KR102479068B1 - Multi-channel sound system for each performer and multiple audiences in a small concert hall - Google Patents

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KR102479068B1
KR102479068B1 KR1020220130856A KR20220130856A KR102479068B1 KR 102479068 B1 KR102479068 B1 KR 102479068B1 KR 1020220130856 A KR1020220130856 A KR 1020220130856A KR 20220130856 A KR20220130856 A KR 20220130856A KR 102479068 B1 KR102479068 B1 KR 102479068B1
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Abstract

Provided is a multi-channel sound system, which is provided in a rectangular live concert hall defined by a front wall on which a stage is installed, a rear wall opposite to the front wall, and left and right sidewalls extending between the front wall and the rear wall, and provides a performer sweet spot for a performer on the stage and a plurality of audience sweet spots for respective audiences seated on a plurality of seats. The multi-channel sound system comprises: a seating sensor installed in each of the plurality of seats; a microphone provided to the performer, and having a position sensor for sensing the movement of the performer; a plurality of tweeter boxes at least disposed on each of the rear wall and the left and right sidewalls, excluding the front wall, among the four walls of the live concert hall; a plurality of mid boxes arranged at the four corners of the live concert hall, respectively; at least one woofer box embedded in a ceiling area of the live concert hall; a DSP for receiving an audio signal from an audio source, and transmitting an individually processed analog signal to each of tweeters installed in the plurality of tweeter boxes, mid speakers installed in the plurality of mid boxes, and woofer speakers installed in the woofer box; a first controller for controlling the directional angle of the tweeters; a second controller for controlling turn on or off of the mid speakers; and a MCU for controlling the DSP and the first and second controllers, based on the movement of the performer sensed by the microphone so that the performer sweet spot faces the performer, and controlling the DSP and the first and second controllers, based on the position of each of the audiences sensed by the seating sensors so that each of the plurality of audience sweet spots faces each of the audiences. Therefore, the multi-channel sound system can increase the immersion level of the audiences with respect to auditory appreciation.

Description

소규모 라이브 공연장의 공연자 및 복수의 관중들 각각을 위한 멀티채널 음향시스템{MULTI-CHANNEL SOUND SYSTEM FOR EACH PERFORMER AND MULTIPLE AUDIENCES IN A SMALL CONCERT HALL}Multi-channel sound system for performers and multiple audiences in small live venues {MULTI-CHANNEL SOUND SYSTEM FOR EACH PERFORMER AND MULTIPLE AUDIENCES IN A SMALL CONCERT HALL}

본 발명은 소규모 라이브 공연장의 공연자 및 관중을 위한 멀티채널 음향시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-channel sound system for performers and spectators in a small live venue.

콘서트홀, 오디션 무대, 라이브 카페 등의 소규모 라이브 공연장 음향 시스템에서 공연자가 자신의 소리를 정확하고 편안하게 듣는 것이 매우 중요하다. 공연 중 자신의 소리를 명확하게 듣지 못하면 귀를 막고 이야기하는 것과 다름없기 때문이다. 특히 크건 작건 공연장에는 수많은 스피커들에서 쏟아져 나오는 소리들로 인해 상대적으로 자체 음량이 작은 보컬, 관악기, 현악기 등이 자신의 소리를 명확히 듣는 것은 무엇보다 중요하다. 하지만 현실에서는 엔지니어가 있는 큰 공연에서도 개개인이 자신의 소리를 제대로 듣는 것은 매우 어렵다. 특히 본 공연이 시작되면 관중들이 듣게 되는 소리에 더 많은 신경을 써야하기에, 공연자들은 자신들의 소리를 모니터링을 하지 못하고 공연을 진행하게 되어 공연의 질을 떨어트리는 하나의 원인이 되기도 한다.In small live venue sound systems such as concert halls, audition stages, and live cafes, it is very important for performers to hear themselves accurately and comfortably. This is because if you cannot hear yourself clearly during a performance, it is no different than talking with your ears closed. In particular, it is more important than anything else for vocalists, wind instruments, and string instruments, whose volume is relatively low, to hear their own sound clearly due to the sound pouring out of numerous speakers in a large or small venue. However, in reality, it is very difficult for each individual to hear their own sound properly even in a large performance with an engineer. In particular, when the main performance starts, the performers have to pay more attention to the sound that the audience hears, so the performers perform without monitoring their own sound, which is one of the causes of deteriorating the quality of the performance.

더욱이, 스피커와 청취자들간의 거리가 상대적으로 가까운 소형 공연장의 특성상 기존 오디오 시스템은 공연장 내 모든 공간에서의 정위(localization)에 의한 스위트 스팟(Sweet Spot)형성이 불가능한 한계 또한 있어 왔다.Moreover, due to the characteristics of a small concert hall where the distance between the speaker and the listeners is relatively short, the existing audio system has a limitation in that it is impossible to form a sweet spot by localization in all spaces in the concert hall.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 소규모 라이브 공연장의 공연자 및 관중들 각각을 위한 스위트 스팟을 제공함으로써 공연자는 자신의 소리 모니터링을 충실히 이행할 수 있고 관중에게는 청각적 감상 몰입도를 증대시킬 수 있는 멀티채널 음향시스템을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a sweet spot for each of the performers and spectators in a small live venue so that the performers can faithfully monitor their own sound and the audience can hear It is an object of the present invention to provide a multi-channel sound system capable of increasing the degree of immersion of the audience.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따르면, 무대가 설치된 정면측 벽면, 상기 정면측 벽면에 대향하는 후면측 벽면, 상기 정면측 벽면과 상기 후면측 벽면 사이에서 연장되는 좌우 측면측 벽면들로 정의되는 사각형 라이브 공연장에 구비되어 상기 무대의 공연자를 위한 공연자 스위트 스팟(sweet spot) 및 복수의 관중석에 착석한 관중들 각각을 위한 복수의 관중 스위트 스팟을 제공하는 멀티채널 음향시스템으로서, 상기 복수의 관중석 각각에 설치된 착석 센서; 상기 공연자에게 제공되되 상기 공연자의 동선을 센싱하기 위한 위치센서가 구비된 마이크로폰; 상기 라이브 공연장의 4개 벽면 중 상기 정면측 벽면을 제외한 후면측 벽면 및 좌우 측면측 벽면들 각각에 적어도 하나 이상 배치된 복수의 트위터(tweeter) 박스들; 상기 라이브 공연장의 4개 모서리 각각에 배치된 복수의 미드(mid) 박스들; 상기 라이브 공연장의 천장(ceiling) 영역에 매립된 적어도 하나의 우퍼(woofer) 박스; 오디오 소스로부터 오디오 신호를 입력 받아 상기 복수의 트위터 박스들에 설치된 트위터들, 상기 복수의 미드 박스에 설치된 미드스피커들 및 상기 우퍼 박스에 설치된 우퍼스피커 각각으로 개별 가공된 아날로그 신호를 전달하는 DSP(digital signal processor); 상기 트위터들의 지향각을 제어하기 위한 제1 컨트롤러; 상기 미드스피커들의 온오프를 제어하기 위한 제2 컨트롤러; 및 상기 공연자 스위트 스팟이 상기 공연자를 향하도록 상기 마이크로폰에 의해 센싱된 상기 공연자의 동선에 기초하여 상기 DSP와 상기 제1 및 제2 컨트롤러들을 제어하고, 상기 복수의 관중 스위트 스팟 각각이 상기 관중들 각각을 향하도록 상기 착석 센서에 의해 센싱된 상기 관중들 각각의 위치에 기초하여 상기 DSP와 상기 제1 및 제2 컨트롤러들을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit);를 포함하는, 멀티채널 음향시스템이 제공된다.In order to solve this problem, according to an embodiment of the present invention, the front wall on which the stage is installed, the rear wall facing the front wall, and the left and right side walls extending between the front wall and the rear wall. A multi-channel sound system provided in a rectangular live performance hall defined by and providing a performer sweet spot for performers on the stage and a plurality of spectator sweet spots for each of the spectators seated in a plurality of spectator seats, wherein the plurality of Seating sensors installed in each of the spectator seats; a microphone provided to the performer and equipped with a position sensor for sensing the movement of the performer; a plurality of tweeter boxes disposed on each of the rear wall and left and right side walls of the four walls of the live performance hall, excluding the front wall; a plurality of mid boxes disposed at each of the four corners of the live venue; at least one woofer box embedded in a ceiling area of the live performance hall; DSP (digital) that receives audio signals from audio sources and transmits individually processed analog signals to the tweeters installed in the plurality of tweeter boxes, the mid speakers installed in the plurality of mid boxes, and the woofer speakers installed in the woofer box, respectively. signal processor); a first controller for controlling beam angles of the tweeters; a second controller for controlling on/off of the midspeakers; and controlling the DSP and the first and second controllers based on the movement of the performer sensed by the microphone so that the performer's sweet spot faces the performer, wherein each of the plurality of spectator sweet spots is directed to each of the spectators. Based on the position of each of the spectators sensed by the seating sensor so as to face the DSP and the first and second controllers MCU (Micro Controller Unit); including, a multi-channel sound system is provided. .

상기 복수의 트위터 박스들 중 상기 좌우 측면측 벽면들에 배치된 측면 트위터 박스들은 상기 관중 스위트 스팟을 형성하기 위해 구동되고, 상기 복수의 트위터 박스들 중 상기 후면측 벽면에 배치된 측면 트위터 박스들은 상기 공연자 스위트 스팟을 형성하기 위해 구동되는 것을 특징으로 한다.Side tweeter boxes disposed on the left and right side walls of the plurality of tweeter boxes are driven to form the spectator sweet spot, and side tweeter boxes disposed on the rear side wall of the plurality of tweeter boxes are driven to form the spectator sweet spot. Characterized in that it is driven to form a performer sweet spot.

상기 복수의 트위터 박스들 각각은, 반원기둥 형상의 메인프레임; 상기 메인프레임의 반원측 둘레를 따라서 수평방향으로 연장된 제1 지향각 레일; 수평방향으로 회동가능하도록 상기 제1 지향각 레일에 설치된 제1 트위터 챔버; 상기 제1 트위터 챔버에 실장된 제1 트위터; 상기 반원기둥의 둘레를 따라서 수평방향으로 연장되되 상기 제1 지향각 레일과 수직방향으로 이격되도록 배치된 제2 지향각 레일; 수평방향으로 회동가능하도록 상기 제2 지향각 레일에 설치된 제2 트위터 챔버; 및 상기 제2 트위터 챔버에 실장된 제2 트위터;를 포함하고, 상기 복수의 미드 박스들 각각은 개별적으로 온오프 가능한 제1 및 제2 미드스피커들을 포함하며, 상기 DSP는 상기 오디오 신호를 제1-1 크로스오버 주파수 이상의 주파수 영역을 하이패스(high pass) 필터링한 제1 하이패스 신호를 제1 트위터에 전달하고, 제1-2 크로스오버 주파수 이상의 주파수 영역을 하이패스 필터링한 제2 하이패스 신호를 제2 트위터에 전달하며, 상기 제1-1 크로스오버 주파수보다 낮은 제2 크로스오버 주파수에서부터 상기 제1-1 크로스오버 주파수까지의 주파수 영역을 밴드패스(band pass) 필터링한 제1 밴드패스 신호를 상기 제1 미드스피커에 전달하고, 상기 제2 크로스오버 주파수에서부터 상기 제1-2 크로스오버 주파수까지의 주파수 영역을 밴드패스 필터링한 제1 밴드패스 신호를 상기 제2 미드스피커에 전달하고, 상기 제2 크로스오버 주파수 이하의 주파수 영역을 로우패스(low pass) 필터링한 로우패스 신호를 상기 우퍼스피커로 전달하되, 상기 제1 및 제2 하이패스 신호들 각각의 게인(Gain)은 제1 및 제2 관중 각각과 상기 제1 및 제2 트위터들 각각의 거리에 기초하여 산출되고, 상기 제1-1 및 제1-2 크로스오버 주파수들, 및 상기 제1 및 제2 하이패스 신호들 각각에 적용되는 필터 종류와 필터 차수(즉, 크로스오버 슬로프(crossover slope))는 상기 제1 및 제2 관중 각각과 상기 제1 및 제2 미드스피커 각각의 거리에 기초하여 산출되며, 상기 제1 컨트롤러는 상기 제1 트위터가 상기 제1 관중을 향하고 상기 제2 트위터가 상기 제2 관중을 향하도록 상기 제1 및 제2 트위터 챔버들 각각의 지향각을 제어하며, 상기 제2 컨트롤러는 상기 제1 관중의 위치와 상기 제2 관중의 위치를 모두 고려하여 상기 제1 및 제2 미드스피커들의 온오프를 제어하는 것을 특징으로 한다.Each of the plurality of tweeter boxes includes a semi-cylindrical main frame; a first beam angle rail extending in a horizontal direction along a semicircular circumference of the main frame; a first tweeter chamber installed on the first beam angle rail so as to be rotatable in a horizontal direction; a first tweeter mounted in the first tweeter chamber; a second beam angle rail extending in a horizontal direction along the circumference of the semi-cylindrical column and vertically spaced apart from the first beam angle rail; a second tweeter chamber installed on the second beam angle rail so as to be rotatable in a horizontal direction; and a second tweeter mounted in the second tweeter chamber, wherein each of the plurality of mid boxes includes first and second mid-speakers that can be individually turned on and off, and the DSP converts the audio signal into a first A first high-pass signal obtained by high-pass filtering of a frequency domain equal to or higher than the -1 crossover frequency is transferred to the first tweeter, and a second high-pass signal obtained by high-pass filtering of a frequency domain equal to or higher than the 1-2 crossover frequency is transmitted to the first tweeter. is transmitted to the second tweeter, and a first bandpass signal obtained by performing band pass filtering in the frequency domain from the second crossover frequency lower than the 1-1st crossover frequency to the 1-1st crossover frequency. is transmitted to the first midspeaker, and a first bandpass signal obtained by bandpass-filtering a frequency domain from the second crossover frequency to the 1-2 crossover frequency is transmitted to the second midspeaker; A low pass signal obtained by low pass filtering of a frequency domain below a second crossover frequency is transmitted to the woofer speaker, and the gain of each of the first and second high pass signals is first and second. It is calculated based on the distance between each of the 2 spectators and each of the first and second tweeters, and is applied to the 1-1 and 1-2 crossover frequencies and the first and second high-pass signals, respectively. The filter type and filter order (i.e., crossover slope) are calculated based on the distances between the first and second spectators and the first and second midspeakers, respectively, and the first controller A beam angle of each of the first and second tweeter chambers is controlled so that the first tweeter faces the first spectator and the second tweeter faces the second spectator, and the second controller controls the position of the first spectator. and controlling the on/off of the first and second mid-speakers in consideration of both the position of the spectator and the second spectator.

상기 제1 관중과 상기 제1 미드스피커와의 거리가 제1 기준거리 이상인 경우 상기 제1 하이패스 신호는 2차(-12dB/oct) 베셀(Bessel) 필터로 필터링되며, 상기 제1 관중과 상기 제1 미드스피커와의 거리가 상기 제1 기준거리 미만인 경우 상기 제1 하이패스 신호는 3차(-18dB/oct) 체비세프(Chebyshev) 필터로 필터링되되, 상기 제1-1 크로스오버 주파수는 하기 수학식 1에 따라 산출되는 것을 특징으로 한다.When the distance between the first spectator and the first midspeaker is equal to or greater than the first reference distance, the first high-pass signal is filtered with a second order (-12dB/oct) Bessel filter, and the first spectator and the first midspeaker are filtered. When the distance from the first midspeaker is less than the first reference distance, the first high-pass signal is filtered with a 3rd order (-18dB/oct) Chebyshev filter, and the 1-1 crossover frequency is as follows It is characterized in that it is calculated according to Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112022107408312-pat00001
Figure 112022107408312-pat00001

(여기서, 상기 F_cut은 상기 제1-1 크로스오버 주파수[Hz], 상기 D_mid는 상기 제1 관중과 상기 제1 미드스피커와의 거리[cm], 상기 D_ref는 상기 제1 기준거리[cm], 상기 G_mid는 상기 제1 관중의 위치에서의 상기 제1 미드스피커의 평균 데시벨[dB], G_tw는 상기 제1 관중의 위치에서의 상기 제1 트위터의 평균 데시벨[dB]을 나타낸다.)(Here, the F_cut is the 1-1 crossover frequency [Hz], the D_mid is the distance between the first spectator and the first mid speaker [cm], the D_ref is the first reference distance [cm], The G_mid represents the average decibel [dB] of the first mid speaker at the position of the first spectator, and G_tw represents the average decibel [dB] of the first tweeter at the position of the first spectator.)

본 발명의 실시예들에 따르면, 소규모 라이브 공연장의 공연자 및 관중들 각각을 위한 스위트 스팟을 제공함으로써 공연자는 자신의 소리 모니터링을 충실히 이행할 수 있고 관중에게는 청각적 감상 몰입도를 증대시킬 수 있게 된다. According to the embodiments of the present invention, by providing a sweet spot for each of the performers and spectators in a small live venue, the performer can faithfully monitor his or her own sound, and the audience can increase the degree of auditory immersion. .

본 개시의 기술적 사상에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects according to the technical spirit of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티채널 음향시스템의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티채널 음향시스템이 설치된 소규모 라이브 공연장을 개념적으로 나타낸 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티채널 음향시스템의 DSP가 오디오 신호를 하이패스 신호로 가공하는 방법을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a multi-channel sound system according to some embodiments of the present invention.
2 and 3 are diagrams conceptually showing a small-scale live performance hall in which a multi-channel sound system according to some embodiments of the present invention is installed.
4 is a diagram for exemplarily explaining a method of processing an audio signal into a high-pass signal by a DSP of a multi-channel sound system according to some embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Also, in this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is present in the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티채널 음향시스템의 구성을 설명하기 위한 개략도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티채널 음향시스템이 설치된 소규모 라이브 공연장을 개념적으로 나타낸 도면들이고, 도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티채널 음향시스템의 DSP가 오디오 신호를 하이패스 신호로 가공하는 방법을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a multi-channel sound system according to some embodiments of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show a small live venue in which a multi-channel sound system according to some embodiments of the present invention is installed. These are diagrams conceptually shown, and FIG. 4 is a diagram for illustratively explaining how a DSP of a multi-channel sound system processes an audio signal into a high-pass signal according to some embodiments of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 사각형 소규모 라이브 공연장(R)에 구비되는 멀티채널 음향시스템(1)은 관중들을 위한 복수의 관중석 각각에 설치된 착석감지센서(110)와, 상기 공연자에게 제공되되 상기 공연자의 동선을 센싱하기 위한 위치센서가 구비된 마이크로폰(120)과, 소규모 라이브 공연장(R)에 설치 구비되는 복수의 스피커 박스들(TBx, MBx, WBx)과, 스피커를 동작 및 제어하기 위한 동작제어부를 포함한다. 동작제어부는, 무산 단말(100)과의 무선통신을 수행하기 위한 RF 안테나(210), 스피커로 출력할 음원소스를 공급하는 소스기기(220), 소스기기로부터의 오디오 신호를 프로세싱하여 각 스피커들로 제공하는 DSP(digital signal process, 230), 상기 DSP 및 제1 및 제2 컨트롤러들(251, 252)을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit, 240), 제어부 및 스피커 구동을 위해 전원을 공급하는 전원부들(261, 262)을 포함할 수 있다.1 to 4, the multi-channel sound system 1 provided in a rectangular small-scale live performance hall R is provided with seating detection sensors 110 installed in each of a plurality of seats for spectators, and provided to the performers. A microphone 120 equipped with a position sensor for sensing the movements of performers, a plurality of speaker boxes (TBx, MBx, WBx) installed and provided in the small-scale live performance hall (R), and operations for operating and controlling the speakers includes a control unit. The operation control unit includes an RF antenna 210 for performing wireless communication with the mobile terminal 100, a source device 220 for supplying a sound source to be output to a speaker, and processing audio signals from the source device to each speaker. A digital signal process (DSP) 230, a microcontroller unit (MCU) 240 that controls the DSP and the first and second controllers 251 and 252, and a power supply unit that supplies power to drive the control unit and the speaker. s 261 and 262 may be included.

착석감지센서(110)는 공연장 내 구비된 복수의 관중석 중 관중이 착석한 자리로의 스위트 스팟을 구현하기 위해, 복수의 관중석 각각에 구비될 수 있다. 착석감지센서는 예를 들면 관중의 체중을 통해 착석여부를 판단하기 위한 압력감지센서 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The seat detection sensor 110 may be provided in each of a plurality of spectator seats in order to implement a sweet spot to a seat where the spectator is seated among a plurality of spectator seats provided in the performance hall. The seat detection sensor may be implemented as, for example, a pressure sensor for determining whether a spectator is seated through the weight of a spectator, but is not limited thereto.

마이크로폰(110)은 마이크로폰을 소지하고 있는 공연자의 무대 내 위치를 파악하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 마이크로폰에는 다양한 방식의 위치 감지 센서가 적용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로폰에 내장된 IMU(inertial Measurement Unit) 또는 비콘(Beacon) 등의 통신모듈을 통해 공연자의 무대 내 위치를 파악할 수 있다.The microphone 110 may serve to determine the position of a performer carrying the microphone on stage. To this end, various types of position detection sensors may be applied to the microphone. For example, a location of a performer on stage may be determined through a communication module such as an inertial measurement unit (IMU) or a beacon built into a microphone.

다른 일부 실시예에서, 마이크로폰은 별도의 센서 없이 마이크로폰 본연의 기능을 통해 관중의 관람 위치를 파악할 수 있다. 구체적으로, 후술할 소규모 라이브 공연장 내에 서로 이격되도록 배치된 복수의 스피커 박스들(TBx, MBx, WBx) 중 적어도 넷 이상의 스피커로부터 비가청 레퍼런스 신호가 발산되면, 무선 단말(100)은 각각의 비가청 레퍼런스 신호가 도달하는 지연시간을 수집하여 실시간으로 공연자의 무대 내 위치를 산출할 수 있다. 예를 들어, MCU(240)는 제1 및 제2 트위터 박스(TB1, TB2)와 제1 및 제2 미드 박스(MB1, MB2) 각각으로부터의 비가청 레퍼런스 신호간 도달시간 차이에 기반하여, 마이크로폰의 위치를 파악할 수 있다. 여기서, 비가청 레퍼런스 신호를 사용하는 이유는 가청신호를 사용 시 관중의 청각적 감상에 방해요소가 되기 때문이며, 이를 위해 각 스피커 박스들에는 비가청 신호 생성 유닛이 구비되고, 마이크로폰은 비가청 신호까지 수신 가능한 성능을 가지도록 구성될 수 있다. In some other embodiments, the microphone can detect the spectator's viewing position through its own function without a separate sensor. Specifically, when inaudible reference signals are emitted from at least four or more speakers among a plurality of speaker boxes (TBx, MBx, WBx) arranged to be spaced apart from each other in a small-scale live venue to be described later, the wireless terminal 100 receives each non-audible By collecting the delay time of arrival of the reference signal, the position of the performer on stage can be calculated in real time. For example, the MCU 240 generates a microphone based on a difference in arrival time between the inaudible reference signals from the first and second tweeter boxes TB1 and TB2 and the first and second mid boxes MB1 and MB2, respectively. location can be ascertained. Here, the reason why the inaudible reference signal is used is that it interferes with the audience's auditory appreciation when using the audible signal. To this end, each speaker box is provided with a non-audible signal generating unit, and a microphone It can be configured to have receivable performance.

또한, 마이크로폰에는 해당 공연자가 체감하는 소리 특성을 모니터링하는 RTA(Real-time analyzer) 마이크의 역할을 추가적으로 수행할 수 있다.In addition, the microphone may additionally serve as a real-time analyzer (RTA) microphone for monitoring sound characteristics experienced by the corresponding performer.

구체적으로, 마이크로폰은 현재 공연자 위치에서의 주파수 특성 및 수신감도를 수집할 수 있으며, MCU(240)는 수집된 주파수 특성 및 수신감도를 통해 현재 공연자에게 정상적인 모니터링 환경이 부여되었는지를 판단하고, 보정이 필요한 경우 보정작업을 수행할 수 있다. 상기 보정작업은 예를 들면, 특정 미드 박스의 미드스피커 온오프 조정 및 개별 출력 조정 등일 수도 있고, 트위터 박스의 트위터 필터링 조정 등일 수 있다.Specifically, the microphone may collect frequency characteristics and reception sensitivity at the current performer's position, and the MCU 240 determines whether a normal monitoring environment is given to the current performer through the collected frequency characteristics and reception sensitivity, and correction is performed. Corrections can be made if necessary. The correction may be, for example, mid-speaker on/off adjustment and individual output adjustment of a specific mid box, or tweeter filtering adjustment of a tweeter box.

RF 안테나(210)는 착석감지센서(110) 및 마이크로폰(120)으로부터 센싱된 정보들을 수신하여 MCU(240)로 전달할 수 있다. The RF antenna 210 may receive information sensed from the occupancy detection sensor 110 and the microphone 120 and transfer the received information to the MCU 240 .

스피커 박스들은, 트래킹 고음 재생을 위한 트위터들이 설치된 트위터 박스(TBx), 중음 및 중저음 재생을 위한 미드스피커들이 설치된 미드 박스(MBx), 저음 재생을 위한 우퍼스피커들이 설치된 우퍼 박스(WBx)를 포함할 수 있다.The speaker boxes may include a tweeter box (TBx) with tweeters for tracking treble reproduction, a mid box (MBx) with mid- and mid-bass speakers installed, and a woofer box (WBx) with woofer speakers for bass reproduction. can

도 2에 도시된 것과 같이, 상기 트위터 박스들은 상기 소규모 라이브 공연장의 4개 벽면 중 상기 정면측 벽면을 제외한 후면측 벽면 및 좌우 측면측 벽면들 각각에 적어도 하나 이상 배치되고, 상기 미드 박스들은 상기 소규모 라이브 공연장의 4개 모서리 각각에 배치되며, 상기 우퍼 박스는 상기 소규모 라이브 공연장의 천장(ceiling) 영역에 매립될 수 있다. 즉, 상기 트위터 박스, 미드 박스 및 우퍼 박스는 각각이 서로 다른 주파수대역을 재생하는 역할을 수행한다.As shown in FIG. 2, the tweeter boxes are disposed on at least one rear wall and left and right side walls, excluding the front wall, among the four walls of the small-scale live venue, and the mid boxes are arranged on the small-scale live venue. Arranged at each of the four corners of the live venue, the woofer box may be buried in a ceiling area of the small-scale live venue. That is, the tweeter box, the mid box, and the woofer box each play a role of reproducing different frequency bands.

상기 복수의 트위터 박스들 각각은 반원기둥 형상의 메인프레임과, 상기 메인프레임의 반원측 둘레를 따라서 수평방향으로 연장된 지향각 레일(LLx), 수평방향으로 회동가능하도록 상기 지향각 레일에 설치된 트위터 챔버(TCx), 상기 트위터 챔버에 실장된 트위터(TWx)를 포함하되, 상기 지향각 레일, 트위터 챔버 및 트위터들은 도시된 것처럼 수직방향으로 이격되도록 복수의 세트로 배치될 수 있다. 각 세트들은, 각각의 관중을 위해서, 즉 각 관중을 향하도록 지향각을 가지며 재생될 수 있다. 예를 들어, 제1 트위터는 지향각 레일을 따라서 제1 관중을 향하며, 제2 트위터는 지향각 레일을 따라서 제2 관중을 향할 수 있다. 이를 위해, 제1 컨트롤러(251)는 트위터 챔버가 지향각 레일을 따라 회동하도록 해당 서보모터를 제어할 수 있다.Each of the plurality of tweeter boxes includes a semi-cylindrical main frame, a beam angle rail (LLx) extending horizontally along the semicircular side circumference of the main frame, and a tweeter installed on the beam angle rail so as to be rotatable in the horizontal direction. A chamber TCx and a tweeter TWx mounted in the tweeter chamber may be included, but the beam angle rail, the tweeter chamber, and the tweeter may be arranged in a plurality of sets spaced apart in a vertical direction as shown. Each set can be reproduced with a beam angle for each spectator, ie facing each spectator. For example, a first tweeter may direct a first spectator along a beam angle rail, and a second tweeter may direct a second spectator along a beam angle rail. To this end, the first controller 251 may control a corresponding servo motor so that the tweeter chamber rotates along the beam angle rail.

상기 복수의 미드 박스들(MBx) 각각은 개별적으로 온오프 가능한 제1 및 제2 미드스피커들(MRx)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 것처럼 제1 미드 박스(MB1)에는 제1 내지 제3 미드스피커들(MR1, MR2, MR3)이 구비될 수 있다. 제2 컨트롤러(252)는 공연자 및 복수의 관중들의 위치를 종합적으로 고려하여 박스 내 개별 미드스피커들의 온오프를 제어할 수 있다. 제2 컨트롤러(252)는 상술한 무선 단말에 의해 수집된 주파수 특성 및 수신감도에 기초하여 미드스피커들의 온오프를 제어할 수 있다.Each of the plurality of mid boxes MBx may include first and second mid speakers MRx that can be individually turned on and off. For example, as shown in FIG. 3 , the first to third mid-speakers MR1, MR2, and MR3 may be provided in the first mid box MB1. The second controller 252 may control on/off of individual midspeakers in the box by comprehensively considering the positions of a performer and a plurality of spectators. The second controller 252 may control on/off of the midspeakers based on the frequency characteristics and reception sensitivity collected by the wireless terminal.

DSP(230)는 오디오 소스(220)로부터 가공되지 않은 오디오 신호를 입력 받아 상기 복수의 트위터 박스들에 설치된 트위터들, 상기 복수의 미드 박스에 설치된 미드스피커들 및 상기 우퍼 박스에 설치된 우퍼스피커 각각으로 개별 가공된 아날로그 신호를 전달하는 역할을 수행한다.The DSP 230 receives raw audio signals from the audio source 220 and transmits them to the tweeters installed in the plurality of tweeter boxes, the mid speakers installed in the plurality of mid boxes, and the woofer speakers installed in the woofer box, respectively. It plays a role in transmitting individually processed analog signals.

MCU(240)는 상기 공연자 스위트 스팟이 상기 공연자를 향하도록 상기 마이크로폰에 의해 센싱된 상기 공연자의 동선에 기초하여 상기 DSP와 상기 제1 및 제2 컨트롤러들을 제어하고, 상기 복수의 관중 스위트 스팟 각각이 상기 관중들 각각을 향하도록 상기 착석 센서에 의해 센싱된 상기 관중들 각각의 위치에 기초하여 상기 DSP와 상기 제1 및 제2 컨트롤러들을 제어할 수 있다.The MCU 240 controls the DSP and the first and second controllers based on the movement of the performer sensed by the microphone so that the performer's sweet spot faces the performer, and each of the plurality of spectator sweet spots is The DSP and the first and second controllers may be controlled based on a position of each of the spectators sensed by the seating sensor to face each of the spectators.

구체적으로, DSP(230)는 상기 오디오 신호를 제1 크로스오버 주파수 이상의 주파수 영역을 하이패스(high pass) 필터링한 하이패스 신호를 트위터에 전달하고, 제1 크로스오버 주파수보다 낮은 제2 크로스오버 주파수에서부터 상기 제1 크로스오버 주파수까지의 주파수 영역을 밴드패스(band pass) 필터링한 밴드패스 신호를 미드스피커에 전달하고, 제2 크로스오버 주파수 이하의 주파수 영역을 로우패스(low pass) 필터링한 로우패스 신호를 상기 우퍼스피커로 전달할 수 있다. 여기서, 상기 DSP(230)는 모든 트위터에 개별적인(즉, 서로 다른) 하이패스 신호를 전달하고, 경우에 따라 일부 미드스피커들에 서로 다른 밴드패스 신호를 전달할 수 있다. 즉, 하기 제1 및 제2 미드스피커 각각에는 서로 다른 크로스오버 주파수(제1-1 및 제1-2 크로스오버 주파수)가 적용될 수 있다.Specifically, the DSP 230 transfers a high-pass signal obtained by high-pass filtering the audio signal to a frequency domain equal to or higher than the first crossover frequency to the tweeter, and transmits a second crossover frequency lower than the first crossover frequency. Transmits a bandpass signal obtained by band pass filtering of the frequency domain from to the first crossover frequency to the midspeaker, and low pass filtering of the frequency domain below the second crossover frequency Low pass A signal may be transmitted to the woofer speaker. Here, the DSP 230 may transfer individual (that is, different) high-pass signals to all tweeters and, in some cases, transfer different band-pass signals to some midspeakers. That is, different crossover frequencies (1-1 and 1-2 crossover frequencies) may be applied to the first and second midspeakers, respectively.

예를 들어, 상기 DSP는 상기 오디오 신호를 제1-1 크로스오버 주파수 이상의 주파수 영역을 하이패스 필터링한 제1 하이패스 신호를 제1 트위터에 전달하고, 제1-2 크로스오버 주파수 이상의 주파수 영역을 하이패스 필터링한 제2 하이패스 신호를 제2 트위터에 전달하며, 상기 제1-1 크로스오버 주파수보다 낮은 제2 크로스오버 주파수에서부터 상기 제1-1 크로스오버 주파수까지의 주파수 영역을 밴드패스 필터링한 제1 밴드패스 신호를 상기 제1 미드스피커에 전달하고, 상기 제2 크로스오버 주파수에서부터 상기 제1-2 크로스오버 주파수까지의 주파수 영역을 밴드패스 필터링한 제1 밴드패스 신호를 상기 제2 미드스피커에 전달할 수 있다.For example, the DSP transfers a first high-pass signal obtained by high-pass filtering the audio signal in a frequency domain equal to or higher than a 1-1 crossover frequency to a first tweeter, and converts a frequency domain equal to or higher than a 1-2 crossover frequency to a first tweeter. Passing the high-pass filtered second high-pass signal to the second tweeter, band-pass filtering the frequency range from the second crossover frequency lower than the 1-1 crossover frequency to the 1-1 crossover frequency A first bandpass signal is transferred to the first midspeaker, and a first bandpass signal obtained by bandpass filtering a frequency domain from the second crossover frequency to the 1-2th crossover frequency is transmitted to the second midspeaker. can be forwarded to

여기서, 제1 크로스오버 주파수는 약 1kHz 내지 2kHz이고, 제2 크로스오버 주파수는 약 50Hz 내지 300Hz인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the first crossover frequency is about 1 kHz to 2 kHz, and the second crossover frequency is about 50 Hz to 300 Hz.

한편, DSP(230)는 상기 제1 및 제2 하이패스 신호들 각각의 게인(Gain) 및 각각에 적용되는 하이패스 필터 종류와 필터 차수를 실시간으로 변화시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 하이패스 신호들 각각의 게인은 제1 및 제2 관중 각각과 상기 제1 및 제2 트위터들 각각의 거리에 기초하여 산출되고, 상기 제1-1 및 제1-2 크로스오버 주파수들, 및 상기 제1 및 제2 하이패스 신호들 각각에 적용되는 필터 종류와 필터 차수(즉, 크로스오버 슬로프(crossover slope))는 상기 제1 및 제2 관중 각각과 상기 제1 및 제2 미드스피커 각각의 거리에 기초하여 산출될 수 있다.Meanwhile, the DSP 230 may change the gain of each of the first and second high-pass signals, and the type and order of the high-pass filter applied to each in real time. Specifically, the gain of each of the first and second high-pass signals is calculated based on the distance between each of the first and second spectators and the first and second tweeters, and -2 crossover frequencies, and the filter type and filter order (ie, crossover slope) applied to each of the first and second high-pass signals are the first and second spectators respectively and the first It can be calculated based on the respective distances of the first and second midspeakers.

바람직하게, 상기 제1 관중과 상기 제1 미드스피커와의 거리가 제1 기준거리 이상인 경우 상기 제1 하이패스 신호는 2차(2nd order; -12dB/oct, 예를 들어 도 4의 slope1) 베셀(Bessel) 필터로 필터링되며, 상기 제1 관중과 상기 제1 미드스피커와의 거리가 상기 제1 기준거리 미만인 경우 상기 제1 하이패스 신호는 3차(3rd order; -18dB/oct, 예를 들어 도 4의 slope2) 체비세프(Chebyshev) 필터로 필터링될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제1-1 크로스오버 주파수는 하기 수학식 1에 따라 산출될 수 있다. 수학식 1에서, 상기 F_cut은 상기 제1-1 크로스오버 주파수[Hz], 상기 D_mid는 상기 제1 관중과 상기 제1 미드스피커와의 거리[cm], 상기 D_ref는 상기 제1 기준거리[cm], 상기 G_mid는 상기 제1 관중의 위치에서의 상기 제1 미드스피커의 평균 데시벨[dB], G_tw는 상기 제1 관중의 위치에서의 상기 제1 트위터의 평균 데시벨[dB]을 나타낸다. 상기 거리값 및 평균 데시벨값은 상술한 것과 같이 무선 단말(100)을 통해 측정될 수 있다.Preferably, when the distance between the first spectator and the first mid-speaker is equal to or greater than the first reference distance, the first high-pass signal is a 2nd order (-12dB/oct, for example, slope 1 in FIG. 4) Bessel (Bessel) filter, and when the distance between the first spectator and the first midspeaker is less than the first reference distance, the first high-pass signal is 3rd order (-18dB/oct, for example Slope 2 of FIG. 4 may be filtered by a Chebyshev filter. More specifically, the 1-1 crossover frequency may be calculated according to Equation 1 below. In Equation 1, the F_cut is the 1-1 crossover frequency [Hz], the D_mid is the distance between the first spectator and the first mid speaker [cm], and the D_ref is the first reference distance [cm] ], G_mid represents the average decibel [dB] of the first mid speaker at the position of the first spectator, and G_tw represents the average decibel [dB] of the first tweeter at the position of the first spectator. The distance value and average decibel value may be measured through the wireless terminal 100 as described above.

Figure 112022107408312-pat00002
Figure 112022107408312-pat00002

예를 들어, 제1 관람객과 제1 미드스피커와의 거리가 제1 기준거리 이상이면 제1-1 크로스오버 주파수(F_cut)는 도 4의 cutoff 1-1 과 같이 1.5 kHz 보다 큰 값을 가지도록 산출되며, 제1 관람객과 제1 미드스피커와의 거리가 제1 기준거리 미만이면 제1-1 크로스오버 주파수(F_cut)는 도 4의 cutoff 1-2 와 같이 1.5 kHz 보다 작은 값을 가지도록 산출될 수 있다.For example, if the distance between the first spectator and the first mid-speaker is greater than the first reference distance, the 1-1 crossover frequency (F_cut) has a value greater than 1.5 kHz as shown in cutoff 1-1 in FIG. calculated, and if the distance between the first spectator and the first mid-speaker is less than the first reference distance, the 1-1 crossover frequency (F_cut) is calculated to have a value smaller than 1.5 kHz as shown in cutoff 1-2 in FIG. It can be.

이와 같은 멀티채널 음향시스템(1)을 소규모 라이브 공연장에 구축 시, 공연자를 위한 공연자 스위트 스팟(NSS) 및 특정 관중석에 착석한 복수의 관중들 각각을 위한 개별 관중 스위트스팟(SS1~SS3)을 제공할 수 있다. 여기서, 공연자 스위트 스팟(NSS)은 관중 스위트스팟(SS1~SS3) 대비 모니터링적 음향 특성을 가지도록 구축될 수 있으며, 관중 스위트스팟(SS1~SS3)은 공연자 스위트 스팟(NSS) 대비 감상적 음향 특성을 가지도록 구축될 수 있다. 즉, 공연자 스위트 스팟(NSS) 및 관중 스위트스팟(SS1~SS3)은 서로 상이한 주파수특성을 가지도록 설계될 수 있다.When such a multi-channel sound system (1) is built in a small live venue, it provides a performer's sweet spot (NSS) for performers and individual spectator's sweet spots (SS1-SS3) for each of a plurality of spectators seated in a specific spectator seat. can do. Here, the performer's sweet spot (NSS) may be constructed to have monitoring sound characteristics compared to the audience's sweet spot (SS1 to SS3), and the audience's sweet spot (SS1 to SS3) may have sentimental acoustic characteristics compared to the performer's sweet spot (NSS). can be built to have That is, the performer's sweet spot (NSS) and the audience's sweet spot (SS1 to SS3) may be designed to have different frequency characteristics.

이를 위해, 상기 복수의 트위터 박스들 중 상기 좌우 측면측 벽면들에 배치된 측면 트위터 박스들(TB1, TB2, TB5, TB6)은 상기 관중 스위트 스팟을 형성하기 위해 구동되고, 상기 복수의 트위터 박스들 중 상기 후면측 벽면에 배치된 측면 트위터 박스들(TB3, TB4)은 상기 공연자 스위트 스팟을 형성하기 위해 구동될 수 있으며, 트위터 박스들(TB1, TB2, TB5, TB6)의 트위터들과 트위터 박스들(TB3, TB4)의 트위터들은 서로 다른 주파수특성을 가지도록 수행될 수 있다.To this end, the side tweeter boxes (TB1, TB2, TB5, TB6) disposed on the left and right side walls of the plurality of tweeter boxes are driven to form the spectator sweet spot, and the plurality of tweeter boxes The side tweeter boxes (TB3, TB4) disposed on the rear side wall of the middle can be driven to form the performer sweet spot, and the tweeters of the tweeter boxes (TB1, TB2, TB5, TB6) and the tweeter boxes The tweeters of (TB3 and TB4) may have different frequency characteristics.

한편, 상술한 것과 같이 트위터, 즉 고음용 스피커만을 향하도록 하는 이유는 중저음 스피커가 개별 지향각을 가지게 되면 중음-고음간 또는 제1 중저음스피커의 중음-제2중저음스피커의 중음간의 상호간섭 제어에 어려움이 따르기 때문이다. 트위터 측에 개별적으로 산출된 상기 컷오프 주파수(F_out)를 적용하여 개별 지향각을 조절하되, 미드스피커는 트위터 박스와 교번하도록 소규모 라이브 공연장의 모서리단에 배치 후 출력제어만을 수행함으로써 하나의 트위터 박스 내 복수의 트위터간 상호 간섭을 최소화하고, 복수의 관중들 각각의 눈앞에 무대가 펼쳐지는 효과를 극대화함과 동시에 모든 관람 동선 내에서 일관성있는 청각적 감상을 증진시킬 수 있게 된다.On the other hand, as described above, the reason for directing only the tweeter, that is, the treble speaker, is that when the bass speaker has an individual beam angle, it is necessary to control the mutual interference between the mid-high pitch or between the mid-tone of the first mid-bass speaker and the mid-tone of the second bass speaker. Because difficulties follow. Individual beam angles are adjusted by applying the individually calculated cutoff frequency (F_out) to the tweeter side, but the mid-speaker is placed at the corner end of a small live venue to alternate with the tweeter box, and then only output is controlled within one tweeter box. It is possible to minimize mutual interference between multiple tweeters, maximize the effect of the stage unfolding in front of each of the multiple spectators, and at the same time, enhance consistent auditory appreciation within all viewing routes.

본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those skilled in the art related to the present embodiment will be able to understand that it may be implemented in a modified form within a range that does not deviate from the essential characteristics of the above description. Therefore, the disclosed methods are to be considered in an illustrative rather than a limiting sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope will be construed as being included in the present invention.

Claims (4)

무대가 설치된 정면측 벽면, 상기 정면측 벽면에 대향하는 후면측 벽면, 상기 정면측 벽면과 상기 후면측 벽면 사이에서 연장되는 좌우 측면측 벽면들로 정의되는 사각형 라이브 공연장에 구비되어 상기 무대의 공연자를 위한 공연자 스위트 스팟(sweet spot) 및 복수의 관중석에 착석한 관중들 각각을 위한 복수의 관중 스위트 스팟을 제공하는 멀티채널 음향시스템으로서,
상기 복수의 관중석 각각에 설치된 착석 센서;
상기 공연자에게 제공되되 상기 공연자의 동선을 센싱하기 위한 위치센서가 구비된 마이크로폰;
상기 라이브 공연장의 4개 벽면 중 상기 정면측 벽면을 제외한 후면측 벽면 및 좌우 측면측 벽면들 각각에 적어도 하나 이상 배치된 복수의 트위터(tweeter) 박스들;
상기 라이브 공연장의 4개 모서리 각각에 배치된 복수의 미드(mid) 박스들;
상기 라이브 공연장의 천장(ceiling) 영역에 매립된 적어도 하나의 우퍼(woofer) 박스;
오디오 소스로부터 오디오 신호를 입력 받아 상기 복수의 트위터 박스들에 설치된 트위터들, 상기 복수의 미드 박스에 설치된 미드스피커들 및 상기 우퍼 박스에 설치된 우퍼스피커 각각으로 개별 가공된 아날로그 신호를 전달하는 DSP(digital signal processor);
상기 트위터들의 지향각을 제어하기 위한 제1 컨트롤러;
상기 미드스피커들의 온오프를 제어하기 위한 제2 컨트롤러; 및
상기 공연자 스위트 스팟이 상기 공연자를 향하도록 상기 마이크로폰에 의해 센싱된 상기 공연자의 동선에 기초하여 상기 DSP와 상기 제1 및 제2 컨트롤러들을 제어하고, 상기 복수의 관중 스위트 스팟 각각이 상기 관중들 각각을 향하도록 상기 착석 센서에 의해 센싱된 상기 관중들 각각의 위치에 기초하여 상기 DSP와 상기 제1 및 제2 컨트롤러들을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit);를 포함하고,
상기 복수의 트위터 박스들 중 상기 좌우 측면측 벽면들에 배치된 측면 트위터 박스들은 상기 관중 스위트 스팟을 형성하기 위해 구동되고, 상기 복수의 트위터 박스들 중 상기 후면측 벽면에 배치된 측면 트위터 박스들은 상기 공연자 스위트 스팟을 형성하기 위해 구동되며,
상기 복수의 트위터 박스들 각각은,
반원기둥 형상의 메인프레임;
상기 메인프레임의 반원측 둘레를 따라서 수평방향으로 연장된 제1 지향각 레일;
수평방향으로 회동가능하도록 상기 제1 지향각 레일에 설치된 제1 트위터 챔버;
상기 제1 트위터 챔버에 실장된 제1 트위터;
상기 반원기둥의 둘레를 따라서 수평방향으로 연장되되 상기 제1 지향각 레일과 수직방향으로 이격되도록 배치된 제2 지향각 레일;
수평방향으로 회동가능하도록 상기 제2 지향각 레일에 설치된 제2 트위터 챔버; 및
상기 제2 트위터 챔버에 실장된 제2 트위터;를 포함하고,
상기 복수의 미드 박스들 각각은 개별적으로 온오프 가능한 제1 및 제2 미드스피커들을 포함하며,
상기 DSP는 상기 오디오 신호를 제1-1 크로스오버 주파수 이상의 주파수 영역을 하이패스(high pass) 필터링한 제1 하이패스 신호를 제1 트위터에 전달하고, 제1-2 크로스오버 주파수 이상의 주파수 영역을 하이패스 필터링한 제2 하이패스 신호를 제2 트위터에 전달하며, 상기 제1-1 크로스오버 주파수보다 낮은 제2 크로스오버 주파수에서부터 상기 제1-1 크로스오버 주파수까지의 주파수 영역을 밴드패스(band pass) 필터링한 제1 밴드패스 신호를 상기 제1 미드스피커에 전달하고, 상기 제2 크로스오버 주파수에서부터 상기 제1-2 크로스오버 주파수까지의 주파수 영역을 밴드패스 필터링한 제2 밴드패스 신호를 상기 제2 미드스피커에 전달하고, 상기 제2 크로스오버 주파수 이하의 주파수 영역을 로우패스(low pass) 필터링한 로우패스 신호를 상기 우퍼스피커로 전달하되, 상기 제1 및 제2 하이패스 신호들 각각의 게인(Gain)은 제1 및 제2 관중 각각과 상기 제1 및 제2 트위터들 각각의 거리에 기초하여 산출되고, 상기 제1-1 및 제1-2 크로스오버 주파수들, 및 상기 제1 및 제2 하이패스 신호들 각각에 적용되는 필터 종류와 필터 차수(즉, 크로스오버 슬로프(crossover slope))는 상기 제1 및 제2 관중 각각과 상기 제1 및 제2 미드스피커 각각의 거리에 기초하여 산출되며,
상기 제1 컨트롤러는 상기 제1 트위터가 상기 제1 관중을 향하도록 하고 상기 제2 트위터가 상기 제2 관중을 향하도록 하도록 상기 제1 및 제2 트위터 챔버들 각각의 지향각을 제어하며,
상기 제2 컨트롤러는 상기 제1 관중의 위치와 상기 제2 관중의 위치를 모두 고려하여 상기 제1 및 제2 미드스피커들의 온오프를 제어하고,
상기 제1 관중과 상기 제1 미드스피커와의 거리가 제1 기준거리 이상인 경우 상기 제1 하이패스 신호는 2차(2nd order; -12dB/oct) 베셀(Bessel) 필터로 필터링되며,
상기 제1 관중과 상기 제1 미드스피커와의 거리가 상기 제1 기준거리 미만인 경우 상기 제1 하이패스 신호는 3차(3rd order; -18dB/oct) 체비세프(Chebyshev) 필터로 필터링되되,
상기 제1-1 크로스오버 주파수는 하기 수학식 1에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는, 멀티채널 음향시스템.
[수학식 1]
Figure 112022124484786-pat00008

(여기서, 상기 F_cut은 상기 제1-1 크로스오버 주파수[Hz], 상기 D_mid는 상기 제1 관중과 상기 제1 미드스피커와의 거리[cm], 상기 D_ref는 상기 제1 기준거리[cm], 상기 G_mid는 상기 제1 관중의 위치에서의 상기 제1 미드스피커의 평균 데시벨[dB], G_tw는 상기 제1 관중의 위치에서의 상기 제1 트위터의 평균 데시벨[dB]을 나타낸다.)
It is provided in a rectangular live performance hall defined by the front wall on which the stage is installed, the rear wall facing the front wall, and the left and right side walls extending between the front wall and the rear wall to provide a performer on the stage. A multi-channel sound system that provides a performer sweet spot for a performer and a plurality of spectator sweet spots for each of spectators seated in a plurality of spectator seats,
Seating sensors installed in each of the plurality of spectator seats;
a microphone provided to the performer and equipped with a position sensor for sensing the movement of the performer;
a plurality of tweeter boxes disposed on each of the rear wall and left and right side walls of the four walls of the live performance hall, excluding the front wall;
a plurality of mid boxes disposed at each of the four corners of the live venue;
at least one woofer box embedded in a ceiling area of the live performance hall;
DSP (digital) that receives audio signals from audio sources and transmits individually processed analog signals to the tweeters installed in the plurality of tweeter boxes, the mid speakers installed in the plurality of mid boxes, and the woofer speakers installed in the woofer box, respectively. signal processor);
a first controller for controlling beam angles of the tweeters;
a second controller for controlling on/off of the midspeakers; and
The DSP and the first and second controllers are controlled based on the movement of the performer sensed by the microphone so that the performer's sweet spot faces the performer, and each of the plurality of spectator sweet spots controls each of the spectators. A Micro Controller Unit (MCU) for controlling the DSP and the first and second controllers based on the position of each of the spectators sensed by the seating sensor so as to face the audience,
Side tweeter boxes disposed on the left and right side walls of the plurality of tweeter boxes are driven to form the spectator sweet spot, and side tweeter boxes disposed on the rear side wall of the plurality of tweeter boxes are driven to form the spectator sweet spot. Driven to form a performer sweet spot,
Each of the plurality of tweeter boxes,
A semi-cylindrical main frame;
a first beam angle rail extending in a horizontal direction along a semicircular circumference of the main frame;
a first tweeter chamber installed on the first beam angle rail so as to be rotatable in a horizontal direction;
a first tweeter mounted in the first tweeter chamber;
a second beam angle rail extending in a horizontal direction along the circumference of the semi-cylindrical column and vertically spaced apart from the first beam angle rail;
a second tweeter chamber installed on the second beam angle rail so as to be rotatable in a horizontal direction; and
A second tweeter mounted in the second tweeter chamber;
Each of the plurality of mid boxes includes first and second mid speakers that can be individually turned on and off,
The DSP transmits a first high-pass signal obtained by high-pass filtering the audio signal in a frequency domain equal to or higher than the 1-1 crossover frequency to a first tweeter, and transmits a frequency domain equal to or higher than the 1-2 crossover frequency. The high-pass filtered second high-pass signal is transferred to the second tweeter, and the frequency range from the second crossover frequency lower than the 1-1 crossover frequency to the 1-1 crossover frequency is band-pass (band pass). pass) The filtered first bandpass signal is transferred to the first midspeaker, and the second bandpass signal obtained by bandpass filtering the frequency domain from the second crossover frequency to the 1-2th crossover frequency is transmitted to the first midspeaker. A low-pass signal obtained by passing a second mid-speaker and low-pass-filtering a frequency domain below the second crossover frequency to the woofer speaker, wherein each of the first and second high-pass signals A gain is calculated based on a distance between each of the first and second spectators and each of the first and second tweeters, the 1-1 and 1-2 crossover frequencies, and the first and second tweeters. The filter type and filter order (i.e., crossover slope) applied to each of the second high-pass signals is based on the distance between the first and second audiences and the first and second midspeakers, respectively. is calculated,
The first controller controls beam angles of the first and second tweeter chambers to direct the first tweeter toward the first spectator and direct the second tweeter toward the second spectator;
The second controller controls on/off of the first and second midspeakers in consideration of both the position of the first spectator and the position of the second spectator;
When the distance between the first spectator and the first midspeaker is greater than or equal to a first reference distance, the first high-pass signal is filtered with a 2nd order (-12dB/oct) Bessel filter,
When the distance between the first spectator and the first midspeaker is less than the first reference distance, the first high-pass signal is filtered with a 3rd order (-18dB/oct) Chebyshev filter,
The 1-1 crossover frequency is characterized in that calculated according to Equation 1 below, the multi-channel sound system.
[Equation 1]
Figure 112022124484786-pat00008

(Here, the F_cut is the 1-1 crossover frequency [Hz], the D_mid is the distance between the first spectator and the first mid speaker [cm], the D_ref is the first reference distance [cm], The G_mid represents the average decibel [dB] of the first mid speaker at the position of the first spectator, and G_tw represents the average decibel [dB] of the first tweeter at the position of the first spectator.)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150041974A (en) * 2013-10-10 2015-04-20 삼성전자주식회사 Audio system, Method for outputting audio, and Speaker apparatus thereof
KR20200041916A (en) * 2017-08-31 2020-04-22 하만인터내셔날인더스트리스인코포레이티드 Speaker device, method of processing input signal from speaker device, and audio system
KR20210148238A (en) * 2019-04-02 2021-12-07 에스와이엔지, 인크. Systems and methods for spatial audio rendering

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