KR20110099725A - 무선 헤드셋에서의 동시 다중 소스 오디오 출력 - Google Patents

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Abstract

무선 헤드셋은 2개 이상의 오디오 소스에 대한 동시 접속을 지원하며, 상이한 소스로부터의 오디오를 동시에 출력할 수 있다. 오디오는 음성 및/또는 오디오 재생, 예컨대 음악 재생을 포함할 수 있다. 무선 헤드셋은, 제1 소스로부터 제1 오디오 입력을 수신하도록 구성된 제1 송수신기, 제2 소스로부터 제2 오디오 입력을 수신하도록 구성된 제2 송수신기, 및 제1 오디오 입력과 제2 오디오 입력을 출력 오디오로 결합하도록 구성된 오디오 믹서를 포함한다.

Description

무선 헤드셋에서의 동시 다중 소스 오디오 출력{SIMULTANEOUS MUTLI-SOURCE AUDIO OUTPUT AT A WIRELESS HEADSET}
본 명세서는 일반적으로는 오디오 통신에 관한 것으로, 더 구체적으로는 무선 헤드셋에 관한 것이다.
유선 및 무선 헤드셋이 공지되어 있다. 종래의 유선 헤드셋은 오디오 소스와 사용자의 귀에 걸치거나 끼우도록 의도된 하나 또는 두 개의 이어피스 사이에 이어진 와이어를 포함한다. 많은 경우, 무선 헤드셋은 유선 헤드셋의 단순한 대체물이다. 그와 같은 상황에서, 무선 헤드셋은 보통 무선 주파수(RF) 또는 적외선(IR) 채널인 무선 링크로 헤드셋과 오디오 소스 사이에 이어진 와이어를 대체한다. 사용자가 더 이상 와이어에 의해 오디오 소스에 속박되지 않음에 따라, 보다 높은 사용자 자유도를 제공하기 위해서 무선 헤드셋이 사용된다. 유선 및 무선 헤드셋은 통신 장치, 예컨대 무선 전화기, 모바일 라디오, PDA(personal digital assistant), 셀룰러 가입자 유닛 등과 같은 오디오 소스뿐만 아니라, MP3 플레이어, 스테레오 시스템, 라디오, 비디오 게임기, 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 등과 같은 다른 소스 장치와 함께 사용된다고 공지되어 있다.
공지된 무선 헤드셋은 RF 또는 IR 무선 기술을 이용하여 오디오 소스와 통신한다. 그러한 무선 헤드셋 통신은 www.bluetooth.com에서 입수가능한 블루투스 규격에 의해 정의되는 것과 같은 퍼스널 무선 네트워크로 확장되었다. 블루투스 규격은 무선 헤드셋 기능성을 제공하기 위한 구체적인 지침을 제공한다. 특히, 블루투스 규격은 헤드셋 용도를 지원하는데 필요한 블루투스 장치에 대한 요건을 정의하는 헤드셋 프로파일을 제공한다. 일단 구성되면, 헤드셋은 장치의 오디오 입력 및/또는 출력으로서 기능한다. 따라서, 블루투스 네트워크의 특히 인기있는 용도는 셀룰러 전화기와 PDA에 대해 무선 헤드셋 접속성을 제공하는 것이다. 또한, 블루투스 규격은 블루투스 네트워크를 통해 고품질 스테레오 또는 모노 오디오를 무선으로 분배하기 위한 프로토콜들과 절차들을 정의하는 고급 오디오 분배 프로파일(A2DP)도 제공한다. 이 프로파일의 목적은 Zune, iPod 등과 같은 MP3 음악 플레이어에 접속하기 위한 것이다.
비록 무선 헤드셋들이 몇몇 상황에서 유선 헤드셋에 비해 개선된 것이지만, 여전히 무선 헤드셋을 더 개선할 기회가 존재한다.
공지된 무선 헤드셋은 2개 이상의 개별적인 소스 장치에 대한 동시 직접 접속을 지원하지 않는다. 따라서, 2개 이상의 개별적인 오디오 소스 장치를 갖는 사용자가 공지된 헤드셋을 이용하여 상이한 장치를 동시에 청취하는 것은 현재 가능하지 않다. 예컨대, 현재 입수가능한 무선 헤드셋은 동시성의 음성 호와 재생 오디오를 독립적으로 출력할 수 없는데, 예컨대 사용자는 MP3 플레이어로부터의 음악을 재생하면서 착신 셀룰러 전화기 음성 호를 들을 수 없다. 상이한 소스로부터의 오디오를 동시에 듣는 능력은, 그 중에서도 특히 사용자에게 자신의 MP3 플레이어로부터의 음악 재생 중에 착신 음성 호와 같은 이벤트가 편리하게 통지될 수 있기 때문에 무선 헤드셋의 유용성을 크게 개선한다.
본 명세서에는 2개 이상의 오디오 소스에 대한 동시 접속을 지원하며 상이한 소스로부터의 오디오를 동시에 출력할 수 있는 새로운 개선된 무선 헤드셋 설계가 개시된다. 오디오는 음성 호 및 오디오 재생, 예컨대 기록된 음악 또는 스트리밍 음악의 재생을 포함할 수 있다.
본 설계의 일 양태에 따르면, 무선 헤드셋은, 제1 소스로부터 제1 오디오 입력을 수신하도록 구성된 제1 송수신기, 제2 소스로부터 제2 오디오 입력을 수신하도록 구성된 제2 송수신기, 및 제1 오디오 입력과 제2 오디오 입력을 출력 오디오로 결합하도록 구성된 오디오 믹서를 포함한다.
본 설계의 다른 양태에 따르면, 무선 헤드셋에서 오디오를 출력하는 방법은, 무선 헤드셋에서 상이한 소스들로부터 제1 오디오 입력 및 제2 오디오 입력을 수신하는 단계, 및 제1 오디오 입력과 제2 오디오 입력을 출력 오디오로 믹싱하는 단계를 포함한다.
본 설계의 다른 양태에 따르면, 장치는, 무선 헤드셋에서 제1 소스로부터 제1 오디오 입력을 수신하기 위한 수단, 무선 헤드셋에서 제2 소스로부터 제2 오디오 입력을 수신하기 위한 수단, 제1 오디오 입력과 제2 오디오 입력을 출력 오디오로 믹싱하기 위한 수단, 및 무선 헤드셋으로부터 출력 오디오를 출력하기 위한 수단을 포함한다.
본 설계의 추가 양태에 따르면, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행가능한 명령들의 세트를 구현하는 컴퓨터 판독가능 매체는, 제1 소스로부터 제1 오디오 입력을 수신하기 위한 코드, 제2 소스로부터 제2 오디오 입력을 수신하기 위한 코드, 제1 오디오 입력과 제2 오디오 입력을 출력 오디오로 믹싱하기 위한 코드, 및 무선 헤드셋으로부터 출력 오디오를 출력하기 위한 코드를 포함한다.
무선 헤드셋 설계의 다른 양태, 특징, 프로세스 및 이점들은 다음의 도면과 상세한 설명을 검토하면 당업자에게 자명해질 것이다. 그러한 추가의 특징, 양태, 프로세스 및 이점들은 모두 본 설명 내에 포함되며 첨부된 특허청구범위에 의해 보호되도록 의도된 것이다.
도면들은 단지 예시를 목적으로 한다는 것을 이해해야 한다. 또한, 도면의 컴포넌트들은 반드시 일정한 비율인 것은 아니며, 무선 헤드셋 설계의 원리와 그 다양한 양태를 예시하는 것에 오히려 중점을 두었다. 도면들에서, 상이한 도면에서 유사한 참조부호는 대응하는 부분을 가리킨다.
도 1은 무선 헤드셋 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2a는 도 1의 무선 헤드셋의 컴포넌트들을 도시하는 개념적인 블록도이다.
도 2b는 헤드셋 컴포넌트들의 예시적인 구현을 도시하는 개념적인 블록도이다.
도 2c는 헤드셋 컴포넌트들의 예시적인 제2 구현을 도시하는 개념적인 블록도이다.
도 3은 도 1과 도 2a 내지 도 2c에 도시된 헤드셋의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도면을 참조하며 도면을 통합하는 아래의 상세한 설명은 하나 이상의 구체적인 실시예를 설명하고 예시한다. 제한하는 것이 아니라 예시하고 교시하도록 제공된 이들 실시예는 당업자가 청구된 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 도시되고 설명된다. 따라서, 간결성을 위해 당업자에 공지된 특정한 정보는 설명에서 생략될 수 있다.
"예시적인"이라는 단어는 본 명세서에서 "예, 예시 또는 실례의 역할을 하는 것"을 의미하는데 이용된다. "예시적인" 것으로 본 명세서에 기재된 임의의 실시예 또는 특징은 반드시 다른 실시예 또는 특징에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되지는 않는다.
이하, 도면들, 구체적으로는 도 1을 참조하면, 무선 헤드셋 시스템(100)이 도시되어 있다. 시스템(100)은 하나 이상의 오디오 소스, 예컨대 MP3 음악 플레이어(104)와 같은 제1 오디오 소스 및 셀룰러 전화기(106)와 같은 제2 오디오 소스와 통신하는 무선 헤드셋(102)을 포함한다. 비록 MP3 플레이어(104)와 셀룰러 전화기(106)로 예시되었지만, 오디오 소스는 오디오 신호로 표현된 오디오가 헤드셋(102) 내의 스피커로부터 출력될 수 있도록 오디오 신호를 헤드셋(102)으로 송신하고/하거나 그로부터 수신할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 각각의 오디오 소스는, 예컨대 무선 전화기, 모바일 라디오, PDA(personal digital assistant), 셀룰러 가입자 유닛 등의 통신 장치이거나, 또는 대안적으로 MP3 플레이어, 스테레오 시스템, 시청각 시스템, 라디오, 비디오 게임기, 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 등과 같은 다른 타입의 장치일 수 있다.
헤드셋(102)으로/으로부터 전송되는 오디오 신호는 음성 및 단청 또는 스테레오 오디오를 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 형태의 인식할 수 있는 사운드를 나타낼 수 있다. 무선 채널을 통해 오디오 소스와 헤드셋(102) 사이에서 전송되는 오디오 신호는 44.1kHz의 산업 표준 레이트로 샘플링되는 디지털화된 오디오를 나타낼 수 있다. 다른 표준 레이트는 8kHz, 16kHz, 48kHz이며, 다른 레이트도 또한 이용될 수 있다.
무선 헤드셋(102)은 복수의 무선 채널, 예컨대 무선 주파수(RF) 또는 적외선 채널을 통해 오디오 소스와 통신한다. 예시적인 시스템(100)에서, MP3 플레이어(104)는 음악을 재생하고, 이 음악은 무선 신호로서 제1 무선 채널(108)을 통해 헤드셋(102)으로 전송되며, 이는 헤드셋에서 렌더링되어 사용자가 들을 수 있다. 제1 무선 채널(108)을 통한 신호들은 스테레오 또는 단청 오디오를 나타낼 수 있다. 셀룰러 전화기(106)는 셀룰러 네트워크를 통해 음성 호를 발신 및 수신할 수 있다. 셀룰러 전화기(106)는 음성 자체를 포함하는 음성 호 정보를 무선 신호로서 제2 무선 채널(110)을 통해 헤드셋(102)으로/으로부터 송/수신한다.
예시적인 무선 헤드셋(102)은 2개의 이어피스(103)와, 헤드셋(102)이 사용자에 의해 편안하게 착용되게 하기 위한 머리띠(105)와 같은 적어도 하나의 지지체를 포함한다. 무선 헤드셋(102)은 제1 및 제2 무선 채널(108, 110) 양쪽을 통해 오디오 정보를 동시에 수신하고, 수신된 오디오 정보가 결합되고 이어피스(103)에서 함께 출력되게 이 오디오 정보를 믹싱하도록 구성되어, 그에 따라 사용자가 양쪽 소스로부터 오디오를 동시에 들을 수 있게 한다. 공지된 블루투스 헤드셋에는 단 하나의 블루투스 송수신기만이 존재한다. 통상 이 송수신기는 4개까지의 상이한 장치와 "짝"을 이룰 수 있다. 그러나, 한 번에 단 하나의 짝을 이룬 장치만이 헤드셋 송수신기와 정보를 교환할 수 있다. 따라서, 종래의 블루투스 헤드셋으로 사용자는 한 번에 단 하나의 오디오 소스만을 청취할 수 있다. 종래의 블루투스 헤드셋과 대조하여, 무선 헤드셋(102)은 2개 이상의 무선 송수신기를 포함한다. 각각의 송수신기는 상이한 소스 장치와 짝을 이룰 수 있는데, 예컨대 하나는 전화기(106)와 짝을 이루며, 다른 하나는 MP3 플레이어(104)와 짝을 이룰 수 있다. 소스로부터의 오디오는 헤드셋(102) 내에서 믹싱된다. 이어서, 소스 장치로부터의 믹싱된 오디오 출력은 헤드셋(102) 내의 스피커로부터 출력된다.
다수의 소스 장치를 제어하기 위해서, 헤드셋(102)은 제어될 장치를 선택하기 위한 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
헤드셋(102) 상의 다수의 송수신기를 지원하기 위해서, 오디오 믹서(206)(도 2a 내지 도 2c)가 헤드셋(102)에 포함된다. 오디오 믹서(206)는 각각의 소스로부터의 오디오를 지능적으로 믹싱한 다음 헤드셋 스피커에 출력하는 행렬 요소(208)(도 2a 내지 도 2c)를 포함한다. 이에 따라, 개별 장치에 의해 음악 재생과 음성 호가 제공되는 때에도 개선된 청취를 경험할 수 있다. 오디오 믹서(206)는 각각의 오디오 경로에 상이한 이득을 적용할 수 있다. 또한 믹서(206)는 시변 방식으로 이득을 변경할 수 있다.
비록 머리띠(105)로 예시하였지만, 헤드셋(102)과 이어피스(103)는 이어피스(103)를 안전하게 사용자의 귀에 부착하거나 귀에 삽입하기에 적당한 임의의 적합한 물리적 형상과 크기를 가질 수 있다. 머리띠(105)는 헤드셋(102)으로부터 선택적으로 생략될 수 있다. 예컨대 이어피스(103)는 사용자의 귓불에 걸거나 사용자의 이도에 끼우기 위한 종래의 후크 형상의 이어피스일 수 있다. 또한, 헤드셋(102)이 2개의 이어피스(103)를 갖는 것으로 예시되었지만, 헤드셋(102)은 대안적으로 단지 단일 이어피스만을 포함할 수 있다.
도 2a는 도 1의 무선 헤드셋(102)의 특정한 컴포넌트들의 예시적인 구성을 도시하는 개념적인 블록도이다. 무선 헤드셋(102)은, 제1 오디오 소스(예컨대 MP3 플레이어(104))로부터 제1 오디오 입력을 수신하도록 구성된 제1 송수신기(203)를 갖는 제1 무선 인터페이스(202), 제2 소스(예컨대 셀룰러 전화기(106))으로부터 제2 오디오 입력을 수신하도록 구성된 제2 송수신기(205)를 갖는 제2 무선 인터페이스(204), 및 제1 오디오 스트림과 제2 오디오 스트림을 출력 오디오로 결합하도록 구성된 오디오 믹서(206)를 포함한다. 헤드셋(102)은 3개 이상의 오디오 소스를 핸들링하기 위해서 3개 이상의 무선 인터페이스와 송수신기를 포함할 수 있다.
헤드셋(102)은, 메모리(227)에 연결된 제어기(226), 좌-채널 오디오 처리 회로(210), 좌-채널 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(212), 좌-채널 고-임피던스 헤드폰(HPH) 증폭기(Amp)(214), 좌-채널 이어폰 스피커(216), 우-채널 오디오 처리 회로(218), 우-채널 DAC(220), 우-채널 HPH 앰프(222) 및 우-채널 이어폰 스피커(224)를 더 포함한다.
헤드셋(102)은 마이크로폰 프로세서(230)에 의해 전처리된 후 송수신기(202, 204) 중 하나, 예컨대 제2 송수신기(204)에 제공되어 추가로 처리된 후 오디오 믹서(206)로 전달되는 제3 오디오 스트림을 생성하도록 구성된 선택적인 마이크로폰(MIC)(228)을 더 포함할 수 있다. 마이크로폰(228)이 헤드셋(102)에 포함되는 경우, 오디오 믹서(206)는 제1 오디오 스트림, 제2 오디오 스트림과 제3 오디오 스트림을 출력 오디오로 결합하도록 구성된다.
마이크로폰(228)은 사운드를 전기 신호로 변환하기 위한 임의의 적합한 마이크로폰 장치이다.
마이크로폰 전처리기(230)는 마이크로폰(228)으로부터 수신된 전기 신호를 처리하도록 구성된다. 마이크로폰 전처리기(230)는 아날로그-디지털 컨버터(ADC), 및 잡음 감소 및 반향 소거 회로(NREC)를 포함할 수 있다. ADC는 마이크로폰으로부터의 아날로그 신호를 후에 NREC에 의해 처리되는 디지털 신호로 변환한다. NREC는 통신 및 음성 제어 애플리케이션을 위해 바람직하지 않은 오디오 아티팩트(audio artifact)를 감소시키기 위해서 이용된다. 마이크로폰 전처리기(230)는 상업적으로 입수가능한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 적합한 조합을 이용하여 구현될 수 있다.
제어기(226)는 헤드셋(102)과 그 내부에 포함된 특정한 컴포넌트의 전체 동작을 제어한다. 제어기(226)는 헤드셋(102)으로 하여금 본 명세서에 기재된 그 기능과 프로세스를 수행하도록 하기 위한 임의의 적합한 제어 장치일 수 있다. 예컨대 제어기(226)는 메모리(227)에 저장된 프로그래밍 명령을 실행하기 위한 프로세서, 예컨대 ARM7 또는 디지털 신호 프로세서(DSP)와 같은 마이크로프로세서일 수 있고, 또는 하나 이상의 주문형 반도체(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 복합 프로그래머블 논리 소자(CPLD), 이산 로직, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 적합한 조합으로 구현될 수 있다.
메모리(227)는 제어기(226)에 의해 실행 및 이용되는 프로그래밍 명령과 데이터를 저장하기 위한 임의의 적합한 메모리 장치이다.
무선 인터페이스(202, 204)는 각각 제1 및 제2 오디오 소스(104, 106) 각각과의 양방향 무선 통신을 제공한다. 바람직하게는, 각각의 무선 인터페이스(202, 204)는 적어도 블루투스 RF 송수신기, 베이스밴드 프로세서 및 프로토콜 스택으로 구성되는 블루투스 코어 시스템을 제공하는 상업적으로 입수가능한 블루투스 모듈뿐만 아니라, 이 모듈을 제어기(226) 및 오디오 믹서(206)에 접속하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 인터페이스를 포함한다. 비록 임의의 적합한 무선 기술이 헤드셋(102)과 함께 이용될 수 있지만, 도 2a 내지 도 2c에 예시된 것과 같은 제1 및 제2 송수신기(203, 205)는 각각 블루투스 송수신기이다. 각각의 무선 인터페이스(202, 204)는 제어기(226)에 의해 제어될 수 있다.
디지털화된 오디오 스트림들이 제1 및 제2 무선 인터페이스(202, 204)로부터 출력되어 오디오 믹서(206)에 의해 수신된다. 디지털화된 오디오 스트림들의 포맷은 임의의 적합한 포맷일 수 있으므로, 오디오 스트림은 몇몇 상황에서는 펄스 부호 변조(PCM) 샘플과 같은 미가공 오디오 샘플이거나, 다른 상황에서는 MP3 오디오와 같은 디지털 인코딩 및/또는 압축된 오디오일 수 있다. 제어기(226)는 각각의 무선 인터페이스(202, 204)로부터 착신 오디오 스트림 포맷을 검출한 다음, 필요하다면, 사용자가 의미있게 듣도록 스트림들이 적절히 믹싱되어 스피커(216, 224)를 통해 출력되는 방식으로 착신 오디오 스트림들을 처리 및/또는 디코딩하기 위해서 오디오 믹서(206), 오디오 처리 회로(210, 218) 및 다른 컴포넌트들을 구성하도록 구성될 수 있다. 통상 인코딩 및/또는 압축된 오디오는 오디오 믹서(206)로 전달되기 전에 디코딩 및/또는 압축해제된다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 예시적인 헤드셋 구성에서, 제1 무선 인터페이스(202)는 블루투스 스테레오 오디오를 수신하고 디지털화된 좌-채널 및 우-채널 오디오 스트림들을 출력하도록 구성되며, 제2 무선 인터페이스(204)는 블루투스 음성을 수신하고 디지털화된 음성 스트림을 출력하도록 구성된다.
오디오 믹서(206)는 무선 인터페이스(202, 204)로부터의 착신 오디오 스트림들을 믹싱하여 믹싱된 오디오 신호들, 이 경우에는 좌-채널과 우-채널 믹싱된 디지털화 오디오 스트림들을 생성한다. 오디오 믹서(206)는 제1 및 제2 오디오 스트림들 각각 그리고 존재한다면 제3 마이크로폰 오디오 스트림을 가중화함으로써 가중된 오디오 신호들을 생성하도록 구성된 행렬 요소(208)를 포함한다. 또한 행렬 요소(208)는 가중된 오디오 신호들을 합산하여 하나 이상의 출력 스트림들을 생성하도록 구성될 수 있다.
행렬 요소(208)는 하나 이상의 디지털 가중 합산 회로를 포함할 수 있고, 그 동작은 행렬 대수를 이용하여 수학적으로 표현될 수 있다. 행렬 요소 출력은 벡터 Y로, 그 입력은 벡터 X로, 가중 계수는 행렬 M으로 표현되어, 그에 따라 행렬 요소(208)의 동작은 Y=MX로서 행렬 대수를 이용하여 설명된다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 예시적인 헤드셋 회로에서, 행렬 요소(208)는 4개의 입력: 제1 무선 인터페이스(202)로부터의 2개의 스테레오 오디오 입력 스트림들(좌 및 우 입력)과 제2 무선 인터페이스(204)로부터의 음성 및 마이크로폰 입력 오디오 스트림들을 갖는다. 입력은 수학식 1에 나타낸 벡터로 표현된다.
Figure pct00001
여기서, x1 = 좌-채널 스테레오 오디오 입력, x2 = 우-채널 스테레오 오디오 입력, x3 = 음성 입력, x4 = 마이크로폰 입력이다.
행렬 요소(208)에 대한 입력 x1, x2, x3, x4는 입력 오디오의 미리 정의된 지속기간을 나타내는 디지털 데이터일 수 있다.
행렬 요소(208)는 2개의 출력: 수학식 2에 나타낸 벡터로 표현되는 좌-채널 스피커와 우-채널 스피커를 갖는다.
Figure pct00002
여기서, y1 = 좌 채널 오디오 출력, y2 = 우 채널 오디오 출력이다.
행렬 요소(208)의 출력 y1, y2는 오디오의 미리 정의된 지속기간을 나타내는 디지털 데이터일 수 있다.
계수 행렬 M은 2x4 행렬로 표현될 수 있다.
Figure pct00003
여기서, M의 요소들은 미리 선택된 변수 값들 또는 상수들이다.
따라서, 행렬 요소 출력인 Y=MX는 수학식들의 시스템으로 기록될 수 있다.
Figure pct00004
오디오 믹서(206)는 상이한 가중 계수 행렬 구성들 및 그에 따른 착신 오디오 스트림들의 상이한 믹싱들을 선택하도록 프로그램가능하게 구성될 수 있다. 스트림들은 오디오 믹서 출력이 제1 오디오 스트림만을 포함하도록 결합될 수 있다. 대안적으로, 스트림들은 출력 오디오에 제2 오디오 스트림만을 포함하거나 출력 오디오에 제1 및 제2 오디오 스트림 모두의 혼합물을 포함하도록 결합될 수 있다.
예컨대 스테레오 오디오만을 재생하도록 헤드셋(102)을 구성하기 위해서, 가중 계수의 행렬 M은 아래와 같이 설정될 수 있다.
Figure pct00005
따라서, 수학식 5의 행렬을 수학식 4에 적용하면, 행렬 요소(208)의 동작과 출력은 아래에 수학식 6에 나타낸 것과 같이 설명될 수 있다.
Figure pct00006
양쪽 이어피스 스피커(216, 224)에 고르게 분포되는, 음성만을 재생하도록 헤드셋(102)을 구성하기 위해서, 가중 계수의 행렬 M은 아래와 같이 설정될 수 있다.
Figure pct00007
따라서, 수학식 7의 행렬을 수학식 4에 적용하면, 행렬 요소(208)의 동작과 출력은 아래에 수학식 8에 나타낸 것과 같이 설명될 수 있다.
Figure pct00008
양쪽 이어피스 스피커(216, 224)에 고르게 분포되는, 음성과 결합된 스테레오 오디오만을 재생하도록 헤드셋(102)을 구성하기 위해서, 가중 계수의 행렬 M은 아래와 같이 설정될 수 있다.
Figure pct00009
따라서, 수학식 9의 행렬을 수학식 4에 적용하면, 행렬 요소(208)의 동작과 출력은 아래에 수학식 10에 나타낸 것과 같이 설명될 수 있다.
Figure pct00010
추가로, 행렬 M의 요소들은 페이드인, 페이드아웃과 같은 개선된 효과를 생성하기 위해서 시변할 수 있다. 행렬 M의 요소들은 메모리(227)에 데이터 세트로서 저장될 수 있고, 제어기(226)에 의해 구성될 수 있다. 행렬 M의 요소들은 이득을 오디오 입력에 적용할 수 있고, 행렬 요소들 중 하나 이상의 값(들)을 시간에 따라 변경함으로써 이득들 또한 시변하게 될 수 있다.
오디오 믹서(206) 및 행렬 요소(208)의 기능은 임의의 적합한 아날로그 및/또는 디지털 회로를 이용하여 구현될 수 있다. 예컨대 디지털 도메인에서, 오디오 믹서(206) 및 행렬 요소(208)는 프로세서, 예컨대 ARM7 또는 디지털 신호 프로세서(DSP)와 같은 마이크로프로세서에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어로 구현될 수 있고, 또는 이들은 하나 이상의 주문형 반도체(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 복합 프로그래머블 논리 소자(CPLD), 이산 로직, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 적합한 조합으로 구현될 수 있다.
오디오 믹서(206)에 의해 출력되는 믹싱된 디지털화 오디오 스트림들은 좌-채널 및 우-채널 오디오 처리 회로(210, 218)에 제공된다.
좌-채널 오디오 처리 회로(210)는 오디오 믹서(206)의 좌 채널 출력으로부터 믹싱된 디지털화 오디오 스트림을 수신한다. 오디오 처리 회로(210)는 디지털 도메인에서 믹싱된 디지털화 오디오 신호들을 처리하기 위한 디지털 회로를 포함한다. 예컨대 좌-채널 믹싱된 디지털화 오디오 스트림은 오디오 처리 회로(210)에 의해 1회 이상 절단되고, 1회 이상 필터링되고, 1회 이상 증폭되며, 1회 이상 업샘플링될 수 있다. 필터링은 저역 필터링, 고역 필터링 및/또는 스트림을 다른 종류의 필터 기능을 특징으로 하는 필터를 통과시키는 것을 포함할 수 있다. 디지털 도메인에서의 증폭은 프로그램가능한 이득 증폭기(PGA)의 이용을 포함할 수 있다.
우-채널 오디오 처리 회로(218)는 오디오 믹서(206)의 우 채널 출력으로부터 믹싱된 디지털화 오디오 스트림을 수신한다. 오디오 처리 회로(218)는 디지털 도메인에서 우-채널 믹싱된 디지털화 오디오 신호들을 처리하기 위한 디지털 회로를 포함한다. 예컨대 우-채널 믹싱된 디지털화 오디오 스트림은 오디오 처리 회로(218)에 의해 1회 이상 절단되고, 1회 이상 필터링되고, 1회 이상 증폭되며, 1회 이상 업샘플링될 수 있다. 필터링은 저역 필터링, 고역 필터링 및/또는 스트림을 다른 종류의 필터 기능을 특징으로 하는 필터를 통과시키는 것을 포함할 수 있다. 디지털 도메인에서의 증폭은 프로그램가능한 이득 증폭기(PGA)의 이용을 포함할 수 있다.
좌-채널 및 우-채널 오디오 처리 회로(210, 218)는 상업적으로 입수가능한 기성품인 컴포넌트를 이용하여 구현될 수 있다. 게다가, 오디오 처리 회로(210, 218)는 좌 및 우 오디오 채널들을 핸들링하는 단일의 다중화된 처리 경로로 결합될 수 있다. 또한 오디오 처리 회로(210, 218)의 기능의 일부 또는 전부는 프로세서에서 실행가능한 소프트웨어로서 구현될 수 있다.
좌-채널 DAC(212)는 좌-채널 오디오 처리 회로(210)로부터의 좌-채널 믹싱된 디지털화 오디오 출력을 좌-채널 아날로그 오디오 신호로 변환한다. 이어서, 좌-채널 아날로그 오디오 신호는 오디오 증폭기(214)에 의해 증폭되어 좌 스피커(216)를 구동한다.
우-채널 DAC(220)는 우-채널 오디오 처리 회로(218)로부터의 우-채널 믹싱된 디지털화 오디오 출력을 우-채널 아날로그 오디오 신호로 변환한다. 이어서, 우-채널 아날로그 오디오 신호는 오디오 증폭기(222)에 의해 증폭되어 우 스피커(224)를 구동한다.
당업자라면, 오디오 증폭기(214, 222) 이외에 추가의 아날로그 오디오 처리 회로(도시 생략)가 헤드셋(102)에 포함될 수 있다는 것을 알 것이다.
좌 및 우 헤드셋 스피커(216, 224)는 증폭기(214, 222)로부터 출력된 전기 신호를 각각 사운드로 변환하기 위한 임의의 적합한 오디오 변환기이다.
전력을 절감하기 위해서, 제어기(226)는 헤드셋(102) 내의 특정한 오디오 경로가 이용되지 않는 경우에 이를 스위치-오프할 수 있다. 예컨대 헤드셋(102)에서 음성이 수신되고 있지 않으며 스테레오 오디오만이 수신되고 있는 경우, 제어기(226)는 제2 무선 인터페이스(204) 및 마이크로폰 전처리기(230)를 일시적으로 스위치-오프할 수 있다.
헤드셋 컴포넌트들의 대안적인 구성은 제1 송수신기의 출력이 행렬 요소(208) 이전이나 이후에 제2 송수신기(205)로 전송되도록 하는 것이다. 이에 따라, 제1 무선 인터페이스(202)에 접속된 오디오 소스로부터의 음악이 제2 무선 인터페이스(204)를 통해 헤드셋(102)과 통신하는 원격국이나 제2 소스로 전송될 수 있다.
도 2b는 도 1의 헤드셋(102)을 위한 컴포넌트들의 예시적인 구현을 도시하는 개념적인 블록도이다. 이 구현에서, 좌-채널 및 우-채널 오디오 처리 회로(210, 218), 오디오 믹서(206), 행렬 요소(208) 및 제어기(226)는 단일 프로세서(211), 예컨대 ARM7, DSP 등과 같은 마이크로프로세서를 이용하여 구현된다. 좌 및 우 DAC(212, 220), 무선 인터페이스(202, 204), 메모리(227) 및 마이크로폰 전처리기(230)는 프로세서(213)에 인터페이스된다.
대안적인 구현(도시 생략)에서, 메모리(227), 무선 인터페이스(202, 204)뿐만 아니라 제1 및 제2 송수신기(203, 205)가 또한 프로세서(211)에 포함될 수 있다.
도 2c는 헤드셋 컴포넌트들의 다른 예시적인 구현을 도시하는 개념적인 블록도이다. 예시적인 제2 구현에서, 다수의 프로세서를 이용하여 헤드셋 회로의 적어도 일부를 구현한다. 도 2c에 도시된 예에서, 제어기(226)는 프로세서(215), 예컨대 마이크로프로세서를 이용하여 구현되며, 좌-채널 및 우-채널 오디오 처리 회로(210, 218), 오디오 믹서(206) 및 행렬 요소(208)는 DSP와 같은 제2 프로세서(213)를 이용하여 구현된다.
헤드셋 회로의 다른 구현들도 가능하다.
도 3은 도 1과 도 2a 내지 도 2c에 도시된 헤드셋(102)의 동작을 도시하는 흐름도(300)이다. 일반적으로, 방법은 헤드셋(102)의 다양한 컴포넌트의 동작을 조정하는 제어기(226)의 제어 하에 수행된다.
블록(302)에서, 제1 오디오 소스, 예컨대 MP3 플레이어(104)로부터의 오디오가 제1 무선 채널(108)을 통해 헤드셋(102)에 의해 수신된다. 오디오는 A2DP 명세서에 기재된 바와 같이 MP3(104)와 헤드셋(102) 사이에 확립된 접속으로부터 기인하는 블루투스 스트리밍 오디오를 포함할 수 있다. 블루투스 스트리밍 오디오 접속이 확립된 후에, 오디오 패킷들이 제1 오디오 소스로부터 헤드셋(102)으로 전송된다. 일반적으로, 오디오 패킷은 교섭된 코덱 표준(negotiated codec standard)을 이용하여 인코딩되는 디지털화된 오디오를 포함한다. 각각의 오디오 패킷은 헤드셋(102)에서 출력될 사운드의 미리 결정된 지속기간, 예컨대 20 밀리초를 나타낸다. 인코딩된 오디오의 하나 이상의 프레임을 포함하여, 오디오 패킷들은 A2DP 프로파일에 따라 포맷팅될 수 있다. 오디오는 SBC, MPEG-1 오디오, MPEG-2 오디오를 포함하지만 이들에 한정되지 않는 임의의 적합한 오디오 코덱을 이용하여 인코딩될 수 있다.
블록(304)에서, 제2 오디오 소스, 예컨대 셀룰러 전화기(106)로부터의 오디오가 제2 무선 채널(110)을 통해 헤드셋(102)에 의해 수신된다. 제2 소스로부터의 오디오는 제1 소스로부터의 오디오와 상이한 포맷일 수 있다. 이 경우, 제어기(226)는 오디오 스트림이 오디오 믹서(206)에 의해 양립가능하게 믹싱될 수 있도록 오디오 스트림을 렌더링하기 위해서 임의의 필요한 디코딩 및/또는 추가의 처리를 수행할 수 있다.
다음으로, 블록(306)에서, 2개의 소스로부터의 오디오 스트림들이 출력 오디오 스트림으로 함께 믹싱된다. 오디오 믹서(206) 및 행렬 요소(208)가 이 단계를 수행할 수 있다. 이들 컴포넌트들의 기능들은 도 2a 내지 도 2c와 관련하여 앞서 논하였다.
블록(308)에서, 믹싱된 오디오가 오디오 처리 회로(210, 218)와 DAC(212, 220)에 의해 처리되고, 무선 헤드셋(102)의 헤드폰 스피커(216, 224)를 통해 출력된다.
비록 헤드셋 회로의 특정한 구현들이 상술되었지만, 헤드셋 회로와 그 컴포넌트들의 기능들뿐만 아니라 본 명세서에 기재된 방법의 단계들은 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 임의의 적합한 조합으로 구현될 수 있고, 소프트웨어 및/또는 펌웨어는 마이크로프로세서, DSP, 임베디드 제어기 또는 IP(intellectual property) 코어와 같은 하나 이상의 디지털 회로에 의해 실행가능하다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체 상에서 명령들 또는 코드로서 저장되거나 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 프로그램을 한 장소에서 다른 장소로 전송하는 것을 용이하게 하는 임의의 매체를 비롯한 컴퓨터 저장 매체와 통신 매체를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한이 아니라 예로서, 그와 같은 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조의 형태로 운반하거나 저장하는데 이용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속은 컴퓨터 판독가능 매체라고 적절히 지칭된다. 예컨대, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술을 이용하여 웹사이트, 서버 또는 다른 원격 소스로부터 전송되는 경우, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술은 매체의 정의에 포함된다. 본 명세서에 이용되는 디스크(disk) 또는 디스크(disc)는 CD(compact disc), 레이저 디스크, 광 디스크, DVD(digital versatile disc), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하는데, 여기서 디스크(disk)는 자기적으로 데이터를 재생하는 반면, 디스크(disc)는 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 전술한 것들의 조합도 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
당업자라면, 본 교시로부터 다른 실시예들과 수정물들을 쉽게 안출할 것이다. 따라서, 다음의 특허청구범위는 전술한 명세서 및 첨부 도면과 관련하여 고려되는 경우에 모든 이러한 실시예들과 수정물들을 커버하도록 의도된 것이다.

Claims (29)

  1. 제1 소스로부터 제1 오디오 입력을 수신하도록 구성된 제1 송수신기;
    제2 소스로부터 제2 오디오 입력을 수신하도록 구성된 제2 송수신기; 및
    상기 제1 오디오 입력과 상기 제2 오디오 입력을 출력 오디오로 결합하도록 구성된 오디오 믹서
    를 포함하는 무선 헤드셋.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오디오 믹서는,
    상기 제1 오디오 입력 및 상기 제2 오디오 입력 각각을 가중화함으로써, 가중된 오디오 입력들을 생성하도록 구성된 행렬 요소를 포함하는 무선 헤드셋.
  3. 제2항에 있어서, 상기 행렬 요소는 상기 가중된 오디오 입력들을 합산하도록 구성되는 무선 헤드셋.
  4. 제1항에 있어서, 상기 오디오 믹서는,
    상기 제1 오디오 입력만을 상기 출력 오디오에 포함시키거나,
    상기 제2 오디오 입력만을 상기 출력 오디오에 포함시키거나,
    상기 제1 오디오 입력 및 상기 제2 오디오 입력 모두를 상기 출력 오디오에 포함시킴으로써,
    상기 제1 오디오 입력과 상기 제2 오디오 입력을 선택적으로 결합하는 무선 헤드셋.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 오디오 입력은 음성을 나타내는 무선 헤드셋.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 오디오 입력은 스테레오 오디오를 나타내는 무선 헤드셋.
  7. 제1항에 있어서, 제3 오디오 입력을 재생하도록 구성된 마이크로폰을 더 포함하며, 상기 오디오 믹서는 상기 제1 오디오 입력, 상기 제2 오디오 입력과 상기 제3 오디오 입력을 상기 출력 오디오로 결합하도록 구성되는 무선 헤드셋.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 송수신기 및 상기 제2 송수신기는 블루투스 송수신기들인 무선 헤드셋.
  9. 무선 헤드셋에서 오디오를 출력하는 방법으로서,
    상기 무선 헤드셋에서 제1 소스로부터 제1 오디오 입력을 수신하는 단계;
    상기 무선 헤드셋에서 제2 소스로부터 제2 오디오 입력을 수신하는 단계;
    상기 제1 오디오 입력과 상기 제2 오디오 입력을 출력 오디오로 믹싱하는 단계; 및
    상기 무선 헤드셋으로부터 상기 출력 오디오를 출력하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 믹싱하는 단계는,
    상기 제1 오디오 입력 및 상기 제2 오디오 입력 각각을 가중화함으로써, 가중된 오디오 입력들을 생성하는 단계; 및
    상기 가중된 오디오 입력들을 합산하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 믹싱하는 단계는,
    상기 제1 오디오 입력만을 상기 출력 오디오에 포함시키거나,
    상기 제2 오디오 입력만을 상기 출력 오디오에 포함시키거나,
    상기 제1 오디오 입력 및 상기 제2 오디오 입력 모두를 상기 출력 오디오에 포함시킴으로써,
    상기 제1 오디오 입력과 상기 제2 오디오 입력을 선택적으로 결합하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 오디오 입력은 음성을 나타내는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 오디오 입력은 스테레오 오디오를 나타내는 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    마이크로폰으로부터 제3 오디오 입력을 수신하는 단계; 및
    상기 제1 오디오 입력, 상기 제2 오디오 입력과 상기 제3 오디오 입력을 상기 출력 오디오로 믹싱하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 제1 오디오 입력 및 상기 제2 오디오 입력은 각각 제1 블루투스 송수신기 및 제2 블루투스 송수신기에서 수신되는 방법.
  16. 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행가능한 명령들의 세트를 구현하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    무선 헤드셋에서 제1 소스로부터 제1 오디오 입력을 수신하기 위한 코드;
    상기 무선 헤드셋에서 제2 소스로부터 제2 오디오 입력을 수신하기 위한 코드;
    상기 제1 오디오 입력과 상기 제2 오디오 입력을 출력 오디오로 믹싱하기 위한 코드; 및
    상기 무선 헤드셋으로부터 상기 출력 오디오를 출력하기 위한 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 믹싱하기 위한 코드는,
    상기 제1 오디오 입력 및 상기 제2 오디오 입력 각각을 가중화함으로써, 가중된 오디오 입력들을 생성하기 위한 코드; 및
    상기 가중된 오디오 입력들을 합산하기 위한 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  18. 제16항에 있어서, 상기 믹싱하기 위한 코드는,
    상기 제1 오디오 입력만을 상기 출력 오디오에 포함시키거나,
    상기 제2 오디오 입력만을 상기 출력 오디오에 포함시키거나,
    상기 제1 오디오 입력 및 상기 제2 오디오 입력 모두를 상기 출력 오디오에 포함시킴으로써,
    상기 제1 오디오 입력과 상기 제2 오디오 입력을 선택적으로 결합하기 위한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제1 오디오 입력은 음성을 나타내는 컴퓨터 판독가능 매체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 오디오 입력은 스테레오 오디오를 나타내는 컴퓨터 판독가능 매체.
  21. 제16항에 있어서,
    마이크로폰으로부터 제3 오디오 입력을 수신하기 위한 코드; 및
    상기 제1 오디오 입력, 상기 제2 오디오 입력과 상기 제3 오디오 입력을 상기 출력 오디오로 믹싱하기 위한 코드
    를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  22. 무선 헤드셋에서 제1 소스로부터 제1 오디오 입력을 수신하기 위한 수단;
    상기 무선 헤드셋에서 제2 소스로부터 제2 오디오 입력을 수신하기 위한 수단;
    상기 제1 오디오 입력과 상기 제2 오디오 입력을 출력 오디오로 믹싱하기 위한 수단; 및
    상기 무선 헤드셋으로부터 상기 출력 오디오를 출력하기 위한 수단
    을 포함하는 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 믹싱하기 위한 수단은,
    상기 제1 오디오 입력 및 상기 제2 오디오 입력 각각을 가중화함으로써, 가중된 오디오 입력들을 생성하기 위한 수단; 및
    상기 가중된 오디오 입력들을 합산하기 위한 수단
    을 포함하는 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 믹싱하기 위한 수단은,
    상기 제1 오디오 입력만을 상기 출력 오디오에 포함시키거나,
    상기 제2 오디오 입력만을 상기 출력 오디오에 포함시키거나,
    상기 제1 오디오 입력 및 상기 제2 오디오 입력 모두를 상기 출력 오디오에 포함시킴으로써,
    상기 제1 오디오 입력과 상기 제2 오디오 입력을 선택적으로 결합하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 제1 오디오 입력은 음성을 나타내는 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제2 오디오 입력은 스테레오 오디오를 나타내는 장치.
  27. 제22항에 있어서,
    마이크로폰으로부터 제3 오디오 입력을 수신하기 위한 수단; 및
    상기 제1 오디오 입력, 상기 제2 오디오 입력과 상기 제3 오디오 입력을 상기 출력 오디오로 믹싱하기 위한 수단
    을 더 포함하는 장치.
  28. 제22항에 있어서, 상기 수신하기 위한 수단들 각각은 블루투스 송수신기를 포함하는 장치.
  29. 제22항에 있어서, 상기 제1 오디오 입력 또는 상기 제2 오디오 입력 중 적어도 하나에 시변 이득을 적용하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
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