KR102202722B1 - 헤드셋 장치에서 출력 신호를 적응적으로 교정하는 방법 및 헤드셋 장치 - Google Patents

헤드셋 장치에서 출력 신호를 적응적으로 교정하는 방법 및 헤드셋 장치 Download PDF

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Abstract

출력 신호를 적응적으로 교정하는 헤드셋 장치는 오디오 신호를 입력받는 입력단, 상기 입력단에서 전달되는 신호 중 제1 스피커 장치에 전달되는 제1 신호 및 제2 스피커 장치에 전달되는 제2 신호 중 적어도 하나에 대한 레벨(level), 위상(phase) 및 주파수 중 적어도 하나를 교정하는 DSP(digital signal processor), 상기 DSP의 출력을 변환하는 DAC(Digital Analog Converter), 상기 DAC의 출력을 증폭하는 증폭기, 상기 증폭기의 출력 신호 중 상기 제1 신호를 출력하는 상기 제1 스피커 장치, 상기 증폭기의 출력 신호 중 상기 제2 신호를 출력하는 상기 제2 스피커 장치 및 상기 제1 스피커 장치 및 상기 제2 스피커 장치 중 적어도 하나가 출력하는 신호를 입력받는 마이크를 포함한다. 상기 DSP는 상기 마이크가 입력받은 신호인 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나를 교정한다.

Description

헤드셋 장치에서 출력 신호를 적응적으로 교정하는 방법 및 헤드셋 장치{ADAPTIVE CALIBRATION METHOD FOR OUTPUT SIGNAL OF HEADSET AND HEADSET APPARATUS}
이하 설명하는 기술은 출력신호를 적응적으로 교정하는 헤드셋 장치에 관한 것이다.
헤드셋(headset)은 음악을 듣거나, 다른 사용자와의 통화에 사용하는 장치이다. 기존의 헤드셋은 아날로그 신호를 입력으로 받아 헤드셋 내부에서 이를 소리로 변환해주는 패시브(Passive) 방식의 헤드셋이다. 반면, 액티브 (Active) 헤드셋은 직접 디지털 신호를 입력받아 D/A 변환, 헤드폰 앰프 기능을 모두 내부에서 자체적으로 수행한다. USB 헤드폰, Bluetooth 헤드폰이 대표적인 액티브 헤드셋의 사례이다.
드라이버(driver)는 헤드셋을 구성하는 핵심 부품 중 하나이다.
드라이버 유닛은 다이내믹 무빙 코일 드라이버(Dynamic Moving Coil Driver, 이하 다이내믹 드라이버라 함)와 밸런스드 아마추어 드라이버(Balanced Armature Driver, 이하 BA 드라이버라 함)가 대표적으로 많이 사용된다. 다이내믹 드라이버는 자연스러운 중저역대를 재생하는데 유리하며 제조단가가 상대적으로 낮은 편이다. 또한, 다이내믹 드라이버는 넓은 대역폭을 가져 단일 유닛으로 더 넓은 대역을 재생할 수는 있다.
BA 드라이버는 매우 소형이며 효율이 높고 반응이 빨라 정확한 IR(Impulse Response) 반응을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 다만, BA 드라이버는 제한된 대역폭과 저주파 재생의 어려움으로 인하여, 다중 BA 유닛을 이용하거나 또는 다이나믹과 함께 사용되기도 한다.
다중 유닛을 사용한 헤드셋에서는 입력 신호를 주파수 대역 별로 분리하는 과정이 필요하며, 이를 크로스 오버(cross over)라고 지칭한다. 스테레오 아날로그 입력을 가지는 패시스(Passive) 헤드셋은 아날로그 영역에서 아날로그 필터를 사용해서 크로스 오버를 구현해야 한다. 이러한 과정을 거쳐서 스테레오 2채널 입력 신호를 주파수 별로 여러 개의 독립적인 채널로 분리시켜 재생하여 오디오 품질 및 정확도를 높이게 되는 이득을 얻을 수 있다. 하지만, 아날로그 필터에 사용되는 소자들의 오차와 드라이버 유닛들의 오차들로 인해서 분리된 각 주파수 대역의 출력 크기, 주파수 응답, 위상 특성에 왜곡이 발생하게 되며, 각 대역의 중첩 및 간섭을 일으켜 더 많은 왜곡을 발생시키게 된다.
한국공개실용신안 제20-2011-0006383호
이하 설명하는 기술은 자체적인 처리 능력을 갖는 액티브 헤드셋에서 내부 장착된 마이크를 활용하여 출력 신호를 교정하는 방식을 제공하고, 이를 바탕으로 오디오 품질을 높이는 기법을 제공하고자 한다.
헤드셋 장치에서 출력 신호를 적응적으로 교정하는 방법은 헤드셋 장치가 입력 장치를 통해 오디오에 대한 다중 채널 신호를 입력받는 단계, 상기 헤드셋 장치가 상기 다중 채널 신호를 처리하여 다중 드라이버들로 출력하는 단계, 상기 헤드셋 장치가 마이크를 통해 상기 다중 드라이버로부터 출력되는 오디오 신호인 레퍼런스 신호를 입력받는 단계, 상기 헤드셋 장치가 DSP(digital signal processor)를 통해 상기 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 입력 장치를 통해 입력되는 다중 채널 신호를 교정하는 단계 및 상기 헤드셋 장치가 상기 교정한 다중 채널 신호를 상기 다중 드라이버들로 출력하는 단계를 포함한다.
출력 신호를 적응적으로 교정하는 헤드셋 장치는 오디오 신호를 입력받는 입력단, 상기 입력단에서 전달되는 신호 중 제1 스피커 장치에 전달되는 제1 신호 및 제2 스피커 장치에 전달되는 제2 신호 중 적어도 하나에 대한 레벨(level), 위상(phase) 및 주파수 중 적어도 하나를 교정하는 DSP(digital signal processor), 상기 DSP의 출력을 변환하는 DAC(Digital Analog Converter), 상기 DAC의 출력을 증폭하는 증폭기, 상기 증폭기의 출력 신호 중 상기 제1 신호를 출력하는 상기 제1 스피커 장치, 상기 증폭기의 출력 신호 중 상기 제2 신호를 출력하는 상기 제2 스피커 장치 및 상기 제1 스피커 장치 및 상기 제2 스피커 장치 중 적어도 하나가 출력하는 신호를 입력받는 마이크를 포함한다. 상기 DSP는 상기 마이크가 입력받은 신호인 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나를 교정한다.
이하 설명하는 기술은 단일 드라이버 유닛 및 다중 드라이버 유닛을 사용하는 헤드셋에 모두 적용할 수 있는 방식이다. 이하 설명하는 기술은 헤드셋에서 자체적으로 레퍼런스 신호를 발생하여 각 채널의 드라이버 유닛을 통해 순차적으로 레퍼런스 신호를 재생하고, 그 신호를 자체 마이크로 입력받아 그를 근거로 각각의 드라이버 유닛을 포함한 모든 오디오 채널의 편차를 디지털 교정하는 방식이다.
도 1은 헤드셋 장치에 대한 예이다.
도 2는 헤드셋 장치에 대한 다른 예이다.
도 3은 헤드셋 장치에서의 신호 교정 과정에 대한 예이다.
도 4는 헤드셋 장치에서의 오디오 신호를 출력하는 과정에 대한 예이다.
도 5는 도 4의 헤드셋 장치에서의 신호 교정 과정에 대한 예이다.
도 6은 도 4의 헤드셋 장치에서의 신호 교정 과정에 대한 다른 예이다.
도 7은 헤드셋 장치에서의 오디오 신호를 출력하는 과정에 대한 다른 예이다.
이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
이하 설명하는 기술은 헤드셋의 각 출력 채널 신호를 교정하여 좌우 스피커 밸런스(balance) 및 각 서브 채널의 편차를 제거하기 위한 것이다.
헤드셋 또는 헤드셋 장치는 사용자가 착용하여 음악, 음성과 같은 오디오 신호를 듣는 장치이다. 헤드셋은 물리적으로 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 헤드셋은 인-이어 모니터(in-ear monitor), 헤드폰, 넥밴드(headset neckband) 등과 같은 유형을 모두 포함할 수 있다. 이하 설명하는 헤드셋은 특정 형태로 구현된 제품에 한정되지 않고, 이하 설명하는 구성을 갖는 헤드셋에 모두 적용 가능하다.
헤드셋은 DSP(digital signal processor)를 사용하여 오디오 신호를 처리한다. DSP는 디지털 신호를 처리한다. 널리 알려진 바와 같이, DSP는 신호의 필터링(Filtering), 증폭, 잡음제거, 신호발생, 신호검출, 신호의 특징검출 등을 할 수 있다. DSP는 필요에 따라 특정 프로그램을 메모리에 저장하고, 해당 프로그램을 이용하여 동작한다.
헤드셋은 드라이버 유닛으로 신호를 출력한다. 드라이버 유닛은 아날로그 오디오 신호를 외부에 출력하는 구성이다. 드라이버 유닛은 대표적으로 다이내믹 유닛, BA 드라이버 유닛이 있다. 이하 설명하는 기술은 특정 유형의 드라이버 유닛을 사용한 헤드셋에 한정되지 않는다. 즉, 이하 설명하는 기술은 드라이버 유닛의 형태에 관계 없이 적용 가능하다.
도 1은 헤드셋 장치(100, 200)에 대한 예이다. 도 1은 좌측 및 우측 스피커 유닛에 드라이버 유닛이 각각 하나씩 있는 헤드셋 장치(100, 200)이다. 헤드셋 장치(100, 200)는 마이크를 포함한다.
도 1(A)는 좌우 스피커 유닛에서 출력하는 신호를 하나의 마이크로 피드백 받는 헤드셋 장치(100)에 대한 예이다.
헤드셋 장치(100)는 입력단(110), DSP(120), DAC(130), 증폭기(amplifier, 140), 드라이버 유닛(151, 152), 마이크(160) 및 전원공급부(170)를 포함한다. 헤드셋 장치(100)는 도 1에 도시한 구성 외에도 다른 구성도 포함할 수 있다. 예컨대, 헤드셋 장치(100)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analog Digital Converter)를 더 포함할 수 있다. 또한, 헤드셋 장치(100)는 구성을 담는 몸체, 격벽, 배선, 하우징(housing) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이하 설명은 오디오 신호 처리 과정에 관여하는 구성을 중심으로 설명한다.
입력단(110)은 소스 오디오 신호(source audio)를 DSP(120)에 전달한다. 소스 오디오 신호는 헤드셋 장치(100)로 최초 입력되는 음원 신호를 의미한다.
입력단(110)이 입력받는 신호는 기본적으로 디지털 신호이다. 아날로그 신호는 ADC를 이용하여 디지털 신호로 변환하여야 한다. 입력단(110)은 소스 오디오 신호를 유선으로 입력받을 수 있다. 입력단(110)은 특정 포맷으로 전달되는 소스 오디오 신호를 DSP(120)에 전달한다. 입력단(110)은 소스 오디오 신호를 무선으로 입력받을 수도 있다. 이 경우 입력단(110)은 무선 신호 수신을 위한 통신 모듈을 포함한다.
DSP(120)는 소스 오디오 신호를 일정하게 처리한다. 예컨대, DSP(120)는 소스 오디오 신호의 레벨 또는 게인(gain)을 조절할 수 있다. DSP(120)는 소스 오디오 신호의 위상(phase)을 조절할 수 있다. DSP(120)는 소스 오디오 신호의 주파수 응답 특성에 따라 주파수 범위를 결정하는 오프셋을 설정할 수도 있다. DSP(120)는 소스 오디오 신호의 주파수 대역을 기준으로 신호를 조절 내지 변경할 수 있다. 나아가, DSP(120)는 입력을 원하는 주파수 대역으로 분리하는 디지털 크로스오버(cross over)를 할 수도 있다.
이때 DSP(120)가 주파수 대역별로 서브 채널로 분리하게 된다. 각 서브 채널에 대하여 DAC, 증폭기 및 드라이버 유닛이 하나씩 존재한다. 도 1은 드라이버 유닛이 두 개이고, 이 경우 DAC와 증폭기는 서브 채널별로 존재할 수 있다. 다만, 도 1은 설명의 편의를 위하여 DAC와 증폭기를 하나의 블록으로 표현하였다. 도 1에서 복수의 채널은 복수의 실선으로 표현하였다.
DAC(130)는 DSP(120)의 출력 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 증폭기(140)는 변환된 아날로그 신호를 일정하게 증폭한다. 드라이버 유닛(151 및 152)은 증폭된 아날로그 신호를 출력한다. 드라이버 유닛(151)은 좌측 스피커 유닛일 수 있고, 드라이버 유닛(152)은 우측 스피커 유닛일 수 있다.
마이크(160)는 드라이버 유닛(151, 152)이 출력하는 오디오 신호를 입력받는다. 마이크(160)는 오디오 신호 교정을 위하여 드라이버 유닛(151, 152)이 출력하는 오디오 신호를 입력받는다. 마이크(160)가 입력받는 신호는 레퍼런스 신호(reference audio)라고 명명한다. 마이크(160)는 아날로그 신호를 입력받아 아날로그 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, ADC를 사용하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 필요가 있다. 또는, 마이크(160)가 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 구성을 포함하는 디지털 마이크(MEMS MIC)일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 드라이버 유닛의 특성 및 각 채널에 사용된 부품들의 물리적인 편차에 따라 오디오 신호 전체 또는 일정한 대역의 품질이 떨어질 수 있다. 또한, 드라이버 유닛(151) 및 드라이버 유닛(152)이 동일한 소리를 출력하도록 의도한 경우에도 장치적 특성에 따라 음량이나 주파수가 서로 편차가 있을 수 있다. 이 경우, 오디오 신호에 대한 교정이 필요하다.
DSP(120)는 레퍼런스 신호를 각각의 채널로 순차적으로 출력하고, 각 채널을 통해서 재생된 신호를 마이크 또는 ADC를 통해서 다시 입력받는다. DSP(120)는 입력받은 레퍼런스 신호를 바탕으로 각 채널의 물리적인 편차를 계산하여 저장하고, 이후에 발생하는 오디오 재생 시에 각 채널의 보정에 이용한다.
전원 공급부(170)는 전원이 필요한 구성에 전력을 제공하는 구성이다. 전원 공급부(170)는 상시전원 또는 배터리로부터 전력을 공급하는 구성이다.
도 1(B)는 좌우 스피커 유닛에서 출력하는 각 신호를 복수의 마이크로 피드백 받는 헤드셋 장치(200)에 대한 예이다. 헤드셋 장치(200)는 헤드셋 장치(100)와 달리 스피커 유닛별로 마이크가 있는 형태이다.
헤드셋 장치(200)는 입력단(210), DSP(220), DAC(230), 증폭기(240), 드라이버 유닛(251, 252), 마이크(261, 262) 및 전원공급부(270)를 포함한다. 헤드셋 장치(200)는 도 1에 도시한 구성 외에도 다른 구성도 포함할 수 있다. 예컨대, 헤드셋 장치(200)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC를 더 포함할 수 있다. 또한, 헤드셋 장치(200)는 구성을 담는 몸체, 격벽, 배선, 하우징(housing) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이하 설명은 오디오 신호 처리 과정에 관여하는 구성을 중심으로 설명한다.
입력단(210)은 소스 오디오 신호(source audio)를 DSP(220)에 전달한다.
입력단(210)이 입력받는 신호는 기본적으로 디지털 신호이다. 아날로그 신호는 ADC를 이용하여 디지털 신호로 변환하여야 한다. 입력단(210)은 소스 오디오 신호를 유선으로 입력받을 수 있다. 입력단(210)은 특정 포맷으로 전달되는 소스 오디오 신호를 DSP(220)에 전달한다. 입력단(210)은 소스 오디오 신호를 무선으로 입력받을 수도 있다. 이 경우 입력단(210)은 무선 신호 수신을 위한 통신 모듈을 포함한다.
DSP(220)는 소스 오디오 신호를 일정하게 처리한다. 예컨대, DSP(220)는 소스 오디오 신호의 레벨 또는 게인(gain)을 조절할 수 있다. DSP(220)는 소스 오디오 신호의 위상(phase) 및 지연(Delay)을 조절할 수 있다. DSP(220)는 소스 오디오 신호의 주파수 응답 특성에 따라 주파수 범위를 결정하는 오프셋을 설정할 수도 있다. DSP(220)는 소스 오디오 신호의 주파수 대역을 기준으로 신호를 조절 내지 변경할 수 있다. 나아가, DSP(220)는 입력 신호를 여러 개의 주파수 대역으로 분리하는 디지털 크로스오버(cross over)를 할 수도 있다.
DSP(220)가 주파수 대역별로 서브 채널로 분리하게 된다. 각 서브 채널에 대하여 DAC, 증폭기 및 드라이버 유닛이 하나씩 존재한다. 도 1은 드라이버 유닛이 두 개이고, 이 경우 DAC와 증폭기는 서브 채널별로 존재할 수 있다. 다만, 도 1은 설명의 편의를 위하여 DAC와 증폭기를 하나의 블록으로 표현하였다. 도 1에서 복수의 채널은 복수의 실선으로 표현하였다.
DAC(230)는 DSP(220)의 출력 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 증폭기(240)는 변환된 아날로그 신호를 일정하게 증폭한다. 드라이버 유닛(251 및 152)은 증폭된 아날로그 신호를 출력한다. 드라이버 유닛(251)은 좌측 스피커 유닛 구성일 수 있고, 드라이버 유닛(252)은 우측 스피커 유닛 구성일 수 있다.
마이크(261, 262)는 오디오 신호 교정을 위하여 드라이버 유닛(251, 152)이 출력하는 오디오 신호를 입력받는다. 마이크(261)는 드라이버 유닛(251)이 출력하는 오디오 신호를 입력받는다. 마이크(262)는 드라이버 유닛(252)이 출력하는 오디오 신호를 입력받는다. 한편, 마이크가 신호를 수신하는 과정에도 오차가 발생할 수 있기 때문에, 각 마이크가 다른 드라이버 유닛의 신호도 입력받는 것이 바람직하다. 즉, 마이크(261)는 드라이버 유닛(251) 및 드라이버 유닛(252)이 출력하는 오디오 신호를 입력받을 수 있다. 또한 마이크(262)는 드라이버 유닛(251) 및 드라이버 유닛(252)이 출력하는 오디오 신호를 입력받을 수 있다.
마이크(261, 262)는 아날로그 신호를 입력받아 아날로그 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, ADC를 사용하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 필요가 있다. 또는, 마이크(261, 262)가 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 구성을 포함하는 디지털 마이크(MEMS MIC)일 수도 있다.
도 1(B)에서 드라이버 유닛(251) 및 마이크(261)는 하나의 스피커 유닛 형태로 구현될 수 있다. 또한, 도 1(B)에서 드라이버 유닛(252) 및 마이크(262)는 하나의 스피커 유닛 형태로 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 드라이버 유닛의 특성에 따라 오디오 신호 전체 또는 일정한 대역의 품질이 떨어질 수 있다. 또한, 드라이버 유닛(251) 및 드라이버 유닛(252)이 동일한 소리를 출력하도록 의도한 경우에도 장치적 특성에 따라 음량이나 주파수가 서로 편차가 있을 수 있다. 이 경우, 오디오 신호에 대한 교정이 필요하다.
DSP(220)는 레퍼런스 신호를 각각의 채널로 순차적으로 출력하고, 각 채널을 통해서 재생된 신호를 마이크 또는 ADC를 통해서 다시 입력받는다. DSP(220)는 입력받은 레퍼런스 신호를 바탕으로 각 채널의 물리적인 편차를 계산하여 저장하고, 이후에 발생하는 오디오 재생 시에 각 채널의 보정에 이용한다.
전원 공급부(270)는 전원이 필요한 구성에 전력을 제공하는 구성이다. 전원 공급부(270)는 상시전원 또는 배터리로부터 전력을 공급하는 구성이다.
도 2는 헤드셋 장치(300, 400)에 대한 다른 예이다. 도 2는 좌측 및 우측 스피커 유닛에 다중 드라이버 유닛이 있는 헤드셋 장치(300, 400)이다. 헤드셋 장치(300, 400)는 마이크를 포함한다.
도 2(A)는 좌우 스피커 유닛에서 출력하는 신호를 하나의 마이크로 피드백 받는 헤드셋 장치(300)에 대한 예이다.
헤드셋 장치(300)는 입력단(310), DSP(320), DAC(330), 증폭기(340), 드라이버 유닛(351 내지 358), 마이크(360) 및 전원공급부(370)를 포함한다. 헤드셋 장치(300)는 도 2에 도시한 구성 외에도 다른 구성도 포함할 수 있다. 예컨대, 헤드셋 장치(300)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC를 더 포함할 수 있다. 또한, 헤드셋 장치(300)는 구성을 담는 몸체, 격벽, 배선, 하우징(housing) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이하 설명은 오디오 신호 처리 과정에 관여하는 구성을 중심으로 설명한다.
입력단(310)은 소스 오디오 신호(source audio)를 DSP(320)에 전달한다. 소스 오디오 신호는 헤드셋 장치(300)로 최초 입력되는 음원 신호를 의미한다.
입력단(310)이 입력받는 신호는 기본적으로 디지털 신호이다. 아날로그 신호는 ADC를 이용하여 디지털 신호로 변환하여야 한다. 입력단(310)은 소스 오디오 신호를 유선으로 입력받을 수 있다. 입력단(310)은 특정 포맷으로 전달되는 소스 오디오 신호를 DSP(320)에 전달한다. 입력단(310)은 소스 오디오 신호를 무선으로 입력받을 수도 있다. 이 경우 입력단(310)은 무선 신호 수신을 위한 통신 모듈을 포함한다.
DSP(320)는 소스 오디오 신호를 일정하게 처리한다. 예컨대, DSP(320)는 소스 오디오 신호의 레벨 또는 게인(gain)을 조절할 수 있다. DSP(320)는 소스 오디오 신호의 위상(phase)을 조절할 수 있다. DSP(320)는 소스 오디오 신호의 주파수 응답 특성에 따라 주파수 범위를 결정하는 오프셋을 설정할 수도 있다. DSP(320)는 소스 오디오 신호의 주파수 대역을 기준으로 신호를 조절 내지 변경할 수 있다. 나아가, DSP(320)는 입력을 원하는 주파수 대역으로 분리하는 디지털 크로스오버(cross over)를 할 수도 있다. DSP(320)는 각 드리이버 유닛에 대한 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
DSP(320)가 주파수 대역별로 서브 채널로 분리하게 된다. 각 서브 채널에 대하여 DAC, 증폭기 및 드라이버 유닛이 하나씩 존재한다. 도 2는 드라이버 유닛이 8개이고, 이 경우 DAC와 증폭기는 서브 채널별로 존재할 수 있다. 다만, 도 2는 설명의 편의를 위하여 DAC와 증폭기를 하나의 블록으로 표현하였다. 도 2에서 복수의 채널은 복수의 실선으로 표현하였다.
DAC(330)는 DSP(320)의 출력 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 증폭기(340)는 변환된 아날로그 신호를 일정하게 증폭한다. 드라이버 유닛들(351 내지 358)은 증폭된 아날로그 신호를 출력한다. 드라이버 유닛들(351 내지 354)은 좌측 스피커 유닛 구성일 수 있고, 드라이버 유닛(355 내지 358)은 우측 스피커 유닛 구성일 수 있다.
마이크(360)는 드라이버 유닛들(351 내지 358)이 출력하는 오디오 신호를 입력받는다. 마이크(360)는 오디오 신호 교정을 위하여 드라이버 유닛(351 내지 358)이 출력하는 오디오 신호(레퍼런스 신호)를 입력받는다. 마이크(360)는 아날로그 신호를 입력받아 아날로그 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, ADC를 사용하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 필요가 있다. 또는, 마이크(360)가 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 구성을 포함하는 디지털 마이크(MEMS MIC)일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 드라이버 유닛의 특성에 따라 오디오 신호 전체 또는 일정한 대역의 품질이 떨어질 수 있다. 또한, 드라이버 유닛(351 내지 354) 및 드라이버 유닛(355 내지 358)이 동일한 소리를 출력하도록 의도한 경우에도 장치적 특성에 따라 음량이나 주파수가 서로 편차가 있을 수 있다. 나아가, 다중 BA 드라이버 유닛은 주파수 대역별로 크로스오버하는데, 디지털 방식의 크로스오버는 다중 유닛 간 서로 겹치는 주파수 대역에서 예측하기 힘든 보강 및 간섭의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, DSP(320)는 레퍼런스 신호를 피드백 받아, 출력하는 신호를 일정하게 교정할 필요가 있다.
DSP(320)는 레퍼런스 신호를 각각의 채널로 순차적으로 출력하고, 각 채널을 통해서 재생된 신호를 마이크 또는 ADC를 통해서 다시 입력받는다. DSP(320)는 입력받은 레퍼런스 신호를 바탕으로 각 채널의 물리적인 편차를 계산하여 저장하고, 이후에 발생하는 오디오 재생 시에 각 채널의 보정에 이용한다.
전원 공급부(370)는 전원이 필요한 구성에 전력을 제공하는 구성이다. 전원 공급부(370)는 상시전원 또는 배터리로부터 전력을 공급하는 구성이다.
도 2(B)는 좌우 스피커 유닛에서 출력하는 신호를 복수의 마이크로 피드백 받는 헤드셋 장치(400)에 대한 예이다.
헤드셋 장치(400)는 입력단(410), DSP(420), DAC(430), 증폭기(440), 드라이버 유닛(451 내지 458), 마이크(460) 및 전원공급부(470)를 포함한다. 헤드셋 장치(400)는 도 2에 도시한 구성 외에도 다른 구성도 포함할 수 있다. 예컨대, 헤드셋 장치(400)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC를 더 포함할 수 있다. 또한, 헤드셋 장치(400)는 구성을 담는 몸체, 격벽, 배선, 하우징(housing) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이하 설명은 오디오 신호 처리 과정에 관여하는 구성을 중심으로 설명한다.
입력단(410)은 소스 오디오 신호(source audio)를 DSP(420)에 전달한다. 소스 오디오 신호는 헤드셋 장치(400)로 최초 입력되는 음원 신호를 의미한다.
입력단(410)이 입력받는 신호는 기본적으로 디지털 신호이다. 아날로그 신호는 ADC를 이용하여 디지털 신호로 변환하여야 한다. 입력단(410)은 소스 오디오 신호를 유선으로 입력받을 수 있다. 입력단(410)은 특정 포맷으로 전달되는 소스 오디오 신호를 DSP(420)에 전달한다. 입력단(410)은 소스 오디오 신호를 무선으로 입력받을 수도 있다. 이 경우 입력단(410)은 무선 신호 수신을 위한 통신 모듈을 포함한다.
DSP(420)는 소스 오디오 신호를 일정하게 처리한다. 예컨대, DSP(420)는 소스 오디오 신호의 레벨 또는 게인(gain)을 조절할 수 있다. DSP(420)는 소스 오디오 신호의 위상(phase)을 조절할 수 있다. DSP(420)는 소스 오디오 신호의 주파수 응답 특성에 따라 주파수 범위를 결정하는 오프셋을 설정할 수도 있다. DSP(420)는 소스 오디오 신호의 주파수 대역을 기준으로 신호를 조절 내지 변경할 수 있다. 나아가, DSP(420)는 입력을 원하는 주파수 대역으로 분리하는 디지털 크로스오버(cross over)를 할 수도 있다. DSP(420)는 각 드리이버 유닛에 대한 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
DSP(420)가 주파수 대역별로 서브 채널로 분리하게 된다. 각 서브 채널에 대하여 DAC, 증폭기 및 드라이버 유닛이 하나씩 존재한다. 도 2는 드라이버 유닛이 8개이고, 이 경우 DAC와 증폭기는 서브 채널별로 존재할 수 있다. 다만, 도 2는 설명의 편의를 위하여 DAC와 증폭기를 하나의 블록으로 표현하였다. 도 2에서 복수의 채널은 복수의 실선으로 표현하였다.
DAC(430)는 DSP(420)의 출력 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 증폭기(440)는 변환된 아날로그 신호를 일정하게 증폭한다. 드라이버 유닛들(451 내지 458)은 증폭된 아날로그 신호를 출력한다. 드라이버 유닛들(451 내지 454)은 좌측 스피커 유닛 구성일 수 있고, 드라이버 유닛(455 내지 458)은 우측 스피커 유닛 구성일 수 있다.
마이크(461)는 드라이버 유닛들(451 내지 454)이 출력하는 오디오 신호를 입력받는다. 마이크(462)는 드라이버 유닛들(455 내지 458)이 출력하는 오디오 신호를 입력받는다. 한편, 마이크가 신호를 수신하는 과정에도 오차가 발생할 수 있기 때문에, 각 마이크가 다른 드라이버 유닛의 신호도 입력받는 것이 바람직하다. 즉, 마이크(461)는 드라이버 유닛들(451 내지 454) 및 드라이버 유닛들(455 내지 458)이 출력하는 오디오 신호를 입력받을 수 있다. 또한 마이크(262)는 드라이버 유닛들(451 내지 454) 및 드라이버 유닛들(455 내지 458)이 출력하는 오디오 신호를 입력받을 수 있다.
마이크(461, 462)는 아날로그 신호를 입력받아 아날로그 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, ADC를 사용하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 필요가 있다. 또는, 마이크(461, 462)가 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 구성을 포함하는 디지털 마이크(MEMS MIC)일 수도 있다.
도 2(B)에서 드라이버 유닛(451 내지 454) 및 마이크(461)는 하나의 스피커 유닛 형태로 구현될 수 있다. 또한, 도 2(B)에서 드라이버 유닛(455 내지 458) 및 마이크(462)는 하나의 스피커 유닛 형태로 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 드라이버 유닛의 특성에 따라 오디오 신호 전체 또는 일정한 대역의 품질이 떨어질 수 있다. 또한, 드라이버 유닛(451 내지 354) 및 드라이버 유닛(455 내지 358)이 동일한 소리를 출력하도록 의도한 경우에도 장치적 특성에 따라 음량이나 주파수가 서로 편차가 있을 수 있다. 나아가, 다중 BA 드라이버 유닛은 주파수 대역별로 크로스오버하는데, 디지털 방식의 크로스오버는 다중 유닛 간 서로 겹치는 주파수 대역에서 예측하기 힘든 보강 및 간섭의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, DSP(420)는 레퍼런스 신호를 피드백 받아, 출력하는 신호를 일정하게 교정할 필요가 있다.
DSP(420)는 레퍼런스 신호를 각각의 채널로 순차적으로 출력하고, 각 채널을 통해서 재생된 신호를 마이크 또는 ADC를 통해서 다시 입력받는다. DSP(420)는 입력받은 레퍼런스 신호를 바탕으로 각 채널의 물리적인 편차를 계산하여 저장하고, 이후에 발생하는 오디오 재생 시에 각 채널의 보정에 이용한다.
전원 공급부(470)는 전원이 필요한 구성에 전력을 제공하는 구성이다. 전원 공급부(470)는 상시전원 또는 배터리로부터 전력을 공급하는 구성이다.
도 3은 헤드셋 장치(100)에서의 신호 교정 과정에 대한 예이다. 도 3은 좌측 및 우측 스피커 유닛에 드라이버 유닛이 하나씩 있는 헤드셋 장치에 대한 신호 교정의 예이다. 도 1은 헤드셋 장치(100)와 헤드셋 장치(200)를 도시하는데, 설명의 편의를 위하여 헤드셋 장치(100)를 기준으로 신호 교정 과정을 설명한다.
도 3(A)는 헤드셋 장치(100)에서 오디오 신호를 출력하는 과정에 대한 예이다. 입력단(100)은 소스 오디오 신호를 DSP(120)에 전달한다. DSP(120)는 일정한 신호 처리를 하여 드라이버 유닛에 대한 신호(L과 R)를 출력한다. 예컨대, DSP(120)는 모노인 소스 오디오 신호를 스테레오 신호로 변환하여 각 드라이버 유닛에 대한 신호를 생성할 수 있다. L은 좌측 스피커 유닛에 대한 신호를 나타내고, R은 우측 스피커 유닛에 대한 신호를 나타낸다.
DAC(130)는 DSP(120)에서 출력되는 디지털 신호 L과 R을 각각 아날로그 신호 LA와 RA로 변환하여 출력한다. 증폭기(140)는 아날로그 신호 LA와 RA를 증폭하고, 증폭된 신호 LA'와 RA'를 출력한다.
드라이버 유닛(151)은 LA'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(151)이 출력하는 신호를 LO라고 표시하였다. 드라이버 유닛(152)은 RA'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(151)이 출력하는 신호를 RO라고 표시하였다.
마이크(160)는 LO와 RO를 입력받는다.
도 3(B)는 헤드셋 장치(100)에서 레퍼런스 신호를 이용하여 신호를 교정하는 과정에 대한 예이다. 도 3(B)는 도 3(A)에서 마이크(160)가 LO와 RO를 입력받은 이후의 동작이다. 마이크(160)는 아날로그 신호를 생성하는 장치를 가정한다.
마이크(160)는 LO와 RO를 동시에 입력받아, 아날로그 신호 LO와 RO를 생성한다. 이때, 생성하는 신호는 채널이 구분되는 신호는 아니고, 하나의 채널 신호일 것이다. 도 3(B)에서 LO와 RO로 구분하였지만, 사실 LO + RO의 형태이다.
ADC(170)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호 LOC와 ROC를 출력한다.
DSP(120)는 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 입력받는다. DSP(120)는 레퍼런스 신호를 분석하여 드라이버 유닛(151)과 드라이버 유닛(152)이 출력하는 신호 LO 및 RO 사이의 밸런스가 맞는지 확인한다.
DSP(120)는 모노 신호인 레퍼런스 신호에서 좌측 신호 LO와 우측 신호 RO를 구분하고, 구분된 두 개의 신호를 비교할 수도 있다. 즉, DSP는 자신이 생성한 L과 레퍼런스 신호 LOC 을 비교하고, 자신이 생성한 R과 레퍼런스 신호 ROC를 비교할 수 있다.
또는 DSP(120)는 자신이 생성한 신호 L과 R을 합산한 신호 L+R과 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 비교할 수도 있다.
또는 DSP(120)는 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 기준으로, LOC + ROC의 전체적인 밸런스를 평가할 수도 있다.
DSP(120)는 자신이 생성한 신호와 레퍼런스 신호를 비교하거나, 또는 레퍼런스 신호를 평가하여, 출력 신호의 밸런스가 맞지 않는다고 평가할 수 있다. 이 경우, DSP(120)는 출력 신호의 밸런스를 맞추기 위한 신호 교정을 할 수 있다. 오디오 신호의 밸런스는 레벨(게인), 위상, 주파수 특성 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, DSP(120)는 레벨(게인), 위상 및 주파수 특성 중 적어도 하나를 교정할 수 있다. DSP(120)는 드라이버 유닛들 각각에 대한 신호 중 적어도 하나에 대하여 레벨(게인), 위상 및 주파수 특성 중 적어도 하나를 교정할 수 있다.
DSP(120)는 교정된 신호 LC와 RC를 출력한다. 도 3(B)는 좌측 및 우측 신호 LC와 RC가 모두 교정된 예를 도시한다. 그러나, DSP(120)는 좌측 신호와 우측 신호 중 어느 하나만을 교정할 수도 있다. 예컨대, DSP(120)는 좌측 신호 L과 우측 신호 RC를 출력할 수도 있다.
한편, 헤드셋 장치(200)는 드라이버 유닛(251) 및 드라이버 유닛(252) 별로 신호를 피드백 받는 마이크(261) 및 마이크(262)가 각각 존재한다. DSP(220)는 마이크(261)와 마이크(262)로부터 각각 레퍼런스 신호 LOC 및 ROC를 수신한다(디지털 신호). (1) DSP(220)는 자신이 생성한 L과 레퍼런스 신호 LOC 을 비교하고, 자신이 생성한 R과 레퍼런스 신호 ROC를 비교할 수 있다. (2) DSP(220)는 자신이 생성한 신호 L과 R을 합산한 신호 L+R과 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 비교할 수도 있다. (3) DSP(220)는 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 합산한 신호를 기준으로 전체적인 밸런스를 평가할 수도 있다.
도 2는 헤드셋 장치(300)와 헤드셋 장치(400)를 도시하는데, 이하 설명의 편의를 위하여 헤드셋 장치(300)를 기준으로 신호 교정 과정을 설명한다.
도 4는 헤드셋 장치(300)에서의 오디오 신호를 출력하는 과정에 대한 예이다. 입력단(300)은 소스 오디오 신호를 DSP(320)에 전달한다. DSP(320)는 일정한 신호 처리를 하여 드라이버 유닛에 대한 신호(L과 R)를 출력한다. L은 좌측 스피커 유닛에 대한 신호를 나타내고, R은 우측 스피커 유닛에 대한 신호를 나타낸다. DSP(320)는 2채널 신호인 소스 오디오 신호를 크로스오버하여 각각 복수의 주파수 대역의 신호로 분할할 수 있다. DSP(320)는 좌측 다중 드라이버 유닛들 각각에 대하여 주파수 대역을 분할한 신호 L1, L2, L3 및 L4를 생성하고, 우측 다중 드라이버 유닛들 각각에 대하여 주파수 대역을 분할한 신호 R1, R2, R3 및 R4를 생성한다. L1, L2, L3, L4, R1, R2, R3 및 R4는 각각 서브 채널을 의미한다. 도 4에서 DAC 및 증폭기를 하나의 블록으로 도시하였지만, 서브 채널별로 개별 DAC와 증폭기가 배치될 수 있다.
DAC(330)는 DSP(320)에서 출력되는 디지털 신호 L(L1, L2, L3 및 L4)과 R(R1, R2, R3 및 R4)을 각각 아날로그 신호 LA(L1A, L2A, L3A 및 L4A)와 RA(R1A, R2A, R3A 및 R4A)로 변환하여 출력한다. 증폭기(340)는 아날로그 신호 LA와 RA를 증폭하고, 증폭된 신호 LA'(L1A', L2A', L3A' 및 L4A')와 RA'(R1A', R2A', R3A' 및 R4A')를 출력한다.
드라이버 유닛(351)은 L1A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(352)은 L2A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(353)은 L3A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(354)은 L4A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛들(351 내지 354)이 출력하는 신호를 LO라고 표시하였다.
드라이버 유닛(355)은 R1A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(356)은 R2A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(357)은 R3A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(358)은 R4A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛들(355 내지 358)이 출력하는 신호를 RO라고 표시하였다.
마이크(360)는 LO와 RO를 입력받는다.
도 5는 도 4의 헤드셋 장치(300)에서의 신호 교정 과정에 대한 예이다. 도 5는 도 4에서 마이크(360)가 레퍼런스 신호 LO와 RO를 입력받은 이후의 과정이다. 마이크(360)는 아날로그 신호를 생성하는 장치를 가정한다.
마이크(360)는 LO와 RO를 동시에 입력받아, 아날로그 신호 LO와 RO를 생성한다. 이때, 생성하는 신호는 채널이 구분되는 신호는 아니고, 하나의 채널 신호일 것이다. 도 3(B)에서 LO와 RO로 구분하였지만, 사실 LO + RO의 형태이다.
ADC(370)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호 LOC와 ROC를 출력한다.
DSP(320)는 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 입력받는다. DSP(320)는 레퍼런스 신호를 분석하여 드라이버 유닛(351)과 드라이버 유닛(352)이 출력하는 신호 LO 및 RO 사이의 밸런스가 맞는지 확인한다.
DSP(320)는 모노 신호인 레퍼런스 신호에서 좌측 신호 LO와 우측 신호 RO를 구분하고, 구분된 두 개의 신호를 비교할 수도 있다. 즉, DSP는 자신이 생성한 L과 레퍼런스 신호 LOC 을 비교하고, 자신이 생성한 R과 레퍼런스 신호 ROC를 비교할 수 있다.
또는 DSP(320)는 자신이 생성한 신호 L과 R을 합산한 신호 L+R과 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 비교할 수도 있다.
또는 DSP(320)는 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 기준으로, LOC + ROC의 전체적인 밸런스를 평가할 수도 있다.
DSP(320)는 자신이 생성한 신호와 레퍼런스 신호를 비교하거나, 또는 레퍼런스 신호를 평가하여, 출력 신호의 밸런스가 맞지 않는다고 평가할 수 있다. 이 경우, DSP(320)는 출력 신호의 밸런스를 맞추기 위한 신호 교정을 할 수 있다. 오디오 신호의 밸런스는 레벨(게인), 위상, 주파수 특성 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, DSP(320)는 레벨(게인), 위상 및 주파수 특성 중 적어도 하나를 교정할 수 있다. DSP(320)는 드라이버 유닛들 각각에 대한 신호 중 적어도 하나에 대하여 레벨(게인), 위상 및 주파수 특성 중 적어도 하나를 교정할 수 있다.
DSP(320)는 교정된 신호 LC(L1C, L2C, L3C 및 L4C) 및 RC(R1C, R2C, R3C 및 R4C)를 출력한다. 도 5는 LC와 RC에 대하여 모든 주파수 대역의 신호가 교정된 예를 도시한다. 경우에 따라, DSP(320)는 좌측 신호와 우측 신호 중 어느 하나만을 교정할 수도 있다. 또한, DSP(320)는 복수의 주파수 대역 신호 중 어느 하나의 대역에 대한 레벨(게인), 위상 및 주파수 특성 중 적어도 하나를 교정할 수 있다.
DAC(330)는 DSP(320)에서 출력되는 디지털 신호 LC(L1C, L2C, L3C 및 L4C) 및 RC(R1C, R2C, R3C 및 R4C)을 각각 아날로그 신호 LC A(L1C A, L2C A, L3C A 및 L4C A)와 RC A(R1C A, R2C A, R3C A 및 R4C A)로 변환하여 출력한다. 증폭기(340)는 아날로그 신호 LA와 RA를 증폭하고, 증폭된 신호 LC A'(L1C A', L2C A', L3C A' 및 L4C A')와 RC A'(R1C A', R2C A', R3C A' 및 R4C A')를 출력한다.
드라이버 유닛(351)은 L2C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(352)은 L2C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(353)은 L3C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(354)은 L4C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(355)은 R1 C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(356)은 R2 C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(357)은 R3 C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(358)은 R4 C A'를 수신하여 출력한다.
한편, 헤드셋 장치(400)는 드라이버 유닛들(451 내지 454) 및 드라이버 유닛들(455 내지 458) 별로 신호를 피드백 받는 마이크(461) 및 마이크(462)가 각각 존재한다. DSP(420)는 마이크(461)와 마이크(462)로부터 각각 레퍼런스 신호 LOC 및 ROC를 수신한다(디지털 신호). (1) DSP(420)는 자신이 생성한 L과 레퍼런스 신호 LOC에 대하여 각각 동일한 주파수 대역별로 비교하고, 자신이 생성한 R과 레퍼런스 신호 ROC에 대하여 각각 동일한 주파수 대역별로 비교할 수 있다. 이를 위해서는 먼저, DSP(420)는 레퍼런스 신호 LOC 및 ROC를 각각 복수의 주파수 대역을 분할해야한다. 이후 DSP(420)는 자신이 생성했던 좌측 신호와 좌측 레퍼런스 신호에 대하여 대응되는 주파수 대역별로 비교할 수 있다. 또한, DSP(420)는 자신이 생성했던 우측 신호와 우측 레퍼런스 신호에 대하여 대응되는 주파수 대역별로 비교할 수 있다. (2) DSP(420)는 자신이 생성한 신호 L1, L2, L3 및 L4를 하나로 합산한 신호와 레퍼런스 신호 LOC를 비교할 수 있다. 또한, DSP(420)는 자신이 생성한 신호 R1, R2, R3 및 R4를 하나로 합산한 신호와 레퍼런스 신호 ROC를 비교할 수 있다. (3) DSP(220)는 자신이 생성한 신호 L과 R을 합산한 신호 L+R과 레퍼런스 신호를 합산한 신호 LOC + ROC를 비교할 수도 있다.
(4) DSP(220)는 레퍼런스 신호 LOC과 ROC를 비교할 수 있다. 이 경우, DSP(220)는 출력 신호인 레퍼런스 신호 LOC과 ROC사이의 밸런스를 평가할 수 있다. (5) DSP(220)는 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 합산한 신호를 기준으로 전체적인 밸런스를 평가할 수도 있다.
도 6은 도 4의 헤드셋 장치(300)에서의 신호 교정 과정에 대한 다른 예이다. 도 6은 도 4에서 마이크(360)가 레퍼런스 신호 LO와 RO를 입력받은 이후의 과정에 대한 다른 예이다. 마이크(360)는 아날로그 신호를 생성하는 장치를 가정한다.
마이크(360)는 LO와 RO를 동시에 입력받아, 아날로그 신호 LO와 RO를 생성한다. 이때, 생성하는 신호는 채널이 구분되는 신호는 아니고, 하나의 채널 신호일 것이다. 도 3(B)에서 LO와 RO로 구분하였지만, 사실 LO + RO의 형태이다.
ADC(370)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호 LOC와 ROC를 출력한다.
DSP(320)는 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 입력받는다. DSP(320)는 레퍼런스 신호를 분석하여 드라이버 유닛(351)과 드라이버 유닛(352)이 출력하는 신호 LO 및 RO 사이의 밸런스가 맞는지 확인한다.
DSP(320)는 모노 신호인 레퍼런스 신호에서 좌측 신호 LO와 우측 신호 RO를 구분하고, 구분된 두 개의 신호를 비교할 수도 있다. 즉, DSP는 자신이 생성한 L과 레퍼런스 신호 LOC 을 비교하고, 자신이 생성한 R과 레퍼런스 신호 ROC를 비교할 수 있다.
또는 DSP(320)는 자신이 생성한 신호 L과 R을 합산한 신호 L+R과 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 비교할 수도 있다.
또는 DSP(320)는 레퍼런스 신호 LOC + ROC를 기준으로, LOC + ROC의 전체적인 밸런스를 평가할 수도 있다.
DSP(320)는 자신이 생성한 신호와 레퍼런스 신호를 비교하거나, 또는 레퍼런스 신호를 평가하여, 출력 신호의 밸런스가 맞지 않는다고 평가할 수 있다. 이 경우, DSP(320)는 출력 신호의 밸런스를 맞추기 위한 신호 교정을 할 수 있다. 오디오 신호의 밸런스는 레벨(게인), 위상, 주파수 특성 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, DSP(320)는 레벨(게인), 위상 및 주파수 특성 중 적어도 하나를 교정할 수 있다. DSP(320)는 드라이버 유닛들 각각에 대한 신호 중 적어도 하나에 대하여 레벨(게인), 위상 및 주파수 특성 중 적어도 하나를 교정할 수 있다.
DSP(320)는 좌측 신호와 우측 신호 중 적어도 하나에 대하여, 각각 특정 주파수 대역의 신호만을 교정할 수 있다. DSP(320)는 도 6과 같이 좌측 신호 중 L1C 및 L3C 을 교정하고, 우측 신호 중 R2C 및 R4C을 교정할 수 있다. DSP(320)는 L1C, L3C, R2C 및 R4C 각각에 대하여 레벨(게인), 위상 및 주파수 특성 중 적어도 하나를 교정할 수 있다. DSP(320)는 좌측 신호(L1C, L2, L3C 및 L4) 및 우측 신호(R1, R2C, R3 및 R4C)를 출력한다.
DAC(330)는 DSP(320)에서 출력되는 디지털 신호 (L1C, L2, L3C 및 L4) 및 (R1, R2C, R3 및 R4C)을 각각 아날로그 신호 (L1C A, L2A, L3C A 및 L4A)와 (R1A, R2C A, R3A 및 R4C A)로 변환하여 출력한다. 증폭기(340)는 아날로그 신호 LA와 RA를 증폭하고, 증폭된 신호 LC A'(L1C A', L2A', L3C A' 및 L4A')와 RC A'(R1A', R2C A', R3A' 및 R4C A')를 출력한다.
드라이버 유닛(351)은 L2C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(352)은 L2C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(353)은 L3C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(354)은 L4C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(355)은 R1 C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(356)은 R2 C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(357)은 R3 C A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(358)은 R4 C A'를 수신하여 출력한다.
도 7은 헤드셋 장치(300)에서의 오디오 신호를 출력하는 과정에 대한 다른 예이다. 도 7은 헤드셋 장치(300)가 2채널 신호가 아닌, 다중 채널(5.1채널, 7.1 채널 등)인 소스 오디오 신호를 입력받는 예이다.
입력단(300)은 다중 채널 소스 오디오 신호를 DSP(320)에 전달한다. DSP(320)는 일정한 신호 처리를 하여 드라이버 유닛에 대한 신호(L과 R)를 출력한다. L은 좌측 스피커 유닛에 대한 신호를 나타내고, R은 우측 스피커 유닛에 대한 신호를 나타낸다. DSP(320)는 다중 채널에 대해서는 주파수 대역을 분할하지 않을 수 있다. 다만, DSP(320)는 좌우 채널 각각에 대한 다중 채널에 대하여 게인 등을 조절할 수 있다. DSP(320)는 좌측 채널의 다중 채널 신호를 좌측 다중 드라이버 유닛들 각각에 전달한다. DSP(320)는 우측 채널의 다중 채널 신호를 우측 다중 드라이버 유닛들 각각에 전달한다.
DAC(330)는 DSP(320)에서 출력되는 디지털 신호 L(L1, L2, L3 및 L4)과 R(R1, R2, R3 및 R4)을 각각 아날로그 신호 LA(L1A, L2A, L3A 및 L4A)와 RA(R1A, R2A, R3A 및 R4A)로 변환하여 출력한다. 증폭기(340)는 아날로그 신호 LA와 RA를 증폭하고, 증폭된 신호 LA'(L1A', L2A', L3A' 및 L4A')와 RA'(R1A', R2A', R3A' 및 R4A')를 출력한다.
드라이버 유닛(351)은 L1A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(352)은 L2A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(353)은 L3A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(354)은 L4A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛들(351 내지 354)이 출력하는 신호를 LO라고 표시하였다. 드라이버 유닛(355)은 R1A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(356)은 R2A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(357)은 R3A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛(358)은 R4A'를 수신하여 출력한다. 드라이버 유닛들(355 내지 358)이 출력하는 신호를 RO라고 표시하였다.
마이크(360)는 LO와 RO를 입력받는다.
도 3(B), 도 6 및 도 7에서 헤드셋 장치가 각각 레퍼런스 신호를 피드백받아 현재 입력되는 소스 오디오 신호를 교정한다. 도 3(B), 도 6 및 도 7에서는 설명의 편의를 위하여 한 번의 교정 과정을 설명하였다. 헤드셋 장치(100, 200, 300 및 400)은 연속적으로 또는 일정한 시간 간격으로 마이크로 레퍼런스 신호를 피드백받아, 현재 입력되는 오디오 소스 신호를 교정할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 오디오 신호 출력 방법, 오디오 신호 처리 방법 및 오디오 신호 교정 방법은 컴퓨터와 같은 연산 장치에서 실행될 수 있는 실행가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램(소스코드)으로 구현될 수 있다. 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다. 헤드셋에서 오디오 신호 교정은 DSP가 수행하므로, 오디오 신호 교정 방법은 DSP 또는 별도의 메모리에 저장될 수 있다.
본 실시례 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시례는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 헤드셋(headset) 장치가 입력 장치를 통해 오디오에 대한 다중 채널 신호를 입력받는 단계;
    상기 헤드셋 장치가 상기 다중 채널 신호를 처리하여 다중 드라이버들로 출력하는 단계;
    상기 헤드셋 장치가 마이크를 통해 상기 다중 드라이버로부터 출력되는 오디오 신호인 레퍼런스 신호를 입력받는 단계;
    상기 헤드셋 장치가 DSP(digital signal processor)를 통해 상기 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 입력 장치를 통해 입력되는 다중 채널 신호를 교정하는 단계; 및
    상기 헤드셋 장치가 상기 교정한 다중 채널 신호를 상기 다중 드라이버들로 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 다중 채널 신호는 2채널 신호이고,
    상기 DSP는 상기 2채널 신호를 각각 복수의 주파수 밴드로 분할하고, 분할된 상기 2채널 신호를 각각 제1 다중 드라이버 세트 및 제2 다중 드라이버 세트로 전달하되,
    상기 DSP는 상기 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 2채널 신호 각각의 복수의 주파수 밴드별로 신호를 교정하는 헤드셋 장치에서 출력 신호를 적응적으로 교정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드셋 장치가 상기 DSP의 출력 신호를 DAC(Digital Analog Converter)로 변환하고, 변환된 신호를 증폭기(amplifier)로 증폭하여 상기 다중 드라이버들에 전달하는 단계를 더 포함하는 헤드셋 장치에서 출력 신호를 적응적으로 교정하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교정하는 단계에서
    상기 헤드셋 장치가 상기 DSP를 통해 상기 다중 채널 신호에 대한 게인(gain) 교정, 위상 교정 및 주파수 교정 중 적어도 하나를 수행하는 헤드셋 장치에서 출력 신호를 적응적으로 교정하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다중 채널 신호는 2채널보다 많은 다중 채널에 대한 신호이고,
    상기 헤드셋 장치는 상기 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 DSP를 통해 다중 채널별로 신호를 교정하는 헤드셋 장치에서 출력 신호를 적응적으로 교정하는 방법.
  5. 삭제
  6. 컴퓨터에서 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 기재된 헤드셋 장치에서 출력 신호를 적응적으로 교정하는 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  7. 오디오 신호를 입력받는 입력단;
    상기 입력단에서 전달되는 신호 중 제1 스피커 장치에 전달되는 제1 신호 및 제2 스피커 장치에 전달되는 제2 신호 중 적어도 하나에 대한 레벨(level), 위상(phase) 및 주파수 중 적어도 하나를 교정하는 DSP(digital signal processor);
    상기 DSP의 출력을 변환하는 DAC(Digital Analog Converter);
    상기 DAC의 출력을 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭기의 출력 신호 중 상기 제1 신호를 출력하는 상기 제1 스피커 장치;
    상기 증폭기의 출력 신호 중 상기 제2 신호를 출력하는 상기 제2 스피커 장치; 및
    상기 제1 스피커 장치 및 상기 제2 스피커 장치 중 적어도 하나가 출력하는 신호를 입력받는 마이크를 포함하되,
    상기 DSP는 상기 마이크가 입력받은 신호인 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나를 교정하고,
    상기 제1 스피커 장치는 제1 다중 드라이버 유닛들을 포함하고, 상기 제2 스피커 장치는 제2 다중 드라이버 유닛들을 포함하고,
    상기 DSP는 상기 제1 다중 드라이버 유닛들이 출력하는 신호 및 상기 제2 다중 드라이버 유닛들이 출력하는 신호의 밸런스(balance)의 차이가 기준값 이하가 되도록 상기 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 제1 신호 및 제2 신호 중 적어도 하나를 교정하는 출력 신호를 적응적으로 교정하는 헤드셋 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 스피커 장치 및 상기 제2 스피커 장치는 각각 하나의 드라이버 유닛을 포함하고,
    상기 DSP는 상기 제1 스피커 장치 및 상기 제2 스피커 장치가 각각 출력하는 신호들의 레벨, 위상 및 주파수 중 적어도 하나의 차이가 기준값 이하가 되도록 상기 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 적어도 하나를 교정하는 출력 신호를 적응적으로 교정하는 헤드셋 장치.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 스피커 장치는 제1 다중 드라이버 유닛들을 포함하고, 상기 제2 스피커 장치는 제2 다중 드라이버 유닛들을 포함하고,
    상기 DSP는 상기 입력단에서 전달되는 2채널 신호를 각각 복수의 주파수 밴드로 분할하고, 상기 2채널 신호 중 상기 제1 신호에서 복수의 주파수 밴드로 분할된 신호들 각각은 상기 제1 다중 드라이버 유닛들로 전달되고, 상기 2채널 신호 중 상기 제2 신호에서 복수의 주파수 밴드로 분할된 신호들 각각은 상기 제2 다중 드라이버 유닛들로 전달되고,
    상기 DSP는 상기 제1 다중 드라이버 유닛들이 출력하는 신호 및 상기 제2 다중 드라이버 유닛들이 출력하는 신호의 밸런스(balance)의 차이가 기준값 이하가 되도록 상기 레퍼런스 신호를 기준으로 상기 제1 신호 및 제2 신호 중 적어도 하나에 대하여 상기 복수의 주파수 밴드로 분할된 신호들 중 적어도 하나의 신호를 교정하는 출력 신호를 적응적으로 교정하는 헤드셋 장치.
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