KR20000065108A - 서라운드사운드환경에사용하기위한오디오증강시스템 - Google Patents

서라운드사운드환경에사용하기위한오디오증강시스템 Download PDF

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Abstract

서라운드 사운드 환경에서 사용하기 위한 오디오 증강 시스템 및 방법은 다중-채널, 다중-스피커 재생 환경으로부터 더 확산되고 연속적인 사운드 영역을 생성한다. 청취자의 전방 및 후방에 배치된 스피커에 사용될 목적으로 만들어진, 오디오 기록으로부터 발생된 다중 오디오 소스 신호들이 쌍으로 분리되고 처리되어 대응하는 쌍의 성분 오디오 신호들을 생성한다. 성분 오디오 신호들의 각 쌍은 대응하는 오디오 소스 신호들 모두에 나타나는 정보로부터 적어도 부분적으로 발생된다. 다음 개별 성분 오디오 신호가 선택적으로 조합되어 각 증강된 출력 신호가 복수의 오디오 소스 신호의 함수로서 변형되도록 증강된 출력 신호를 형성한다.

Description

서라운드 사운드 환경에 사용하기 위한 오디오 증강 시스템
본 발명은 일반적으로 스테레오 사운드 재생을 통해 얻을 수 있는 현장감 및 환상적인 효과를 향상시키기 위한 오디오 증강 시스템 및 방법(audio enhancement systems and methods)에 관한 것으로서, 특히 개별적인 전방 및 후방 오디오 채널을 가진 서라운드(surround) 사운드 환경에서 발생되는 사운드를 증강시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
스테레오 서라운드-사운드 오디오 시스템 즉 전방 및 후방 스피커 용의 개별적인 오디오 채널을 가진 오디오 시스템이 등장함에 따라, 청취자는 더욱 현장감있고 그를 에워싸는 듯한 오디오 환경을 맛볼 수 있게 되었다. 이러한 시스템 예를 들어 돌비 래버러토리즈(Dolby Laboratories)의 프로-로직 시스템(Pro-Logic system)에서는, 매트릭싱(matrixing) 방식을 이용해서 두 오디오 기록 트랙에 4개 이상의 개별적인 오디오 채널을 저장하고, 디매트릭싱(dematrixing) 시에 상호 별개의 오디오 신호들을 좌전방 스피커(left-front speaker), 우전방 스피커(right-front speaker), 중앙 스피커(center speaker) 및 청취자 뒤쪽의 서라운드 스피커(surround speaker)에 전달한다.
보다 최근에는, 완전히 개별적인 전방 및 후방 오디오 채널을 전달할 수 있는 서라운드 사운드 시스템이 출현하게 되었다. 이러한 시스템의 일 예로서는 “AC-3”라고 불리우는 돌비 래버러토리즈(Dolby Laboratories)의 5-채널 디지털 시스템이 있다. 돌비 AC-3 능력의 오디오 시스템은 5개의 개별적인 채널을 청취 환경 주변에 배치된 스피커들(좌전방, 중앙, 우전방, 좌측-서라운드 및 우측 서라운드 스피커)에 전달할 수 있다. 이전의 서라운드-사운드 시스템과는 달리, 돌비 AC-3 시스템의 5개 개별적인 채널들 모두는 전 대역폭(full bandwidth) 능력을 가지므로, 따라서, 더욱 동적이고 볼륨있는 후방 채널 또는 “서라운드” 채널이 구현될 수 있다.
상기한 개별적인 전 대역폭 채널들을 가진 돌비 AC-3 시스템이 적극적으로 추천되어 왔는데, 이는 사운드 영역에서 스테레오 사운드 효과의 구역화가 확대되기 때문이다. 이같은 구역화의 확대는 서라운드 사운드 환경에서 개별적인 스피커에 전달될 수 있는 개별적인 오디오 채널의 증가에 따른 것이다. 이 시스템에서는, 어떤 스피커에도 사운드 정보가 전달될 수 있으며, 또한 AC-3 오디오 채널의 오디오 대역폭에 제한이 없으므로 그들 모든 채널이 주변 사운드 효과 및 직접적인 사운드 효과를 얻는데 사용될 수 있다.
어느 정도까지의 사운드 구역화는 바람직하고 또한 오디오 재생 시에 현장감을 크게 향상시킬 수 있지만, 돌비 AC-3 및 Pro-Logic과 같은 시스템의 능력은 제한적이다. 예를 들어, 청취자를 에워싸는 사운드 영역을 5개의 개별적인 스피커에 사운드를 보내는 것에 의해 생성할 수는 있으나, 청취자는 그 서라운드-사운드 영역을 감지함에 있어서 그 서라운드-사운드 영역이 개별적인 점 유형의 사운드 발생원을 5개 포함하는 것으로서 느낄 수도 있다. 어떤 서라운드-사운드 오디오 시스템에서는, 청취자는 하나의 후방 스피커로부터 다른 하나의 후방 스피커로 이동되는 사운드가 마치 후방 사운드 스테이지를 뛰어 넘는 듯한 느낌을 받을 수도 있고, 또한 마찬가지로, 전방 좌측 스피커로부터 후방 좌측 스피커로 이동되는 사운드가 좌측 사운드 스테이지를 뛰어 넘는 듯한 느낌을 받을 수도 있다.
오디오 재생 시스템 특히 서라운드 사운드 능력을 가진 오디오 재생 시스템의 발전에도 불구하고, 그들 시스템의 현장감을 향상시킬 수 있는 오디오 증강 시스템이 요구된다. 이같은 요구는 본 출원 명세서에 개시된 오디오 증강 시스템에 의해서 충족된다.
<발명의 요약>
본 발명에 의하면, 돌비 AC-3 5-채널 오디오 시스템, 돌비 Pro-Logic 시스템 또는 유사 다채널 오디오 서라운드 시스템과 같은 서라운드 오디오 시스템에 특히 적합한 오디오 증강 시스템 및 방법이 개시된다. 전형적인 다채널 오디오 증강 시스템에서는, 전방 및 후방 스피커 용의 4개의 개별적인 오디오 신호들을 선택적으로 쌍으로서 그룹화하고, 각각의 오디오 신호 쌍을 사용해서 본래의 오디오 신호 쌍에 관해 변형시킨 한 쌍의 성분 오디오 신호를 발생한다.
성분 오디오 신호의 변형 레벨 및 유형은 본래 오디오 신호의 어떤 음향적 특징을 강조하기 위해 변화시킬 수도 있다. 여러 다른 쌍의 본래 오디오 신호들로부터 발생된 개별 성분 오디오 신호들을 그 다음 선택적으로 조합해서 복합 오디오 출력 신호를 생성할 수도 있다. 복합 오디오 출력 신호를 그 다음 음향 재생을 위해 스피커에 직접 전달한다. 이와 유사한 방식으로 선택된 성분 오디오 신호들을 조합해서 나머지 오디오 출력 신호들을 발생한다. 이렇게 함으로써, 본래 오디오 신호들 중의 적어도 몇 개 신호의 함수로서 증강된 4개 오디오 출력 신호의 그룹이 생성된다.
본 발명의 상기 및 다른 관점, 특징 및 장점은 도면을 참조한 다음의 상세 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 서라운드-사운드 환경에서 사용하기 위한 오디오 증강 시스템의 개략 블럭도이고,
도 2는 서라운드-사운드 환경에서 사용하기 위한 오디오 증강 시스템의 다른 실시예에 대한 개략 블럭도이고,
도 3은 양호한 오디오 증강 시스템의 하이 레벨 블럭도이고,
도 4A는 도 1에 도시한 본 발명과 함께 사용하기 위한 합산 회로의 개략도이고,
도 4B는 도 2에 도시한 본 발명과 함께 사용하기 위한 합산 회로의 개략도이고,
도 5는 도 1 및 도2에 도시한 바와 같이 사용해서 확대된 스테레오 이미지를 발생할 수도 있는 한가지 유형의 오디오 증강 시스템의 개략 블럭도이고,
도 6은 주변 스테레오 신호 정보에 적용되는 것으로서, 도 4의 오디오 증강 시스템으로부터 도출되는 등화 곡선의 주파수 응답에 대한 그래프이고,
도 7은 도 4에 도시한 오디오 증강 시스템의 제1 실시예에 대한 개략도이며,
도 8은 도 4에 도시한 오디오 증강 시스템의 제2 실시예에 대한 개략도이다.
도 1은 서라운드-사운드 환경에서 사용하기 위한 다채널 오디오 증강 시스템(10)의 개략 블럭도이다. 오디오 증강 시스템(10)은 다채널 오디오 소스 신호를 가진 스테레오 디코더(12)와 관련해서 동작한다. 도 1의 디코더(12)는 6-채널 오디오 디코더로서, 궁극적으로는 6개 스피커들의 그룹을 구동하기 위한 오디오 신호들을 제공한다. 6개 오디오 채널들의 각각은 6개 스피커의 서로 다른 것에 대한 것이다. 특히, 중앙 정보(예를 들어, 다이얼로그(dialogue))를 나타내는 오디오 소스 신호(14)는 궁극적으로는 중앙 스피커(16)에 전송된다. 저 주파수 사운드를 포함하는 오디오 신호(18)는 궁극적으로는 서브우퍼(subwoofer)(20)에 보내진다.
스테레오 디코더(12)의 오디오 소스 신호(20, 22, 24, 26)는 본래 좌후방 스피커(28), 좌전방 스피커(30), 우전방 스피커(32) 및 우후방 스피커(34)의 각각에 제각기 전달시키고자 하는 신호들을 나타낸다. 그러나, 도 1에 도시한 바와 같이, 오디오 소스 신호(20, 22, 24, 26)는 그대신 오디오 증강 디바이스(40, 42, 44, 46)들의 그룹에 선택적으로 전달된다. 이런 식으로, 모든 소스 신호들은 어떠한 2개의 쌍도 동일하지 않되 2개의 개별 쌍은 동일한 소스 신호를 포함하도록 쌍으로 분리된다.
구체적으로 말해서, 제1 오디오 증강 디바이스(40)는 좌전방 소스 신호(22)(Lf) 및 우전방 소스 신호(24)(Rf)를 수신하여, 제1의 증강된 성분 신호(50)(Lf1) 및 제2의 증강된 신호(24)(Rf1)를 출력한다. 이와 유사하게, 제2 오디오 증강 디바이스(42)는 좌후방 소스 신호(20)(Lr) 및 소스 신호(22)(Lf)를 수신하여, 제1의 성분 신호(54)(Lf2) 및 제2의 성분 신호(56)(Lr1)를 출력한다.
마찬가지로, 제3 오디오 증강 디바이스(44)는 소스 신호(24)(Rf) 및 좌후방 소스 신호(26)(Rr)를 수신하여, 제1의 성분 신호(58)(Rf2) 및 제2의 성분 신호(60)(Rr1)를 출력한다. 마지막으로, 제4 오디오 증강 디바이스(46)는 소스 신호(20)(Lr) 및 소스 신호(26)(Rr)를 수신하여, 제1의 성분 신호(62)(Lr2) 및 제2의 성분 신호(64)(Rr2)를 출력한다. 용이한 설명 및 명료성을 위해, 증강 시스템(10)이 4개의 개별적인 오디오 증강 디바이스(40, 42, 44, 46)를 갖는 것으로서 도시한다. 당업자라면 알 수 있듯이, 결과적인 성분 신호들은 단일 오디오 증강 디바이스가 모든 4개의 소스 신호를 수신하여 그들을 적당히 변형시키는 것에 의해 발생될 수도 있다.
(여러 다른 쌍의 소스 신호들로부터 도출한) 선택된 쌍의 성분 신호들은 4개의 합산 회로(70, 74, 78, 82) 중의 하나에서 조합된다. 구체적으로 말해서, 성분 신호(Lf1, Lf2)는 합산 회로(70)에서 조합되어 좌전방 스피커(30)의 구동을 위한 복합 증강된 출력 신호(72)(Lf(증강된))로서 생성된다. 합산 회로(74)에서, 성분 신호(52, 58)(Rf1, Rf2)는 조합되어 우전방 스피커(32)의 구동을 위한 복합 증강된 출력 신호(76)(Rf(증강된))로서 생성된다. 복합 증강된 출력 신호(80)(Lr(증강된))는 좌후방 스피커(28)를 구동한다. 신호(Lr(증강된))는 합산 회로(78)에서 성분 신호(Lr1, Lr2)로부터 발생된다. 마지막으로, 성분 신호(60, 64)(Rr1, Rr2)는 합산 회로(82)에서 조합되어 복합 증강된 출력 신호(84)(Rr(증강된))로서 생성된다. 요약하면, Lf(증강된)= K1(Lf1+ Lf2), Rf(증강된)= K2(Rf1+ Rf2), Lr(증강된)= K3(Lr1+ Lr2) 및 Rr(증강된)= K4(Rr1+ Rr2)이며, 여기서 성분 신호들의 각각은 두 오디오 소스 신호의 함수로서 발생된다. 독립 변수들(K1내지 K4)은 합산 회로(70, 74, 78, 82)에서의 이득(존재하는 경우)에 의해 결정된다.
동작에 있어서, 오디오 증강 시스템(10)은 증강된 4개 오디오 출력 신호(72, 76, 80, 84)의 세트를 생성한다. 이들 증강된 4개 오디오 신호의 각각은 다수개의 본래 소스 신호(20, 22, 4, 26)의 함수로서 변형된다. 증강 시스템(10)은 청취 환경 내에 배치된 개별 스피커 용의 디코딩되고 사전 증폭된 오디오 소스 신호에 대해 동작한다. 따라서, 결과적인 증강된 출력 신호(72, 76, 80, 84)는 스피커(28, 30, 32, 34)에 의한 재생 전에 증폭되어야 한다. 오디오 신호 증폭기들을 도 1에 별도로 도시하지는 않았지만 스피커(28, 30, 32, 34) 내에 포함시킬 수도 있다.
증강된 출력 신호(Lf(증강된))는 신호들(Lf1, Lf2)의 복합 신호로서 발생된다. 신호(Lf1)오디오 증강 디바이스(40)에 의해서 두 오디오 소스 신호(Lf, Rf)의 함수로서 발생된다. 각종 오디오 증강 장치 및 방법을 디바이스(40)에 대해 사용할 수도 있다. 그러나, 양호한 실시예에서는, 디바이스(40)가 신호(Lf1)를 생성하고, 이 신호는 신호(Lf2)와 연관되어 그들 신호가 제각기 스피커(30, 32)를 통해 재생될 때 인지된 공간 이미지를 확대한다. 이렇게 함으로써, 스피커들(30, 32) 간의 사운드 영역이 더욱 확산되는 바, 그 결과 현장감을 떨어뜨릴 수도 있는 사운드의 과도한 구역화가 배제된다.
성분 신호(Lf1) 외에도, 사운드 성분 신호(Lf2)는 오디오 증강 디바이스(42)에 의해서 발생된다. 신호(Lf2)는 오디오 소스 신호들(20, 22)(Lr, Lf)의 함수로서 발생된다. 신호(Lf2)는 한 쌍의 오디오 신호들 중의 하나(나머지 다른 하나는 Lr1임)를 나타내는 것으로서, 이 신호는 양호한 실시예에 따르면 증폭되고 스피커(28, 30)를 통해 재생될 때 증강된 공간 이미지를 발생한다.
따라서, 성분 증강된 좌측 출력 신호(Lf(증강된))는 신호(Lf1) 및 신호(Lf2)의 일부를 포함한다. 따라서, 스피커(30)를 통해 발생된 음향은 증강 시스템(10)이 없을 경우에 제각기 스피커(28, 32)에 직접 전달될 오디오 소스 신호(Lr, Rf)에 의존할 것이다. 따라서, 신호(Lf(증강된))는 전방 오디오 소스 신호(Lf, Rf) 및 좌측 사이드 오디오 신호(Lr, Lf)에 의존하는 향상된 공간 이미지를 생성할 것이다.
이와 유사하게, 복합 증강된 출력 신호(Rf(증강된), Lr(증강된), Rr(증강된))는 증강 디바이스(40, 42, 44, 46)로부터 출력된 성분 신호들로부터 발생된다. 특히, 신호(Rf(증강된))는 전방 소스 신호(Lf, Rf) 및 우측 사이드 오디오 신호(Rf, Rr)의 함수이고, 신호(Lr(증강된))는 좌측 사이드 소스 신호(Lf, Lr) 및 후방 소스 신호(Lr, Rr)의 함수이고, 신호(Rr(증강된))는 우측 사이드 소스 신호(Rf, Rr) 및 후방 소스 신호(Lr, Rr)의 함수이다.
도 1에 도시한 실시예에 따르면, (증폭 후) 스피커(28, 30, 32, 34)의 제각기에 공급되는 오디오 출력 신호들의 각각은 오디오 소스 신호들(20, 22, 24 ,28) 중의 적어도 3개의 함수이다. 따라서, 소정의 스피커를 통해 재생되는 소정의 오디오 출력 신호는 다른 인접 스피커들 용의 본래 소스 신호들에 의존하게 된다. 사용하는 오디오 증강 디바이스의 레벨 및 유형에 따라, 스피커 포인트 소스(speaker point source)들이 인지되는 현상이 배제될 수 있고, 그 대신 라우더스피커 어레이(array of loudspeaker)가 인지된다. 따라서, 본래 “서라운드” 환경으로서 의도한 사운드 재생 환경을 사운드가 청취자를 에워싸거나 청취자가 사운드 속에 파묻히는 환경으로 만들 수 있다.
소스 신호(20, 22, 24, 26)의 증강 외에도, 신호(14, 16)에 대한 레벨 조절을 통해 그들 신호 레벨이 증강된 소스 신호(20, 22, 24, 26)의 레벨과 평형을 이루도록 해야 한다. 이러한 레벨 조절은 사전설정을 통해 고정할 수도 있고 또는 시스템(10) 사용자가 수동으로 조절할 수도 있다. 레벨 제어 디바이스들은 당업자에게는 일반적인 것으로서, 디코더(12)와 적당한 스피커에 전력을 공급하기 위한 신호 증폭기 간에 배치될 것이다.
어떤 서라운드 사운드 시스템 예를 들어 돌비 Pro-Logic 시스템에는 서라운드 효과를 모방하는데 사용되는 신호 오디오 신호가 있다. 이 신호 오디오 신호는 2개의 후방 스피커에 전달된다. 이러한 시스템에서, 도 1의 신호들(Lr, Rr)은 동일하며 후방 오디오 증강 유니트(46)를 필요로 하지 않는다.
도 2는 도 1과 관련해서 설명한 기법들을 이용하는 다채널 오디오 증강 시스템(100)을 도시한 것이다. 또한, 증강 시스템(100)은 2개의 부가적인 오디오 증강 디바이스(102, 104)를 갖는다. 다른 디바이스(40, 42, 44, 46)와 같이, 증강 디바이스(102, 104)는 최종 오디오 출력 신호(72, 76, 80, 84)에 전달될 성분 신호들을 제공한다. 이들 성분 신호는 제각기의 소스 신호들의 함수로서 결정된다.
다른 4개의 증강 디바이스(40, 42, 44, 46)와는 달리, 디바이스(102, 104)는 (Lr2)크로스오버 오디오 증강을 제공한다. 크로스오버 오디오 증강은 사운드를 서로 대각선 방향으로 배치된 스피커들에 의해 재생하기 위한 소스 신호들의 함수로서 변형시킨다. 특히, 증강 디바이스(102)에는 소스 신호(Lr, Rf)가 입력되며, 결과의 성분 신호(Rf3, Lr3)가 그 디바이스(102)에 의해서 발생된다. 신호(Rf3)는 합산 회로(110)에서 2개의 성분 신호(Rf1, Rf2)와 조합된다. 이렇게 함으로써, 모든 4개의 소스 신호(20, 22, 24, 26)의 함수로서 변형된 성분 출력 신호(112)(Rf(증강된))가 생성된다. 마찬가지로, 신호(Lf3)는 합산 회로(114)에서 조합되어 복합 신호(116)(Lr(증강된))를 발생하는데, 이 복합 신호는 (증폭 후) 좌후방 스피커(28)에 전력을 제공한다.
제2 크로스오버 증강 디바이스(104)의 동작은 디바이스(102)의 것과 유사하다. 구체적으로 말해서, 디바이스(104)는 대각선 방향으로 배치된 스피커(30, 34) 용의 소스 신호(Lf, Rr)를 수신한다. 디바이스(104)는 제1 성분 신호(120)(Rr3)를 발생하며, 이 제1 성분 신호는 합산 회로(122)에서 신호(Rr1, Rr2)와 조합되어 최종 출력 신호(124)(Rr(증강된))로서 생성된다. 마찬가지로, 제2 성분 신호(126)는 합산 회로(128)에서 신호(Lf1, Lf2)와 조합되어 최종 출력 신호(130)(Lf(증강된))로서 생성된다.
도 3은 호스트 시스템(132) 및 저장 매체 디바이스(134)에 접속된 다채널 오디오 증강 시스템(10)을 도시한 것이다. 양호한 실시예에서, 호스트 시스템(132)은 돌비 래버러토리즈의 5-채널 디지털 시스템인 “AC-3”과 같은 서라운드 시스템과 호환가능한 오디오 수신기이다. 다른 실시예들에서, 호스트 시스템(132)은 돌비 래버러토리즈의 Pro-Logic 시스템과 호환가능한 오디오 수신기이다. 또한, “AC-3”과 같은 다채널 서라운드 시스템이 바람직하지만, 본 발명은 서라운드 사운드 시스템에 국한되지 않으며 다양한 다채널 사운드 시스템의 증강에 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 예를 들어 호스트 시스템(132)은 또한 레이저 디스크 시스템, 비디오 테이프 시스템, 스테레오 수신기, 텔레비젼 수신기, 컴퓨터 기반 사운드 시스템, 디지털 신호 처리 시스템, 루카스필름(Lucasfilm)-THX 엔터테인먼트(entertainment) 시스템 등을 포함할 수도 있다.
양호한 실시예의 저장 매체 디바이스(134)는 AC-3 호환 비트스트림을 제공하지만, 다른 실시예들은 다양한 저장 매체 및 저장 포맷을 사용할 수 있다. AC-3 비트스트림의 포맷은 돌비 래버러토리즈에 의해서 정의된 것으로서, 당업자에게는 잘 알려져 있다. 따라서, 당업자라면 이해하듯이, 저장 매체 디바이스(134)는 다양한 광저장 매체, 자기 저장 매체, 컴퓨터 액세스가능 저장 시스템 등을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 저장 매체 디바이스(134)는 레이저 디스크 플레이어, 디지털 비디오 디바이스, 콤팩트 디스크, 비디오 테이프, 오디오 테이프, 자기 저장 트랙, 플로피 디스크, 하드 디스크 등을 포함할 수도 있다. 또한, 저장 매체 디바이스(134)의 다른 실시예들은 다양한 데이터 포맷 예를 들어, 아날로그 주파수 변조, 펄스 코드 변조 등을 지원한다. 또한, 저장 매체 디바이스(134)는 케이블 방송 시스템, 대화식 비디오 디바이스, 컴퓨터 네트워크, 인터넷, 텔레비젼 방송 시스템, 고해상도 텔레비젼 방송 시스템 등의 일부일 수도 있다.
양호한 실시예에서, 다채널 오디오 신호 디코더(12)는 사운드를 저장 매체 디바이스(134)의 호스트 시스템(132)으로부터 통신 버스(136)를 통해 수신한다. 예를 들어, AC-3을 포함하는 무선 주파수 신호는 저장 매체 디바이스로부터 통신 버스(136)를 통해 다채널 오디오 신호 디코더(12)에 전달된다. 그러나, 당업자라면 이해하듯이, 통신 버스(136)는 다양한 오디오 신호 포맷을 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 호스트 시스템(132), 저장 매체 디바이스(134) 및 통신 버스(136)는 단일 디바이스 내에 집적될 수도 있다. 예를 들어, 디지털 비디오 디바이스에는 호스트 시스템(132), 저장 매체 디바이스(134) 및 통신 버스(136)가 집적될 수도 있다. 또한, 상세히 후술하는 바와 같이, 다른 실시예들에서는, 호스트 시스템(132), 저장 매체(134) 및 시스템(10 또는 100)이 이산 아날로그 성분, 반도체 기판, 쓰루우(through) 소프트웨어와 함께 디지털 신호 처리(DSP) 칩 즉 펌웨어 내에 또는 어떤 다른 디지털 포맷으로 집적될 수도 있다. 예를 들어, 오디오 수신기는 저장 매체(134)를 통신 버스(136)를 통해 액세스하고 호스트 시스템(134) 기능을 수행하며 시스템(10 또는 100)의 기능을 수행해서 증강된 신호들을 생성하는 디지털 신호 처리기를 포함할 수도 있다.
도 4A 및 4B는 도 1 및 2에 개시한 합산 회로를 도시한 것이다. 도 1의 2-신호 합산 회로(70)는 도 4A에 도시한 회로에 의해서 표현된다. 나머지 합산 회로(74, 78, 82)는 특정한 입력 신호들이 수신되는 것을 제외하고는 합산 회로(70)와 동일하다. 합산 회로(70)는 연산 증폭기(142)를 가진 표준 반전 증폭기로서 구성된다. 증폭기(142)는 신호(Lf1, Lf2)를 수신한다. 이들 신호(Lf1, Lf2)는 그 다음 증폭기(142)의 반전 터미널(144)에서 조합되거나 서로 합산된다. 합산 회로(70)의 상대 이득은 저항(146, 148, 150)에 의해서 결정된다. 양호한 실시예에서, 신호들(Lf1, Lf2)의 각각에 대한 이득은 1일 것이다. 그러나, 특정 오디오 환경 및 청취자의 개인적인 성향에 따라 약간의 이들 조절이 필요할 수도 있다.
도 4B는 도 2의 합산 회로(128)를 도시한 것이다. 합산 회로(128) 및 합산 회로(70)는 합산 반전 증폭기 회로로서 유사하게 구성된다. 그러나, 합산 회로(128)는 2개의 입력 대신에 3개의 입력(Lf1, Lf2,Lf3)을 조합하는 연산 증폭기(152)를 가진다.
도 1 및 2에 개시된 오디오 증강 기법들은 서라운드 사운드 오디오 시스템의 청취자가 사운드 속에 파묻히게 하는 효과를 향상시킨다. 도 1 및 2의 시스템(10 또는 100)은 4개의 주 스피커를 사운드 스테이지의 전방 및 후방 영역을 따라 배치한 전형적인 오디오 재생 환경을 도시한 것이다. 그러나, 본 발명의 개념은 사운드 스테이지 내의 어떠한 위치에도 배치될 수 있는 부가적인 스피커들을 가진 사운드 환경에 적용가능하다. 예를 들어, 스피커들은 측벽들을 따라 또는 심지어는 서로로부터 또는 청취자를 중심으로 여러 다른 높이에 배치될 수도 있다. 또한, 본 발명의 개념은 증강을 위해 선택될 수도 있는 어떠한 쌍의 오디오 소스 신호들에도 적용될 수 있다. 결과의 성분 신호들은 그 다음 오디오 소스 신호들로부터 생성된 다른 성분 신호들과 조합된다. 이같은 프로세스는 스테레오 신호 디코더 등에 의해서 발생되는 모든 가능한 쌍의 오디오 소스 신호들에 대해 지속된다.
시스템(10, 100)은 아날로그 이산 형태, 반도체 기판, 쓰루우 소프트웨어로 디지털 신호 처리(DSP) 칩 즉 펌웨어 내에 또는 어떤 다른 디지털 포맷으로 구현될 수도 있다.
도 1의 다채널 오디오 증강 시스템(10) 또는 도 2의 증강 시스템(100)은 다양한 오디오 증강 디바이스를 이용해서 성분 오디오 신호들을 발생한다. 예를 들어, 디바이스(40, 42, 44, 46, 102, 104)는 시간 지연 기법, 위상 시프트 기법, 신호 등화 또는 이들 모든 기법의 조합을 이용해서 원하는 오디오 효과를 얻을 수도 있다. 또한, 개별 증강 디바이스(40, 42, 44, 46, 102, 104)가 응용하는 오디오 증강 기법들은 동일할 필요는 없다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 도 1의 증강 디바이스(40, 42, 44, 46)는 한 쌍의 스테레오 신호에서 찾아지는 주변 신호 성분을 등화시킨다. 그 결과, 수정의 스피커로부터 나온 많은 사운드들은 그 스피커에 구역화되지 않을 것이다. 또한, 하나의 스피커로부터 다른 스피커로 사운드 스테이지를 가로질러 이동시키려는 사운드들은 마치 부가적인 스피커들이 존재하는 것처럼 점진적으로 이동될 것이다. 주변 신호 성분은 한 쌍의 오디오 신호 간의 차이를 나타낸다. 따라서, 한 쌍의 오디오 신호로부터 도출된 주변 신호 성분은 “차” 신호 성분으로서 불리기도 한다.
본 발명과 함께 사용하기에 적합한 일 예의 오디오 증강 디바이스( 및 이를 구현하기 위한 방법들)를 도 5 내지 8을 참조해서 설명한다. 이러한 디바이스는 주변 사운드 정보의 증강에 의해 한 쌍의 스테레오 오디오 신호로부터 발생된 인지되는 사운드 스테이지를 확대하고 혼합한다. 도 5 내지 8에 개시한 오디오 증강 디바이스 및 방법들은 본 출원 명세서에 완전히 개시된 것처럼 참고로 인용되는 미국 특허 출원 제08/430751(1995년 4월 27일)에 개시된 것과 유사하다. 관련된 오디오 증강 디바이스는 본 출원 명세서에 완전히 개시된 것처럼 참고로 인용되는 아놀드. 클레이만의 미국 특허 제4,738,669호 및 제4,866,744호에 개시된다.
먼저 도 5를 참조하면, 이 도면에는 오디오 증강 디바이스(16)의 기능 블럭도가 도시된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 디바이스(160)는 디바이스(40, 42, 44, 46, 102, 104)의 각각을 나타낸다. 증강 시스템(160)은 입력(162, 164)에서 제1 및 2의 스테레오 소스 신호(S1, S2)를 제각기 수신한다. 이들 스테레오 신호는 제1 합산 디바이스(166) 예를 들어 전자식 가산기에 공급된다. 입력(162, 164)에서 수신된 스테레오 신호들의 합을 나타내는 합산 신호는 합산 디바이스(166)에 의해서 출력(168)에 발생된다.
신호(S1)는 또한 오디오 필터(170)에 제공되며, 신호(S2)는 별도의 오디오 필터(172)에 제공된다. 필터(170, 172)의 출력들은 제2 합산 디바이스(174)에 제공된다. 합산 디바이스(174)는 차 신호를 출력(178)에 발생한다. 차 신호는 필터링된 신호(S1, S2) 내에 존재하는 주변 정보를 나타낸다. 필터(170, 172)는 한 쌍의 스테레오 신호의 주변 성분에 존재하는 베이스 성분들의 과도 증폭을 피할 수 있도록 구성된 사전 조절 고역 통과 필터이다.
합산 디바이스(168) 및 합산 디바이스(174)는 개별적인 레벨 조절 디바이스(180, 182)에 개별적으로 제공되는 출력 신호를 가진 합산 네트워크를 형성한다. 디바이스(180, 182)는 전위차계 또는 이와 유사한 가변 임피던스 디바이스인 것이 이상적이다. 디바이스(180, 182)의 조절은 전형적으로 사용자에 의해서 수동적으로 수행되어 출력 신호들 내에 존재하는 합 신호 및 차 신호의 베이스 레벨들을 제어한다. 이렇게 함으로써, 사용자는 재생된 사운드의 유형에 따라 또한 사용자의 성향에 의존해서 스테레오 증강 레벨 및 관점을 조절할 수 있다. 합 신호의 레벨이 증가하면, 한 쌍이 스피커 간에 위치된 중앙 스테이지에 나타나는 오디오 신호들이 강조된다. 역으로, 차 신호가 증가하면, 보다 확대된 사운드 이미지가 인지되게 하는 주변 사운드 정보가 강조된다. 음악 유형 및 시스템 구성이 알려진 또는 수동적인 조절이 실시불가능한 어떤 오디오 구성에서는, 조절 디바이스(180, 182)를 제거하고 합 및 차 신호 레벨을 사전설정된 값에 고정할 수도 있다.
디바이스(182)의 출력은 등화기(184)의 입력(186)에 제공된다. 등화기(184)는 입력(186)에 나타나는 차 신호를 스펙트럼적으로 형상화하는데, 이것은 도시한 바와 같이 저역 통과 오디오 필터(188), 고역 통과 오디오 필터(190) 및 감쇄 회로(192)를 차 신호에 개별적으로 적용하는 것에 의해서 달성된다. 필터(188, 190) 및 감쇄 회로(192)의 출력 신호들은 제각기 경로(194, 196, 198)를 따라 등화기(184)로부터 나온다.
경로(194, 196, 198)를 따라 전송되는 변형된 차 신호들은 처리된 차 신호(S1·S2)p의 성분들을 만든다. 이들 성분은 합산 디바이스(200, 202)를 포함하는 합산 네트워크에 제공된다. 합산 회로(200)는 또한 디바이스(180)로부터의 합 신호 출력 및 본래 스테레오 소스 신호(S1)를 수신한다. 이들 모든 5개의 신호는 합산 디바이스(200)에서 가산되어 증강된 오디오 출력 신호(204)로서 생성된다.
이와 유사하게, 등화기(184)로부터의 변형된 차 신호, 합 신호 및 신호(S2)는 합산 디바이스(202)에서 조합되어 증강된 오디오 출력 신호(206)로서 생성된다 경로(194, 196, 198)를 따라 나오는 차 신호의 성분들은 합산 디바이스(202)에 의해서 반전되어 다른 스피커 용의 처리된 차 신호와 180°의 위상차를 가진 한 스피커 용의 처리된 차 신호(S2·S1)p로서 생성된다.
주변 신호 정보의 전체적인 스펙트럼 형상화 즉 정규화는 합산 디바이스(200, 202)가 차 신호의 필터링되고 감쇄된 성분들을 조합해서 오디오 출력 신호(204, 206)를 생성할 때 발생한다. 따라서, 오디오 출력 신호(204, 206)는 상당히 향상된 오디오 효과를 생성하는데, 이는 주변 사운드들이 선택적으로 강조되어 청취자를 재생된 사운드 스테이지 내에 둘러싸이게 하기 때문이다. 오디오 출력 신호(204, 206)는 다음의 수학식 1 및 수학식 2에 의해서 표현된다.
오디오 출력(1)= S1+ K1(S1+ S2) + K2(S1·S2)p
오디오 출력(2)= S2+ K1(S1+ S2) + K2(S1·S2)p
주목해야 하는 것은, 상기 수학식들 내의 입력 신호들(S1, S2)은 전형적으로 스테레오 소스 신호들이지만, 모노포닉(monophonic) 음원으로부터 합성적으로 발생될 수도 있다. 본 발명과 함께 사용될 수도 있는 이러한 스테레오 합성 방법의 한가지는 본 출원 명세서에 참고로 인용되는 아놀드. 클레이만의 미국 특허 제4,841,572호에 개시된다. 미국 특허 제4,748,668호에 개시된 바와 같이, 상기 표현한 증강된 출력 신호들은 각종 기록 매체 예를 들어 비닐 레코드, 콤팩트 디스크, 디지털 또는 아날로그 테이프 또는 컴퓨터 데이터 저장 매체에 자기적으로 또는 전기적으로 저장될 수도 있다. 저장된 증강된 오디오 출력 신호들은 그 다음 통상적인 스테레오 재생 시스템에 의해서 재생되어 동일한 레벨의 스테레오 이미지로 증강된다.
상기한 수학식들 내의 신호 (S1·S2)p는 본 발명에 따라 스펙트럼적으로 형상화된 처리된 차 신호를 나타낸다. 양호한 실시예에 따르면, 차 신호의 변형은 도 6에 도시한 바와 같이 증강 원근 또는 정규 곡선(210)의 주파수 응답에 의해서 표현된다.
원근 곡선(210)은 로그 포맷으로 표시한 가청 주파수에 대한 이득(dB)의 함수로서 도시된다. 양호한 실시예에 따르면, 원근 곡선(210)은 약 125㎐에 위치한 점 A에서 약 7dB의 피크 이득을 가진다. 원근 곡선(210)은 125㎐의 위아래에서 약 6dB/옥타브의 속도로 감소한다. 원근 곡선(210)은 약 2.1㎑에 위치한 점 B의 차 신호에서 -2dB의 최소 이득을 나타낸다. 이득은 2.1㎑의 위에서 6dB/옥타브의 속도로 약 7㎑에 위치한 점 C에 이르기까지 증가하고, 그 다음 계속해서 약 20㎑ 즉 인간의 귀로 청취할 수 있는 최고 주파수까지 증가한다.
양호한 실시예에서, 원근 곡선(210)의 점 A와 점 B 간의 이득 분리는 이상적으로는 9dB로 설계되며, 점 B와 점 C 간의 이득 분리는 약 6dB이어야 한다. 이들 수치는 설계적인 제한수치이며 실제 수치는 사용하는 성분들의 실제 값에 따라 회로마다 달라질 수 있을 것이다. 신호 레벨 디바이스(180, 182)가 고정적인 경우에는 원근 곡선(210)이 일정하게 유지될 것이다. 그러나, 디바이스(182)를 조절하면, 점 A와 점 B 간의 이득 분리 및 점 B와 점 C 간의 이득 분리를 약간 달라질 것이다. 서라운드 사운드 환경에서, 9dB보다 훨씬 큰 이득 분리는 청취자가 인지하는 중간 영역의 해상도를 감소시키는 경향이 있다.
디지털 신호 프로세서에 의해 원근 곡선을 구현하면, 대부분의 경우에 있어서 상술한 설계적인 제한수치가 보다 정확하게 반영될 것이다. 아날로그로 구현할 경우, 점 A, 점 B 및 점 C에 대응하는 주파수와 이득 분리에 관한 제한수치가 ±20%의 범위에서 변한다면 용인될 수 있다. 이상적인 사양으로부터 이 정도의 편차는 최적의 결과에는 미치지 못하나 원하는 스테레오 증강 효과를 여전히 제공할 것이다.
도 6으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 125㎐ 아래의 차 신호 주파수에서는 원근 곡선(210)의 이득 증가 정도가 작은데, 이는 아주 작은 즉 베이스 주파수들이 과도하게 증폭되는 것을 피하기 위한 것이다. 많은 오디오 재생 시스템 특히 서라운드 사운드 오디오 시스템의 경우, 이같은 저주파수 영역의 오디오 차 신호를 증폭하면, 베이스 응답이 너무 커서 유쾌하지 않고 현장감이 떨어지는 사운드 이미지가 생성될 수 있다.
본 발명이 제공하는 스테레오 환경은 스테레오 기록을 이용하는데 특히 적합하다. 구체적으로 말해서, 이전의 아날로그 테이프나 비닐 앨범 기록과는 달리, 오늘날의 디지털적으로 저장된 사운드 기록은 베이스 주파수를 비롯하여 보다 확대된 주파수 스펙트럼에 걸친 여러 다른 신호 즉 스테레오 정보를 포함한다. 따라서, 이들 주파수 내의 여러 다른 신호의 과도한 증폭은 적당한 베이스 응답을 얻는데 필요하지 않다.
도 7은 확대된 스테레오 사운드 이미지를 생성하기 위한 회로(220)를 도시한 것이다. 오디오 증강 회로(220)는 도 5의 디바이스(160)에 대응한다. 도 7에서, 소스 신호 S1은 저항(222), 저항(224) 및 캐패시터(228)에 제공되고, 소스 신호 S2는 캐패시터(228), 저항(230) 및 저항(232)에 제공된다.
저항(222)은 증폭기(236)의 비반전 단자(234)에 접속되고, 이 비반전 단자(234)는 또한 저항(232) 및 저항(238)에 접속된다. 증폭기(236)는 저항(242)을 통해 접지에 접속된 반전 단자(240)를 가진 합산 증폭기로서 구성된다. 증폭기(236)의 출력(244)은 피드백 저항(246)을 통해 반전 단자(240)에 접속된다. 제1 및 제2 소스 신호의 합을 나타내는 합 신호(S1+ S2)는 출력(244)에서 발생되어 가변 저항(250)의 일단에 제공된다. 가변 저항(250)의 타단은 접지된다. 증폭기(236)에 의한 소스 신호(S1, S2)의 적정한 합을 위해서는, 양호한 실시예에서의 저항(222, 232, 238, 246)의 값들을 33.3㏀으로 하고 저항(238)의 값은 16.5㏀으로 하는 것이 바람직하다.
제2 증폭기(252)는 “차동” 증폭기로서 구성된다. 증폭기(252)의 반전 단자(254)는 저항(256)에 접속되고, 저항(256)은 캐패시터(226)와 직렬로 접속된다. 이와 유사하게, 증폭기(252)의 정극성 단자(258)는 신호 S2를 저항(264) 및 캐패시터(228)의 직렬 접속체를 통해서 수신한다. 단자(258)는 또한 저항(262)을 통해 접지에 접속된다. 증폭기(252)의 출력 단자(264)는 피드백 저항(266)을 통해서 반전 단자에 접속된다. 출력(264)은 또한 가변 저항(268)에 접속되며, 이 가변 저항(268)은 접지에 접속된다. 증폭기(252)를 “차동” 증폭기로서 구성했으나, 그의 기능은 우측 입력 신호와 부극성의 좌측 입력 신호를 합산하는 것으로서 특징화될 수도 있다. 따라서, 증폭기(236, 252)는 제각기 합 신호와 차 신호를 발생하기 위한 합산 네트워크를 형성한다.
소자(226/256, 228/260)를 포함하는 2개의 직렬 접속된 RC 네트워크는 좌측 및 우측 입력 신호들의 아주 낮은 또는 베이스 주파수들을 감쇄시키는 고역 통과 필터로서 동작한다. 도 6의 원근 곡선(210)에 대한 적정한 주파수 응답을 얻기 위해서는, 고역 통과 필터에 대한 컷오프 주파수 또는 -3dB 주파수를 약 100㎐로 해야 한다. 따라서, 양호한 실시예에서는, 캐패시터(226, 228)가 0.1㎌의 캐패시턴스를 가질 것이며, 저항(256, 260)은 약 33.2㏀의 임피던스를 가질 것이다. 이때, 피드백 저항(266) 및 감쇄 저항(262)에 대한 값들을 다음의 수학식 3 즉
R120/R128= R116/R124
과 같이 되도록 선택하는 것에 의해, 출력(264)은 이득 2 만큼 증폭된 차 신호(S2- S1)를 나타낼 것이다. 입력들의 고역 통과 필터링의 결과로써, 출력(264)의 차 신호는 약 125㎐ 아래에서 약 6dB/옥타브의 속도로 감소하는 감쇄된 저 주파수 성분들을 가질 것이다. (도 5에 도시한) 필터(170, 172)를 사용하는 대신에 (도 5에 도시한) 등화기(184) 내에서 차 신호의 저 주파수 성분들을 필터링하여 입력 소스 신호들을 개별적으로 필터링할 수 있다. 그러나, 저 주파수들에서 사용하기 위한 필터링 캐패시터들은 아주 크기 때문에, 선행 회로의 로딩을 피하기 위해서는 입력 스테이지에서 그러한 필터링을 수행하는 것이 양호하다.
간단하게는 전위차계일 수도 있는 가변 저항(250, 268)은 제각기 와이퍼 접점(270, 272)의 위치 설정에 의해서 조절된다. 증강된 출력 신호 내에 존재하는 주변 신호 성분 즉 여러 다른 신호의 레벨은 와이퍼 접점(272)의 수동, 원격 또는 자동 조절에 의해 제어될 수도 있다. 이와 유사하게, 증강된 출력 신호 내에 존재하는 모노 신호 성분 즉 합 신호의 레벨은 와이퍼 접점(270)의 위치에 의해서 일부 결정된다.
와이퍼 접점(270)에 존재하는 합 신호는 직렬 접속된 저항(278)을 통해 제3 증폭기(276)의 반전 입력(274)에 제공된다. 와이퍼 접점(270)에 존재하는 이 합 신호는 또한 다른 직렬 접속된 저항(284)을 통해 제4 증폭기(282)의 반전 입력(280)에 제공된다. 증폭기(278)는 저항(288)을 통해 접지에 접속된 반전 단자(274)를 가진 차동 증폭기로서 구성된다. 증폭기(276)의 출력(288)은 또한 피드백 저항(290)을 통해 반전 단자(274)에 접속된다.
증폭기(276)의 정극성 단자(292)는 합산 저항들의 그룹(294)에 접속되고 또한 저항(296)을 통해 접지에 접속되는 공통 노드를 제공한다. 와이퍼 접점(272)으로부터의 레벨 조절된 차 신호는 경로(300, 302, 304)를 통해 합산 저항들의 그룹(294)에 전달된다. 이렇게 함으로써, 제각기 점 A, B 및 C에 3개의 개별 조절된 차 신호가 나타난다. 이들 조절된 차 신호는 그 다음 도시된 바와 같이 저항(306, 308 ,310)을 통해 정극성 단자(292)에 접속된다.
경로(300)에 따른 점 A에서, 와이퍼 접점(272)으로부터의 레벨 조절된 차 신호는 어떠한 주파수 응답 변형없이 저항(306)에 전달된다. 따라서, 점 A의 신호는 단순히 저항(306)과 저항(296) 간의 전압 분배에 의해서 감쇄된다. 노드 A에서의 감쇄 레벨은 노드 B에 나타나는 0㏈의 기준 레벨에 대해 -9㏈인 것이 이상적일 것이다. 이 감쇄 레벨은 100㏀의 임피던스를 가진 저항(306) 및 21㏀의 임피던스를 가진 저항(296)에 의해서 구현된다. 노드 B의 신호는 접지에 접속된 캐패시터(312)의 양단에 나타나는 필터링된 레벨-조절된 차 신호를 나타낸다. 캐패시터(312) 및 저항(314)의 RC 네트워크는 그의 시정수에 의해 결정된 컷오프 주파수를 가진 저역 통과 필터로서 동작한다. 양호한 실시예에 따르면, 그 저역 통고 필터의 컷오프 주파수 또는 -3㏈는 약 200㎐이다. 따라서, 저항(314)은 바람직하게는 1.5㏀이고 캐패시터(312)는 0.47㎌이며, 구동 저항(308)은 33.2㏀이고 피드백 저항(290)은 121㏀이다.
서라운드 사운드 시스템에서는, 종종 서브우퍼 및 부가적인 스피커들로 인해 베이스 또는 저 주파수 정보가 많아진다. 따라서, 노드 B에 나타나는 저 주파수 차 신호의 레벨을 개별적으로 제어하는 것이 바람직할 것이다. 당업자에게는 명백하듯이, 이러한 제어는 증폭(252)의 출력(284)을 와이퍼 접점(272) 대신에 저항(314)을 직접 구동하는 제2 가변 이득 저항에 접속하는 것에 의해 달성된다. 이런 식으로, 저역 통과 필터의 시정수가 유지되며, 보다 낮은 차 신호는 더욱 정확하고도 직접적으로 제어될 수 있다.
노드 C에서, 고역 통과 필터링된 신호는 구동 저항(310)을 통해 증폭기(276)의 비반전 단자(282)에 제공된다. 고역 통과 필터는 약 7㎑의 컷오프 주파수 및 -6㏈의 노드 B에 대한 상대 이득을 갖게 설계된다. 구체적으로 말해서, 노드 C와 와이퍼 접점(272) 간에 접속된 캐패시터(316)는 4700㎊의 값을 가지며, 노드 C와 접지 간에 접속된 저항(318)은 3.74㏀의 값을 가진다.
회로 위치 A, B 및 C에 나타나는 변형된 차 신호들은 또한 저항(320, 322, 324)을 통해 제각기 증폭기(282)의 반전 단자(280)에 제공된다. 증폭기(282)는 접지에 접속된 정극성 단자(332) 및 단자(280)와 출력(336) 간에 접속된 피드백 저항(334)을 가진 반전 증폭기로서 구성된다. 반전 증폭기(282)에 의한 신호들의 적당한 합산을 위해서, 저항(320)은 100㏀의 임피던스를 가지며, 저항(322)은 33.2㏀의 임피던스를 갖고, 저항(324)은 44.2㏀의 임피던스를 갖는다. 오디오 증강 시스템(220) 내의 저항 및 캐패시터의 정확한 값은 적정한 비율이 유지될 수 있는 한 변경시켜 정확한 증강 레벨을 얻을 수도 있다. 수동 성분의 원하는 값에 영향을 끼칠 수도 있는 다른 요인으로서는, 증강 시스템(220)의 전력 요건 및 증폭기(236, 252, 276, 282)의 특성이 있다.
동작에 있어서, 변형된 차 신호들은 재조합되어 처리된 차 신호로 구성된 출력 신호들로서 발생된다. 구체적으로 말해서, 점 A, B 및 C에 나타나는 차 신호 성분들은 차동 증폭기(276)의 단자(292) 및 증폭기(282)의 단자(280)에서 재조합되어 처리된 차 신호(S1·S2)p로서 형성된다. 신호(S1·S2)p는 도 6의 원근 곡선(210)을 적용하여 등화시킨 차 신호를 나타낸다. 이때, 원근 곡선은 7㎑에서 4㏈의 이득, 125㎑에서 7㏈의 이득 및 2100㎑에서 -2㏈의 이득에 의해 특징화하는 하는 것이 이상적이다.
증폭기(276, 282)는 처리된 차 신호를 합 신호 및 좌측 또는 우측 입력 신호와 조합하는 혼합 증폭기로서 동작한다. 증폭기(276)의 출력(288)에 나타나는 신호는 증강된 오디오 출력 신호(342)의 생성을 위해 구동 저항(340)을 통해 제공된다. 이와 유사하게, 증폭기(282)의 출력(336)에 나타나는 신호는 증강된 오디오 출력 신호(346)의 생성을 위해 구동 저항(344)을 통해 제공된다. 구동 저항은 전형적으로 200Ω 정도의 임피던스를 가질 것이다. 증강된 출력 신호(342, 346)는 상기한 수학식 1 및 수학식 2에 의해서 표현된다. 수학식 1 및 수학식 2는 와이퍼 접점(270)의 위치에 의해서 제어되며, K2의 값은 와이퍼 접점(272)의 위치에 의해서 제어된다.
도 7에 도시한 개별 회로 성분들의 모두는 마이크로프로세서에서 또는 디지털 신호 처리기를 통해 수행되는 소프트웨어에 의해 구현될 수도 있다. 따라서, 개별 증폭기, 등화기 또는 다른 성분들은 소프트웨어 또는 펌웨어의 대응하는 부분에 의해서 실현될 수도 있다.
도 8에는 오디오 증강 디바이스(220)의 다른 실시예가 도시된다. 도 8의 디바이스(350)는 도 7의 것과 유사하며 한 쌍의 스테레오 오디오 신호에 (도 6에 도시된) 원근 곡선(210)을 적용하는 다른 방법을 나타낸다. 오디오 증강 시스템(350)은 다른 합산 네트워크 구성을 이용해서 합 및 차 신호를 발생한다.
다른 실시예(350)에서, 오디오 신호(S1, S2)는 궁극적으로 혼합 증폭기(352, 354)의 부극성 입력에 제공된다. 그러나, 합 및 차 신호를 발생하기 위해, 신호(S1, S2)는 저항(356, 358)을 제각기 통해 제1 증폭기(362)의 반전 단자(360)에 제공된다. 증폭기(362)는 접지된 입력(364) 및 피드백 저항(366)을 가진 반전 증폭기로서 구성된다. 합 신호 또는 이 경우의 반전된 합 신호 -(L + R)는 출력(368)에 발생된다. 합 신호 성분은 그 다음 가변 저항(370)에 의해 레벨 조절된 후 나머지 회로에 제공된다. 다른 실시예에서의 합 신호는 이제 반전되기 때문에, 그 신호는 증폭기(354)의 비반전 입력(372)에 제공된다. 따라서, 증폭기(354)는 비반전 입력(372)과 접지된 전위 간에 위치하는 전류 평형 저항(374)을 필요로 한다. 이와 마찬가지로, 전류 평형 저항(376)은 반전 입력(378)과 접지된 전위 간에 배치된다. 다른 실시예에서 이같은 증폭기(354)에 대한 약간의 변형은 증강된 오디오 출력 신호(380)의 발생을 위해 정확한 합산을 달성하는데 필요하다.
차 신호를 발생하기 위해, 반전 합산 증폭기(382)는 반전 입력(384)에서 신호 S1및 합 신호를 수신한다. 더욱 구체적으로 말해서, 소스 신호 S1은 입력(384)에 도달하기 전에 캐패시터(386) 및 저항(388)을 통과한다. 이와 유사하게, 출력(368)의 반전된 합 신호는 캐패시터(390) 및 저항(392)을 통과한다. 성분(386/388)에 의해 형성된 RC 네트워크는 양호한 실시예와 관련해서 설명한 바와 같이 오디오 신호의 베이스 주파수 필터링을 제공한다.
증폭기(382)는 접지된 비반전 입력(394) 및 피드백 저항(396)을 갖는다. 차 신호(S2- S1)는 저항(356, 358, 366, 388)에 대해 100㏀의 임피던스 값, 저항(392, 398)에 대해 200㏀의 임피던스 값, 캐패시터(390)에 대해 0.15㎌의 캐패시턴스 및 캐패시터(386)에 대해 0.33㎌의 캐패시턴스를 가진 출력(398)에 발생된다. 차 신호는 그 다음 가변 저항(400)에 의해 조절되어 나머지 회로에 제공된다. 상술한 것을 제외하고는, 도 8의 나머지 회로는 도 7에 도시한 양호한 실시에의 것과 동일하다.
도 7의 전체 오디오 증강 시스템(220)은 최소한의 성분을 사용한다. 시스템(220)은 단지 4개의 능동 성분 전형적으로는 증폭기(236, 252, 276, 282)에 대응하는 연산 증폭기로 구성될 수도 있다. 이들 증폭기는 단일 반도체 칩 상의 쿼드 패키지(quad package)로서 용이하게 이용될 수 있다. 오디오 증강 시스템(220)의 구성에 필요한 부가적인 성분들은 단지 29개의 저항 및 4개의 캐패시터를 포함한다. 도 8의 시스템(350)은 전위차계 및 출력 저항을 비롯하여 1개의 쿼드 증폭기, 4개의 캐패시터 및 단지 29개의 저항으로 또한 제조될 수도 있다. 독특한 구성 때문에, 오디오 증강 시스템(220, 350)은 최소한의 성분 공간을 이용해서 최소의 비용으로 제조될 수 있으면서도, 기존의 스테레오 이미지를 믿을 수 없을 정도로 확대시킬 것이다. 실제, 전체 시스템(220)은 단일 반도체 기판 또는 집적 회로로서 형성될 수 있다.
도 7 및 8의 실시예와는 별도로, 본 명세서에서 설명한 바와 같이 성분들을 상호 접속시키고 스테레오 신호들을 원근적으로 증강시킬 수 있는 다른 방법들을 생각할 수 있다. 예를 들어, 차동 증폭기로서 구성된 한 쌍의 증폭기는 제각기 한 쌍의 소스 신호를 수신할 수도 있고 또한 각각 합 신호를 수신할 수도 있다. 이런 식으로, 증폭기들은 제1의 차 신호 L - R 및 제2 차 신호 R - L을 제각기 발생할 것이다.
또한, 오디오 증강 디바이스의 또다른 실시예에서는 차 신호를 전혀 개별적으로 발생하지 않을 수도 있다. 가장 중요한 것들 중의 하나는 차 신호에 의해 표현되는 정보인 주변 정보가 적정하게 등화된다는 사실이다. 이같은 적정 등화는 특별히 차 신호를 발생하지 않는 소정 수의 방법들로 달성될 수 있다. 예를 들어, 차 신호 정보 격리 및 그의 후속 등화는 디지털적으로 수행될 수도 있거나, 증폭기 회로의 입력 스테이지에서 동시에 수행될 수도 있다.
오디오 증강 시스템(220, 350)에 의한 차 신호의 원근 변형은 다양한 용도 및 입력되는 오디오 신호에 대해 최적의 결과를 얻기 위해 세심하게 수행했다. 현재는 사용자에 의한 조절로서 합 및 차 신호의 레벨을 조절 회로에 인가하는 것 만을 고려했으나, 전위차계를 저항(314, 318) 대신에 사용하여 차 신호를 적응적으로 등화시키는 것을 생각할 수도 있다.
디바이스(40, 42, 44, 46, 102, 104)로서 사용될 수도 있는 다른 오디오 증강 장치 및 방법들로서 (본 출원 명세서에 충분히 설명된 것처럼 참고로 인용되는) 미국 특허 제4,355,203호에 개시된 바와 같은 시간 지연 기법 및 (본 출원 명세서에 충분히 설명된 것처럼 참고로 인용되는) 미국 특허 제5,105462호에 개시된 바와 같은 위상 시프트 기법이 있다.
상기한 설명 및 도면을 통해, 본 발명이 현재의 스테레오 재생 및 증강 시스템에 비해 중요한 장점을 가짐을 밝혔다. 상술한 설명에 의해 본 발명의 기본적인 신규 특징을 도시하고 설명하고 지적했으나, 당업자라면 이해할 수 있듯이, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 상술한 디바이스의 형태 및 세부사항에 있어서의 각종 생략, 대체 및 변경이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명은 청구의 범위에 의해서만 제한되어야 할 것이다.

Claims (55)

  1. 서라운드 사운드 환경에서 인지되는 사운드 신호들의 공간 이미지를 확대시키기 위한 오디오 증강 디바이스로서,
    좌전방 오디오 신호와;
    우전방 오디오 신호와;
    좌후방 오디오 신호와;
    우후방 오디오 신호와;
    상기 좌전방 오디오 신호 및 상기 우전방 오디오 신호와 통신 관계에 있으며, 상기 좌전방 오디오 신호 및 상기 우전방 오디오 신호 내의 주변 정보를 다수의 전방 성분 신호를 발생하는 식으로 변형시키도록 구성된 전방 증강기와;
    상기 좌전방 오디오 신호 및 상기 좌후방 오디오 신호와 통신 관계에 있으며, 상기 좌전방 오디오 신호 및 상기 좌후방 오디오 신호 내의 주변 정보를 다수의 좌측 성분 신호를 발생하는 식으로 변형시키도록 구성된 좌측 증강기와;
    상기 좌후방 오디오 신호 및 상기 우후방 오디오 신호와 통신 관계에 있으며, 상기 좌후방 오디오 신호 및 상기 우후방 오디오 신호 내의 주변 정보를 다수의 후방 성분 신호를 발생하는 식으로 변형시키도록 구성된 후방 증강기와;
    상기 우후방 오디오 신호 및 상기 우전방 오디오 신호와 통신 관계에 있으며, 상기 우후방 오디오 신호 및 상기 우전방 오디오 신호 내의 주변 정보를 다수의 우측 성분 신호를 발생하는 식으로 변형시키도록 구성된 우측 증강기와;
    상기 좌측 성분 신호들 중의 하나와 상기 전방 성분 신호들 중의 하나를 조합해서 좌전방 출력 신호를 발생하도록 구성된 좌전방 조합 회로와;
    상기 좌측 성분 신호들 중의 하나와 상기 후방 성분 신호들 중의 하나를 조합해서 좌후방 출력 신호를 발생하도록 구성된 좌후방 조합 회로와;
    상기 우측 성분 신호들 중의 하나와 상기 후방 성분 신호들 중의 하나를 조합해서 우후방 출력 신호를 발생하도록 구성된 우후방 조합 회로와;
    상기 우측 성분 신호들 중의 하나와 상기 전방 성분 신호들 중의 하나를 조합해서 우전방 출력 신호를 발생하도록 구성된 우전방 조합 회로
    를 포함하는 오디오 증강 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 우전방 오디오 신호 및 상기 좌후방 오디오 신호와 통신 관계에 있으며, 상기 우전방 오디오 신호 및 상기 좌후방 오디오 신호 내의 주변 정보를 제1 크로스오버 성분 신호 및 제2 크로스오버 성분 신호를 발생하는 식으로 변형시키도록 구성된 제1 크로스오버 증강기를 또한 포함하는 오디오 증강 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 우전방 조합 회로는 상기 제1 크로스오버 성분 신호, 상기 우측 성분 신호들 중의 하나 및 상기 전방 성분 신호들 중의 하나를 조합해서 상기 우전방 출력 신호를 발생하도록 또한 구성되는 오디오 증강 디바이스.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 좌후방 조합 회로는 상기 제2 크로스오버 성분 신호, 상기 좌측 성분 신호들 중의 하나 및 상기 후방 성분 신호들 중의 하나를 조합해서 상기 좌후방 출력 신호를 발생하도록 또한 구성되는 오디오 증강 디바이스.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 좌전방 오디오 신호 및 상기 우후방 오디오 신호와 통신 관계에 있으며, 상기 좌전방 오디오 신호 및 상기 우후방 오디오 신호 내의 주변 정보를 제3 크로스오버 성분 신호 및 제4 크로스오버 성분 신호를 발생하는 식으로 변형시키도록 구성된 제2 크로스오버 증강기를 또한 포함하는 오디오 증강 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 좌전방 조합 회로는 상기 제3 크로스오버 성분 신호, 상기 좌측 성분 신호들 중의 하나 및 상기 전방 성분 신호들 중의 하나를 조합해서 상기 좌전방 출력 신호를 발생하도록 또한 구성되는 오디오 증강 디바이스.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 우후방 조합 회로는 상기 제4 크로스오버 성분 신호, 상기 우측 성분 신호들 중의 하나 및 상기 후방 성분 신호들 중의 하나를 조합해서 상기 우후방 출력 신호를 발생하도록 또한 구성되는 오디오 증강 디바이스.
  8. 인지되는 사운드 신호들의 공간 이미지를 확대시키기 위한 오디오 증강 디바이스로서,
    적어도 3개의 오디오 소스 신호와;
    제각기 상기 오디오 소스 신호들 중의 적어도 2개와 통신 관계에 있으며, 제각기 상기 오디오 소스 신호들 내의 주변 정보를 다수의 성분 신호를 발생하는 식으로 변형시키도록 구성된 다수의 오디오 증강기와;
    제각기 상기 성분 신호들 중의 적어도 2개와 통신 관계에 있으며, 상기 성분 신호들을 조합하여 다수의 출력 오디오 신호를 발생함으로써 그들 다수의 출력 오디오 신호가 다수의 스피커를 구동시킬 때에 인지된 공간 이미지를 확대시키도록 구성된 다수의 조합 회로
    를 포함하는 오디오 증강 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 오디오 증강기들 중의 적어도 하나는 상기 오디오 신호들 내의 상기 주변 정보를 그 주변 정보 내에 시간 지연을 삽입하는 것에 의해 변형하는 오디오 증강 디바이스.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 오디오 증강기들 중의 적어도 하나는 상기 오디오 신호들 내의 상기 주변 정보를 그 주변 정보를 위상 시프트시키는 것에 의해 변형하는 오디오 증강 디바이스.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 오디오 증강기들 중의 적어도 하나는 상기 오디오 신호들 내의 상기 주변 정보를 그 주변 정보 내의 상대 진폭을 선택적으로 강조시키는 것에 의해 변형하는 오디오 증강 디바이스.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 조합 회로들 중의 적어도 하나는 상기 성분 신호들을 서로 가산하여 상기 다수의 출력 신호를 발생하는 오디오 증강 디바이스.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 조합 회로들 중의 적어도 하나는 반전 증폭기를 포함하는 오디오 증강 디바이스.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 조합 회로들 중의 적어도 하나는 연산 증폭기를 포함하는 오디오 증강 디바이스.
  15. 인지되는 사운드 신호들의 공간 이미지를 확대시키기 위한 컴퓨터 시스템으로서,
    컴퓨터 액세스가능 저장 매체에 저장된 오디오 데이터를 액세스하도록 구성되고, 또한 상기 오디오 데이터를 데이터 버스에 전달하도록 구성된 컴퓨터 프로세서와;
    상기 데이터 버스와 통신 관계에 있고, 적어도 4개의 오디오 소스 신호를 발생하도록 구성된 오디오 디코더와;
    제각기 상기 오디오 소스 신호들 중의 적어도 2개와 통신 관계에 있으며, 제각기 상기 오디오 소스 신호들 내의 주변 정보를 다수의 성분 신호를 발생하는 식으로 변형시키도록 구성된 다수의 오디오 증강기와;
    제각기 상기 성분 신호들 중의 적어도 2개와 통신 관계에 있으며, 상기 성분 신호들을 조합하여 다수의 출력 오디오 신호를 발생하도록 구성된 다수의 조합 회로
    를 포함하는 컴퓨터 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 오디오 디코더는 디지털 신호 처리기인 컴퓨터 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 오디오 신호들은 AC-3 호환 오디오 신호들인 컴퓨터 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 4개 오디오 신호의 각각은 이산적인 전 대역폭 오디오 채널에 대응하는 컴퓨터 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 컴퓨터 액세스가능 저장 매체는 하드 디스크인 컴퓨터 시스템.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 컴퓨터 액세스가능 저장 매체는 콤팩트 디스크인 컴퓨터 시스템.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 컴퓨터 액세스가능 저장 매체는 레이저 디스크인 컴퓨터 시스템.
  22. 인지되는 사운드 신호들의 공간 이미지를 확대시키기 위한 오디오 증강 시스템으로서,
    기록 매체에 저장된 오디오 신호들을 액세스하도록 구성되고, 또한 정보를 상기 기록 매체로부터 통신 버스에 전달하도록 구성된 오디오 수신기와;
    상기 통신 버스에 접속되어 있고, 적어도 4개의 오디오 소스 신호를 발생하도록 구성된 오디오 디코더와;
    제각기 상기 오디오 소스 신호들 중의 적어도 2개와 통신 관계에 있으며, 제각기 상기 오디오 소스 신호들 내의 주변 정보를 다수의 성분 신호를 발생하는 식으로 변형시키도록 구성된 다수의 오디오 증강기와;
    제각기 상기 성분 신호들 중의 적어도 2개와 통신 관계에 있으며, 상기 성분 신호들을 조합하여 다수의 출력 오디오 신호를 발생하도록 구성된 다수의 조합 회로
    를 포함하는 오디오 증강 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 오디오 수신기는 오디오 비트스트림을 상기 통신 버스에 전달하는 오디오 증강 시스템.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 오디오 수신기는 AC-3 호환 비트스트림을 상기 통신 버스에 전달하는 오디오 증강 시스템.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 오디오 디코더는 상기 오디오 소스 신호들을 상기 통신 버스 상의 정보를 적어도 4개 이산적인 전 대역폭 오디오 채널로 변환하는 오디오 증강 시스템.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 기록 매체는 콤팩트 디스크인 오디오 증강 시스템.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 기록 매체는 레이저 디스크인 오디오 증강 시스템.
  28. 제23항에 있어서,
    상기 기록 매체는 자기 저장 매체인 오디오 증강 시스템.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 오디오 디코더와 통신 관계에 있는 비디오 테이프 디바이스를 또한 포함하는 오디오 증강 시스템.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 오디오 수신기는 또한 텔레비젼 신호들을 처리하는 오디오 증강 시스템.
  31. 재생 환경 내에 놓여 있고 청취자 주변에 배치된 스피커들 용의 적어도 4개의 개별적인 오디오 소스 신호를 가진 서라운드 사운드 환경에서 사용하기 위한 것으로, 오디오 소스 신호들을 변형시켜 적어도 4개의 증강된 출력 신호를 발생하여 그 증강된 출력 신호들이 증폭되고 상기 스피커들을 통해 재생될 때에 청취자가 사운드 속에 빠져 있는 듯한 느낌을 갖게 하는 오디오 증강 시스템으로서,
    제1 쌍의 상기 오디오 소스 신호를 수신하여, 이 제1 쌍의 소스 신호를 변형시켜서 그 제1 쌍의 소스 신호들을 나타내는 제1 및 제2 성분 신호를 생성하는 제1 증강 디바이스와;
    제2 쌍의 상기 오디오 소스 신호를 수신하여, 이 제2 쌍의 소스 신호를 변형시켜서 그 제2 쌍의 소스 신호들을 나타내는 제3 및 제4 성분 신호를 생성하는 제2 증강 디바이스와;
    제3 쌍의 상기 오디오 소스 신호를 수신하여, 이 제3 쌍의 소스 신호를 변형시켜서 그 제3 쌍의 소스 신호들을 나타내는 제5 및 제6 성분 신호를 생성하는 제3 증강 디바이스와;
    제4 쌍의 상기 오디오 소스 신호를 수신하여, 이 제4 쌍의 소스 신호를 변형시켜서 그 제4 쌍의 소스 신호들을 나타내는 제7 및 제8 성분 신호를 생성하는 제4 증강 디바이스와;
    상기 성분 신호들을 조합해서 상기 적어도 4개의 증강된 출력 신호를 발생함으로써 청취자가 사운드 속에 빠져 있는 듯한 느낌을 갖게 하고 현장감있는 사운드 영역 내에 있게 하기 위한 수단
    을 구비하며, 상기 적어도 4개의 증강된 출력 신호는
    상기 제1 성분 신호와 상기 제3 성분 신호의 복합 신호를 나타내는 제1 출력 신호와,
    상기 제2 성분 신호와 상기 제5 성분 신호의 복합 신호를 나타내는 제2 출력 신호와,
    상기 제4 성분 신호와 상기 제7 성분 신호의 복합 신호를 나타내는 제3 출력 신호와,
    상기 제6 성분 신호와 상기 제8 성분 신호의 복합 신호를 나타내는 제4 출력 신호
    를 포함하는 오디오 증강 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 적어도 4개의 오디오 소스 신호는 좌전방 스피커 용의 신호 Lf, 우전방 스피커 용의 신호 Rf, 좌후방 스피커 용의 신호 Lr및 우후방 스피커 용의 신호 Rr를 포함하는 오디오 증강 시스템.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 제1 쌍의 소스 신호들은 신호 Lf및 신호 Rf를 포함하고, 상기 제2 쌍의 소스 신호들은 신호 Lf및 신호 Lr를 포함하고, 상기 제3 쌍의 소스 신호들은 신호 Rf및 신호 Rr를 포함하고, 상기 제4 쌍의 소스 신호들은 신호 Lr및 신호 Rr를 포함하는 오디오 증강 시스템.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 성분 신호들을 조합하는 수단은 전자식 가산기인 오디오 증강 시스템.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 오디오 증강 시스템은:
    제5 쌍의 상기 오디오 소스 신호를 수신하여, 이 제5 쌍의 소스 신호를 변형시켜서 그 제5 쌍의 소스 신호들을 나타내는 제9 및 제10 성분 신호를 생성하는 제5 증강 디바이스와;
    제6 쌍의 상기 오디오 소스 신호를 수신하여, 이 제6 쌍의 소스 신호를 변형시켜서 그 제6 쌍의 소스 신호들을 나타내는 제11 및 제12 성분 신호를 생성하는 제6 증강 디바이스
    를 또한 구비하며,
    상기 제1 출력 신호는 상기 제1 성분 신호, 상기 제3 성분 신호 및 상기 제11 성분 신호의 복합 신호를 나타내며,
    상기 제2 출력 신호는 상기 제2 성분 신호, 상기 제5 성분 신호 및 상기 제10 성분 신호의 복합 신호를 나타내며,
    상기 제3 출력 신호는 상기 제4 성분 신호, 상기 제7 성분 신호 및 상기 제9 성분 신호의 복합 신호를 나타내며,
    상기 제4 출력 신호는 상기 제6 성분 신호, 상기 제8 성분 신호 및 상기 제12 성분 신호의 복합 신호를 나타내는
    오디오 증강 시스템.
  36. 제31항에 있어서,
    상기 제1, 2, 3 및 4 증강 디바이스는 상기 대응하는 쌍의 소스 신호들을 그들 내의 주변 정보를 선택적으로 강조하는 것에 의해 변형시키는 오디오 증강 시스템.
  37. 제31항에 있어서,
    상기 오디오 증강 시스템은 반도체 기판 상에 형성되는 오디오 증강 시스템.
  38. 제31항에 있어서,
    상기 오디오 증강 시스템은 디지털 신호 처리기에 의해서 구현되는 오디오 증강 시스템.
  39. 제31항에 있어서,
    상기 출력 신호들의 각각은 증폭되어, 상기 서라운드 사운드 환경 내의 청취자 주변에 배치된 다수의 스피커로 배향되는 오디오 증강 시스템.
  40. 서라운드 사운드 청취 환경 내에 배치된 스피커들의 그룹을 통해서 재생하려는 다중 오디오 신호를 가진 스테레오 신호 디코더와 함께 사용하기 위한 오디오 증강 시스템으로서,
    상기 신호 디코더로부터의 다수의 상기 다중 오디오 신호를 개별 쌍들의 오디오 신호로 그룹화하며, 상기 개별 쌍들의 오디오 신호를 변형시켜 개별 쌍들의 성분 신호를 발생하기 위한 증강 장치와;
    상기 성분 신호들을 조합하여, 제각기 제1 쌍의 성분 신호로부터의 제1 성분 신호 및 제2 쌍의 성분 신호로부터의 제2 성분 신호를 포함하는 증강된 오디오 출력 신호를 발생하기 위한 회로
    를 포함하는 오디오 증강 시스템.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 증강 장치는 4개의 개별적인 증강 디바이스를 포함하고, 상기 증강 디바이스들의 각각은 상기 개별 쌍들의 오디오 신호 중의 하나를 수신하는 오디오 증강 시스템.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 다수의 다중 오디오 신호는 좌전방 신호 Lf, 우전방 신호 Rf, 좌후방 신호 Lr및 우후방 신호 Rr를 포함하며, 제1 쌍의 오디오 신호들은 신호 Lf및 신호 Rf를 포함하고, 제2 쌍의 오디오 신호들은 신호 Lf및 신호 Lr를 포함하고, 제3 쌍의 오디오 신호들은 신호 Rf및 신호 Rr를 포함하고, 제4 쌍의 오디오 신호들은 신호 Lr및 신호 Rr를 포함하는 오디오 증강 시스템.
  43. 제40항에 있어서,
    상기 다수의 다중 오디오 신호는 4개의 개별적인 신호들을 포함하고, 상기 증강 장치는 6개의 개별적인 증강 디바이스를 포함하며, 상기 증강 디바이스들의 각각은 상기 개별 쌍들의 오디오 신호 중의 하나를 수신하는 오디오 증강 시스템.
  44. 제40항에 있어서,
    상기 증강 장치는 상기 개별 쌍들의 오디오 신호 내의 주변 정보를 격리시키고 그 주변 정보 내에 시간 지연을 삽입하는 오디오 증강 시스템.
  45. 제40항에 있어서,
    상기 증강 장치는 상기 개별 쌍들의 오디오 신호 내의 주변 정보를 격리시키고 그 주변 정보를 위상 시프트시키는 오디오 증강 시스템.
  46. 제40항에 있어서,
    상기 증강 장치는 상기 개별 쌍들의 오디오 신호 내의 주변 정보를 격리시키고 그 주변 정보의 상대 진폭을 선택적으로 강조시키는 오디오 증강 시스템.
  47. 서라운드 사운드 청취 환경 내에 배치된 스피커들의 그룹을 통해서 재생하려는 다중 오디오 신호를 가진 스테레오 신호 디코더와 함께 사용하기 위한 오디오 증강 시스템으로서,
    상기 신호 디코더로부터의 상기 다중 오디오 신호 중의 적어도 몇 개를 개별 쌍들의 오디오 신호로 그룹화하는 수단으로서, 상기 개별 쌍들의 오디오 신호의 각각을 변형시켜 개별 쌍들의 성분 신호를 발생하기 위는 수단을 또한 포함하는 상기 그룹화 수단과;
    상기 성분 신호들을 조합하여, 제각기 제1 쌍의 성분 신호로부터의 제1 성분 신호 및 제2 쌍의 성분 신호로부터의 제2 성분 신호를 포함하는 증강된 오디오 출력 신호를 발생하기 위한 수단
    을 포함하는 오디오 증강 시스템.
  48. 청취 환경 내에 배치된 스피커들의 그룹을 통해서 재생하려는 4개의 개별적인 소스 신호를 제공하는 스테레오 신호 디코더와 함께 사용하기 위한 오디오 증강 장치로서,
    상기 오디오 소스 신호들을 수신하여 그들 오디오 소스 신호의 제각기를 적어도 하나의 다른 오디오 소스 신호의 함수로서 변형시켜 성분 오디오 신호들의 그룹을 생성하는 전자 디바이스와;
    상기 성분 오디오 신호들을 수신하여, 그들 성분 오디오 신호들을 선택적으로 조합해서, 상기 오디오 소스 신호들에 대응하며 제각기 대응하는 오디오 소스 신호의 함수로서 변형된 성분 신호들을 포함하는 증강된 오디오 출력 신호들을 생성하는 전자 합산 회로
    를 포함하는 오디오 증강 장치.
  49. 재생 환경 내에 놓여 있고 청취자의 주변에 배치된 스피커들 용의 적어도 4개의 개별적인 오디오 소스 신호를 가진 서라운드 사운드 환경에서 사운드를 증강시키기 위한 방법으로서,
    기록된 오디오 신호의 재생 동안 스테레오 신호 디코더로부터 발생되는 4개의 오디오 소스 신호를 제공하는 단계와;
    상기 4개의 오디오 소스 신호를 변형시켜 4개의 대응하는 증강된 오디오 신호를 생성하는 단계
    를 포함하며, 상기 4개의 증강된 오디오 신호들의 각각은 그의 대응하는 오디오 소스 신호 및 적어도 2개의 부가적인 오디오 소스 신호의 함수로서 변형되며, 상기 증강된 오디오 신호들은 그들이 증폭되고 재생 환경의 스피커들을 통해 재생될 때에 청취자가 사운드 속에 파묻히는 느낌을 갖게 하는 사운드 증강 방법.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 증강된 오디오 신호들을 증폭하여 상기 서라운드 사운드 재생 환경의 스피커들에 의해서 재생될 수 있게 하는 부가적인 단계를 또한 포함하는 사운드 증강 방법.
  51. 제49항에 있어서,
    상기 오디오 소스 신호들의 각각은 상기 적어도 2개의 부가적인 소스 신호의 함수로서 변형되어 2개의 성분 신호를 생성하며, 공통적인 오디오 소스 신호에 대응하는 상기 성분 신호들은 조합되어 상기 증강된 오디오 신호들을 형성하는 사운드 증강 방법.
  52. 서라운드 사운드 환경에서의 재생을 위해 발생되고, 청취자의 주변에 배치된 스피커들에 대해 사용되며, 좌전방 신호 Lf, 우전방 신호 Rf, 좌후방 신호 Lr및 우후방 신호 Rr를 포함하는 오디오 소스 신호들의 그룹을 증강시키기 위한 방법으로서,
    상기 소스 신호 Lf및 Rf로부터 제1 및 제2 성분 신호들을 발생하는 단계 ― 상기 제1 및 제2 성분 신호들은 상기 소스 신호 Lf및 Rf의 함수로서 변형되며, 상기 제1 성분 신호는 상기 소스 신호 Lf에 대응하고 상기 제2 성분 신호는 상기 소스 신호 Rf에 대응함 ― 와;
    상기 소스 신호 Lf및 Lr로부터 제3 및 제4 성분 신호들을 발생하는 단계 ― 상기 제3 및 제4 성분 신호들은 상기 소스 신호 Lf및 Lr의 함수로서 변형되며, 상기 제3 성분 신호는 상기 소스 신호 Lf에 대응하고 상기 제4 성분 신호는 상기 소스 신호 Lr에 대응함 ― 와;
    상기 소스 신호 Rf및 Rr로부터 제5 및 제6 성분 신호들을 발생하는 단계 ― 상기 제5 및 제6 성분 신호들은 상기 소스 신호 Rf및 Rr의 함수로서 변형되며, 상기 제5 성분 신호는 상기 소스 신호 Rf에 대응하고 상기 제6 성분 신호는 상기 소스 신호 Rr에 대응함 ― 와;
    상기 소스 신호 Lr및 Rr로부터 제7 및 제8 성분 신호들을 발생하는 단계 ― 상기 제7 및 제8 성분 신호들은 상기 소스 신호 Lr및 Rr의 함수로서 변형되며, 상기 제7 성분 신호는 상기 소스 신호 Lr에 대응하고 상기 제8 성분 신호는 상기 소스 신호 Rr에 대응함 ― 와;
    상기 제1 성분 신호와 상기 제3 성분 신호를 조합해서 상기 서라운드 사운드 환경에서의 재생을 위한 복합 및 증강된 좌전방 출력 신호 Lf(증강된)를 발생하는 단계와;
    상기 제2 성분 신호와 상기 제5 성분 신호를 조합해서 상기 서라운드 사운드 환경에서의 재생을 위한 복합 및 증강된 우전방 출력 신호 Rf(증강된)를 발생하는 단계와;
    상기 제4 성분 신호와 상기 제7 성분 신호를 조합해서 상기 서라운드 사운드 환경에서의 재생을 위한 복합 및 증강된 좌후방 출력 신호 Lr(증강된)를 발생하는 단계와;
    상기 제6 성분 신호와 상기 제8 성분 신호를 조합해서 상기 서라운드 사운드 환경에서의 재생을 위한 복합 및 증강된 우후방 출력 신호 Rr(증강된)를 발생하는 단계
    를 포함하는 오디오 소스 신호 그룹 증강 방법.
  53. 제52항에 있어서,
    상기 8개의 성분 신호는 상기 대응하는 소스 신호 내의 주변 정보에 관해서 등화된 주변 신호 정보를 포함하여 상기 증강된 출력 신호들의 임의의 2개에 대해 보다 넓은 인지된 사운드 스테이지를 얻는 오디오 소스 신호 그룹 증강 방법.
  54. 서라운드 사운드 환경에서의 재생을 위해 발생되고, 청취자의 주변에 배치된 스피커들에 대해 사용되며, 좌전방 신호 Lf, 우전방 신호 Rf, 좌후방 신호 Lr및 우후방 신호 Rr를 포함하는 오디오 소스 신호들의 그룹을 증강시키기 위한 방법으로서,
    상기 증강 방법은 상기 오디오 소스 신호들을 변형시켜 4개의 대응하는 증강된 오디오 신호를 생성하기 위한 단계를 포함하며, 상기 4개의 증강된 오디오 신호의 각각은 다음의 수학식들
    Lf(증강된)= K1(M1(Lf, Rf) + M2(Lf, Lr)),
    Rf(증강된)= K2(M3(Lf, Rf) + M4(Rf, Rr)),
    Lr(증강된)= K3(M5(Lf, Lr) + M6(Lr, Rr)) 및
    Rr(증강된)= K4(M7(Rf, Rr) + M8(Lr, Rr))
    에 따라 그의 대응하는 오디오 소스 신호 및 적어도 2개의 오디오 소스 신호의 함수로서 변형되며, 상기 수학식들에서 M1내지 M8은 상기 오디오 소스 신호들에 대한 변형 레벨 및 유형을 나타내는 독립 변수이고 K1내지 K4는 상기 증강된 오디오 신호들의 이득을 결정하는 독립 변수인 오디오 소스 신호 그룹 증강 방법.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 독립 변수 M1내지 M8은 대응하는 오디오 소스 신호들 내에 존재하는 주변 오디오 정보의 등화를 나타내는 오디오 소스 신호 그룹 증강 방법.
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