KR20040073813A - 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법에 관한 것으로서, 통상의 홈 씨어터 시스템에서 오디오 신호들이 특정 음역마다 별도의 스피커를 통해 출력된다는 것을 이용해, 오디오 신호를 소정의 키 신호 입력에 따라 미리 정의한 특정 모드들로 분리하고, 그 중에서 특히 제 1 특정 모드로 분리된 오디오 신호는 프런트 스피커의 음향 각도를 조정해 출력시켜 음량 레벨에 대한 직접적인 조정 없이도 그와 같은 효과를 얻을 수 있게 하여 음장감이나 입체감을 향상시킬 수 있도록 하고, 아울러 제 2 특정 모드로 분리된 오디오 신호는 제 1 특정 모드와는 별도로 음량 레벨을 가변적으로 조정할 수 있도록 한다.

Description

홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법{Method for processing audio signal in home theater system}

본 발명은 스피커 자동 설정 키 신호의 입력에 따라 오디오 신호를 대사음과 효과음으로 분리하고 프런트 스피커의 음향 각도를 조정해 분리한 효과음을 출력할 수 있도록 함으로써 효과음의 음량 레벨에 대한 직접적인 조정 없이도 그와 같은 효과를 얻을 수 있게 되어 음장감이나 입체감을 향상시킬 수 있고, 아울러 분리된 대사음을 효과음과는 관계없이 그 음량 레벨을 가변적으로 조정할 수 있도록 하는 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 홈 씨어터(HOME THEATER)란 DVD플레이어/VCR/게임기 등 소스 기기를 포함하여 가정에서 스크린이나 TV매체를 통해 그 선명한 영상을 보고, 앰프와스피커를 통하여 그 소리를 극장에서 느끼는 웅장감, 음향 사운드 등을 똑같이 재생시켜주는 가정용 극장 시스템을 말하는데, 프로젝터나, 프로젝션 TV, PDP, 디지털/일반 텔레비전 등의 영상기기 뿐만 아니라, 특히, DTS 및 돌비 시스템이 지원되는 앰프와, 프런트/센터/리어/서브 우퍼 스피커로 이루어진 5.1채널의 스피커 시스템 또는 그 이상을 기본적으로 그 구성 요소로 하고 있다.

이러한 홈 씨어터 시스템에서 사용자는 5.1채널 이상의 스피커를 통해 소정의 사운드를 청취하게 되는데, 이 때 청취자는 때때로 배우의 대사음을 더 잘 듣고자 하는 경우가 있다.

하지만, 기존의 홈 씨어터 시스템에서는 이런 경우가 발생했을 때 사용자가 수동으로 키 조작을 통해 음량을 크게 하게 되면, 대사음과 효과음이 일률적으로 크게 되기 때문에 그에 상응하는 효과를 누릴 수 없게 된다.

예를 들면, 야간에 영화를 감상하는 경우 대사음을 더 크게 듣기 위해 스피커로 출력되는 음량 레벨을 올리게 되면, 대사음 뿐만 아니라 효과음도 일정 레벨만큼 올라가 사용자가 기대하는 만큼의 선명한 배우의 대사나 음의 입체감을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 커진 음량으로 인해 주위 사람의 수면을 방해하게 되는 문제점이 발생된다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 개발된 것으로, 통상의 홈 씨어터 시스템에서 오디오 신호들이 특정 음역마다 별도의 스피커를 통해 출력된다는 것을 이용해, 오디오 신호를 소정의 키 신호 입력에 따라 미리 정의한 특정모드들로 분리하고, 그 중에서 특히 제 1 특정 모드로 분리된 오디오 신호는 프런트 스피커의 음향 각도를 조정해 출력시켜 음량 레벨에 대한 직접적인 조정 없이도 그와 같은 효과를 얻을 수 있게 하여 음장감이나 입체감을 향상시킬 수 있도록 하고, 아울러 제 2 특정 모드로 분리된 오디오 신호는 제 1 특정 모드와는 별도로 음량 레벨을 가변적으로 조정할 수 있도록 하는 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 시스템의 양태를 도시한 도면이고,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법의 바람직한 실시예를 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명에 사용되는 모드를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명이 적용되는 시스템의 양태에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 시스템은 청취자(10)의 위치를 중심으로 그 마주보는 방향에 위치한 센터 스피커(11)와, 상기 센터 스피커와 나란하게 그 좌/우측에 각기 설치된 프런트 스피커(12A, 12B)로 이루어진다.

이렇게 이루어지는 시스템에서 센터 스피커는 소정의 음량 레벨에서 오디오를 최적으로 청취할 수 있게 청취자(10)의 위치로부터 일정 거리만큼 이격되어 설치되도록 하며, 이 센터 스피커(11)의 좌/우측에는, 상기 센터 스피커(11)로부터 좌/우측으로 각기 동일한 이격 거리를 가진 프런트 스피커(12A, 12B)가 설치되도록 한다.

다음으로는, 본 발명에 사용되는 용어를 정의한다.

먼저, 이하에서 사용될 "음향 분산 각도 값( α)"은, 소정의 음량 레벨 값에대응되는 음원을 최적으로 청취할 수 있는 청취자의 위치를 실험 및 경험 등을 통해 결정하고, 상기 센터 스피커와 프런트 스피커를 연결하는 가상의 직선과 상기 프런트 스피커와 청취자를 연결하는 가상의 직선이 이루는 각도를 미리 소정의 값으로 설정한 것이다.

즉, 미디어 재생 매체와 청취자 위치간의 거리, 프런트 스피커와 청취자 위치간의 거리에 해당하는 초기 값을 키 입력부에 설정하고, 미디어 재생 매체의 메모리부에 이 초기 값을 이용해 산출된 최적의 각도를 미리 저장시킨 것으로서, 상기 키 입력부를 통해 초기 값에 대응되는 키 신호가 입력되면, 상기 메모리부에 저장시킨 최적의 각도에 해당하는 값을 출력시키게 된다.

그리고, "음향 초기 각도 값"은 프런트 스피커를 센터 스피커와 동일선상에 위치하도록 하는 초기 셋팅시, 그 프런트 스피커에서 출력되는 음원의 진행 각도를 소정의 값으로 미리 설정한 것으로, 이를 음향 분산 각도 α로 표시하면, α= 90°에 해당하는 값이다.

이러한 용어의 정의를 기초로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명하는데, 설명할 실시예에서는 제 1 특정 모드를 효과음 모드로, 제 2 특정 모드를 대사음 모드로 하여 설명한다.

먼저, 본 발명은 도 2a에 도시된 바와 같이, 홈 씨어터가 동작중인 상태하에서, 리모트 콘트롤러와 같은 소정의 키 입력부를 통해 미리 설정된 음량 및 프런트 스피커 각도의 자동 조정 키 신호가 DTV 또는 AMP와 같은 소정의 미디어 재생 매체로 입력되면(S100), 상기 미디어 재생 매체는 그 키 신호에 따라 입력 오디오 신호의 유무에 대한 모니터링 동작을 개시하도록 한다(S101).

이 때, 본 발명에 사용된 상기 미디어 재생 매체는 센터 및 프런트 스피커와 각기 연결되며, 특정 오디오 신호를 이렇게 연결된 센터 및 프런트 스피커로 분리하여 출력할 수 있도록 하는 장치로 정의된다.

상기 음량 및 프런트 스피커 각도의 자동 조정 키 신호는 사용자 등에 의해 특정 값으로 미리 설정되고, 키(key) 조작을 통해 소정의 키 입력부를 통해 입력되는데, 상기 키 입력부는 원격 조정이 가능하도록 하는 리모트 콘트롤러 일 수도 있고, 상기 미디어 재생 매체 자체에 외장될 수도 있는 바, 그에 대한 변형은 얼마든지 가능하다.

다음, 상기 미디어 재생 매체는 음량 및 프런트 스피커 각도의 자동 조정 키 신호에 따라 모니터링 동작을 수행하다가 오디오 신호가 입력되면, 입력된 오디오 신호에 포함되어 있는 모드(mode)를 검출하여(S102) 각 모드 별로 상기 입력된 오디오 신호를 분리한다(S103).

이 때, 본 발명에서는 특정 모드를 스피커 채널별로 매칭시키거나, 또는 기설정된 소정 범위의 주파수 대역별로 매칭시켜 정의하도록 하는 것이 바람직한데, 상기 특정 모드에 대한 다양한 변형은 사용자의 정의에 따라 얼마든지 그 변형이 가능하다.

예를 들면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 배우의 대사음을 센터 스피커를 통해 출력하도록 미리 설정된 채널을 대사음 모드로 정의하고, 배경 음악이나 차 지나가는 소리와 같은 서라운드 음을 프런트 스피커를 통해 출력하도록 미리 설정된 채널을 효과음 모드로 정의할 수 있다.

그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 배우의 대사에 해당하는 속성음을 표현하는 대사음 모드의 해당 주파수 대역을 제 1 주파수(Hz) ~ 제 2 주파수(Hz)로 미리 정의하고, 그 이외 서라운드 효과를 살리기 위한 배경음악, 빗소리, 차 지나가는 소리 등에 해당하는 속성음을 표현하는 효과음 모드의 해당 주파수 대역을 제 2 주파수 ~ 제 n 주파수로 미리 정의할 수 있다.

한편, 입력 오디오 신호가 각 모드별로 분리되면, 분리된 오디오 신호를 해당 채널로 멀티플렉싱하고(S104), 멀티플렉싱된 오디오 신호의 유무를 모드별로 각기 판별하도록 한다.

즉, 상기 멀티플렉싱된 오디오 신호 중에서, 대사음 모드에 해당하는 오디오 신호의 유무에 대해 판별하고, 이와 동시에 즉, 병렬로 효과음 모드에 해당하는 오디오 신호의 유무에 대해 판별하도록 하는데, 이러한 판별 동작에 따른 후속 단계즉, 본 발명에 따른 대사음 모드와 효과음 모드에 해당하는 오디오 신호의 음량 조정 방법이 다르기 때문에 이하에서는 이들을 각기 구분하여 설명한다.

먼저, 대사음 모드에 해당하는 오디오 신호의 음량 조정 방법은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 멀티플렉싱된 오디오 신호 중에서, 대사음 모드에 해당하는 오디오 신호의 유무에 대해 판별하고(S105), 그 결과에 따라 해당 오디오 신호의 음량 레벨 값을 산출하는 단계로 진행하거나(S106), 또는 오디오 신호의 입력 유무에 대해 모니터링하는 단계로 복귀한다(S101).

예를 들면, 상기 판별 결과, 대사음 모드에 해당하는 오디오 신호가, 없다고판별될 경우에는 오디오 신호의 입력 유무에 대해 모니터링하는 단계로 복귀하고, 이와 달리, 있다고 판별될 경우에는 대사음 모드에 해당하는 오디오 신호의 음량 레벨 값을 산출하도록 한다.

이 때, 상기 음량 레벨 값은 해당 오디오 신호의 최대 피크(peak) 값이나, 또는 평균(Root Mean Square : RMS) 값 들 중에서 선택된 어느 하나의 값으로 미리 설정되는데, 상기 음량 레벨 값을 어떠한 값으로 설정하느냐는 전술한 값 이외에 여러 가지 변형이 가능하다.

다음, 전술한 단계에서 대사음 모드에 해당하는 오디오 신호가 있어, 그 오디오 신호의 음량 레벨 값이 산출되면, 산출된 음량 레벨 값과 기설정된 대사음 표준 음량 레벨 값을 비교한다(S107).

그리고, 상기 비교 결과에 따라 음량 레벨 값을 조정하거나(S108), 현재의 음량 레벨 값에 대응되는 오디오 신호를 센터 스피커를 통해 그대로 출력하도록 한다(S109).

즉, 상기 비교 결과, 산출한 음량 레벨 값이 기설정된 대사음 모드의 표준 음량 레벨 값보다 작으면 설정 대사 음량 레벨 값만큼 증가시켜 센터스피커를 통해 출력하도록 한다.

반면에, 상기 산출한 음량 레벨 값이 기설정된 대사음 모드의 표준 음량 레벨 값과 동일하거나 크면, 상기 산출한 음량 레벨 값에 해당하는 현재의 오디오 신호를 그대로 센터 스피커를 통해 출력하도록 한다.

한편, 상기 대사음 모드에 해당하는 오디오 신호의 음량 조정과는 별도로 상기 효과음 모드에 해당하는 오디오 신호의 음량 조정을 수행하게 되는데, 이하 도 2c를 참조하여 설명한다.

먼저, 멀티플렉싱된 오디오 신호 중에서, 효과음 모드에 해당하는 오디오 신호의 유무에 대해 판별하고(S110), 그 판별 결과에 따라 해당 오디오 신호의 음량 레벨 값을 산출하는 단계로 진행하거나(S111), 또는 오디오 신호의 입력 유무에 대해 모니터링하는 단계로 복귀한다(S101).

다음, 상기 판별 결과, 효과음 모드에 해당하는 오디오 신호가 있어 해당 오디오 신호의 음량 레벨 값이 산출되면, 산출된 음량 레벨 값과 기설정된 효과음 표준 음량 레벨 값을 비교한다(S112).

그리고, 상기 비교 결과에 따라 프런트 스피커를 음향 분산 각도 값만큼 회전시키도록 하거나, 현재 효과음의 음량 레벨 값에 대응되는 오디오 신호를 해당 채널별로 각 채널에 대응되는 좌 또는 우측의 프런트 스피커를 통해 그대로 출력하도록 한다.

즉, 상기 비교 결과, 산출한 음량 레벨 값이 기설정된 효과음 표준 음량 레벨 값보다 클 경우에는 먼저, 현재 프런트 스피커의 음향 각도 값과 음향 분산 각도값의 동일 유무에 대해 판별한다(S113).

여기서, 상기 음향 분산 각도 값을 기설정된 소정의 범위로 대체하여, 이 설정 범위 내에 상기 음향 각도 값이 속하는 가를 판별할 수도 있는데, 이는 허용 오차 범위 내에서 프런트 스피커의 위치 조정을 신속히 하기 위한 것이다.

한편, 상기 두 각도 값의 동일 유무에 대한 판별 결과, 현재 프런트 스피커의 음향 각도 값이 음향 분산 각도 값과 상이할 경우에는, 상기 프런트 스피커를 음향 분산 각도 값에 대응되는 위치만큼 회전시킨다(S114).

반면에, 현재 프런트 스피커의 음향 각도 값이 음향 분산 각도 값과 허용 오차 범위 내에서 동일할 경우에는, 프런트 스피커의 현재 위치를 그대로 유지시키고 이 위치의 프런트 스피커를 통해 해당 오디오 신호를 출력하도록 하는데(S115), 프런트 스피커의 회전 메카니즘에 대해서는 모터 등을 이용한 종래의 방법들이 다수 공지되어 있는 바 이에 대한 설명은 여기서 생략한다.

한편, 상기 산출한 효과음 모드의 음량 레벨 값과 기설정된 효과음 표준 음량 레벨 값을 비교한 결과(S112), 산출한 음량 레벨 값이 기설정된 효과음 표준 음량 레벨 값보다 크거나, 또는 두 값이 동일할 경우에는 현재 프런트 스피커의 음향 각도 값이 음향 초기각도 값인가를 판별한다(S116).

이어, 상기 판별 결과, 현재 프런트 스피커의 음향 각도 값이 음향 초기각도 값과 상이할 경우에는, 상기 프런트 스피커를 음향 초기각도 값에 대응되는 시스템의 초기 위치로 복귀시킨다(S117).

그리고, 이와 달리, 현재 프런트 스피커의 음향 각도 값이 음향 초기각도 값과 동일할 경우에는, 프런트 스피커의 현재 위치를 그대로 유지시키고, 이 위치의 프런트 스피커를 통해 해당 음량 레벨 값을 가진 오디오 신호를 출력하도록 한다(S115).

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 홈 씨어터 시스템에서의오디오 신호 출력 방법은, 홈 씨어터 시스템에서 대사음은 거의 대부분이 센터 스피커를 통해 출력하고 효과음은 프런트 스피커를 통해 출력한다는 것을 이용해, 스피커 자동 설정 키 신호의 입력에 따라 오디오 신호를 대사음과 효과음으로 분리하고 프런트 스피커의 음향 각도를 조정해 분리한 효과음을 출력할 수 있도록 함으로써 효과음의 음량 레벨에 대한 직접적인 조정 없이도 그와 같은 효과를 얻을 수 있게 되어 음장감이나 입체감을 향상시킬 수 있고, 아울러 분리된 대사음을 효과음과는 관계없이 그 음량 레벨을 가변적으로 조정할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (8)

1. 음량 및 스피커의 각도를 조절하기 위한 키 신호의 입력에 따라 오디오 신호를 기설정된 모드별로 분리하는 제 1 단계;

   상기 각 모드 별로 분리한 오디오 신호의 음량 레벨 값을 각 모드별로 기설정된 표준 음량 레벨 값과 각기 비교하는 제 2 단계;

   상기 제 1 단계에 따라 제 1 특정 모드로 분리된 오디오 신호인 경우에는 상기 제 2 단계의 비교 결과를 이용해 해당 스피커의 음향 각도를 조정하는 제 3 단계;

   상기 제 3 단계에 따라 조정된 해당 스피커를 통해 상기 제 1 특정 모드로 분리된 오디오 신호를 출력하는 제 4 단계로 이루어진, 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계는;

   상기 비교 결과에 따라 제 1 특정 모드의 해당 오디오 신호의 음량 레벨 값을 산출하는 제 31 단계;

   상기 산출한 음량 레벨 값과 기설정된 제 1 특정 모드 표준 음량 레벨 값을 비교하는 제 32 단계;

   상기 비교 결과, 산출한 음량 레벨 값이 기설정된 제 1 특정 모드 표준 음량 레벨 값보다 클 경우, 프런트 스피커의 현재 음향 각도 값과 음향 분산 각도값의동일 유무에 대해 판별하는 제 33 단계;

   상기 판별 결과에 따라 제 1 특정 모드로 분리된 오디오 신호를 출력하는 해당 스피커의 음향 각도를 조정하는 제 34 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 33 단계는;

   상기 비교 결과, 산출한 음량 레벨 값이 기설정된 제 1 특정 모드 표준 음량 레벨 값 이상일 경우에는 현재 프런트 스피커의 음향 각도 값이 음향 초기각도 값인가를 판별하는 단계인 것을 특징으로 하는, 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 판별하는 단계는;

   상기 프런트 스피커의 현재 음향 각도 값이 음향 초기각도 값과 상이할 경우에는, 상기 프런트 스피커를 음향 초기각도 값에 대응되는 시스템의 초기 위치로 복귀시키도록 하는 단계;

   상기 프런트 스피커의 현재 음향 각도 값이 음향 초기각도 값과 동일할 경우에는, 프런트 스피커의 현재 위치를 그대로 유지시키도록 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 제 34 단계는;

   상기 두 각도 값의 동일 유무에 대한 판별 결과, 프런트 스피커의 현재 음향 각도 값이 음향 분산 각도 값과 상이할 경우에는, 상기 프런트 스피커를 음향 분산 각도 값에 대응되는 위치만큼 회전시키는 제 341 단계;

   상기 프런트 스피커의 현재 음향 각도 값이 음향 분산 각도 값과 동일할 경우에는, 프런트 스피커의 현재 위치를 그대로 유지시키는 제 342 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계 후에;

   상기 제 1 단계에 따라 제 2 특정 모드로 분리된 오디오 신호인 경우에는 상기 제 2 단계의 비교 결과를 이용해 해당 음량 레벨 값을 조정하는 제 5 단계;

   상기 조정된 음량 레벨 값의 오디오 신호를 해당 스피커를 통해 출력하는 제 6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 5 단계는;

   상기 비교 결과, 산출한 음량 레벨 값이 기설정된 제 2 특정 모드의 표준 음량 레벨 값보다 작으면 설정 대사 음량 레벨 값만큼 증가시키고, 상기 산출한 음량 레벨 값이 기설정된 제 2 특정 모드의 표준 음량 레벨 값 이상이면, 상기 산출한 음량 레벨 값을 그대로 유지하고,

   상기 제 6 단계는;

   상기 증가 또는 유지된 해당 음량 레벨 값의 오디오 신호를 센터스피커를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는, 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 특정 모드는;

   효과음 모드이고,

   상기 제 2 특정 모드는;

   대사음 모드인 것을 특징으로 하는, 홈 씨어터 시스템에서의 오디오 신호 처리 방법.