KR20020028918A - 오디오 시스템 - Google Patents

Abstract

오디오 재생 시스템들은 오디오 신호들을 재생하기 위해 사용된다. 공지된 오디오 재생 시스템들의 단점은 스테레오 또는 다중 채널 신호들을 갖는 대부분의 경우에서, 재생 품질 성능이 청취 위치에 매우 많이 의존한다는 것이다. 본 발명은 오디오 재생 시스템이 청취자의 위치를 지정하고, 그 위치에 따라 재생된 오디오 신호를 수정하는 것을 가능하게 하는 방법을 제안한다.

Description

오디오 시스템{Audio system}

스테레오 또는 다중 채널 오디오 신호들을 갖는 공지된 오디오 재생 시스템의 단점은 확성기들에 대한 청취자의 위치에 매우 의존한다는 사실이다. 이러한 위치가 "이상적인" 위치와 다를 때, 재생 품질은 매우 큰 범위로 열화된다. 이러한 것은 청취자에 대해 상이한 확성기들의 음향 전달 함수들(acoustic transfer functions) 간의 원하지 않는 진폭 및 위상차들에 의해 유발된다.

청취자가 기하학적으로 "이상적인" 위치에 위치하는 경우에 있어서도, 그 방의 음향이 음향 전달 함수들 간의 위상차 및 국부적인 진폭을 유발하여 열화된 재생을 야기할 수 있는 또 다른 단점이 있다.

본 발명은 청구항 1항의 전제부에 기술된 바와 같은 오디오 재생 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 또한 그러한 오디오 재생 시스템에서 사용하기 위한 오디오 처리 수단에 관한 것이다.

본 발명은 또한 그러한 오디오 재생 시스템을 포함하는 음성 제어 시스템(voice controlled system)에 관한 것이다.

본 발명은 또한 그러한 오디오 재생 시스템을 포함하는 비디오 재생 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 오디오 재생 시스템의 예를 도시하는 개략도.

도 2는 본 발명에 따라 오디오 재생 시스템의 예를 도시하는 제 2 개략도.

본 발명의 목적은 특히, 개선된 오디오 재생 시스템을 획득하는 것이다.

이러한 목적(들)을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 오디오 재생 시스템은 청구항 1항의 특징들을 포함한다.

적어도 2개의 마이크로폰을 사용함으로써, 청취자가 말할 때 청취자의 위치 또는 그에 대한 적어도 임의의 특징들을 결정하는 것이 가능하다. 이러한 기술들은 통상적으로 "블라인드 식별(Blind Identification)"로 공지된다. 마이크로폰들이 확성기 가까이에 위치하면, 청취자로부터 확성기들로의 음향 전달 함수들 또는 그 특징들이 획득된다. 본 발명은 청취자로부터 확성기들로의 전달 함수를 획득함으로써 확성기로부터 청취자로의 전달 함수가 또한 상호작용 법칙(reciprocity theorem)을 사용하여 획득될 수 있는 식견에 기초한다. 이후에, 식별된 진폭 및/또는 위상차들에 대해 정정함으로써, 청취자의 위치에서 오디오 품질을 최적화하도록 상이한 확성기들에 공급되는 오디오 신호를 수정하는 것이 가능하다.

미국 특허 US-A-5,386,478호에는, 핸드-헬드 원격 제어 유니트(hand-held remote control unit)의 마이크로폰들에 의해 감지되는 특정한 청취 위치에서 음향 품질을 최적화하는 음향 센서(acoustic sensor)를 갖는 음향 시스템 원격 제어(sound system remote control)가 공지되어 있다.

그러한 음향 시스템의 단점은 음향 시스템들에 대해 원격 제어 위치 및 청취자의 위치(특히, 사용자의 귀/머리(his ears/head)가 동일하지 않다는 것이다.

본 발명의 실시예는 청구항 제 2항의 특징들을 포함한다. 에코 소거 수단을 사용함으로써, 마이크로폰(들)에 의해, 확성기들로부터 수신된 에코 신호들은 음성 신호들(들)이 더 처리되기 전에 소거될 수 있다.

또한, 비-공개 국제 특허 출원 제 PCT/EP99/08253호(출원 번호 : PHN 17.163)가 비디오 회의 시스템들에 사용하기 위한 신호 소스 국부화 배열(signal source localization arrangement)을 기술하고 있다는 것을 여기에서 주목해야 한다. 여기에서, 국부화(localization)는 소스쪽으로 카메라를 향하게 함으로써 비디오 회의가 더욱 "실제적(real)"이 되도록 사용된다.

본 발명의 다른 실시예들은 종속항들에 기술된다.

본 발명의 이러한 관점 및 다른 관점은 하기에 기술된 예를 참조하여 명확하고 명료해질 것이다.

도 1은 오디오 처리 수단들이 입력 오디오 신호(IAS)를 수신하며, 처리 후에, 제 1 출력 오디오 신호(OAS1)를 제 1 확성기(LS1)에 공급하고, 제 2 출력 오디오 신호(OAS2)를 제 2 확성기(LS2)에 공급하는 오디오 처리 수단(APM)을 포함하는 오디오 재생 시스템(AS)을 도시한다. 확성기들(LS1 및 LS2)은 음향 신호들(SS1 및 SS2)을 공급한다.

오디오 재생 시스템(AS)은 청취자(P)로부터 음성 제어 명령(VCC)을 수신하기 위한 제 1 및 제 2 마이크로폰(MP1, MP2) 각각을 더 포함한다. 제 1 및 제 2 마이크로폰(MP1, MP2)은 마이크로폰 출력 신호들을 처리하고 오디오 처리 수단(APM)에 신호를 공급하기 위한 명령 유니트(CU)에 연결된다.

오디오 처리 수단은 확성기들로부터 마이크로폰들로 수신된 에코 신호들을 소거하기 위한 에코 소거 수단(ECM)을 더 포함한다.

마이크로폰들은 각각의 확성기들에 인접하여 위치한다.

적어도 2개의 마이크로폰들을 사용함으로써, 청취자가 말할 때, 청취자의 위치 또는 적어도 그에 대한 임의의 특성들을 결정하는 것이 가능하다. 이러한 기술들은 "블라인드 식별(Blind Identification)"로 통상적으로 공지된다. 마이크로폰들이 확성기 가까이에 위치하면, 청취자로부터 확성기들까지의 음성 전달 함수들 및 그 특징들이 또한 획득된다.

본 발명은 청취자로부터 확성기들로의 전달 함수를 획득함으로써, 확성기로부터 청취자로의 전달 함수가 상호작용 법칙(reciprocity theorem)을 사용하여 획득될 수 있는 식견에 기초한다.

이후에, 식별된 진폭 및/또는 위상차들을 정정함으로서 청취자의 위치에서 오디오 품질을 최적화하도록 상이한 확성기들에 공급되는 오디오 신호를 수정하는 것이 가능하다.

에코 소거 수단을 사용함으로써, 마이크로폰(들)에 의해 확성기들로부터 수신된 에코 신호들은 음성 명령들이 더 처리되기 전에 소거될 수 있다.

이러한 방법으로, 예컨대, 제 1 및 제 2 마이크로폰 각각에서 수신된 음성 제어 명령들 사이의 시간차를 사용하여 청취자의 위치를 찾아내는 것이 가능하다.

도 2는 오디오 재생 시스템(AS2)의 일부를 더욱 상세하게 도시한다. 음향 재생 시스템의 이러한 예는 2개의 근접하여 이격된 확성기들(LS21, LS22) 및 2개의 마이크로폰들(MP21, MP22)을 포함한다. 마이크로폰들은 확성기 박스들 아래 또는 위에 위치되거나 그것들은 정면 패널들로 또는 인접하여 가까이에 통합될 수 있다.

음향 필터들(H₁, H₂)은 도 2에 도시된 바와 같이 입력 스테레오 신호(AL, AR)의 좌측 및 우측 채널들(L, R)에서 작용한다. 오디오 재생 시스템 내의 스피커 국부화 알고리즘(speaker localization algorithm)은 사용자의 위치로부터 좌측 및 우측 마이크로폰 각각의 음향 전파 지연들 간의 차이들 추청한다. 상호작용 방법을 사용하여, 상술한 바와 같이, 이러한 것은 또한 확성기들로부터 청취자들까지의 2개의 음향 경로들 간의 지연차이다.

다음에, 이러한 음향 전파 시간 지연은, 지연 디바이스(TD2)의 좌측 채널의 지연T_d1(청취자와 우측 확성기 사이의 음향 경로 길이L₂가 청취자와 좌측 스피커 간의 음향 경로 길이L₁보다 클 경우), 또는 지연 디바이스(TD1)를 갖는 우측 채널의 지연 T_d2(L₁> L₂일 경우)로 보상된다.

스피커 국부화 알고리즘은 예컨대, Fs = 8㎑로 샘플링된 협대역 음성 신호에서 작용하고, 음향 필터들은 전체 오디오 대역폭에서 작용하는 것을 주목한다. 스피커 국부화는 4㎑보다 높은 주파수에서 음성 신호가 거의 전력을 포함하지 않기때문에, 낮은 주파수에서만 행해진다. 또한, 짧은 음향 파장들에 기인하여 시간 지연들은 높은 주파수들에서는 불명확하다.

상술한 알고리즘은 음악이 연주되지 않을 때에만 작동한다; 추가 방법없이, 확성기들에 의해 방출되어 마이크로폰에 의해 포획된 음향은 사용자 음성과 간섭하여, 부정확한 스피커 국부화(incorrect speaker localization)를 유발하게 된다. 음악이 연주되고 있을 때 적합할 수 있도록, 2개의 스테레오 에코 소거기들(ECM에 의해 도 1에 도시됨)은 2개의 마이크로폰들에 의해 포획된(picked up) 음악 신호들을 소거하도록 사용될 수 있다. 이러한 방법으로, 스피커 국부화 알고리즘(speaker localization algorithm)은 음악에 영향을 받지 않는다. 하나의 마이크로폰에서 작용하는 하나의 스테레오 에코 소거기만으로, 음성 명령을 감지하는 것이 가능하며, 그 후에 음악이 중지될 수 있고, 음악이 다시 연주를 시작하기 전에 스피커 국부화가 실행될 수 있다.

스피커 국부화 알고리즘은 음성 검출기와 조합되어 그 적응이 비-음성 기간들(non-speech periods) 동안 중지될 수 있다.

음성 검출기를 사용하여, 배경 잡음(background noise)에 대한 견고성(robustness)이 증가된다.

상기 음향 스피커 국부화는 소위 인크레더블 사운드 방법(Incredible Sound scheme)과 조합된다.

그러나, 임의의 다른 형태의 음향 처리(다른 스테레오 베이스 와이드너들(stereo base wideners) 또는 표준 스테레오)와의 조합들도 가능하다.

지금까지, 인크레더블 사운드는 실제로 하나의 위치에서만 완전한 장점들을 가질 수 있었다.

본 발명에서, 청취자가 임의의 위치에 더 이상 제한되지 않기 때문에, 인크레더블 사운드의 적응성이 크게 증가된다. 또한, 본 발명은 더욱 일반적으로 허용될 수 있는 음성 제어 전자 소비자 제품들에 대해 일보 진전한 것으로 인정될 것이다.

본 발명의 적용은 텔레비전과 같은 스테레오 및 다중-채널 음향 재생 시스템들, 휴대용 스테레오 셋트들, 및 다른 것들에서도 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 오디오 재생 시스템의 상기 2개의 예들이 기술되었으며, 여기에서 음성 신호들(speech signal)은 음성 제어(voice control)에 또한 사용된다.

오디오 재생 시스템의 음성 제어 동작이 사용가능한 경우에서도 또한 본 발명은 장점으로 사용될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 청취자로부터 음성 신호를 수신하기 위해 확성기에 인접한 마이크로폰이 각 확성기에 필요하고, 그 오디오 처리 수단들은 청취자의 위치에서 재생된 오디오 신호를 개선하기 위해 오디오 신호를 보정할 것이다.

또한, 이러한 것을 사용하여, 스크린상의 픽처들을 볼 때, 비디오 재생 시스템 내의 오디오 재생 시스템이 음향을 개선하는 것이 가능하다는 것을 주목한다.

Claims (5)

1. 입력 오디오 신호를 처리하는 오디오 처리 수단, 상기 처리된 오디오 신호를 재생하기 위한 적어도 2개의 확성기들을 포함하는 오디오 재생 시스템에 있어서,

   상기 오디오 재생 시스템은 상기 확성기들로부터 청취자로의 전달 함수들의 특성들을 획득하기 위한 수단을 포함하고, 상기 수단은 각 확성기에 대해 하나의 마이크로폰을 포함하고, 상기 마이크로폰들은 적어도 상기 확성기들에 인접하여 위치하고, 상기 오디오 처리 수단은 상기 청취자의 위치에 따라 상기 오디오 신호를 보정하기 위한 수단들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 오디오 재생 시스템.
2. 제 1항에 청구된 바와 같은 음성 동작 오디오 및/또는 비디오 재생 시스템에 있어서,

   상기 오디오 처리 수단은 상기 마이크로폰들에 의해 수신된 에코 신호들을 소거하는 에코-소거 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 동작 오디오 및/또는 비디오 재생 시스템.
3. 제 1항에 청구된 바와 같은 오디오 및/또는 비디오 재생 시스템에 사용하기 위한, 오디오 처리 수단.
4. 제 1항에 따른 오디오 재생 시스템을 포함하는, 음성 제어 시스템.
5. 제 1항에 따른 오디오 재생 시스템을 포함하는, 비디오 재생 시스템