KR102304815B1 - 오디오 장치 및 그의 동작방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 오디오 장치 및 그의 동작방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치는, 적어도 하나의 스피커, 소정 거리 이격되어 배치되는 복수의 마이크 및 제어부를 포함하고, 제어부는, 외부 오디오 장치로부터 출력되는 오디오를 복수의 마이크가 수신하도록 제어하고, 복수의 마이크로부터 수신되는 신호에 기초하여, 외부 오디오 장치의 위치를 판단하고, 외부 오디오 장치의 위치에 기초하여, 적어도 하나의 스피커 및 외부 오디오 장치 중 적어도 하나의 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다. 그 외에 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

오디오 장치 및 그의 동작방법{AUDIO APPARATUS AND METHOD THEREOF}
본 발명은, 오디오 장치 및 그의 동작방법에 관한 것이다.
멀티미디어 시스템은, 사용자가 시청할 수 있는 영상을 표시하는 디스플레이 장치와, 영상에 대응하는 오디오를 출력하는 오디오 장치 등을 포함한다.
최근에는 전 세계적으로 아날로그 방송에서 디지털 방송으로 전환하고 있는 추세이며, 디지털 방송의 고화질 화면과 함께 풍부한 입체 음향을 즐길 수 있는 오디오 장치에 대한 사용자 수요가 증가하고 있다.
특히, 복수의 스피커를 통해 다양한 음역대의 오디오를 출력함으로써 음향의 품질을 향상시키는 오디오 시스템이 널리 이용되고 있다. 예를 들면, 오디오 시스템은, 저음역대의 오디오를 출력하는 우퍼(woofer), 중음역대의 오디오를 출력하는 미드레인지(midrange), 고음역대의 오디오를 출력하는 트위터(tweeter)로 구성될 수 있다.
한편, 오디오 장치의 오디오 출력에 대한 설정 값들은, 기본적으로 음향 특성에 따라 최적화되어 기 설정되나, 설치 장소 및 다양한 주변 환경에 따라 사용자가 만족할 만한 품질의 음향을 오디오 장치가 제공하지 못할 수도 있다. 예를 들면, 설치 장소의 크기, 바닥이나 벽면의 재질에 따른 흡음 정도, 복수의 스피커 각각의 위치 및 방향 등의 차이로 인해, 사용자에게 제공되는 음향 품질이 달라질 수 있다.
종래에는, 사용자의 청취 위치에 외부 마이크를 배치시키고, 외부 마이크를 통해 수신되는 오디오에 기초하여 오디오 출력에 대한 설정 값을 조정하는 방식을 이용하고 있다.
그러나 종래 방식에 따르면, 오디오 장치와 더불어 별도의 외부 마이크를 사용자가 필수적으로 추가 구비해야 하는 불편함이 있고, 복수의 스피커의 위치나 방향이 달라질 때마다 사용자가 외부 마이크를 이용하여 오디오 출력에 대한 설정 값을 조정해야 하는 문제점도 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은, 오디오 장치에 구비된 내장 마이크를 이용하여, 외부 오디오 장치의 위치를 판단하고, 오디오 출력에 대한 설정 값을 조정할 수 있는 오디오 장치 및 그의 동작방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치는, 적어도 하나의 스피커, 복수의 마이크 및 제어부를 포함하고, 제어부는, 외부 오디오 장치로부터 출력되는 오디오를 복수의 마이크가 수신하도록 제어하고, 복수의 마이크로부터 수신되는 신호에 기초하여, 외부 오디오 장치의 위치를 판단하고, 외부 오디오 장치의 위치에 기초하여, 적어도 하나의 스피커 및 외부 오디오 장치 중 적어도 하나의 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치의 동작방법은, 오디오 장치에 포함된 복수의 마이크를 통해, 외부 오디오 장치로부터 출력되는 오디오를 수신하는 동작, 복수의 마이크로부터 수신되는 오디오 신호에 기초하여, 외부 오디오 장치의 위치를 판단하는 동작 및 외부 오디오 장치의 위치에 기초하여, 오디오 장치에 포함된 적어도 하나의 스피커 및 외부 오디오 장치 중 적어도 하나의 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다.
본 발명에 따른 오디오 장치 및 그의 동작방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 외부 마이크를 별도로 구비하지 않더라도, 오디오 장치에 내장된 복수의 마이크를 이용하여 외부 오디오 장치의 위치를 판단하고, 외부 오디오 장치의 위치를 고려하여 오디오 출력에 대한 설정을 정확히 조정할 수 있어, 제품의 가격 경쟁력 및 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티미디어 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는, 도 1의 오디오 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은, 도 2의 오디오 장치의 내부 블록도이다.
도 4 및 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 장치의 동작방법에 대한 순서도이다.
도 6 내지 9는, 오디오 장치의 동작방법의 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것들의 존재, 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티미디어 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는, 도 1의 오디오 시스템을 도시한 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 멀티미디어 시스템(10)은, 오디오 시스템(100) 및/또는 영상표시장치(200)를 포함할 수 있다.
오디오 시스템(100)은, 메인 오디오 장치(110) 및/또는 서브 오디오 장치(120, 130)를 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 메인 오디오 장치(110)가 길이 방향에 따라 길게 연장된 바(bar) 형태의 사운드 바(soundbar)인 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
메인 오디오 장치(110)는, 적어도 하나의 스피커(211a 내지 212b)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 스피커(211a 내지 212b)는, 신호에 의해 진동을 발생시키는 진동판(미도시)를 구비할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)의 길이 방향과 평행한 방향을 +x축 방향, -x축 방향, 좌측 방향 또는 우측 방향이라고 할 수 있다. 전면 스피커(211a 내지 211c)가 오디오를 출력하는 방향을 +z축, 앞쪽 방향 또는 전방이라고 할 수 있고, 전면 스피커(211a 내지 211c)가 오디오를 출력하는 방향과 반대 방향을 -z축, 뒤쪽 방향 또는 후방이라고 할 수 있다. 메인 오디오 장치(110)의 높이 방향, 즉 상단 스피커(212a 및 212b)가 오디오를 출력하는 방향과 평행한 방향을 +y축 방향, -y축 방향, 상방 또는 하방이라고 할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)는, 적어도 하나의 스피커(211a 내지 212b)를 통해, 복수의 방향을 향하여 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 전면 스피커(211a 내지 211c)를 통해 전방을 향하여 오디오를 출력할 수도 있고, 상단 스피커(212a 및 212b)를 통해 상방을 향하여 오디오를 출력할 수도 있다.
메인 오디오 장치(110)는, 복수의 마이크(221a, 221b)를 포함할 수 있고, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 오디오를 수신할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해, 사용자로부터 음성 명령을 수신할 수 있다.
서브 오디오 장치(120, 130)는, 각각 적어도 하나의 스피커(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 서브 오디오 장치(120, 130)는, 메인 오디오 장치(110)에 포함된 적어도 하나의 스피커(211a 내지 212b)와 동일/유사한 스피커를 포함할 수 있다.
서브 오디오 장치(120, 130)는, 패시브 라디에이터(passive radiator)(미도시)를 구비할 수 있다. 패시브 라디에이터는, 저음역대의 오디오 출력의 강화를 위해 우퍼와 함께 사용되는 유닛을 의미할 수 있다.
서브 오디오 장치(120, 130)는, 메인 오디오 장치(110)에 착탈 가능한 형태로 형성될 수 있다.
서브 오디오 장치(120, 130)는, 메인 오디오 장치(110)의 양단에 각각 결합될 수 있다. 이때, 서브 오디오 장치(120, 130)는, 메인 오디오 장치(110)의 양단에 형성된 착탈부(미도시)에 구조적으로 결합될 수도 있고, 자성(magnetism)을 이용하여 겹합될 수도 있다.
서브 오디오 장치(120, 130)는, 메인 오디오 장치(110)의 양단으로부터 각각 분리되어, 서로 다른 방향을 향하여 오디오를 출력하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 서브 오디오 장치(120, 130) 중 어느 하나는 전방을 향하여 오디오를 출력하고, 다른 하나는 상방을 향하여 오디오를 출력하도록 배치될 수 있다.
메인 오디오 장치(110)와 서브 오디오 장치(120, 130)는, 서로 유/무선으로 통신 연결될 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)와 서브 오디오 장치(120, 130)는, 케이블(cable)을 통해 유선으로 연결될 수도 있고, 블루투스(Bluetooth)를 통해 무선으로 연결될 수도 있다.
서브 오디오 장치(120, 130)는, 메인 오디오 장치(110)로부터 수신되는 오디오 신호에 기초하여, 오디오를 출력할 수 있다.
영상표시장치(200)는, 영상을 처리하여 출력하는 장치일 수 있다. 영상표시장치(200)는, TV(television), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 pc(tablet computer) 등 영상이 표시된 화면을 출력할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
영상표시장치(200)는, 방송 신호를 수신하여 이를 신호 처리하고, 신호 처리된 방송 영상을 출력할 수도 있다. 영상표시장치(200)가 방송 신호를 수신하는 경우, 영상표시장치(200)가 방송 수신 장치에 해당할 수 있다. 이때, 영상표시장치(200)는, 안테나를 통해 무선으로 방송 신호를 수신할 수도 있고, 케이블(cable)을 통해 유선으로 방송 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들면, 영상표시장치(200)는, 지상파 방송 신호, 위성 방송 신호, 케이블 방송 신호, IPTV(Internet Protocol Television) 방송 신호 등을 수신할 수 있다.
영상표시장치(200)는, 오디오 시스템(100)과 유/무선 통신을 통해 데이터를 포함하는 신호를 상호 간에 송수신할 수 있다. 예를 들면, 영상표시장치(200)는, 화면을 통해 출력되는 영상에 대응하는 오디오 신호를 메인 오디오 장치(110)로 전송할 수 있다.
도 3은, 도 2의 메인 오디오 장치의 내부 블록도이다.
메인 오디오 장치(110)는, 오디오 출력부(210), 오디오 수신부(220), 통신부(230), 저장부(240), 디스플레이(250), 입력부(260) 및/또는 제어부(270)를 포함할 수 있다.
오디오 출력부(210)는, 적어도 하나의 스피커(211a 내지 212b)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 오디오 출력부(210)는, 제어부(270)에서 처리된 오디오 신호를 입력 받아, 오디오를 출력할 수 있다.
오디오 수신부(220)는, 복수의 마이크(221a, 221b)를 포함할 수 있다. 복수의 마이크(221a, 221b)는, 소정 이격 거리를 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 마이크(221a, 221b)는, 전면 중앙 스피커(221c)를 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다. 한편, 도 2에서는 메인 오디오 장치(110)가 두 개의 마이크(221a, 221b)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 세 개 이상의 마이크를 구비할 수도 있다.
통신부(230)는, 데이터가 포함된 신호를 외부 장치와 송수신할 수 있고, 이를 위해 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있다.
통신부(230)는, 와이파이(Wi-fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(zigbee) 등의 무선 통신 방식뿐만 아니라, 고화질 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface; HDMI), 광케이블 통신 등의 유선 통신 방식을 이용하여 신호를 송수신할 수 있다.
예를 들면, 통신부(230)는, 제어부(270)에서 처리된 오디오 신호를 외부 오디오 장치(예: 서브 오디오 장치(120, 130))로 전송할 수 있다.
예를 들면, 통신부(230)는, 리모컨 등의 원격제어장치(미도시)로부터 전원 온/오프, 음량 설정 등의 사용자 입력 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호를 제어부(270)로 전달할 수 있다.
저장부(240)는, 제어부(270) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 신호 처리된 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다.
예를 들면, 저장부(240)는 제어부(270)에 의해 처리 가능한 다양한 작업들을 수행하기 위한 목적으로 설계된 응용 프로그램들을 저장하고, 제어부(270)의 요청 시, 저장된 응용 프로그램들 중 일부를 선택적으로 제공할 수 있다.
저장부(240)에 저장되는 프로그램 등은, 제어부(270)에 의해 실행될 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
저장부(240)는, 통신부(230)를 통해 외부 장치로부터 수신되는 오디오 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
도 3의 저장부(240)가 제어부(270)와 별도로 구비된 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 제어부(270) 내에 저장부(240)가 포함될 수도 있다.
디스플레이(250)는, 메인 오디오 장치(110)의 동작 상태에 대한 메시지를 출력할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(250)는, 메인 오디오 장치(110)의 음량 상태, 전원 상태 등에 대한 메시지를 출력할 수 있다. 한편, 오디오 장치(110)는, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 등의 표시 장치를 더 구비할 수도 있다.
입력부(260)는, 사용자 입력을 수신할 수 있는 입력 장치(예: 키, 터치 패널 등)을 구비할 수 있다. 입력부(260)는, 수신된 사용자 입력에 대응하는 명령을 제어부(270)에 전송할 수 있다.
제어부(270)는, 메인 오디오 장치(110)에 구비된 각 구성과 연결되어, 각 구성의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
제어부(270)는, 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서는 CPU(central processing unit)과 같은 일반적인 프로세서일 수 있다. 물론, 프로세서는 ASIC과 같은 전용 장치(dedicated device)이거나 다른 하드웨어 기반의 프로세서일 수 있다.
제어부(270)는, 오디오 출력부(210)로 오디오 신호를 전달하여, 적어도 하나의 스피커(211a 내지 212b)를 통해 오디오를 출력할 수 있다.
제어부(270)는, 오디오 수신부(220)에 포함된 복수의 마이크(221a, 221b)로부터 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호를 처리할 수 있다.
제어부(270)는, 복수의 마이크(221a, 221b) 간의 수신 오차를 보정할 수 있다.
제어부(270)는, 적어도 하나의 스피커(211a 내지 212b) 중 어느 하나를 통해 테스트 오디오를 출력할 수 있고, 테스트 오디오가 출력되는 동안, 복수의 마이크(221a, 221b)가 테스트 오디오를 수신하도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(270)는, 복수의 마이크(221a, 221b)로부터 수신되는 테스트 오디오에 대응하는 신호에 기초하여, 복수의 마이크(221a, 221b) 간의 수신 오차를 보정할 수 있다. 예를 들면, 전면 중앙 스피커(221c)를 통해 테스트 오디오가 출력되는 경우, 제어부(270)는, 복수의 마이크(221a, 221b)로부터 각각 수신되는 테스트 오디오에 대응하는 신호를 서로 비교할 수 있고, 비교 결과에 기초하여 복수의 마이크(221a, 221b)의 오디오 수신 시점이 서로 일치하도록 복수의 마이크(221a, 221b) 간의 수신 오차를 보정할 수 있다.
제어부(270)는, 통신부(230)를 통해 외부 장치와 상호 간에 신호를 송수신할 수 있고, 수신된 신호를 처리할 수 있다. 예를 들면, 제어부(270)는, 통신부(230)를 통해 서브 오디오 장치(120, 130)로 오디오 신호를 전송할 수 있다.
제어부(270)는, 오디오 출력부(210), 및/또는 서브 오디오 장치(120, 130)의 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다. 이때, 저음역대의 경우 중/고음역대에 비해, 오디오 시스템(100)이 설치된 환경의 영향에 의해 음향 품질이 크게 변하고, 사용자의 위치에 따른 음향 품질의 편차가 적은 점을 고려하여, 제어부(270)는 소정 주파수 이하의 저음역대(예: 200Hz 이하 대역)의 오디오 출력에 대한 설정을 우선 조정할 수 있다.
제어부(270)는, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 각각 수신되는 오디오에 기초하여, 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다.
제어부(270)는, 통신부(230)를 통해 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 서브 오디오 장치(120, 130) 중 어느 하나로 전송할 수 있고, 서브 오디오 장치(120, 130) 중 어느 하나로부터 출력되는 테스트 오디오를 복수의 마이크(221a, 221b)가 수신하도록 제어할 수 있다.
여기서, 편의상 복수의 마이크(221a, 221b) 간의 수신 오차를 보정하기 위한 테스트 오디오는 제1 테스트 오디오, 서브 오디오 장치(120, 130)의 위치 판단을 위한 테스트 오디오는 제2 테스트 오디오로 명명할 수 있다.
제어부(270)는, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 각각 수신되는 제2 테스트 오디오에 기초하여, 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 각도를 결정할 수 있다. 예를 들면, 복수의 마이크(221a, 221b)가 소정 이격 거리를 두고 배치되는 경우, 복수의 마이크(221a, 221b)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 거리가 서로 상이하며, 서로 다른 시점에 복수의 마이크(221a, 221b)가 제2 테스트 오디오를 수신한다. 이때, 제어부(270)는, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 각각 수신되는 제2 테스트 오디오를, 시간 영역에서 주파수 영역으로 푸리에 변환(Fourier transform)을 수행할 수 있고, 푸리에 변환된 제2 테스트 오디오 간의 위상차에 기초하여 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 각도를 결정할 수 있다.
제어부(270)는, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 각각 수신되는 제2 테스트 오디오에 기초하여, 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 거리를 결정할 수 있다.
제어부(270)는, 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 각도에 대응하는 회귀식을 결정할 수 있고, 결정된 회귀식에 기초하여, 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 거리를 결정할 수 있다. 이때, 다양한 각도에 대응하는 회귀식에 대한 데이터는, 저장부(240)에 저장될 수 있다. 예를 들면, 제어부(270)는, 이하 수학식 1과 같은 점근적 회귀(Asymptotic Regression) 모델에 기초하여, 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 거리를 결정할 수 있다.
Figure 112020001285901-pat00001
여기서, x 값은 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 거리를 의미하고, y 값은 복수의 마이크(221a, 221b)가 각각 수신한 오디오의 크기 간의 비율(ratio)을 의미하며, θ1 내지 θ3는 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 각도에 따라 결정되는 상수를 의미할 수 있다.
이때, 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 거리를 산출하기 위해, 제어부(270)는, 상기 수학식 1에 기초한 이하 수학식 2를 이용할 수 있다.
Figure 112020001285901-pat00002
제어부(270)는, 메인 오디오 장치(110)와 제2 테스트 오디오를 출력하는 서브 오디오 장치(120, 130) 간의 각도 및 거리에 따라, 서브 오디오 장치(120, 130)의 위치를 판단할 수 있다.
제어부(270)는, 서브 오디오 장치(120, 130)의 위치에 기초하여, 오디오 출력부(210), 및/또는 서브 오디오 장치(120, 130)의 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다.
예를 들면, 제어부(270)는, 오디오 출력에 대한 설정의 조정을 위해, 통신부(230)를 통해 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 서브 오디오 장치(120, 130)로 전송할 수 있고, 해당 테스트 오디오를 오디오 출력부(210)를 통해서도 출력할 수 있다. 여기서, 편의상 오디오 출력에 대한 설정을 조정하기 위한 테스트 오디오는, 제3 테스트 오디오로 명명할 수 있다.
이때, 제어부(270)는, 복수의 마이크(221a, 221b)가 제3 테스트 오디오를 수신하도록 제어할 수 있고, 서브 오디오 장치(120, 130)의 위치와 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제3 테스트 오디오에 대응하는 신호에 기초하여, 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다.
예를 들면, 제어부(270)는, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제3 테스트 오디오의 주파수 특성과, 저장부(240)에 저장된 기준 주파수 특성 간의 데시벨(decibel; dB) 차이를 확인하여, 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다.
즉, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제3 테스트 오디오의 주파수 특성은, 서브 오디오 장치(120, 130)의 위치에 따라 다양하게 달라질 수 있다. 이때, 오디오 시스템(100)은, 서브 오디오 장치(120, 130)의 위치를 먼저 판단하여, 서브 오디오 장치(120, 130)의 위치에 따른 최적의 기준 주파수 특성을 결정할 수 있고, 이후 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제3 테스트 오디오의 주파수 특성에 기초하여 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있어, 사용자에게 보다 만족할 만한 품질의 음향을 제공할 수 있다.
도 4 및 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 장치의 동작방법에 대한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 메인 오디오 장치(110)는, S410 동작에서, 오디오 출력부(210)에 포함된 스피커(211a 내지 212b) 중 어느 하나를 통해 제1 테스트 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 전면 중앙 스피커(221c)를 통해 제1 테스트 오디오를 출력할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)는, S420 동작에서, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해, 제1 테스트 오디오를 수신할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 전면 중앙 스피커(221c)로부터 제1 테스트 오디오가 출력되는 동안, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 테스트 오디오를 수신할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)는, S430 동작에서, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제1 테스트 오디오에 기초하여, 복수의 마이크(221a, 221b) 간의 수신 오차를 보정할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 복수의 마이크(221a, 221b)로부터 각각 수신되는 제1 테스트 오디오를 서로 비교하여, 복수의 마이크(221a, 221b)의 오디오 수신 시점이 서로 일치하도록 복수의 마이크(221a, 221b) 간의 수신 오차를 보정할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)는, S440 동작에서, 제2 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 외부 오디오 장치로 전송할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 통신부(230)를 통해, 제2 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 서브 오디오 장치(120, 130) 중 제1 서브 오디오 장치(120)로 전송할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)는, S450 동작에서, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 외부 오디오 장치에서 출력되는 제2 테스트 오디오를 수신할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)는, S460 동작에서, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제2 테스트 오디오에 기초하여, 외부 오디오 장치의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 서브 오디오 장치(120, 130) 중 제1 서브 오디오 장치(120)로 제2 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 전송한 경우, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제2 테스트 오디오에 기초하여 제1 서브 오디오 장치(120)의 위치를 판단할 수 있다.
도 5를 참조하면, 메인 오디오 장치(110)는, S510 동작에서, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제2 테스트 오디오 간의 위상차를 산출할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 푸리에 변환을 통해, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 각각 수신되는 제2 테스트 오디오를, 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환하여, 제2 테스트 오디오 간의 위상차를 산출할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)는, S520 동작에서, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 각도를 결정할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 서브 오디오 장치(120, 130) 중 제1 서브 오디오 장치(120)로 제2 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 전송한 경우, 제2 테스트 오디오 간의 위상차에 따라 메인 오디오 장치(110)와 제1 서브 오디오 장치(120) 간의 각도를 결정할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)는, S530 동작에서, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제2 테스트 오디오의 크기 간의 비율을 산출할 수 있다.
메인 오디오 장치(110)는, S540 동작에서, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 거리를 결정할 수 있다. 예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 서브 오디오 장치(120, 130) 중 제1 서브 오디오 장치(120)로 제2 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 전송한 경우, 메인 오디오 장치(110)와 제1 서브 오디오 장치(120) 간의 각도에 대응하는 회귀식을 결정할 수 있다. 이때, 메인 오디오 장치(110)는, 결정된 회귀식에 S530 동작에서 산출된 비율을 대입하여, 메인 오디오 장치(110)와 제1 서브 오디오 장치(120) 간의 거리를 결정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 거리가 가까울수록 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제2 테스트 오디오의 크기 간의 비율이 작아지고, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 거리가 멀어질수록, 제2 테스트 오디오의 크기 간의 비율이 1에 가까워지는 것을 확인할 수 있다.
즉, 소리의 크기는 거리의 제곱에 반비례하는데, 복수의 마이크(221a, 221b)는 소정 이격 거리를 두고 배치되므로 복수의 마이크(221a, 221b)와 외부 오디오 장치 간의 거리가 서로 다를 수 있고, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제2 테스트 오디오의 크기 역시 서로 상이할 수 있다. 다만, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 거리가 멀어질수록, 복수의 마이크(221a, 221b) 간의 이격 거리가 무시될 만큼, 복수의 마이크(221a, 221b) 각각과 외부 오디오 장치 간의 거리가 유사해져, 제2 테스트 오디오의 크기 간의 비율이 1에 가까워진다.
한편, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제2 테스트 오디오의 크기 간의 비율은, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 각도에 따라서도 달라질 수 있다.
도 7a 및 7b와 같이, 제1 서브 오디오 장치(120)는 다양한 위치에 자유롭게 배치될 수 있다. 이때, 제1 서브 오디오 장치(120)가 배치된 위치에 따라, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 각도, 즉 복수의 마이크(221a, 221b) 각각과 제1 서브 오디오 장치(120) 간의 각도 역시 달라질 수 있다.
도 8은, 외부 오디오 장치가 메인 오디오 장치(110)의 전방에 위치하는 경우를 0°, 외부 오디오 장치가 메인 오디오 장치(110)의 길이 방향에 따라 위치하는 경우, 즉 복수의 마이크(221a, 221b)가 위치하는 직선 상에 외부 오디오 장치가 위치하는 경우를 90°로 한, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제2 테스트 오디오의 크기 간의 비율에 대한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제2 테스트 오디오의 크기 간의 비율이, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 거리뿐만 아니라, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 각도에 따라서도 달라지는 것을 확인할 수 있다.
보다 구체적으로, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 각도가 커질수록, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 거리의 변화에 따른 제2 테스트 오디오의 크기 간의 비율의 변화가 큰 것을 확인할 수 있다.
따라서, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 각도를 먼저 판단하여, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 각도에 대응하는 회귀식을 결정하고, 각도에 대응하는 회귀식에 제2 테스트 오디오의 크기 간의 비율을 대입함으로써, 메인 오디오 장치(110)와 외부 오디오 장치 간의 거리를 정확하게 결정할 수 있다.
한편, 도 4를 다시 참조하면, 메인 오디오 장치(110)는, S470 동작에서, 서브 오디오 장치(120, 130)의 위치에 기초하여, 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다. 이때, 메인 오디오 장치(110)는, 서브 오디오 장치(120, 130)의 위치가 모두 결정된 경우, 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다.
예를 들면, 메인 오디오 장치(110)는, 통신부(230)를 통해, 제3 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 서브 오디오 장치(120, 130)로 전송할 수 있고, 오디오 출력부(210)를 통해서도 출력할 수 있다. 이때, 메인 오디오 장치(110)는, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 제3 테스트 오디오를 수신할 수 있고, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제3 테스트 오디오의 주파수 특성에 기초하여 오디오 출력에 대한 설정을 조정할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 기 설정된 기준 주파수 특성(910)과, 복수의 마이크(221a, 221b)를 통해 수신되는 제3 테스트 오디오의 주파수 특성(920) 간의 차이에 따라 오디오 출력에 대한 설정을 조정하는 경우, 조정 후 제3 테스트 오디오의 주파수 특성(930)은 기준 주파수 특성(910)에 보다 가까워질 수 있다.
이때, 도 9에 도시된 그래프에 따르면, 소정 주파수 이하의 저음역대(예: 200Hz 이하 대역)의 경우, 중/고음역대에 비해 오디오 시스템(100)이 설치된 환경의 영향에 의해 음향 품질이 크게 변하고, 사용자의 위치에 따른 음향 품질의 편차가 적은 점도 확인할 수 있으며, 메인 오디오 장치(110)는 이러한 점을 고려하여, 저음역대(예: 200Hz 이하 대역)의 오디오 출력에 대한 설정을 우선 조정할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 외부 마이크를 별도로 구비하지 않더라도, 메인 오디오 장치(110)에 내장된 복수의 마이크(221a, 221b)를 이용하여 외부 오디오 장치(예: 서브 오디오 장치(120, 130))의 위치를 정확히 판단하고, 외부 오디오 장치의 위치를 고려하여 오디오 출력에 대한 설정을 정확히 조정할 수 있어, 제품의 가격 경쟁력 및 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명의 오디오 장치의 동작방법은, 오디오 장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 오디오 장치에 있어서,
    적어도 하나의 스피커;
    복수의 마이크; 및
    제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    외부 오디오 장치로부터 출력되는 오디오를 상기 복수의 마이크가 수신하도록 제어하고,
    상기 복수의 마이크가 각각 수신한 오디오 간의 위상차에 기초하여, 상기 오디오 장치와 상기 외부 오디오 장치 간의 각도를 결정하고,
    상기 복수의 마이크가 각각 수신한 오디오의 크기 간의 비율(ratio)를 산출하고,
    상기 결정된 각도에 대응하는 회귀식과 상기 산출된 비율에 따라, 상기 오디오 장치와 상기 외부 오디오 장치 간의 거리를 결정하고,
    상기 결정된 각도 및 상기 결정된 거리에 기초하여, 상기 적어도 하나의 스피커 및 상기 외부 오디오 장치 중 적어도 하나의 오디오 출력에 대한 설정을 조정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외부 오디오 장치의 위치에 기초하여, 소정 주파수 이하의 저음역대의 상기 오디오 출력에 대한 설정을 조정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 마이크가 각각 수신한 오디오를, 시간 영역에서 주파수 영역으로 푸리에 변환하여, 상기 위상차를 산출하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 스피커 중 어느 하나를 통해 제1 테스트 오디오를 출력하고,
    상기 테스트 오디오가 출력되는 동안, 상기 복수의 마이크가 상기 제1 테스트 오디오를 수신하도록 제어하고,
    상기 복수의 마이크로부터 수신되는 상기 제1 테스트 오디오에 대응하는 신호에 기초하여, 상기 복수의 마이크 간의 수신 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외부 오디오 장치와 통신을 수행하는 통신 모듈을 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 통신 모듈을 통해, 상기 외부 오디오 장치로 제2 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 전송하고,
    상기 복수의 마이크로부터 수신되는 상기 제2 테스트 오디오에 대응하는 신호에 기초하여, 상기 외부 오디오 장치의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 통신 모듈을 통해, 상기 외부 오디오 장치로 제3 테스트 오디오에 대한 오디오 신호를 전송하고,
    상기 적어도 하나의 스피커를 통해 상기 제3 테스트 오디오를 출력하고,
    상기 외부 오디오 장치의 위치와, 상기 복수의 마이크로부터 수신되는 상기 제3 테스트 오디오에 대응하는 신호에 기초하여, 상기 오디오 출력에 대한 설정을 조정하는 것을 특징으로 하는 오디오 장치.
  10. 오디오 장치의 동작방법에 있어서,
    상기 오디오 장치에 포함된 복수의 마이크를 통해, 외부 오디오 장치로부터 출력되는 오디오를 수신하는 동작;
    상기 복수의 마이크가 각각 수신한 오디오 간의 위상차에 기초하여, 상기 오디오 장치와 상기 외부 오디오 장치 간의 각도를 결정하는 동작;
    상기 복수의 마이크가 각각 수신한 오디오의 크기 간의 비율(ratio)를 산출하는 동작;
    상기 결정된 각도에 대응하는 회귀식과 상기 산출된 비율에 따라, 상기 오디오 장치와 상기 외부 오디오 장치 간의 거리를 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 각도 및 상기 결정된 거리에 기초하여, 상기 오디오 장치에 포함된 적어도 하나의 스피커 및 상기 외부 오디오 장치 중 적어도 하나의 오디오 출력에 대한 설정을 조정하는 동작을 포함하는 오디오 장치의 동작방법.
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