KR20050060789A

KR20050060789A - 가상 음향 재생 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20050060789A
Application number: KR1020030092510A
Authority: KR
Inventors: 이준현; 장성철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-06-22
Also published as: JP2005184837A; US20050135643A1; EP1545154A2; EP1545154A3; CN1630434A

Abstract

능동적으로 스위트 스폿(sweet spot) 및 크로스토크 캔설레이션 조절이 가능한 2채널 가상 음향 재생 방법 및 그 장치를 개시한다. 본 발명은 광 대역 신호를 수음하여 밴드별 응답 특성에 대한 보상 필터 계수와 스펙트럼 분석에 의한 입체 음향학적 전달 함수를 설정하고, 입력되는 멀티 채널 신호를 니어-필드 및 파-필드에서 측정된 머리 전달 함수(HRTF)를 부가하여 두 채널의 신호로 다운 믹스하고, 설정된 입체 음향학적 전달 함수를 반영한 보상 필터 계수를 바탕으로 다운 믹스된 신호의 크로스토크를 캔설링하고, 밴드별 보상 필터 계수를 바탕으로 상기 크로스토크 캔설링된 신호의 레벨 및 위상을 보정하는 과정을 포함한다.

Description

가상 음향 재생 방법 및 그 장치{Apparatus and method for controlling virtual sound}

본 발명은 오디오 재생 시스템에 관한 것이며, 특히 능동적으로 스위트 스폿(sweet spot) 및 크로스토크 캔설레이션 조절이 가능한 2채널 가상 음향 재생 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

통상적으로 가상 음향 재생 시스템은 두 개의 스피커만을 이용하여 5.1 채널 시스템과 같은 서라운드 음향 효과를 제공해준다.

이러한 가상 음향 재생 시스템에 관련된 기술이 WO 99/49574(PCT/AU99/00002 filed 6 Jan. 1999 entitled AUDIO SIGNAL PROCESSING METHOD ABD APPARATUS), WO 97/30566(PCT/GB97/00415 filed 14 Feb. 1997 entitled SOUND RECORD AND REPRODUCTION SYSTEMS)등에 개시되어 있다.

종래의 가상 음향 재생 시스템에 관련된 기술을 보면, 멀티 채널의 오디오 신호는 파-필드(Far-Field) HRTF를 이용해 2개 채널의 오디오 신호로 다운 믹스된다. 이어서, 이 2개 채널의 오디오 신호는 크로스토크 캔설레이션 알고리즘이 적용된 레프트와 라이트 귀 전달 함수(H1(z) & H2(z))에 의해서 디지털 필터링된다. 이어서, 그 필터링된 오디오 신호는 디지털-아날로그 변환기(Digital-to-Analog Converter:DAC)를 통해 아날로그 오디오 신호로 변환된다. 이어서, 아날로그 오디오 신호는 앰프를 통해 증폭되어 2개 채널 스피커인 레프트 및 라이트 채널로 각각 출력된다. 최종적으로 2개 채널 오디오 신호는 3D 오디오 데이터를 갖고 있으므로 청취자에게 서라운드 사운드 효과를 느끼게 한다.

그러나 종래의 파-필드 HRTF를 이용한 2채널 가상 음향 재생 기술에서는 인머리 중심에서 1M 이상의 거리가 떨어진 곳에서 측정된 HRTF를 사용한다. 따라서 종래의 가상 음향 기술은 사운드 소스(sound source)가 위치한 방향에 대해서는 정확한 음향 정보를 제공해주는 반면 사운드 소스의 앞뒤 및 높낮이에 대한 음향 정보를 구분할 수 없는 문제점이 있었다. 또한 종래의 2채널 가상 음향 재생 기술은 사용하는 스피커의 주파수 특성이 평탄(Flat)하다는 가정 하에서 개발된 것으로 실제 평탄하지 않은 주파수 특성을 가진 열악한 스피커를 사용할 경우나, 스피커가 설치되는 청취공간의 룸 어쿠스틱(room acoustics)에 의한 영향으로 스피커의 주파수 특성이 평탄하지 못할 경우 가상 음향 효과가 급격히 감소되는 단점이 있다. 또한 종래의 가상 음향 기술은 청취자가 2개의 스피커 가운데에 위치한 스위트 스폿(sweet spot)영역에서 조금만 벗어나도 가상 음향 효과가 급격히 감소되는 단점이 있었다. 또한 종래의 가상 음향 기술은 크로스토크 캔설레이션 알고리즘을 일반적인 스피커 배치 구조에만 맞도록 설계함으로써 다른 스피커 배치 구조에 대해선 크로스토크 캔설레이션 효과가 급격히 감소되는 단점이 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 청취 위치에서의 음향적 특성을 보정할 수 있는 공간 보정 기술과 2채널 가상 음향 기술을 결합하여 능동적으로 스위트 스폿(sweet spot) 및 크로스토크 캔설레이션 조절이 가능한 가상 음향 재생 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 오디오 시스템의 가상 음향 재생 방법에 있어서,

(a) 광 대역 신호를 수음하여 밴드별 응답 특성에 대한 보상 필터 계수와 스펙트럼 분석에 의한 입체 음향학적 전달 함수를 설정하는 과정;

(b) 입력되는 멀티 채널 신호를 니어-필드 및 파-필드에서 측정된 머리 전달 함수(HRTF)를 부가하여 두 채널의 신호로 다운 믹스하는 과정;

(c) 상기 설정된 입체 음향학적 전달 함수를 반영한 보상 필터 계수를 바탕으로 상기 다운 믹스된 신호의 크로스토크를 캔설링하는 과정;

(d) 상기 설정된 밴드별 보상 필터 계수를 바탕으로 상기 크로스토크 캔설링된 신호의 레벨 및 위상을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 가상 음향 재생 장치에 있어서,

복수 채널의 오디오 신호에 머리 전달 함수(HRTF)를 부가시켜 두 채널의 오디오 신호로 다운 믹싱하는 다운 믹스 수단;

상기 다운 믹스 수단에서 다운 믹스된 두 채널의 오디오 신호를 음향학적 전달함수를 반영한 트랜스오럴(transaural)필터 계수들에 의해 크로스토크 필터링하는 크로스토크 캔설레이션 수단;

광 대역 신호를 수음하여 밴드별 신호 레벨 및 지연에 대한 보정 필터 계수와 스펙트럼 분석에 의한 상기 음향학적 전달 함수를 생성하며, 상기 크로스토크 캔설레이션수단에서 출력되는 두 채널의 오디오신호를 상기 보정 필터를 이용해 공간내 주파수 특성을 보정하는 공간 보정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 또 다른 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 오디오 재생 시스템에 있어서,

광 대역 신호를 수신하여 밴드별 레벨 및 위상 보상 필터 계수와 스펙트럼 분석에 의한 음향학적 전달 함수를 설정하고, 입력되는 멀티 채널 신호에 니어-필드 및 파-필드에서 측정된 머리 전달 함수(HRTF)를 부가하여 두 채널의 신호로 다운 믹스하고, 상기 음향학적 전달 함수를 반영한 보상 필터 계수를 바탕으로 상기 다운 믹스된 신호의 크로스토크를 캔설링하고, 상기 밴드별 보정 필터 계수를 바탕으로 상기 크로스토크 캔설링된 신호의 레벨 및 위상을 보정하는 가상 음향 재생기;

상기 디지털 신호 프로세서에서 보정된 오디오 신호를 소정 크기로 증폭하는 앰프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 오디오 재생 시스템의 블록도이다.

도 1의 오디오 재생 시스템은 가상음향재생장치(100), 앰프부(170, 175), 좌우 스피커(170, 175), 좌, 우 마이크(190, 195)로 구성된다. 가상음향재생장치(100)는 돌비 프로 로직 디코더(110), 전처리부(110), 오디오 디코더(120), 다운 믹스부(130), 크로스토크 캔설레이터부(140), 공간 보정부(150), DAC부(160)를 구비한다.

먼저, 돌비 프로 로직 디코더(110)는 입력되는 2채널의 돌비 프로 로직 오디오 신호를 5.1 채널(좌 프론트 채널, 우 프론트 채널, 센터 프론트 채널, 좌 서라운드 채널, 우서라운드 채널, 저주파 효과 채널)의 디지털 오디오 신호로 디코딩한다.

오디오 디코더(120)는 입력되는 멀티 채널의 오디오 비트 스트림을 5.1 채널(좌 프론트 채널, 우 프론트 채널, 센터 프론트 채널, 좌 서라운드 채널, 우서라운드 채널, 저주파 효과 채널)의 디지털 오디오 신호로 디코딩한다.

다운 믹스부(130)는 돌비 프로 로직 디코더(110) 또는 오디오 디코더(120)에서 출력되는 5.1채널의 오디오 신호에 HRTF(head related transfer function)를 이용한 방향 정보를 부가시켜 2채널의 오디오 신호로 다운 믹싱한다. 이때 방향 정보는 니어-필드(near-field) 및 파-필드(far-field)에서 측정된 HRTF를 조합한다. 도 2에서 다운 믹스부의 상세도를 보면, 5. 1채널의 오디오 신호가 입력된다. 5. 1채널은 좌 프론트 채널, 우 프론트 채널, 센터 프론트 채널, 좌 서라운드 채널, 우서라운드 채널, 저주파 효과 채널이다. 각 채널에 대해 좌, 우 임펄스 응답 함수가 인가된다. 그러므로 좌 프론트 채널(3)에 대해, 해당 좌 프론트 임펄스 응답 함수(4)는 좌 신호(6)와 콘볼류션(6)된다. 그 좌 프론트 임펄스 응답 함수(4)는 이상적인 위치에 놓여진 좌 프론트 채널 스피커에서 출력되는 이상적인 스파이크로 왼쪽 귀로 수신될 임펄스 응답으로서, 니어-필드(near-field) 및 파-필드(far-field)에서 측정된 HRTF를 조합한다. 여기서 니어-필드(near-field) 및 파-필드(far-field) HRTF는 머리 중심에서 1M 이내 및 1M 이상의 거리가 떨어진 곳에서 측정된 전달함 수이다. 출력신호(7)는 헤드폰을 위한 좌 채널 신호로 합쳐진다. 비슷하게, 우 채널 스피커를 위한 오른쪽 귀에 대한 해당 임펄스 응답 함수(5)는 우채널로 합쳐질(11)출력신호(9)를 발생시키기 위해 좌 프론트 신호와 콘볼루션(8)된다. 그러므로 도 2의 배열은 5.1 채널 신호들에 대해 약 12개의 콘볼루션 단계들을 필요로 한다. 결국, 5.1 채널의 신호들은 니어-필드(near-field) 및 파-필드(far-field)에서 측정된 HRTF를 조합하여 다운 믹스됨으로써 2채널의 신호로 재생되더라도 멀티 채널로 재생될 때와 같은 서라운드 효과를 낼수 있다.

크로스토크 캔설레이션부(140)는 다운 믹스된 두 채널의 오디오 신호를 크로스토크 캔설레이션 알고리즘이 적용된 트랜스오럴(transaural)필터 계수들((H₁₁(Z), H₂₁(Z), H₁₂(Z), H₂₂(Z))에 의해 디지털 필터링한다. 여기서, 크로스토크 캔설레이션 알고리즘은 공간 보정부(150)에서 스펙트럼 분석에 의해 생성된 음향학적 전달함수들(C₁₁(Z), C₂₁(Z), C₁₂(Z), C₂₂(Z))을 이용해 크로스토크 캔설을 위한 보상 필터 계수들(H₁₁(Z), H₂₁(Z), H₁₂(Z), H₂₂(Z))을 설정해둔다.

공간 보정부(150)는 좌, 우 스피커(180, 185) 및 좌, 우 마이크(190. 195)를 통해 광 대역 신호를 수음하여 밴드별 주파수 특성 및 지연에 대한 보정 필터 계수와 스펙트럼 분석에 의한 음향학적 전달 함수((C₁₁(Z), C₂₁(Z), C₁₂(Z), C₂₂(Z))를 생성하며, 크로스토크 캔설레이션부(140)에서 출력되는 2채널의 오디오신호를 보정 필터 계수를 사용해 청취 공간내 좌/우 프론트 스피커와 청취자간의 신호 딜레이, 신호 레벨과 같은 주파수 특성을 보정한다. 이때 보정 필터는 IIR(Infinite Impulse Response) 필터 또는 FIR(Finite Impulse Response)필터를 이용한다.

디지털-아날로그 변환부(DAC:160)는 공간 보정부(150)에서 공간 보정된 좌, 우 채널의 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환환다.

앰프부(170, 175)는 디지털-아날로그 변환부(160)에서 변환된 아날로그 오디오 신호를 증폭시켜 좌, 우 스피커(180, 185)로 출력한다.

도 3은 도 1의 크로스토크 캔설레이션부(140)의 트랜스오럴(transaural) 필터 구현 방법을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, y₁(n)과 y₂(n)은 두 스피커를 통해서 청취자의 오른쪽 및 왼쪽 귀에서 최종적으로 재생되는 소리값이다. s₁(n) 및 s₂(n)는 스피커로 입력되는 소리값이다. C₁₁(Z), C₂₁(Z), C₁₂(Z), C₂₂(Z)는 광 대역 신호를 수음하여 스펙트럼 분석에 의한 계산된 음향학적 전달 함수이다.

청취자는 이 소리값(y₁(n) 및 y₂(n))를 듣게 되면 가상의 입체음을 느끼게 된다. 두 스피커와 두 귀 사이에는 네 개의 음향학적 공간이 존재하므로 두 스피커에서 각각 소리값(y₁(n) 및 y₂(n))을 재생하게 되면 실제로 귀에 도달하는 소리는 원래 소리값(y₁(n)과 y₂(n))값이 아닌 다른 소리값이 들리게 된다. 따라서 왼쪽 스피커(또는 오른쪽 스피커)에서 재생되는 신호가 청취자의 왼쪽 귀(또는 오른쪽 귀)에서 들리지 않도록 크로스토크 캔설레이션을 구현해야한다.

먼저, 도 3의 크로스토크 캔설레이션 시스템을 보면, 입체음향 재생 시스템(stereophonic reproduction system)(320)은 두 개의 마이크에서 수음된 신호를 이용하여 스피커와 청취자의 양귀사이의 음향학적 전달함수((C₁₁(Z), C₂₁(Z), C₁₂(Z), C₂₂(Z))를 계산한다. 트랜스오럴(transaural)필터(310)에는 음향학적 전달함수를 바탕으로 보상 필터 계수들((H₁₁(Z), H₂₁(Z), H₁₂(Z), H₂₂(Z))이 설정된다.

이어서, 크로스토크 캔설레이션에 대한 알고리듬을 설명하면, y₁(n)과 y₂(n), s₁(n) 및 s₂(n)는 수학식 1 및 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

y₁(n) = C₁₁(Z)s₁(n)+C₁₂(Z)s₂(n)

y₂(n) = C₂₁(Z)s₁(n)+C₂₂(Z)s₂(n)

s₁(n) = H₁₁(Z)x₁(n)+H₁₂(Z)x₂(n)

s₂(n) = H₂₁(Z)x₁(n)+H₂₂(Z)x₂(n)

이어서, 수학식 3 및 수학식 4와 같이 트랜스오럴(transaural) 필터의 행렬(matrix)(H(z))이 두 스피커와 두 귀 사이의 음향학 전달함수의 행렬(C(z))의 역행렬(inverse matrix)이 되도록 설계한다면 소리값(y₁(n) 및 y₂(n))는 각각 입력 소리값((x₁(n) 및 x₂(n))이 된다. 따라서, 소리값((y₁(n)과 y₂(n))에 각각 입력 소리값(x₁(n) 및 x₂(n))를 대입하면 두 스피커의 입력값(s₁(n) 및 s₂(n))는 수학식 2와 같이 결정되고 청취자는 가상의 소리(y1(n)과 y2(n))를 듣게 된다.

도 4는 도 1의 공간 보정부(150)의 상세 블록도이다.

노이즈 발생기(412)는 광역의 주파수 영역에 에너지를 갖는 광 대역 신호 및 임펄스 신호를 발생시킨다. 밴드패스필터들(434 -438)은 좌, 우 스피커(180, 185)로부터 좌, 우 마이크(190, 195)로 수음된 광 대역 신호를 N 개 밴드별로 밴드패스필터링한다. 레벨 및 위상 보상기들(424 - 428)은 밴드패스필터들(434 -438)에서 밴드 패스 필터링된 신호의 각 밴드별로 레벨 및 위상을 보상하는 보상 필터 계수들을 생성한다. 부스트 필터들(414 - 418)은 레벨 및 위상 보상기들(424 - 428)에서 발생하는 밴드별 보상 필터 계수들을 적용하여 입력되는 오디오 신호의 주파수 특성을 평탄하게 보상한다. 또한 스펙트럼 분석기(440)는 좌, 우 스피커(180, 185)를 통해 좌, 우 마이크(190, 195)로 수음된 광 대역 신호에 대한 스펙트럼을 분석하여 스피커와 청취자의 양귀 사이의 입체 음향 재생 시스템용 전달 함수((C₁₁(Z), C₂₁(Z), C₁₂(Z), C₂₂(Z))를 계산한다.

도 5는 도 2의 공간 보정부(150)의 공간 보정을 위한 흐름도이다.

먼저, 광 대역 신호 및 임펄스 신호를 이용하여 스피커 응답 특성을 측정한다(510 과정).

이어서, 좌, 우 스피커의 임펄스 응답을 측정한다(520 과정).

이어서, 광대역 신호의 스피커 응답 특성을 N개의 밴드별로 밴드 패스 필터링한다(530 과정).

이어서, 각 밴드별 주파수에 대한 평균 에너지 레벨을 계산한다(540 과정).

이어서, 계산된 평균 에너지 레벨을 이용하여 각 밴드별 보정 레벨을 계산한다(550 과정).

이어서, 계산된 각 밴드별 보정 레벨을 이용하여 밴드별 부스트 필터 계수를 설정한다(560 과정).

이어서, 설정된 밴드별 부스트 필터 계수를 적용하여 부스트 필터를 스피커 임펄스 응답에 적용한다(570 과정).

이어서, 좌, 우 채널간 스피커 임펄스 신호에 대한 딜레이 시간을 측정한다(580 과정).

이어서, 채널간 딜레이 시간을 이용하여 위상 보상 계수를 설정한다(590 과정). 즉, 채널간 딜레이 시간을 조절하여 좌, 우 스피커에서 발생되는 시간차에 의한 딜레이를 보정해준다.

도 6은 본 발명에 따른 오디오 재생 시스템의 가상 음향 제어 방법을 보이는 흐름도이다.

먼저, 각각의 스피커를 통해서 광대역신호 및 임펄스 신호를 발생시킨 후 좌, 우 마이크를 통하여 수음한 후 좌우 스피커간 음압 레벨 및 신호 딜레이를 조절하고 주파수특성을 평탄하게 보정해주는 디지털 필터 계수를 설정한다. 또한 두개의 마이크에서 수음된 신호를 이용하여 스피커와 청취자의 양쪽 귀 사이의 입체음향적(Stereophonic) 전달 함수(Transfer Function)를 계산하여 크로스토크 캔설을 위한 최적의 트랜스오럴 필터 계수도 설정한다(610 과정).

이어서, 니어 및 파 필드(Near & Far-Field) HRTF를 이용하여 멀티 채널의 오디오 신호를 2 채널의 오디오 신호로 다운믹싱한다(620 과정).

이어서, 다운 믹싱된 오디오 신호는 크로스토크를 제거하기 위해 최적의 트랜스오럴 필터 계수를 바탕으로 디지털 필터링한다(630 과정).

이어서, 크로스토크가 제거된 오디오 신호는 레벨 및 위상 보상 필터 계수를 반영하여 공간적으로 보정된다(640 과정).

결국, 2채널 오디오 신호는 크로스토크 캔설링 및 공간 보정을 통해 청취자에게 현재의 위치에서 최적인 서라운드 사운드 효과를 발생한다.

도 7은 도 4의 공간 보정부를 동작시켰을 때 좌, 우 스피커의 각각의 주파수 특성을 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 공간 등화기(room equalizer) 온(ON)시 스피커의 주파수특성이 평탄하게 된다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.

또한 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래 기술에서는 두개의 스피커에서 5.1 채널이 제공해주는 서라운드 효과를 단지 스위트 스폿(Sweet Spot) 영역에서만 최적의 효과를 감상할 수 있는 반면에 스위트 스폿 영역을 벗어난 위치에는 가상 서라운드 효과가 급격히 감소되는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에서는 스위트 스폿을 임의 위치로 능동적으로 조절할 수 있기 때문에 청취자가 어디에 위치하더라도 최적의 2채널 가상 음향 서라운드 효과를 즐길 수 있게 해준다. 또한 공간 보정을 통하여 도 7에 도시된 바와 같이 스피커의 주파수특성을 평탄하게 만들어 줌으로써 가상 음향 효과를 기존 대비 배가시켜 주는 이점도 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 두개의 마이크를 사용하여 스피커 배치 각도와 청취자간의 위치가 변화하더라도 크로스토크 캔설레이션을 통해 능동적으로 그 변화량을 보정해줌으로써 가상 음향 효과도 크게 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오디오 재생 시스템의 블록도이다.

도 2는 도 1의 다운 믹스부의 상세도이다.

도 3은 도 1의 크로스토크 캔설레이션부의 트랜스오럴필터 구현 방법을 도시한 것이다.

도 4는 도 1의 공간 보정부의 상세 블록도이다.

도 5는 공간 보정 흐름도이다.

도 6은 본 발명에 따른 오디오 재생 시스템의 가상 음향 재생 방법을 보이는 흐름도이다.

도 7은 공간 등화기(room equalizer) 온/오프에 따른 각각의 주파수 특성을 도시한 것이다.

도 8은 스피커 배치 각도 변화를 보이는 도면이다.

Claims

오디오 시스템의 가상 음향 재생 방법에 있어서,

(a) 광 대역 신호를 수음하여 밴드별 응답 특성에 대한 보상 필터 계수와 스펙트럼 분석에 의한 입체 음향학적 전달 함수를 설정하는 과정;

(b) 입력되는 멀티 채널 신호를 니어-필드 및 파-필드에서 측정된 머리 전달 함수(HRTF)를 부가하여 두 채널의 신호로 다운 믹스하는 과정;

(c) 상기 설정된 입체 음향학적 전달 함수를 반영한 보상 필터 계수를 바탕으로 상기 다운 믹스된 신호의 크로스토크를 캔설링하는 과정;

(d) 상기 설정된 밴드별 보상 필터 계수를 바탕으로 상기 크로스토크 캔설링된 신호의 응답 특성을 보정하는 과정을 포함하는 가상 음향 재생방법.
제1항에 있어서, 상기 (a)과정에서 보상 필터 계수 설정 과정은

(a-1) 광대역 신호 및 임펄스 신호를 바탕으로 스피커 응답 특성을 측정하는 과정;

(a-2) 상기 과정에서 측정된 광대역 신호의 스피커 응답 특성을 N개의 밴드별로 밴드 패스 필터링하는 과정;

(a-3) 상기 과정에서 필터링된 각 밴드별 주파수에 대한 평균 에너지 레벨을 계산하는 과정;

(a-4) 상기 과정에서 계산된 평균 에너지 레벨을 이용하여 각 밴드별로 보정할 레벨을 계산하는 과정;

(a-5) 상기 과정에서 계산된 각 밴드별 보정 레벨을 바탕으로 밴드별 레벨 보상 필터 계수를 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 음향 재생 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a)과정에서 보상 필터 계수 설정 과정은

(a-6) 좌, 우 스피커의 임펄스 응답 특성을 측정하는 과정;

(a-7) 상기 과정에서 측정된 좌, 우 채널간 스피커 임펄스 신호에 대한 딜레이 시간을 측정하는 과정;

(a-8) 상기 과정에서 측정된 채널간 딜레이 시간을 바탕으로 위상 보상 필터 계수를 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 음향 재생 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a) 과정의 음향학적 전달함수 설정 과정은 두 개의 마이크에서 수음된 신호를 이용하여 스피커와 청취자의 양쪽 귀사이의 입체 음향학적 전달함수를 설정하는 과정임을 특징으로 하는 가상 음향 재생 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a) 과정의 보상 필터 계수는 FIR 필터 계수임을 특징으로 하는 가상 음향 재생 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 과정은 니어-필드 및 파-필드에서 측정된 머리 전달 함수(HRTF)를 조합하는 것임을 특징으로 하는 가상 음향 재생 방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 과정의 보상 필터 계수의 행렬(matrix)은 두 스피커와 두 귀 사이의 음향학 전달함수의 행렬의 역행렬(inverse matrix)임을 특징으로 하는 가상 음향 재생 방법.
제1항에 있어서, 상기 (d) 과정은 밴드별 보상 필터 계수를 바탕으로 신호 레벨 및 위상을 보정하는 과정임을 특징으로 하는 가상 음향 재생 방법.
가상 음향 재생 장치에 있어서,

복수 채널의 오디오 신호에 머리 전달 함수(HRTF)를 부가시켜 두 채널의 오디오 신호로 다운 믹싱하는 다운 믹스 수단;

상기 다운 믹스 수단에서 다운 믹스된 두 채널의 오디오 신호를 음향학적 전달함수를 반영한 트랜스오럴(transaural)필터 계수들에 의해 크로스토크 필터링하는 크로스토크 캔설레이션 수단;

광 대역 신호를 수음하여 밴드별 신호 레벨 및 지연에 대한 보정 필터 계수와 스펙트럼 분석에 의한 상기 음향학적 전달 함수를 생성하며, 상기 크로스토크 캔설레이션수단에서 출력되는 두 채널의 오디오신호를 상기 보정 필터를 이용해 공간내 주파수 특성을 보정하는 공간 보정 수단을 포함하는 가상 음향 재생 장치.
제9항에 있어서, 상기 크로스토크 캔설레이션 수단은 두 개의 마이크에서 수음된 신호를 바탕으로 스피커와 청취자의 양쪽 귀사이의 음향학적 전달함수를 생성하는 입체음향계수생성부;

상기 입체음향계수생성부에서 생성된 음향학적 전달함수를 바탕으로 보상 필터 계수들을 설정하여 상기 다운 믹스된 두 채널의 오디오 신호를 필터링하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 음향 재생 장치.
제9항에 있어서, 상기 공간 보정 수단은 좌, 우 스피커에서 좌, 우 마이크로 수음된 광 대역 신호를 밴드별로 밴드패스 필터링하는 밴드패스필터;

상기 밴드패스필터에서 밴드 패스 필터링된 신호를 밴드별로 레벨 및 위상을 보상하는 보상 필터 계수들을 생성하는 보상기;

상기 보상기에서 생성된 밴드별 보상 필터 계수들을 적용하여 입력되는 오디오 신호의 주파수 특성을 평탄하게 보상하는 부스트 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 음향 재생 장치.
제9항에 있어서, 상기 공간 보정 수단은

좌, 우 스피커를 통해 좌, 우 마이크로 수음된 광 대역 신호에 대한 스펙트럼을 분석하여 스피커와 청취자의 양귀 사이의 입체음향적 전달 함수를 생성하는 주파수 스펙트럼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 음향 재생 장치.
제9항에 있어서, 상기 크로스토크 캔설레이션 수단의 트랜스오럴 필터는 IIR 필터 및 FIR 필터중의 어느 하나임을 특징으로 하는 가상 음향 재생 장치.
제9항에 있어서, 상기 공간 보정부의 보정 필터는 IIR 필터 및 FIR 필터중의 어느 하나임을 특징으로 하는 가상 음향 재생 장치.
오디오 재생 시스템에 있어서,

광 대역 신호를 수신하여 밴드별 레벨 및 위상 보상 필터 계수와 스펙트럼 분석에 의한 음향학적 전달 함수를 설정하고, 입력되는 멀티 채널 신호에 니어-필드 및 파-필드에서 측정된 머리 전달 함수(HRTF)를 부가하여 두 채널의 신호로 다운 믹스하고, 상기 음향학적 전달 함수를 반영한 보상 필터 계수를 바탕으로 상기 다운 믹스된 신호의 크로스토크를 캔설링하고, 상기 밴드별 보정 필터 계수를 바탕으로 상기 크로스토크 캔설링된 신호의 레벨 및 위상을 보정하는 가상 음향 재생기;

상기 디지털 신호 프로세서에서 보정된 오디오 신호를 소정 크기로 증폭하는 앰프를 포함하는 오디오 재생 시스템.
제15항에 있어서, 광대역 신호를 출력하는 좌, 우 스피커;

상기 좌, 우 스피커로부터 광대역 신호를 수신하여 상기 가상 음향 재생기로 입력시키는 좌, 우 마이크를 더 포함하는 오디오 재생 시스템.