KR102531634B1 - 오디오 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

오디오 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오 오디오 장치에서 음향 재생 품질을 개선하기 위한 센터 채널 생성 방법에 대한 기술에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 오디오 장치는, 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하는 신호 수신부, 상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하는 적어도 하나의 필터 및 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하고, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하고, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도에 대응하여 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

오디오 장치 및 그 제어방법{AUDIO APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
오디오 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오 오디오 장치에서 음향 재생 품질을 개선하기 위한 센터 채널 생성 방법에 대한 기술에 관한 것이다.
현대 사회에 들어서면서, 디스플레이 성능 향상을 위한 다양한 기술 및 디스플레이와 호환되는 오디오 시스템의 성능 향상을 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.
종래 텔레비전 방송이 개시되고 나서 다양한 형태의 디스플레이 장치의 기술이 개발, 상용화됨에 따라, 실시간으로 수신되는 방송 이외에 Contents on Demand, 영화와 같은 다양한 종류의 컨텐츠를 피씨(PC)나 외부 서버 또는 게임 콘솔 같은 외부 장치를 통하여 제공받을 수 있게 되었으며, 넓고 커다란 극장을 안방으로 그대로 옮긴, 가정에서 즐길 수 있는 홈 씨어터 시스템 또한 많이 실용화가 되고 있으며, 홈 씨어터 시스템은 오디오 시스템으로 지칭되기도 한다.
일반적으로 오디오 시스템은 비디오 기기와 오디오 기기를 포함하며, 비디오 기기로는 텔레비전, 스크린 등이 있으며, 오디오 기기로는 2채널 스테레오 오디오 장치, 5.1 채널 등의 다채널 사운드 출력 장치와 오디오 리시버 등이 있으며, 추가적으로 DVD/VCR 등의 재생 매체를 재생하는 재생 장치가 연결될 수 있다. TV 음향용 오디오 장치들 가운데, 일반 가정에 설치가 가능한 대표적인 것은 Stereo-channel audio system과 Home theater audio system, 그리고 Soundbar 를 들 수 있다. 이러한 TV 음향용 오디오 장치는 Left/Right 채널에 의해 구성되는 Stereo audio channel 구성을 가장 기본적인 시스템으로 삼는다.
최근에는 이러한 Stereo-channel audio system에서 음향 재생 품질을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
스테레오 오디오 장치에서 센터 채널 신호를 생성하여 음향 재생 품질을 개선하고, 센터 채널 신호 생성시의 연산량을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 오디오 장치는,
스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하는 신호 수신부, 상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하는 적어도 하나의 필터 및 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하고, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하고, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도에 대응하여 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기의 평균값에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하고, 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터 및 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 획득한 좌측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기 및 상기 획득한 우측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기의 차이를 산출하고, 상기 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고, 상기 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 기초하여 평활화 처리하여 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호간의 상기 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 대응하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 이상이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 미만이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이에 따라 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도의 높고 낮음을 결정하고, 상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이가 클수록 상기 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 필터는, 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 상기 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호는 차단하고, 상기 미리 정해진 주파수 이하의 대역의 신호는 통과시키는 저역통과필터(Low Pass Filter)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수신된 스테레오 오디오 신호를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출력부는, 상기 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호를 출력하는 제1출력부, 상기 스테레오 오디오 신호의 우측 채널 신호를 출력하는 제2출력부 및 상기 생성된 센터 채널 신호를 출력하는 제3출력부를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 오디오 장치 제어방법은,
스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하고, 상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하고, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하고, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하고, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도에 대응하여 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어한다.
또한, 상기 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하는 것은, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기의 평균값에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하고, 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 포락선 데이터를 획득하는 것은, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터 및 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하는 것은, 상기 획득한 좌측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기 및 상기 획득한 우측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기의 차이를 산출하고, 상기 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고, 상기 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 기초하여 평활화 처리하여 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호간의 상기 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 대응하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 이상이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 미만이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이에 따라 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도의 높고 낮음을 결정하고, 상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이가 클수록 상기 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호가 저역통과필터를 통과하도록 제어하여, 상기 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호는 차단하고, 상기 미리 정해진 주파수 이하의 대역의 신호는 통과시킬 수 있다.
또한, 상기 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호는 출력부의 제1출력부로 출력되도록 제어하고, 상기 스테레오 오디오 신호의 우측 채널 신호는 상기 출력부의 제2출력부로 출력되도록 제어하고, 상기 생성된 센터 채널 신호는 상기 출력부의 제3출력부로 출력되도록 제어할 수 있다.
스테레오 오디오 장치에서 센터 채널 신호를 생성하여 음향 재생 품질을 개선하여, 청취자의 청취 위치 변화에 따른 스테레오 음장 품질 열화 문제와 명료도 저하 문제를 해결하는 효과가 있다.
또한, 센터 채널 신호 생성 알고리즘을 시간 영역에서 구현함으로써, 연산량을 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 오디오 장치를 포함하는 스테레오 오디오 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 오디오 장치를 포함하는 스테레오 오디오 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 일 실시예에 따른 스테레오 오디오 시스템의 공간적 배치조건을 도시한 개념도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 오디오 장치의 제어 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하는 것을 도시한 개념도이다.
도 6은 일 실시예에 따라 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 것을 도시한 개념도이다.
도 7은 일 실시예에 따라 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 것을 도시한 개념도이다.
도 8은 일 실시예에 따라 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하는 것을 도시한 개념도이다.
도 9는 일 실시예에 따라 생성된 센터 채널 신호가 출력되는 것을 도시한 개념도이다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 오디오 장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 오디오 장치를 포함하는 스테레오 오디오 시스템을 도시한 것이고, 도 2는 다른 실시예에 따른 오디오 장치를 포함하는 스테레오 오디오 시스템을 도시한 것이다. 도 3은 일 실시예에 따른 스테레오 오디오 시스템의 공간적 배치조건을 도시한 개념도이다.
도 1에 도시된 오디오 시스템(100)의 디스플레이 장치(105)는 텔레비전(TV)으로 구현될 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 오디오 시스템(100)은 스테레오 오디오 시스템, 5.1 채널 오디오 시스템 등 다양한 형태로 구현될 수 있으나, 이하에서는 오디오 시스템(100)이 스테레오 오디오 시스템인 것을 전제로 하여 설명한다.
디스플레이 장치(105)는 디스플레이 장치(105)에 미리 저장되어 있거나 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하여 영상을 출력할 수 있는 장치를 의미한다.
디스플레이 장치(105)가 TV인 경우에는 방송국으로부터 송출되는 방송 신호를 수신하고 이를 처리하여 방송 신호에 포함된 영상과 음향을 출력할 수 있다. 또는, 셋탑 박스로부터 영상 신호와 음향 신호를 전달받는 것도 가능하다.
TV는 기본적으로 영상 장치이지만, TV를 통해 비디오 컨텐츠를 감상할 때 영상의 화질뿐만 아니라 오디오의 품질 역시 중요한 감상 포인트일 수 있다. 따라서 TV에서 고품질의 오디오를 출력하기 위한 오디오 신호 처리는 비디오 신호 처리만큼 중요한 요소라 할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시 예에 따른 오디오 시스템(100)의 디스플레이 장치(105)는 TV로 한정되지 않고 음악 감상용 전문 오디오 기기 또는 노트북/데스크탑을 활용한 PC-FI 등 오디오 신호 처리가 요구되는 다양한 기기들이 포함될 수 있다.
오디오 시스템(100)은 오디오 장치(110)와 복수의 출력부(101)를 포함할 수 있다.
오디오 장치(110)는 방송국으로부터 송출된 방송 신호를 수신하고 이를 처리하여 음향 신호로 출력할 수 있고, 오디오 장치(110) 자체에 저장된 음원, CD 또는 다양한 저장매체에 저장된 음원 및 컨텐츠를 재생하는 재생 기능을 포함할 수 있다.
오디오 장치(110)는 도 1에서와 같이 디스플레이 장치(105)와 별개로 마련되어 구현될 수 있고, 도 2에서와 같이 디스플레이 장치(105)와 일체로서 구현될 수도 있다.
TV 음향의 품질을 높이기 위한 기본적 수단으로서, 스테레오 오디오 시스템의 재생방식이 일반적으로 널리 사용된다.
스테레오 오디오 시스템은 스테레오 2채널 전기 음향 신호를 수신하며, 이러한 전기 음향 신호는 각각 좌측 채널 신호(Left-channel signal) 및 우측 채널 신호(Right-channel signal)를 포함할 수 있다. 일반적으로 스테레오 전기 음향 신호는 센터 채널 신호(Center-channel signal)를 포함하지 않는다.
오디오 시스템(100)은 오디오 장치(110)가 수신한 스테레오 전기 음향 신호를 출력하는 출력부(101)를 포함할 수 있는데, 스테레오 전기 음향 신호에 포함된 좌측 채널 신호를 출력하는 제1출력부(101-1) 및 우측 채널 신호를 출력하는 제2출력부(101-2)를 포함할 수 있다.
또한, 후술할 바와 같이 개시된 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치(110) 및 그 제어방법에 의해 생성된 센터 채널 신호를 출력하는 제3출력부(101-3)를 포함할 수 있다.
출력부(101)는 도 1에도 도시된 바와 같이, 스피커 형태로 마련될 수 있다. 또한 출력부(101)는 앰프(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이러한 출력부(101)는 도 1에서처럼 제1출력부(101-1) 내지 제3출력부(101-3)가 별개의 스피커 형태로 마련될 수도 있고, 도 2에서처럼 일체형의 사운드바(Sound-bar; 102)형태로 마련될 수 있다. 사운드바 형태의 출력부(102)는 제1출력부(102-1) 내지 제3출력부(102-3)를 모두 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
즉, 도 2의 오디오 시스템(100)은 사운드바에 포함된 제1출력부(102-1)로 좌측 채널 신호가 출력될 수 있고, 제2출력부(102-2)로 우측 채널 신호가 출력될 수 있으며, 제3출력부(102-3)로 센터 채널 신호가 출력될 수 있다.
도 1 및 도 3에 개시된 제1출력부(101-1, 102-1) 내지 제3출력부((101-3, 102-3)의 배치 및 구성은 설계 변경에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
스테레오 오디오 신호를 재생하는 오디오 시스템(100)의 재생 방식에 기초하면, 시스템을 구성하는 장치들의 크기 및 장치들의 공간적 배치 조건에 따라, 재생되는 음향의 품질이 큰 영향을 받는다.
특히 최근에는, 디스플레이 장치(105) 자체의 두께가 축소되는 경향이 있는바, 스테레오 음장의 품질 열화 문제가 부각되고 있다. 이러한 음향 신호의 품질 열화 문제는 여러 종류의 양상을 띄게 되는데, 그 중 '스테레오 음장의 명료도의 저하'가 전형적인 현상으로 나타난다. 이러한 '스테레오 음장의 명료도의 저하' 현상은 음성 신호에서 더 부각되어 나타난다.
스테레오 음장의 품질 열화 문제는, 스테레오 음장을 청취하는 청취자가 특정 위치에서 음향을 청취하는 경우에 스테레오 음장을 구성하는 다수의 음파들 가운데 가장 중심이 되는 음파의 품질이 저하되면서 발생하는 현상이다.
스테레오 오디오 신호를 재생하는 오디오 시스템(100)의 경우, 청취자의 공간적 위치를 기준으로 볼 때, 좌측 채널 신호를 출력하는 출력부와 우측 채널 신호를 출력하는 출력부의 공간적 배치 조건이 적절하지 않은 경우에 스테레오 음장의 품질 열화 문제가 발생한다.
도 3을 참조하면, 스테레오 오디오 시스템의 바람직한 공간적 배치 조건이 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스테레오 오디오 시스템의 경우, 좌측 채널 신호를 출력하는 제1출력부(101-1)로부터 청취자까지의 거리와 우측 채널 신호를 출력하는 제2출력부(101-2)로부터 청취자까지의 거리가 동일한 경우에 청취자가 오디오 음향 신호를 가장 명확하게 청취할 수 있다.
또한, 제1출력부(101-1), 제2출력부(101-2) 및 청취자 상호간의 각도가 각각 60˚로 동일한 경우에 청취자가 오디오 음향 신호를 가장 명확하게 청취할 수 있다.
즉, 스테레오 오디오 시스템의 경우 제1출력부(101-1), 제2출력부(101-2) 및 청취자의 위치 사이의 공간적 배치 조건이 성립하는 경우에, 배치 조건을 충족시키는 청취 위치에서 오디오 음향 신호를 가장 명확하게 청취할 수 있다.
그러나, 최근에는 다양한 크기 및 형태를 가지는 디스플레이 장치(105) 및 오디오 장치(110)가 개발되고 있으며, 오디오 시스템의 공간적 배치에 있어서도 도 3에서 설명한 것과 같은 배치 조건이 지켜지지 않는 경우도 많다.
스테레오 오디오 시스템에 있어서, 전술한 공간적 배치 조건이 지켜지지 않거나 청취자의 청취 위치가 변경되는 경우에는 제1출력부(101-1)로부터 출력되는 좌측 채널 음파와 제2출력부(101-2)로부터 출력되는 우측 채널 음파가 명확하게 청취되지 않을 수 있다. 즉, 스테레오 오디오 시스템이 출력하는 스테레오 음장의 품질 열화 및 명료도의 저하가 발생할 수 있다.
전술한 바와 같이, 스테레오 오디오 시스템은 스테레오 2채널 전기 음향 신호를 수신하며, 이러한 전기 음향 신호는 각각 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 포함할 뿐 센터 채널 신호(Center-channel signal)가 별개로 마련되어 있지는 않다.
따라서, 스테레오 오디오 시스템에서는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호에 기초하여 공간적으로 중앙에 위치하는 센터 채널 신호가 가상적으로 생성되어 출력될 수 있다.
스테레오 오디오 시스템에서는, 이렇게 생성된 센터 채널 신호가 출력됨으로써, 전술한 바와 같은 오디오 시스템의 공간적 배치 조건이 지켜지지 않는 경우 또는 청취자의 청취 위치가 변경되는 경우, 스테레오 오디오 시스템으로부터 출력되는 스테레오 음장의 품질 열화 및 명료도 저하의 문제가 발생될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 오디오 장치(110)에 의해 가상의 센터 채널 신호가 생성되는 경우, 생성된 센터 채널 신호는 제3출력부(101-3)를 통해 출력될 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 의한 오디오 장치 및 그 제어방법에 의하면, 스테레오 오디오 시스템에서 출력되는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호에 기초하여 가상의 센터 채널 신호를 생성함으로써, 스테레오 음장의 재생 품질을 개선할 수 있다.
또한, 오디오 장치(110)는 센터 채널 신호를 생성하는 경우에, 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 주파수 영역에서 신호처리 하지 않고 시간 영역에서 신호처리를 수행함으로써 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 오디오 장치의 제어 블록도이다. 도 5는 일 실시예에 따라 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하는 것을 도시한 개념도이다. 도 6은 일 실시예에 따라 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 것을 도시한 개념도이고, 도 7은 일 실시예에 따라 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 것을 도시한 개념도이다. 도 8은 일 실시예에 따라 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하는 것을 도시한 개념도이고, 도 9는 일 실시예에 따라 생성된 센터 채널 신호가 출력되는 것을 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 오디오 장치(110)는 오디오 장치(110)에 관한 제어 명령을 입력 받는 입력부(111), 스테레오 오디오 신호를 수신하는 신호 수신부(112), 스테레오 오디오 신호의 미리 정해진 주파수 대역의 신호를 차단하는 필터(113), 오디오 장치(110)의 동작 및 신호 처리를 총괄하는 제어부(114), 오디오 장치(110)의 동작 및 제어 명령과 관련된 데이터를 저장하는 저장부(115)를 포함할 수 있다. 또한, 도 4에는 스테레오 오디오 신호를 출력하는 출력부(101)가 오디오 장치(110)와 별개의 구성으로 마련된 것으로 도시되어 있으나, 출력부(101)는 오디오 장치(110)와 일체의 구성으로 마련될 수도 있다.
입력부(111)는 오디오 장치(110)에 마련되는 사용자 인터페이스일 수 있다. 입력부(111)는 사용자가 오디오 볼륨을 설정하기 위한 볼륨 컨트롤을 포함할 수 있다. 사용자가 입력부(111)를 통해 설정하는 사용자 설정 볼륨은 제어부(114)를 통해 저장부(115)에 전달될 수 있다.
또한, 입력부(111)는 사용자로부터 적어도 하나의 동작 명령을 입력 받고 입력된 적어도 하나의 동작 명령에 대응하는 동작 신호를 제어부(114)에 전송할 수 있다.
입력부(111)는 오디오 장치(110)의 온오프 명령을 입력 받고, 오디오 장치(110)를 통해 재생하고자 하는 멀티 미디어 컨텐츠에 대한 재생 명령을 입력 받을 수 있다. 또한, 입력부(111)는 라디오 기능 수행 중 라디오 방송의 볼륨, 주파수의 변경 명령을 입력 받을 수 있다.
신호 수신부(112)는 스테레오 오디오 신호를 수신할 수 있다.
신호 수신부(112)가 수신하는 스테레오 오디오 신호는 디지털 신호일 수 있다. 즉, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치 및 그 제어방법은 디지털 영역에서 신호 처리가 수행되는 것을 전제로 설명한다.
스테레오 오디오 신호는 2채널 신호이며 신호 수신부(112)가 수신하는 전기 음향 신호는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 포함한다. 즉, 신호 수신부(112)는 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신할 수 있다. 한편, 신호 수신부(112)가 수신하는 오디오 신호는 다채널의 오디오 신호가 오디오 장치(110)에 수신되어 다운 믹싱(down mixing)에 의해 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호로 나뉘어진 신호일 수 있다.
또한, 신호 수신부(112)는 수신되는 각종 신호 가운데 특정 주파수(채널) 별 방송 신호를 추출하고, 추출된 방송 신호를 적절히 변환할 수 있다. 구체적으로 신호 수신부(112)는 유무선을 통해 수신된 방송 신호를 적절히 변환하여 디스플레이 장치(105)를 통해 방송 영상을 표시하고 출력부(101)를 통해 방송 음향이 출력되도록 할 수 있다. 신호 수신부(112)는 튜너(tuner)로 구현될 수도 있다.
필터(113)는 신호 수신부(112)가 수신한 스테레오 오디오 신호를 필터링하여 특정 주파수 대역의 신호를 차단할 수 있다.
구체적으로 필터(113)는 신호 수신부(112)가 수신한 좌측 채널 신호의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하는 제1필터(113-1) 및 신호 수신부(112)가 수신한 우측 채널 신호의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하는 제2필터(113-2)를 포함할 수 있다.
이러한 필터(113)는 스테레오 오디오 신호의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호는 차단하고, 미리 정해진 주파수 이하의 대역의 신호는 통과시키는 저역통과필터(LPF; Low Pass Filter)로 구현될 수 있다.
필터(113)가 오디오 신호를 차단하는 기준이 되는 미리 정해진 주파수는 차단 주파수(fc)이며, 이러한 차단 주파수는 예를 들어 2[kHz]일 수 있으나 설정에 따라 달라질 수 있다.
즉, 신호 수신부(112)가 수신한 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 있어서 미리 정해진 차단 주파수를 초과하는 주파수 대역의 신호는 제1필터(113-1) 및 제2필터(113-2)에 의해 차단되고, 미리 정해진 차단 주파수 이하의 주파수 대역의 신호만 통과되어 제어부(114)로 전달될 수 있다.
필터(113)를 사용하여 스테레오 오디오 신호 중에서 미리 정해진 주파수를 초과하는 주파수 대역의 신호를 차단하는 이유는, 오디오 신호를 구성하는 다양한 주파수 대역의 신호 중에서 상대적으로 고주파수 대역의 신호 성분들은 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 간에 유사도가 높지 않으므로, 후술할 바와 같이 센터 채널 신호를 생성함에 앞서 미리 제거하기 위함이다.
즉, 센터 채널 신호 생성에 있어서 연산량 증가의 요인이 되는 고주파수 대역의 신호 성분들을 필터(113)를 통해 미리 제거함으로써, 신호 처리 연산량을 감소시킬 수 있다.
저장부(115)는 일 실시예에 따른 오디오 장치(110)의 제어와 관련된 제어 데이터 및 제어 프로그램을 저장할 수 있다. 구체적으로, 저장부(114)는 스테레오 오디오 신호를 필터링 하기 위한 차단 주파수 값을 저장할 수 있고, 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 생성된 센터 채널 신호에 대한 데이터를 저장할 수도 있다.
또한, 저장부(115)는 후술할 바와 같이 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하기 위한 수학식과 관련된 데이터를 저장할 수 있고, 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도에 기초하여 결정된 유사도에 따라 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하는 알고리즘을 저장할 수 있다.
저장부(115)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부(115)는 제어부와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
제어부(114)는 오디오 장치(110)의 동작 및 신호 처리를 총괄할 수 있다. 이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 일 실시예에 따른 오디오 장치 및 그 제어방법에 따라 생성된 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호가 출력되는 것을 상세히 설명하도록 한다.
제어부(114)는 제1필터(113-1)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 제2필터(113-2)를 통과한 우측 채널 신호(202)에 기초하여 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호(203)를 생성할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)에 기초하여 가상의 센터 채널 신호(203)를 생성해 놓고, 후술할 바와 같이 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 시간 영역의 신호를 선별하여 제3출력부(101-3)로 출력되도록 제어할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 크기 및 우측 채널 신호(202)의 크기의 평균값에 기초하여 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호(203)를 생성할 수 있다.
즉, 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)는 시간의 경과에 따라 다양한 크기(진폭)를 갖는 신호 파형으로 표현될 수 있는데, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 시간별 신호의 크기 값의 평균을 산출하여 센터 채널 신호(203)를 생성할 수 있고, 생성된 센터 채널 신호(203) 파형은 도 5에 도시된 것처럼 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 중심에 위치하는 파형으로 표시될 수 있다.
제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 레벨 감도를 산출하기 위해 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 시간의 경과에 따라 변하는 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 진폭 변화를 개략적으로 나타내는 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터를 획득하는 방법은 신호처리 분야의 다양한 방법이 적용될 수 있다.
일반적으로 신호 처리 분야에서 신호 진폭에 대한 포락선 데이터를 획득하는 방법으로는 켑스트럼(Cepstrum) 분석과 같이 주파수 영역 상에서의 신호 변환 처리가 사용될 수 있는데, 주파수 영역 상에서의 이러한 신호 처리는 연산 과정이 복잡하고 연산량이 증가하는 문제가 있다.
따라서, 개시된 발명의 일 실시예에서 제어부(114)는 주파수 영역 상에서의 신호 변환 처리 이외에 시간 영역 상에서의 신호 처리에 해당하는 '창 함수(windowing) 처리' 방법을 응용한 '창함수 내의 작은 창함수(sub-windowing) 처리' 방법을 적용하여 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)에 대한 근사 진폭 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
구체적으로 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 진폭의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여, 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202) 데이터는 도 5에 도시된 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202) 데이터 중에서 일정 시간 영역에 해당하는 신호 데이터에 대해 제어부(114)가 포락선 데이터를 획득하는 것을 예시한 것이다.
도 6을 참조하면, 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201)의 시간 영역에서, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기(진폭)의 데이터를 미리 정해진 범위의 근사값으로 획득하여 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201')를 획득할 수 있다.
마찬가지로, 도 7을 참조하면, 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 우측 채널 신호(202)의 시간 영역에서, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기(진폭)의 데이터를 미리 정해진 범위의 근사값으로 획득하여 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')에 기초하여 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
구체적으로 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')의 시간별 신호 크기의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고, 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 따라 평활화 처리함으로써 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 하기 수학식 1에 기초하여 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
신호 레벨 감도 =
Figure 112018079140925-pat00001
Figure 112018079140925-pat00002
H[abs{H(Xleft-ch[n])Approximated envelope - H(Xright-ch[n])Approximated envelope}]Smooth
이 때, '
Figure 112018079140925-pat00003
'는 신호 레벨 감도에 대한 보정 계수로서 0.5 <
Figure 112018079140925-pat00004
< 1.0의 범위의 값일 수 있다. 또한, 'Xleft -ch[n]'는 좌측 채널 신호(201)이고 'Xright -ch[n]'는 우측 채널 신호(202)이며, 'H Approximated envelope'은 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)에 대해 획득한 포락선 데이터를 표현한 것이다. 'abs'는 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')의 시간별 신호 크기의 차이 값에 절대값을 적용하기 위한 신호 처리 계수이다. 'H smooth'는 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터에 기초하여 획득된 절대값 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 따라 평활화 처리하여 연속적인 신호 레벨 감도 데이터를 생성하기 위한 신호 처리 계수이다. 즉, 이러한 'H smooth'는 저역통과필터(Low Pass Filter)의 일종이다.
즉, 제어부(114)는 도 6 및 도 7에서 설명한 방법으로 획득된 포락선 데이터에 수학식 1의 신호 처리 단계를 적용하여 도 8에 도시된 바와 같이 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300)를 산출할 수 있다.
도 8에 도시된 신호 레벨 감도(300) 파형은, 전술한 방식에 기초하여 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도를 그래프 형태로 표시한 것이다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치(100)에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높으면 신호 레벨 감도(300) 값이 상대적으로 낮게 표시되고, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 낮으면 신호 레벨 감도(300) 값이 상대적으로 높게 표시된다. 다만, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도에 따라 표시되는 신호 레벨 감도(300)의 형태는 설정에 따라 달라질 수 있고 수학식 1이 변경됨에 따라 다르게 표시될 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300)에 기초하여 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도를 결정할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300) 값은 시간이 1000 nsec인 지점을 기준으로 1000 nsec 이전에는 상대적으로 낮은 값이 산출되고, 1000 nsec 이후에는 상대적으로 높은 값이 산출됨을 확인할 수 있다.
제어부(114)는 산출된 신호 레벨 감도(300)에 기초하여, 시간이 1000 nsec 이전에는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 상대적으로 높고, 시간이 1000 nsec 이후에는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 상대적으로 낮은 것으로 결정할 수 있다.
제어부(114)는 산출된 신호 레벨 감도(300)가 낮으면, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 것으로 판단할 수 있고, 신호 레벨 감도(200)가 높으면, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 크기와 우측 채널 신호(202)의 크기의 차이값에 따라 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도의 높고 낮음을 결정하고, 좌측 채널 신호(202)의 크기와 우측 채널 신호(202)의 크기의 차이가 클수록 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 결정된 값에 기초하여 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되도록 제어할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 이상이면 해당 시간 영역에서는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되도록 제어하고, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 미만이면 해당 시간 영역에서는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도를 판단하기 위한 미리 정해진 기준 값에 대한 데이터는 저장부(115)에 저장되어 있을 수 있다.
도 9를 참조하면, 제어부(114)는 도 5에서 전술한 방법으로 생성된 센터 채널 신호(203)가 시간 영역 상에서 특정 시점(tx) 이전에는 출력되고, 특정 시점(tx) 이후에는 거의 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
즉, 도 8에서와 같이 시간 영역 상의 특정 시점(tx)인 1000 nsec 이전에는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 상대적으로 높으므로, 제어부(114)는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되도록 제어하고, 1000 nsec 이후에는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 상대적으로 낮으므로, 제어부(114)는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 오디오 장치(110)를 포함하는 스테레오 오디오 시스템(100)은, 신호 수신부(112)가 수신하는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)에 기초하여 생성된 센터 채널 신호(203)를 출력함으로써 스테레오 오디오 시스템으로부터 출력되는 음향 신호의 품질 열화 및 명료도 저하 문제를 해결할 수 있다.
스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 낮은 시간 영역에서 생성된 센터 채널 신호(203)는 스테레오 오디오 시스템의 음향 품질을 개선시키지 못하므로, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 시간 영역에서 생성된 센터 채널 신호(203)만 출력되도록 제어할 수 있다.
제어부(114)는 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호(201)는 제1출력부(101-1)로 출력되도록 제어할 수 있고, 우측 채널 신호(202)는 제2출력부(101-2)로 출력되도록 제어할 수 있고, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 시간 영역의 센터 채널 신호(203)는 제3출력부(101-3)로 출력되도록 제어할 수 있다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 오디오 장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 신호 수신부(112)는 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)를 수신할 수 있다(1000).
수신된 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202) 각각의 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호는 필터(113)를 통과하여 차단될 수 있다(1100).
즉, 제1필터(113-1)는 신호 수신부(112)가 수신한 좌측 채널 신호(201)의 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단할 수 있고, 제2필터(113-2)는 신호 수신부(112)가 수신한 우측 채널 신호(202)의 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단할 수 있다.
제어부(114)는 제1필터(113-1)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 제2필터(113-2)를 통과한 우측 채널 신호(202)에 기초하여 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호(203)를 생성할 수 있다(1200).
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기의 평균값에 기초하여 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성할 수 있다.
제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300)를 산출할 수 있다(1300).
구체적으로 도 11을 참조하면, 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 레벨 감도를 산출하기 위해 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201')를 획득할 수 있고(1301), 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다(1302).
즉, 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 진폭의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여, 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')의 시간별 신호 크기의 차이 값을 산출하고(1303), 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고(1304), 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 따라 평활화 처리함으로써(1305) 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300)에 기초하여 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도를 결정할 수 있다(1400).
제어부(114)는 산출된 신호 레벨 감도(300)가 낮으면, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 것으로 판단할 수 있고, 신호 레벨 감도(200)가 높으면, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 이상인지 판단할 수 있다(1500).
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 이상이면 해당 시간 영역에서는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되도록 제어하고(1600), 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 미만이면 해당 시간 영역에서는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되지 않도록 제어할 수 있다(1700).
이와 같이, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 스테레오 오디오 장치(110)는 센터 채널 신호(203)를 생성하고, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도에 기초하여 센터 채널 신호(203)를 출력함으로써 음향 재생 품질을 개선하고 재생 품질 열화 문제와 명료도 저하 문제를 해결하는 효과가 있다.
또한, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 스테레오 오디오 장치(110)는, 센터 채널 신호(203)의 출력을 위한 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도 판단을 시간 영역에서 수행함으로써, 연산량을 감소시키는 효과가 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100 : 오디오 시스템
101, 102 : 출력부
105 : 디스플레이 장치
110 : 오디오 장치
111 : 입력부
112 : 신호 수신부
113 : 필터
114 : 제어부
115 : 저장부

Claims (19)

  1. 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하는 신호 수신부;
    상기 수신된 좌측 채널 신호의 주파수 대역에서 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 제거하는 제1 필터;
    상기 수신된 우측 채널 신호의 주파수 대역에서 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 제거하는 제2 필터;
    상기 제1 필터를 통과한 좌측 채널 신호와 상기 제2 필터를 통과한 우측 채널 신호를 처리하여 가상의 센터 채널 신호를 생성하는 제어부;
    상기 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호를 출력하는 제1출력부;
    상기 스테레오 오디오 신호의 우측 채널 신호를 출력하는 제2출력부; 및
    상기 생성된 센터 채널 신호를 출력하는 제3출력부;를 포함하고,
    상기 제어부는
    시간 영역에서 상기 제1 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 제2 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기의 평균값을 산출하고,
    상기 평균값에 기초하여 상기 가상의 센터 채널 신호를 생성하고,
    상기 시간 영역에서 상기 제1 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 제2 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기 간 차이값을 산출하여, 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호 간 신호 레벨 감도를 산출하고,
    상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고,
    상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 이상인 시간 영역에서 상기 가상의 센터 채널 신호가 출력되도록 상기 제3 출력부를 제어하고,
    상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 미만인 시간 영역에서 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되지 않도록 상기 제3 출력부를 제어하는 오디오 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하고,
    상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 오디오 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터 및 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 오디오 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 획득한 좌측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기 및 상기 획득한 우측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기의 차이를 산출하고, 상기 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고, 상기 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 기초하여 평활화 처리하여 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호간의 상기 신호 레벨 감도를 산출하는 오디오 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이에 따라 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도의 높고 낮음을 결정하고,
    상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이가 클수록 상기 유사도가 낮은 것으로 판단하는 오디오 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하고;
    제1 필터를 이용하여 상기 좌측 채널 신호의 주파수 대역에서 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 제거하고;
    제2 필터를 이용하여 상기 우측 채널 신호의 주파수 대역에서 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 제거하고;
    시간 영역에서 상기 제1 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 제2 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기의 평균값을 산출하고;
    상기 평균값에 기초하여 가상의 센터 채널 신호를 생성하고;
    상기 시간 영역에서 상기 제1 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 제2 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기 간 차이값을 산출하여, 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호 간 신호 레벨 감도를 산출하고;
    상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고;
    상기 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호는 제1출력부로 출력되도록 제어하고;
    상기 스테레오 오디오 신호의 우측 채널 신호는 제2출력부로 출력되도록 제어하고;
    상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 이상인 시간 영역에서 상기 가상의 센터 채널 신호가 출력되도록 제3 출력부를 제어하고;
    상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 미만인 시간 영역에서 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되지 않도록 상기 제3 출력부를 제어하는 것;을 포함하는 오디오 장치 제어방법.
  12. 삭제
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하고;
    상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 오디오 장치 제어방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 포락선 데이터를 획득하는 것은,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터 및 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 오디오 장치 제어방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하는 것은,
    상기 획득한 좌측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기 및 상기 획득한 우측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기의 차이를 산출하고;
    상기 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고;
    상기 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 기초하여 평활화 처리하여 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호간의 상기 신호 레벨 감도를 산출하는 오디오 장치 제어방법.
  16. 삭제
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이에 따라 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도의 높고 낮음을 결정하고;
    상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이가 클수록 상기 유사도가 낮은 것으로 판단하는 오디오 장치 제어방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
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