KR20050095852A

KR20050095852A - 어레이형 사운드 시스템의 셋-업 방법

Info

Publication number: KR20050095852A
Application number: KR1020057013258A
Authority: KR
Inventors: 안토니 훌리; 폴 토마스 트라흐톤; 데이비드 챨스 윌리암 리처즈; 데이비드 크리스토퍼 터너
Original assignee: 1...리미티드
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2005-10-04
Also published as: US8594350B2; JP4365857B2; GB0301093D0; WO2004066673A1; EP1584217A1; EP1584217B1; KR101125468B1; CN1762179A; DE602004019885D1; JP2006516373A; CN1762179B; US20060153391A1; ATE425641T1

Abstract

본원은 서라운드 사운드를 구비하며, 다양한 기능에 적합하게 사운드 프로젝터를 셋-업하는 방법을 개시한 것이다. 본원의 방법은 반-자동 또는 전-자동 셋-업이 사운드 프로젝터가 시험 신호를 방출하여 달성되게 하며, 그리고 여기에서 룸 안에 주요한 반사동작 면의 위치와 각도를 탐지하도록 1개 이상의 마이크로폰에 의해 수신된다. 양호한 실시예에서, 룸은 가동 방향 사운드 빔에 의해 스캔되고 그리고 상기 사운드 빔의 제1반사는 사운드 빔의 모든 또는 대부분의 각도에 맞게 사운드 프로젝터에서부터의 반사 면의 거리를 결정하도록 마이크로폰에서 탐지된다.

Description

어레이형 사운드 시스템의 셋-업 방법{SET-UP METHOD FOR ARRAY-TYPE SOUND SYSTEM}

본 발명은 홈 에터테인먼트 또는 전문적 사운드 재생 장치에 적절한 수준에서, 오디오 입력 신호를 수신하고 청취할 수 있는 사운드 빔을 재생하는 음향 변환기 장비를 구비한 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 장치를 구조하는(예를 들면, 셋-업) 방법과 시스템에 관한 것이다.

본원에 그 내용이 참고로서 기술된 WO 01/23104호와 WO 02/078388호에는 다양한 효과를 달성하는 변환기 장비와 그 사용을 기재하고 있다. 상기 공보는 입력신호를 취하고, 입력신호를 복수 배로 복제하여, 소망 사운드 필드가 생성되도록 각각의 출력 변환기에 이들이 보내지기 전에 각각의 복제 신호의 성질을 개조하는 방법과 장치를 기재한 것이다. 이러한 사운드 필드는 특히, 방향성으로 조종가능한 빔, 포커스 빔 또는 모의 발단부를 포함한다.

종래 서라운드-사운드는 청취자의 위치("스위트-스폿"으로도 공지됨) 둘레에 적절한 위치에 스피커를 배치하여 생성하였다. 일반적으로, 서라운드 사운드 시스템은 전방 반 공간에 위치한 좌측, 중앙 및 우측 스피커와 후방 반 공간에 위치한 2개 후방 스피커를 이용한다. 용어 "전방", "좌측", "중앙", "우측" 및 "후방"은 청취자의 위치와 방향과 상관하여 사용된 용어이다. 또한 서브우퍼도 흔히 설치되고, 일반적으로 서브우퍼는 청취 환경에서 임의 장소에 특정 배치된다.

서라운드-사운드 시스템은 입력 오디오 정보를 해석하고, 2개 스피커의 조합 또는 일 스피커를 통해 방출되는 각각의 채널로 다른 채널 중에 있는 신호를 배분하는데 해석된 정보를 사용한다. 오디오 정보는 자신이, 모의된 다른 채널(돌비 프로 로직 시스템)을 가진 상태로, 다수 채널(돌비 서라운드 5.1)의 각각 용의 또는 상기 채널의 일부 용의 정보를 함유한다.

WO 01/23104호와 WO 02/078388호 국제공보는, 사운드 프로젝터가 상기 채널의 하나를 각각 나타내는 사운드 빔을 방출하고 청취자 쪽으로 다시 천장과 벽과 같은 면으로부터 상기 빔을 반사하는 서라운드-사운드 환경을 생성한 것이다. 청취자는 최종 재생이 발생하는 장소에 일 지점 또는 그 뒤에 위치한 소스의 음향 거울상에서 방출되는 것과 같은 사운드 빔을 수신한다. 이것은 서라운드 사운드 시스템이 룸 내에서 단일 유닛 만을 사용하여 생성되는 잇점이 있다.

음향 빔의 반사를 사용하는 사운드 프로젝터 시스템이 전문 설치자와 익숙한 사용자에 의해 설치되지만, 여기에는 비전문인 또는 일반 사용자가 셋-업 과정을 용이하게 이루기를 바라는 문제가 남아 있다.

사운드 프로젝터를 셋-업하는 것과 상관된 문제는 부분적 또는 전체적 파장 복원을 겨냥한 임의적인 공지된 방법에 관련된 것은 아니다. 재생을 위해서, 복수 스피커가 소망 위치에서 소망 파장에 거의 최근접하게 하는 방식으로 제어를 받는다. 이러한 방법이 기본적으로 룸 또는 콘설트 홀에서 다양한 반사물에서 나오는 반사를 기록한다고 하더라도, 사운드 프로젝터용으로 상기 기록동작 제어 매개변수에서 추정되도록 의도하고 만들어진 것은 아니다. 근본적으로, 파장 복원 방법은 실제 룸의 기하형상에 대한 것은 "무시"한 것이며, 따라서 본 발명의 기초를 이루는 제어 문제에 이용할 수 없는 것이다.

사운드 프로젝터를 셋-업 하는데 따른 중요한 면은 각각의 출력-사운드-채널(사운드-빔)에 적절하거나, 최적한 빔-조종 각도를 결정하여, 제로, 1회, 또는 그 이상의 횟수의 부딪침(벽, 천장 또는 물체와의 반사) 후에, 사운드 빔이 소망 방향으로부터(일반적으로, 중앙 채널용으로 전방에서부터, 좌-우측 전방 채널용으로 전방에 어느 일측으로부터, 그리고 후방-좌-우측 채널용으로 청취자 뒤에 어느 일측으로부터) 우월하게 청취자에게 도달한다. 둘째로 중요한 셋-업 면은, 이들이 모두 청취자 시간-동기식으로 도달하도록 방출 사운드 빔의 각각에 상관 지연이 되게 배열되는 것이며, 따라서 상기 지연은 다른 통로를 경유하여 사운드 프로젝터 장비와 청취자 사이에 다양한 통로 길이에 맞게 보정되도록 선택된다.

시도와 에러에 의한 것 이외에 셋-업 작업을 실시하는데 중요한 것은, 사운드 프로젝터와 청취자 주위에 청취 환경인, 일반적으로 청취실의 기하형상과 거실과 같은 가정의 응접실에 대한 상세한 정보가 있다. 추가적으로 중요한 정보에는 환경 면에서 사운드 프로젝터와 청취자의 구역과, 예를 들어 벽재료, 천장재료 및 외피와 같은 주변 환경에 반사 면의 성질이 있다. 끝으로, 상기 환경 내에 있는 소리 반사 및/또는 소리 차단 장애물 구역을 우발적으로 상기 장애물을 횡단하는 사운드-빔 통로가 피해질 수 있도록 알고 있을 필요가 있다.

도1은 본 발명에 따르는 사운드 프로젝터 시스템의 일반적인 셋-업을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도2는 그 전방면에 장착된 마이크로폰을 가진 사운드 프로젝터를 나타내며, 마이크로폰으로 돌아오는 확산 반사인, 벽과 부딪쳐서 확산 및 거울형 반사를 이루는 모습을 나타낸 도면이다.

도3은 청취실에 면을 탐지하도록 제1확산 반사 시간을 추론하는데 필요한 일부 성분을 블록 다이어그램으로 나타낸 도면이다.

도4는 마이크로폰 출력부를 형성하도록 포개져 있는 전송된 펄스와 다양한 반사 펄스를 일련의 그래프로 나타낸 도면이다.

도5는 룸 내의 코너를 스캐닝 하는 사운드 빔을 나타낸 도면이다.

도6은 마이크로폰으로 탐지된 제1반사 시간에 따른 사운드 프로젝터에서 나오는 도5의 고체 면의 연산된 거리를 나타낸 도면이다.

도7은 도5에 도시된 코너를 상기 빔이 스캔하여 마이크로폰에 의해 수신된 신호 진폭을 나타낸 도면이다.

도8은 사운드 프로젝터 시스템의 변환기에 의해 방출된 사운드 신호에 대해 마이크로폰에서의 등록 반응을 그래프로 나타낸 도면이다.

도9는 이상형 룸용으로 설계된 임펄스 반응을 나타낸 도면이다.

도10A 내지 도10E는 사운드 프로젝터 시스템의 다른 변환기에서 방출된 신호에 대한 등록 반응에서 실시된 클러스터 분석의 결과를 나타낸 도면이다.

도11은 본 발명에 따르는 방법의 일반 단계를 요약하여 나타낸 도면이다.

본 발명은 사운드 프로젝터의 설치를 용이하게 하기 위해 1개 이상의 동반되는 방법의 하나 또는 그 조합 사용을 제안한 것이다.

제1접근방식은 비디오 디스플레이에 의해 양호하게 지원을 받는 CD-ROM 또는 DVD와 같은 전자 매체 또는 인쇄 매뉴얼의 형태로 셋-업 안내물을 사용하는 것이다. 사용자는 다음과 같은 세목을 포함하는 일련의 물음에 문의를 한다.

-사운드 프로젝터의 장착위치;

-룸의 형태와 치수;

-사운드 프로젝터로부터 청취 위치까지의 거리.

상기 문의를 해결한 시스템이 청구범위 제33항에 청구되었다.

이러한 것은 전문 시스템에서와 같이 일련의 알려진 문의를 통해 행해지거나 또는 명확한 설명과 함께 유사 답변을 조합하여 제한 선택하여 제공될 수 있다.

이러한 정보로부터, 각각의 채널용의 소수 포텐셜 빔 방향이 예를 들면 리스트의 형태로 사전-선택되어 저장된다. 다음, 사운드 프로젝터 시스템은 각각의 상기 포텐셜 방향을 반복적으로 통하여 순환하며, 밴드-제한된 노이즈의 쇼트 파열(short bursts of band-limited noise)을 생성할 수 있다. 다음, 각각의 방향으로 사용자가 예를 들어 버튼을 활성화하여 최상의 빔 방향을 선택하도록 문의를 하게 된다. 이러한 단계는 반복적으로 되풀이 되어서 보다 양호한 선택을 한다.

마이크로폰의 사용을 이루지 않고, 사용자는 각각의 벽과 천장에 면의 타입을 메뉴에서 선택하도록 요청할 수 있다. 이전 단계에서 확립되는 바와 같은 조종 각도와 함께하는 이러한 선택은 거의 동일한 곡선을 이끌어 내는데 사용된다. 채널 사이에 지연과 레벨 매칭은 유사한 반복 방식을 사용하여 실시된다.

제2접근방식은 선택적인 입력 소켓에 의해 사운드 프로젝터에 연결되는 마이크로폰을 사용하는 것이다. 이것은 더욱 자동화된 접근방식을 취할 수 있는 것이다. 예를 들면, 메인 청취 위치 또는 사운드 프로젝터 자체 내에 룸 내의 일 지점에 위치한 전방향 마이크로폰을 가진 상태에서, 임펄스 반응이 대형 각도의 빔 각도를 자동적으로 측정하고, 그리고 명료하고 큰 소리 반사가 이루어지는 최상의 구역을 찾는다. 이러한 리스트는 청취 면적의 나머지 부분에 위치한 마이크로폰으로 보다 자동적인 측정을 하여 정리된다. 그 후, 최상의 빔 각도가 사용자 요청에 의해 각각의 채널에 할당되어, 각각의 빔이 나와 출현하는 방향을 특정하거나 또는 기하형상에 대한 의문을 문의하여 빔 통로를 추정한다. 사용자의 문의로, 측정법을 취하기 전에 예비 물음은 서치 지역과 그에 따른 시간이 감소되게 한다.

제3접근방식은(보다 자동적으로 되어 보다 빨라지고 그리고 보다 사용자에게 친숙함) 청취 위치에 마이크로폰과 패널상에 다수의 단일 변환기와의 사이에 임펄스 반응을 측정하는 단계를 구비한다. 측정 임펄스 반응을 개별 반사로 분해하여 퍼지 클러스터링(fuzzy clustering) 또는 다른 적절한 알고리듬을 사용하여, 천장과 측벽을 가진 룸에서 키 반사 면의 위치와 방향을 추론할 수 있다. 사운드 프로젝터와 상관한 마이크로폰의 위치(그리고 그에 따른 청취 위치)도 정확하게 자동적으로 발견할 수 있다.

제4접근방식은 사운드 빔을 가진 룸을 "스캔"하고, 마이크로폰을 사용하여 제1먼저 도달하는 반사물을 탐지한다. 제1먼저 도달한 반사물은 최근접한 물체에서 나오고, 따라서 마이크로폰이 사운드 프로젝터에 위치하면, 각각의 빔 각도에 맞는 사운드 프로젝터에 최근접한 물체를 추론한다. 그 후, 상기 룸의 형태를 "제1반사" 데이터에서 추론한다.

상기 방식은 청구범위 1항 내지 32항에서 청구되고, 그리고 그 대응 장치는 청구범위 34항 내지 39항에서 청구되었다.

본원에 기술된 방법은 이전에 사용된 방법의 결과를 확인하는데 사용된 일 방법과 조합하여 사용된다. 그 방법이 대립하는 경우에는, 사운드 프로젝터 자신이 예를 들어 시각 디스플레이 수단으로 사용자의 문의를 요청하거나 결과를 보다 정확한 것으로 결정할 수 있다.

사운드 프로젝터는 사용자가 사운드 프로젝터가 올바르게 다수 반사 면을 탐지하였음을 확인할 수 있도록 시각적인 반사물 수신 환경 디스플레이를 제공할 수 있게 구조된다.

본 발명을 첨부 도면을 참고로 비제한적 실시예를 통해 이하에 기술한다.

본 발명은 WO 01/23104호와 WO 02/078388호 국제공보에 기술된 디지털 사운드 프로젝터와 관련하여 최적하게 기술된다. WO 01/23104호의 도21은, 도시된 반사면이 룸 내의 벽 및/또는 천장으로 제공된 면을 통하 면서, 가능한 장비를 나타낸 도면이다. 도8의 WO 02/078388호는 상기 배열의 구조를 나타낸 도면이다.

첨부도면의 도1을 참고로 설명하면, 디지털 확성기 시스템 또는 사운드 프로젝터(10)는 오디오 입력 신호가 사운드(12-1, 12-2) 빔(들)으로 방출되도록 제어되는 변환기 또는 확성기(11) 장비를 구비한다. 사운드 빔(12-1, 12-2)은 상기 장비의 전방에 절반 공간부 내에서 -제한된 범위내에서- 임의 방향으로 향하게 된다. 주의 깊게 선택된 반사로를 이용하게 하여, 청취자(13)는, 거울상과 다르지 않게, 최종 반사 구역에서 나오는 것 같이 또는 -보다 정확하게는- 벽에 의해 반사되어 장비의 이미지에서 나오는 것 같이 장비에 의해 방출된 사운드 빔을 인지한다.

도1에는 2개 사운드 빔(12-1, 12-2)을 나타내었다. 제1빔(12-1)은 룸의 일 부분인 측벽(161)을 향하는 방향으로 진행하여, 청취자(13)가 있는 방향으로 반사진다. 청취자는 이러한 빔이 반사 지점(17)의 뒤에 또는 전방으로, 즉, 그의 우측에 위치한 장비의 이미지에서 나오는 것으로 인지한다. 점선으로 나타낸 제2빔(12-2)은 청취자(13)에게 이르기 전에 2회 반사를 하게 된다. 그러면서, 최종 반사가 후방 모서리에서 발생하여, 청취자는 마치 그의(그녀의) 뒤에 있는 소리발생원에서 소리가 나오는 것으로 인지할 것이다. 이러한 장비 배열도 WO 02/0783808호의 도8에 도시되어 있으며, 상기 실시예의 기술은 참고로 기술되어 있다.

사운드 프로젝터가 설치되어 많이 이용하고 있기는 하지만, 특히 사운드 프로젝터는 유익하게 청취 위치 주변에 서로 다른 구역에 위치한 다수의 분리형 스피커를 이용하는 종래 서라운드-사운드 시스템을 대체하였다. 서라운드-사운드 오디오 신호의 각 채널용 빔을 발생하여 적절한 방향으로 빔을 조종하는 디지털 사운드 프로젝터는, 부가의 스피커 또는 추가 배선 없이 청취 위치에서 진정한 서라운드-사운드를 생성한다.

사운드 프로젝터 시스템의 콤포넌트는 상술된 WO 01/23104호와 WO 02/078388호에 기술되어 있으며, 따라서 여기서는 상기 출원으로 이루어진 것을 참고로 한다.

이하에 내용은 사운드 프로젝터를 가진 실내에서 도1에 측벽(161)과 같은 반사작용 면을 자동 식별하게 유도하는 단계를 기술한다.

방법을 순차적으로 하기 위해서, 사운드 프로젝터의 전방 패널의 중앙이 좌표계의 원점에서 중앙이 되며, 양의 y축이 청취자의 우측에 지점이고 그리고 양의 z축이 상방향으로 있으며; 양의 x축은 청취자의 전반적인 방향으로 있는 것으로 가정한다.

다음의 내용은, 실내/환경 외형상과 상관 구역 및 표면 음향성질을 평가하기 위해, 사운드 프로젝터의 전방면에 대해 수직하고 외부방향 수용 최민감한 방향을 가진 사운드 프로젝터에 양호하게 중앙설정되고 그리고 청취 환경 내에, 양호하게는 사운드 프로젝터 자체 내에 임의 장소에 위치한 수신동작 마이크로폰과 함께, 사운드 프로젝터를 사용하는 방법을 기술한 것이다.

상기 방법은 SONAR로서 사운드 프로젝터를 사용하는 생각을 개시한 것이다. 이러한 방법은, 사운드 프로젝터 전달 어레이로부터 정확하게 조종할 수 있는 협폭 빔-폭(예를 들면, 이상적으로 1도와 10도 폭 사이) 소리의 빔을 형성하고, 어레이 구조가 주요한 측부 로브를 발생하지 않고 허용하여 운영 주파수를 하이(예를 들어 ~40mm변환기 공간을 가진 배열 장비용으로 8KHz 부근)로서 사용하고, 그리고 마이크로폰이 반사, 굴절 및 회절 복귀음을 탐지하는 동안 선택된 방향으로 펄스 음을 방출하여 행해진다. 사운드 프로젝터 장비(어레이)의 방출과 마이크로폰(마이크)에 의해 수신된 복귀 펄스의 수용 과의 사이에 시간(Tp)은 특정한 복귀 신호에 따라 양호하게 통로 길이(Lp)를 제공하며, 여기서 Tp=Lp/c0 이다(cO는 주어진 환경에서 소리의 속도로 일반적으로 ~340m/s이다).

유사하게, 마이크에 의해 수신된 펄스의 크기(Mp)는 어레이에서 마이크로의 소리의 전달 통로에 대한 추가 정보를 제공한다.

어레이로부터 펄스용 방출 방향의 범위를 선택하여, 마이크에서의 펄스의 수신된 크기와 전달 시간을 판단하여, 청취 환경에 대한 상당한 정보를 판단할 수 있으며, 그리고 도시한 바와 같이, 대부분의 환경에서 사운드 프로젝터의 자동 셋-업을 허용하기에 충분한 정보이다.

다수의 실질적인 어려움이 상기 기술된 공정을 복잡하게 만든다. 첫째는, 소리의 파장보다 상당히 적은 크기로 완만하게 이루어진 표면이 거울과 같은 반사를 우월적으로 생성하고 반사를 확산하지 않는 것이다. 따라서, 벽을 타격하는 사운드 빔은, 벽이 음향 거울인 것 같이 벽을 튀어나가는 경향이 있으며, 그리고 일반적으로 벽에서 나온 반사 빔은 입사각이 대략 90도(양 평면에서)가 아니면 빔의 소스로 바로 돌아가지 않을 것이다. 따라서, 실내 대부분의 부분들은, 탐지용 마이크로 돌아오는 복합 반사 빔(다수 벽, 및/또는 바닥, 및/또는 천정 및/또는 룸 내의 다른 물체를 이탈) 만을 가진 상태로, 상술된 바와 같은 소나 시스템(sonar system)에 의해 직접 탐지될 수 없는 것이다.

두번째 어려움은 실질 환경에서 주변 노이즈 수준이 배경 음향 노이즈가 있는 제로가 아니고, 그리고 일반적으로 이러한 사실은 어레이에서 나오는 사운드-빔의 반사 탐지를 방해한다는 것이다.

세번째 어려움은, 어레이에서 나오는 사운드 빔이 감쇠되어, 감쇠가 더 할 수록 마이크에 의해 수신되기에 앞서 더 이동하는 것이다. 주어진 배경 노이즈 수준에서 이러한 사실은 신호 대 노이즈 비율(SNR; signal to noise ratio)을 감소시킨다.

끝으로, 어레이는 완전한 전방향 사운드 빔을 생성하지 않는다. 여기에는 저주파수에서도 어느 정도의 확산과 사이드로브 방출을 하며, 그리고 정상적 반사를 하는 일반적인 청취실 환경에서, 상기 의사(擬似)(메인 빔 아님)(non-main-beam) 방출은 마이크로 다시 돌아오는 복합 평행로를 찾고, 그리고 이들은 또한 타겟 진행 빔의 탐지도 방해한다.

이하, 상기 문제를 경감하거나 단일 또는 조합하여 활용하는 상기 문제에 대한 다양한 해결방안을 기술한다. 다음에서 "펄스"에 의한 것은 일반적으로 많은 롱(long) 사이클에 대한 다수의 일반적인 사인곡선파 형태의 음의 쇼트 파열(short burst)을 의미한다.

어레이로부터 일 펄스의 방출 후에 마이크에서의 수신 신호는 방출된 신호의 감쇠, 지연 복제가 일반적으로 간단하지가 않다. 대신에, 수신된 마이크 신호가 실내 환경에서의 많은 표면에서 전달된 펄스의 복합통로 반사로 인해서 전달된 펄스의 다양한 지연, 감쇠 및 여러 스펙트럼식으로 개조된 복사물의 중첩부이다. 일반적으로, 마이크 구역과 교차하는 상기 복합통로 반사물의 각각은, 매우 많은 반사부를 가진 특정한 루트로 인하여 특별한 지연(어레이에서 나오는 시간 전달)을 가지고, 마이크로 이동 시에 부딪치는 각종 압소버로 인하고 마이크가 (반사)루트를 경유하여 빔의 중앙 축선을 이탈(off-axis)하여 있는 마이크의 양으로 인한 특별한 진폭, 및 유사한 이유에 적합한 특정 실체가 없는 필터링 또는 형성동작을 갖는다. 따라서, 수신 신호는 그 전체를 해석하는데 매우 복잡하고 어려운 것이다.

종래 소나 시스템에서는, 방향성 송신 안테나가 펄스를 방출하는데 사용되고 그리고 방향성 수신 안테나(일반적으로, 전달용으로 사용되는 것과 같은 안테나)가 기본적으로 전송 빔과 같은 방향으로부터 기본적으로 수신된 에너지를 수집하는데 사용된다. 본 발명에서는, 수신동작 안테나가 통상적으로 전방향성이라 불리우는 간단한 마이크로폰이다.(중요한 파장과 대비하여 물리적으로 작게 만들어서 용이하게 달성됨)

단일(또는 극소수) 전용 마이크로폰(들)은 리시버로서 사용되고, 마이크로폰(들)은 어레이와 양호하게 물리적으로 함께 위치되었더라도 어레이의 일부분이 아니다.

본원에 기술된 방법은 음향 반사가 전체적으로 거울과 같이 반사하는 것이 아니라는 놀라운 사실에 기대를 건다. 즉, 여기에서는 언제나 어느 정도의 확산 반사 있다. 결과적으로, 만일 사운드의 빔이 사운드 소스와 직각이 아닌 평면에서 향하게 되면, 일부 소리가 여전히 소스로 다시 반사되고, 입사각은 무시된다. 그런데, 만일 반사동작면이 명목적으로 "평평(flat)"하다고 하면, 복귀 신호가 정상 입사각에서 멀어지는 각도로 급하게 약해질 것이며, 상기 "평평"의 실질적인 의미는 그곳에서 방향진 소리의 파장과 대비하여 평면으로부터의 면 편차가 작은 것이다. 예를 들면, 8KHz에서, 일반적인 가정의 실내에 대부분의 면은 대기중에서의 파장이 약 42mm이면 통상적으로 "평평"하고, 그래서 나무, 플라스터, 페이트 칠해진 면, 대부분의 섬유물 및 유리 모두가 이러한 주파수에서 우월적 반사하는 반사부이다. 상기 면은 일반적으로 1mm축척의 거칠음을 가지어서, 42x8KHz ~ 330KHz 만큼의 높은 주파수까지 거의 거울과 같은 반사가 나타난다.

결과적으로, 실내의 대부분 면에서 나오는 방향 회복신호(direct return signals) 만이 입사 소리 에너지의 극소 분지의 1(a very small fraction of the incidet sound energy)이다. 그리고, 만일 이러한 것들이 탐지 가능한 것이면, 실내 형상을 반사부로 부터 판단하는 일은 다음의 이유로 매우 간단하게 된다. 기밀하게 방향진 빔(극소 각도의 빔 폭을 말함)용으로, 마이크에서 가장 이른 반사부는 일반적으로 실내면과 전달 빔이 접촉하는 제1지점에서부터 있다. 이러한 복귀가 소 진폭을 가지는 것으로 생각하더라도, 마이크에 도달 시간은 정당하게, 상당히 강력한(복합-통로) 반사부가 후에 임의 시간을 따르더라도, 전달 빔의 방향으로 표면에 대한 양호한 거리 표시인 것으로 임의적으로 가정할 수 있다. 제1반사부의 그러한 탐지는, 기본적으로 실내 주위에 빔을 래스터 스캐닝 하고 각각의 각도진 위치에서 제1복귀 시간을 탐지하여, 사운드 프로젝터가 복합-통로 반사부의 복잡한 통로를 무시하게 하고 그리고 각각의 방향으로 멀리 있는 실내 연장부가 가진 맵을 간단하게 증가하게 한다.

첨부 도면의 도2는 전방 중앙위치에서 마이크로폰(120)을 가진 사운드 프로젝터(100)를 나타낸 도면이다. 마이크로폰(120)이 도2에 돌출되어 나타내었지만, 변환기의 어레이와 동일한 평면 또는 어레이 평면 뒤에서 평평한 사운드 프로젝터(100)의 전방 패널과 같은 높이로 실시된다. 사운드 프로젝터는 벽(160)을 향하는 방향으로 도2에서 보았을 때에 좌측으로 빔(130)을 향하게 도시되었다. 빔(130)은 도2에 도시된 바와 같이 수렴/분산 하는 것을 의미하는 벽의 전방에서 촛점(170)을 이루고 있게 나타난다. 빔이 벽과 상호작용하여, 입사각과 동일한 반사각을 가진거울형 반사(140)를 생성한다. 따라서, 거울형 반사는 거울에 광 반사와 유사하다. 동시에, 약(weaker) 확산 반사가 생성되어, '150'으로 나타낸 이러한 확산 반사된 소리의 일부가 마이크로폰(120)에 의해 픽업 된다.

도3은 셋-업 공정에 사용된 일부 성분을 개략적으로 나타낸 도면이다. 펄스 발생기(1000)는 예를 들어 8kHz의 합리적인 고주파수의 펄스(단파-트레인)를 발생한다. 이러한 예에서는 펄스가 포위부(envelope)를 구비하여 그 진폭이 증가하고 다음, 그 기간에 걸쳐 완만하게 감소한다. 이러한 펄스는 입력부로서 디지털 사운드 프로젝터로 공급되며, 방향 빔(130)의 형태로 사운드 프로젝터의 변환기에 의해 출력된다. 빔은 벽(160)에서 확산 반사를 받게되고, 그 일부는 마이크로폰(120)에 의해 픽업되는 확산 반사부(150)가 된다. 도3은 명료한 도시 만을 목적으로 수입 빔(130)에 대해 다른 방향으로 있는 부분 확산 반사부(150)를 나타낸 것임에 주의한다. 실질적으로, 확산 반사부(150)의 상관 부분은 마이크로폰(120)의 방향으로 있으며, 마이크로폰이 도2에 도시된 바와 같이 DSP(100)의 전방 패널에 위치되면, 반사부(150)는 전달된 빔(130)과 동일한 방향으로 있다. 마이크로폰(120)에서 나오는 신호는 마이크로폰 사전-증폭기(1010)로 전해져, 곧이어 신호 프로세서(1020)에 전해진다. 신호 프로세서(1020)는 또한 펄스 발생기(1000)에서 나오는 원래 펄스를 수신한다. 이러한 정보를 가지고, 신호 프로세서가 펄스 방출동작과 마이크로폰(120)에서의 제1확산 반사부를 수신하는 동작과의 사이에서 경과 되어진 시간을 판단할 수 있다. 또한, 신호 프로세서(1020)는 수신된 반사 진폭을 판단하고 이것을 전달된 펄스와 대비한다. 빔(130)이 벽(160)을 횡단하여 스캔되어서, 제1반사부와 진폭을 수용하는 시간에서의 변화를 사용하여 벽(160)의 형태를 연산한다. 벽 형태는 도3에 도시된 실내 데이터 출력 불록(1030)에서 연산된다.

도4는 마이크로폰에 수신된 신호가 다른 통로 길이로 인한 다른 거리가 이동되어진 펄스의 수로 어떻게 만들어지는지를 설명하는 도면이다. 도4에 도시된 펄스(200)는 전달된 펄스 이다. 펄스(201, 202, 203, 204)는 어레이로부터 다양한 거리로 다른 물체/표면 에서 반사되어져 있는 전달 펄스(200)의 4개 분리 반사부(잠재적으로는 매우 많음)이다. 따라서, 펄스(201 내지 204)는 다른 시간에서 마이크로폰에 도달한다. 또한 펄스는 이들이 그로부터 반사하는 표면의 표면성질과 다른 입사각으로 인해 다른 진폭을 가진다. 신호(205)는 마이크로폰 구역에서 더하고/빼진 반사부(201 내지 204)의 결과를 포함하는 마이크로폰에 수신된 합성 신호이다. 본 발명에 의해 해결된 문제의 하나는 실내 외형상에 대한 유용한 정보를 구하기 위해 마이크로폰에 수용된 신호(205)를 어떻게 해석하는가 이다.

필연적으로, 실내에는 가구와 같은 장애물과 문 또는 창이 열려 있는 것과 같은 개방부가 있으며, 일반적으로 이러한 장애물에서 강력한 복귀(이유는 가구가 완전한 구성체이고 많은 방향으로 반사동작면을 구비한 것임)와 개방부에서 약한 복귀 또는 복귀 결여가 이루어진다. 제1-복귀 데이터로부터 실내 외형상을 판단하는데에는 적절한 실내가 아닌 "클로터(clutter)"를 인식하게 만들어지도록 준비할 필요가 있다. 면을 신뢰성 있게 확인하고, 적절한 실내 반사부로부터 상기 클로터를 분리하는 임의 방법을 이하에 기술한다.

입수-범위(Range-gating):

수신기는 어레이에서 나오는 하이 레벨 방출에 의한 탐지기의 과부하와 포화가 피해지도록 어레이에서 펄스 전송을 완료한 후에 임의 시간 때까지 오프("게이트" 폐쇄)로 전환되고;

다음, 수신기는 부가 기간(탐지 기간)동안 온("게이트" 개방)으로 전환되고;

다음, 수신기는 뒤이어 일어나며 상당히 강한 복귀(much stronger returns)를 차단하도록 다시 오프로 전환된다.

입수 범위에서, 상기 수신기는 온(on)-기간을 제외하고는 막혀(blind)지지만, 이러한 시간 외에 의사 신호로부터도 차폐되고; 시간이 소리 속도에 의한 거리와 상관하여, 수신기가 기본적으로 어레이에서 거리의 선택 범위에서 나오는 신호동안 온이어서, 장거리 이동하는 복합통로 반사부가 배제된다.

빔-포커스(Beam-focus):

어레이가 어레이로부터 특정 거리에서 사운드 빔을 포커싱할 수 있는 곳에서, 약한 제1반사에서 나오는 SNR은 빔에 제1탐지 반사기의 거리와 부합하도록 빔 포커스를 조정하여 상당히 향상된다. 이러한 사실은 반사기에 에너지 밀도를 증가하여, 산란/확산 복귀 에너지의 진폭을 증가한다. 대조적으로, 메인 빔 외측에서 나오는 임의 간섭/의사 복귀는 상기 빔 포커싱에 의해 일반적으로 증가되지 않으며, 따라서 순수(genuine) 제1복귀에 대한 시스템 식별력이 증가한다. 따라서, 상기 면에서 포커스 되지 않은 빔이 사용되어 면을 탐지하고(도2에 도시) 그리고 포커스 빔이 탐지를 확인하는데 사용된다.

위상-간섭성 탐지(Phase-Coherent Detection):

만일 제1복귀 신호의 SNR이 매우 낮으면, 소망 제1-복귀 타겟의 특정 거리에서 나오는 신호와 위상이 일치하는 에너지를 회복할 때에만 주로 감지성이 되도록 전환되는 위상 간섭 탐지기(phase coherent detector)가, 전달된 어레이 신호와 상보관계로 있지 않은 배경 노이즈의 상당부분을 거부하다. 기본적으로, 만일 약성 복귀가 거리(Df)에서 타겟 제1-반사부에 대응하는 시간(Tf)에서 탐지되면, 상기 시간(Tf)에 의해 지연된다면 전송 신호가 가지는 위상이 컴퓨터 처리된다. 다음, 전송 신호의 유사 위상-이동 버젼과 복귀 신호를 곱하여서, 상기 범위에서 나오는 실질 복귀 신호를 활성적으로 선택하고 다른 범위에서 나오는 신호 및 노이즈를 거부한다.

처프(Chirp):

여기에서는 어레이가 셋-업 운영 중에 기술적으로 감당할 수 있거나(예를 들어 파워 레이팅) 수용할 수 잇는 노이즈 레벨의 어느 하나에 의해 제약을 받는 셋-업 모드에서 동작할 수 있는 임의적 최대 전송 진폭인 것이다. 임의 경우에서는 노이즈 때문에 자연적으로 약한 반사 탐지를 제약하는, 전송된 신호 레벨에 대한 실질적인 제약이 있다. 전송 펄스에 전달된 총 에너지는 입방 펄스 진폭과 펄스 길이의 곱(product)에 비례한다. 일단 진폭이 최대로 되었으며, 에너지를 증가하는 유일한 방식은 펄스를 길게하는 것이다. 그런데, 상술된 기술의 범위 해석은 펄스 길이에 반비례하여, 임의 펄스 길이연장동작(수신된 SNR을 증가)을 수용할 수 없다. 만일 어레이에서 전달된 펄스의 처음에서 끝까지 일정 주파수 톤을 방출하는 대신에, 처프 신호가 일반적으로 상기 펄스 동안에 주파수에 떨어 뜨리는데 사용되고, 그리고 만일 대응 필터가 수신기(예를 들면, 주파수가 높을 수록 더 길게 지연하는 분산성 필터)에 사용되면 수신기가 장길이 전달 펄스를 적시에 유효하게 압축할 수 있고, 신호 에너지가 더 짧은 펄스로 집중되면서 (비연관) 노이즈 에너지에 영향을 미치지 않으며, 따라서 전달된 펄스 길이이기 보다는, 압축 펄스 길이에 대한 범위-해석 비율을 달성하면서 SNR을 향상한다.

상기 신호처리 방식의 하나, 일부, 또는 그 모든것의 조합을 사운드 프로젝터에 사용하여, 서라운딩 룸 환경을 가진 어레이에서 나오는 전달 빔의 제1충돌로부터 신뢰할 수 잇는 제1-복귀 확산 반사 신호를 이끌어 낸다. 다음, 복귀 신호 정보를 사용하여 룸 환경의 외형상을 이끌어 낸다. 데이터를 분석하기 위한 일련의 반사-상태와 방식을 다음에 기술한다.

완만한 평탄 연속면(Smooth Planar Continuous surface):

면과 부딪치는 빔 치수보다 상당히 더 크게 이루어지고, 어레이(빔)로부터 나오는 빔에 의해 조사되는 평면(flat) 또는 천장과 같이 룸 환경에서 완만한 연속면은, 다음에 따르는 임의적인 제1-복귀 신호 진폭(복귀)을 제공한다.

-(추측하여 완만한)면의 성질;

-빔의 축(빔 축)과 면의 평면과의 사이에 최소 각도(충돌 각);

-어레이 중앙에서 빔 충돌점의 중앙(빔 중앙)의 거리(타겟 거리);

-(그리고, 어레이에서 나온 그 외부방향 통로와 마이크로의 복귀 통로로 일부 빔을 분산하지만 마이크와 어레이로부터 나와 면을 감추기에 충분하게 크지 않은, 가구 등과 같은 소형 장애물과 같은 임의 조정 클로터.

어레이에서 나온 펄스 전송과 마이크에 의한 복귀 수용과의 사이에 지연(지연부)은, 마이크가 어레이의 전방 패널에 위치하면 타겟 거리와 정비례하게 된다.

충돌각은 어레이, 면, 및 빔 조종각의 상관 방향의 단순 함수이다.(방위각과 고도각의 합성된 빔 각도)

따라서, 빔이 이러한 면에서 상기 위치를 횡단하여 완만하게 조종되면, 상기 복귀도 진폭에서 완만하게 변하고 그리고 지연도 역시 완만하게 변한다. 따라서, 빔의 방향으로 대형의 완만한 연속 면의 특정 사인은, 복귀와 지연이 빔 각도의 소량 변화로 완만하게 변한다. 주어진 빔 각도(a)에 면에 대한 거리(거리)는 Da = c x 지연 으로 직접 주어지고, 여기서 c는 소리의 속도이며, 개략적으로 알려진 상수(고정밀도가 필요한 실제 실시에서는, 사용된 c의 값이 잘 알려진 공식을 사용하고 내부 온도계 및/또는 기압 센서에서 판독된 주변 온도 및/또는 주변 압력으로 교정됨)이다.

양호한 실시예에서, 상기 환경에서의 완만한 면은 상기 빔이 상기 빔을 발견하도록 배치되도록 조종하여(예를 들면, 어레이의 앞으로 거의 직선, 어레이의 일 측에 대해 대략 45도의 각도, 및 어레이의 수평축 위와 아래로 대략 45도의 각도) 위치한다. 각각의 상기 구역에서, 복귀가 수배되며, 그리고 만일 발견되면, 상기 빔은 상술한 바와 같이 SNR을 향상하도록 그곳에서의 지연에 대응하는 거리에서 수집 된다. 그 후, 계량된 지연에 대응하도록 촛점 거리를 지속적으로 조정하는 동안에, 상기 빔은 상기 구역을 횡단하여 완만하게 스캔되고 그리고 빔 각도를 가진 지연과 복귀가 기록된다. 만일 상기 변화가 완만하다면, 대형의 완만한 면이 상기 구역에 주어질 가능성은 상당히 크다.

어레이의 평면과 상관된 대형의 완만한 면의 각도(Ps)는 다음과 같이 하여 개산된다. 면의 탐지 영역 내에서 2분리 위치용으로 수직평면에 빔 각도(A1, A2)(예를 들면, 빔 각도(A1, A2)는 제로 수평차를 가짐)와 거리(D1, D2)는 어레이 세팅과 복귀 신호로부터 직접 측정된다. 다음, 기하 형상은 다음과 같은 식으로 수직 성분 각도(Ps의 Pvs)의 값을 나타낸다.

Pvs = tan^-1((D2SinA2 - D1SinA1)/(D1CosA1 - D2CosA2))

만일, 상기 공정이 동일한 수직 빔 각도의 2개 구역(A3, A4)으로 빔을 스캐닝하여 반복된다면, 복귀 거리(D3, D4)를 제공하여, 수평 성분 각도(Ps의 Phs)는 다음에 의해 주어진다.

Phs = tan^-1((D4SinA4 - D3SinA3)/(D3CosA3 - D4CosA4))

실시예에서, 상기 측정은 노이즈를 받게되고 그리고 결과 값(Pvs 및 Phs)의 신뢰도가 위치한 각각의 면용으로 상술한 바와 같이 적절하게 선택된 짝을 이룬 구역의 대형 수를 평균하여 증가된다.

상기 공정이 n면을 탐지하는 것으로 가정하면, 면 각도(Psi)(i=1 내지 n)와 거리(Dsi)(i=1 내지 n)(Ps측정치에서 수집된 거리 측정치 모두를 평균하여 연산)는 n탐지면의 각각용으로 판단되며, 공간 내의 구역과 교차부가 용이하게 연산된다. 종래 입방형 가정 음악 청취 룸에서는, n=6(또는 어레이가 벽 중의 1개 벽과 마주대하여 평행하게 배치되었으면 n=5)으로 예상하고, 대부분의 벽은 거의 수직하여 있고, 그리고 바닥과 천장은 거의 수평적으로 있는 것으로 예상하지만, 얼마나 많은 면이 있으며, 어디에 있으며, 또는 상관 각도가 어떠한지에 대한 가정된 설명으로 상기 방법이 신뢰할 수 있게 제공된 설명으로 명료하게 되어야 한다.

완만한 비-평면 연속면(Smooth non-Planar Continuous Surface):

빔에 의한 타겟 면은 비-평면(그러나 여전히 완만함, 예를 들면 코너와 면 연결부가 이러한 방향 하에서 배제됨)이지만 어느 정도 곡선진 것이며, 평탄면용으로 상술된 과정은 원만한 면으로 특정하기에 충분할 것이다. 평면과 상기 면과의 구별은, 빔 각도로 D(거리 측정)의 변화를 시험하는데만 필요한 것이다. 양방향으로 곡선진 면(예를 들면, 곡률 중앙이 어레이에 대해 면의 반대측에 있음)으로, 빔에 대한 유사 평균 각도의 평탄면의 예상되는 거리와 상관하여 기준 위치 근처에 위치에서 상기 면에 대한 거리가 규칙적으로 증가한다. 평탄면의 각도(거리와 각도 측정 수와 내포된(평탄면) 각도를 평균하여 포함)를 측정하기 위해 기술된 방법은, 곡선면의 평균 면 각도를 제공하는 대신에, 빔에 의해 조사된 구역을 평균낸다. 그리고, 평균 거리에 대한 랜덤한 에러 분포를 가지는 대신에, 거리 측정값이 랜덤 에러 분포와 마찬가지로 각각의 볼록 및 오목 면의 각도 분리로 증가 또는 감소 차가 평균에 대한 규칙적인 분포도를 가진다. 이러한 규칙적인 차이도 연산가능하며, 곡률의 평가를 이끌어낸다. 수직 및 수평 평면에서의 거리 분포의 분석을 실시하여, 2직교 곡률의 평가는 면의 곡률을 특징적으로 나타내어 이끌어낸다.

2개 원만한 연속면의 연결(Junction of Two Smooth Continuous Surfaces):

2개 면이 임의 각도로 연결 및/또는 교차하는 곳에서(예를 들면, 2개 벽 사이에 룸의 코너에서 또는 바닥 또는 천장과 벽의 연결부에서 발생), 빔 각도의 복귀 및 거리의 완만한 변화는 연속 대신에 불연속으로 된다. 복귀 세기는 흔히 빔 축선에 대한 다른 각도로 인하여 2개 면과는 상당히 다르게 되며, 축선에 직교하는 면은 강력한 복귀를 제공하며, 모든 그외 것은 동일하다.

거리 측정은 면 연결부를 횡단하여 거의 연속하지만 일반적으로 연결부의 어느 일측에 빔 각도를 갖는 다른 기울기로 이루어진다. 연결부의 어느 일측에 기울기의 성질은 오목한 면 연결부(대부분 공통 내측부 입방형 룸)와 볼록한 면 연결부(예를 들어 통로 또는 우묵한 벽이 룸에 연결되는 장소) 사이에 식별을 할 수 있는 것이다. 오목면과 볼록면을 가짐으로서, 연결부의 어느 일측면에 지점으로의 거리는 볼록한 연결부용으로는 길고 그리고 오목한 연결부용으로는 짧다.

상기 연결부 사인이 탐지되는 곳에서, 불연속진 어느 일측부에 완만한 연속면을 거의 성공적으로 서치하는 것은 면 연결부를 탐지하는데 대한 추가의 확실함을 제공한다. 2개 연결된 면의 면 각도와 연결부에 거리를 측정하여, 직접적으로 연결부의 공간에 정각의 궤도를 연산한다. 다음, 이러한 사실은 빔에 의해 트랙되고 그리고 빔이 연결부를 따라서 서행으로 트랙되어 소량 측면 소산이, 연결부 정각 궤도 산정수치와 동의하는 상당히 완만한 거리 산정값과 함께하는 연결부의 어느 일측과는 다른 확증된 복귀 세기를 제공하거나 또는 제공하지 않으며, 제공하지 않는 경우에, 데이터는 부적절한 SNR으로 인하여 연결부의 탐지가 오류인 경우에 또는 후술되는 바와 같이 보다 복잡한 연결이 되는 경우에는 재분석될 필요가 있다.

도5는 이러한 방법을 설명하는 도면이다. 여기서는 제1벽(170)과 제2벽(160)과의 사이에 코너(400)를 향하는 방향으로 빔을 보내는 사운드 프로젝터(100)를 나타낸다. 마이크로폰에 코너를 연결하는 라인의 어레이 평면에 대한 각도는 α₀로 정의된다. 빔이 코너(400)를 향하는 방향으로 벽(170)을 따르고, 그 후 벽(160)을 따라서 스캔되어(예를 들어, 빔의 각도(α)가 수평방향으로 느리게 증가), 제1수신 반사 시간과 제1수신 반사방향의 진폭이 변한다. 빔이 코너(400)를 향하는 방향으로 제1벽(170)을 따라서 스캔하여, 제1반사 시간이 증가하고 다음, 빔이 벽(160)을 따라서 스캔하여 제1반사 시간이 감소하는 것을 예상할 수 있다. 사운드 프로젝터는 면(170, 160)의 마이크로폰으로부터의 거리로 반사시간을 연관시키고, 그리고 도6은 코너를 횡단하는 일 벽으로부터 타 벽으로 빔이 스캔하여 상기 거리(D(α))가 어떻게 변하는 지를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 산정치수 거리D(α)는 연속성이지만, α₀에서 불연속 기울기를 가진다.

또한, 벽(170)으로부터의 반사는, 빔이 벽(160)과 만나는 곳에 각도보다 더 작은 각도로 빔이 벽(170)과 만난다는 사실로 인해서 벽(160)으로부터의 반사보다 훨씬 약하다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 도7은 α(알파)에 대한 반사 신호 세기 복귀(α₀) 그래프를 나타낸 도면이며, 상기 도면은 빔이 벽(170)을 스캐닝 하는 동작을 정지하고 벽(160)을 스캐닝 하는 동작을 개시하여 발생하는 신호 세기의 급격한 점프가 있는 α₀에서 불연속성이 있음을 볼 수 있다. 실질적으로, 도6과 도7에 나타낸 바와 같은 급한 경사의 특징(sharp features)은 빔의 한정 대역폭으로 인해 어느 정도 완만하게 된다.

도6과 도7의 그래프에서의 불연속부와 기울기의 변화는 코너가 나타나는 곳에 각도(α₀)를 결정하도록 사운드 프로젝터의 제어 전자에 의해 탐지된다.

연결부의 구역을 탐지하여 체킹하는 이러한 공정은 바운딩 면이 평면인지 아니면 적당히 굽어진 곡선인지에 따라서 동일하게 작업한다.

일단, 종래 입방형 음악 청취 룸에 어레이의 구역에서 볼 수 있는 벽과 천장 사이에 3개 또는 4개의 주요한 수평적 연결부와 2개 또는 3개의 주요한 수직적 연결부가 이러한 방법으로 탐지되어졌으면, 룸의 기하형상은 이성적으로 정확하게 결정되어진 것이다. 비입방형체 룸에 맞게, 부가의 측정이 필요하게 된다. 만일 사용자가 이미 룸이 입방형인 경우에 이미 입력되어 졌으며, 부가적인 스캐닝이 필요하지 않다.

3개 이상의 원만한 면 사이에 연결부(Junctions between Three or More Smooth Surface):

연결부가 상술된 바와 같이 탐지되어져 있으나 연결부 트랙킹 공정이 산출된 정각 궤적과 어울리지 못하는 장소에서는, 삼면체 연결부(예를 들면, 2개 벽과 천장 사이) 또는 다른 보다 복잡한 연결부가 있는 것과 유사하게 된다. 이러한 사실은 추정한 연결부 구역 주위에 빔이 트랙킹에 의해 탐지되어, 최초 발견된 것과 비선형적인 추가 연결부를 수색하게 한다. 상기 각각의 면 연결부는, 오직 2개 면 만이 빔에 의해 조사를 받게되는 복합 연결부의 구역으로부터 충분히 떨어져 있는 2개-면 연결부용으로 상술한 바와 같이 탐지된다. 상기 추가의 2-면 연결부가 발견되어져 있으면, 그들의 공통 교차 구역이 산출되어, 확인 증거로 탐지된 복합 연결부 구역과 대비된다.

면에서의 불연속(Discontinuity in a Surface):

반사동작 면이 급작스럽게 마감(예를 들면 개방 문 또는 창문에서)되는 곳에서는, 양쪽의 복귀 강도와 지연 또는 등가의 거리 평가에서 상관 불연속으로 있다. 빔이 상기 면을 떠나서 그 단부 넘어를 조사하는 곳에서는, 복귀가 흔히 지연이 어느 하나를 측정할 수 없는 경우에 탐지성이 없어진다. 그러한 불연속은 룸 면에 있는 "홀"의 신뢰성 있는 시그니처이다. 그리고, 빔에 있는 음향 에너지의 특히 높은 흡수성을 가진 룸에 있는 물체도 또한, 유사한 시그니처를 제공한다. 어느 일 방식에서, 룸의 그러한 구역은 서라운드-소리를 적용할 때에 부딪치는 빔용으로 적절한 것이 아니며, 그래서 어느 일 경우에서는 셋-업 공정에서 후 사용용으로 간단하게 예를 들어 "음향 홀"로 구분되어야 한다.

룸을 조사하는 범위의 단순한 서치 방식과 함께하는 상기 방법을 조합한 사용은 청취실의 홀, 코너, 반침(alcoves) 및 대들보(pillars)(기본적으로는 안으로 들어간 반침(negative alcove))과 같은 외형상 특징부와 주 표면을 탐지 및 측정을 하는 것이다. 상기 부딪침 구역이 어레이 구역과 상관하여 추론되면, 예를 들어 광학(optics)에 사용된 표준 레이-트레이싱(ray-tracing)방법으로 어레이로부터 나온 빔 궤도를 연산할 수 있다.

룸의 기하형상이 알려지면, 사용되는 서라운드 소리 채널용의 다양한 빔의 방향이 정해진다. 이러한 일은 사용자가 최상의 청취 위치를 지정하거나(예를 들면, 그래프식 디스플레이와 커서를 사용) 또는 사용자가 탐지되는 마이크로폰의 위치와 청취위치에 마이크로폰을 배치하여(예를 들면 WO 01/23104호에 기술된 방법을 사용) 행해진다. 다음, 사운드 프로젝터는 소망 빔 방향을 연산하여 서라운드 소리 채널이 올바른 방향으로부터 최적한 청취위치에 도달하게 보장한다. 다음, 기구를 사용하는 중에, 각각의 변환기로 보내지는 출력신호는 선택된 방향으로 어레이로부터 빔이 나가는 것을 보장하도록 적절한 양으로 지연된다.

본 발명을 달리하면, 어레이가 대형 위상-어레이 수신 안테나로서 그 전체 또는 그 일부에 사용되어, 방향 선택도(selectivity)가 수용 시간에서 달성된다. 실질적으로, 비용과 복잡성이 제2의 문제가 되는 매우 특별한 목적에서만 유용한 이러한 옵션은, (실질적으로 동시적이지 않을 지라도 동일한 장비에 있는)저-노이즈 감지 수신기로서 하이-파워-구동 음향 전달 변환기의 어레이를 사용하여 제기되는 비용, 복잡함 그리고 신호-대-노이즈의 복잡한 결합이 있다. 그럼에도 불구하고, 매우 낮은 저항의 아날로그 스위치를 사용하여 공정의 전송 펄스 위상 도중에 출력 파워 증폭기에 변환기를 접속하고 그리고, 수신 위상 도중에 아날로그 스위치를 오프로 전환하여 행해지며, 그리고 수신 위상 대신에 낮은-노이즈 아날로그 스위치를 가진 변환기를 민감한 수신-사전-증폭기에 접속하여 당기술분야에서 널리 공지된 바와 같이 종래 위상-어레이(수신) 안테나 방식으로 빔 처리되는 디지털 수신 신호를 ADC가 발생하게 된다.

사운드 프로젝터를 셋-업하는 다른 방법을 이하에 기술하며, 이러한 방법은 소리 펄스가 어레이에 있는 1개 이상의 변환기에서 방출되어, 청취 위치에 마이크로폰을 배치하고, 마이크로폰 출력을 분석하는 단계를 포함한다. 이러한 방법에서는 보다 많은 신호(마이크로폰에 의해 등록된 펄스의 제1반사 이외에 것)가 분석되어 룸의 반사면을 평가한다. 클러스터 분석방법이 양호하게 사용된다.

일반적으로 청취 지점에 있는 마이크로폰을 공간에 일 지점에 설계하고 그리고 전방향으로 향하는 것으로 한다. 반사면이 평면인 것으로 하면, 변환기 어레이에서 마이크로폰으로 다른 소리 통로를 나타내는 각각의 이미지를 가진 상태로, 공간에 마이크로폰 "이미지"의 어레이로서의 시스템을 생각할 수 있다. 소리 속도(c)는 전체적으로 상수와 같이 알려진 것으로 하고, 따라서, 거리와 이동-시간은 서로 교환할 수 있다.

xmic; ymic; zmic에 위치한 마이크로폰과 0; yi; zi에 위치한 변환기를 제공하여, 마이크로폰으로의 통로 거리는:

[1] di = (xmic^2 + (ymic - yi)^2 + (zmic - zi)^2)^(1/2)

상기 식은 다음과 같이 (di; yi; zi)공간에 2매 쌍곡면의 식으로 다시 기재될 수 있다.

[2] di^2 - (ymic - yi)^2 - (zmic - zi)^2 = xmic^2

여기서, "^"표시는 멱지수를 나타낸다.

임펄스 반응을 측정하기 위해, 단일 변환기를 알려진 신호, 예를 들면 2^18-1bits의 최대 길이 시켄스를 5회 반복하는 신호로 운영된다. 48kHz의 샘플링 비율에서 이러한 시켄스는 5.46초 지속한다.

청취 위치에서 전방향 마이크로폰을 사용하여 기록동작을 취한다. 다음, 기록동작은 시간-역전 오리지널 시켄스로 기록을 얽어서(convolve) 필터되고 그리고 상관관계는 신호-대-노이즈 비율을 향상하도록 시켄스의 각각의 반복부에서 얽어진 신호의 흡수값을 더하여 연산된다.

상기 임펄스 측정은 사운드 프로젝터의 어레이에서 다수의 다른 변환기로 실시된다. 복수의 충분히 상호관련되지 않은 시켄스를 동시적으로 사용하는 것은 상기 측정을 위한 시간을 짧게 할 수 있다. 상기 시켄스로, 동시적으로 1개 변환기 보다 많은 변환기에서 나오는 임펄스 반응을 측정할 수 있다.

다음의 알고리듬을 시험하기 위해서, 청취실이 대체로 WO 02/078388호에 기술된 바와 같이 Mk 5a DSP와, 대략 (4.0; 0.0; 0.6)으로 커피테이블상에 전방향성 마이크로폰으로 셋업되고 그리고 2^18-1bits의 최대 길이 시켄스(MLS)의 6회 반복은 온-스크린 디스플레이에서 이들을 선택하여 개별 변환기로 48kHz로 보내진다. 어레이는 청취인이 전방에서 어레를 바라 봄으로서 좌우 및 상하로 진행하는 0 내지 255 번호의 256변환기의 16x16그리드를 포함한다. 256변환기 어레이의 13변환기가 사용되며, 중앙 또는 엣지와 같이 "극단"위치에서 변환기를 구비하는 DSP의 면을 횡단하는 대략 균일하게 이격진 그리드를 형성한다. 마이크로폰 반응은 분석용 48kHz WAV-포맷 파일로서 기록된다.

시간-역전 오리지널 MLS(Maximum Length Sequence)는 차례로 각각의 변환기에서 나오는 반응으로 감겨지고, 그리고 결과 임펄스 반응은 제1메이저 피크(직접 통로에 대응)를 찾아내어, t=0에 상기 피크가 있도록 시간 원점을 이동하고, 최대 임펄스가 높이 1을 가지도록 데이터를 축척하여, 정상상태로 되게 한다. 상기 시간 이동은 신호가 정확하게 동조화 할 필요성을 완화시킨다.

변환기(0)의 임펄스 반응의 세그먼트(어레이의 상부 좌측 코너)를 도8에 도시하였다. 그래프는 도달 시간에서 연산된 바로서, 이동 통로 길이와 대비하여 반사 시그널의 상대적 세기를 타나낸 도면이다. 다수 피크(-20dB)가 예를 들어, 피크 0.4m, 1.2m, 3.0m, 3.7m 및 4.4m으로 그래프에서 확인될 수 있다.

도9는, 룸에서 반사기와 상기 피크를 상관시키려는 시도를 하기 전에, 완전 반사 룸에서 기대되는 시그널로 이루어진 모델을 설명하는 도면이다.

도9는 (4; 0; 0)에 지점에서 청취된 것으로서, 사운드 프로젝터의 어느 일측에 2.5m 벽을 가지고, 그 전방에 8m 후방벽과 그 위로 1.5m 천장을 가진 룸의 '완전' 임펄스 반응을 나타낸 그래프이다. 상기 축(t)은 시간을 나타내고 그리고 상기 축(z, y)은 사용된 변환기와 상관된 공간 축이다. 신호가 반사면에서 반사되어, 마이크로폰이 식[1] 또는 식[2]으로부터 구해진 통로 또는 지연 값에 따르는 면의 반사 이미지를 측정한다. 직접 통로와 천장에서 나온 반사는 각각 첫번째 2개면 이미지(311, 312)에 대응하고 그리고 다음 4개 섞여진 도착물(313)은 각각 천장을 가진/가지지 않은 측벽에서 나온 반사에 대응한다. 나머지 후 도착물(314, 315)은 후방 벽 또는 복합 반사물에서 반사된 반사를 나타낸다. 도9의 모델을 사용하여, 도8의 일부 메이저 피크의 개략적인 설명을 할 수 있다. 아래에 표1은 이러한 개략적인 설명에 따른 리스트 이다.

표1

거리 적절한 소스

0 변환기로부터 마이크로폰으로의 직접통로

0.4 커피테이블로부터의 반사

1.2 천장으로부터의 반사

3.0, 3.7, 4.4 천장이 있는/없는 측벽으로부터의 반사

이하에 설명되는 알고리듬은 룸 또는 그 콘텐츠의 형태에 대한 사전 지식 없이 자동적으로 분석을 실시하여, 사운드 프로젝터에 대한 적절한 반사면과 방향을 식별하는 것에 관한 것이다.

어레이를 횡단 확산하여 다른 위치에 놓인 다수 변환기에서 나오는 임펄스 반응을 측정한 후 또는 측정하는 중에, 데이터가 청취실 내의 반사면의 존재를 나타내는 도착물을 위해 서치된다.

실시예에서, 서치방법은 데이터 내의 클러스터(clusters)를 확인하는 알고리듬을 사용하여 한다.

클러스터링 알고리듬의 실시를 향상하기 위해서는, 데이터에서 다량의 노이즈를 제거하고 클러스터가 빠진 대형 공간을 제거하도록 프리클러스터링 단계를 실시하는게 유용하다. 도8의 경우에, 프리클러스터는 dB에서 최소 레벨과 미터에서 최소와 최대 거리의 다음의 범위 내에서 선택된다. 프리클러스타1 (-15, 0, 2); 프리클러스타2 (-18, 2.8, 4.5); 및 프리클러스타3 (-23, 9, 11).

데이터가 반사로부터 임펄스를 잠재적으로 함유하는 다수의 클러스터와 노이즈 클러스터로 개략적으로 분리되어지면, 예를 들어 1981년 미국 뉴욕에 소재하는 플레넘 프레스 출판사에서 발간한 제임스 씨. 베즈덱의 "퍼지 물체 펑션 알고리듬에 의한 패턴 인식(Pattern Recognition with Fuzzy Objective Function Algorithms)"에서 기술된 FCV(fuzzy c-varieties)알고리듬의 변경된 버젼을 데이터에 적용하여 강력한 상호관계를 이룬 외부 평면을 찾는다. FCV알고리듬의 '퍼지(fuzziness)'는 퍼지 세트(fuzzy sets)의 개념인, i번째 데이터 지점은 멤버십 등급으로 불리우고 U(ik)로 지시된 임의 등급에 대한 k번째 퍼지 클러스터의 멤버에서 구해진다.

FCV알고리듬은 각각의 클러스터의 위치와 형태를 기술한 클러스터 "표준(prototype)"의 개념에 의지한다. 클러스터 내의 각각의 중요한 지점을 측정하여 멤버십 매트릭스를 사용하는 클러스터의 표준을 반복적으로 설계하여, 클러스터 표준에서 각각의 지점의 거리의 일부 측정치에 기본한 멤버십 값을 반환하여 처리된다.

알고리듬은 각각의 지점에서부터 일정한 거리에 있는 "노이즈"클러스터를 구비하여 노이즈에 강력하게 대항하도록 변경된다. "트루(true)"클러스터에 다르게 할당되지 않은 지점은 노이즈로서 분류되고 그리고 최종 클러스터에 영향을 미치지 않는다. 이러한 변경된 알고리듬은 "로버스트(robust)FCV" 또는 "RFCV"로서 언급된다.

알고리듬을 운영하면, 이것은 일반적으로, 반사를 나타내는 클러스터에 대응하지 않는 다는 의미에서 최선적으로 충분하지는 않은 최적한 구역으로 집중한다. 이러한 문제는 집중율을 추가의 대형 변화가 있을것 같지 않게 되기에(일반적으로 10^-3의 변화/반복) 충분히 낮게 강하하고 클러스터의 유효성을 점검하는 기다림으로 교정된다. 만일, 상기 교정이 무효한 것으로 판단되면, 다음 단계가 서치 공간에 그 밖에 다른 장소에서 무작위적으로 선택된 지점으로 점프 한다.

오리지널 FCV 알고리듬은 상기 알고리듬을 운영하기 전에 고정된 클러스터의 수를 신뢰한다. 변경된 알고리듬의 로버스트의 양호한 부작용은, 만일 극소수의 클러스터가 선택된다면 정상적으로 필요한 만큼의 많은 클러스터를 발견하는 것이 성공적으로 이루어진다는 것이다. 따라서, 이러한 알고리듬을 사용하는 양호한 방법이 단일 클러스터를 서치하고, 다음 제2클러스터를 서치하고, 그리고 클러스터의 번호를 증가하여 계속하여서, 클러스터가 더이상 발견되지 않을 때까지 각각의 단계에서 멤버십 매트릭스를 유지한다.

알고리듬에서 선택되는 다른 매개변수에는 1과 무한대 사이에 범위에 수로 있는 퍼지 등급(m)이 있다. 값 m=2는 일반적으로 하드 클러스터링(m- > 1)과 오버퍼지(m- > 무한대) 사이에 밸런스로서 사용되고, 그리고 본 실시예에 성공적으로 사용되어진 것이다.

클러스터의 수는 개시적으로는 알지 못하지만 RFCV알고리듬을 운영하면 지정되어야 한다. c의 교정 값을 찾는 일 방식은 c=1에서 개시하여, 합당한 cmax에 이를때까지 각각의 c에 적합한 알고리듬을 연속적으로 시도하는 것이다. 논-로버스트 폼(non-robust form)과 노이즈-프리 데이터를 가지고, 알고리듬은 c클러스터가 주어질 때에 c클러스터를 연속적으로 고른다. 만일 주어진 c클러스터보다 더 많거나 더 적게 있으면, 알고리듬이 찾는 클러스터의 적어도 하나가 c의 값을 올바르게 하도록 명료한 지시를 제공하는 유효한 시험을 통과할 수 없다.

로버스트 버젼은 제공된 c클러스터 보다 더 많이 있을 때에 양호하게 실시되며, c클러스터를 찾고, 노이즈로서 그외 것들을 분류한다. 이러한 성능의 향상은 c의 값을 사실상 올바르게 하는 지시를 적게 가지는 희생을 하고 이루어 진다. 이러한 문제는 다음과 같은 증량식 접근(incremental approach)을 사용하여 해결할 수 있다.

1. 초기 표준이 무작위적으로 발생되도록 알고리듬의 초기 멤버십 매트릭스(U0)를 지정하지 않고, c=1을 갖는 알로리듬을 운영.

2. c표준 보다 더 적게 알고리듬이 돌아올 때까지 동반 단계를 반복.

2.1 "노이즈"클러스터에 멤버십 값을 포함하며, 처리 단계의 최종 멤버십 매트릭스이도록 c를 증가하고 U0를 설정.

2.2 알고리듬 다시 운영.

이러한 방법에는 여러가지 잇점이 있다. 첫째, 알고리듬이 c-1보다 적은 수로 운영되지 않아서, 이질성 원형물이 제거되는데 필요한 대기시간을 최소로 한다. 둘째, 각각의 운영 개시 시점은, 클러스터의 c-1이 발견되어져 있고 나머지 데이터가 나머지 원형물(들)에 속해있음으로, 무작위적으로 선택된 것보다 양호하다.

도10은 c=1(도10A) 및 c=2, ... 5(각각의 도10B, ... 10E)를 사용하는 도2의 제2프리클러스터에 증량성 RFCV알고리듬을 적용한 결과를 나타낸 도면이다. 클러스터의 수가 c=4 와 c=5(도10D,E)로 더욱 증가함으로서, 이러한 클러스터가 사라지고 그리고 4개 교정 인식된 반사기가 데이터에 인식되어 진다. 클러스터가 부가로 확인되는 것은 없다. 클러스터는 데이터 스페이스에 도시된 평면(413)으로 나타나며, 차례로 방출 시켄스로 마이크로폰의 임펄스 반응을 나타내는 흑점(400)으로 나타내었다.

자동화 셋-업 과정에서는, 마이크로폰 위치를 알고 있지 않음으로, 상기 단계에 따라 확인되는 임의 클러스터는 마이크로폰 위치 xmic, ymic 및 zmic용 표준 대수식 방법 식[2]를 이용하여 사용한다.

변환기 어레이의 이미지의 거리와 방향 그리고 마이크로폰 위치 상태에서는 룸 구조에 대하여 충분히 알고 있는 정보로 빔이 다양한 각도로 청취자에게 향하게 한다. 이러한 사실은 음향 신호의 통로를 반전시키어 각각의 마이크로폰 이미지에 소리 빔이 방향지게 한다.

그런데, 빔이 출현하여 청취자에게 도달하는 방향을 추정할 필요가 있다.

이러한 추정을 이루는 일 방법은 마이크로폰에 도달하도록 벽으로부터 반사되는 빔으로부터 판단하는 것이다. 만일 이러한 판단이 자동적으로 이루어지게 되면, 대부분의 경우에서 벽은 모두 평평하고 그 전체 면이 반사성이 있는 것이라고 할 수 있다. 이러한 사실은 절대적으로 면(A, B)의 제2반사가 면(A, B)으로부터 제1반사된 신호보다 늦게 마이크로폰에 도달한다는 것을 의미하고, 다음의 알고리듬을 허용한다.

1. 벽의 빈 리스트를 초기화하여 개시함.

2. 상기 벽들에서의 임의 적인 반사 복합체가 올바르게 위치하여 있는 마이크로폰 이미지를 초래하는지를 볼 수 있도록 DSP로부터 적절한 거리에서 각 마이크로폰을 취하여 모든 벽을 조합하여 서치 함.

3. 만일 상기 조합이 실재하지 않으면, 이러한 마이크로폰 이미지는 미발견된 벽에서의 제1반사로 형성된다. 이러한 벽은 상기 마이크로폰 이미지에서 실제 마이크로폰으로 라인 세그먼트의 수직 이등분선이다.

보다 거치른 방법은 측정을 하는 중에 그리고 직접적으로 수신 빔 방향을 결정하는 2개 이상의 다른 구역에 위치한 복합 마이크로폰 또는 단일 마이크로폰의 사용을 포함하는 것이다.

기하 사면체 장비(tetrahedral arrangement)에 4마이크로폰을 가진 장비를 사용하고 개별적으로 마이크로폰의 각각의 이미지 이치를 결정한 후에, 이들은 수신된 빔 방향을 완전하게 지정할 오리지널 기하 사면체의 이미지로 그룹으로 된다. 만일 벽이 평면이면, 그 이미지에 실제 기하 사면체를 맵핑하는 변환 형태는 같은 것이며, 그 반전 도형(inverse)은 청취자의 관점에서 수신 위치로 사운드 프로젝터를 등가로 맵핑 한다.동일은 배 리스트에 새로운 벽을 더한다.

4개 마이크로폰 미만을 사용하면 도달 방향으로 불명료성의 증가를 초래한다. 그런데, 임의 경우에서는 이러한 불명료성을 감소시키기 위해서 벽을 수직하게 하는 것과 같은 합리적인 제약 방식을 사용할 수 있다.

마이크로폰 이미지의 스캐닝 문제는 2차원 서치 문제이다. 다양한 빔 패턴을 발생하는데 빔 프로젝터 성질을 사용하여 2개 연속성 1차원 서치 문제로 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 빔 형태를 긴 길이의 협폭 형태로 변경하고 수평으로 스캐닝하여, 표준 지점-포커스 빔을 수직 스캔을 사용하여 실현할 수 있다.

정상 지점-포커스 빔에서는, 임펄스 파면(波面)이 촛점에 집중된 구형이 되도록 설계된다. 만일 상기 구(球)를 수직방향으로 연장된 타원형으로 대체한다면, 상기 빔은 수직 방향으로 디포커스 되고 긴 길이의 협폭 형태를 형성할 것이다.

다르게는, 다른 1개 와의 사이에 공간이 있고 사운드 프로젝터로부터 동일한 거리로 이격진 2개 지점에 포커스된 2개 빔을 사용하여 긴 길이의 협폭 빔을 형성할 수 있다. 이러한 사실은 사이드로브와 그와 대비되는 대형 크기의 메인 빔 사이에 위상의 급한 변화로 인한 것이다.

도11은 상술된 방법의 일반적인 단계를 요약 도시한 도면이다.

본 발명이 예를 들어 룸 안에와 같이 실내에 사용된 서라운드 사운드 시스템에 특히 적용할 수 있는 것임에 주목한다. 그리고, 본 발명은 동일하게 적절한 빔 반사를 허용하는 부딪침 구역에 적용할 수 있는 것이다. 따라서, 본원에 사용된 용어 "룸"은 본 발명을 실시할 수 있는 스튜디오, 극장, 점포, 스타디움, 원형극장 및 임의 장소(실내 또는 실외)를 포함하는 광범위한 장소를 의미하는 것이다.

Claims

청취 위치를 가진 룸에 있는, 적어도 일 방향으로 향하는 오디오 사운드 빔을 발생할 수 있는 스피커 시스템의 셋-업 방법에 있어서, 상기 방법은:

스피커 시스템에서 상기 룸 안으로 신호를 방출하는 단계와;

상기 룸 내의 1개 이상의 구역에 상기 신호와 적어도 1개의 반사를 등록하는 단계와;

차후(future) 오디오 빔용의 제1세트의 방향 매개변수를 결정하기 위해 상기 등록 신호를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항에 있어서, 소망 방향으로 오디오 사운드의 빔이 향하도록 상기 방향 매개변수를 사용하는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스피커 시스템은 전자-음향 변환기의 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제3항에 있어서, 각각의 신호는 어레이 내의 단일 전자-음향 변환기에서 방출되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 신호는 상기 신호가 소망방향으로 방출되도록 어레이 내의 복수 전자-음향 변환기에서 방출되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제3항에 있어서, 다른 신호가 다른 전자-음향 변환기에서 동시적으로 방출되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제6항에 있어서, 다른 전자-음향 변환기가 변환기 어레이의 중앙과 엣지 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 등록 단계는 상기 룸에 적어도 일 마이크로폰을 위치설정하는 단계와, 적어도 일 마이크로폰을 사용하여 신호와 적어도 일 반사를 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제8항에 있어서, 복수의 마이크로폰이 공지된 기하형상 구조, 양호하게는 기하 사면체 구조로 배열된 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 마이크로폰은 스피커 시스템에 물리적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 단계는 스피커 시스템의 구역과 상관하여 청취 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 단계는 청취 위치에 대한 복합 음향 통로를 확인하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제12항에 있어서, 상기 평가 단계는 다른 통로에 다른 오디오 채널을 할당하는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 단계는 등록 신호에 반사 클러스터를 확인하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 빔 방향을 차단하도록 룸의 기하형상과 상관하여 사전-공지된 데이터를 사용하는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제15항에 있어서, 상기 사전-공지된 데이터는 데이터의 입력을 증진하는 단계를 구비하는 방법이 조작인에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제15항에 있어서, 상기 사전-공지된 데이터는 셋-업 방법을 이전(previous) 적용하여 제공되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 단계는 상기 룸 내부 구역에서 신호를 방출하고 제1반사를 수신하는 사이에 경과 시간을 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제10항에 있어서, 상기 마이크로폰은 전자-음향 변환기의 어레이의 평면 근처에, 양호하게는 상기 어레이의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 단계는 상기 룸 주위에 사운드 빔을 스캐닝 하여 스피커 시스템에서부터의 면의 거리를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 수신된 신호의 제1사전결정된 부분 만이 평가 단계에서 평가되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스피커 시스템에서 방출된 신호는 촛점이 평가된 반사면 근처에 있도록 스피커 시스템을 사용하여 촛점을 이루는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제22항에 있어서, 피드백 루프는 빔 운동으로 개산된 반사면 위치를 빔 포커스가 트랙하도록 제공하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 등록 신호의 적어도 하나는 스피커 시스템에서부터의 사전-결정된 거리에 놓이는 면에 의해 반사된 신호를 식별하도록 대응하는 평가된 신호의 위상 이동 버젼과 곱해지는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스피커 시스템에 의해 방출된 신호의 적어도 하나는 처프(chirp) 신호를 포함하고, 상기 처프 신호는 그 지속 기간 동안에 주파수 감소동작을 하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제25항에 있어서, 대응 필터는 적절한 범위의 분석결과를 유지하면서 신호 대 노이즈 비율이 향상하도록 반사된 처프 신호를 해독하는 수신기에 사용되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 단계는 복수의 수신 신호를 수용하는 시간을 분석하여 사운드 프로젝터와 상관한 반사성 면의 각도를 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 단계는 복수의 수신 신호의 상관 진폭을 분석하여 사운드 프로젝터와 상관된 반사성 면의 각도를 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 단계는, 반사동작 면이 연속성 평면인지 또는 곡선진 면인지를 판단하도록, 수시된 제1반사 신호 진폭의 변화를 분석하는 단계와, 제1반사 시간에서의 변화를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 스피커 시스템에서 방출된 신호 방향은 룸 내의 반사성 면 사이에 탐지된 불연속부를 트랙하도록 세트 되는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제30항에 있어서, 스피커 시스템에 의해 방출된 신호 방향은 반사성 면에 상기 불연속부의 존재를 확인하도록 개산된 불연속부의 일 측으로 방향을 전향하게 하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 스피커 시스템에서 나오는 신호 방출을 따라 등록된 신호가 없을 때에 특정한 방향으로 룸 면에 있는 "홀" 을 평가하고 그리고 그 후, 상기 "홀"을 향하는 방향으로 오디오 사운드 신호가 향하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 스피커 시스템은 서라운드 사운드 채널의 플레이백 성질을 가진 서라운드 사운드 시스템인 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제6항에 있어서, 상기 신호는 방향 범위로 공간 제약을 받는 사운드 빔으로 방출되고, 상기 공간 제약을 받는 사운드 빔은 협폭의 수직 빔을 형성하도록 측면으로 제약을 받는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
제34항에 있어서, 사운드의 상기 공간 제약된 빔은 협폭 점 또는 타원형 빔을 형성하도록 측면 수직방향으로 제약을 받는 것을 특징으로 하는 스피커 시스템의 셋-업 방법.
셋-업 기능을 가진 서라운드 사운드 시스템에 있어서, 상기 시스템은:

룸의 기하형상과 최적한 청취지점 위치를 고려한 데이터가 유입되게 사용자를 자극하는 수단과;

사용자에 의해 유입된 데이터를 기록하는 수단 및;

사용자의 반응에 따라 서라운드 사운드 채널의 방출 방향을 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 서라운드 사운드 시스템.
적어도 반-자동 셋-업 기능을 가진 서라운드 사운드 시스템에 있어서, 상기 시스템은:

셋-업 사운드 신호의 방향성 빔을 방출하는 수단과;

청취 룸 내의 1개 이상의 구역에서 적어도 1개의 반사와 신호를 등록하는 수단 및;

서라운드 사운드 시스템을 구성하는데 유용한 데이터를 구하기 위해 등록 신호를 평가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 서라운드 사운드 시스템.
제37항에 있어서, 신호를 평가하는 수단은 전송된 신호의 제1반사 시간과 대응 전송 신호에 대한 반사 신호의 진폭을 출력하는 신호 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 서라운드 사운드 시스템.
제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 시스템은 먼저 룸 내에 위치하는 주요 반사면의 위치를 결정하고, 그 후 서라운드 사운드 채널이 방출되는 방향을 결정하도록 구조되는 것을 특징으로 하는 서라운드 사운드 시스템.
제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 방향성 사운드 빔을 출력하는 전자-음향 출력 변환기의 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 서라운드 사운드 시스템.
제37항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 반사를 등록하는 수단은 적어도 일 마이크로폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 서라운드 사운드 시스템.
제46항에 종속하는 제40항에 있어서, 적어도 일 마이크로폰은 출력 변환기의 어레이에 근접하여 서라운드 사운드 시스템에 배치되는 것을 특징으로 하는 서라운드 사운드 시스템.