 평가가 적용된다. 동일한 시간-주파수 표현 내에서, 하나 이상의 사운드 방향 사용하여 평가된 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분이 동일한 시간-주파수 표현 내에 또한 존재하는 기준 신호와 함께 계산된다.

신호의 각각의 블록 및 각각의 주파수 빈에 대한, 즉 각각의 시간-주파수 타일에 대한 이들 하나 이상의 음장 성분이 최종 결과일 수 있거나, 대안으로, 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 시간 도메인 음장 성분을 획득하기 위해 시간 도메인으로 다시 변환이 수행될 수 있다. 구현에 따라, 하나 이상의 음장 성분은 시간-주파수 타일을 사용하여 시간-주파수 표현 내에서 결정된 다이렉트 음장 성분일 수 있거나 다이렉트 음장 성분 이외에 일반적으로 결정되는 확산 음장 성분일 수 있다. 다이렉트 파트와 확산 파트를 갖는 최종 음장 성분은 다이렉트 음장 성분과 확산 음장 성분을 결합함으로써 획득될 수 있고, 여기서 이 조합은 실제 구현에 따라 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 수행될 수 있다.

하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 기준 신호를 도출하기 위해 여러 절차가 수행될 수 있다. 이러한 절차는 복수의 마이크로폰 신호로부터의 특정 마이크로폰 신호의 직접 선택 또는 하나 이상의 사운드 방향에 기초한 진보된 선택을 포함할 수 있다. 진보된 기준 신호 결정은 마이크로폰 신호가 유도된 마이크로폰 중에서 사운드 방향에 가장 가깝게 위치된 마이크로폰으로부터의 복수의 마이크로폰 신호로부터 특정 마이크로폰 신호를 선택한다. 또 다른 대안은 시간 블록의 모든 주파수 타일에 대한 공통 기준 신호가 획득되도록 이들 마이크로폰 신호를 공동으로 필터링하기 위해 2개 이상의 마이크로폰 신호에 다중 채널 필터를 적용하는 것이다. 대안적으로, 시간 블록 내의 상이한 주파수 타일에 대한 상이한 기준 신호가 도출될 수 있다. 당연히, 상이한 시간 블록에 대한 상이한 기준 신호뿐만 아니라 상이한 시간 블록 내의 동일한 주파수에 대한 상이한 기준 신호가 또한 생성될 수 있다. 따라서, 구현에 따라, 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호는 복수의 마이크로폰 신호로부터 자유롭게 선택되거나 도출될 수 있다.

이러한 맥락에서, 마이크로폰은 임의의 위치에 배치될 수 있다는 것이 강조되어야 한다. 마이크로폰은 지향성 특성이 상이할 수 있다. 또한, 복수의 마이크로폰 신호는 반드시 실제의 실제 마이크로폰에 의해 레코딩된 신호일 필요는 없다. 대신, 마이크로폰 신호는 실제 마이크로폰을 모방한 특정 데이터 처리 작업을 사용하여 특정 음장에서 인위적으로 생성된 마이크로폰 신호가 될 수 있다.

특정 실시예에서 확산 음장 성분을 결정하기 위해, 상이한 절차가 가능하며 특정 구현 예에 유용하다. 통상적으로, 확산 부분은 복수의 마이크로폰 신호로부터 기준 신호로서 도출되고, 이 차수 (확산) 기준 신호는 이 차수 또는 레벨 또는 모드에 대한 확산 사운드 성분을 획득하기 위해 특정 차수(또는 레벨 및/또는 모드)의 공간 기반 함수의 평균 응답과 함께 처리된다. 따라서, 특정 공간 기반 함수를 특정 도착 방향으로 평가하여 다이렉트 사운드 성분이 계산되고, 확산 사운드 성분은 당연히 특정 도착 방향을 사용하여 계산되지 않고, 확산 기준 신호 사용하고, 확산 기준 신호 및 특정 차수 또는 레벨 또는 모드의 공간 기반 함수의 평균 응답을 특정 함수로 결합하여 계산된다. 이러한 기능적 결합은 예를 들어 다이렉트 사운드 성분의 계산에서 수행될 수 있는 곱셈일 수 있거나, 이러한 조합은 예를 들어 대수 도메인에서의 계산이 수행되는 경우에 가중된 곱셈 또는 가산 또는 감산일 수 있다. 곱셈 또는 가산/감산과는 상이한 다른 조합이 추가적인 비선형 또는 선형 함수를 사용하여 수행되며, 여기서 비선형 함수가 바람직하다. 다이렉트 음장 성분 및 임의의 차수의 확산 음장 성분의 생성에 이어서, 각각의 개별 시간/주파수 타일에 대한 스펙트럼 도메인 내의 다이렉트 음장 성분 및 확산 음장 성분을 조합함으로써 조합이 수행될 수 있다. 대안적으로, 특정 차수에 대한 확산 음장 성분 및 다이렉트 음장 성분은 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 변환된 다음 직접 시간 도메인 성분과 특정 차수의 확산 시간 도메인 성분의 시간 도메인 조합으로 변환되는 것이 또한 수행될 수 있다.

상황에 따라 확산 음장 요소를 상관 해제시키기(decorrelating) 위해 추가 상관 해제기가 사용될 수 있다. 대안적으로, 상관 해제된 확산 음장 성분은 상이한 마이크로폰 신호 또는 상이한 차수의 상이한 확산 음장 성분에 대한 상이한 시간/주파수 빈을 사용함으로써, 또는 다이렉트 음장 성분의 계산을 위해 상이한 마이크로폰 신호를 사용하고 확산 음장 성분의 계산을 위해 또 다른 마이크로폰 신호를 사용함으로써 생성될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 공간 기반 함수는 잘 알려진 앰비소닉스 음장 기술의 특정 레벨(차수) 및 모드와 관련된 공간 기반 함수이다. 특정 차수 및 특정 모드의 음장 성분은 특정 레벨 및 특정 모드와 관련된 앰비소닉스 음장 성분에 대응한다. 통상적으로, 제1 음장 성분은 차수가 l = 0이고 모드가 m = 0인 경우 도 1a에 나타낸 바와 같이 무지향성 공간 기반 함수와 관련된 음장 성분이다.

제2 음장 성분은 예를 들어 도 1a와 관련하여 차수 l = 1 및 모드 m = -1에 대응하는 x 방향 내에서 최대 지향성을 갖는 공간 기반 함수와 관련될 수 있다. 제3 음장 성분은 예를 들어 도 1a의 모드 m = 0 및 차수 l = 1에 대응하는 y 방향으로 지향성인 공간 기반 함수일 수 있고, 제4 음장 성분은 예를 들어 도 1a의 모드 m = 1 및 차수 l = 1에 대응하는 z 방향으로 지향성인 공간 기반 함수일 수 있다.

그러나, 물론 앰비소닉스과는 상이한 다른 음장 기술이 물론 당업자에게 잘 공지되어 있으며, 앰비소닉스 공간 기반 함수로부터의 상이한 공간 기반 함수에 의존하는 그러한 다른 음장 성분는 또한 전술한 바와 같이 시간-주파수 도메인 표현 내에서 유리하게 계산될 수 있다.

다음 발명의 실시예는 앰비소닉스 신호를 획득하는 실제적인 방법을 기술한다. 전술한 최신 접근법과 달리, 본 접근법은 2개 이상의 마이크로폰을 갖는 임의의 마이크로폰 설정에 적용될 수 있다. 또한, 고차원의 앰비소닉스 성분은 비교적 적은 수의 마이크로폰만을 사용하여 컴퓨팅될 수 있다. 따라서, 본 방법은 비교적 저렴하고 실용적이다. 제안된 실시예에서, 앰비소닉스 성분은 전술한 최신 접근법과 같이 특정 표면을 따른 음압 정보로부터 직접 계산되지 않지만 파라메트릭 접근법에 기초하여 합성된다. 이 목적을 위해, DirAC [DirAC]에서 예를 들어 사용된 것과 비슷한 다소 단순한 음장 모델이 가정된다. 보다 정확하게는, 레코딩 위치의 음장은 특정 사운드 방향에서 도착하는 하나 또는 몇 개의 다이렉트 사운드와 모든 방향에서 도착하는 확산 사운드로 구성된다. 이 모델에 기초하고 다이렉트 사운드의 사운드 방향과 같은 음장에 대한 파라 메트릭 정보를 사용하여, 음압의 단지 소수의 측정만으로 앰비소닉스 성분 또는 다른 음장 성분를 합성할 수 있다. 본 접근법은 다음 섹션에서 자세히 설명된다.

본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 후술되며, 여기서:

도 1a는 상이한 차수 및 모드에 대한 구면 고주파 함수를 도시한다;

도 1b는 도착 방향 정보에 기초하여 기준 마이크로폰을 선택하는 방법의 일 예를 도시한다;

도 1c는 음장 기술을 생성하기 위한 장치 또는 방법의 바람직한 구현 예를 도시한다;

도 1d는 예시적인 마이크로폰 신호의 시간-주파수 변환을 도시하며, 여기서 한편으로는 주파수 빈 (10) 및 시간 블록 (1)에 대한 특정 시간-주파수 타일 (10, 1) 및 주파수 빈 (5) 및 시간 블록 (2)에 대한 (5,2)이 구체적으로 식별된다;

도 1e는 식별된 주파수 빈 (10, 1) 및 (5, 2)에 대한 사운드 방향을 사용하는 예시적인 4개의 공간 기반 함수의 평가를 도시한다;

도 1f는 2개의 빈 (10, 1) 및 (5, 2) 및 후속하는 주파수-시간 변환 및 크로스-페이드/중첩-가산 처리에 대한 음장 성분의 계산을 도시한다;

도 1g는 도 1f의 처리에 의해 획득되는 예시적인 4개의 음장 성분(b1 내지 b4)의 시간 도메인 표현을 도시한다;

도 2a는 본 발명의 일반적인 블록 기법을 도시한다;

도 2b는 역 시간-주파수 변환이 결합기 전에 적용되는 본 발명의 일반적인 블록 기법을 도시한다;

도 3a는 원하는 레벨 및 모드의 앰비소닉스 성분이 기준 마이크로폰 신호 및 사운드 방향 정보로부터 계산되는 본 발명의 실시예를 도시한다;

도 3b는 기준 마이크로폰이 도착 방향 정보에 기초하여 선택되는 본 발명의 실시예를 도시한다;

도 4는 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분 및 확산 사운드 앰비소닉스 성분이 계산되는 본 발명의 실시예를 도시한다;

도 5는 확산 사운드 앰비소닉스 성분이 상관 해제되는 본 발명의 실시예를 도시한다;

도 6은 다이렉트 사운드 및 확산 사운드가 다수의 마이크로폰 및 사운드 방향 정보로부터 추출되는 본 발명의 실시예를 도시한다;

도 7은 확산 사운드이 다수의 마이크로폰으로부터 추출되고 확산 사운드 앰비소닉스 성분이 상관 해제되는 본 발명의 실시예를 도시한다; 그리고

도 8은 이득 평활화가 공간 기반 함수 응답에 적용되는 본 발명의 실시예를 도시한다.

바람직한 실시예가 도 1c에 도시되어 있다. 도 1c는 음장 성분의 시간 도메인 표현 또는 음장 성분의 주파수 도메인 표현, 인코딩된 또는 디코딩된 표현, 또는 중간 표현과 같은 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술(130)을 생성하기 위한 장치 또는 방법의 실시예를 도시한다.

이를 위해, 방향 결정기(102)는 복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향(131)을 결정한다.

따라서, 방향 결정기는 입력(132)에서 적어도 2개의 상이한 마이크로폰 신호를 수신하고, 이들 2개의 상이한 마이크로폰 신호 각각에 대해, 전형적으로 스펙트럼 빈의 후속 블록으로 구성된 시간-주파수 표현이 이용 가능하며, 여기서 스펙트럼 빈의 블록은 특정 시간 인덱스 n과 연관되어 있고, 여기서 주파수 인덱스는 k이다. 시간 인덱스에 대한 주파수 빈의 블록은 특징 윈도윙 동작에 의해 생성된 시간 도메인 샘플의 블록에 대한 시간 도메인 신호의 스펙트럼을 나타낸다.

사운드 방향(131)은 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하기 위한 공간 기반 함수 평가기(103)에 의해 사용된다. 따라서, 블록(103)에서의 처리의 결과는 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 평가된 공간 기반 함수이다. 바람직하게는, 도 1e 및 도 1f와 관련하여 논의된 바와 같이 4개의 공간 기반 함수와 같은 2개 이상의 상이한 공간 기반 함수가 사용된다. 따라서, 블록(103)의 출력(133)에서, 시간-스펙트럼 표현의 상이한 시간-주파수 타일에 대한 상이한 차수 및 모드의 평가된 공간 기반 함수가 이용 가능하고 음장 성분 계산기(201)에 입력된다. 음장 성분 계산기(201)는 기준 신호 계산기(도 1c에 미도시)에 의해 생성된 기준 신호(134)를 부가적으로 사용한다. 기준 신호(134)는 복수의 마이크로폰 신호의 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출되며 동일한 시간/주파수 표현 내에서 음장 성분 계산기에 의해 사용된다.

따라서, 음장 성분 계산기(210)는 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 기준 신호의 도움으로, 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하도록 구성된다.

구현에 따라, 공간 기반 함수 평가기(103)는 공간 기반 함수에 대해 파라미터화된 표현을 사용하고 - 여기서 파라미터화된 표현의 파라미터는 사운드 방향이고, 사운드 방향은 2차원 상황에서는 일차원성이거나 3차원 상황에서는 이차원성임 -, 사운드 방향에 대응하는 파라미터를 파라미터화된 표현에 삽입하여 각각의 공간 기반 함수에 대한 평가 결과를 획득하도록 구성된다.

대안적으로, 공간 기반 함수 평가기는 입력에서 공간 기반 함수 식별 및 사운드 방향을 가지고 출력으로서 평가 결과를 갖는 각각의 공간 기반 함수에 대한 룩업 테이블을 사용하도록 구성된다. 이 상황에서, 공간 기반 함수 평가기는 방향 결정기(102)에 의해 결정된 하나 이상의 사운드 방향에 대해 룩업 테이블 입력의 대응하는 사운드 방향을 결정하도록 구성된다. 전형적으로, 상이한 방향 입력은 예를 들어 10개의 상이한 사운드 방향과 같은 특정 수의 테이블 입력이 존재하도록하는 방식으로 양자화된다.

공간 기반 함수 평가기(103)는 룩업 테이블에 입력된 사운드 방향과 즉시 일치하지 않는 특정 사운드 방향에 대해, 대응하는 룩업 테이블 입력을 결정하도록 구성된다. 이는 예를 들어 특정한 결정된 사운드 방향에 대해, 룩업 테이블에 입력된 다음으로 높은 사운드 방향 또는 다음으로 낮은 사운드 방향을 사용함으로써 수행될 수 있다. 대안적으로, 테이블은 2개의 이웃하는 룩업 테이블 입력 사이의 가중된 평균이 계산되는 방식으로 사용된다. 따라서, 절차는 다음으로 낮은 방향 입력에 대한 테이블 출력이 결정되는 것일 것이다. 또한, 다음으로 높은 입력에 대한 룩업 테이블 출력이 결정된 다음, 이들 값들 사이의 평균이 계산된다.

이 평균은 2개의 출력을 더하고 그 결과를 2로 나눔으로써 획득되는 단순한 평균일 수 있거나, 다음으로 높은 테이블 출력 및 다음으로 낮은 테이블 출력에 대해 결정된 사운드 방향의 위치에 따라 가중된 평균이 될 수 있다. 따라서, 예시적으로, 가중 인자는 결정된 사운드 방향과 룩업 테이블로의 대응하는 다음으로 높은/다음으로 낮은 입력 간의 차이에 의존할 것이다. 예를 들어, 측정된 방향이 다음으로 낮은 입력에 근접하는 경우, 다음으로 낮은 입력에 대한 룩업 테이블 결과는 가중 인자에 비교된 더 높은 가중 인자에 의해 곱해지며, 다음으로 높은 입력에 대한 룩업 테이블 출력은 가중된다. 따라서, 결정된 방향과 다음으로 낮은 입력 사이의 작은 차이에 대해, 다음으로 낮은 입력에 대한 룩업 테이블의 출력은 사운드의 방향에 대한 다음으로 높은 룩업 테이블 입력에 대응하는 룩업 테이블의 출력을 가중하기 위해 사용되는 가중 인자와 비교하여 더 높은 가중 인자로 가중될 것이다.

이어서, 도 1d 내지 도 1g는 상이한 블록의 특정 계산을 위한 예를 보다 상세하게 도시하기 위해 논의된다.

도 1d의 상단 도면은 개략적인 마이크로폰 신호를 도시한다. 그러나, 마이크로폰 신호의 실제 진폭은 도시되지 않았다. 대신, 윈도우, 특히 윈도우(151 및 152)가 도시된다. 윈도우(151)는 제1 블록(1)을 정의하고, 윈도우(152)는 제2 블록(2)을 식별 및 결정한다. 따라서, 마이크로폰 신호는 바람직하게 중첩이 50%인 중첩 블록으로 처리된다. 그러나, 더 높거나 낮은 중첩도 사용될 수 있으며, 중첩이 전혀 가능하지 않을 수도 있다. 그러나, 블록화 아티팩트를 피하기 위해 중첩 처리가 수행된다.

마이크로폰 신호의 샘플링 값의 각각의 블록은 스펙트럼 표현으로 컨버팅된다. 시간 인덱스 n = 1 인 블록, 즉 블록(151)에 대한 스펙트럼 표현 또는 스펙트럼이 도 1d의 중간 표현에 도시되어 있고, 제2 블록(2)의 스펙트럼 표현은 도 1d의 하부 도면에 도시된 참조 번호 152에 대응한다. 또한, 예시적인 이유로, 각각의 스펙트럼은 10개의 주파수 빈, 즉 주파수 인덱스 k가 1과 10 사이에 있는 것으로 도시되어 있다.

따라서, 시간-주파수 타일 (k, n)은 153에서의 시간-주파수 타일 (10, 1)이고, 다른 예는 154에서 다른 시간-주파수 타일 (5,2)를 도시한다. 음장 기술을 생성하기 위한 장치에 의해 수행되는 추가 처리가 도 1d에 예시되어 있으며, 참조 번호 153 및 154로 표시된 이들 시간-주파수 타일을 사용하여 예시적으로 예시된다.

또한, 방향 결정기(102)는 단위 기준 벡터(n)에 의해 예시적으로 지시되는 사운드 방향 또는 "DOA"(direction of arrival, 도착 방향)를 결정한다고 가정한다. 대안적인 방향 표시는 방위각, 앙각, 또는 양쪽 각도를 함께 포함한다. 이를 위해, 방향 결정기(102)는 복수의 마이크로폰 신호의 모든 마이크로폰 신호- 여기서 각각의 마이크로폰 신호는 도 1d에 도시된 바와 같이 주파수 빈의 후속 블록에 의해 표현됨 -를 사용하고, 도 1c의 방향 결정기(102)는 예를 들어 사운드 방향 또는 DOA를 결정한다. 따라서, 예시적으로, 시간-주파수 타일 (10, 1)은 사운드 방향 n(10, 1)을 가지고, 시간-주파수 타일 (5, 2)은 도 1e의 상부에 도시된 바와 같이 사운드 방향 n(5, 2)을 갖는다. 3차원의 경우, 사운드 방향은 x, y, 또는 z 성분을 갖는 3차원 벡터이다. 당연히, 두 개의 각도와 반경에 의존하는 구 좌표와 같은 다른 좌표 시스템도 사용할 수 있다. 대안적으로, 각도는 예를 들어 방위각 및 고도일 수 있다. 그러면, 반지름은 필요하지 않다. 유사하게, 데카르트 좌표, 즉 x 및 y 방향과 같은 2차원의 경우에는 사운드 방향의 2 가지 성분이 존재하나, 대안적으로 반경 및 각도 또는 방위각 및 앙각을 갖는 원형 좌표가 또한 사용될 수 있다.

이 절차는 시간-주파수 타일 (10, 1) 및 (5, 2)에 대해서만 수행되는 것이 아니라, 마이크로폰 신호가 표현되는 모든 시간-주파수 타일에 대해 수행된다.

그 다음에, 필요한 하나 이상의 공간 기반 함수가 결정된다. 특히, 어떤 수의 음장 성분 또는 일반적으로 음장 성분의 표시가 생성되어야 하는지가 결정된다. 도 1c의 공간 기반 함수 평가기(103)에 의해 현재 사용되는 공간 기반 함수의 수는 스펙트럼 표현에서 각각의 시간-주파수 타일에 대한 음장 성분의 수 또는 시간 도메인에서의 음장 성분의 수를 최종적으로 결정한다.

다른 실시예의 경우에, 4개의 음장 성분이 결정된다고 가정하며, 여기서 예시적으로 이들 4개의 음장 성분은 무지향성 사운드 성분(0과 동일한 차수에 해당) 및 데카르트 좌표계의 대응하는 좌표 방향에서 지향성인 3개의 지향성 음장 성분일 수 있다.

도 1e의 아래 도면은 상이한 시간-주파수 타일에 대한 평가된 공간 기반 함수 G_i를 도시한다. 따라서, 이 예에서, 각각의 시간-주파수 타일에 대해 4개의 평가된 공간 기반 함수가 결정된다는 것이 명백해진다. 예시적으로 각각의 블록이 10개의 주파수 빈을 갖는 것으로 가정하는 경우, 도 1e에 도시된 바와 같이, 블록 n = 1 및 블록 n = 2와 같은 각각의 블록에 대해 40개의 평가된 공간 기반 함수 G_i가 결정된다. 따라서, 종합하면, 단지 2개의 블록만이 고려되고 각각의 블록이 10개의 빈을 갖는 경우, 2개의 블록에 20개의 시간-주파수 타일이 있고 각각의 시간-주파수 타일은 4개의 평가된 공간 기반 함수를 갖기 때문에, 절차는 80개의 평가된 공간 기반 함수를 산출한다.

도 1f는 도 1c의 음장 성분 계산기(201)의 바람직한 구현예를 도시한다. 도 1f는 라인(134)을 경유하여 도 1c의 블록(201)에 입력된 결정된 기준 신호에 대한 2개의 주파수 빈의 블록을 상단 2개의 도면에서 도시한다. 특히, 특정 마이크로폰 신호 또는 상이한 마이크로폰 신호의 조합일 수 있는 기준 신호는 도 1d와 관련하여 논의된 것과 동일한 방식으로 처리된다. 따라서, 예시적으로, 기준 신호는 블록 n = 1에 대한 기준 스펙트럼 및 블록 n = 2에 대한 기준 신호 스펙트럼에 의해 표현된다. 따라서, 기준 신호는 블록(103)으로부터 블록(201)까지 라인(133)을 통해 출력되는 시간-주파수 타일에 대한 평가된 공간 기반 함수의 계산에 사용된 것과 동일한 시간-주파수 패턴으로 분해된다.

그 다음에, 155에서 표시된 바와 같이, 음장 성분의 실제 계산은 기준 신호 P에 대한 대응하는 시간-주파수 타일 및 관련하여 평가된 공간 기반 함수 G 사이의 함수적 조합을 통해 수행된다. 바람직하게는, f(...)로 표현된 함수적 조합은 후술하는 도 3a, 도 3b에서 115로 도시된 곱셈이다. 그러나, 앞서 논의한 것처럼 다른 기능 조합도 사용될 수 있다. 블록(155)에서 함수적 조합에 의해, 하나 이상의 음장 성분 Bi은 블록 n = 1인 경우 156에서 도시되고 블록 n = 2인 경우 157에서 도시된 바와 같이, 음장 성분 Bi의 주파수 도메인(스펙트럼) 표현을 획득하기 위해 각각의 시간-주파수 타일에 대해 계산된다.

따라서, 예시적으로, 음장 성분 B_i의 주파수 도메인 표현은 한편으로는 시간-주파수 타일 (10, 1)에 대해서 그리고 다른 한편으로는 제2 블록에 대한 시간-주파수 타일 (5, 2)에 대해 도시된다. 그러나, 156 및 157에서 도 1f에 도시된 음장 성분 Bi의 수는 도 1e의 하단 부분에 도시되어 있는 평가된 공간 기반 함수의 수와 동일하다는 것이 다시 한번 명백해진다.

주파수 도메인의 음장 성분만이 요구되는 경우, 계산은 블록(156 및 157)의 출력으로 완료된다. 그러나, 다른 실시예에서, 제1 음장 성분 B₁에 대한 시간 도메인 표현, 제2 음장 성분 B₂에 대한 추가적인 시간 도메인 표현 등을 획득하기 위해 음장 성분의 시간 도메인 표현이 요구된다.

이를 위해, 제1 블록(156)의 주파수 빈(1)에서 주파수 빈(10)까지의 음장 성분 B1이 제1 블록 및 제1 성분에 대한 시간 도메인 표현을 획득하기 위해 주파수-시간 전송 블록(159)에 삽입된다.

유사하게, 시간 도메인에서 제1 성분, 즉 b₁(t)를 결정 및 계산하기 위해, 주파수 빈(1)에서 주파수 빈(10)으로 진행하는 제2 블록에 대한 스펙트럼 음장 성분 B₁은 다른 주파수-시간 변환(160)에 의해 시간 도메인 표현으로 컨버팅된다.

도 1d의 상부에 도시된 바와 같이 중첩 윈도우가 사용되었기 때문에, 도 1f의 하단에 도시된 크로스-페이드 또는 중첩-가산 연산(161)은 도 1g의 162에 도시된 블록(1)과 블록(2) 사이의 중첩 범위 내의 제1 스펙트럼 표현 b₁(d)의 출력 시간 도메인 샘플을 계산하기 위해 사용될 수 있다.

제1 블록과 제2 블록 사이의 중첩 범위(163) 내의 제2 시간 도메인 음장 성분 (b₂(t))을 계산하기 위해 동일한 절차가 수행된다. 또한, 시간 도메인에서 제3 음장 성분 (b₃(t))을 계산하기 위해, 그리고 특히, 중첩 범위(164) 내의 샘플을 계산하기 위해, 제1 블록으로부터의 성분 D₃ 및 제2 블록으로부터의 성분 D₃은 절차(159, 160)에 의해 대응하여 시간 도메인 표현으로 컨버팅되고, 결과 값은 블록(161)에서 크로스-페이드/중첩-가산된다.

마지막으로, 도 1g에 도시된 바와 같이 중첩 범위(165)에서 제4 시간 도메인 표현 음장 성분 (b4(t))의 최종 샘플을 획득하기 위해, 제1 블록에 대해 제4 성분 B4 및 제2 블록에 대해 B4에 대한 동일한 절차가 수행된다.

시간-주파수 타일을 획득하기 위해, 중첩 블록으로 처리가 수행되지 않고 중첩하지 않는 블록으로 처리가 수행되는 경우에, 블록(161)에 도시된 바와 같은 임의의 크로스-페이드/중첩-가산은 요구되지 않음에 유의한다.

또한, 2개 이상의 블록이 서로 중첩되는 보다 높은 중첩의 경우에, 대응하는 더 많은 수의 블록(159, 160)이 요구되고 블록(161)의 크로스-페이드/중첩-가산은 도 1g에 도시된 시간 도메인 표현의 샘플을 최종적으로 획득하기 위해 2개의 입력뿐만 아니라 3개의 입력으로 계산된다.

또한, 예를 들어 중첩 범위 OL₂₃에 대한 시간 도메인 표현에 대한 샘플은 블록(159, 160)의 절차를 제2 블록 및 제3 블록에 적용함으로써 획득됨에 유의한다. 대응하게, 중첩 범위 OL_0,1에 대한 샘플은 블록(0) 및 블록(1)에 대한 특정 번호 i에 대한 대응하는 스펙트럼 음장 성분 B_i에 절차(159, 160)를 수행함으로써 계산된다.

또한, 이미 요약된 바와 같이, 음장 성분의 표현은 156 및 157에 대해 도 1f에 도시된 바와 같이 주파수 도메인 표현일 수 있다. 대안적으로, 음장 성분의 표현은 도 1g에 도시된 바와 같이 시간 도메인 표현일 수 있으며, 여기서 4개의 음장 성분은 특정 샘플링 레이트와 연관된 샘플 시퀀스를 갖는 다이렉트 사운드 신호를 나타낸다. 또한, 음장 성분의 주파수 도메인 표현 또는 시간 도메인 표현 중 하나가 인코딩될 수 있다. 이 인코딩은 각각의 음장 성분이 모노 신호로 인코딩되거나 인코딩이 공동으로 수행될 수 있도록 별도로 수행될 수 있어, 예를 들어 4개의 음장 성분 B₁ 내지 B₄는 4개의 채널을 갖는 다 채널 신호로 간주된다. 따라서, 임의의 유용한 인코딩 알고리즘으로 인코딩되는 주파수 도메인 인코딩된 표현 또는 시간 도메인 표현은 또한 음장 성분의 표현이다.

또한, 블록(161)에 의해 수행된 크로스-페이드/중첩-가산 이전의 시간 도메인에서의 표현조차도 특정 구현을 위한 음장 성분의 유용한 표현일 수 있다. 또한, 송신 또는 저장 또는 다른 처리 작업을 위해 음장 성분의 주파수 도메인 표현을 압축하기 위해, 성분 1과 같은 특정 성분에 대한 블록 n에 대한 일 종류의 벡터 양자화가 수행될 수 있다.

바람직한 실시예

도 2a는 다중(2개 이상의) 마이크로폰의 신호로부터 원하는 차수(레벨) 및 모드의 앰비소닉스 성분을 합성하는 것을 허용하는 블록(10)에 의해 주어진 현재의 새로운 접근법을 도시한다. 관련 최신 방식과는 달리 마이크로폰 설정에 제약이 없다. 이는 다수의 마이크로폰은 예를 들어 일치 설정, 선형 어레이, 평면 어레이, 또는 3차원 에러이와 같이 임의의 형상으로 배열될 수 있음을 의미한다. 또한, 각각의 마이크로폰은 무지향성 또는 임의의 지향성을 가질 수 있다. 상이한 마이크로폰의 지향성이 다를 수 있다.

원하는 앰비소닉스 성분을 획득하기 위해, 다수의 마이크로폰 신호는 먼저 블록(101)을 사용하여 시간-주파수 표현으로 변환된다. 이를 위해, 예를 들어 필터 뱅크 또는 단시간 푸리에 변환(short-time Fourier transform : STFT)을 사용할 수 있다. 블록(101)의 출력은 시간-주파수 도메인의 다수의 마이크로폰 신호이다. 이하의 처리는 시간-주파수 타일에 대해 개별적으로 수행됨에 유의한다.

시간-주파수 도메인에서 다수의 마이크로폰 신호를 변환한 후에, 2개 이상의 마이크로폰 신호로부터 블록(102)에서 (시간-주파수 타일에 대한) 하나 이상의 사운드 방향 을 결정한다. 사운드 방향은 시간-주파수 타일에 대한 현저한 사운드가 마이크로폰 어레이에 도착하는 방향을 기술한다. 이 방향은 일반적으로 사운드의 도착 방향(direction-of-arrival, DOA)이라고 한다. DOA 대신에, DOA의 반대 방향인 사운드의 전파 방향 또는 사운드 방향을 설명하는 다른 측정을 고려할 수 있다. 한 개 또는 다수의 사운드 방향 또는 DOA는 예를 들어 최신 협대역 DOA 추정기를 사용하여 블록(102)에서 추정되며 거의 모든 마이크로폰 설정에 사용할 수 있다. 적합한 예시적인 DOA 추정기는 실시예 1에 열거되어 있다. 블록(102)에서 컴퓨팅된 사운드 방향 또는 하나 이상의 DOA의 수는 예를 들어 허용 가능한 계산 복잡도뿐만 아니라 사용된 DOA 추정기 또는 마이크로폰 기하학적 구조의 성능에 의존한다. 사운드 방향은 예를 들어 2D 공간(예를 들어, 방위각의 형태로 표현됨) 또는 3D 공간(예를 들어, 방위각 및 앙각의 형태로 표현됨)에서 추정될 수 있다. 다음에서, 대부분의 설명은 모든 처리 단계를 2D의 경우에도 적용하는 것이 간단하긴 하나 일반적인 3D 경우를 기반으로 한다. 많은 경우, 사용자는 시간-주파수 타일 당 추정되는 사운드 방향 또는 DOA(예를 들어, 1, 2, 또는 3)의 수를 지정한다. 대안으로, 현저한 사운드 수는 최신 방법, 예를 들어 [SourceNum]에서 설명된 방법을 사용하여 추정될 수 있다.

블록(102)에서 시간-주파수 타일에 대해 추정된 하나 이상의 사운드 방향은 블록103)에서 사용되어 원하는 차수(레벨) 및 모드의 공간 기반 함수의 하나 이상의 응답을 시간-주파수 타일에 대해 컴퓨팅한다. 각각의 추정된 사운드 방향에 대해 하나의 응답이 컴퓨팅된다. 이전 섹션에서 설명한 것처럼, 공간 기반 함수는 예를 들어 구형 고조파(예를 들어, 처리가 3D 공간에서 수행되는 경우) 또는 원통형 고조파(예를 들어, 처리가 2D 공간에서 수행되는 경우)를 나타낼 수 있다. 공간 기반 함수의 응답은 제1 실시예에서보다 상세히 설명된 바와 같이, 대응하는 추정된 사운드 방향에서 평가되는 공간 기반 함수이다.

시간-주파수 타일에 대해 추정된 하나 이상의 사운드 방향은 블록(201)에서 더 사용되어, 즉 원하는 차수(레벨) 및 모드의 하나 이상의 앰비소닉스 성분을 시간-주파수 타일에 대해 컴퓨팅한다. 이러한 앰비소닉스 성분은 추정된 사운드 방향에서 도착하는 지향성 사운드에 대한 앰비소닉스 성분을 합성한다. 블록(201)에 대한 추가 입력은 주어진 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 마이크로폰 신호뿐만 아니라 블록(103)의 시간-주파수 타일에 대해 컴퓨팅된 공간 기반 함수의 하나 이상의 응답이다. 블록(201)에서, 원하는 차수(레벨) 및 모드의 하나의 앰비소닉스 성분이 각각의 추정된 사운드 방향 및 공간 기반 함수의 대응하는 응답에 대해 컴퓨팅된다. 블록(201)의 처리 단계는 이하의 실시예에서 더 논의된다.

본 발명(10)은 원하는 차수(레벨) 및 모드의 확산 사운드 앰비소닉스 성분을 시간-주파수 타일에 대해 컴퓨팅할 수 있는 선택 블록(301)을 포함한다. 이 성분은 예를 들어 순전히 확산된 음장 또는 주변 사운드에 대한 앰비소닉스 성분을 합성한다. 블록(301)에 대한 입력은 블록(102)에서 추정된 하나 이상의 사운드 방향과 하나 이상의 마이크로폰 신호이다. 블록(301)의 처리 단계는 이후 실시예에서 더 논의된다.

선택적 블록(301)에서 컴퓨팅된 확산 사운드 앰비소닉스 성분은 선택적 블록(107)에서 추가로 상관 해제될 수 있다. 이 목적을 위해, 최신 상관 해제기가 사용될 수 있다. 몇 가지 예가 실시예 4에 열거되어 있다. 전형적으로, 상이한 상관 해제기 또는 상이한 차수(레벨) 및 모드에 대한 상관 해제기의 상이한 실현을 적용할 것이다. 이렇게 함으로써, 서로 다른 차수(레벨) 및 모드의 상관 해제된 확산 사운드 앰비소닉스 성분은 서로 상관 관계가 없을 것이다. 이는 예상되는 물리적 거동을 모방한다, 즉, [SpCoherence]에서 예를 들어 설명했듯이 다양한 차수(레벨) 및 모드의 앰비소닉스 성분이 확산 사운드 또는 주변 사운드와 상호 관련이 없다.

블록(201)의 시간-주파수 타일에 대해 컴퓨팅된 원하는 차수(레벨) 및 모드 및 블록(301)에서 컴퓨팅된 대응하는 확산 사운드 앰비소닉스 성분의 하나 이상의 (다이렉트 사운드) 앰비소닉스 성분은 블록(401)에서 결합된다. 후술되는 실시예에서 논의되는 바와 같이, 상기 조합은 예를 들어 (가중된) 합계로서 실현될 수 있다. 블록(401)의 출력은 주어진 시간-주파수 타일에 대한 원하는 차수(레벨) 및 모드의 최종 합성 앰비소닉스 성분이다. 명백히, 원하는 차수(레벨) 및 모드의 단일 (다이렉트 사운드) 앰비소닉스 성분이 시간-주파수 타일(및 확산 사운드 앰비소닉스 성분 없음)에 대해 블록(201)에서 컴퓨팅되면, 결합기(401)는 불필요하다.

모든 시간-주파수 타일에 대해 원하는 차수(레벨) 및 모드의 최종 앰비소닉스 성분을 컴퓨팅한 후에, 앰비소닉스 성분은 예를 들어 역 필터 뱅크 또는 역 STFT로서 실현될 수 있는 역 시간-주파수 변환(20)으로 시간 도메인으로 다시 변환될 수 있다. 모든 응용에서 역 시간-주파수 변환이 요구되지 않으므로, 이는 본 발명의 일부는 아님에 유의한다. 실제로, 원하는 최대 차수(레벨)의 원하는 앰비소닉스 신호를 획득하기 위해 원하는 모든 차수 및 모드에 대해 앰비소닉스 성분을 컴퓨팅할 것이다.

도 2b는 동일한 본 발명의 약간 수정된 구현을 도시한다. 이 도면에서, 역 시간-주파수 변환(20)은 결합기(401) 전에 적용된다. 이는 역 시간-주파수 변환이 대개 선형 변환이므로 가능하다. 결합기(401) 이전에 역 시간-주파수 변환을 적용함으로써, 예를 들어 (도 2a에서와 같이 시간-주파수 도메인 대신에) 시간 도메인에서 상관 해제를 수행하는 것이 가능하다. 이것은 본 발명을 구현할 때 일부 응용에 실질적인 이점을 가질 수 있다.

역 필터 뱅크는 다른 어딘가에 있을 수 있다는 것에 유의해야 한다. 일반적으로, 결합기와 상관 해제기(보통 후자)는 시간 도메인에서 적용되어야 한다. 그러나 주파수 도메인에서는 두 블록 또는 한 블록만 적용될 수 있다.

따라서, 바람직한 실시예는 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 확산 사운드 성분을 계산하기 위한 확산 성분 계산기(301)를 포함한다. 또한, 이러한 실시예는 확산 사운드 정보 및 다이렉트 음장 정보를 결합하여 음장 성분의 주파수 도메인 표현 또는 시간 도메인 표현을 획득하는 결합기(401)를 포함한다. 또한, 구현에 따라, 확산 성분 계산기는 확산 사운드 정보를 상관 해제시키기 위한 상관 해제기(107)를 더 포함하며, 여기서 상관 해제기는 상관 관계가 확산 사운드 성분의 시간-주파수 타일 표현과 함께 수행되도록 주파수 도메인 내에서 구현될 수 있다. 대안적으로, 상관 해제기는 도 2b에 도시된 바와 같이 시간 도메인 내에서 동작하도록 구성되어, 특정 차수의 특정 확산 사운드 성분의 시간-표현의 시간 도메인 내의 상관 관계가 수행되도록 한다.

본 발명에 관한 다른 실시예는 복수의 시간 도메인 마이크로폰 신호 각각을 복수의 시간-주파수 타일을 갖는 주파수 표현으로 컨버팅하기 위한 시간-주파수 컨버터(101)와 같은 시간-주파수 컨버터를 포함한다. 다른 실시예는 하나 이상의 음장 성분 또는 하나 이상의 음장 성분의 조합, 즉 다이렉트 음장 성분 및 확산 사운드 성분의 음장 성분의 시간 도메인 표현으로 컨버팅하기 위해 도 2a 또는 도 2b의 블록(20)과 같은 주파수-시간 컨버터를 포함한다.

특히, 주파수-시간 컨버터(20)는 하나 이상의 음장 성분을 처리하여 이들 시간 도메인 음장 성분이 다이렉트 음장 성분인 복수의 시간 도메인 음장 성분을 획득하도록 구성된다. 또한, 주파수-시간 컨버터(20)는 확산 사운드 (필드) 성분을 처리하여 복수의 시간 도메인 확산 (음장) 성분을 획득하도록 구성되고, 결합기는 예를 들어 도 2b에 도시된 바와 같이 시간 도메인에서 시간 도메인 (다이렉트) 음장 성분 및 시간 도메인 확산(음장 성분)의 조합을 수행하도록 구성된다. 대안적으로, 결합기(401)는 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 (다이렉트) 음장 성분 및 주파수 도메인 내의 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 확산 사운드 (필드) 성분을 결합하도록 구성되고, 주파수-시간 컨버터(20)는 그러면 시간 도메인에서의 음장 성분, 즉 예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같이 시간 도메인에서의 음장 성분의 표현을 획득하기 위해 결합기(401)의 결과를 처리하도록 구성된다.

이하의 실시예는 본 발명의 몇몇 구현 예를 보다 상세하게 설명한다. 실시예 1-7은 시간-주파수 타일 당 하나의 사운드 방향을 고려함(따라서, 레벨, 모드, 및 시간 및 주파수 당 하나의 다이레 P 사운드 앰비소닉스 성분 및 공간 기반 함수의 단지 하나의 응답만 고려함)에 유의한다. 실시예 8은 하나 이상의 사운드 방향이 시간-주파수 타일마다 고려되는 예를 설명한다. 이 실시예의 개념은 모든 다른 실시예에 직접 적용될 수 있다.

실시예 1

도 3a는 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호로부터 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 앰비소닉스 성분을 합성하는 것을 허용하는 본 발명의 실시예를 도시한다.

본 발명에 대한 입력은 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호이다. 마이크로폰은 예를 들어 일치 설정, 선형 어레이, 평면 어레이, 또는 3차원 에러이와 같이 임의의 형상으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 마이크로폰은 무지향성 또는 임의의 지향성을 가질 수 있다. 상이한 마이크로폰의 지향성이 다를 수 있다.

다수의 마이크로폰 신호는 예를 들어 필터 뱅크 또는 단시간 푸리에 변환(STFT)을 사용하여 블록(101)에서 시간-주파수 도메인으로 변환된다. 시간-주파수 변환(101)의 출력은

으로 표시되는 시간-주파수 도메인에서의 다수의 마이크로폰 신호이며, 여기서 k는 주파수 인덱스이고, n은 시간 인덱스이고, M은 마이크로폰의 수이다. 이하의 처리가 시간-주파수 타일 (k, n)에 대해 개별적으로 수행됨에 유의한다.

마이크로폰 신호를 시간-주파수 도메인으로 변환한 후, 2개 이상의 마이크로폰 신호

를 사용하여 시간 및 주파수마다 블록(102)에서 사운드 방향 추정이 수행된다. 이 실시예에서, 단일 사운드 방향은 시간 및 주파수마다 결정된다. (102)에서의 사운드 방향 추정에 있어서, 다양한 마이크로폰 어레이 구조에 대한 문헌에서 이용 가능한 최신 협대역 도착 방향(DOA) 추정기가 사용될 수 있다. 예를 들어, 임의의 마이크로폰 설정에 적용할 수 있는 MUSIC 알고리즘[MUSIC]이 사용될 수 있다. 균일한 선형 어레이, 등거리 격자점을 갖는 비균일 선형 어레이, 또는 무지향성 마이크로폰의 원형 어레이의 경우, MUSIC보다 계산상 효율적인 루트 MUSIC 알고리즘[RootMUSIC1, RootMUSIC2, RootMUSIC3]이 적용될 수 있다. 선형 불변 서브 어레이 구조를 갖는 선형 어레이 또는 평면 어레이에 적용될 수 있는 또 다른 잘 알려진 협대역 DOA 추정기는 ESPRIT[ESPRIT]이다.

이 실시예에서, 사운드 방향 추정기(102)의 출력은 시간 인스턴스 n 및 주파수 인덱스 k에 대한 사운드 방향이다. 사운드 방향은, 예를 들어 단위 놈 벡터 n(k, n) 또는 방위각

및/또는 앙각

의 관점에서 표현될 수 있으며, 이는 예를 들어

와 관련된다.

앙각

이 추정되지 않으면(2D 경우), 다음 단계에서 0 고도, 즉

으로 가정할 수 있다. 이 경우, 단위 놈 벡터 n(k, n)은

와 같이 쓸 수 있다.

블록(102)에서 사운드 방향을 추정한 후, 추정된 사운드 방향 정보를 이용하여 시간 및 주파수마다 개별적으로 블록(103)에서 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 응답을 결정한다. 차수 (레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 응답은

로 표시되고

와 같이 계산된다.

여기서,

는 벡터 n(k, n) 또는 방위각

및/또는 앙각

에 의해 지시되는 방향 및/또는 방위각에 의존하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수이다. 따라서, 응답

은 벡터 n(k, n) 또는 방위각

및/또는 앙각

에 의해 지시된 방향으로부터 도착하는 사운드에 대한 공간 기반 함수

의 응답을 기술한다. 예를 들어, 공간 기반 함수로서 N3D 정규화를 갖는 실수 구형 고조파를 고려하는 경우,

는 [SphHarm,Ambix,FourierAcoust]에서와 같이 계산될 수 있으며,

여기서

은 N3D 정규화 상수이고,

은 예를 들어 [FourierAcoust]에서 정의된 앙각에 따른 차수(레벨) l 및 모드 m의 연관된 르장드르(Legendre) 다항식이다. 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수

의 응답은 각각의 방위각 및/또는 앙각에 대해 미리 계산되어 룩업 테이블에 저장되고 그 다음에 추정된 사운드 방향에 따라 선택될 수 있음에 유의한다.

이 실시예에서, 일반성의 손실없이, 제1 마이크로폰 신호는 기준 마이크로폰 신호

로 지칭된다, 즉

이다.

이 실시예에서, 기준 마이크로폰 신호

는 블록(103)에서 결정된 공간 기반 함수의 응답

을 갖는 시간 주파수 타일 (k,n)에 곱해져(115) 결합되며, 즉

이며, 이는 시간-주파수 타일 (k, n)에 대한 차수(레벨) l 및 모드 m의 원하는 앰비소닉스 성분

을 초래한다. 최종 앰비소닉스 성분

은 결국 역 필터 뱅크 또는 역 STFT를 사용하여 시간 도메인으로 다시 변환되거나, 예를 들어 공간 사운드 재생 응용을 위해 저장되고, 송신되거나, 또는 사용될 수 있다. 실제로, 원하는 최대 차수(레벨)의 원하는 앰비소닉스 신호를 획득하기 위해 원하는 모든 차수 및 모드에 대해 앰비소닉스 성분을 컴퓨팅할 것이다.

실시예 2

도 3b는 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호로부터 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 앰비소닉스 성분을 합성하는 것을 허용하는 본 발명의 실시예를 도시한다. 실시예는 실시예 1과 유사하나 복수의 마이크로폰 신호로부터 기준 마이크로폰 신호를 결정하기 위한 블록(104)을 추가적으로 포함한다.

실시예 1에서와 같이, 본 발명에 대한 입력은 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호이다. 마이크로폰은 예를 들어 일치 설정, 선형 어레이, 평면 어레이, 또는 3차원 에러이와 같이 임의의 형상으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 마이크로폰은 무지향성 또는 임의의 지향성을 가질 수 있다. 상이한 마이크로폰의 지향성이 다를 수 있다.

실시예 1에서와 같이, 다수의 마이크로폰 신호는 예를 들어 필터 뱅크 또는 단시간 푸리에 변환(STFT)을 사용하여 블록(101)에서 시간-주파수 도메인으로 변환된다. 시간-주파수 변환(101)의 출력은

으로 표시되는 시간-주파수 도메인의 마이크로폰 신호이다. 이하의 처리는 시간-주파수 타일 (k, n)에 대해 개별적으로 수행된다.

실시예 1에서와 같이, 2개 이상의 마이크로폰 신호

를 사용하여 시간 및 주파수마다 블록(102)에서 사운드 방향 추정이 수행된다. 대응하는 추정은 실시예 1에서 논의되었다. 사운드 방향 추정기(102)의 출력은 시간 인스턴스 n 및 주파수 인덱스 k 당 사운드 방향이다. 사운드 방향은 예를 들어 단위 놈벡터 n(k, n) 또는 방위각

및/또는 앙각

의 관점에서 표현될 수 있으며, 이는 실시예 1에서 설명한 바와 같다.

실시예 1에서와 같이, 추정된 사운드 방향 정보를 이용하여 시간 및 주파수마다 블록(103)에서 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 응답이 결정된다. 공간 기반 함수의 응답은

로 표시된다. 예를 들어, 공간 기반 함수로서 N3D 정규화를 갖는 실수 값의 구면 고조파를 고려할 수 있고,

은 실시예 1에서 설명한 바와 같이 결정될 수 있다.

이 실시예에서, 블록(104)에서 다수의 마이크로폰 신호

로부터 기준 마이크로폰 신호

가 결정된다. 이 목적을 위해, 블록(104)은 블록(102)에서 추정된 사운드 방향 정보를 사용한다. 상이한 기준 마이크로폰 신호가 상이한 시간-주파수 타일에 대해 결정될 수 있다. 사운드 방향 정보에 기초하여 다수의 마이크로폰 신호

로부터 기준 마이크로폰 신호

를 결정하는 다른 가능성이 존재한다. 예를 들어, 추정된 사운드 방향에 가장 가까운 다수의 마이크로폰으로부터 마이크로폰을 시간 및 주파수별로 선택할 수 있다. 이 접근법은 도 1b에서 볼 수 있다. 예를 들어, 마이크로폰 포지션이 포지션 벡터

에 의해 주어진다고 가정하면, 가장 가까운 마이크로폰의 인덱스 i(k, n)는 문제

를 풀어 찾을 수 있어,

고려된 시간 및 주파수에 대한 기준 마이크로폰 신호는

으로 주어진다.

도 1b의 예에서, d₃이 n(k, n)에 대해 폐쇄됨에 따라, 시간-주파수 타일 (k, n)에 대한 기준 마이크로폰은 마이크로폰 번호 3, 즉 i(k, n) = 3이 될 것이다. 기준 마이크로폰 신호

를 결정하기 위한 대안적인 접근법은 마이크로폰 신호에 멀티 채널 필터를 적용하는 것이며, 즉

이며, 여기서 w(n)은 추정된 사운드 방향에 의존하는 멀티 채널 필터이고, 벡터

는 다수의 마이크로폰 신호를 포함한다. [OptArrayPr]에서 예를 들어 파생된 지연 및 합 필터 또는 LCMV 필터와 같은

을 계산하는 데 사용할 수 있는 많은 다른 최적의 멀티 채널 필터 w(n)가 있다. 다중 채널 필터를 사용하면, [OptArrayPr]에서 설명한 여러 장단점을 얻을 수 있는데, 예를 들어 마이크로폰 자체 노이즈를 감소시킬 수 있다.

실시예 1에서와 같이, 기준 마이크로폰 신호

는 블록(103)에서 결정된 공간 기반 함수의 응답

과 시간 주파수 타일 (k,n)을 곱하여(115) 결합되며, 이는 시간-주파수 타일 (k, n)에 대한 차수(레벨) l 및 모드 m의 원하는 앰비소닉스 성분

을 초래한다. 결과적인 앰비소닉스 성분

은 결국 역 필터 뱅크 또는 역 STFT를 사용하여 시간 도메인으로 다시 변환되거나, 저장되거나, 송신되거나 또는 예를 들어 공간 사운드 재생을 위해 사용된다. 실제로, 원하는 최대 차수(레벨)의 원하는 앰비소닉스 신호를 획득하기 위해 원하는 모든 차수 및 모드에 대해 앰비소닉스 성분을 컴퓨팅할 것이다.

실시예 3

도 4는 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호로부터 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 앰비소닉스 성분을 합성하는 것을 허용하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 실시예는 실시예 1과 유사하나 다이렉트 사운드 신호 및 확산 사운드 신호에 대한 앰비 소닉 성분을 계산한다.

실시예 1에서와 같이, 2개 이상의 마이크로폰 신호

및/또는 앙각

로 표시된다. 예를 들어, 공간 기반 함수로서 N3D 정규화를 갖는 실수 값의 구면 고조파를 고려할 수 있고, 실시예 1에서 설명한 바와 같이

이 결정될 수 있다.

이 실시예에서, 시간 인덱스 n과 독립적인 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 평균 응답이 블록(106)으로부터 획득된다. 이 평균 응답은

로 표시되며 가능한 모든 방향(예를 들어, 확산 사운드 또는 주변 사운드)에서 도착하는 사운드에 대한 공간 기반 함수의 응답을 나타낸다. 평균 응답

을 정의하는 한 가지 예는 가능한 모든 각도

및/또는

에 대한 공간 기반 함수

의 제곱 크기의 적분을 고려하는 것이다. 예를 들어, 구의 모든 각도에 대해 통합하는 경우,

을 얻는다.

평균 응답

의 이러한 정의는 다음과 같이 해석될 수 있다: 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 공간 기반 함수

는 차수 l의 마이크로폰의 지향성으로 해석될 수 있다. 증가하는 차수에 대해, 그러한 마이크로폰은 점점 더 지향적이 될 것이고, 따라서 무지향성 마이크로폰(차수 l = 0의 마이크로폰)에 비해 실용적인 음장에서 덜 확산된 사운드 에너지 또는 주변 사운드 에너지가 캡쳐될 것이다. 위에서 주어진

의 정의에 따라, 평균 응답

는 무지향성 마이크로폰과 비교하여 차수 l의 마이크로폰 신호에서 확산 사운드 에너지 또는 주변 사운드 에너지가 얼마나 감쇠되는지를 설명하는 실수 값 인자가 된다. 명백하게, 구의 방향에 대해 공간 기반 함수

의 제곱 크기를 통합하는 것 외에도 평균 응답

를 정의하는 다양한 대안이 존재한다, 예를 들어: 원의 방향에 대한

의 제곱 크기를 적분, 원하는 방향

의 세트에 대해

의 제곱 크기를 적분, 원하는 방향

의 임의의 세트에 대해

의 제곱 크기를 평균화, 제곱된 크기 대신

의 크기를 적분하거나 평균화, 임의의 방향

의 세트에 대한

의 가중 합을 고려, 또는 확산 사운드 또는 주변 사운드에 대한 차수 1의 예상되는 마이크로폰의 원하는 감도에 대응하는

에 대한 임의의 실수 값을 지정.

평균 공간 기반 함수 응답은 사전 계산되어 룩업 테이블에 저장될 수 있고 응답 값의 결정은 룩업 테이블에 액세스하고 대응하는 값을 검색함으로써 수행된다.

실시예 1에서와 같이, 일반성의 손실없이, 제1 마이크로폰 신호는 기준 마이크로폰 신호로 지칭된다, 즉

이다.

이 실시예에서, 블록(105)에서

으로 표시되는 다이렉트 사운드 신호 및

로 표시되는 확산 사운드 신호를 계산하기 위해 기준 마이크로폰 신호

가 사용된다. 블록(105)에서, 다이렉트 사운드 신호

는 예를 들어 단일 채널 필터

을 기준 마이크로폰 신호에 적용함으로써 계산될 수 있다, 즉

이다.

최적 단일 채널 필터

을 계산하는 문헌에는 여러 가지 가능성이 있다. 예를 들어 [Victaulic]에서

로 정의된 잘 알려진 제곱근 위너(Wiener) 필터가 사용될 수 있으며,

여기서 SDR(k, n)은 시간 인스턴스 n 및 [VirtualMic]에서 논의된 다이렉트 사운드와 확산 사운드 간의 전력 비율을 나타내는 주파수 인덱스 k에서의 신호 대 확산 비율(signal-to-diffuse ratio, SDR)이다. SDR은 문헌에서 이용 가능한 최신 SDR 추정기, 예를 들어 는 2개의 임의의 마이크로폰 신호 사이의 공간적 일관성을 기반으로 하는 [SDRestim]에서 제안된 추정기로 다수의 마이크로폰 신호

중 임의의 2개의 마이크로폰을 사용하여 추정될 수 있다. 블록(105)에서, 다이렉트 사운드 신호

는 예를 들어 단일 채널 필터

이다.

최적 단일 채널 필터

을 계산하는 문헌에는 여러 가지 가능성이 있다. 예를 들어 [VirtualMic]에서

로 정의된 잘 알려진 제곱근 위너 필터가 사용될 수 있으며, 여기서 SDR (k, n)은 이전에 논의된 바와 같이 추정될 수 있는 SDR이다.

이 실시예에서, 블록(105)에서 결정된 다이렉트 사운드 신호

는 블록(103)에서 결정된 공간 기반 함수의 응답

을 시간 및 주파수마다 곱하여(115a) 결합된다, 즉

이며, 이는 시간-주파수 타일 (k, n)에 대한 차수(레벨) l 및 모드 m의 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

을 초래한다. 또한, 블록(105)에서 결정된 확산 사운드 신호

는 블록(106)에서 결정된 공간 기반 함수의 평균 응답

와 시간 및 주파수 당 곱해져(115b) 결합된다, 즉

이며, 이는 시간-주파수 타일 (k, n)에 대한 차수 사운드 레벨 앰비소닉스 성분

와 모드 m을 초래한다.

마지막으로, 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

및 확산 사운드 앰비소닉스 성분

은 예를 들어 합산 연산(109)을 통해 결합되어, 시간-주파수 타일 (k, n)에 대한 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 최종 앰비소닉스 성분

을 획득한다, 즉

이다.

결과적인 앰비소닉스 성분

예를 들어 역 필터 뱅크 또는 역 STFT를 사용하는 시간 도메인으로의 변환은

을 계산하기 전에, 즉 연산(109) 전에 수행될 수 있음을 강조하는 것이 중요하다. 이는 먼저 시간 도메인으로

및

)을 다시 변환할 수 있고, 그 다음에 성분 양자 모두를 연산(109)으로 합산하여 최종 앰비소닉스 성분

을 획득할 수 있음을 의미한다. 이것은 역 필터 뱅크 또는 역 STFT가 일반적으로 선형 연산이기 때문에 가능하다.

이 실시예의 알고리즘은 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

및 확산 사운드 앰비소닉스 성분

이 서로 다른 모드(차수) l에 대해 컴퓨팅되도록 구성될 수 있음에 유의한다. 예를 들어,

은 차수 l = 4까지 컴퓨팅될 수 있고, 한편

는 단지 차수 l=1까지만 컴퓨팅될 수 있다 (이 경우에, 큰 차수 l = 1의 경우

은 0이 될 것이다). 이것은 실시예 4에서 설명한 바와 같은 구체적인 이점을 갖는다. 특정 차수 (레벨) l 또는 모드 m에 대하여

만을 계산하고

은 계산하지 않기를 원한다면, 예를 들어 블록(105)은 확산 사운드 신호

가 0이 되도록 구성될 수 있다. 이것은 예를 들어 이전의 방정식에서 필터

를 0으로 설정하고 필터

을 1로 설정함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 이전 방정식의 SDR을 수동으로 매우 높은 값으로 설정할 수 있다.

실시예 4

도 5는 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호로부터 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 앰비소닉스 성분을 합성하는 것을 허용하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 실시예는 실시예 3과 유사하나 확산 앰비소닉스 성분에 대한 상관 해제기를 추가로 포함한다.

실시예 3에서와 같이, 본 발명에 대한 입력은 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호이다. 마이크로폰은 예를 들어 일치 설정, 선형 어레이, 평면 어레이, 또는 3차원 에러이와 같이 임의의 형상으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 마이크로폰은 무지향성 또는 임의의 지향성을 가질 수 있다. 상이한 마이크로폰의 지향성이 다를 수 있다.

실시예 3에서와 같이, 다수의 마이크로폰 신호는 예를 들어 필터 뱅크 또는 단시간 푸리에 변환(STFT)을 사용하여 블록(101)에서 시간-주파수 도메인으로 변환된다. 시간-주파수 변환(101)의 출력은

실시예 3에서와 같이, 2개 이상의 마이크로폰 신호

및/또는 앙각

실시예 3에서와 같이, 추정된 사운드 방향 정보를 이용하여 시간 및 주파수마다 블록(103)에서 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 응답이 결정된다. 공간 기반 함수의 응답은

이 결정될 수 있다.

실시예 3에서와 같이, 시간 인덱스 n과 독립적인 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 평균 응답이 블록(106)으로부터 획득된다. 이 평균 응답은

는 실시예 3에 기술된 바와 같이 획득될 수 있다.

실시예 3에서와 같이, 일반성의 손실없이, 제1 마이크로폰 신호는 기준 마이크로폰 신호 P_ref (k, n)로 지칭된다, 즉

이다.

실시예 3에서와 같이, 블록(105)에서

으로 표시되는 다이렉트 사운드 신호 및

가 사용된다.

및

의 계산은 실시예 3에서 설명된다.

실시예 3에서와 같이, 블록(105)에서 결정된 다이렉트 사운드 신호

는 블록(103)에서 결정된 공간 기반 함수의 응답

을 시간 및 주파수 타일마다 곱하여(115a) 결합되며, 이는 시간-주파수 타일 (k, n)에 대한 차수(레벨) l 및 모드 m의 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

을 초래한다. 또한, 블록(105)에서 결정된 확산 사운드 신호

는 블록(106)에서 결정된 공간 기반 함수의 평균 응답

을 시간 및 주파수 타일마다 곱하여(115b) 결합되며, 이는 시간-주파수 타일 (k, n)에 대한 차수(레벨) l 및 모드 m의 확산 사운드 앰비소닉스 성분

을 초래한다.

이 실시예에서, 계산된 확산 사운드 앰비소닉스 성분

은 상관 해제기를 사용하여 블록(107)에서 상관 해제되며, 이는

으로 표시되는 상관 해제된 확산 사운드 앰비소닉스 성분을 초래한다. 상관 해제를 위해 최신 상관 해지 기술이 사용될 수 있다. 상이한 상관 해제기 또는 상관 해제기의 실현은 일반적으로 상이한 차수 (레벨) 및 모드 m의 확산 사운드 앰비소닉스 성분

에 적용되어, 서로 다른 레벨 및 모드의 결과적인 상관 해제된 확산 사운드 앰비소닉스 성분

은 상호 관련이 없다. 이렇게 함으로써, 확산 사운드 앰비소닉스 성분

은 예상된 물리적 거동을 가진다, 즉 음장가 주변 또는 확산이면 서로 다른 차수와 모드의 앰비소닉스 성분은 상호 관련이 없다 [SpCoherence]. 상관 해제기(107)를 적용하기 전에 예를 들어 역 필터 뱅크 또는 역 STFT를 사용하여 확산 사운드 앰비소닉스 성분

을 시간 도메인으로 다시 변환될 수 있음에 유의한다.

마지막으로, 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

및 상관 해제된 확산 사운드 앰비소닉스 성분

을 획득한다, 즉

이다.

결과적인 앰비소닉스 성분

및

을 획득할 수 있음을 의미한다. 이것은 역 필터 뱅크 또는 역 STFT가 일반적으로 선형 연산이기 때문에 가능하다. 동일한 방식으로, 상관 해제기(107)는

을 시간 도메인으로 다시 변환 한 후에 확산 사운드 앰비소닉스 성분

에 적용될 수 있다. 이것은 몇몇 상관 해제기가 시간 도메인 신호 상에서 동작하기 때문에 실제로 유리할 수 있다.

또한, 상관 해제기 이전의 역 필터 뱅크와 같은 블록이 도 5에 추가될 수 있고 역 필터 뱅크는 시스템의 임의의 위치에 추가될 수 있음에 유의해야 한다.

실시예 3에서 설명된 바와 같이, 이 실시예의 알고리즘은 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

및 확산 사운드 앰비소닉스 성분

은 차수 l=4까지 컴퓨팅 될 수 있고, 한편

은 단지 l=1까지만 컴퓨팅될 수 있다. 이는 계산상의 복잡성을 감소시킬 것이다.

실시예 5

도 6은 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호로부터 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 앰비소닉스 성분을 합성하는 것을 허용하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 실시예는 실시예 4와 유사하나 다이렉트 사운드 신호 및 확산 사운드 신호는 복수의 마이크로폰 신호로부터 및 도착 방향 정보를 이용하여 결정된다.

실시예 4에서와 같이, 본 발명에 대한 입력은 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호이다. 마이크로폰은 예를 들어 일치 설정, 선형 어레이, 평면 어레이, 또는 3차원 에러이와 같이 임의의 형상으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 마이크로폰은 무지향성 또는 임의의 지향성을 가질 수 있다. 상이한 마이크로폰의 지향성이 다를 수 있다.

실시예 4에서와 같이, 다수의 마이크로폰 신호는 예를 들어 필터 뱅크 또는 단시간 푸리에 변환(STFT)을 사용하여 블록(101)에서 시간-주파수 도메인으로 변환된다. 시간-주파수 변환(101)의 출력은

실시예 4에서와 같이, 2개 이상의 마이크로폰 신호

및/또는 앙각

실시예 4에서와 같이, 추정된 사운드 방향 정보를 이용하여 시간 및 주파수마다 블록(103)에서 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 응답이 결정된다. 공간 기반 함수의 응답은

이 결정될 수 있다.

실시예 4에서와 같이, 시간 인덱스 n과 독립적인 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 평균 응답이 블록(106)으로부터 획득된다. 이 평균 응답은

는 실시예 3에 기술된 바와 같이 획득될 수 있다.

이 실시예에서, 다이렉트 사운드 신호

및 확산 사운드 신호

은 2개 이상의 이용 가능한 마이크로폰 신호

로부터 시간 인덱스 n 및 주파수 인덱스 k마다 블록(110)에서 결정된다. 이 목적을 위해, 블록(110)은 일반적으로 블록(102)에서 결정된 사운드 방향 정보를 이용한다. 이하,

및

을 결정하는 방법을 설명하는 블록(110)의 다른 예가 설명된다.

블록(110)의 제1 예에서,

로 표시되는 기준 마이크로폰 신호는 블록(102)에 의해 제공된 사운드 방향 정보에 기초하여 다수의 마이크로폰 신호

로부터 결정된다. 기준 마이크로폰 신호

는 고려된 시간 및 주파수에 대해 추정된 사운드 방향에 가장 가까운 마이크로폰 신호를 선택함으로써 결정될 수 있다. 기준 마이크로폰 신호

를 결정하는 선택 처리는 실시예 2에서 설명되었다.

을 결정한 후, 다이렉트 사운드 신호

및 확산 사운드 신호

은 예를 들어 기준 마이크로폰 신호

에 각각 단일 채널 필터

및

를 적용함으로써 계산될 수 있다. 이 접근법 및 대응하는 단일 채널 필터의 계산은 실시예 3에서 설명되었다.

블록(110)의 제2 예에서, 이전의 예에서와 같이 기준 마이크로폰 신호

를 결정하고, 단일 채널 필터

을

에 적용함으로써

을 컴퓨팅한다. 그러나, 확산 신호를 결정하기 위해, 제2 기준 신호

를 선택하고 단일 채널 필터

에 제2 기준 신호

를 적용한다, 즉

이다.

필터

는 실시예 3에서 예를 들어 설명된 바와 같이 컴퓨팅될 수 있다. 제2 기준 신호

는 이용 가능한 마이크로폰 신호

중 하나에 대응한다. 그러나, 상이한 차수 l 및 모드 m에 대해, 제2 기준 신호로서 상이한 마이크로폰 신호를 사용할 수 있다. 예를 들어, 레벨 l = 1 및 모드 m = -1에 대해, 제1 마이크로폰 신호를 제2 기준 신호로 사용할 수 있다, 즉

이다. 레벨 l = 1 및 모드 m = 0에 대해, 제2 마이크로폰 신호를 사용할 수 있다, 즉

이다. 레벨 l = 1 및 모드 m = 1에 대해, 제3 마이크로폰 신호를 사용할 수 있다, 즉

이다. 이용 가능한 마이크로폰 신호

은 상이한 차수 및 모드에 대한 제2 기준 신호

에 예를 들어 무작위로 할당될 수 있다. 확산 또는 주변 레코딩 상황의 경우 모든 마이크로폰 신호에는 일반적으로 유사한 사운드 출력이 포함되어 있기 때문에 실제로는 합리적인 접근법이다. 상이한 차수 및 모드에 대해 상이한 제2 기준 마이크로폰 신호를 선택하는 것은 결과적인 확산 사운드 신호가 종종 상이한 차수 및 모드에 대해 (적어도 부분적으로) 상호 상관되지 않는다는 이점을 갖는다.

블록(110)의 제3 예에서, 다이렉트 사운드 신호

는

로 표시되는 멀티 채널 필터를 다수의 마이크로폰 신호

에 적용함으로써 결정된다, 즉

이며, 여기서 멀티 채널 필터

은 추정된 사운드 방향에 의존한다, 벡터

는 다수의 마이크로폰 신호를 포함한다. 사운드 방향 정보로부터

을 계산하는 데 사용될 수 있는 많은 문헌에서 다른 최적의 다중 채널 필터

, 예를 들어 [InformedSF]에서 도출되는 필터가 존재한다. 유사하게, 확산 사운드 신호

는

로 표시되는 멀티 채널 필터를 다수의 마이크로폰 신호

에 적용함으로써 결정된다, 즉

이며, 여기서 멀티 채널 필터

는 추정된 사운드 방향에 의존한다.

을 계산하는 데 사용될 수 있는 문헌에서 많은 다른 최적의 다중 채널 필터

, 예를 들어 [DiffuseBF]에서 도출되는 필터가 존재한다.

블록(110)의 제4 예에서, 마이크로폰 신호 p(k, n)에 멀티 채널 필터

및

을 각각 적용함으로써 이전 예에서와 같이

및

을 결정한다. 그러나, 상이한 차수 l 및 모드 m에 대해 결과적인 확산 사운드 신호

가 상호 상관되지 않도록, 상이한 차수 l 및 모드 m에 대해 상이한 필터

를 사용한다. 출력 신호들 사이의 상관을 최소화하는 이들 상이한 필터

은 예를 들어 [CovRender]에서 설명된 바와 같이 컴퓨팅될 수 있다.

실시예 4에서와 같이, 블록(105)에서 결정된 다이렉트 사운드 신호

는 블록(103)에서 결정된 공간 기반 함수의 응답

을 초래한다. 또한, 블록(105)에서 결정된 확산 사운드 신호

는 블록(106)에서 결정된 공간 기반 함수의 평균 응답

을 초래한다.

실시예 3에서와 같이, 컴퓨팅된 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

및 확산 사운드 앰비소닉스 성분

을 획득한다. 결과적인 앰비소닉스 성분

은 결국 역 필터 뱅크 또는 역 STFT를 사용하여 시간 도메인으로 다시 변환되거나, 저장되거나, 송신되거나 또는 예를 들어 공간 사운드 재생을 위해 사용된다. 실제로, 원하는 최대 차수(레벨)의 원하는 앰비소닉스 신호를 획득하기 위해 원하는 모든 차수 및 모드에 대해 앰비소닉스 성분을 컴퓨팅할 것이다. 실시예 3에서 설명한 바와 같이, 시간 도메인으로의 변환은

을 컴퓨팅하기 전에, 즉 연산(109) 전에 수행될 수 있다.

이 실시예의 알고리즘은 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

및 확산 사운드 앰비소닉스 성분

은 차수 l = 4까지 컴퓨팅될 수 있고, 한편

은 0이 될 것이다). 특정 차수 (레벨) l 또는 모드 m에 대하여

만을 계산하고

은 계산하지 않기를 원한다면, 예를 들어 블록(110)은 확산 사운드 신호

를 0으로 설정하고 필터

을 1로 설정함으로써 달성될 수 있다. 유사하게, 필터

은 0으로 설정될 수 있다.

실시예 6

도 7은 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호로부터 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 앰비소닉스 성분을 합성하는 것을 허용하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 실시예는 실시예 5와 유사하나 확산 앰비소닉스 성분에 대한 상관 해제기를 추가로 포함한다.

실시예 5에서와 같이, 본 발명에 대한 입력은 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호이다. 마이크로폰은 예를 들어 일치 설정, 선형 어레이, 평면 어레이, 또는 3차원 에러이와 같이 임의의 형상으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 마이크로폰은 무지향성 또는 임의의 지향성을 가질 수 있다. 상이한 마이크로폰의 지향성이 다를 수 있다.

실시예 5에서와 같이, 다수의 마이크로폰 신호는 예를 들어 필터 뱅크 또는 단시간 푸리에 변환(STFT)을 사용하여 블록(101)에서 시간-주파수 도메인으로 변환된다. 시간-주파수 변환(101)의 출력은

실시예 5에서와 같이, 2개 이상의 마이크로폰 신호

. 를 사용하여 시간 및 주파수마다 블록(102)에서 사운드 방향 추정이 수행된다. 대응하는 추정은 실시예 1에서 논의되었다. 사운드 방향 추정기(102)의 출력은 시간 인스턴스 n 및 주파수 인덱스 k 당 사운드 방향이다. 사운드 방향은 예를 들어 단위 놈벡터 n(k, n) 또는 방위각

및/또는 앙각

실시예 5에서와 같이, 추정된 사운드 방향 정보를 이용하여 시간 및 주파수마다 블록(103)에서 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 응답이 결정된다. 공간 기반 함수의 응답은

이 결정될 수 있다.

실시예 5에서와 같이, 시간 인덱스 n과 독립적인 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 공간 기반 함수의 평균 응답이 블록(106)으로부터 획득된다. 이 평균 응답은

는 실시예 3에 기술된 바와 같이 획득될 수 있다.

실시예 5에서와 같이, 다이렉트 사운드 신호

및 확산 사운드 신호

은 2개 이상의 이용 가능한 마이크로폰 신호

로부터 시간 인덱스 n 및 주파수 인덱스 k마다 블록(110)에서 결정된다. 이 목적을 위해, 블록(110)은 일반적으로 블록(102)에서 결정된 사운드 방향 정보를 이용한다. 블록 (110)의 다른 예가 실시예 5에서 설명된다.

실시예 5에서와 같이, 블록(105)에서 결정된 다이렉트 사운드 신호

는 블록(103)에서 결정된 공간 기반 함수의 응답

을 초래한다. 또한, 블록(105)에서 결정된 확산 사운드 신호

는 블록(106)에서 결정된 공간 기반 함수의 평균 응답

을 초래한다.

실시예 4에서와 같이, 계산된 확산 사운드 앰비소닉스 성분

으로 표시되는 상관 해제된 확산 사운드 앰비소닉스 성분을 초래한다. 상관 해제 뒤에 있는 추론 및 방법은 실시예 4에서 논의된다. 실시예 4에서와 같이, 상관 해제기(107)를 적용하기 전에 예를 들어 역 필터 뱅크 또는 역 STFT를 사용하여 확산 사운드 앰비소닉스 성분

이 시간 도메인으로 다시 변환될 수 있다.

실시예 4에서와 같이, 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

및 상관 해제된 확산 사운드 앰비소닉스 성분

을 획득한다. 결과적인 앰비소닉스 성분

은 결국 역 필터 뱅크 또는 역 STFT를 사용하여 시간 도메인으로 다시 변환되거나, 저장되거나, 송신되거나 또는 예를 들어 공간 사운드 재생을 위해 사용된다. 실제로, 원하는 최대 차수(레벨)의 원하는 앰비소닉스 신호를 획득하기 위해 원하는 모든 차수 및 모드에 대해 앰비소닉스 성분을 컴퓨팅할 것이다. 실시예 4에서 설명한 바와 같이, 시간 도메인으로의 변환은

을 컴퓨팅하기 전에, 즉 연산(109) 전에 수행될 수 있다.

실시예 4에서 설명된 바와 같이, 이 실시예의 알고리즘은 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

및 확산 사운드 앰비소닉스 성분

은 차수 l=4까지 컴퓨팅 될 수 있고, 한편

은 단지 l=1까지만 컴퓨팅될 수 있다.

실시예 7

도 8은 다수의(2개 이상의) 마이크로폰의 신호로부터 원하는 차수(레벨) l 및 모드 m의 앰비소닉스 성분을 합성하는 것을 허용하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 실시예는 실시예 1과 유사하나 공간 기반 함수의 계산된 응답에 평활화 연산을 적용하는 블록(111)을 추가로 포함한다.

이다.

실시예 1에서와 같이, 2개 이상의 마이크로폰 신호

및/또는 앙각

이 결정될 수 있다.

실시예 1과 대조적으로,

에 평활화 연산을 적용하는 블록(111)에 대한 응답으로서 응답

이 사용된다. 블록(111)의 출력은

으로 표시되는 평활화된 응답 함수이다. 평활화 연산의 목적은 예를 들어 블록(102)에서 추정된 사운드 방향

및/또는

에 노이즈가 있으면 실제로 일어날 수 있는, 값

의 원치 않는 추정 분산을 감소시키는 것이다.

에 적용되는 평활화는 예를 들어 시간 및/또는 주파수에 걸쳐 수행될 수 있다. 예를 들어, 시간 평활화는 잘 알려진 재귀 평균화 필터

를 사용하여 달성될 수 있으며, 여기서

은 이전 시간 프레임에서 컴퓨팅된 응답 함수이다. 또한, α는 시간 평활화의 강도를 제어하는 0과 1 사이의 실수 값이다. 0에 가까운 값의 경우, 강한 시간 평균이 수행되는 반면, 1에 가까운 α의 값에 대해서는 짧은 시간 평균이 수행된다. 실제 응용에서 α의 값은 응용에 따라 다르며 예를 들어 α = 0.5와 같이 일정하게 설정될 수 있다. 대안적으로, 스펙트럼 평활화가 블록(111)에서도 수행될 수 있으며, 이것은 응답

이 다수의 주파수 대역에 걸쳐 평균된다는 것을 의미한다. 소위 ERB 대역 내에서의 그러한 스펙트럼 평활화는 예를 들어 [ERBsmooth]에 설명되어 있다.

이 실시예에서, 기준 마이크로폰 신호

는 최종적으로 블록(111)에서 결정된 공간 기반 함수의 평활화된 응답

)을 시간 주파수 타일마다 곱하여(115) 결합되며, 이는 시간-주파수 타일 (k, n)에 대한 차수(레벨) l 및 모드 m의 원하는 앰비소닉스 성분

을 초래한다. 결과적인 앰비소닉스 성분 B_lm (k, n)은 결국 역 필터 뱅크 또는 역 STFT를 사용하여 시간 도메인으로 다시 변환되거나, 저장되거나, 송신되거나 또는 예를 들어 공간 사운드 재생을 위해 사용된다. 실제로, 원하는 최대 차수(레벨)의 원하는 앰비소닉스 신호를 획득하기 위해 원하는 모든 차수 및 모드에 대해 앰비소닉스 성분을 컴퓨팅할 것이다.

명백하게, 블록(111)에서의 이득 평활화는 본 발명의 다른 모든 실시예에서도 적용될 수 있다.

실시예 8

본 발명은 시간-주파수 타일마다 하나 이상의 사운드 방향이 고려되는, 소위 멀티 웨이브의 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 3b에 도시된 실시예 2는 멀티 웨이브의 경우에서 실현될 수 있다. 이 경우, 블록 (102)은 시간 및 주파수마다 J 사운드 방향을 추정하며, 여기서 J는 1보다 큰 정수 값이다, 예를 들어 J=2이다. 여러 사운드 방향을 추정하기 위해 [ESPRIT, RootMUSIC1]에서 설명한 ESPRIT 또는 Root MUSIC과 같은 최신 추정기가 사용될 수 있다. 이 경우에, 블록(102)의 출력은 다수의 방위각, 예컨대 다수의 방위각

및/또는 앙각

의 면에서 표시되는 다수의 사운드 방향이다.

블록(103)에서 다수의 사운드 방향이 사용되어, 실시예 1에서 논의된 바와 같이 각각의 추정된 사운드 방향에 대한 하나의 응답인 다수의 응답

을 컴퓨팅한다. 또한, 블록(102)에서 계산된 다수의 사운드 방향은 블록(104)에서 사용되어 다수의 사운드 방향 각각에 대해 하나인 다수의 기준 신호

를 계산한다. 다수의 기준 신호 각각은 예를 들어 실시예 2에서 설명한 바와 같이 다수의 마이크로폰 신호에 멀티 채널 필터

을 적용함으로써 계산될 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 신호

는 최신의 멀티 채널 필터 w_1 (n)을 적용함으로써 획득될 수 있으며, 멀티 채널 필터

는 방향

및/또는

에서 사운드를 추출하면서 다른 모든 사운드 방향의 사운드를 감쇠시킬 것이다. 이러한 필터는 예를 들어 [InformedSF]에 설명된 정보가 주어진 LCMV 필터로 컴퓨팅될 수 있다. 다수의 기준 신호

는 그 다음에 대응하는 다수의 응답

이 곱해져 다수의 앰비소닉스 성분

을 획득한다. 예를 들어, j번째 사운드 방향 및 기준 신호에 대응하는 j번째 앰비소닉스 성분은

와 같이 계산된다.

마지막으로, J 앰비소닉스 성분이 합산되어 주파수-시간 타일 (k,n)에 대한 차수(레벨) l 및 모드 m의 최종적인 원하는 앰비소닉스 성분

을 획득한다, 즉

이다.

명백하게, 다른 전술한 실시예도 멀티 웨이브의 경우로 확장될 수 있다. 예를 들어, 실시예 5 및 실시예 6에서, 이 실시예에서 언급된 것과 동일한 멀티 채널 필터를 사용하여 다수의 사운드 방향의 각각에 대해 하나인 다수의 다이렉트 사운드

을 계산할 수 있다. 그 다음에, 다수의 다이렉트 사운드는 다수의 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

에 이르는 대응하는 다수의 응답

을 합산하여 최종적인 원하는 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분

을 획득할 수 있다.

본 발명은 2차원(원통형) 또는 3차원(구형) 앰비소닉스 기술뿐만 아니라 임의의 음장 성분을 계산하기 위한 공간 기반 함수에 의존하는 임의의 다른 기술에도 적용될 수있음에 유의해야 한다.

리스트로서의 본 발명의 실시예

1. 다수의 마이크로폰 신호를 시간 주파수 도메인으로 변환한다.

2. 다수의 마이크로폰 신호에서 시간과 주파수별로 하나 이상의 방향을 계산한다.

3. 하나 이상의 사운드 방향에 따라 하나 이상의 응답 함수를 각각의 시간 및 주파수에 대해 컴퓨팅한다.

4. 각각의 시간 및 주파수에 대해 하나 이상의 기준 마이크로폰 신호를 획득한다.

5. 각각의 시간 및 주파수에 대해 하나 이상의 기준 마이크로폰 신호를 하나 이상의 응답 함수로 곱하여 원하는 차수 및 모드의 하나 이상의 앰비소닉스 성분을 획득한다.

6. 원하는 차수 및 모드에 대해 여러 개의 앰비소닉스 성분이 확보되면, 해당 앰비소닉스 성분을 합산하여 최종 원하는 앰비소닉스 성분을 획득한다.

4. 일부 실시예에서, 단계 4에서, 하나 이상의 기준 마이크로폰 신호 대신에 다수의 마이크로폰 신호로부터의 하나 이상의 다이렉트 사운드 및 확산 사운드를 컴퓨팅한다.

5. 하나 이상의 다이렉트 사운드 및 확산 사운드에 하나 이상의 해당 다이렉트 응답 및 확산 사운드 응답을 곱하여 하나 이상의 다이렉트 사운드 앰비소닉스 성분 및 확산 사운드 앰비소닉스 성분을 원하는 차수 및 모드로 획득한다.

6. 확산 사운드 앰비소닉스 성분은 서로 다른 차수 및 모드에 대해 추가로 상관 관계가 없을 수 있다.

7. 다이렉트 사우드 앰비소닉스 성분을 합산하고 원하는 앰비소닉스 성분을 확산하여 원하는 차수 및 모드의 최종 원하는 앰비소닉스 성분을 획득한다.

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몇몇 양태가 장치의 맥락에서 설명되었지만, 이들 양태가 또한 대응하는 방법의 설명을 나타내는 것이 명백하며, 여기서 블록 및 디바이스는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 대응한다. 유사하게, 방법 단계의 문맥에서 설명된 양상은 또한 대응하는 블록 또는 품목 또는 대응하는 장치의 특징의 설명을 나타낸다.

본 발명의 신호는 디지털 저장 매체에 저장될 수 있거나 인터넷과 같은 유선 송신 매체 또는 무선 송신 매체와 같은 송신 매체를 통해 송신될 수 있다.

특정 구현 요건에 따라, 본 발명의 실시예는 하드웨어로 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 구현은 각각의 방법이 수행되도록 프로그래밍 가능한 컴퓨터 시스템과 협력하는(또는 협력할 수 있는) 전자적으로 판독 가능한 제어 신호가 저장된, 디지털 저장 매체, 예를 들어 플로피 디스크, DVD, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM 또는 플래시 메모리를 사용하여 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 일부 실시예는 본 명세서에 설명된 방법 중 하나가 수행되도록 프로그램 가능한 컴퓨터 시스템과 협력할 수 있는 전자 판독 가능 제어 신호를 갖는 비일시적 데이터 캐리어를 포함한다.

일반적으로, 본 발명의 실시예는 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 상에서 구동될 때 방법들 중 하나를 수행하도록 동작하는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 프로그램 코드는 예를 들어 머신 판독 가능 캐리어에 저장될 수 있다.

다른 실시예는 기계 판독 가능 캐리어 상에 저장된, 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함한다.

다시 말해, 본 발명의 방법의 실시예는, 따라서, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 상에서 구동될 때, 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.

따라서, 본 발명의 방법의 다른 실시예는 그 위에 레코딩된, 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 데이터 캐리어(또는 디지털 저장 매체 또는 컴퓨터 판독 가능 매체)이다.

따라서, 본 발명의 방법의 다른 실시예는 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 나타내는 데이터 스트림 또는 신호의 시퀀스이다. 데이터 스트림 또는 신호의 시퀀스는 데이터 통신 접속을 통해, 예를 들어, 인터넷을 통해 전송되도록 구성될 수 있다.

다른 실시예는 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하도록 구성되거나 적응된 프로세싱 수단, 예를 들어, 컴퓨터 또는 프로그램 가능 논리 디바이스를 포함한다.

다른 실시예는 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함한다.

일부 실시예에서, 프로그램 가능 논리 디바이스(예를 들어, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이)는 본원에 설명된 방법의 기능 중 일부 또는 전부를 수행하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이는 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위해 마이크로프로세서와 협력할 수 있다. 일반적으로, 방법은 바람직하게는 임의의 하드웨어 장치에 의해 수행된다.

위에서 설명된 실시예는 본 발명의 원리를 예시하기 위한 것일 뿐이다. 본 명세서에 설명된 구성 및 세부사항의 수정 및 변형은 당업자에게 명백할 것임을 이해한다. 따라서, 곧 있을 청구범위의 범위에 의해서만 제한되고 본원의 실시예에 대한 기술 및 설명에 의해 제공된 특정 세부사항에 의해서만 한정되는 것은 아니다.

Claims

음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치에 있어서,
복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향을 결정하기 위한 방향 결정기(102);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하기 위한 공간 기반 함수 평가기(103);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 상기 하나 이상의 공간 기반 함수를 사용하여 그리고 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호를 사용하여 상기 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하기 위한 음장 성분 계산기(201) - 상기 기준 신호는 상기 복수의 마이크로폰 신호 중 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출됨 -;
상기 복수의 마이크로폰 신호의 다이렉트 부분 또는 확산 부분을 상기 기준 신호로서 결정하기 위한 다이렉트 또는 확산 사운드 결정기(105) - 상기 음장 성분 계산기(201)는 하나 이상의 다이렉트 음장 성분을 계산할 시에만 상기 다이렉트 부분을 사용하도록 구성됨 -;
평균 공간 기반 함수 응답을 결정하기 위한 평균 응답 기반 함수 결정기(106) - 상기 결정기는 계산 프로세스 또는 룩업 테이블 액세스 프로세스를 포함함 -; 및
상기 평균 공간 기반 함수 응답과 함께 상기 기준 신호로서 상기 확산 부분만을 사용하여 하나 이상의 확산 음장 성분을 계산하기 위한 확산 성분 계산기(301);를 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 확산 사운드 성분을 계산하기 위한 확산 성분 계산기(301); 및
확산 사운드 정보 및 다이렉트 음장 정보를 결합하여 상기 음장 성분의 주파수 도메인 표현 또는 시간 도메인 표현을 획득하기 위한 결합기(401)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제2항에 있어서,
상기 확산 성분 계산기(301)는 확산 사운드 정보를 상관 해제시키기 위한 상관 해제기(107)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
복수의 시간 도메인 마이크로폰 신호 각각을 상기 복수의 시간-주파수 타일을 갖는 주파수 표현으로 컨버팅하기 위한 시간-주파수 컨버터(101)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 음장 성분 또는 상기 하나 이상의 음장 성분과 확산 사운드 성분의 결합을 상기 음장 성분의 시간 도메인 표현으로 컨버팅하기 위한 주파수-시간 컨버터(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제5항에 있어서,
상기 주파수-시간 컨버터(20)는 복수의 시간 도메인 음장 성분을 획득하기 위해 상기 하나 이상의 음장 성분을 처리하도록 구성되고, 상기 주파수-시간 컨버터는 상기 확산 사운드 성분을 처리하여 복수의 시간 도메인 확산 성분을 획득하도록 구성되고, 결합기(401)는 시간 도메인에서 상기 시간 도메인 음장 성분 및 상기 시간 도메인 확산 성분의 결합을 수행하도록 구성되거나;
결합기(401)는 주파수 도메인에서 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 음장 성분 및 상기 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 확산 사운드 성분을 결합하도록 구성되고, 상기 주파수-시간 컨버터(20)는 시간 도메인에서 음장 성분을 획득하기 위해 상기 결합기(401)의 결과를 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하거나,
상기 하나 이상의 사운드 방향에 기초하여 상기 복수의 마이크로폰 신호로부터 특정 마이크로폰 신호를 선택하는 것을 사용하거나,
2개 이상의 마이크로폰 신호에 적용된 멀티 채널 필터를 사용하여 - 상기 멀티 채널 필터는 상기 복수의 마이크로폰 신호가 획득되는 상기 하나 이상의 사운드 방향 및 마이크로폰의 개별 위치에 의존함 -,
상기 복수의 마이크로폰 신호로부터 기준 신호를 계산하기 위한 기준 신호 계산기(104)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 공간 기반 함수 평가기(103)는 공간 기반 함수에 대해 파라미터화된 표현을 사용하고 - 상기 파라미터화된 표현의 파라미터는 사운드 방향임 -, 각각의 공간 기반 함수에 대한 평가 결과를 획득하기 위해 상기 사운드 방향에 대응하는 파라미터를 상기 파라미터화된 표현에 삽입하도록 구성되거나;
상기 공간 기반 함수 평가기(103)는 입력으로서 공간 기반 함수 식별 및 사운드 방향을 가지고 출력으로서 평가 결과를 갖는 각각의 공간 기반 함수에 대해 룩업 테이블을 사용하도록 구성되고, 상기 공간 기반 함수 평가기(103)는 상기 방향 결정기에 의해 결정된 상기 하나 이상의 사운드 방향에 대해 상기 룩업 테이블 입력의 대응하는 사운드 방향을 결정하거나, 상기 방향 결정기에 의해 결정된 상기 하나 이상의 사운드 방향에 인접한 2개의 룩업 테이블 입력 사이의 가중된 또는 가중되지 않은 평균을 계산하도록 구성되거나;
상기 공간 기반 함수 평가기(103)는 공간 기반 함수에 대해 파라미터화된 표현을 사용하고 - 상기 파라미터화된 표현의 파라미터는 사운드 방향이고, 상기 사운드 방향은 2차원 상황에서 방위각과 같이 1차원이거나 3차원 상황에서 방위각 및 앙각과 같이 2차원임 -, 각각의 공간 기반 함수에 대한 평가 결과를 획득하기 위해 상기 사운드 방향에 대응하는 파라미터를 상기 파라미터화된 표현에 삽입하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 음장 성분을 획득하기 위해
다이렉트 음장 성분 및 확산 음장 성분을 결합하기 위한 결합기(109, 401)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 확산 성분 계산기(301)는 미리 결정된 제1 수 또는 차수까지 확산 사운드 성분을 계산하도록 구성되고,
상기 음장 성분 계산기(201)는 미리 결정된 제2 수 또는 차수까지 다이렉트 음장 성분을 계산하도록 구성되고,
상기 미리 결정된 제2 수 또는 차수는 상기 미리 결정된 제1 수 또는 차수보다 크고,
상기 미리 결정된 제1 수 또는 차수는 1 이상인 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 확산 성분 계산기(301)는 주파수 도메인 표현 또는 시간 도메인 표현에서 공간 기반 함수의 평균 응답과의 결합 이전 또는 이후에 확산 사운드 성분을 상관 해제시키기 위한 상관 해제기(107)를 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 다이렉트 또는 확산 사운드 결정기(105)는
단일 마이크로폰 신호로부터 상기 다이렉트 부분 및 상기 확산 부분을 계산하거나 - 확산 성분 계산기(301)는 상기 확산 부분을 상기 기준 신호로서 사용하여 상기 하나 이상의 확산 사운드 성분을 계산하도록 구성되고, 상기 음장 성분 계산기(201)는 상기 다이렉트 부분을 상기 기준 신호로서 사용하여 상기 하나 이상의 다이렉트 음장 성분을 계산하도록 구성됨 -;
상기 다이렉트 부분이 계산되는 마이크로폰 신호와 상이한 마이크로폰 신호로부터 확산 부분을 계산하거나 - 상기 확산 성분 계산기(301)는 상기 확산 부분을 상기 기준 신호로서 사용하여 상기 하나 이상의 확산 사운드 성분을 계산하도록 구성되고, 상기 음장 성분 계산기(201)는 상기 다이렉트 부분을 상기 기준 신호로서 사용하여 상기 하나 이상의 다이렉트 음장 성분을 계산하도록 구성됨 -;
상이한 마이크로폰 신호를 사용하여 상이한 공간 기반 함수에 대한 확산 부분을 계산하거나 - 상기 확산 성분 계산기(301)는 제1 수에 대응하는 평균 공간 기반 함수 응답에 대한 기준 신호로서 제1 확산 부분을 사용하고, 제2 수 평균 공간 기반 함수 응답에 대응하는 기준 신호로서 상이한 제2 확산 부분을 사용하도록 구성되고, 상기 제1 수는 상기 제2 수와 상이하고, 상기 제1 수 및 상기 제2 수는 상기 하나 이상의 공간 기반 함수의 임의의 차수 또는 레벨 및 모드를 나타냄 -;
상기 복수의 마이크로폰 신호에 적용된 제1 멀티 채널 필터를 사용하여 상기 다이렉트 부분을 계산하고, 상기 복수의 마이크로폰 신호에 적용된 제2 멀티 채널 필터를 사용하여 상기 확산 부분을 계산하거나 - 상기 제2 멀티 채널 필터는 상기 제1 멀티 채널 필터와 상이하고, 상기 확산 성분 계산기(301)는 상기 확산 부분을 상기 기준 신호로서 사용하여 상기 하나 이상의 확산 사운드 성분을 계산하도록 구성되고, 상기 음장 성분 계산기(201)는 상기 다이렉트 부분을 상기 기준 신호로 사용하여 상기 하나 이상의 다이렉트 음장 성분을 계산하도록 구성됨 -;
상기 상이한 공간 기반 함수에 대해 상이한 멀티 채널 필터를 사용하여 상이한 공간 기반 함수에 대한 확산 부분을 계산하도록 - 상기 확산 성분 계산기(301)는 상기 확산 부분을 상기 기준 신호로서 사용하여 상기 하나 이상의 확산 사운드 성분을 계산하도록 구성되고, 상기 음장 성분 계산기(201)는 상기 다이렉트 부분을 상기 기준 신호로 사용하여 상기 하나 이상의 다이렉트 음장 성분을 계산하도록 구성됨 - 구성되는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
평활화된 평가 결과를 얻기 위하여, 상기 공간 기반 함수 평가기(103)는 평가 결과를 평활화하기 위해 시간 방향 또는 주파수 방향으로 동작하는 이득 평활화기(111)를 포함하고,
상기 음장 성분 계산기(201)는 상기 하나 이상의 음장 성분을 계산할 시에 상기 평활화된 평가 결과를 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치에 있어서,
복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향을 결정하기 위한 방향 결정기(102);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하기 위한 공간 기반 함수 평가기(103); 및
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 상기 하나 이상의 공간 기반 함수를 사용하여 그리고 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호를 사용하여 상기 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하기 위한 음장 성분 계산기(201) - 상기 기준 신호는 상기 복수의 마이크로폰 신호 중 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출됨 -;를 포함하며,
상기 공간 기반 함수 평가기(103)는 상기 방향 결정기에 의해 결정된 적어도 2개의 사운드 방향의 각각의 사운드 방향에 대한 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 2개의 공간 기반 함수의 각각의 공간 기반 함수에 대한 평가 결과를 계산하도록 구성되고,
기준 신호 계산기(104)는 각각의 사운드 방향에 대해, 별도의 기준 신호를 계산하도록 구성되고,
상기 음장 성분 계산기(201)는 상기 사운드 방향에 대한 평가 결과 및 상기 사운드 방향에 대한 기준 신호를 사용하여 각각의 방향에 대한 음장 성분을 계산하도록 구성되고,
상기 음장 성분 계산기는 공간 기반 함수를 사용하여 계산된 상이한 방향에 대한 음장 성분을 가산하여 시간-주파수 타일에서 상기 공간 기반 함수에 대한 음장 성분을 획득하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 공간 기반 함수 평가기(103)는 2차원 또는 3차원 상황에서 앰비소닉스에 대한 하나 이상의 공간 기반 함수를 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제15항에 있어서,
상기 공간 기반 함수 계산기(103)는 적어도, 적어도 2개의 레벨 또는 차수 또는 적어도 2개의 모드의 공간 기반 함수를 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제16항에 있어서,
상기 음장 성분 계산기(201)는 레벨 0, 레벨 1, 레벨 2, 레벨 3, 레벨 4를 포함하는 레벨 그룹의 적어도 2개의 레벨에 대한 음장 성분을 계산하도록 구성되거나,
상기 음장 성분 계산기(201)는 모드 -4, 모드 -3, 모드 -2, 모드 -1, 모드 0, 모드 1, 모드 2, 모드 3, 모드 4를 포함하는 모드 그룹의 적어도 2개의 모드에 대한 음장 성분을 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치에 있어서,
복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향을 결정하기 위한 방향 결정기(102);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하기 위한 공간 기반 함수 평가기(103);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 상기 하나 이상의 공간 기반 함수를 사용하여 그리고 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호를 사용하여 상기 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하기 위한 음장 성분 계산기(201) - 상기 기준 신호는 상기 복수의 마이크로폰 신호 중 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출됨 -;
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 확산 사운드 성분을 계산하기 위한 확산 성분 계산기(301); 및
확산 사운드 정보와 다이렉트 음장 정보를 결합하여 상기 음장 성분의 주파수 도메인 표현 또는 시간 도메인 표현을 획득하기 위한 결합기(401)를 포함하고,
상기 확산 성분 계산기(301) 또는 상기 결합기(401)는 특정 차수 또는 수까지 확산 성분을 계산하거나 결합하도록 구성되고, 상기 특정 차수 또는 수는 상기 음장 성분 계산기(201)가 다이렉트 음장 성분을 계산하도록 구성되는 차수 또는 수보다 작은 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
제18항에 있어서,
상기 특정 차수 또는 수는 1 또는 0이고, 상기 음장 성분 계산기(201)가 음장 성분을 계산하도록 구성되는 차수 또는 수는 2 이상인 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치에 있어서,
복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향을 결정하기 위한 방향 결정기(102);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하기 위한 공간 기반 함수 평가기(103); 및
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 상기 하나 이상의 공간 기반 함수를 사용하여 그리고 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호를 사용하여 상기 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하기 위한 음장 성분 계산기(201) - 상기 기준 신호는 상기 복수의 마이크로폰 신호 중 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출됨 -;를 포함하며,
상기 음장 성분 계산기(201)는 상기 기준 신호의 시간-주파수 타일에서의 신호에 공간 기반 함수로부터 획득된 평가 결과를 곱하여(115) 상기 공간 기반 함수와 연관된 음장 성분에 관한 정보를 획득하고, 상기 기준 신호의 시간-주파수 타일에서의 신호에 추가 공간 기반 함수로부터 획득된 추가 평가 결과를 곱하여(115) 상기 추가 공간 기반 함수와 연관된 추가 음장 성분에 관한 정보를 획득하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하기 위한 장치.
음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하는 방법에 있어서,
복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향을 결정하는 단계(102);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하는 단계(103); 및
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 하나 이상의 공간 기반 함수를 사용하여 그리고 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호를 사용하여 상기 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하는 단계(201) - 상기 기준 신호는 상기 복수의 마이크로폰 신호 중 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출됨 -;
상기 복수의 마이크로폰 신호의 다이렉트 부분 또는 확산 부분을 상기 기준 신호로서 결정하는 단계 - 상기 계산하는 단계(201)는 하나 이상의 다이렉트 음장 성분을 계산할 시에만 상기 다이렉트 부분을 사용하는 것을 포함함 -;
계산 프로세스 또는 룩업 테이블 액세스 프로세스를 이용하여 평균 공간 기반 함수 응답을 결정하는 단계; 및
상기 평균 공간 기반 함수 응답과 함께 상기 기준 신호로서 상기 확산 부분만을 사용하여 하나 이상의 확산 음장 성분을 계산하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하는 방법.
음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하는 방법에 있어서,
복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향을 결정하는 단계(102);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하는 단계(103); 및
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 하나 이상의 공간 기반 함수를 사용하여 그리고 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호를 사용하여 상기 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하는 단계(201) - 상기 기준 신호는 상기 복수의 마이크로폰 신호 중 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출됨 -;를 포함하고,

상기 평가하는 단계(103)는, 상기 결정하는 단계(102)에 의해 결정된 적어도 2개의 사운드 방향의 각각의 사운드 방향에 대한 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 2개의 공간 기반 함수의 각각의 공간 기반 함수에 대한 평가 결과 계산을 포함하고,
기준 신호 계산(104)은 각각의 사운드 방향에 대해, 별도의 기준 신호 계산을 포함하고,
상기 계산하는 단계(201)는 상기 사운드 방향에 대한 평가 결과 및 상기 사운드 방향에 대한 기준 신호를 사용하여 각각의 방향에 대한 음장 성분 계산, 및 공간 기반 함수를 사용하여 계산된 상이한 방향에 대한 음장 성분을 가산하여 시간-주파수 타일에서 상기 공간 기반 함수에 대한 음장 성분 획득을 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하는 방법.
음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하는 방법에 있어서,
복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향을 결정하는 단계(102);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하는 단계(103); 및
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 하나 이상의 공간 기반 함수를 사용하여 그리고 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호를 사용하여 상기 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하는 단계(201) - 상기 기준 신호는 상기 복수의 마이크로폰 신호 중 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출됨 -;
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 하나 이상의 확산 사운드 성분을 계산하기 위한 확산 성분 계산 단계(301); 및
상기 음장 성분의 주파수 도메인 표현 또는 시간 도메인 표현을 획득하기 위해 확산 사운드 정보와 다이렉트 음장 정보를 결합하는 단계(401);를 포함하고,
상기 확산 성분 계산 단계(301) 또는 상기 결합하는 단계(401)는 특정 차수 또는 수까지 확산 성분을 계산하거나 결합하는 것을 포함하고, 상기 특정 차수 또는 수는 상기 음장 성분을 계산하는 단계(201)가 다이렉트 음장 성분을 계산하는 차수 또는 수보다 작은 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하는 방법.
음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하는 방법에 있어서,
복수의 마이크로폰 신호의 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대한 하나 이상의 사운드 방향을 결정하는 단계(102);
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 하나 이상의 공간 기반 함수를 평가하는 단계(103); 및
상기 복수의 시간-주파수 타일의 각각의 시간-주파수 타일에 대해, 상기 하나 이상의 사운드 방향을 사용하여 평가된 하나 이상의 공간 기반 함수를 사용하여 그리고 대응하는 시간-주파수 타일에 대한 기준 신호를 사용하여 상기 하나 이상의 공간 기반 함수에 대응하는 하나 이상의 음장 성분을 계산하는 단계(201) - 상기 기준 신호는 상기 복수의 마이크로폰 신호 중 하나 이상의 마이크로폰 신호로부터 도출됨 -;
상기 음장 성분을 계산하는 단계(201)는 상기 기준 신호의 시간-주파수 타일에서의 신호에 공간 기반 함수로부터 획득된 평가 결과를 곱하여(115) 상기 공간 기반 함수와 연관된 음장 성분에 관한 정보 획득을 포함하고, 상기 기준 신호의 시간-주파수 타일에서의 신호에 추가 공간 기반 함수로부터 획득된 추가 평가 결과를 곱하여(115) 상기 추가 공간 기반 함수와 연관된 추가 음장 성분에 관한 정보 획득을 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 성분의 표현을 갖는 음장 기술을 생성하는 방법.
컴퓨터 또는 프로세서 상에서 구동되는 경우, 제21, 22, 23, 또는 24항 중 어느 한 항의 음장 기술을 생성하는 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 저장 매체.