KR102426134B1 - 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법은, (a) 오디오 장치의 필터(filter)를 계산하는 단계; (b) 상기 계산된 필터의 선형 보간(linear interpolation) 모델을 결정하는 단계; (c) 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계; 및 (d) 상기 조절된 필터의 성능에 기반하여 상기 오디오 장치의 청취 영역에 대한 사운드 출력 및 비청취 영역에 대한 사운드 출력 중 적어도 하나를 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법 및 장치{A method and apparatus for controlling sound output through filter change of audio device}
본 발명은 필터 변경에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
음향 출력 시에 보통의 스피커를 이용하는 경우 음향의 자연 방사 특성상 불특정 다수에게 청각적 방해를 주게 된다. 이러한 이유로, 타인에게 미치는 청각적 방해를 최소화하고 개인의 사생활 보존을 위한 개인 음향 시스템으로 헤드폰과 이어폰이 일반적으로 사용되고 있지만, 감각적 폐쇄성이 해결되어야 할 문제로 제기되고 있다.
따라서, 타인에게 미치는 청각적 방해를 최소화하면서도 감각적 폐쇄성의 문제를 해결할 수 있는 개인 음향 시스템이 요구되고 있다.
이러한 요구에 따라 라인 스피커 어레이의 지연 시간을 조절하여 음향 출력 방향을 제어하는 방법이 개시되어 있지만, 이러한 방법은 청취자의 다양한 위치 변화를 고려하고 있지 않기 때문에 방향성 제어에 한계가 있다는 문제점이 있다.
[특허문헌 1] 한국등록특허 제10-0956265호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 필터의 성능에 기반하여 상기 오디오 장치의 청취 영역에 대한 사운드 출력 및 비청취 영역에 대한 사운드 출력 중 적어도 하나를 출력하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법은, (a) 오디오 장치의 필터(filter)를 계산하는 단계; (b) 상기 계산된 필터의 선형 보간(linear interpolation) 모델을 결정하는 단계; (c) 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계; 및 (d) 상기 조절된 필터의 성능에 기반하여 상기 오디오 장치의 청취 영역에 대한 사운드 출력 및 비청취 영역에 대한 사운드 출력 중 적어도 하나를 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 (c) 단계는, 사용자의 입력 조작에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 (c) 단계는, 상기 오디오 장치에 대응하는 측정 마이크의 청취 영역의 응답과 비청취 영역의 응답에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 (c) 단계는, 시변하는 사운드 입력 신호에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 (c) 단계는, 하나의 오디오 프로그램에 대응하는 상기 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 상기 사운드 입력 신호에 의한 상기 비청취 영역의 소음도에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계; 및 다수의 오디오 프로그램에 대응하는 다수의 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 상기 다수의 사운드 입력 신호에 대응하는 각 청취 영역에서 청취음과 간섭음 사이의 레벨차이(level difference)에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 (c) 단계는, 상기 청취 영역의 위치와 상기 비청취 영역의 위치에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 (c) 단계는, 상기 청취 영역에서 형성되는 음장의 형태에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 장치는 오디오 장치의 필터(filter)를 계산하고, 상기 계산된 필터의 선형 보간(linear interpolation) 모델을 결정하고, 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 제어부; 및 상기 조절된 필터의 성능에 기반하여 상기 오디오 장치의 청취 영역에 대한 사운드 출력 및 비청취 영역에 대한 사운드 출력 중 적어도 하나를 출력하는 출력부;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 제어부는, 사용자의 입력 조작에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
실시예에서, 상기 제어부는, 상기 오디오 장치에 대응하는 측정 마이크의 청취 영역의 응답과 비청취 영역의 응답에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
실시예에서, 상기 제어부는, 시변하는 사운드 입력 신호에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
실시예에서, 상기 제어부는, 하나의 오디오 프로그램에 대응하는 상기 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 상기 사운드 입력 신호에 의한 상기 비청취 영역의 소음도에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하고, 다수의 오디오 프로그램에 대응하는 다수의 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 상기 다수의 사운드 입력 신호에 대응하는 각 청취 영역에서 청취음과 간섭음 사이의 레벨차이(level difference)에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
실시예에서, 상기 제어부는, 상기 청취 영역의 위치와 상기 비청취 영역의 위치에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
실시예에서, 상기 제어부는, 상기 청취 영역에서 형성되는 음장의 형태에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술될 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "통상의 기술자")에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 타인에게 청각적 방해를 주지 않으면서도 청취자에게 현장감 있는 음향을 제공할 수 있으며, 최소의 제어만으로도 최대의 음향 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 효과들은 상술된 효과들로 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 특징들에 의하여 기대되는 잠정적인 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력 제어 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 조작과 측정 마이크의 응답에 대응하는 오디오 장치의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 보간 모델에 기반한 필터의 결정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 입력 신호에 대응하는 오디오 장치의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 오디오 프로그램에 대응하는 성능 조절을 도시한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 오디오 프로그램에 대응하는 성능 조절을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 위치 변경에 대응하는 오디오 장치의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 위치 변경에 대응하는 성능 조절을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 음장의 형태에 대응하는 오디오 장치의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법 및 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력 제어 시스템(100)을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 사운드 출력 제어 시스템(100)은 오디오 장치(110)를 포함할 수 있다.
오디오 장치(110)는 오디오 프로그램을 통한 사운드를 출력할 수 있다. 이 경우, 청취 영역에 위치하는 사용자의 경우 오디오 장치(110)에 의해 출력되는 사운드를 청취할 수 있다. 반면, 비청취 영역에 위치하는 사용자의 경우 오디오 장치(110)에 의해 출력되는 사운드를 청취할 수 없다.
예를 들어, 청취 영역은 임계값 이상의 음압레벨(sound pressure level, SPL)을 갖는 영역을 의미할 수 있다. 또한 청취 영역은 입체 음향이 생성되는 영역을 의미할 수 있다. 비청취영역은 임계값 이하의 음압레벨을 갖는 영역을 의미할 수 있다.
즉, 음향 공간상에 다수의 음원이 존재하는 상태에서, 청취를 원하는 청취 공간(L)과 청취를 원하지 않는 비청취 공간(Q)이 설정될 수 있다.
본 발명은, 오디오 장치(110)의 필터(filter)의 성능을 변경하여 청취 영역과 비청취 영역에서의 사운드 청취 여부를 보다 명확하게 구분할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치(110)의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220) 및 출력부(230)를 포함할 수 있다.
획득부(210)는 사운드 입력 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어, 획득부(210)는 입력 인터페이스 또는 유무선 통신을 수행하는 통신부를 포함할 수 있다. 필터부(220)는 사운드 입력 신호를 필터링하여 청취 영역에 최적화된 사운드 출력을 생성할 수 있다.
출력부(230)는 필터의 성능에 기반하여 오디오 장치(110)의 청취 영역에 대한 사운드 출력과 비청취 영역에 대한 사운드 출력 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(230)는 스피커(speaker) 또는 라우드 스피커 어레이와 같은 음향 장치로 구성될 수 있다.
예를 들어, 청취 영역에서의 응답은 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00001
여기서, p L 는 청취 영역의 응답, G L 는 출력부(230)에서 청취 영역으로의 전달 특성(즉, 전달 함수), q는 필터를 나타낸다.
예를 들어, 비청취 영역에서의 응답은 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00002
여기서, p Q 는 비청취 영역의 응답, G Q 는 출력부(230)에서 비청취 영역으로의 전달 특성(즉, 전달 함수), q는 필터를 나타낸다.
일 실시예에서, 오디오 장치(110)는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 제어부는 필터부(220)의 필터(q)를 계산할 수 있다. 또한, 제어부는 필터의 선형 보간(linear interpolation) 모델을 결정할 수 있다. 또한, 제어부는 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제어부는 하기 <수학식 3>와 같이 필터를 계산할 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00003
일 실시예에서, 제어부는 상기 <수학식 3>의 k(0<k<1)를 변경하여 오디오 장치(110)의 성능을 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는 G L 와 G Q 를 변경하여 오디오 장치(110)의 청취 영역 및 비청취 영역의 위치를 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는
Figure 112020121439523-pat00004
를 변경하여 오디오 장치(110)의 청취 영역에서 형성되는 음장(입체 음향)을 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 제어부는 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다. 제어부는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오디오 장치(110)의 동작을 제어할 수 있다.
도 2을 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220) 및 출력부(230)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에서 오디오 장치(110)는 도 2에 설명된 구성들이 필수적인 것은 아니어서, 도 2에 설명된 구성들보다 많은 구성들을 가지거나, 또는 그보다 적은 구성들을 가지는 것으로 구현될 수 있다.
종래와 같이 필터의 변경이 요구될 때마다 필요한 필터를 계산하고 변경하는 경우, 실시간 처리가 지연될 수 있다. 또한, 종래와 같이 필터를 모두 메모리에 저장하고 필요한 필터를 읽어와 변경할 수 있으나, 모든 경우에 대해 필터를 저장하는 것은 메모리에 비효율적이다.
따라서, 본 발명은 오디오 장치(110)의 필터 변경을 위하여 구간별 다항식 보간법 (Piecewise Polynomial Interpolation) 또는 스플라인 보간법(Spline Interpolation)으로 필터의 모델을 생성하며, 이를 통해 적은 연산이 요구되며 메모리에 저장하는 필터의 수를 줄일 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 구간별 다항식 보간법을 통해, 도 4에 나타난 n번째 구간
Figure 112020121439523-pat00005
에서 양 끝점 q n -1과 q n 의 선형 보간 모델은 하기 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00006
여기서,
Figure 112020121439523-pat00007
는 필터에 대한 선형 모간 모델을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 조작에 대응하는 오디오 장치(110)의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220), 출력부(230) 및 제어부(300)를 포함할 수 있다.
제어부(300)는 사용자의 입력 조작에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다. 즉, 주어진 음향 환경에서 적절한 오디오 장치(110)의 트레이드 오프(trade-off)를 찾을 수 있다.
일 실시예에서, 사용자의 인터페이스 조작에 기반하여 성능을 조절하도록 필터를 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 필터 모델은 상기 <수학식 3>의 k의 변화에 대해 필터를 계산하여 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 필터 모델 형성 시, 사용자의 입력 조작(
Figure 112020121439523-pat00008
)에 대한 음향 대비(Acoustic Contrast, AC) 성능과 재생 에러(Reproduction error, RE)의 대응 관계가 이용될 수 있다.
예를 들어, 필터 q에 의한 AC 성능(
Figure 112020121439523-pat00009
)과 RE 성능(
Figure 112020121439523-pat00010
)은 하기 <수학식 5> 및 <수학식 6>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00011
Figure 112020121439523-pat00012
일 실시예에서, 제어부(300)는 오디오 장치(110)에 대응하는 측정 마이크의 청취 영역의 응답과 비청취 영역의 응답에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 측정 마이크를 이용하여 자동 최적의 필터를 찾고 성능을 조절할 수 있다.
도 3을 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220), 출력부(230) 및 제어부(300)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에서 오디오 장치(110)는 도 3에 설명된 구성들이 필수적인 것은 아니어서, 도 3에 설명된 구성들보다 많은 구성들을 가지거나, 또는 그보다 적은 구성들을 가지는 것으로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 보간 모델에 기반한 필터의 결정을 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 일 실시예에서, 선형 보간 모델의 임의의 한 구간에 기반한 필터가 결정될 수 있다. 구간별 선형 보간 필터 모델을 이용하여 요구하는 AC 성능(
Figure 112020121439523-pat00013
) 또는 RE 성능(
Figure 112020121439523-pat00014
)의 필터를 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 요구하는 성능을 갖는 필터가 존재하는 구간의 선형 보간 모델과 보간에 의해 생성되는 필터(
Figure 112020121439523-pat00015
)를 계산할 수 있다.
일 실시예에서, <수학식 4>는 하기 <수학식 7>과 같이 표현될 수 있다.
일 실시예에서, 하기 <수학식 7>과 같이
Figure 112020121439523-pat00016
에 의해 선형 보간에 의한 필터를 결정할 수 있고, 선형 보간 필터(
Figure 112020121439523-pat00017
)에 의한 청취 영역의 응답과 비청취 영역의 응답은 <수학식 8>과 <수학식 9>로 나타낼 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00018
Figure 112020121439523-pat00019
Figure 112020121439523-pat00020
일 실시예에서, 하기 <수학식 10>과 같이, 구간별 선형 보간 모델을 이용하여 요구하는 AC 성능의 필터를 계산할 수 있다. 하기 <수학식 10>의 마지막 방정식으로 얻어지는 해
Figure 112020121439523-pat00021
가 <수학식 7>에 대입되면 요구하는 AC 성능의 필터를 얻을 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00022
일 실시예에서, 하기 <수학식 11>과 같이, 구간별 선형 보간 모델을 이용하여 요구하는 RE 성능의 필터를 계산할 수 있다. 하기 <수학식 11>의 마지막 방정식으로 얻어지는 해
Figure 112020121439523-pat00023
가 <수학식 7>에 대입되면 요구하는 RE 성능의 필터를 얻을 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00024
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 입력 신호에 대응하는 오디오 장치의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220), 출력부(230) 및 제어부(500)를 포함할 수 있다.
제어부(500)는 시변하는 사운드 입력 신호에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 입력 신호를 분석하여 시변하는 입력 신호에 맞춰 성능을 조절하도록 필터를 변경할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 사용자가 지정한 성능을 만족시키도록 필터를 업데이트시킬 수 있다.
도 5를 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220), 출력부(230) 및 제어부(500)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에서 오디오 장치(110)는 도 5에 설명된 구성들이 필수적인 것은 아니어서, 도 5에 설명된 구성들보다 많은 구성들을 가지거나, 또는 그보다 적은 구성들을 가지는 것으로 구현될 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 오디오 프로그램에 대응하는 성능 조절을 도시한 도면이다.
도 6a를 참고하면, 제어부는 하나의 오디오 프로그램에 대응하는 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 사운드 입력 신호에 의한 비청취 영역의 소음도에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
즉, 하나의 오디오 프로그램이 재생되는 경우, 시변 입력 신호에 의해 영향을 받는 비청취 영역의 소음도를 일정 수준으로 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 재생되는 사운드 입력 신호(
Figure 112020121439523-pat00025
)의 영향이 반영된 사운드 에너지(sound energy, SE) 성능(
Figure 112020121439523-pat00026
)은 하기 <수학식 12>와 같이 나타낼 수 있다. 다시 말해, 비 청취 영역에서의 SE 성능은 하기 <수학식 12>와 같이 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 하기 <수학식 12>와 같이, 구간별 선형 보간 모델을 이용하여 요구하는 SE 성능(
Figure 112020121439523-pat00027
)의 필터를 계산할 수 있다. 하기 <수학식 12>의 마지막 방정식으로 얻어지는 해
Figure 112020121439523-pat00028
가 <수학식 7>에 대입되면 요구하는 SE 성능의 필터를 얻을 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00029
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 오디오 프로그램에 대응하는 성능 조절을 도시한 도면이다.
도 6b를 참고하면, 다수의 오디오 프로그램에 대응하는 다수의 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 다수의 사운드 입력 신호에 대응하는 각 청취 영역에서 청취음과 간섭음 사이의 레벨차이(level difference)에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
즉, 다수의 오디오 프로그램이 재생되는 경우, 각 청취 영역에는 다수의 음원이 공존하게 되는데, 이 경우, 각 청취 영역에서 청취음과 간섭음 사이의 레벨 차이를 일정 수준으로 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 청취음(
Figure 112020121439523-pat00030
)에 간섭음(
Figure 112020121439523-pat00031
)의 영향이 반영된 오디오 왜곡(audio distraction, AD) 성능은 하기 <수학식 13>과 같이 나타낼 수 있다. 다시 말해, 도 6b의 청취 영역 1에서의 AD 성능은 하기 <수학식 13>과 같이 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 하기 <수학식 13>과 같이, 구간별 선형 보간 모델을 이용하여 요구하는 AD 성능(
Figure 112020121439523-pat00032
)의 필터를 계산할 수 있다. 하기 <수학식 13>의 마지막 방정식으로 얻어지는 해
Figure 112020121439523-pat00033
가 <수학식 7>에 대입되면 요구하는 AD 성능의 필터를 얻을 수 있다.
Figure 112020121439523-pat00034
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 위치 변경에 대응하는 오디오 장치(110)의 기능적 구성을 도시한 도면이다. 도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 위치 변경에 대응하는 성능 조절을 도시한 도면이다.
도 7을 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220), 출력부(230) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.
도 8a 및 8b를 참고하면, 제어부(700)는 청취 영역의 위치와 비청취 영역의 위치에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다. 즉, 청취자 또는 비청취자의 위치가 달라지는 경우에 바뀐 위치에 오디오 장치(110)를 형성하기 위해 필터를 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(700)는 G L (x, y, z)와 G Q (x, y, z)의 변화에 대해 필터를 계산하고 필터 모델을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(700)는 오디오 장치(110)와 연동되는 카메라 및 라이다와 같은 사용자의 위치를 감지할 수 있는 센서 장치로부터 사용자의 위치 정보를 입력받을 수 있다. 다시 말해, 제어부(700)는 입력 받은 사용자의 위치 정보에 대응하는 필터로 변경할 수 있다.
이 경우, 오디오 장치(110)는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 통신부는 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통신부의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부(transceiver)'로 지칭될 수 있다.
도 7을 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220), 출력부(230) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에서 오디오 장치(110)는 도 7에 설명된 구성들이 필수적인 것은 아니어서, 도 7에 설명된 구성들보다 많은 구성들을 가지거나, 또는 그보다 적은 구성들을 가지는 것으로 구현될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 음장의 형태에 대응하는 오디오 장치(110)의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 9를 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220), 출력부(230) 및 제어부(900)를 포함할 수 있다.
제어부(900)는 청취 영역에서 형성되는 음장의 형태에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다. 다시 말해, 제어부(900)는 청취 영역에서 생성될 재현 음장(입체 음향)의 형태를 변경시키기 위해 필터를 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(900)는 음장 형태(
Figure 112020121439523-pat00035
)에 대한 필터를 계산하고 필터 모델을 형성할 수 있다. 이 경우,
Figure 112020121439523-pat00036
는 2차원 또는 3차원으로 정의될 수 있다.
도 9를 참고하면, 오디오 장치(110)는 획득부(210), 필터부(220), 출력부(230) 및 제어부(900)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에서 오디오 장치(110)는 도 9에 설명된 구성들이 필수적인 것은 아니어서, 도 9에 설명된 구성들보다 많은 구성들을 가지거나, 또는 그보다 적은 구성들을 가지는 것으로 구현될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 10을 참고하면, S1001 단계는, 오디오 장치(110)의 필터를 계산하는 단계이다.
S1003 단계는, 계산된 필터의 선형 보간 모델을 결정하는 단계이다.
S1005 단계는, 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계이다. 일 실시예에서, 사용자의 입력 조작에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 오디오 장치(110)에 대응하는 측정 마이크의 청취 영역의 응답과 비청취 영역의 응답에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 시변하는 사운드 입력 신호에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 하나의 오디오 프로그램에 대응하는 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 사운드 입력 신호에 의한 비청취 영역의 소음도에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 다수의 오디오 프로그램에 대응하는 다수의 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 다수의 사운드 입력 신호에 대응하는 각 청취 영역에서 청취음과 간섭음 사이의 레벨차이(level difference)에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 청취 영역의 위치와 비청취 영역의 위치에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 청취 영역에서 형성되는 음장의 형태에 기반하여 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절할 수 있다.
S1007 단계는, 조절된 필터의 성능에 기반하여 오디오 장치(110)의 청취 영역에 대한 사운드 출력 및 비청취 영역에 대한 사운드 출력 중 적어도 하나를 출력하는 단계이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.
본 명세서에 개시된 다양한 실시예들은 순서에 관계없이 수행될 수 있으며, 동시에 또는 별도로 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 본 명세서에서 설명되는 각 도면에서 적어도 하나의 단계가 생략되거나 추가될 수 있고, 역순으로 수행될 수도 있으며, 동시에 수행될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
100: 사운드 출력 제어 시스템
110: 오디오 장치
210: 획득부
220: 필터부
230: 출력부
300: 제어부
500: 제어부
700: 제어부
900: 제어부

Claims (14)

  1. (a) 오디오 장치의 필터(filter)를 계산하는 단계;
    (b) 상기 계산된 필터의 선형 보간(linear interpolation) 모델을 결정하는 단계;
    (c) 사용자의 입력 조작에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계; 및
    (d) 상기 조절된 필터의 성능에 기반하여 상기 오디오 장치의 청취 영역에 대한 사운드 출력 및 비청취 영역에 대한 사운드 출력 중 적어도 하나를 출력하는 단계;
    를 포함하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 오디오 장치에 대응하는 측정 마이크의 청취 영역의 응답과 비청취 영역의 응답에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;
    를 포함하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    시변하는 사운드 입력 신호에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;
    를 포함하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    하나의 오디오 프로그램에 대응하는 상기 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 상기 사운드 입력 신호에 의한 상기 비청취 영역의 소음도에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계; 및
    다수의 오디오 프로그램에 대응하는 다수의 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 상기 다수의 사운드 입력 신호에 대응하는 각 청취 영역에서 청취음과 간섭음 사이의 레벨차이(level difference)에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;
    를 포함하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 청취 영역의 위치와 상기 비청취 영역의 위치에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;
    를 포함하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 청취 영역에서 형성되는 음장의 형태에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 단계;
    를 포함하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 방법.
  8. 오디오 장치의 필터(filter)를 계산하고,
    상기 계산된 필터의 선형 보간(linear interpolation) 모델을 결정하고,
    사용자의 입력 조작에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는 제어부; 및
    상기 조절된 필터의 성능에 기반하여 상기 오디오 장치의 청취 영역에 대한 사운드 출력 및 비청취 영역에 대한 사운드 출력 중 적어도 하나를 출력하는 출력부;
    를 포함하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 오디오 장치에 대응하는 측정 마이크의 청취 영역의 응답과 비청취 영역의 응답에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    시변하는 사운드 입력 신호에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    하나의 오디오 프로그램에 대응하는 상기 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 상기 사운드 입력 신호에 의한 상기 비청취 영역의 소음도에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하고,
    다수의 오디오 프로그램에 대응하는 다수의 사운드 입력 신호가 획득되는 경우, 상기 다수의 사운드 입력 신호에 대응하는 각 청취 영역에서 청취음과 간섭음 사이의 레벨차이(level difference)에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 청취 영역의 위치와 상기 비청취 영역의 위치에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 청취 영역에서 형성되는 음장의 형태에 기반하여 상기 선형 보간 모델에 의한 필터의 성능을 조절하는,
    오디오 장치의 필터 변경을 통한 사운드 출력을 제어하기 위한 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3874099B2 (ja) 2002-03-18 2007-01-31 ソニー株式会社 音声再生装置
EP3677054A4 (en) * 2017-09-01 2021-04-21 DTS, Inc. SWEET SPOT ADAPTATION FOR VIRTUALIZED AUDIO

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014122723A1 (ja) * 2013-02-05 2014-08-14 Toa株式会社 拡声システム

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