KR20090058224A - Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker - Google Patents

Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker Download PDF

Info

Publication number
KR20090058224A
KR20090058224A KR1020070124906A KR20070124906A KR20090058224A KR 20090058224 A KR20090058224 A KR 20090058224A KR 1020070124906 A KR1020070124906 A KR 1020070124906A KR 20070124906 A KR20070124906 A KR 20070124906A KR 20090058224 A KR20090058224 A KR 20090058224A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
frequency
focusing
harmonic
high frequency
Prior art date
Application number
KR1020070124906A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101520618B1 (en
Inventor
김정호
고상철
김영태
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070124906A priority Critical patent/KR101520618B1/en
Publication of KR20090058224A publication Critical patent/KR20090058224A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101520618B1 publication Critical patent/KR101520618B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00Processing of the speech or voice signal to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2203/00Details of circuits for transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R3/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2203/12Beamforming aspects for stereophonic sound reproduction with loudspeaker arrays

Abstract

A method and an apparatus for accurately focusing a sound signal are provided to recognize a focusing signal of a low frequency band positioned in a specific direction and distance from an array speaker by focusing a harmonic wave signal corresponding to a low frequency signal in the array speaker. A filtering part(310) filters a high frequency signal having higher frequency than a reference frequency and a low frequency signal having lower frequency than a reference frequency. A high frequency focusing signal generating part(321) obtains a high frequency focusing signal for focusing the filtered high frequency signal to a predetermined position. A harmonic wave focusing signal generating part(322) generates a harmonic wave signal from the filtered low frequency signal. The harmonic wave focusing signal generating part obtains a harmonic wave focusing signal by controlling the harmonic wave signal at less than a threshold frequency. An output signal generating part(330) generates an output signal by synthesizing the obtained high frequency focusing signal and the obtained harmonic wave focusing signal.

Description

어레이 스피커를 통해 음향을 포커싱하는 방법 및 장치{Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker}Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker

본 발명은 출력하고자 하는 음향을 특정 위치로 집중시키는 포커싱 방법 및 장치에 관한 발명으로서, 복수 개의 스피커들로 구성된 어레이 스피커를 통해 음향 신호를 조절하여 어레이 스피커로부터 특정 거리 및 방향에 위치한 지점으로 음향을 포커싱하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a focusing method and apparatus for concentrating a sound to be output to a specific position, wherein the sound is adjusted to a point located at a specific distance and direction from the array speaker by adjusting the sound signal through the array speaker composed of a plurality of speakers. A method and apparatus for focusing are provided.

어레이 스피커는 다수의 스피커들을 조합하여 재생하려는 음의 방향을 조절하거나, 특정 지역으로 음을 보내고자 할 때 사용된다. 이와 관련하여, 일반적으로 지향성(directivity)라고 불리는 음의 전달 원리는 다수의 음원 신호들의 위상 차이를 이용하여 특정 방향으로 신호의 세기가 커지도록 신호를 중첩시킴으로써 신호를 특정 방향으로 전달하게 된다. 따라서, 다수의 스피커들을 특정 위치에 따라 배치하고 어레이를 구성하는 각각의 스피커들을 통해 출력되는 음원 신호를 조절함으로써 이러한 지향성을 구현하게 된다.Array speakers are used to combine multiple speakers to adjust the direction of the sound to be played or to send a sound to a specific area. In this regard, the principle of sound transfer, commonly referred to as directivity, utilizes the phase difference of a plurality of sound source signals to superimpose the signals so that the signal strength increases in a particular direction, thereby transmitting the signal in a specific direction. Therefore, this directivity is realized by arranging a plurality of speakers according to a specific position and adjusting a sound source signal output through the respective speakers constituting the array.

최근 다양한 휴대용 디지털 기기가 상용화됨에 따라 음향 신호를 재생할 수 있는 스피커들의 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 휴대용 디지털 기기에 구현된 음향 재생 기능에 대한 사용자들의 기대 수준과 욕구도 점차 증가하고 있다. 예를 들어, 종래의 단순한 모노(mono) 스피커에서 스테레오(stereo) 스피커로, 또한 스테레오 스피커에서 다채널의 어레이 스피커로 점차 고도화된 스피커 기술을 요구하고 있는 것이다. 특히, 최근 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 기기, PMP(Portable Multimedia Player) 및 화상 통화 휴대 전화와 같이 소형화된 디지털 기기과 같이 사용자가 휴대하며 사운드를 청취할 수 있는 장치들이 대중화됨에 따라 사운드 청취에 있어서도 어레이 스피커를 이용하여 사용자가 원하는 특정 위치로 음향을 집중시키는 포커싱 기술이 요구되고 있다.Recently, as various portable digital devices are commercialized, demand for speakers capable of reproducing sound signals is increasing. Accordingly, the expectations and desires of users for the sound reproduction function implemented in portable digital devices are gradually increasing. For example, there is a demand for progressively advanced speaker technology from simple mono speakers to stereo speakers and from stereo speakers to multichannel array speakers. In particular, array speakers are also used for listening to sound as devices such as digital multimedia broadcasting (DMB) devices, portable multimedia players (PMPs), and digital telephony devices, such as miniaturized digital devices, have become popular. There is a need for a focusing technique for focusing sound to a specific location desired by a user.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 물리적으로 고정된 크기의 어레이 스피커로 인해 저주파수 영역의 음향 신호가 제대로 포커싱되지 않는 한계를 극복하고, 이러한 문제점으로 인해 사용자가 어레이 스피커로부터 특정 거리만큼 떨어진 위치에서 음향을 청취할 때 저주파 영역의 신호를 명료하게 청취할 수 없는 문제점을 해결하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 방법 및 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be solved by the present invention overcomes the limitation that the sound signal in the low frequency region is not properly focused due to the physically fixed size of the array speaker, and due to this problem, the user is acoustically located at a specific distance from the array speaker The present invention provides a method and apparatus for acoustic focusing of an array speaker, which solves a problem in that a signal in a low frequency region cannot be clearly heard when listening to the audio signal.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 어레이 스피커의 음향 포커싱 방법은 입력 신호로부터 기준 주파수보다 주파수가 높은 고주파 신호와 상기 기준 주파수보다 주파수가 낮은 저주파 신호를 각각 여과하는 단계; 상기 여과된 고주파 신호를 소정 위치로 포커싱하는 고주파 포커싱 신호를 획득하는 단계; 상기 여과된 저주파 신호로부터 상기 저주파 신호를 대체하는 조화파 신호를 생성하여 상기 소정 위치로 포커싱이 가능한 한계 주파수 이하로 제어함으로써 조화파 포커싱 신호를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 고주파 포커싱 신호와 상기 획득된 조화파 포커싱 신호를 합성하여 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the acoustic focusing method of an array speaker according to the present invention comprises the steps of filtering a high frequency signal higher in frequency than the reference frequency and a low frequency signal lower in frequency than the reference frequency from the input signal, respectively; Obtaining a high frequency focusing signal for focusing the filtered high frequency signal to a predetermined position; Acquiring a harmonic focusing signal by generating a harmonic signal replacing the low frequency signal from the filtered low frequency signal and controlling the harmonic signal below a threshold frequency capable of focusing to the predetermined position; And synthesizing the obtained high frequency focusing signal with the obtained harmonic focusing signal to generate an output signal.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기 기재된 어레이 스피커의 음향 포커싱 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In order to solve the above other technical problem, the present invention provides a computer-readable recording medium that records a program for executing the acoustic focusing method of the array speaker described above on a computer.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 어레이 스피커의 음향 포커싱 장치는 입력 신호로부터 기준 주파수보다 주파수가 높은 고주파 신호와 상 기 기준 주파수보다 주파수가 낮은 저주파 신호를 각각 여과하는 여과부; 상기 여과된 고주파 신호를 소정 위치로 포커싱하는 고주파 포커싱 신호를 획득하는 고주파 포커싱 신호 생성부; 상기 여과된 저주파 신호로부터 상기 저주파 신호를 대체하는 조화파 신호를 생성하여 상기 소정 위치로 포커싱이 가능한 한계 주파수 이하로 제어함으로써 조화파 포커싱 신호를 획득하는 조화파 포커싱 신호 생성부; 및 상기 획득된 고주파 포커싱 신호와 상기 획득된 조화파 포커싱 신호를 합성하여 출력 신호를 생성하는 출력 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the acoustic focusing apparatus of the array speaker according to the present invention includes a filtering unit for filtering a high frequency signal with a frequency higher than the reference frequency and a low frequency signal lower than the reference frequency from the input signal, respectively; A high frequency focusing signal generator for acquiring a high frequency focusing signal for focusing the filtered high frequency signal to a predetermined position; A harmonic focusing signal generation unit generating a harmonic focusing signal by generating a harmonic signal replacing the low frequency signal from the filtered low frequency signal and controlling the harmonic focusing signal below a threshold frequency capable of focusing to the predetermined position; And an output signal generator for synthesizing the obtained high frequency focusing signal and the obtained harmonic focusing signal to generate an output signal.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 실시예들을 설명함에 있어서, 음압(sound pressure)이란, 음향 에너지가 미치는 힘을 압력의 물리량을 사용하여 표현한 것이고, 음장(sound field)이란 음원을 중심으로 음압이 미치는 영역을 개념적으로 표현한 것이다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, sound pressure refers to a force exerted by acoustic energy using a physical quantity of pressure, and a sound field conceptually represents a region of sound pressure around a sound source.

도 1은 본 발명이 해결하고자 하는 문제 상황을 설명하기 위해 어레이 스피커를 통해 사운드를 포커싱할 때 나타나는 음장을 주파수에 따라 예시한 빔 패턴(beam pattern)이다. 여기서, 빔 패턴이라 함은 스피커 및 안테나 등의 신호 출력 장치를 통해 방사되는 음향이 형성하는 음장을 패턴으로 표시한 것을 말한다. 이러한 빔 패턴은 출력 신호를 측정하는 측정기를 이용하여 어레이 스피커로부터 떨어진 거리에 따라 방사되는 음향 신호를 수신하여 각각의 측정 거리별로 수신된 음향 신호의 강도를 그래프상에 시각적으로 도시함으로써 얻어진다.FIG. 1 is a beam pattern illustrating a sound field that appears when focusing sound through an array speaker according to a frequency to explain a problem situation to be solved by the present invention. Here, the beam pattern refers to a pattern representing a sound field formed by sound emitted through signal output devices such as speakers and antennas. Such a beam pattern is obtained by receiving a sound signal radiated according to a distance from an array speaker using a measuring device measuring an output signal, and visually showing the intensity of the received sound signal for each measurement distance on a graph.

도 1에서 각각의 그래프의 가로축은 어레이 스피커로부터의 전방 거리를 나 타내고, 그래프의 세로축은 어레이 스피커를 중심으로 한 거리를 나타낸다. 각각의 그래프에서는 세로축의 좌측 중심에 어레이 스피커가 위치해 있다고 가정한다. 즉, 세로축 상에 위치한 어레이 스피커로부터 우측 방향으로 음향이 방사되어 나오는 상황을 가정한다. 빔 패턴 110은 어레이 스피커를 통해 방사되어 나오는 음향 신호의 주파수가 630 Hz인 경우를 예시하고 있고, 빔 패턴 120 및 빔 패턴 130은 각각 1.6 kHz와 4 kHz인 경우를 예시하고 있다.In FIG. 1, the horizontal axis of each graph represents the front distance from the array speaker, and the vertical axis of the graph represents the distance around the array speaker. Each graph assumes that the array speaker is located on the left center of the vertical axis. That is, assume a situation in which sound is emitted in the right direction from the array speaker located on the vertical axis. The beam pattern 110 illustrates a case where the frequency of the acoustic signal radiated through the array speaker is 630 Hz, and the beam pattern 120 and the beam pattern 130 illustrate 1.6 kHz and 4 kHz, respectively.

각각의 빔 패턴들을 비교하여 보면, 방사되는 음향 신호의 주파수가 높을수록 빔 패턴의 중앙부에 음장이 잘 형성되는 것을 알 수 있다. 도 1에서 빔 패턴 130의 중앙부에 어두운 색깔로 음장이 뚜렷하게 형성되어 있는데 반해, 빔 패턴 120에는 보다 흐리게, 또한 빔 패턴 110에는 그 보다 더욱 흐리게 음장이 형성된 것을 볼 수 있다. 특히, 빔 패턴 110의 경우 A 부분을 참조할 때, 어레이 스피커의 가장자리로부터 방사된 음향 신호는 거의 음장을 형성하지 못하고 있는 것을 볼 수 있다.Comparing the beam patterns, it can be seen that the higher the frequency of the emitted acoustic signal, the better the sound field is formed in the center of the beam pattern. In FIG. 1, the sound field is clearly formed in a dark color in the center of the beam pattern 130, whereas the light pattern is more blurred in the beam pattern 120, and more blurred in the beam pattern 110. In particular, when referring to the A portion of the beam pattern 110, it can be seen that the acoustic signal emitted from the edge of the array speaker hardly forms a sound field.

일반적으로 어레이 스피커를 사용하는 경우 주파수에 따라 음 조절 성능이 변화하는데, 저주파수 영역에서는 어레이 스피커의 사이즈보다 파장이 크면 빔 폭이 커져서 특정 위치로 소리를 포커싱(focusing)하는데 어려움이 발생한다고 알려져 있다. 도 1의 예들을 통해 볼 때, 어레이 스피커를 통해 방사되는 음향 신호의 주파수가 낮을수록 음장이 형성되기 어렵다는 것을 확인할 수 있고, 그 결과 어레이 스피커로부터 특정 위치에 떨어져 위치한 지점으로 음향을 집중시키는 음향 포커싱이 제대로 이루어지지 않는다는 사실을 알 수 있다. 이상과 같은 문제점들은 특히 소형 음향 기기 등에서 어레이 스피커의 사이즈가 너무 작은 경우에 음 조절이 용이하지 않기 때문에 두드러지게 발생하게 된다. 따라서, 이하에서는 어레이 스피커를 통해 음향 신호를 출력함에 있어서, 저주파 영역에서 음향 포커싱이 제대로 이루어지지 않는 문제점을 해결할 수 있는 구체적인 수단을 설명하겠다.In general, in the case of using an array speaker, the sound control performance changes according to the frequency. In the low frequency region, when the wavelength is larger than the size of the array speaker, it is known that the beam width becomes larger, which makes it difficult to focus the sound to a specific position. 1, it can be seen that the lower the frequency of the acoustic signal emitted through the array speaker, the more difficult the sound field is to be formed. As a result, acoustic focusing focuses the sound to a point away from the array speaker. You can see that this is not done properly. The above problems are remarkable because the sound control is not easy when the size of the array speaker is too small, especially in a small acoustic device. Therefore, hereinafter, a detailed means for solving the problem of poorly focused acoustics in the low frequency region in outputting an acoustic signal through the array speaker will be described.

도 2는 심리 음향을 이용하여 저주파 음향을 지각하는 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 음향 포커싱 장치 및 방법에 사용되는 기본적인 원리를 도시하고 있다. 도 2의 그래프에서 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 음의 크기를 나타낸다.FIG. 2 is a view for explaining a principle of perceiving low frequency sound using psychological sound, and illustrates a basic principle used in an acoustic focusing apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure. In the graph of FIG. 2, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents loudness.

음향을 학술적으로 분류할 때, 인간의 심리적인 측면에서 음에 관한 성질을 다루는 학문을 심리 음향학(Psycho Acoustics)이라고 하며, 그 대상이 되는 음향을 심리 음향이라고 한다. 이러한 심리 음향은 인간의 청각이 갖는 특성이나 한계로 인해 청취자가 인지한 음향을 물리적으로 측정되는 음의 성질과는 다르게 인식한다는 특성에 기초하고 있다. 여기서는 이러한 심리 음향의 다양한 성질들 중에서 인간이 저주파 음향을 지각하는 원리에 관하여 조화파(harmonics)를 중심으로 설명하겠다.When classifying sound academically, the study of the nature of sound in the psychological aspect of human is called psychoacoustics, and the object of sound is called psychoacoustic. These psychoacoustic sounds are based on the characteristics that the listener perceives the sound perceived differently from the physically measured sound due to the characteristics or limitations of human hearing. Here, the principle of human perception of low frequency sound among various properties of psychoacoustic sound will be explained mainly on harmonics.

조화파란, 기본 주파수가 되는 기본 신호로부터 기본 주파수의 정수배의 주파수를 갖는 음향 신호를 말한다. 도 2에서 기본 주파수를 f라고 할 때, 조화파는 2f, 3f 및 4f 등과 같은 주파수를 갖는 음향 신호를 말한다. 조화파는 고조파 또는 배음(over tone)이라고도 부른다. 한편, 조화파는 기본 신호(210)와 동일한 크기를 갖는 것이 아니라 감쇠 함수(230)에 따라 감쇠된 신호가 된다. 또한, 조화파는 주 파수의 증가에 따라 신호의 크기가 감쇠하는 적어도 하나 이상의 조화파들이 혼합된 신호일 수 있다. 여기서, 감쇠 함수는 지수형 감쇠(exponential decay)나 자연 감쇠와 같이 주파수가 증가할수록 신호의 크기가 작아지는 형태의 함수가 될 수 있으며, 이러한 감쇠 함수를 정의하는 다양한 방법들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 파악할 수 있는 것이다.Harmonic waves are acoustic signals having a frequency that is an integer multiple of the fundamental frequency from the fundamental signal that becomes the fundamental frequency. In FIG. 2, when the fundamental frequency is f, the harmonic wave refers to an acoustic signal having frequencies such as 2f, 3f, and 4f. Harmonic waves are also called harmonics or over tone. On the other hand, the harmonic wave does not have the same magnitude as the basic signal 210 but becomes a signal attenuated according to the attenuation function 230. In addition, the harmonic may be a signal in which at least one harmonic wave whose amplitude of the signal is attenuated with increasing frequency is mixed. Here, the attenuation function may be a function in which the magnitude of the signal decreases as the frequency increases, such as exponential decay or natural attenuation, and various methods for defining such attenuation function may be used in the art. It will be easily understood by those skilled in the art.

심리 음향 분야의 연구에 따르면, 일반적으로 인간에게 기본 주파수 f의 정수배의 주파수에 해당하는 조화파를 듣려주거나, 또는 기본 주파수 f인 음의 f 성분을 제외하고 이들의 정수배의 주파수에 해당하는 조화파만을 들려주어도, 청취자는 이들 조화파로부터 기존 주파수 f에 해당하는 기본음(210)을 느끼게 된다고 한다. 이와 같이 실제 물리적인 주파수는 높은 주파수에 해당하는 음향 신호인데도 불구하고 청취자가 조화파의 기본 신호가 되는 낮은 주파수의 음향 신호로 인지하는 효과를 가상 피치(virtual pitch) 또는 사라진 기본 주파수(missing fundamental frequency)라고 칭한다.Research in the field of psychoacoustics has generally shown humans a harmonic wave corresponding to an integer multiple of the fundamental frequency f, or harmonic waves corresponding to the frequency of their integral multiples except for the negative f component of the fundamental frequency f. Even if only the listener is told, the listener will feel the fundamental sound 210 corresponding to the existing frequency f from these harmonics. Although the actual physical frequency is an acoustic signal corresponding to a high frequency, the virtual pitch or the missing fundamental frequency recognizes the effect that the listener perceives as a low frequency acoustic signal that is a fundamental signal of harmonic waves. It is called).

이러한, 원리를 이용하면 물리적으로 낮은 주파수의 기본 신호를 출력하기 어려운 경우에 기본 신호의 정수배의 주파수를 갖는 조화파를 출력함으로써 청취자로 하여금 마치 낮은 주파수의 기본 신호를 청취하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 이하에서 설명할 본 발명의 다양한 실시예들은 이러한 원리에 기초하여 지향성을 통해 음향 신호를 특정 위치에 집중시키는 포커싱이 구현되기 어려운 저주파 영역의 음향 신호에 대해 저주파 신호를 조화파로 대체하고, 대체된 조화파를 통해 포커싱을 구현하고자 한다. 이러한 포커싱을 구현함에 있어서 고주파 영역 의 신호에 대해서는 조화파를 사용할 필요가 없으므로, 이하의 실시예들은 입력 신호들의 주파수 대역을 고려하여, 입력 신호들을 고주파 대역과 저주파 대역으로 분리한 후, 저주파 대역의 입력 신호들에 대해서만 조화파로 대체하여 포커싱하는 장치 및 방법을 제시한다.Using this principle, when it is difficult to output a fundamental low frequency signal, the listener can achieve the same effect as listening to a low frequency fundamental signal by outputting a harmonic wave having an integer multiple of the fundamental signal. have. Accordingly, various embodiments of the present invention, which will be described below, replace and substitute a low frequency signal with a harmonic for an acoustic signal in a low frequency region in which focusing that concentrates the acoustic signal at a specific position through directivity is difficult to be implemented based on this principle. We will implement focusing through the harmonics. In implementing such focusing, since harmonics do not need to be used for signals in the high frequency region, the following embodiments consider the frequency bands of the input signals, and divide the input signals into the high frequency band and the low frequency band, and then, An apparatus and method for focusing by replacing harmonic waves with respect to input signals only are provided.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 스피커에서 음향을 포커싱하는 장치를 도시한 블럭도로서, 고역 통과 필터(HPF: High-Pass Filter)(311)와 저역 통과 필터(LPF: Low-Pass Filter)(312)로 구성된 여과부(310), 고주파 포커싱 신호 생성부(321), 조화파 포커싱 신호 생성부(322), 출력 신호 생성부(330) 및 복수 개의 개별 스피커들로 구성된 어레이 스피커(340)를 포함한다.3 is a block diagram illustrating an apparatus for focusing sound in an array speaker according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein a high pass filter (HPF) 311 and a low pass filter (LPF) are shown. An array speaker including a filtering unit 310 including a filter 312, a high frequency focusing signal generator 321, a harmonic focusing signal generator 322, an output signal generator 330, and a plurality of individual speakers. 340).

여과부(310)는 입력 신호로부터 기준 주파수보다 주파수가 높은 고주파 신호와 기준 주파수보다 주파수가 낮은 저주파 신호를 각각 여과한다. 여기서, 기준 주파수란 입력 신호들을 각각 고주파 신호와 저주파 신호로 여과하기 위해 기준이 되는 주파수로서, 컷-오프(cut-off) 주파수라고도 한다. 고주파 또는 저주파라는 표현은 매우 상대적인 개념으로서, 입력 음원 신호 전체 중 어느 주파수를 기준으로 고주파와 저주파를 분리할 것인지를 결정하여야 할 필요성이 있다.The filtering unit 310 filters the high frequency signal having a higher frequency than the reference frequency and the low frequency signal having a lower frequency than the reference frequency from the input signal, respectively. Here, the reference frequency refers to a frequency used as a reference for filtering input signals into high frequency signals and low frequency signals, respectively, and is also referred to as a cut-off frequency. The expression high frequency or low frequency is a very relative concept, and it is necessary to determine which frequency of the entire input sound source signal is to be separated from the high frequency and low frequency.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에서 입력 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 것은 저주파 대역에서 입력 신호의 포커싱이 제대로 되지 않기 때문이다. 따라서, 기준 주파수를 결정하는 것은 입력 신호의 포커싱이 제대로 되지 않는 주파수의 시작 지점을 찾아 적어도 이러한 시작 지점보다 높거나 같아야 할 것이다. 또한, 저주파수 영역에서는 어레이 스피커의 사이즈보다 파장이 크면 빔 폭 이 커져서 특정 위치로 소리가 잘 포커싱되지 않는다고 설명하였다. 따라서, 이상의 기준 주파수는 어레이의 크기를 고려하여 입력 신호가 특정 위치로 포커싱되지 않는 주파수보다 더 높거나 적어도 같은 주파수로 설정되어야 할 것이다.As described above, in the embodiments of the present invention, the separation of the input signal according to the frequency band is because the input signal is not properly focused in the low frequency band. Thus, determining the reference frequency should be at least above or equal to this starting point in search of the starting point of the frequency at which the input signal is not focused properly. In addition, in the low frequency region, when the wavelength is larger than the size of the array speaker, the beam width is increased, so that the sound does not focus well at a specific position. Therefore, the above reference frequency should be set higher or at least equal to the frequency at which the input signal is not focused to a specific position in consideration of the size of the array.

이러한 기준 주파수는 본 발명의 실시예들이 구현되는 실제 제품이나 환경에 따라 적절한 값으로 조절될 수 있을 것이며, 통상적으로 실험을 통하여 특정 값으로 미리 산출할 수도 있을 것이다. 또는, 이러한 기준 주파수를 미리 고정된 값으로 설정하지 않고, 어레이 스피커의 크기를 고려하여 기준 주파수를 별도의 장치를 통해 설정할 수도 있을 것이다.Such a reference frequency may be adjusted to an appropriate value according to the actual product or environment in which the embodiments of the present invention are implemented, and may be pre-calculated to a specific value through experiments. Alternatively, the reference frequency may be set through a separate device in consideration of the size of the array speaker without setting the reference frequency to a fixed value in advance.

앞서 설명한 도 2를 참조하면, 기준 주파수는 주파수 f와 주파수 2f 사이에서 점선(220)으로 도시되었다. 도 2에서 기본파(210)의 주파수 f는 기준 주파수보다 작다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도 3의 실시예에서는 기준 주파수보다 작은 저주파 신호들에 대해 기준 주파수보다 주파수가 큰 조화파를 이용하여 포커싱을 구현하게 된다.Referring to FIG. 2 described above, the reference frequency is shown by the dashed line 220 between the frequency f and the frequency 2f. In FIG. 2, it can be seen that the frequency f of the fundamental wave 210 is smaller than the reference frequency. Accordingly, in the embodiment of FIG. 3, focusing is implemented using harmonics having a frequency greater than the reference frequency for low frequency signals smaller than the reference frequency.

도 3에서 입력 신호는 고역 통과 필터(311)와 저역 통과 필터(312)를 통해 여과되고, 양 필터(311, 312)들은 각각 기준 주파수보다 주파수가 높은 고주파 신호와 기준 주파수보다 주파수가 낮은 저주파 신호를 통과시키게 된다. 다음으로, 여과된 고주파 신호와 저주파 신호로부터 사용자가 목표로 하는 위치로 음원 신호를 집중시키는 포커싱 과정을 차례로 설명한다.In FIG. 3, the input signal is filtered through the high pass filter 311 and the low pass filter 312, and both filters 311 and 312 are a high frequency signal having a higher frequency than the reference frequency and a low frequency signal having a lower frequency than the reference frequency, respectively. Will pass. Next, a focusing process of focusing the sound source signal from the filtered high frequency signal and the low frequency signal to a target position of the user will be described in sequence.

고주파 포커싱 신호 생성부(321)는 고역 통과 필터(311)를 통해 여과된 고주파 신호를 특정 위치로 포커싱하는 고주파 포커싱 신호를 생성한다. 이를 위해, 고 주파 포커싱 신호 생성부(321)는 여과된 고주파 신호의 이득값 또는 지연값을 조절함으로써 어레이 스피커로부터 특정 방향으로 지향성을 나타내도록 한다. 즉, 고주파 포커싱 신호 생성부(321)는 어레이 스피커를 구성하는 다수의 개별 스피커들을 통해 출력하려는 음향 신호들의 위상 차이를 이용하여 특정 방향으로 신호의 세기가 커지도록 음향 신호를 중첩시킴으로써 음향 신호를 특정 방향으로 전달하게 된다. 이상의 과정을 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.The high frequency focusing signal generator 321 generates a high frequency focusing signal for focusing the high frequency signal filtered through the high pass filter 311 to a specific position. To this end, the high frequency focusing signal generator 321 adjusts the gain value or delay value of the filtered high frequency signal so as to indicate directivity from the array speaker in a specific direction. That is, the high frequency focusing signal generator 321 specifies the sound signal by overlapping the sound signal so that the strength of the signal increases in a specific direction by using the phase difference of the sound signals to be output through the plurality of individual speakers constituting the array speaker. Direction. The above process will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 고주파 포커싱 신호 생성부(400)를 상세하게 도시한 블럭도로서, 복제부(410), 이득 조절부(420) 및 지연부(430)를 포함한다.FIG. 4 is a detailed block diagram illustrating a high frequency focusing signal generator 400 in an acoustic focusing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and includes a replica unit 410, a gain control unit 420, and a delay unit 430. It includes.

복제부(410)는 하나의 음원 신호가 입력되면 이를 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커의 개수(또는 출력하고자 하는 채널의 수가 될 수 있다.)만큼 복제한다. 다음으로, 이득 조절부(420)는 복제부(410)를 통해 복제된 신호들 각각에 대하여 필터를 이용하여 이득(gain)을 조절한다. 즉, 포커싱하고자 하는 방향을 고려하여 개별 스피커에 인가될 음원 신호들의 이득을 조절하게 된다. 이어서, 지연부(430)는 포커싱하고자 하는 방향 또는 거리에 따라 각각의 음원 신호들을 지연시킨다. 어레이 스피커를 통해 출력되는 음향 신호의 지향성 조절은 다음의 수학식 1에 따라 산출된다.When one sound source signal is input, the copy unit 410 replicates the number of individual speakers constituting the array speaker (or the number of channels to be output). Next, the gain adjusting unit 420 adjusts a gain using a filter for each of the signals copied through the copying unit 410. That is, the gain of the sound source signals to be applied to the individual speakers is adjusted in consideration of the direction to be focused. Subsequently, the delay unit 430 delays the respective sound source signals according to the direction or distance to be focused. The directivity control of the acoustic signal output through the array speaker is calculated according to Equation 1 below.

Figure 112007087242071-PAT00001
Figure 112007087242071-PAT00001

여기서 Δ는 지연값이고, λ는 출력하려는 음원 신호의 파장이고, d는 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커 간의 간격이며, θ는 어레이 스피커와 음원 신호의 방사 방향이 이루는 각도이다. 즉, 지연부(430)에서는 개별 스피커 간의 거리 d와 같은 어레이 스피커의 물리적인 특징과 파장 λ와 같은 출력하려는 음원의 성질, 그리고 출력하려는 방향이나 포커싱 위치 등의 다양한 변수들을 고려하여 각 채널별 지연값을 결정하게 된다. 이러한 이득 내지 지연 값은 목적하는 포커싱 위치 및 빔 폭 등의 음장을 형성하기 위해 산출된 값이다.Δ is a delay value, λ is a wavelength of a sound source signal to be output, d is an interval between individual speakers constituting the array speaker, and θ is an angle formed by the radiation direction of the array speaker and the sound source signal. That is, the delay unit 430 delays each channel in consideration of the physical characteristics of the array speaker such as the distance d between the individual speakers, the nature of the sound source to be output such as the wavelength λ, and various variables such as the direction or focusing position to be output. The value will be determined. This gain to delay value is a value calculated to form a sound field such as a desired focusing position and beam width.

이상에서 도 4를 참조하여 도 3의 고주파 포커싱 신호 생성부(321)에서 고주파 포커싱 신호를 생성하는 과정을 설명하였다. 이상에서 설명한 실시예는 입력된 음원 신호에 음원 특성에 따라 이득을 조절하거나, 특정 채널에 인가되는 신호를 지연하거나, FIR 형태의 필터를 통해 여과하는 등의 다양한 신호 처리를 함으로써 음원 신호를 조절할 수 있다. 또한, 이상과 같은 고주파 신호를 포커싱하는 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 기능상의 동일성이 인정되는 한도 내에서 그 일부 구성을 적절하게 수정하여 구현할 수 있을 것이다.The process of generating the high frequency focusing signal by the high frequency focusing signal generator 321 of FIG. 3 has been described above with reference to FIG. 4. In the above-described embodiment, the sound source signal may be adjusted by performing various signal processing, such as adjusting the gain according to the sound source characteristics, delaying a signal applied to a specific channel, or filtering through a FIR type filter. have. In addition, the process of focusing the high frequency signal as described above may be implemented by appropriately modifying some of the configurations within the limits to which a functional equivalent is recognized by those skilled in the art.

다시 도 3으로 돌아와서, 조화파 포커싱 신호 생성부(322)를 설명한다.3, the harmonic focusing signal generator 322 will be described.

조화파 포커싱 신호 생성부(322)는 저역 통과 필터(312)를 통해 여과된 저주파 신호로부터 저주파 신호를 대체하는 조화파 신호를 생성하고, 특정 위치로 포커싱이 가능한 한계 주파수 이하로 제어함으로써 조화파 포커싱 신호를 생성한다. 여기서, 한계 주파수란 어레이 스피커를 통해 음향 신호를 출력하였을 때, 특정 위치로 포커싱이 가능한 최대 주파수를 의미한다. 이러한 한계 주파수는 어레이 스피커 를 구성하는 개별 스피커들 간의 간격에 의해 결정된다고 알려져 있다.The harmonic focusing signal generator 322 generates a harmonic signal that replaces the low frequency signal from the low frequency signal filtered through the low pass filter 312, and controls the harmonic wave by controlling the frequency below a threshold frequency that enables focusing to a specific position. Generate a signal. Here, the limit frequency refers to the maximum frequency that can be focused to a specific position when the sound signal is output through the array speaker. This limit frequency is known to be determined by the spacing between the individual speakers that make up the array speaker.

이하에서는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 조화파 포커싱 신호 생성부(322)에서 조화파 포커싱 신호를 생성하는 과정을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a process of generating a harmonic focusing signal in the harmonic focusing signal generator 322 will be described in more detail with reference to FIGS. 5A and 5B.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 조화파 포커싱 신호 생성부를 상세하게 도시한 블럭도로서, 조화파 신호 생성부(510), 왜곡 제어부(520) 및 포커싱 처리부(530)를 포함한다.FIG. 5A is a block diagram illustrating in detail a harmonic focusing signal generator in an acoustic focusing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A illustrates a harmonic signal generator 510, a distortion controller 520, and a focusing processor 530. Include.

조화파 신호 생성부(510)는 저역 통과 필터(미도시)를 통해 여과된 저주파 신호로부터 저주파 신호의 주파수의 배수에 해당하고 기준 주파수 이상의 주파수를 갖는 조화파 신호를 생성하여 저주파 신호를 대체한다. 이러한 조화파 신호는 주파수의 증가에 따라 신호의 크기가 감쇠하는 적어도 하나 이상의 조화파 신호들의 합으로 구성될 수 있다. 또한, 기준 주파수 이하에서는 음향 신호의 포커싱이 제대로 이루어지지 않으므로, 조화파 신호가 기준 주파수 이상이어야 함은 당연하다. 앞서 설명한 바와 같이 조화파 신호 생성부(510)를 통해 생성된 조화파 신호는 물리적으로 기준 주파수 이상의 고주파 신호임에도 불구하고, 청취자로 하여금 마치 저주파 신호를 청취하는 것처럼 느끼게 한다.The harmonic signal generator 510 replaces the low frequency signal by generating a harmonic signal corresponding to a multiple of the frequency of the low frequency signal and having a frequency higher than or equal to the reference frequency from the low frequency signal filtered through the low pass filter (not shown). The harmonic signal may be composed of a sum of at least one harmonic signal whose magnitude decreases as the frequency increases. Further, since the acoustic signal is not properly focused below the reference frequency, it is natural that the harmonic signal should be above the reference frequency. As described above, the harmonic signal generated by the harmonic signal generator 510 makes the listener feel as if he is listening to a low frequency signal even though the harmonic signal generated by the harmonic signal generator 510 is physically a high frequency signal of more than a reference frequency.

왜곡 제어부(520)는 조화파 신호 생성부(510)를 통해 생성된 조화파 신호를 한계 주파수 이하로 제한함으로써 조화파 신호의 왜곡을 제어한다. 이하에서는 왜곡 제어부(520)가 조화파 신호의 왜곡을 제어하는 보다 상세한 과정을 도 5b를 참조하여 설명한다.The distortion controller 520 controls the distortion of the harmonic signal by limiting the harmonic signal generated by the harmonic signal generator 510 to a threshold frequency or less. Hereinafter, a detailed process of controlling the distortion of the harmonic signal by the distortion controller 520 will be described with reference to FIG. 5B.

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 조화파 포커싱 신호 생성부에 포함되는 왜곡 제어부(520)를 보다 상세하게 도시한 블럭도로서, 한계 주파수 설정부(522), 비교부(523) 및 주파수 제한부(524)를 포함한다.FIG. 5B is a block diagram illustrating in detail a distortion controller 520 included in a harmonic focusing signal generator in an acoustic focusing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. 523 and a frequency limiter 524.

우선, 왜곡 제어부(522)는 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커들 간의 간격을 고려하여 한계 주파수를 설정한다. 다음으로, 비교부(523)는 조화파 신호의 최고차 주파수(521)와 한계 주파수를 입력받아 양자를 비교한다. 최고차 주파수란 조화파에 포함된 다수의 신호들의 주파수 중에서 가장 높은 주파수를 나타낸다. 마지막으로, 주파수 제한부(524)는 생성된 조화파 신호의 주파수가 설정된 한계 주파수를 초과하지 않도록 조화파 신호의 주파수를 제한하여 최고차 주파수가 조절된 조화파 신호(525)를 출력한다.First, the distortion control unit 522 sets the limit frequency in consideration of the distance between the individual speakers constituting the array speaker. Next, the comparator 523 receives the highest frequency 521 and the limit frequency of the harmonic signal and compares the two. The highest order frequency represents the highest frequency among the frequencies of the plurality of signals included in the harmonic wave. Finally, the frequency limiting unit 524 outputs the harmonic signal 525 of which the highest order frequency is adjusted by limiting the frequency of the harmonic signal so that the frequency of the generated harmonic signal does not exceed the set limit frequency.

이상의 과정을 통해서, 만약 조화파 신호의 최고차 주파수(521)가 한계 주파수보다 작다면 입력된 최고차 주파수(521)에 해당하는 조화파 신호를 포커싱에 사용할 수 있을 것이다. 반면, 입력된 최고차 주파수(521)가 한계 주파수보다 크다면 포커싱에 사용할 수 없을 것이다. 왜냐하면, 이러한 차수의 주파수 성분이 포함된 조화파를 포커싱에 사용할 경우, 조화파 첨가에 따른 음질 저하가 발생할 우려가 있기 때문이다. 따라서, 왜곡 제어부(520)를 통해 출력되는 조화파 신호는 다음의 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.Through the above process, if the highest order frequency 521 of the harmonic signal is smaller than the limit frequency, the harmonic signal corresponding to the input highest order frequency 521 may be used for focusing. On the other hand, if the input highest-order frequency 521 is larger than the limit frequency, it may not be used for focusing. This is because, when the harmonic wave containing the frequency components of such order is used for focusing, there is a fear that the sound quality deteriorates due to the addition of the harmonic wave. Therefore, the harmonic signal output through the distortion controller 520 may be defined as in Equation 2 below.

Figure 112007087242071-PAT00002
Figure 112007087242071-PAT00002

여기서, G(n)은 조화파 신호를 나타내고, x(n)은 최고차 주파수를 나타내고, n은 기본 주파수의 정수배인 차수를 나타내며, F_h는 한계 주파수를 나타낸다. 즉, 수학식 2는 최고차 주파수가 한계 주파수보다 작은 조화파 신호를 포커싱에 사용하겠다는 것을 의미한다.Here, G (n) represents a harmonic signal, x (n) represents the highest order frequency, n represents an order that is an integer multiple of the fundamental frequency, and F_h represents a limit frequency. That is, Equation 2 means that the harmonic signal whose highest order frequency is smaller than the limit frequency is used for focusing.

앞서 설명한 도 2를 참조하면, 한계 주파수는 주파수 3f와 주파수 4f 사이에서 1점 쇄선(240)으로 도시되었다. 도 2에 따르면 최고차 주파수는 3f가 될 것이며, 주파수 4f는 한계 주파수(240)를 초과하는 값으로서, 왜곡 제어부(522)에 의해 제한될 것이다. 따라서, 조화파 신호는 주파수 2f와 주파수 3f만으로 구성될 것이다.Referring to FIG. 2 described above, the limit frequency is shown by dashed line 240 between frequencies 3f and 4f. According to FIG. 2, the highest order frequency will be 3f, and the frequency 4f is a value exceeding the limit frequency 240 and will be limited by the distortion control unit 522. Thus, the harmonic signal will consist only of frequency 2f and frequency 3f.

도 5a의 포커싱 처리부(530)는 왜곡 제어부(520)를 통해 제한된 조화파 신호를 특정 위치로 포커싱시킨다. 이 과정은 앞서 도 4의 실시예를 통해 설명한 고주파수 포커싱 신호 생성 과정과 동일하다. 일단, 조화파 신호 생성부(510) 및 왜곡 제어부(520)를 통해 생성된 조화파 신호는 더 이상 기준 주파수 이하의 저주파수 신호가 아니며, 실질적으로는 고주파수 신호에 해당한다. 따라서, 앞서 설명한 고주파수 포커싱 신호 생성 과정과 같이 이득을 조절하거나, 특정 채널에 인가되는 신호를 지연하거나, 필터를 통해 여과하는 등의 다양한 신호 처리를 함으로써 조화파 신호를 특정 방향 및 거리로 포커싱하게 된다. 이상에서 도 5a 및 도 5b를 참조하여 도 3의 조화파 포커싱 신호 생성부(322)에서 조화파 포커싱 신호를 생성하는 과정을 설명하였다.The focusing processor 530 of FIG. 5A focuses the limited harmonic signal to a specific position through the distortion controller 520. This process is the same as the high frequency focusing signal generation process described above with reference to the embodiment of FIG. 4. First, the harmonic signal generated by the harmonic signal generator 510 and the distortion controller 520 is no longer a low frequency signal below the reference frequency, and substantially corresponds to a high frequency signal. Therefore, the harmonic signal is focused in a specific direction and distance by performing various signal processing such as adjusting a gain, delaying a signal applied to a specific channel, or filtering through a filter as in the above-described high frequency focusing signal generation process. . In the above, the process of generating the harmonic focusing signal in the harmonic focusing signal generator 322 of FIG. 3 has been described with reference to FIGS. 5A and 5B.

이어서, 출력 신호 생성부(330)는 고주파 포커싱 신호 생성부(321) 및 조화파 포커싱 신호 생성부(322)를 통해 각각 획득한 고주파 포커싱 신호와 조화파 포 커싱 신호를 합성하여 출력 신호를 생성한다. 생성된 출력 신호는 어레이 스피커(340)에 인가되어 출력된다. 이러한 출력 신호는 어레이 스피커(340)에서 포커싱 가능한 기준 주파수 이상의 고주파 신호들로 구성되어 있으며, 포커싱 처리 과정에 의해 사용자가 원하는 특정 위치로 정확하게 방사될 것이다.Subsequently, the output signal generator 330 synthesizes the high frequency focusing signal and the harmonic focusing signal acquired through the high frequency focusing signal generator 321 and the harmonic focusing signal generator 322 to generate an output signal. . The generated output signal is applied to the array speaker 340 and output. The output signal is composed of high frequency signals above the reference frequency that can be focused in the array speaker 340, and will be accurately radiated to a specific position desired by the user through the focusing process.

도 6을 참조하여 이러한 출력 신호 생성부(330)를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 출력 신호 생성부를 상세하게 도시한 블럭도로서, 신호 합성부(610) 및 증폭기(620)를 포함한다. 신호 합성부(610)는 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커별로 고주파 포커싱 신호와 조화파 포커싱 신호를 합성한다. 이어서, 증폭기(620)는 어레이 스피커를 구성성하는 개별 스피커들의 위치와 출력 신호의 주파수를 고려하여 스피커별로 합성된 신호들을 증폭시킨다. 증폭된 출력 신호는 어레이 스피커(640)에 인가되어 출력된다.The output signal generator 330 will be described in more detail with reference to FIG. 6 as follows. 6 is a block diagram illustrating in detail an output signal generator in an acoustic focusing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, which includes a signal synthesizer 610 and an amplifier 620. The signal synthesizing unit 610 synthesizes the high frequency focusing signal and the harmonic wave focusing signal for each speaker constituting the array speaker. Subsequently, the amplifier 620 amplifies the synthesized signals for each speaker in consideration of the positions of the individual speakers constituting the array speaker and the frequency of the output signal. The amplified output signal is applied to the array speaker 640 and output.

이상에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 스피커에서 음향을 포커싱하는 장치를 상세하게 설명하였다. 본 실시예에 따르면 기준 주파수에 따라 고주파 신호와 저주파 신호를 분리하고, 저주파 신호를 대체하는 조화파 신호를 생성하여 포커싱 신호를 생성함으로써, 어레이 스피커에서 저주파 신호에 대응하는 조화파 신호를 포커싱시킬 수 있고, 그 결과 어레이 스피커로부터 특정 방향 및 거리에 위치한 청취자가 저주파 영역의 포커싱 신호를 명료하게 지각하는 것이 가능하다.In the above, the apparatus for focusing sound in the array speaker according to an embodiment of the present invention has been described in detail. According to the present exemplary embodiment, the harmonic signal corresponding to the low frequency signal can be focused in the array speaker by separating the high frequency signal and the low frequency signal according to the reference frequency, generating a harmonic signal replacing the low frequency signal, and generating a focusing signal. As a result, it is possible for a listener located in a specific direction and distance from the array speaker to clearly perceive the focusing signal in the low frequency region.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 어레이 스피커에 출력 신호를 인가하는 다양한 방법들을 설명하기 위한 블럭도이다.7A to 7C are block diagrams illustrating various methods of applying an output signal to an array speaker in an acoustic focusing apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 7a는 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 고주파 포커싱 신호 생성부(721)를 통해 생성된 고주파 포커싱 신호와 조화파 포커싱 신호 생성부(722)를 통해 생성된 조화파 포커싱 신호를 하나의 출력 신호 생성부(730)를 통해 합성한 후, 증폭하여 어레이 스피커(740)에 인가하는 과정을 도시하고 있다.FIG. 7A illustrates a harmonic focusing signal generated by the harmonic focusing signal generator 722 and a high frequency focusing signal generated by the high frequency focusing signal generator 721 in the acoustic focusing apparatus according to the exemplary embodiment described above. A process of synthesizing through one output signal generator 730 and then amplifying and applying it to the array speaker 740 is illustrated.

이와 달리, 도 7b의 출력 신호 생성부(730)는 다수의 신호 합성부와 증폭기를 포함한다. 또한, 각각의 증폭기를 통해 증폭된 출력 신호들은 어레이 스피커(740)를 구성하는 복수 개의 개별 스피커들에 차별적으로 인가된다. 도 7b의 어레이 스피커(740)는 N 개의 개별 스피커들로 구성된 것을 가정하고 있으며, 이들 각각에 대해 출력 신호 생성부(730)로부터 차별화된 출력 신호를 공급받게 된다.In contrast, the output signal generator 730 of FIG. 7B includes a plurality of signal synthesizers and amplifiers. In addition, the output signals amplified through each amplifier are differentially applied to the plurality of individual speakers constituting the array speaker 740. It is assumed that the array speaker 740 of FIG. 7B is composed of N individual speakers, and a differentiated output signal is supplied from the output signal generator 730 for each of them.

출력 신호를 차별화하는 것은 어레이 스피커(740)를 구성하는 개별 스피커들의 위치를 고려하여 설계될 수 있다. 예를 들어, 고주파 신호의 경우에는 직진성이 강하고 포커싱이 잘 이루어지는 특성이 있으므로, 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커들 중 어레이 스피커의 중앙부에 위치한 스피커들을 통해 출력하는 것이 효과적일 수 있다. 반면, 저주파 신호의 경우에는 고주파 신호에 비해 상대적으로 직진성이 약하고 포커싱이 잘 이루어지지 않는 특성이 있으므로, 어레이 스피커의 말단부(어레이 스피커의 양쪽 가장자리를 의미한다.)를 통해 출력하는 것이 효과적일 수 있다.Differentiating the output signal may be designed in consideration of the positions of the individual speakers constituting the array speaker 740. For example, in the case of a high frequency signal, since the straightness is strong and the focusing is well performed, it may be effective to output through the speakers located in the center of the array speaker among the individual speakers constituting the array speaker. On the other hand, in the case of low frequency signals, since the linearity is relatively weak compared to the high frequency signals, and focusing is poor, it may be effective to output through the end of the array speaker (means both edges of the array speaker). .

이와 같이 고주파 포커싱 신호 생성부(721) 및 조화파 포커싱 신호 생성부(722)를 통해 생성된 양 신호를 합성함에 있어서, 각각의 신호들의 주파수 특성과 어레이 스피커의 사용 위치를 고려하여 합성된 신호들을 개별 스피커들에 분배할 수 있다. 또한, 각각 합성된 출력 신호들에 대해 차별적으로 신호의 크기를 증폭시킬 수도 있다. 예를 들어, 포커싱하고자 하는 방향에 따라 특정 스피커에 인가될 출력 신호를 증폭시킬 수 있을 것이다. 이러한 신호 합성, 신호 증폭 및 개별 스피커에 인가하는 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 실시예의 다양한 구현 환경에 따라 적절하게 구성할 수 있는 것이다.As described above, in synthesizing both signals generated by the high frequency focusing signal generator 721 and the harmonic focusing signal generator 722, the synthesized signals are considered in consideration of the frequency characteristics of the respective signals and the use position of the array speaker. It can be distributed to individual speakers. In addition, it is possible to amplify the magnitude of the signal differentially for each of the synthesized output signals. For example, the output signal to be applied to a specific speaker may be amplified according to the direction to focus. Such a method of signal synthesis, signal amplification, and application to an individual speaker can be appropriately configured according to various implementation environments of the present embodiment by those skilled in the art.

도 7c는 도 7b의 출력 신호 생성부(730)에서 어레이 스피커(740)에 차별적으로 출력 신호를 공급하는 방법을 예시한 도면으로서, N 개의 개별 스피커들로 구성된 어레이 스피커(740)의 위치별로 인가될 출력 신호를 주파수에 따라 표시한 것이다. 도 7c에서는 어레이 스피커의 중앙부로부터 말단부로 갈수록 중앙부를 통해 출력하는 신호보다 상대적으로 주파수가 낮은 신호를 출력하는 것을 볼 수 있다.FIG. 7C is a diagram illustrating a method of differentially supplying an output signal to the array speaker 740 in the output signal generator 730 of FIG. 7B, and applied to each position of the array speaker 740 including N individual speakers. The output signal to be displayed is displayed according to the frequency. In FIG. 7C, a signal having a frequency lower than a signal output through the center portion is output from the center portion to the end portion of the array speaker.

본 실시예에 따르면, 출력 신호를 어레이 스피커의 위치에 따라 차별적으로 합성하고, 증폭하고, 인가함으로써 어레이 스피커의 포커싱 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment, the focusing performance of the array speaker can be improved by synthesizing, amplifying, and applying the output signal differentially according to the position of the array speaker.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어레이 스피커에서 음향을 포커싱하는 방법을 도시한 흐름도로서, 다음과 단계들을 포함한다.8 is a flowchart illustrating a method of focusing sound in an array speaker according to still another embodiment of the present invention, which includes the following steps.

810 단계에서 입력 신호로부터 기준 주파수보다 주파수가 높은 고주파 신호와 기준 주파수보다 주파수가 낮은 저주파 신호를 각각 여과한다. 이러한 기준 주파수는 어레이 스피커의 크기를 고려하여 상기 입력 신호가 포커싱되지 않는 주파수보다 더 높거나 같은 주파수로 설정될 수 있다.In operation 810, a high frequency signal having a higher frequency than the reference frequency and a low frequency signal having a lower frequency than the reference frequency are respectively filtered from the input signal. This reference frequency may be set to a frequency higher than or equal to the frequency at which the input signal is not focused in consideration of the size of the array speaker.

820 단계에서 810 단계를 통해 여과된 고주파 신호를 특정 위치로 포커싱하 는 고주파 포커싱 신호를 획득한다. 이 과정은 고주파 신호의 이득값 또는 지연값을 조절함으로써 이루어진다.In operation 820, a high frequency focusing signal for focusing the filtered high frequency signal to a specific position is obtained. This process is accomplished by adjusting the gain or delay of the high frequency signal.

830 단계에서 810 단계를 통해 여과된 저주파 신호로부터 저주파 신호를 대체하는 조화파 신호를 생성하여 특정 위치로 포커싱이 가능한 한계 주파수 이하로 제어함으로써 조화파 포커싱 신호를 획득한다. 우선, 810 단계를 통해 여과된 저주파 신호로부터 저주파 신호의 주파수의 배수에 해당하고 기준 주파수 이상의 주파수를 갖는 조화파 신호를 생성하여 상기 저주파 신호를 대체한다. 다음으로, 생성된 조화파 신호를 한계 주파수 이하로 제한함으로써 조화파 신호의 왜곡을 제어한 다음, 제한된 조화파 신호를 포커싱하게 된다.In step 830, a harmonic focusing signal is generated from the low frequency signal filtered in step 810 to replace the low frequency signal and controlled below a threshold frequency capable of focusing to a specific position. First, a harmonic signal corresponding to a multiple of the frequency of the low frequency signal and having a frequency equal to or greater than a reference frequency is generated from the low frequency signal filtered through step 810 to replace the low frequency signal. Next, the distortion of the harmonic signal is controlled by limiting the generated harmonic signal to a threshold frequency or less, and then the limited harmonic signal is focused.

840 단계에서 820 단계 및 830 단계를 통해 획득한 고주파 포커싱 신호와 조화파 포커싱 신호를 합성하여 출력 신호를 생성한다. 출력 신호를 생성함에 있어서, 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커별로 이상의 단계를 통해 생성된 고주파 포커싱 신호와 조화파 포커싱 신호를 합성하고, 개별 스피커들의 위치와 출력 신호의 주파수를 고려하여 개별 스피커별로 합성된 신호들을 증폭시킬 수도 있을 것이다.In step 840, the high frequency focusing signal and the harmonic focusing signal acquired through steps 820 and 830 are synthesized to generate an output signal. In generating the output signal, the high frequency focusing signal and the harmonic focusing signal generated through the above steps are synthesized for each individual speaker constituting the array speaker, and synthesized for each individual speaker in consideration of the positions of the individual speakers and the frequency of the output signal. You can also amplify the signals.

본 실시예에 따르면, 어레이 스피커에서 저주파 신호에 대응하는 조화파 신호를 포커싱시킬 수 있고, 그 결과 어레이 스피커로부터 특정 방향 및 거리에 위치한 청취자가 저주파 영역의 포커싱 신호를 명료하게 지각하는 것이 가능하다.According to this embodiment, the harmonic signal corresponding to the low frequency signal can be focused in the array speaker, and as a result, it is possible for a listener located in a specific direction and distance from the array speaker to clearly perceive the focusing signal in the low frequency region.

한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스 템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Meanwhile, the present invention can be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, which may also be implemented in the form of carrier waves (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. And functional programs, codes and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.

이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to various embodiments thereof. Those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

도 1은 본 발명이 해결하고자 하는 문제 상황을 설명하기 위해 어레이 스피커를 통해 사운드를 포커싱할 때 나타나는 음장을 주파수에 따라 예시한 빔 패턴이다.FIG. 1 is a beam pattern illustrating a sound field according to a frequency when a sound is focused through an array speaker to explain a problem situation to be solved by the present invention.

도 2는 심리 음향을 이용하여 저주파 음향을 지각하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the principle of perceiving low frequency sound using psychological sound.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 스피커에서 음향을 포커싱하는 장치를 도시한 블럭도이다.3 is a block diagram illustrating an apparatus for focusing sound in an array speaker according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 고주파 포커싱 신호 생성부를 상세하게 도시한 블럭도이다.4 is a detailed block diagram illustrating a high frequency focusing signal generator in an acoustic focusing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 조화파 포커싱 신호 생성부를 상세하게 도시한 블럭도이다.5A and 5B are detailed block diagrams of a harmonic focusing signal generator in an acoustic focusing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 출력 신호 생성부를 상세하게 도시한 블럭도이다.6 is a block diagram illustrating in detail an output signal generator in an acoustic focusing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음향 포커싱 장치에서 어레이 스피커에 출력 신호를 인가하는 다양한 방법들을 설명하기 위한 블럭도이다.7A to 7C are block diagrams illustrating various methods of applying an output signal to an array speaker in an acoustic focusing apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어레이 스피커에서 음향을 포커싱하는 방법을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of focusing sound in an array speaker according to another embodiment of the present invention.

Claims (14)

입력 신호로부터 기준 주파수보다 주파수가 높은 고주파 신호와 상기 기준 주파수보다 주파수가 낮은 저주파 신호를 각각 여과하는 단계;Filtering a high frequency signal having a frequency higher than a reference frequency and a low frequency signal having a frequency lower than the reference frequency from an input signal, respectively; 상기 여과된 고주파 신호를 소정 위치로 포커싱하는 고주파 포커싱 신호를 획득하는 단계;Obtaining a high frequency focusing signal for focusing the filtered high frequency signal to a predetermined position; 상기 여과된 저주파 신호로부터 상기 저주파 신호를 대체하는 조화파(harmonic) 신호를 생성하여 상기 소정 위치로 포커싱이 가능한 한계 주파수 이하로 제어함으로써 조화파 포커싱 신호를 획득하는 단계; 및Acquiring a harmonic focusing signal by generating a harmonic signal replacing the low frequency signal from the filtered low frequency signal and controlling the harmonic signal below a threshold frequency capable of focusing to the predetermined position; And 상기 획득된 고주파 포커싱 신호와 상기 획득된 조화파 포커싱 신호를 합성하여 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커(array speaker)의 음향 포커싱(focusing) 방법.And synthesizing the obtained high frequency focusing signal and the obtained harmonic focusing signal to generate an output signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조화파 포커싱 신호를 획득하는 단계는Acquiring the harmonic focusing signal 상기 여과된 저주파 신호로부터 상기 저주파 신호의 주파수의 배수에 해당하고 상기 기준 주파수 이상의 주파수를 갖는 조화파 신호를 생성하여 상기 저주파 신호를 대체하는 단계;Generating a harmonic signal corresponding to a multiple of the frequency of the low frequency signal and having a frequency above the reference frequency from the filtered low frequency signal to replace the low frequency signal; 상기 생성된 조화파 신호를 상기 한계 주파수 이하로 제한함으로써 상기 조화파 신호의 왜곡을 제어하는 단계; 및Controlling the distortion of the harmonic signal by limiting the generated harmonic signal below the threshold frequency; And 상기 제한된 조화파 신호를 상기 소정 위치로 포커싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 방법.Focusing the limited harmonic signal to the predetermined position. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 조화파 신호의 왜곡을 제어하는 단계는Controlling the distortion of the harmonic signal 상기 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커들 간의 간격을 고려하여 상기 한계 주파수를 설정하는 단계; 및Setting the threshold frequency in consideration of the distance between individual speakers constituting the array speaker; And 상기 생성된 조화파 신호의 주파수가 상기 설정된 한계 주파수를 초과하지 않도록 상기 조화파 신호의 주파수를 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 방법.And limiting the frequency of the harmonic signal so that the frequency of the generated harmonic signal does not exceed the set threshold frequency. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 출력 신호를 생성하는 단계는Generating the output signal 상기 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커별로 상기 고주파 포커싱 신호와 상기 조화파 포커싱 신호를 합성하는 단계; 및Synthesizing the high frequency focusing signal and the harmonic focusing signal for each speaker constituting the array speaker; And 상기 스피커들의 위치와 상기 출력 신호의 주파수를 고려하여 상기 스피커별로 합성된 신호들을 증폭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 방법.And amplifying the synthesized signals for each speaker in consideration of the positions of the speakers and the frequency of the output signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 어레이 스피커의 크기를 고려하여 상기 입력 신호가 포커싱되지 않는 주파수보다 더 높거나 같은 주파수를 상기 기준 주파수로 설정하는 단계를 더 포함하고,Setting a frequency higher or equal to a frequency at which the input signal is not focused in consideration of the size of the array speaker as the reference frequency, 상기 고주파 신호와 상기 저주파 신호를 각각 여과하는 단계는 상기 설정된 기준 주파수에 따라 여과하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 방법.Filtering each of the high frequency signal and the low frequency signal according to the set reference frequency. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고주파 포커싱 신호를 획득하는 단계는 상기 여과된 고주파 신호의 이득값 또는 지연값을 조절함으로써 상기 소정 위치로 포커싱하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 방법.The acquiring of the high frequency focusing signal may focus on the predetermined position by adjusting a gain value or a delay value of the filtered high frequency signal. 제 1 항 내지 제 6 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A non-transitory computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of claim 1. 입력 신호로부터 기준 주파수보다 주파수가 높은 고주파 신호와 상기 기준 주파수보다 주파수가 낮은 저주파 신호를 각각 여과하는 여과부;A filtering unit for filtering a high frequency signal having a higher frequency than a reference frequency and a low frequency signal having a frequency lower than the reference frequency from an input signal, respectively; 상기 여과된 고주파 신호를 소정 위치로 포커싱하는 고주파 포커싱 신호를 획득하는 고주파 포커싱 신호 생성부;A high frequency focusing signal generator for acquiring a high frequency focusing signal for focusing the filtered high frequency signal to a predetermined position; 상기 여과된 저주파 신호로부터 상기 저주파 신호를 대체하는 조화파 신호를 생성하여 상기 소정 위치로 포커싱이 가능한 한계 주파수 이하로 제어함으로써 조화파 포커싱 신호를 획득하는 조화파 포커싱 신호 생성부; 및A harmonic focusing signal generation unit generating a harmonic focusing signal by generating a harmonic signal replacing the low frequency signal from the filtered low frequency signal and controlling the harmonic focusing signal below a threshold frequency capable of focusing to the predetermined position; And 상기 획득된 고주파 포커싱 신호와 상기 획득된 조화파 포커싱 신호를 합성하여 출력 신호를 생성하는 출력 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 장치.And an output signal generator for synthesizing the obtained high frequency focusing signal and the acquired harmonic focusing signal to generate an output signal. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 조화파 포커싱 신호 생성부는The harmonic focusing signal generator 상기 여과된 저주파 신호로부터 상기 저주파 신호의 주파수의 배수에 해당하고 상기 기준 주파수 이상의 주파수를 갖는 조화파 신호를 생성하여 상기 저주파 신호를 대체하는 조화파 신호 생성부;A harmonic signal generator for generating a harmonic signal having a frequency equal to or greater than the frequency of the low frequency signal from the filtered low frequency signal and replacing the low frequency signal; 상기 생성된 조화파 신호를 상기 한계 주파수 이하로 제한함으로써 상기 조화파 신호의 왜곡을 제어하는 왜곡 제어부; 및A distortion controller configured to control the distortion of the harmonic signal by limiting the generated harmonic signal below the threshold frequency; And 상기 제한된 조화파 신호를 상기 소정 위치로 포커싱하는 포커싱 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 장치.And a focusing processor for focusing the limited harmonic signal to the predetermined position. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 왜곡 제어부는The distortion control unit 상기 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커들 간의 간격을 고려하여 상기 한계 주파수를 설정하는 한계 주파수 설정부; 및A limit frequency setting unit for setting the limit frequency in consideration of an interval between individual speakers constituting the array speaker; And 상기 생성된 조화파 신호의 주파수가 상기 설정된 한계 주파수를 초과하지 않도록 상기 조화파 신호의 주파수를 제한하는 주파수 제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 장치.And a frequency limiter for limiting the frequency of the harmonic signal so that the frequency of the generated harmonic signal does not exceed the set limit frequency. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 출력 신호 생성부는The output signal generator 상기 어레이 스피커를 구성하는 개별 스피커별로 상기 고주파 포커싱 신호와 상기 조화파 포커싱 신호를 합성하는 신호 합성부; 및A signal synthesizing unit for synthesizing the high frequency focusing signal and the harmonic wave focusing signal for each speaker constituting the array speaker; And 상기 스피커들의 위치와 상기 출력 신호의 주파수를 고려하여 상기 스피커별로 합성된 신호들을 증폭시키는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 장치.And an amplifier for amplifying the synthesized signals for each speaker in consideration of the positions of the speakers and the frequency of the output signal. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 어레이 스피커의 크기를 고려하여 상기 입력 신호가 포커싱되지 않는 주파수보다 더 높거나 같은 주파수를 상기 기준 주파수로 설정하는 기준 주파수 설정부를 더 포함하고,A reference frequency setting unit configured to set a frequency higher or equal to a frequency at which the input signal is not focused in consideration of the size of the array speaker as the reference frequency, 상기 여과부는 상기 설정된 기준 주파수에 따라 여과하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 장치.The filtering unit acoustic focusing apparatus of the array speaker, characterized in that for filtering according to the set reference frequency. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 고주파 포커싱 신호 획득부는 상기 여과된 고주파 신호의 이득값 또는 지연값을 조절함으로써 상기 소정 위치로 포커싱하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 장치.And the high frequency focusing signal obtaining unit focuses to the predetermined position by adjusting a gain value or a delay value of the filtered high frequency signal. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 어레이 스피커의 중앙부로부터 말단부로 갈수록 상기 중앙부를 통해 출력하는 신호보다 상대적으로 주파수가 낮은 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 어레이 스피커의 음향 포커싱 장치.And a signal having a frequency lower than a signal output through the center portion from the center portion to the end portion of the array speaker.
KR1020070124906A 2007-12-04 2007-12-04 Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker KR101520618B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070124906A KR101520618B1 (en) 2007-12-04 2007-12-04 Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070124906A KR101520618B1 (en) 2007-12-04 2007-12-04 Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090058224A true KR20090058224A (en) 2009-06-09
KR101520618B1 KR101520618B1 (en) 2015-05-15

Family

ID=40988738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070124906A KR101520618B1 (en) 2007-12-04 2007-12-04 Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101520618B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110084026A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 삼성전자주식회사 The apparatus and method for focusing the sound using the array speaker
WO2012015843A1 (en) * 2010-07-26 2012-02-02 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for enhanced creation of an acoustic image space
KR20120130893A (en) * 2011-05-24 2012-12-04 현대모비스 주식회사 Sound system and control method thereof
US8855332B2 (en) 2009-12-09 2014-10-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Sound enhancement apparatus and method
US9219974B2 (en) 2010-07-13 2015-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for simultaneously controlling near sound field and far sound field

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0124352D0 (en) 2001-10-11 2001-11-28 1 Ltd Signal processing device for acoustic transducer array
JP4254502B2 (en) 2003-11-21 2009-04-15 ヤマハ株式会社 Array speaker device
ATE417480T1 (en) 2005-10-12 2008-12-15 Yamaha Corp SPEAKER AND MICROPHONE ARRANGEMENT

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8855332B2 (en) 2009-12-09 2014-10-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Sound enhancement apparatus and method
KR20110084026A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 삼성전자주식회사 The apparatus and method for focusing the sound using the array speaker
US9219974B2 (en) 2010-07-13 2015-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for simultaneously controlling near sound field and far sound field
WO2012015843A1 (en) * 2010-07-26 2012-02-02 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for enhanced creation of an acoustic image space
KR101468343B1 (en) * 2010-07-26 2014-12-03 퀄컴 인코포레이티드 Systems, methods, and apparatus for enhanced creation of an acoustic image space
US8965546B2 (en) 2010-07-26 2015-02-24 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for enhanced acoustic imaging
KR20120130893A (en) * 2011-05-24 2012-12-04 현대모비스 주식회사 Sound system and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101520618B1 (en) 2015-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101524463B1 (en) Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker
US8254604B2 (en) Array speaker system and method of implementing the same
KR100717066B1 (en) Front surround system and method for reproducing sound using psychoacoustic models
JP6546351B2 (en) Audio Enhancement for Head-Mounted Speakers
JP5149968B2 (en) Apparatus and method for generating a multi-channel signal including speech signal processing
JP6968376B2 (en) Stereo virtual bus extension
KR101877323B1 (en) Device and method for spatially selective audio playback
EP1610588A2 (en) Audio signal processing
US11611828B2 (en) Systems and methods for improving audio virtualization
JP6479287B1 (en) Subband space crosstalk cancellation for audio playback
CN106796792A (en) Apparatus and method, voice enhancement system for strengthening audio signal
JP2006222670A (en) Speaker array apparatus
CN112313970B (en) Method and system for enhancing an audio signal having a left input channel and a right input channel
KR101520618B1 (en) Method and apparatus for focusing the sound through the array speaker
KR100727973B1 (en) Acoustic reproducing apparatus and method for enhancing low-frequency content
CA2835742C (en) Apparatus and method and computer program for generating a stereo output signal for providing additional output channels
US20190020966A1 (en) Sub-band Spatial Audio Enhancement
JP2004350173A (en) Sound image reproducing apparatus and stereophonic sound image reproducing apparatus
KR100802339B1 (en) 3D sound Reproduction Apparatus and Method using Virtual Speaker Technique under Stereo Speaker Environments
JPH0984198A (en) Sound signal processor and surround reproducing method
KR101636801B1 (en) The Apparatus and Method for focusing the sound using the array speaker
WO2022126271A1 (en) Stereo headphone psychoacoustic sound localization system and method for reconstructing stereo psychoacoustic sound signals using same
GB2583438A (en) Signal processing device for headphones

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180427

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee