KR20120005464A - 오디오 소나 신호의 바이노럴 재생을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

오디오 소나 신호의 바이노럴 재생을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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아틀라스 엘렉트로닉 게엠베하
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Abstract

본 발명은 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 오디오 소나 신호들은 다수의 변환기(54)를 가진 수신 안테나(2) 및 하나 이상의 방향 발생기(4)를 포함하는 소나 시스템에 의해 방향 선택적으로 수신될 수 있고 바이노럴 오디오 신호 처리기(18)에 의해 변형될 수 있다. 상기 장치는 휴대용 음향 재생 장치, 특히 헤드폰, 및 상기 음향 재생 장치(22)에 접속된, 상기 음향 재생 장치(22)의 위치 변동을 검출하기 위한 헤드-트래킹 센서(24)를 포함한다. 위치 변동에 관련된 신호들(26)이 발생되어, 수신될 음파의 방향을 선택하기 위해 방향 발생기(4)에 전달된다.

Description

오디오 소나 신호의 바이노럴 재생을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR THE BINAURAL REPRODUCTION OF AUDIO SONAR SIGNALS}
본 발명은 청구항 제 1항 또는 제 2항 또는 제 5항 또는 제 6항의 전제부에 따른 오디오 소나 신호의 바이노럴 재생을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
공지된 소나 시스템에 의해, 타겟의 위치, 속도 및 코스가 타겟에 의해 방사되는 수중 음향 신호에 의해 결정될 수 있다. 이를 위해, 종래 방식으로 수중 음향 신호는 수신 안테나에 의해 수신되고, 상기 수신 안테나는 음파를 수신하여 전기 수신 신호를 발생시키기 위한 다수의 전기 음향적 또는 광 음향적 변환기를 포함한다.
또한, 상응하는 소나 시스템은 수신 안테나와 더불어 하나 이상의 방향 발생기를 포함하고, 상기 방향 발생기 내에서 변환기의 수신 신호들이 안테나 상에 변환기의 배치에 따라 지연되고, 통합되어 그룹 신호 또는 방향 신호를 형성한다. 각각의 방향 신호에는 메인 수신 방향이 할당되고, 상기 메인 수신 방향은 전자적인 조치에 의해 선회될 수 있다.
DE 15 66 857 C3에는 오디오 소나 신호 내의 바이노럴 정보의 처리가 공지되어 있다. 소나 시스템의 오퍼레이터(조작자)에게, 수신 신호 또는 이로부터 도출된 신호의 광학적 디스플레이와 더불어, 수신 신호의 음향적 재생이 중요하다. 소나 시스템의 관찰 섹터의 수중 음향 신호를 음향적으로 관찰하는 경우, 방향 정보가 없으면 불리하다. 즉, 다수의 방향으로부터의 신호들의 동시 청취는 특정 방향으로부터의 비교적 약한 신호를 커버할 수 있는 간섭을 야기한다. 상응하는 방향 정보에 의해, 인간의 청각이 소리를 그 방향에 따라 구별함으로써 상이한 방향으로부터의 낮은 소리도 구별할 수 있다. 이로 인해, 오퍼레이터의 능력이 타겟의 더 신속한 검출 및 분류에 의해 상승될 수 있다. 또한, 오디오 소나 신호의 바이노럴 정보에 의해 밀접한 타겟의 구별이 증진된다.
또한, DE 15 66 857 C3에는 방향 발생기의 방향 신호로부터 바이노럴 재생 장치, 특히 헤드폰을 통한 재생을 위한 좌측 및 우측 오디오 신호를 발생시키는 것이 공지되어 있다. 이를 위해, 미리 정해진 관찰 섹터가 소나 시스템에 의해 검출되고, 상기 섹터의 중앙에 수신 안테나의 종축에 대해 수직인 메인 청취 방향이 있다. 상기 메인 청취 방향의 좌측 또는 우측에 있는 음향 소스의 수신 신호들은 바이노럴 효과를 형성하기 위한 좌측 오디오 신호 및 우측 오디오 신호의 형성을 위해 상이하게 웨이팅되고 및/또는 지연된다. 따라서, 메인 청취 방향의 측면에 상이한 오디오 임프레션(audio impression)이 생긴다.
자연적 환경에서 인간은 음향 소스의 정확한 위치를 찾기 위해 무의식적으로 머리를 돌린다. 이러한 때때로의 최소 머리 운동은 자연적 청취를 위해 중요하다. 그러나, 오퍼레이터에게 오디오 소나 신호의 만족스런 음향적 감지를 가능하게 하기 위해, 수신 신호의 좌/우 분리는 불충분하다.
본 발명의 과제는 오디오 소나 신호의 감지를 개선하는 것이며, 특히 오퍼레이터에 의한 청취 방향의 결정을 위한 간단한 가능성을 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제 1항 또는 제 2항의 특징들을 가진 장치에 의해 그리고 청구항 제 5항 또는 제 6항의 특징들을 가진 방법에 의해 해결된다.
소나 시스템의 수신 안테나를 통해 다수의 전기 음향적 또는 광 음향적 변환기에 의해 수중 음향 신호가 수신되어 전기 수신 신호를 발생시킨다. 이 경우, 수신 안테나로서 예컨대 선형 안테나, 실린더 베이스 또는 컨포멀 안테나가 사용된다. 선형 안테나의 경우 변환기들은 하나의 직선을 따라 규칙적으로 배치된다. 실린더 베이스의 경우 변환기들은 원형으로 배치된다. 컨포멀 안테나에는 예컨대 말굽형 베이스가 속한다. 후속 접속된 하나 이상의 방향 발생기에 의해, 음파들이 방향 선택적으로 수신된다.
방향 발생기(들)의 방향 신호들은 수신 안테나의 변환기의 수신 신호들이 방향 신호에 할당된 메인 수신 방향에 따라 시간적으로 상이하게 지연되고 동위상으로 경우에 따라 진폭 평균화를 고려해서 가산된다. 시간 지연은 소정 메인 수신 방향에 의존할 뿐만 아니라, 수신 안테나에 변환기의 배치에 의존한다.
소나 시스템에 의해 미리 정해진 관찰 섹터가 검출되고 음향적으로 이미지 섹터에 이미지화된다. 이를 위해, 하나 또는 다수의 관련 방향 신호가 선택되고, 경우에 따라 가산되며, 특히 2개의 가산 신호가 좌측 오디오 신호 및 우측 오디오 신호에 따라 형성된다. 이 경우, 선택된 방향 신호 또는 가산되고 선택된 방향 신호들은 각각 청취 방향에 따라 좌측 및 우측 오디오 신호에 대해 상이하게 지연되고 및/또는 웨이팅된다.
바람직하게는 방향 신호에 할당된 메인 수신 방향들이 3차원 공간 내에서 (2차원의) 수평의, 음향적으로 모니터링된 관찰 평면에 놓인다. 따라서, 실제 공간 내에서 음향 소스의 방향은 바람직하게 수직으로 관찰 평면으로 투영되고, 관찰 섹터는 음향적으로 2차원 이미지 평면에 이미지화된다.
관찰 평면 내에서 음향 소스의 위치 탐지는 바이노럴 정보를 오디오 소나 신호로 처리함으로써 이루어진다. 2개의 중요한 바이노럴 특징들은 인터오럴 시간 차이(ITD=Interaural Time Difference) 및 인터오럴 레벨 차이(ILD=Interaural Level Difference)이다. 이들은 음향 신호의 측면 입사 방향을 결정한다. ITD는 두 귀 사이의 음향 신호의 전파 시간 차이를 나타내고, ILD는 레벨 차이를 나타낸다. 이러한 바이노럴 특징에 의해, 인간 청각의 댐핑 특성 및 음향 소스에 대한 인간 귀의 정렬이 추후에 감지될 수 있다. 헤드폰을 통한 오디오 신호의 재생시, 오퍼레이터에게 그가 메인 청취 방향으로 바라보거나 듣고, 들어오는 수중 음향 신호가 공기 음향 신호로서 두 귀를 통해 감지되는 것처럼 임프레션이 생긴다. 따라서, 들어오는 방향 신호의 상응하는 웨이팅 및/또는 지연에 의해 2차원의 음향적 오디오 임프레션이 형성될 수 있다. 방향 신호(들)의 웨이팅 및 지연은 선택된 메인 청취 방향의 위치에 따라 이루어진다.
본 발명에 따라 바이노럴 재생을 위한 2개의 방향 신호들이 오디오 소나 신호들로 형성되고 특히 2개의 오디오 채널들 중 하나의 오디오 채널에 대해 각각 하나의 방향 신호가 형성된다. 수신 안테나의 변환기의 수신 신호들의 적합한 지연 및 가산에 의해 방향 발생기를 이용해서 2개의 방향 신호들이 형성된다. 2개의 방향 신호들은 이들이 2개의 상이한, 서로 이격된 음향 중심을 갖지만 각각 할당된 메인 수신 방향들이 서로 평행하게 연장하도록 형성된다. 이러한 방향 신호들을 형성하기 위해, 변환기들이 통합되어 상이한 변환기 그룹들을 형성한다. 따라서, 바람직하게는 물속에서 이미 스테레오 음향 기록이 이루어진다.
음향 소스의 음향 신호들은 상이한 시점에 변환기에 부딪히고, 전파 시간 차이 및 레벨 차이에 의해 스테레오 임프레션을 발생시킨다. 그러나, 음향 신호가 2개의 방향 신호의 정확히 중앙으로부터 수신되면, 신호는 동일하게 분배된다. 청취자는 음향 소스를 정확히 중앙으로부터 감지한다.
본 발명의 관점은 인간이 인체 고유의 방향 발생 가능성을 갖는다는 사실에 관련된다. 인간은 -경우에 따라 작은- 머리 운동에 의해 음향 소스의 방향 결정을 할 수 있다. 헤드폰을 통한 2차원 오디오 신호의 재생시, 음향 소스가 머리 운동을 따른다는 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 오퍼레이터의 머리 운동의 전자적 검출을 제공한다. 휴대용 음향 재생 장치, 특히 헤드폰 내의 소위, 헤드-트래킹 센서에 의해, 즉 머리 운동을 검출하기 위한 센서에 의해, 상기 음향 재생 장치의 위치 변동이 검출된다.
바람직하게 헤드-트래킹 센서는 가속 센서를 포함한다. 이 가속 센서는 음향 재생 장치 또는 상기 음향 재생 장치를 지닌 오퍼레이터 머리의 운동의 가속을 검출한다. 이로 인해, 위치 변동, 및 출발 위치의 사용시 음향 재생 장치 또는 머리의 정확한 위치가 결정될 수 있다. 가속 센서 사용시 장점은 외부의 기준 시스템이 필요 없다는 것이다. 바람직하게는 가속 센서가 소나 시스템과 원격 계측 방식으로 연결됨으로써, 오퍼레이터가 제한되지 않는 운동 자유도를 갖는다. 바람직하게는 가속 센서가 3D-가속 센서, 즉 모든 공간 방향에서 가속을 검출할 수 있는 센서이다. 바람직하게는 상기 센서가 회전 가속을 검출할 수도 있다.
따라서, 바람직하게는 소나 시스템의 메인 청취 방향의 방향 선택이 가능하다. 이를 위해, 헤드-트래킹 센서는 인터페이스를 가지며, 상기 인터페이스는 헤드-트래킹 센서에 의해 검출된 소나 시스템의 측정 데이터를 전송할 수 있도록 형성된다. 따라서, 헤드-트래킹 센서 및 그에 따라 머리의 운동 데이터 및/또는 위치 데이터를 기초로 개선된 음향적 감지를 위한 음향 신호가 발생된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 음향 재생 장치의 상이한 운동에 의해 야기되는 신호들은 각각 다른 기능들을 제어한다. 1차적으로, 머리 운동의 검출은 소나 시스템의 메인 청취 방향의 방향 선택을 위해 사용된다. 헤드-트래킹 센서가 다른 운동을 측정 데이터로서 검출하면, 헤드-트래킹 센서의 신호들에 미리 결정된 기능이 부과될 수 있다.
머리 운동을 나타내기 위해, 6 자유도, 즉 3 병진 자유도 및 3 회전 자유도가 제공된다. 따라서, 머리 운동에 의해 6 상이한 기능이 제어될 수 있다. 예시적인 가능성은 디스플레이 상에서 포인터 운동 또는 오디오 루페의 줌, 즉 이미지 섹터의 합성 확장의 줌이다.
본 발명의 다른 실시예에, 입력 장치가 제공된다. 이는 아이-트래커, 터치 스크린 또는 신호를 발생시킬 수 있는 다른 장치일 수 있다.
머리 운동에 의한 방향 선택을 위해, 먼저 신호를 발생시킬 수 있는 입력 장치에 의해 청취 방향의 개략적인 예비 선택이 이루어진다. 입력 장치의 상기 신호는 스타트 신호로서 소나 시스템에 전달되고, 헤드-트래킹 센서의 출발 위치를 결정하는데 사용된다. 따라서, 수신 안테나와 관련해서 고정된 기준 방향에 대해 선회 가능한 메인 청취 방향이 결정되거나 또는 관찰 섹터가 선택된다. 수평 평면 내에서 헤드-트래킹 센서의 후속 운동시, 미리 정해진 관찰 섹터 내에서 기존 음향 소스의 위치 탐지가 이루어질 수 있다.
본 발명에 의해, 오디오 소나 신호의 감지가 개선되며, 특히 오퍼레이터에 의한 청취 방향의 결정을 위한 간단한 가능성이 주어진다.
다른 바람직한 실시예들은 종속 청구항들, 및 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명되는 실시예에 제시된다.
도 1은 오디오 소나 신호의 바이노럴 재생을 위한 동작 모드를 나타내는 블록 회로도.
도 2는 관찰 섹터를 나타낸 도면.
도 3a 내지 도 3c는 머리 운동의 회전 자유도를 나타내는 도면.
도 4a 내지 도 4c는 머리 운동의 병진 자유도를 나타내는 도면.
도 5는 물속에서 음향 기록을 위한 실린더 베이스를 나타내는 도면.
도 1은 오디오 소나 신호의 바이노럴 재생을 위한 동작 모드를 나타내는 블록 회로도를 도시한다.
(부분적으로만 도시된) 소나 시스템(1)은 다수의 전기 음향적 및/또는 광 음향적 변환기를 구비한 수신 안테나(2), 및 후속 접속된 하나 이상의 방향 발생기(4)를 포함하기 때문에, 음파들은 방향 선택적으로 수신될 수 있고 전기 수신 신호들(6)이 발생될 수 있다.
지향 특성(10; directional characteristics)에 할당된 방향 신호들은 수신 안테나(2)의 변환기의 수신 신호들(12)이 시간 지연되며 동위상으로 가산됨으로써 발생된다. 각각의 방향 신호에 하나의 메인 수신 방향이 할당된다. 수신 신호(12)의 시간 지연은 소정 메인 수신 방향 및 수신 안테나(2)의 구조 및 특히 수신 안테나(2)에 변환기의 배치에 의존한다. 특정 메인 수신 방향에 대해, 2개의 인접한 변환기들 사이의 시간 지연은 메인 수신 방향으로부터 나오는 파두(wave front)가 2개의 인접한 변환기에 도달할 때 가지는 지연에 상응한다.
지향 특성(10)의 축들(14)은 그 메인 수신 방향들을 나타낸다. 이들은 안테나 고정 기준 방향(16)에 대한 수평 선회 각에 의해 결정되고 전자적으로 수신 신호의 시간 지연의 변화에 의해, 즉 시간 지연 계수에 의해 변화될 수 있다.
선택된 지향 특성(10)의 방향 신호들은 오디오 신호 처리기(18)로 전달된다. 상기 오디오 신호 처리기는 하나 또는 다수의 방향 신호로부터 바이노럴 오디오 신호(20)를 발생시키고, 상기 오디오 신호는 소정 청취 방향에 따라 웨이팅되고 및/또는 지연되며, 처리될 방향 신호가 다수인 경우 좌측 및 우측 채널에 대한 2개의 오디오 신호들 중 각각에 대해 별도로 가산된다. 이들은 휴대용 음향 재생 장치(22)에 의해 재생된다. 음향 재생 장치(22)는 음향 재생 장치(22)의 이동을 검출하기 위한 헤드-트래킹 센서(24)와 연결된다. 여기서는 음향 재생 장치(22)가 예컨대 헤드폰이고, 이 헤드폰은 오퍼레이터에 의해 머리에 끼워지는 것으로 가정한다. 따라서, 다른 실시예들도 오퍼레이터의 머리에 적용된다.
헤드-트래킹 센서(24)는 상응하는 알고리즘에 의해 오퍼레이터의 머리의 현재 위치를 결정할 수 있다. 이것은 3D-가속 센서를 포함하고, 상기 가속 센서는 머리의 위치에 관련한 상응하는 신호들(26)을 발생시킨다. 상기 신호들(26)은 방향 발생기(4)에 전달되고, 상기 방향 발생기는 상기 신호(26)에 따라 현재의 머리 위치에 상응하는 방향 신호를 선택한다.
그러나, 본 발명이 개별 방향 신호의 선택에 제한되지 않는다. 오히려, 방향 신호들을 그룹으로 선택하는 것이 가능하고, 이들이 오디오 신호 처리기(18)에 의해 우측 및 좌측 오디오 신호(20)로 처리된다.
도 2는 선택된 지향 특성(10)에 의해 형성된 관찰 섹터(28)를 도시한다. 중앙에는 수신 안테나(2)의 종축에 대해 수직으로 향한 메인 청취 방향(30)이 있다. 상기 관찰 섹터(28)는 음향적으로 이미지 섹터(32)에 이미지화된다. 이 실시예에서, 관찰 섹터(28) 및 이미지 섹터(32)는 동일한 개방 각(33)을 갖는다.
음향 소스가 관찰 섹터(28)의 중앙에 놓이면, 메인 청취 방향(30)에 할당된 방향 신호는 오디오 신호 처리기(18)에 의해 처리되고, 좌측 및 우측 오디오 신호(20)가 실질적으로 동일하다. 음향 소스가 메인 청취 방향(30)의 좌측 또는 우측에 놓이면, 좌측 및 우측 오디오 신호(20)를 형성하기 위해, 상응하는 방향 신호(들)이 웨이팅되고 및/또는 지연됨으로써, 자연적인 오디오 임프레션(audio impression)에 따라 2개의 귀에 대해 2개의 상이한 오디오 신호(20)가 발생된다.
이미지 섹터(32)의 메인 청취 방향(30)이 항상 상기 섹터의 중앙에 배치되는 되며 관찰 평면(28)에서 선회 가능하다. 본 발명에 따라 메인 청취 방향(30)은 바람직하게 머리 운동에 의해 제어될 수 있다.
공간에서의 머리의 운동을 나타내기 위해, 위치 고정 좌표계가 사용된다. 바람직하게 상기 좌표계는 데카르트 좌표계이다. 머리의 운동은 3 회전 자유도를 가지며, 경추의 트레이닝 상태에 따라 1, 2 또는 3 병진 자유도를 갖는다.
도 3a 내지 3c는 머리 운동의 회전 자유도를 도시한다. x-축(34)은 수평 축을 나타내고, y-축(36)은 수직 축을 나타낸다.
도 3a에는 y-축(36)을 중심으로 하는 머리(38)의 회전 운동이 도시된다. 이 운동은 본 발명에 따라 메인 청취 방향의 방향 결정을 위해 제공된다. 이 운동에 의해 발생된 신호들(26)은 오디오 신호 처리기(18) 후에 헤드폰(22)을 통해 출력될 방향 신호(10)를 선택하기 위해 방향 발생기(4)로 전달된다.
휴대용 음향 재생 장치(22)의 헤드-트래킹 센서(24)가 3D-가속 센서를 포함하기 때문에, 다른 운동을 검출하는 것이 가능하다.
도 3b에는 머리(38)가 도면 평면에 대해 수직으로 놓인 z-축을 중심으로 좌측으로부터 우측으로 또는 우측으로부터 좌측으로 틸팅 운동을 하는 것이 나타난다. 이 운동은 신호(26)를 발생시키기 때문에, 예컨대 디스플레이 상에서 포인터의 예컨대 좌측/우측 운동(또는 우측/좌측 운동)이 제어됨으로써, 예컨대 메인 청취 방향 또는 관찰 섹터가 개략적으로 제어 또는 선택될 수 있다.
도 3c에는 x-축(34)을 중심으로 하는 머리(38)의 회전 또는 끄덕임 운동이 도시된다. 이 끄덕임 운동은 예컨대 선택 기능을 위해 제공된다. 도 3b의 운동에 따른 디스플레이 상의 포인터 운동에 이어서, 예컨대 도 3c의 운동에 따른 머리(38)의 끄덕임에 의해 선택을 할 수 있는 가능성이 있다.
도 4a 내지 도 4c는 머리 운동의 병진 자유도를 도시한다. 머리(38), 및 x-축(40), y-축(42) 및 z-축(44)으로 이루어진 데카르트 좌표계가 도시된다. 3D-가속 센서는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 회전 또는 끄덕임 또는 틸팅 운동뿐만 아니라 3개의 좌표 방향으로의 병진 운동도 검출할 수 있다.
도 4a에서 머리(38)는 z-축(44)을 따른 운동을 한다. 머리(38)의 전진 또는 후진 운동은 예컨대 오디오-루페의 줌 기능을 위해 제공된다. 관찰 섹터(28)를 이미지 섹터(32)에 음향적으로 1:1 이미지화할 때, 관찰 섹터(28)의 개방 각(33)은 이미지 섹터(32)의 개방 각(33)에 상응한다. 그러나, 바람직하게는 이미지 섹터(32)의 개방 각(33)이 관찰 섹터(28)의 개방 각(33)보다 확산 계수(ψ; spreading factor)만큼 더 크게 또는 더 작게 선택된다. 이로 인해, 음향적 루페 또는 음향적 축소 수단이 제공될 수 있다. 장점은 이미지 섹터(32)의 개방 각(33)보다 작은 개방 각(33)을 가진 관찰 섹터(28) 내에서 더 정확한 방향 분해능이 주어진다는 것이다. 따라서, 단일 음향 소스 또는 다수의 음향 소스가 사용되는지의 여부가 확인될 수 있다. 머리 운동을 기초로 확장 계수(ψ)를 결정하기 위해, 머리 운동에 의해 발생된, 헤드-트래킹 센서(24)의 신호(26)가 오디오 신호 처리기(18)에 전달된다.
도 4b 및 도 4c에는 머리 운동의 2개의 다른 자유도가 나타난다. 도 4b에는 y-축(42) 방향으로의 운동이 그리고 도 4c에는 x-축(40) 방향으로의 운동이 나타난다. 이 운동들이 3D-가속 센서에 의해 검출될 수 있기 때문에, 상응하는 기능 부과가 가능하다. 그러나, 머리(38)의 상하 운동 및 좌우 운동은 오퍼레이터의 머리 운동 가능성에 의존한다.
전술한 방법은 물속에서 스테레오 음향 기록이 이루어지도록 변형될 수 있다.
도 5는 2개의 지향 특성(10)을 발생시키기 위한 실린더 베이스(48)를 도시하고, 그것의 메인 수신 방향들(50)은 서로 평행하게 연장하지만, 변환기들(54)의 선택된 그룹의 각각의 대칭선(Ⅰ또는 Ⅱ)에 대해 선회된다. 이로 인해, 메인 수신 방향들(50)이 동일한 타겟(52)에 대해 정렬될 수 있다.
지향 특성(10)을 형성하기 위해, 수신 안테나(1)의 각각 하나의 변환기 그룹(54)이 사용된다. 예컨대, 실린더 베이스(48)에서 상기 변환기들(54)이 원형으로 배치되면, 변환기(54)의 수신 신호들은 매 그룹마다, 변환기들(54)이 각각 관련된 현(56)에 배치되는 것처럼 지연될 수 있다. 상기 현(56)은 각각의 그룹의 대칭선 Ⅰ또는 Ⅱ에 대해 수직으로 놓인다. 이 경우, 메인 수신 방향들은 각각의 대칭 선을 따라 연장한다. 따라서, 메인 수신 방향들은 서로 평행하게 연장하지 않을 것이다. 그 때문에, 변환기(54)의 수신 신호들(12)은 다른 방식으로, 특히 2개의 상이한 변환기 그룹들의 메인 수신 방향들이 서로 평행하게 연장하도록, 지연되어야 한다.
본 발명은 실린더 베이스(48)에 제한되지 않는다. 대안적 실시예에서, 다른 수신 안테나, 예컨대 말굽형 베이스 또는 선형 안테나가 사용된다. 다른 안테나 장치들이 동일한 원리로 처리된다. 그러나, 항상 변환기(54)의 구조적 배치가 고려되어야 한다.
오퍼레이터의 머리(34)의 귀는 2개의 자연적 신호 센서를 갖는다. 2개의 신호 센서들에 대한 방향 신호들의 별도 계산에 의해, 자연적 음향적 청취감이 시뮬레이트된다. 바이노럴 오디오 소나 신호(20)를 발생시키기 위해, 방향 발생기(4)에 의해 상이한, 서로 이격된 음향적 중심(S1, S2)을 가진 변환기 그룹으로 2개의 지향 특성들(10)이 형성된다. 이를 위해 각각 소수의 변환기(54)가 2개의 그룹으로 통합되고, 그 수신 신호들(12)은 2개의 방향 신호들이 서로 평행하게 연장하는 메인 수신 방향들(50)을 갖도록 지연된다. 2개의 지향 특성들이 동일한 타겟(52)을 향할 수 있도록, 그 메인 수신 방향들(50)이 교차할 수 없거나 또는 최대 수신 거리에서만 교차한다. 따라서, 메인 수신 방향들(50)은 실질적으로 평행하게 연장하도록, 전자적으로 선회된다. 이로 인해, 상기 방향 신호들은 이미 전파 시간 차이 및 레벨 차이와 같은 바이노럴 정보를 포함하고, 오디오 신호 처리기(18)의 2개의 채널들 내로 전달된다. 상기 오디오 신호 처리기는 예컨대 간섭 잡음을 억제하기 위해 필터, 예컨대 이퀄라이저 등을 포함한다.
방향 결정을 위한 오퍼레이터의 머리 운동시, 실린더 베이스(48) 상의 현들(56)이 상응하게 선회된다. 오퍼레이터는 인체 고유의 방향 발생 가능성에 의해 더 미세한 방향 탐지를 실시한다. 따라서, 헤드-트래킹 센서(24)가 더 양호한 방향 탐지 분해능을 가능하게 한다.
상기 실시예 설명, 청구범위 및 명세서 도입부에 제시된 모든 특징들은 개별적으로 그리고 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 또는 청구된 특징 조합에 제한되지 않는다. 오히려, 모든 특징 조합들이 공개된 것으로 본다.
2 : 수신 안테나
4 : 방향 발생기
6 : 수신 신호
18 : 오디오 신호 처리기
20 : 오디오 소나 신호
22 : 음향 재생 장치
24 : 헤드-트래킹 센서
26 : 신호
28 : 관찰 섹터
30 : 메인 청취 방향
50 : 메인 수신 방향
54 : 변환기

Claims (6)

  1. 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 장치로서, 상기 오디오 소나 신호들은 음파의 방향 선택적 수신 및 전기 또는 광학 수신 신호들(6)의 발생을 위한, 다수의 전기 음향적 및/또는 광 음향적 변환기(54)를 가진 수신 안테나(2) 및 후속 접속된, 하나 이상의 방향 발생기(4)를 포함하는 소나 시스템에 의해 발생될 수 있고, 바이노럴 오디오 신호 처리기(18)에 의해 변형될 수 있는, 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 장치에 있어서,
    상기 방향 발생기(4)는 각각 할당된, 서로 평행한 메인 수신 방향(50) 및 서로 이격되어 배치된 음향적 중심(S1, S2)을 가진 2개의 방향 신호들을 발생시키도록 형성되고,
    휴대용 음향 재생 장치(22), 특히 헤드폰이 제공되고, 상기 음향 재생 장치는 상기 음향 재생 장치(22)의 위치 변동을 검출하기 위한 헤드-트래킹 센서(24)를 포함하고,
    상기 헤드-트래킹 센서(24)는 상기 음향 재생 장치(22)의 운동의 가속을 검출하기 위한 가속 센서를 포함하며,
    상기 헤드-트래킹 센서(24)에 의해 상기 휴대용 음향 재생 장치(22)의 위치 변동에 관련된 신호들(26)이 발생될 수 있고,
    발생된 상기 신호(26)를 기초로 상기 방향 발생기(4)에 의해, 수신될 음파의 방향이 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 휴대용 음향 재생 장치(22)의 스타트 위치, 특히 상기 수신 안테나(2)의 선회 가능한 메인 청취 방향(30) 및/또는 상기 소나 시스템의 관찰 섹터(28)를 선택하기 위한 입력 장치, 특히 아이 트래커 또는 터치 스크린이 제공되는 것을 특징으로 하는 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 방향 선택에 추가해서 다른 기능들이 상기 헤드-트래킹 센서(24)의 신호들(26)에 의해 제어될 수 있는, 특히 디스플레이 상에서 포인터 운동 및/또는 오디오-루페의 줌이 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 장치.
  4. 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 방법으로서, 상기 오디오 소나 신호들은 음파의 방향 선택적 수신 및 전기 또는 광학 수신 신호들(6)의 발생을 위한, 다수의 전기 음향적 및/또는 광 음향적 변환기(54)를 가진 수신 안테나(2) 및 후속 접속된, 하나 이상의 방향 발생기(4)를 포함하는 소나 시스템에 의해 발생될 수 있고, 바이노럴 오디오 신호 처리기(18)에 의해 변형될 수 있는, 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 방법에 있어서,
    상기 방향 발생기(4)에 의해, 각각 할당된, 서로 평행한 메인 수신 방향(50) 및 서로 이격되어 배치된, 음향적 중심(S1, S2)을 가진 2개의 지향 특성(10)이 발생되고,
    휴대용 음향 재생 장치(22), 특히 헤드폰의 위치 변동이 헤드-트래킹 센서(24)에 의해 검출되고, 상기 헤드-트래킹 센서는 상기 음향 재생 장치(22)의 운동의 가속을 검출하기 위한 가속 센서를 포함하고,
    상기 헤드-트래킹 센서(24)에 의해, 상기 휴대용 음향 재생 장치(22)의 위치 변동에 관련된 신호들(26)이 발생되고,
    수신될 음파의 방향이 발생된 상기 신호(26)를 기초로 상기 방향 발생기(4)에 의해 선택되는 것을 특징으로 하는 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 휴대용 음향 재생 장치(22)의 스타트 위치, 특히 상기 수신 안테나(2)의 선회 가능한 메인 청취 방향(30) 및/또는 상기 소나 시스템의 관찰 섹터(28)가 입력 장치, 특히 아이 트래커 또는 터치 스크린에 의해 선택되는 것을 특징으로 하는 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 헤드-트래킹 센서(24)의 신호들(26)이 방향 선택에 추가해서 다른 기능, 특히 디스플레이 상에서 포인터 운동 및/또는 오디오-루페의 줌을 제어하는 것을 특징으로 하는 오디오 소나 신호(20)의 바이노럴 재생을 위한 방법.
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