KR20130137046A - 개선된 오디오를 위한 통합된 심리음향 베이스 강화 (ｐｂｅ) - Google Patents

개선된 오디오를 위한 통합된 심리음향 베이스 강화 (ｐｂｅ) Download PDF

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Abstract

심리음향 베이스 강화 (PBE) 는 하나 이상의 다른 오디오 프로세싱 기법들, 이를 테면 능동 잡음 제거 (ANC), 및/또는 수신 음성 강화 (RVE) 와 통합되어, 개선된 오디오 출력을 달성하기 위해 각각의 기법을 레버리징한다. 이 접근법은, 종종 ANC 를 효과적으로 지원하기 위한 충분한 저주파수 응답이 없는, 헤드셋 스피커들의 성능을 개선시키는데 이로울 수 있다.

Description

개선된 오디오를 위한 통합된 심리음향 베이스 강화 (ＰＢＥ){INTEGRATED PSYCHOACOUSTIC BASS ENHANCEMENT (PBE) FOR IMPROVED AUDIO}
35 U.S.C. §119 하의 우선권 주장
본 특허 출원은 2011년 4월 8일자로 출원되고 본 특허 출원의 양수인에게 양도되며 여기에 참조로 완전히 통합되는 가출원 제61/473,531호에 대해 우선권을 주장한다.
분야
본 개시물은 일반적으로 오디오 시스템들에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 오디오 시스템들의 저주파수 성능을 개선시키는 것에 관한 것이다.
저주파수들 (예를 들어, < 800Hz) 에서 비교적 열악한 성능을 갖는, 이어폰들 및 핸드셋들에서 통상 사용되는 한 부류의 오디오 스피커들이 존재한다. 이러한 스피커들의 성능을 개선시키기 위해, 심리음향 베이스 강화 (psychoacoustic bass enhancement; PBE) 가 사용되어 왔다. 소정의 PBE 기법들이 알려져 있으며, 일반적으로, 이들 방법들은 저주파수 컴포넌트들 대신에 중주파수 고조파 (mid-frequency harmonics) 를 발생시키기 위해 잔류 피치 이론 (residue pitch theory) 에 기초한다. 이들 고조파는 청취자가 들을 때 잔류 피치 현상을 야기하며, 이는 누락된 저주파수 컴포넌트들이 존재한다는 환상을 만들어낸다. 따라서, PBE 를 이용하여, 청취자는, 스피커가 재생할 수 있는 주파수 레벨들보다 낮기 때문에 실제로 재생되지 않는 저주파수 컴포넌트들을 인지한다. 이 청각적 착각 (auditory trick) 은 인간 청각 시스템의 본질 때문에 작용한다.
인지된 베이스 재생 및 저주파수 잡음 감쇄를 개선시키기 위해 헤드셋들에서 능동 잡음 제거 (active noise cancellation; ANC) 와 PBE 기법들을 결합하는 것이 알려져 있다. 이 결합의 일 예는, 논문 "Integration of Virtual Bass Reproduction in Active Noise Control Headsets", by Woon-Seng Gan; Kuo, S.M., Signal Processing, 2004. Proceedings. ICSP '04 에 기술되어 있다. ANC 는 진폭이 동일하지만 억제되는 타겟 잡음에 대하여 위상이 180°벗어난 음향파들의 생성을 통하여 잡음 억제를 수행하는 기법이다. ANC 는 근단 (near-end) 잡음 제거 애플리케이션들을 위해 종종 사용된다. 이 발생된 잡음방지는 상쇄 간섭 (destructive interference) 을 통하여 백그라운드 잡음을 상쇄시킨다.
일반적으로, ANC 는 통상 양호한 저주파수 응답을 가진 부피가 큰 오디오 스피커들에 의존하기 때문에 이어폰 헤드셋들 및 모바일 핸드셋들에 이용할 수 없는 공지된 ANC 기법들을 이용하여, 헤드셋 스피커들과 같은 소형 스피커들에 ANC 를 수행하는 것은 문제가 있을 수 있다. ANC 성능은 음향 컴포넌트들, 특히 스피커의 저주파수 응답 특성들에 의해 매우 영향을 받는다. 일부 공지된 핸드셋 스피커들은 스피커의 사이즈 제한으로 인해 충분한 저주파수 응답이 없다. 이것은 ANC 를 이용할 때 차선의 근단 잡음 제거를 초래한다. 더욱이, Woon-Seng Gan 등에 의해 기술된 것과 같이, 헤드셋 스피커들에서 PBE 와 ANC 를 결합하는 공지된 기법들은 PBE 와 ANC 방법들의 동작을 완전히 통합하는 것이 아니며, 이는 또한 차선의 성능을 초래할 수도 있다. 예를 들어, Woon-Seng Gan 의 개시된 시스템에서는, ANC 프로세스로부터의 피드백이 전체 시스템 성능을 최적화하기 위하여 PBE 프로세스에 제공되지 않는다.
여기에 개시된 기법들은 오디오 재생 시스템들에 PBE 를 효과적으로 통합하려는 사전 시도들의 많은 제한들을 극복한다. 이들 기법들의 일 양태에 따르면, 개선된 장치는 능동 잡음 제거 (active noise cancellation; ANC) 모듈, 및 ANC 모듈로부터의 출력에 기초하여, 가상 베이스를 포함할 수도 있는, PBE 신호를 생성하도록 구성된 심리음향 베이스 강화 (psychoacoustic bass enhancement; PBE) 모듈을 포함한다.
다른 양태에 따르면, 장치는 오디오 신호를 수신하는 수단, 및 ANC 모듈로부터의 출력에 기초하여, 오디오 신호에 대해 PBE 를 수행하는 수단을 포함한다.
다른 양태에 따르면, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행가능한 명령들의 세트를 수록하는, 컴퓨터 판독가능 매체는, 오디오 신호를 수신하기 위한 프로그래밍 코드, 및 ANC 모듈로부터의 출력에 기초하여, 오디오 신호에 대해 PBE 를 수행하기 위한 프로그래밍 코드를 포함한다.
추가 양태에 따르면, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법은 오디오 신호를 수신하는 단계, 및 ANC 모듈로부터의 출력에 기초하여, 오디오 신호에 대해 PBE 를 수행하는 단계를 포함한다.
다른 양태들, 특징들, 및 이점들이 존재할 것이며, 또는 다른 양태들, 특징들, 및 이점들은 다음의 도면들 및 상세한 설명의 검토 시에 당업자에게 명백해질 것이다. 모든 이러한 추가적인 특징들, 양태들, 및 이점들은 본 설명 내에 포함되고 첨부 특허청구항들에 의해 보호되는 것으로 의도된다.
도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것인 것으로 이해될 것이다. 더욱이, 도면들 내의 컴포넌트들은 반드시 일정한 비율이 아니며, 그 대신 여기에 설명된 기법들 및 디바이스들의 원리들을 예시하는 것에 역점을 둔다. 도면들에서, 유사한 참조 부호들은 상이한 도면들 전반에 걸쳐 대응하는 부분들을 명시한다.
도 1 은 PBE 와 ANC 프로세싱을 통합하는 일 예시적인 오디오 시스템을 예시한 블록도이다.
도 2 는 PBE 와 ANC 프로세싱을 통합하는 일 예시적인 멀티-스피커 오디오 시스템을 예시한 블록도이다.
도 3 은 도 1 및 도 2 에 도시된 PBE 모듈의 소정의 상세들을 예시한 블록도이다.
도 4 는 PBE, 오디오 후처리 및 ANC 프로세싱을 통합하는 일 예시적인 오디오 시스템을 예시한 블록도이다.
도 5 는 도 4 의 시스템을 동작시키는 일 예의 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 6 은 ANC, 오디오 후처리, PBE 및 RVE 를 통합하는 일 예시적인 오디오 시스템을 예시한 블록도이다.
도 7 은 PBE 파라미터들을 결정하는 일 예의 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 8 은 통합된 PBE 를 가진 일 예시적인 오디오 시스템의 소정의 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트들을 예시한 블록도이다.
도 9 는 통합된 PBE 를 가진 제 2 예시적인 오디오 시스템의 소정의 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트들을 예시한 블록도이다.
도면들을 참조하고 통합하는 다음의 상세한 설명은 하나 이상의 특정 실시형태들을 설명 및 예시한다. 제한하는 것이 아니라 단지 예시화 및 교시하기 위해 제공된 이들 실시형태들은 당업자가 특허청구범위를 실시할 수 있게 하기 위해 충분한 상세로 도시 및 설명된다. 따라서, 간략화를 위해, 설명은 당업자에게 알려진 소정의 정보를 생략할 수도 있다.
단어 "예시적인" 은 본 개시물 전반에 걸쳐 "일 예, 경우 또는 예시로서 기능하는 것" 을 의미하는데 사용된다. "예시적인" 것으로서 여기에 설명된 어떤 것도 반드시 다른 접근법들 또는 특징들에 비해 바람직하거나 이로운 것으로서 해석되는 것은 아니다. 그 문맥에 의해 명확히 제한되지 않는다면, 용어 "신호" 는 여기서 와이어, 버스 또는 다른 송신 매체에 대해 표현된 바와 같은 메모리 로케이션 (또는 메모리 로케이션들의 세트) 의 상태를 포함하는, 그 통상의 의미들 중 임의의 의미를 나타내는데 사용된다.
여기에 설명된 기법들은 능동 잡음 제거 (active noise cancellation; ANC, 능동 잡음 감소 (active noise reduction) 라고도 불림), 심리음향 베이스 강화 (psychoacoustic bass enhancement; PBE), 오디오 프로세싱, 및/또는 수신 음성 강화 (receive voice enhancement; RVE) 의 오디오 모듈들 간에 방법들 및 제어 설계들을 통합하여, 개선된 오디오 성능을 달성하기 위해 각각의 모듈의 파라미터들 및 튜닝 플렉시빌리티를 레버리징한다.
이들 기법들로 인해, PBE 는 ANC 및/또는 RVE 에 필요한 인입 오디오의 실제 베이스 콘텐츠의 일부를 가상 베이스로 컨버팅하여, 더 적은 이상적인 스피커들에 대한 물리적 부담을 없애고, 스피커 포화/왜곡을 감소시킨다. 더욱이, ANC, PBE, RVE 및/또는 오디오 후처리 모듈들 간의 튜닝 파라미터들은 함께 관련될 수 있어, PBE 가 ANC 및 RVE 프로세스들의 성능을 강화시키는데 이용가능하고, 각각의 프로세스의 튜닝 파라미터들은 상이한 오디오 신호 콘텐츠들에 따라 실시간으로 업데이트될 수 있다.
일반적으로, 저주파수 오디오를 충분히 재생시키는 것이 도전과제일 수도 있는 시스템들에서, PBE 가 인지된 저주파수 성능을 개선시키기 위해 통합될 수 있다. PBE 의 통합은 오디오 스피커가 저주파수 사운드에 충분한 물리적으로 재생시키는 제한된 능력을 갖는 임의의 상황으로 확대될 수 있다. 이 통합은 다른 오디오 프로세싱 알고리즘들 및 전체 시스템 성능의 개선된 성능을 초래할 수도 있다. PBE 는 그 튜닝 파라미터가 다른 오디오 프로세싱 방법 튜닝 파라미터들에 관련된 상태로 적용될 수 있고, 또는 PBE 모듈/프로세스에 피드백될 때 다른 오디오 프로세싱 출력 신호들 및/또는 시스템 성능에 따라 재튜닝될 수 있다.
도 1 은 심리음향 베이스 강화 (PBE) 모듈 (14) 과 능동 잡음 제거 (ANC) 모듈 (12) 을 통합하는 일 예시적인 오디오 시스템 (10) 을 예시한 블록도이다. 시스템 (10) 은 또한 적어도 하나의 참조 마이크로폰 (20), 음성 입력과 같은 근단 오디오 에너지를 수신하기 위한 하나 이상의 마이크로폰들, 디지털 오디오 스트림 소스 (22), 결합기 (16) 및 적어도 하나의 스피커 (18) 를 포함한다. 시스템 (10) 은 컴퓨터, 게이밍 콘솔, 스테레오 시스템, 또는 셀룰러 폰, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 스마트 폰, 헤드셋, MP3 플레이어 등과 같은 핸드헬드 디바이스를 포함하여, 임의의 적합한 오디오 출력 시스템에 포함될 수 있다. 여기에 설명되는 ANC 모듈 (12), PBE 모듈 (14) 및 결합기 (16) 의 두드러진 기능들은 디지털 프로세싱 도메인, 아날로그 도메인, 또는 아날로그와 디지털 전자 컴포넌트들의 임의의 적합한 조합으로 구현될 수도 있다.
시스템 (10) 의 동작 동안, PBE 모듈 (14) 은 ANC 모듈 (12) 에 의해 생성되는 부가된 ANC 잡음방지 베이스 콘텐츠로 인한 베이스 스트레스를 없애기 위해 플레이백 동안 디지털 오디오 스트림 (22) 을 나타내는 입력 오디오 신호에 PBE 를 선택적으로 적용한다. ANC 모듈 (12) 이 활성화될 때, 스피커 (18) 는 180°탈위상 잡음방지를 재생시킴으로써 주변 잡음을 상쇄시킨다. 잡음방지는 일반적으로 오디오 신호의 저주파수 범위 내에 있다. 이 잡음방지 베이스 컴포넌트는 음악, 음성, 또는 다른 오디오 콘텐츠 무엇이든 궁극적으로 스피커 (18) 를 통하여 플레이되는 디지털 오디오 스트림 (22) 내에 있는 것 위에 부가된다. 참조 마이크로폰 (20) 에 의해 검출된 주변 잡음이 상당한 저주파수들, 예를 들어 항공기 잡음을 가질 때, 디지털 오디오 스트림 (22) 에서의 오디오 신호 저주파수들과 함께 ANC 모듈 (12) 로부터의 잡음방지 신호가 결합되며 (예를 들어, 드럼 킥 (drum kicks) 및 더블 베이스 튠 (double bass tunes)), 그 결합은 스피커 (18) 를 쉽게 포화시켜, 왜곡을 야기할 수 있다. 이 상황에서, 왜곡을 감소시키기 위해, PBE 모듈 (14) 은 저주파수 ANC 신호가 작용하도록 더 많은 베이스 헤드룸을 남기기 위해 고조파를 재생시킴으로써 디지털 오디오 스트림 (22) 의 베이스 컴포넌트들을 더 높은 주파수 영역들로 시프트할 수 있다.
입력으로서, ANC 모듈 (12) 은 마이크로폰들 (20 및 21) 로부터 신호들을 수신하고, 응답으로, ANC 신호를 출력하며, 그 ANC 신호는 결합기 (16) 에 의해 수신된다. ANC 신호는 ANC 모듈 (12) 에 의해 발생되는 잡음방지 신호 (파형) 를 나타낸다. ANC 모듈 (12) 은 또한 제어 입력으로서 PBE 모듈 (14) 로부터 제어 신호들을 수신할 수 있다.
ANC 출력 신호는 또한, 시스템 (10) 의 동작 동안 PBE 파라미터들을 제어 및 조정하기 위하여 PBE 모듈 (14) 에 제공될 수도 있다. 파라미터 조정들이 실시간으로 일어날 수도 있다. ANC 출력 신호에 더하여, ANC 모듈 (12) 로부터의 다른 신호들이 제어를 목적으로 PBE 모듈 (14) 에 제공될 수 있다. ANC 모듈 (12) 로부터의 이들 신호들은 PBE 모듈 (14) 이 PBE 파라미터들을 조정할 수 있도록 PBE 모듈 (14) 에 ANC 모듈 (12) 의 상태를 제공할 수 있다. ANC 모듈 (12) 의 상태는 ANC 모듈 (12) 의 온/오프 상태, ANC 출력 신호의 에너지 레벨, ANC 출력 신호의 스펙트럼 콘텐츠 등을 포함할 수 있다. 추가적으로/대안적으로, 필터 계수들, 예를 들어 IIR 필터 계수들과 같은 ANC 계수들이 제어를 목적으로 PBE 모듈 (14) 에 제공될 수도 있다.
ANC 모듈 (12) 은 주변 잡음 레벨에 의존하여, 그 스스로를 선택적으로 활성화시킬 수도 있고, 또는 외부 제어들에 의해 활성화될 수도 있다. ANC 모듈 (12) 은 "역위상 (anti-phase)" 또는 "잡음방지 (anti-noise)" 파형이라고도 불리는 잡음 파의 인버스 형태 (예를 들어, 동일한 에너지 레벨 및 역전된 위상, 즉, 180°탈위상을 가짐) 인 파형을 발생시킴으로써 주변 음향 잡음을 능동적으로 감소시키도록 구성된다. ANC 모듈 (12) 은 일반적으로 마이크로폰들 (20 및 21) 과 같은 하나 이상의 마이크로폰들을 이용하여, 주변 잡음 레벨을 나타내는 외부 잡음 참조 신호를 픽업하고, 그 잡음 참조 신호로부터 잡음방지 파형을 발생시키며, 시스템 (10) 은 그 후 스피커 (18) 와 같은 하나 이상의 확성기들을 통하여 잡음방지 파형을 재생시킨다. 이 잡음방지 파형은 청취자의 귀에 도달하는 잡음의 레벨을 감소시키기 위해, 오리지널, 주변 잡음 파를 상쇄적으로 간섭한다.
적합한 ANC 방법들이 당업자에게 알려져 있다. ANC 모듈 (12) 은 여기에 설명된 그 기능들을 달성하기 위해 이들 ANC 방법들 중 하나 이상을 구현할 수 있다.
ANC 성능은 음향 트랜스듀서들, 예를 들어, 스피커들, 특히 스피커의 저주파수 응답 특성들에 의해 매우 영향을 받는다. 통상 사용되는 핸드셋 스피커들은 종종 스피커의 사이즈 제한으로 인해 충분한 저주파수 응답이 없다. 이것은 차선의 근단 ANC 를 초래한다. 기존의 솔루션들은 통상 원하는 잡음 제거 성능을 달성하기 위해 양호한 저주파수 특성들을 갖는 부피가 크고 고가의 스피커들의 사용을 요구한다.
ANC 모듈 (12) 은 이상적인 풀-레인지 스피커로 캘리브레이팅되고 시스템 (10) 의 동작 동안 그 튜닝을 변경되지 않게 유지할 수 있다.
고역 통과 필터 (미도시) 가 ANC 모듈 (12) 의 ANC 출력 신호를 필터링하기 위해 ANC 모듈 (12) 과 결합기 (16) 사이에 포함될 수 있다.
PBE 모듈 (14) 은 청취자에 대한 강화된 베이스 센세이션을 심리음향적으로 달성하기 위해, 가상의 "누락된 기본 주파수 (missing fundamental frequency)" 를 그 더 높은 고조파와 선택적으로 합성한다. PBE 모듈 (14) 의 일 예시적인 구현의 상세들은 도 3 과 관련하여 이하 여기에 논의된다. PBE 모듈 (14) 은 디지털 오디오 스트림 (22) 으로부터 오디오 신호를 수신하고, 응답으로 PBE 신호를 결합기 (16) 에 출력한다. PBE 모듈 (14) 이 능동일 때, PBE 신호는 심리음향적으로 강화된 오디오 신호를 나타낸다. PBE 모듈 (14) 이 능동이 아닐 때, PBE 신호는 디지털 오디오 스트림 (22) 으로부터의 인입 오디오 신호를 나타낸다.
PBE 모듈 (14) 은 오디오 후처리 모듈이지만, 그 기능이 단지 종래의 베이스 부스트의 기능은 아니다. 일반적으로, ANC 모듈 (12) 이 시스템 (10) 에서 인에이블될 때, 디지털 오디오 스트림 (22) 으로부터의 오디오 신호 내의 실제 베이스 주파수 콘텐츠는 스피커 (18) 의, 비선형 왜곡을 포함하는, 왜곡을 감소시키기 위해 PBE-발생된 고조파로 대체된다. 스피커 (18) 는 비이상적인 주파수 응답 (즉, 열악한 저주파수 응답) 을 가질 수도 있다. PBE 모듈 (14) 은 프로그램가능 파라미터들을 사용할 수 있다. 상기 논의한 바와 같이, 이들 파라미터들은 ANC 모듈 상태의 함수일 수 있으며, 이는 ANC 모듈 (12) 로부터의 ANC 출력 신호 및/또는 다른 제어 신호들로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, ANC 모듈 신호(들)에 기초하여 조정될 수 있는 PBE 파라미터는 PBE 모듈 크로스오버 컷오프 주파수이다. 이 파라미터는 ANC 모듈 (12) 이 턴 온되는 동안, 더 적은 실제 베이스 콘텐츠가 스피커 (18) 로 전송되고, 그 대신 더 많은 가상 베이스가 PBE 모듈 (14) 에 의해 발생되고 스피커 (18) 로 전송되도록 변경될 수 있다.
디지털 오디오 스트림 (22) 은 PCM, WAV, MP3, MPEG 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 임의의 적합한 포맷으로 디지털화된 오디오이다. 디지털화된 오디오는 음악, 음성, 잡음, 전술한 것의 조합들 등과 같은 임의의 타입의 오디오 콘텐츠를 포함할 수 있다. 디지털화된 오디오는 시스템 (10) 에 저장되고/되거나 원격 서버 또는 사용자 마이크로폰과 같은 외부 소스들로부터 수신될 수 있다.
결합기 (16) 는 (일반적으로 저주파수 오디오 신호인) ANC 출력 신호와 함께 PBE 모듈 (14) 로부터의 PBE 신호를 믹싱한다. 결합기 (16) 는 디지털 ANC 출력 신호와 디지털 PBE 출력 신호를 함께 가산하기 위한 디지털 합산 회로를 포함할 수도 있다. 아날로그 오디오 믹서와 같은 대안의 믹서들이 도 1 의 시스템 (10) 을 포함하여, 여기에 개시된 시스템들의 다른 구성들에서 이용될 수도 있다.
스피커 (18) 는 셀 폰들, PDA들 등과 같은 핸드헬드 디바이스들에서 사용된 것들과 같은 비교적 소형의 스피커들을 포함하여, 전기 신호들로부터 사운드를 재생시키기 위한 임의의 적합한 오디오 트랜스듀서이다. 도면을 단순화하기 위해 도 1 에는 도시하고 있지 않지만, 디지털-투-아날로그 컨버터 (DAC) 및 다른 아날로그 오디오 프로세싱 회로들, 이를 테면 증폭기들, 필터들 등이 결합기 (16) 와 스피커 (18) 사이의 오디오 신호 경로에 포함될 수 있다.
도 1 의 시스템 (10) 을 포함하여, 여기에 설명된 시스템들의 일 예시적인 동작 시나리오에서, 주변 잡음의 저주파수들에서 상당한 광대역 럼블 (rumble) 이 존재할 때, PBE 모듈 (14) (또는 제어 모듈) 은 ANC 출력 신호의 베이스 주파수들에서 이용가능한 더 많은 스펙트럼을 남기도록, PBE 모듈 (14) 의 베이스 컷오프-주파수를 더 높은 주파수로 조정할 수도 있다.
도 1 의 시스템 (10) 을 포함하여, 여기에 설명된 시스템들의 다른 예시적인 동작 시나리오에서, 디지털 오디오 스트림 오디오 신호에 훨씬 낮은 주파수 에너지가 존재하지 않을 때, ANC 모듈 (12) 로부터의 잡음방지 파형이 인입 오디오 신호 내의 많은 베이스 에너지의 위에 부가되고 있지 않기 때문에, PBE 모듈 (14) 은 턴 오프될 수 있고 PBE 신호는 임의의 PBE 변형 없이 인입 오디오 신호만을 나타낸다.
도 1 의 시스템 (10) 을 포함하여, 여기에 설명된 시스템들의 다른 예시적인 동작 시나리오에서, 디지털 오디오 스트림 (22) 으로부터의 인입 오디오 신호에 상당한 베이스 주파수 에너지가 있지만, 주변 잡음의 저주파수들이 비교적 조용 (quiet) 할 때, PBE 모듈 (14) 은, ANC 모듈 (12) 로부터의 잡음방지 신호에 의해 부가된 저주파수들에 많은 추가적인 에너지가 없기 때문에, 더 적은 가상 베이스, 즉, 감소된 PBE 를 만들어내도록 조정될 수 있다.
여기에 개시된 시스템들의 동작들은 상기 설명된 전술한 예시적인 시나리오에 제한되지 않는다. 다른 동작 시나리오들 및 구성들이 가능하다.
도 2 는 PBE 모듈 (14) 과 ANC 모듈 (12) 을 통합하는 일 예시적인 멀티-스피커 오디오 시스템 (25) 을 예시한 블록도이다. 시스템 (25) 은 또한 크로스오버 모듈 (23) 및 복수의 스피커들 (22a 내지 22c) 을 포함한다. 여기에 개시된 기법들 및 시스템들은 또한 도 2 에 예시한 바와 같이, 다중 스피커들의 크로스오버 모듈 (23) 이 ANC 및 PBE 출력들의 합산 노드 (결합기 (16)) 다음에 배치된다면, 도 2 에 예시한 바와 같이 다중 스피커들과 함께 작용한다.
크로스오버 모듈 (23) 은 종래의 오디오 크로스오버 기능, 즉 출력 오디오 신호, 이 경우, 결합기 (16) 로부터의 출력을 상이한 주파수 대역들로 분리하는 것을 수행할 수 있어, 각각의 주파수 대역이 각각의 스피커 (22a 내지 22c) 상에서 플레이 백될 수 있다. 크로스오버 모듈 (23) 은 대역통과 필터들과 같이, 이 기능을 달성하기 위한 하나 이상의 오디오 필터들을 포함할 수도 있다. 각각의 스피커 (22a 내지 22c) 는 구체적으로 그것이 재생시키는 것인 출력 주파수 대역에 적합한 성능 특성들을 갖도록 선택될 수 있으며, 예를 들어, 우퍼 스피커는 크로스오버 모듈 (23) 로부터 저주파수 출력을 수신할 수 있고, 중음역 스피커는 중주파수 출력을 수신할 수 있으며, 트위터 스피커는 고주파수 출력을 수신할 수 있다. 스피커들 (22a 내지 22c) 의 다른 어레인지먼트들 및 주파수 응답들이 가능하다.
크로스오버 모듈 (23) 은 아날로그 또는 디지털 도메인 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
스피커들 (22a 내지 22c) 은 셀 폰들, PDA들 등과 같은 핸드헬드 디바이스들에서 사용된 것들과 같은, 비교적 소형의 스피커들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 전기 신호들로부터 사운드를 재생시키기 위한 임의의 적합한 오디오 트랜스듀서들이다. 도 2 에는 도시하고 있지 않지만, DAC 및/또는 증폭기들, 필터들 등과 같은 다른 아날로그 오디오 프로세싱 회로들이 결합기 (16) 로부터 스피커들 (22a 내지 22c) 까지의 오디오 신호 경로에 포함될 수 있다. 크로스오버 모듈 (23) 이 디지털 컴포넌트로서 구현된다면, DAC 및 아날로그 오디오 회로들이 크로스오버 모듈 (23) 과 스피커들 (22a 내지 22c) 사이의 오디오 경로에 배치될 수 있고; 그렇지 않으면, DAC 는 결합기 출력과 크로스오버 모듈 입력 사이의 오디오 경로에 배치될 수 있고, 아날로그 오디오 회로들은 크로스오버 모듈 (23) 전 또는 후의 오디오 경로에 배치될 수 있다.
다른 도면들에는 도시하고 있지 않지만, 크로스오버 모듈 (23) 및 다중 스피커들 (22a 내지 22c) 은 대안의 구성으로서 여기에 개시된 다른 시스템들에 포함될 수 있다.
도 3 은 도 1 및 도 2 에 도시된 PBE 모듈 (14) 의 소정의 상세들을 예시한 블록도이다. PBE 모듈 (14) 은 고역 통과 필터 (HPF) (52) 및 저역 통과 필터 (LPF) (54) 를 포함하는 크로스오버 필터들 (50), 딜레이 (62), 고조파 발생 모듈 (56), 대역 통과 필터 (BPF) (58), 이득 및 다이나믹스 (G&D) 모듈 (60) 및 결합기 (64) 를 포함한다.
크로스오버 필터들 (50) 은 인입 오디오 신호를 2 개의 프로세싱 경로들 : 고주파수 경로 (51) 및 저주파수 경로 (53) 로 분리한다. 고주파수 경로 (51) 는 HPF (52) 에서 비롯되고, 저주파수 경로 (53) 는 LPF (54) 에서 비롯된다.
도 3 에 예시한 바와 같이, 오디오 입력의 베이스 콘텐츠들은 LPF (54) 에 의해 추출된다. LPF (54) 로부터 출력된 베이스 콘텐츠 신호에 기초하여, 그것의 고조파가 고조파 발생 모듈 (56) 에 의해 발생되어, 베이스를 "가상" 의 상태로 만들 수 있다.
고조파 발생 모듈 (56) 은 LPF (54) 의 출력을 이용하여 고조파를 발생시킨다. 발생된 고조파는 청취자에 의해 인지될 때 "잔류 피치 (residue pitch)" 또는 "기초음 누락 (missing fundamental)" 효과를 만들어낸다. 이들 고조파는 인지된 피치가 오리지널 저주파수 신호와 동일한 그러한 방식으로 발생된다.
모듈 (56) 에 의해 채용된 고조파 발생 방법들은 비선형 프로세싱 또는 주파수 추적 방법을 포함할 수도 있다.
비선형 프로세싱은 주파수 추적 알고리즘들보다 설계 및 구현하기에 더 단순하지만, 부산물로서 왜곡을 포함할 수도 있다. 적합한 비선형 프로세싱 기법들은 당업계에 알려져 있으며 전파 (full-wave) 정류, 반파 정류, 통합 (integration), 클립퍼 (clipper) 등을 포함한다.
이용가능한 주파수 추적 방법들은 더 복잡해지지만, 모듈 (56) 에 의해 발생되는 정확한 고조파에 대해 더 많은 제어를 제공한다. 주파수 추적 방법들은 당업계에 알려져 있는 바와 같이, 상이한 형태들을 취할 수 있다. PBE 에 적용될 때, 주파수 추적 방법은 디지털화된 오디오의 각각의 프레임에서 LPF (54) 로부터 출력된 오디오 신호의 베이스 컴포넌트들에서 메인 주파수 (톤) 컴포넌트들을 추적하며, 베이스 컴포넌트들의 스펙트럼에 따라, 방법은 톤 컴포넌트들 그 자체를 대신하기 위해 고조파를 합성한다.
고조파 발생 모듈 (56) 로부터 출력된 고조파는 BPF (58) 에 의해 대역 통과 필터링되며, 이는 고조파 발생 시에 비선형 동작에서 비롯되는 저주파수 상호-변조 (inter-modulation) 컴포넌트들을 걸러낸다. BPF (58) 는 또한 왜곡들을 도입할 수도 있는 고차 고조파를 감쇄시킬 수 있다. BPF (58) 의 출력은 그 후 G&D 모듈 (60) 에 제공되며, G&D 모듈 (60) 은 필터링된 고조파에 이득 및 오디오 동적 범위 제어 프로세싱을 적용한다.
G&D 모듈 (60) 은 오리지널 저주파수 컴포넌트들과 발생된 고조파 간에 라우드니스 매칭 (loudness matching) 을 수행하여 동일한 라우드니스 다이나믹을 제공할 수 있다. 고조파의 레벨은 사운드 압력 레벨 (sound pressure level; SPL) 에 따라 압축 또는 팽창될 수도 있다. 대체로, 가상 베이스의 이득은 비-가상 (non-virtual) 베이스 및 비-베이스 (non-bass) 컴포넌트들과 비교하여 조정가능할 수 있다. 평활 함수가 또한 PBE 모듈 (14) 의 출력에서 "클릭킹 (clicking)" 사운드가 발생하는 것을 막도록, 이득의 임의의 갑작스런 변화들을 없애는데 사용될 수도 있다.
발생된 가상 베이스의 동적 범위는 또한 G&D 모듈 (60) 에 의해 조정될 수 있다. G&D 모듈 (60) 은 라우드 베이스 사운드를 달성하기 위해 보상 이득으로 고조파 발생 모듈 (56) 의 가상 베이스 출력을 과도하게 압축할 수 있다. G&D 모듈 (60) 은 또한 LPF (54) 로부터 출력된 오리지널 베이스 컴포넌트의 레벨 인벨로프를 모니터링하고 발생된 가상 베이스 인벨로프를 그것과 매칭 또는 부분적으로 매칭시키려고 시도할 수 있다. G&D 모듈 (60) 은 또한 가상 베이스 신호를 필터링할 수 있다. 고조파 발생 모듈 (56) 의 비선형 프로세싱으로부터의 발생된 고조파의 평탄한 스펙트럼은 일부 경우들에서 매우 귀에 거슬리고 인위적인 소리를 낼 수 있다. 이러한 경우들에서, G&D 모듈 (60) 은 더 높은 주파수들을 걸러내고 단지 비교적 더 낮은 주파수들만을 보존할 수 있다. 이것은 가상화된 저주파수 센세이션을 유지하는 동안 가상 베이스의 인위적인 사운드를 최소화할 수 있다. G&D 모듈 (60) 의 상기 필터링, 이득 및 다른 동적 파라미터들 모두는 여기에 개시된 시스템들 및 방법들의 소정의 애플리케이션들을 위해 튜닝 및 조정될 수 있다.
이득 및 다이나믹스 모듈 (60) 의 출력은 그 후 PBE 모듈 출력을 생성하기 위해 고주파수 경로 (51) 로부터 입력 오디오 신호의 프로세싱된 비-베이스 컴포넌트들과 결합된다. 이 결합은 결합기 (64) 에 의해 수행된다.
HPF (52) 는 입력 오디오 신호의 비-베이스 컴포넌트들을 추출한다. 베이스 컴포넌트들의 추가적인 프로세싱은 더 많은 시간을 요구하기 때문에, HPF (52) 로부터 출력된 비-베이스 컴포넌트들은 결합기 (64) 에서 프로세싱된 베이스 컴포넌트들과 재결합되기 전에 딜레이 (62) 에 의해 지연되며, 그 후 모듈 (14) 에 의해 출력된다. 적합한 시간 지연이 고주파수 및 저주파수 경로들 (51, 53) 을 시간-정렬하기 위해 딜레이 (62) 에 의해 제공된다.
일반적으로, PBE 모듈 (14) 의 다음의 파라미터들이 튜닝가능하다 :
1. 베이스 컷오프 주파수 : 이것은 인입 오디오 신호 콘텐츠들이 베이스로서 취급되고 따라서 PBE 모듈 (14) 의 저주파수 경로 (53) 에 의해 프로세싱되는 주파수이며, 이는 베이스 컴포넌트들을 더 높은 고조파로 부분적으로 또는 완전히 대체한다. 베이스 컷오프 주파수는 크로스오버 필터들 (50) 의 LPF (54) 및 HPF (52) 각각의 LPF 및 HPF 컷오프 주파수들 모두를 설정하고, 또한 BPF (58) 의 대역통과 주파수 윈도우를 설정한다.
2. 크로스오버 필터 차수들 : 베이스 콘텐츠들 및 더 높은 주파수 컴포넌트들을 분리하는 LPF (54) 및 HPF (52) 의 롤 오프를 샤프닝하는 방법을 판정. 원칙적으로는, 필터 롤 오프를 샤프하게 할수록 더욱 양호하다. 그러나 더 낮은 차수의 필터들은 일반적으로 구현하기 더 쉽다. 이 파라미터에 의해 영향을 받는 PBE 모듈 (14) 내의 컴포넌트들은 HPF (52), LPF (54), 및 BPF (58) 이다.
3. 고조파 제어 파라미터들 : 이들 파라미터는 고조파 발생 모듈 (56) 및 G&D 모듈 (60) 의 설정들을 제어한다. 파라미터들은 발생된 고조파의 수 및/또는 발생된 고조파의 인벨로프 형상을 포함할 수 있다. 파라미터들은 또한 가상 베이스의 컴포지션으로 상대적인 수의 짝수/홀수 고조파를 설정할 수 있다.
4. 오디오 동적 파라미터들 : 이들 파라미터들은 주로 G&D 모듈 (60) 의 동작에 영향을 미친다. 파라미터들은 동적 거동들을 제어한다. 오디오 동적 파라미터는 저주파수 경로 (53) 나 고주파수 경로 (51) 중 어느 하나에 대한 것일 수 있다. 파라미터들은 임의의 볼륨 및 라우드니스 매칭 설정들, 및 또한 임계값, 비, 어택/릴리즈 (attack/release) 시간, 메이크업 이득 등과 같은 제한기/압축기/팽창기 설정들을 포함할 수도 있다. 이들 동적 범위 제어 (DRC) 파라미터들은 오디오 신호의 라우드니스 및 동적 범위 거동들을 형상화한다.
5. 비-베이스 콘텐츠 지연 : 이 파라미터는 저주파수 경로 (53) 를 따른 가상 베이스 발생에 의해 야기된 프로세싱 지연들을 매칭시키기 위하여 고주파수 경로 (51) 를 따른 비-베이스 콘텐츠들의 일정한 지연을 설정한다. 이 파라미터에 의해 영향을 받는 PBE 컴포넌트는 딜레이 (62) 이다.
PBE 모듈 (14) 및 그 컴포넌트들은 디지털 신호 프로세서 (DSP) 와 같은 프로세서 상에서 실행하는 소프트웨어를 이용하여 디지털 도메인으로 구현될 수도 있다. 대안적으로, PBE 모듈 (14) 은 구현에 의존하여 부분적으로 또는 완전히 아날로그일 수 있기 때문에, 이들 파라미터들에 대한 디지털/아날로그 선택은 PBE 모듈 (14) 의 구현에 의존한다. 상기 개시된 것들 이외의 다른 PBE 시스템 파라미터들이 또한 동적으로 튜닝될 수도 있다.
전술한 PBE 파라미터들은 오디오 시스템에 포함된 다른 오디오 프로세싱 컴포넌트들, 예를 들어, ANC 모듈, RVE 모듈, 오디오 후처리 모듈 등의 구성, 상태들, 및/또는 동작 조건들에 기초하여 동작 동안 실시간으로 조정 또는 튜닝될 수 있다. 이들 파라미터들은 오디오 시스템에 포함된 제어기에 의해 저장 및 설정된 디지털 값들일 수 있다.
결합기 (64) 는 저주파수 경로 (53) 로부터의 신호들과 고주파수 경로 (51) 로부터의 신호들을 믹싱한다. 결합기 (64) 는 딜레이 (62) 로부터 출력된 디지털 오디오와 G&D 모듈 (60) 로부터 출력된 디지털 오디오를 함께 가산하기 위한 디지털 합산 회로를 포함할 수도 있다. 아날로그 오디오 믹서와 같은 대안의 믹서들이 PBE 모듈 (14) 의 다른 구성들에서 사용될 수도 있다.
추가적인, 옵션의 G&D 모듈은 딜레이 (62) 다음 그리고 결합기 (64) 앞의 고주파수 경로 (51) 에 포함될 수도 있다.
도 4 는 PBE 모듈 (104), 오디오 후처리 모듈 (110) 및 ANC 모듈 (102) 을 통합하는 일 예시적인 오디오 시스템 (100) 을 예시한 블록도이다. 시스템 (100) 은 또한 참조 마이크로폰 (20), 근단 마이크로폰 (21), 디지털 오디오 스트림 (22), PBE 파라미터 제어 모듈 (106), 옵션의 고역 통과 필터 (HPF) (112), 결합기 (16) 및 적어도 하나의 스피커 (18) 를 포함한다. 스피커 파라미터들 (108) 이 또한 미리 정의된 디지털 데이터 필드들로서 시스템 (100) 에 저장되거나 시스템 (100) 에 제공될 수도 있다. 스피커 파라미터들 (108) 은 PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 에 이용가능하게 된다. 스피커 파라미터들 (108) 은 주파수 응답 프로파일, 감도, 최대 SPL, 정격 출력, 구동 특성들 등과 같이, 스피커 (18) 의 스피커 사양들 및 프로파일들을 포함할 수도 있다.
ANC 모듈 (102) 은 도 1 및 도 2 와 관련하여 설명된 ANC 모듈 (12) 의 그 기능들을 포함할 수 있고, PBE 모듈 (104) 은 도 1 내지 도 3 과 관련하여 설명된 PBE 모듈 (14) 의 기능들 및 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
동시에, ANC 모듈 (102) 및 오디오 후처리 모듈 (110) 은 그들의 신호 출력을 PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 에 제공하고, 그 PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 은 신호들을 계속 모니터링하고 디지털 오디오 스트림 (22) 으로부터의 오디오 신호의 오디오 콘텐츠들과 잡음방지 간의 상대 에너지를 판정한다. 이 정보는 시간의 경과에 따라, 그리고 일부 구성들에서는 실시간으로 PBE 모듈 (104) 의 파라미터들 (이를 테면 도 3 과 관련하여 상기 논의된 것들) 을 튜닝하는데 사용된다. PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 로부터 PBE 모듈 (104) 로 출력된 제어 파라미터 신호는 오디오 신호 레이트 대신에 느린 제어 레이트에 있을 수 있다. 또한, 스피커 파라미터들 (108) 은, ANC 및 오디오 후처리 모듈들 (102, 110) 로부터의 신호들과 함께, PBE 모듈 파라미터들을 튜닝하는데 사용될 수도 있다.
오디오 후처리 모듈 (110) 은 저역 통과 필터링 (LPF), 등화 (EQ), 멀티-대역 동적 범위 제어 (multi-band dynamic range control; MBDRC) 등과 같은 효과들을 오디오 스트림 (22) 으로부터의 인입 오디오 신호에 적용하는 오디오 프로세싱 방법들을 디지털 오디오 스트림 신호에 대해 수행한다. 오디오 후처리 모듈 (110) 의 등화 필터들 및 멀티-대역 동적 제어기들은 또한 저주파수 신호 레벨을 부스팅하고 오디오 증폭기 전력을 제한할 수도 있다. 따라서, 이들 효과들은 오디오 신호의 베이스 콘텐츠를 증가시킬 수도 있으며, 이는 스피커 (18) 를 포화시키고 스피커 오디오 출력에 왜곡들을 야기할 수 있다.
ANC 및 오디오 후처리 모듈들 (102, 110) 과 공존할 때, PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 은 그들이 디지털 오디오 스트림 (22) 으로부터의 오디오 신호에 부가하고 있는 실제 베이스 콘텐츠가 얼마나 많은지를 관찰한 후, PBE 모듈의 내부 동적 범위 제어를 조정하여, 오디오 신호의 비-가상 베이스 영역의 동적 제어가 PBE 모듈 (104) 에 의해 달성되어, 스피커 (18) 의 신호 저주파수 포화를 더욱 회피한다. 예를 들어, PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 은 ANC 및 오디오 후처리 모듈들 (102, 110) 로부터의 신호 입력들에 기초하여, 실시간으로 PBE 모듈 (104) 의 동적 압축 (G&D 모듈 압축기 파라미터들) 을 조정할 수도 있어, PBE 모듈 (104) 로부터의 PBE 출력 신호의 베이스 에너지가 더 일정하게 유지되어, 다른 모듈들 (102 및 110) 에 의해 부가된 베이스 콘텐츠의 동적 변화들에 의해 야기된 간헐적 스피커 왜곡들을 회피한다.
도 5 는 도 4 의 시스템 (100) 을 동작시키는 일 예의 방법을 도시한 플로우차트 (400) 이다. 단계 402 에서, 오디오 신호가 시스템 (100) 에 의해 수신된다. 오디오 신호는 디지털 오디오 스트림 (22) 의 오디오 신호일 수도 있다. 오디오 신호는 오디오 후처리 모듈 (110) 에 의해 후처리될 수도 있다. 후처리 모듈 (110) 은 오디오 신호의 주파수 스펙트럼, 그 상대 및/또는 절대 베이스 에너지 등과 같은 오디오 콘텐츠의 특성들을 결정한다. 오디오 콘텐츠의 특성들은, 만약에 있다면, 오디오 후처리가 수행된 후에, PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 에 제공된다. 또한, PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 은 또한 ANC 모듈 (102) 로부터 출력을 수신한다 (단계 404). ANC 출력은 ANC 신호 그 자체, ANC 모듈 상태, 및/또는 다른 제어 신호들을 포함할 수도 있다.
단계 406 에서, PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 은 ANC 출력 및 오디오 신호 콘텐츠에 기초하여 PBE 파라미터들을 발생시킨다. 그 모듈 (106) 에 의해 생성된 PBE 파라미터들은 시스템 (100) 의 동작 상태에 의존하여, 업데이트된 파라미터들, 또는 대안적으로 초기 디폴트 파라미터들을 포함할 수도 있다. PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 은 실시간으로 PBE 모듈 (104) 의 PBE 파라미터들을 설정하고, 미리 정의된 간격을 두고 그렇게 행할 수도 있다. PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 에 의해 결정된 PBE 파라미터들은 도 3 과 관련하여 상기 설명된 것들을 포함하여, 여기에 논의된 것들 모두를 포함할 수도 있다.
단계 408 에서, 인입 오디오의 PBE 가 필요하다는 것이 PBE 파라미터 제어 모듈 (106) 에 의해 결정된다면, PBE 모듈 (104) 에 의해 후처리 모듈 (110) 로부터 출력된 오디오 신호에 대해 PBE 가 수행된다. PBE 가 수행되는지 수행되지 않는지 여부는 ANC 모듈 상태 및/또는 출력 신호 및 오디오 후처리 모듈 (110) 로부터 출력된 오디오 신호의 베이스 콘텐츠에 기초한다. 일반적으로, PBE 모듈 (104) 은 스피커 (18) 의 최적의 성능을 달성하도록 제어된다.
단계 410 에서, ANC 모듈 (102) 로부터 출력된 ANC 신호와 PBE 모듈 (104) 로부터 출력된 PBE 신호가 결합기 (16) 에 의해 결합되어 오디오 출력 신호가 생성된다. 그 후, 오디오 출력 신호는 예를 들어, D/A 컨버전, 및 그 신호가 스피커 (18) 에 의해 사운드로 컨버팅되기 전에, 아날로그 프로세싱, 이를 테면 증폭, 필터링 등에 의해 추가 프로세싱될 수 있다.
도 1 ~ 도 2 및 도 4 의 시스템 (10, 25 및 100) 의 일부 구성들에서, ANC 모듈은 PDM 하이-클록 레이트 도메인에서의 코덱 칩에서 실행되고, PBE 모듈은 상이한 클록 레이트를 갖는 개별의 DSP 또는 애플리케이션 프로세서에서 실행된다. ANC 상태 및 출력 신호들은 PBE 제어 모듈에 필요한 잡음방지 정보를 제공하기 위해 주기적으로 DSP 에 제공될 수 있다. 또한, 스피커 프로파일 및 사양들 (예를 들어, 스피커 파라미터들 (108)) 은 또한 PBE 제어 모듈에 제공될 수 있어, PBE 모듈에서의 더 정확한 필터 롤-오프들 및 컷오프 주파수들이 PBE 튜닝을 위한 참조로서 사용될 수 있다.
도 6 은 ANC 모듈 (452), 오디오 후처리 모듈 (110), PBE 모듈 (454), 및 수신 음성 강화 (RVE) 모듈 (458) 을 통합하는 일 예시적인 오디오 시스템 (450) 을 예시한 블록도이다. 오디오 시스템 (450) 은 또한 참조 마이크로폰 (20) 및 근단 마이크로폰 (21), 디지털 오디오 스트림 (22), 옵션의 HPF (112), 결합기 (16), 적어도 하나의 스피커 (18), 및 PBE 모듈 (454) 을 튜닝하기 위한 PBE 파라미터 제어 모듈 (456) 을 포함한다. 스피커 파라미터들 (108) 은 또한 시스템 (100) 에 저장되거나 또는 시스템 (100) 에 제공될 수도 있다. 스피커 파라미터들 (108) 은 PBE 파라미터 제어 모듈 (456) 에 이용가능하게 된다.
ANC 모듈 (452) 은 도 1 및 도 2 와 관련하여 설명된 ANC 모듈 (12) 의 그 기능들을 포함할 수 있고, PBE 모듈 (454) 은 도 1 내지 도 3 과 관련하여 설명된 PBE 모듈 (14) 의 기능들 및 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
시스템 (450) 은 RVE 모듈 (458) 에 의해 처음 프로세싱되는 오디오에 대해 PBE 를 적용한다. 이것은 저주파수 주변 잡음의 더 나은 마스킹을 초래한다. RVE 는 개선된 신호-대-잡음 비 (SNR) 또는 인지된 라우드니스를 달성하기 위해, (예를 들어, 근단 마이크로폰 (21) 에 의해 측정되는) 근단 잡음 레벨 및 주파수 컴포지션에 기초하여 (디지털 오디오 스트림 (22) 으로부터) 수신된 오디오 신호에 이득들을 선택적으로 적용함으로써 작용한다. 예를 들어, 사용자가 많은 사람들이 얘기하고 있는 시끄러운 장소에서 시스템 (450) 을 통합하는 전화기에 대고 말하고 있다면, 그 사용자가 원단 토커로부터 수신된 오디오를 더 잘 듣게 하기 위하여, RVE 모듈 (458) 은 디지털 오디오 스트림 (22) 을 통하여 나오는 수신된 원단 오디오 신호의 스피치 주파수들을 부스팅 (그 주파수들에 추가적인 이득을 적용) 할 수도 있다. 즉, RVE 모듈 (458) 은 주변 잡음이 오디오 스트림 (22) 으로부터의 인입 오디오 신호에서 일반적으로 발생하고 있는 주파수들을 지능적으로 증폭시켜, 그 주파수들이 시스템 (450) 에 영향을 미치는 주변 잡음에 비해 더 잘 들리게 될 수 있다. 다른 예로서, 사용자가 지하철역에서 시스템 (450) 을 사용중이라면, 인근의 주변 잡음은 더 많은 저주파수를 가질 수도 있다. 따라서, RVE 모듈 (458) 은 인입 오디오 신호의 저주파수 영역을, 지하철로부터의 주변 저주파수 잡음에 비해, 그것이 스피커 (18) 로부터 더 쉽게 들리게 하기 위해 부스팅할 수도 있다.
스피커 (18) 가 저주파수 응답의 결여로 인해 베이스를 충분히 재생시킬 수 없다면, 인지된 근단 잡음은 평상시보다 더 시끄러울 수도 있다. RVE 모듈 (458) 이 이들 저주파수들에 추가적인 이득을 킥인 (kick in) 및 적용할 때, 이것은 적용된 더 공격적인 이득으로 인해 왜곡들을 초래할 수도 있다. 이것은 또한 오디오 스트림 (22) 의 인입 오디오 신호의 각 주파수 빈에 적용된 더 공격적인 이득들로 인해 왜곡들을 초래할 수도 있다. 또한, 제한된 저주파수 응답을 갖는 소형 스피커들을 가진 RVE 를 이용하는 것은 또한 오디오 주파수들에 걸쳐 지나치게 공격적인 이득들로 스피커들을 너무 하드하게 푸시하는 것으로 인해 왜곡을 야기할 수도 있다.
스피커 (18) 가 저주파수 사운드를 재생시키기에 충분하지 않을 때, PBE 모듈 (454) 은 오디오 플레이백 경로의 인지된 베이스를 개선시켜, 주변 잡음에 대한 마스킹 효과를 강화할 수 있다. 이것은 RVE 모듈 (458) 의 덜 공격적인 이득 설정들, 및 따라서 RVE 에 의해 야기된 오디오 왜곡의 감소를 초래할 수 있다. RVE 의 튜닝 파라미터들, 출력들, ANC 모듈 출력들과 함께, 오디오 후처리 모듈 출력들 및 스피커 파라미터들 (108) 은 실시간으로 PBE 모듈 (454) 을 튜닝하기 위해 결합될 수 있다. 이 통합을 가정하면, 이상적인 풀-레인지 스피커들은 동작 전에 최적으로 RVE 모듈 (458) 을 튜닝하는데 사용될 수 있고, 그 후 시스템 (450) 은 동작 동안 상이한 오디오 신호 콘텐츠들 및 스피커 타입들에 적응할 수도 있다. PBE 는 필요할 때, 저주파수 재생 부담을 더 높은 주파수 영역(들)으로 시프트하는데 동적으로 사용된다.
RVE 모듈 (458) 에 의해 부가된 저주파수 베이스 부스트는 마이크로폰들 (20 및 21) 중 어느 하나 또는 양자에 의해 측정한 바와 같이, RVE 튜닝 파라미터들 및 검출된 주변 잡음 신호 조건에 따라 PBE 파라미터 제어 모듈 (456) 에 의해 결정될 수 있다. 얼마나 많은 추가적인 베이스 재생 부담이 RVE 모듈 (458) 에 의해 스피커 (18) 에 부가되는지를 앎으로써, PBE 파라미터 제어 모듈 (456) 은 PBE 파라미터들을 조정함으로써 더 많거나 더 적은 가상 베이스를 부가하도록 판정할 수 있다. 예를 들어, 조정될 수 있는 PBE 파라미터들은 베이스 컷오프 주파수 및 PBE 내부 동적 범위 파라미터들을 포함한다. RVE 모듈 (458) 에 의해 검출된 주변 잡음 특성들의 본질은 또한 얼마나 샤프한 필터 롤-오프들이 PBE 모듈 (454) 내에 있어야 하는지를 결정할 수 있다. 필터 롤-오프들은 필터 차수들을 변화시킴으로써 조정될 수 있다.
시스템 (450) 의 일 예의 동작 시나리오에서, RVE 모듈 (458) 은 참조 마이크로폰 (20) 또는 근단 마이크로폰 (21) 으로부터의 신호를 이용하여 근단 주변 잡음을 추정한다. ANC 잡음방지 신호 및 오디오 신호 베이스 콘텐츠들이 스피커 (18) 를 오버로드한다면, 스피커 출력은 왜곡되게 되고, 따라서 RVE 출력 신호는 부정확해질 것이며, 이는 시스템 (450) 에 의해 추가 프로세싱되고 스피커 (18) 를 통하여 출력될 때, 참조 마이크로폰들 (20, 21) 로 피드백하고, 최적이 아닌 RVE 모듈 성능을 야기한다. 그 문제는 PBE 모듈 (454) 의 동적 튜닝에 의해 적어도 부분적으로 해결될 수 있다.
ANC 및 RVE 모듈들 (454, 458) 및 다른 모듈 파라미터들은 시스템 (450) 에서 사용되는 실제, 비이상적인 스피커들에 기초하여 튜닝될 수도 있다. 이것은 ANC 및 RVE 모듈들 및/또는 이상적인 스피커 파라미터들을 이용하는 다른 모듈들의 파라미터들을 먼저 튜닝함으로써 달성될 수 있다. 그 후, 실제 스피커의 프로파일 (주파수 응답, 폴라 패턴 등) 은 PBE 모듈 파라미터들, 오디오 후처리 모듈 (110) 의 EQ 컴포넌트들을 제어하여 실제 스피커의 오버로딩 및 왜곡 없이 원하는 베이스 성능을 달성하는데 사용된다. 실제로 비이상적인 스피커, 때로는 모바일 디바이스 상의 소형 스피커는 종종 이상적인 풀-레인지 스피커와 비교하여 높은 컷오프 응답 커브를 가질 것이다. 실제 스피커 프로파일을 (스피커 파라미터들 (108) 로서) 저장함으로써, 시스템 (450) 은 PBE, 오디오 후처리 및/또는 RVE 모듈 (454, 110, 458) 파라미터들을 조정할 수 있으며, 이는 이상적인 스피커로 디폴트에 의해 이미 튜닝된다. 이 캘리브레이션 방법은 이상적인 스피커 프로파일을 사전 저장함으로써, 시스템 (450) 이 이상적인 스피커 튜닝을 이용한 튜닝 방법을 위한 시작 포인트를 갖고, 그 후 사용 중에 실제 스피커 프로파일에 따라 파라미터들을 시프트할 수 있기 때문에 유익하다.
도 7 은 PBE 파라미터들을 결정하는 일 예의 방법을 도시한 플로우차트 (500) 이다. 이 방법은 도 4 의 PBE 파라미터 제어 모듈 (106), 도 6 의 PBE 파라미터 제어 모듈 (456), 또는 도 1 및 도 2 의 시스템들 (10 및 25) 에 의해 각각 실행될 수도 있다.
단계 502 에서, ANC 모듈의 상태가 체크된다. ANC 모듈이 능동인지 여부가 결정된다 (단계 504). ANC 모듈이 오프라면, 방법은, 임의의 PBE 가 오디오 스트림 신호에 대해 수행되지 않고 종료한다. ANC 모듈이 능동 (온) 이라면, ANC 신호의 잡음방지 에너지 레벨 Es 가 결정된다 (단계 506). ANC 모듈은 백그라운드 잡음을 상쇄하기 위해 잡음방지를 발생시킨다. 잡음방지 에너지 레벨은 백그라운드 잡음 레벨에 비례한다. 더 높은 잡음방지 레벨은 스피커를 오버로딩하는 더 높은 위험을 나타낸다. 주파수 범위는 150Hz 와 1500Hz 사이일 수 있다. Es 는 이 주파수 대역 내의 ANC 발생된 잡음방지 신호의 rms 에너지일 수 있다.
단계 508 에서, 오디오 스트림으로부터의 오디오 신호가 수신되고 오디오 스트림의 콘텐츠들이 분석된다. 단계 510 에서, 오디오 신호의 베이스 에너지 Eb 가 결정된다. 150Hz 와 1500Hz 사이의 주파수 범위는 오디오 신호의 베이스 에너지 결정을 위해 사용될 수 있고, 베이스 에너지 Eb 는 이 주파수 범위에서 오디오 신호의 rms 에너지 레벨로서 계산될 수 있다.
단계 512 에서, 잡음방지 에너지와 베이스 에너지의 비 (Es/Eb) 가 결정된다. Es/Eb 비는 그 후 미리 정의된 임계값과 비교된다 (판정 단계 514). Es/Eb 비가 임계값보다 더 크다면, 더 많은 PBE 가 오디오 신호에 적용된다 (단계 516). 이것은 오디오 신호의 더 큰 대역폭이 PBE 모듈에 의해 가상 베이스로 합성되도록 PBE LPF 컷오프 주파수를 증가시키기 위해 PBE 파라미터들을 조정함으로써 달성될 수 있다. 다음에, 오디오 신호의 EQ/MBDRC 레벨들이 결정된다 (판정 단계 518). EQ 및 MBDRC 방법들은 오디오 신호가 PBE 모듈에 진입하기 전에 오디오 후처리 모듈 (110) 에 의해 오디오 스트림 (22) 의 오디오 신호에 적용될 수도 있다. 이들 방법들은 EQ 및 MBDRC 파라미터들에 의존하며, 이는 PBE 파라미터 제어 모듈에 의해 판독될 수도 있다. EQ 및 MBDRC 제어 파라미터들은 오디오 신호의 인벨로프 및 주파수 응답을 형상화하는데 사용된다. EQ 및 MBDRC 파라미터들은 또한 오디오 신호의 각각의 미리 정의된 주파수 대역에 대한 이득 레벨을 나타낼 수도 있다. 예를 들어, MBDRC 프로세스의 저주파수 빈들에서의 더 높은 이득 감쇄 설정들은 입력 오디오 신호가 더 높은 베이스 레벨을 갖는다는 것을 나타낸다. 그 베이스 주파수들이 PBE 가상 베이스에 의해 대체될 때, PBE 모듈의 내부 G&D 모듈은 비교적 일정한 인지된 출력 레벨을 유지하기 위해 가상 베이스 레벨을 부스팅해야 한다.
EQ/MBDRC 레벨(들)이 미리 정의된 임계값과 비교된다 (단계 518). 레벨이 임계값보다 더 낮다면, 방법은 PBE 파라미터들에 대한 임의의 추가 조정 없이 종료한다. 그러나, 그 레벨이 임계값에 있거나 그 보다 높다면, PBE 파라미터들은 PBE 에서의 더 높은 동적 프로세싱이 더 일정한 오디오 출력 레벨을 생성하기 위해 일어나도록 조정된다 (단계 520). 이들 조정들은 도 3 과 관련하여 상기 논의한 바와 같이, PBE 모듈의 G&D 파라미터들을 조정함으로써 달성될 수 있다.
단계 514 로 돌아가면, Es/Eb 비가 임계값보다 높지 않다면, 베이스 에너지 Eb 가 미리 정의된 베이스 에너지 임계값과 비교된다 (단계 522). 베이스 에너지 Eb 가 임계값 미만이면, PBE 는 오디오 신호에 대해 수행되지 않고, PBE 모듈은 적어도 일시적으로 턴 오프될 수도 있다 (단계 526). Eb 가 임계값 이상이면, PBE 파라미터들은 오디오 신호에 대해 더 적은 PBE 를 수행하도록 조정된다 (단계 524). 이것은 오디오 신호의 더 작은 대역폭이 PBE 모듈에 의해 가상 베이스로 합성되도록 PBE LPF 컷오프 주파수를 감소시키기 위해 PBE 파라미터들을 조정함으로써 달성될 수 있다.
도 7 에 도시된 방법은 ANC 모듈 및 오디오 후처리 모듈의 출력에 기초하여 실시간으로 PBE 파라미터들을 계속하여 조정하기 위해 실시간으로 반복해서 반복될 수도 있다. 도 7 을 참조하여 설명된 임계값들은 시스템에 사용되는, 실제 스피커(들)에 기초하는 튜닝된 파라미터들, 즉 스피커 파라미터들일 수도 있다.
도 8 은 통합된 PBE 를 가진 일 예시적인 오디오 시스템 (600) 의 소정의 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트들을 예시한 블록도이다. 시스템 (600) 은 도 1 내지 도 7 과 관련하여 설명된 시스템들 및 방법들 중 임의의 것을 구현하는데 사용될 수도 있다. 시스템 (600) 은 마이크로폰들 (20, 21), 마이크로폰 전처리 회로 (602), 아날로그-투-디지털 (A/D) 컨버터 (604), 프로세서 (μP) (606), 메모리 (608), 디지털-투-아날로그 (D/A) 컨버터 (610), 아날로그 오디오 후처리 회로 (612), 및 적어도 하나의 스피커 (18) 를 포함한다. μP (606), A/D 및 D/A 컨버터들 (604, 610) 및 메모리 (608) 는 버스 (607) 와 같이 통신하기 위한 임의의 적합한 수단을 이용하여 함께 커플링된다. 도면에는 도시하고 있지 않지만, 시스템 (600) 의 다른 컴포넌트들, 예를 들어, 전처리 회로 (602) 및 후처리 회로 (612) 는 또한 다른 시스템 컴포넌트들과 통신하기 위해 버스 (607) 에 커플링될 수도 있다.
마이크로폰 전처리 회로 (602) 는 하나 이상의 증폭기들, 필터들, 레벨 시프터들, 반향 제거기 등과 같이, A/D 컨버터 (604) 에 의해 적절히 디지털화될 수도 있도록 마이크로폰 신호들을 아날로그 프로세싱하기 위한 임의의 적합한 회로를 포함할 수도 있다.
A/D 컨버터 (604) 는 전처리된 마이크로폰 신호들을 디지털 마이크로폰 신호들로 컨버팅하기 위한 임의의 적합한 A/D 컨버터일 수 있다. A/D 컨버터 (604) 는 마이크로폰들 (20, 21) 로부터의 양자의 신호들을 동시에 컨버팅할 수도 있도록 멀티-채널 A/D 컨버터일 수도 있다.
메모리 (608) 는 μP (606) 에 의해 사용된 프로그래밍 코드 및 데이터를 저장한다. 메모리 (608) 는 RAM, ROM, EEPROM, 광 저장소, 자기 저장소, 또는 프로그램 코드 및/또는 데이터 구조들을 저장하는데 사용될 수 있고 μP (606) 에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 데이터 및 프로그래밍 코드 (프로그래밍 명령들) 를 저장하기 위한 임의의 적합한 메모리 디바이스일 수 있다. 프로그래밍 코드는 ANC 모듈 소프트웨어 (614), PBE 모듈 소프트웨어 (616), PBE 파라미터 제어 모듈 소프트웨어 (618), RVE 모듈 소프트웨어 (620), 및 디지털 오디오 후처리 소프트웨어 (622) 를 포함할 수도 있다.
ANC 모듈 소프트웨어 (614) 는 시스템 (600) 으로 하여금, 도 1 내지 도 7 과 관련하여 여기에 설명된 ANC 모듈들 중 임의의 것의 기능들을 수행하도록 하기 위해 μP (606) 에 의해 실행가능한 명령들을 포함할 수 있다. PBE 모듈 소프트웨어 (616) 는 시스템 (600) 으로 하여금, 도 1 내지 도 7 과 관련하여 여기에 설명된 PBE 모듈들 중 임의의 것의 기능들을 수행하도록 하기 위해 μP (606) 에 의해 실행가능한 명령들을 포함할 수 있다. PBE 파라미터 제어 모듈 소프트웨어 (618) 는 시스템 (600) 으로 하여금, 도 4 내지 도 7 과 관련하여 여기에 설명된 PBE 파라미터 제어 모듈들 중 임의의 것의 기능들을 수행하도록 하기 위해 μP (606) 에 의해 실행가능한 명령들을 포함할 수 있다. RVE 모듈 소프트웨어 (620) 는 시스템 (600) 으로 하여금, 도 6 및 도 7 과 관련하여 여기에 설명된 RVE 모듈들 중 임의의 것의 기능들을 수행하도록 하기 위해 μP (606) 에 의해 실행가능한 명령들을 포함할 수 있다. 디지털 오디오 후처리 소프트웨어 (622) 는 시스템 (600) 으로 하여금, 도 4 내지 도 7 과 관련하여 여기에 설명된 디지털 오디오 후처리 모듈들 중 임의의 것의 기능들을 수행하도록 하기 위해 μP (606) 에 의해 실행가능한 명령들을 포함할 수 있다.
μP (606) 는 시스템 (600) 으로 하여금, 도 1 내지 도 7 과 관련하여 여기에 설명된 시스템들 중 임의의 것의 기능들 및 방법들을 수행하도록 하기 위해 소프트웨어를 실행하고 메모리 (608) 에 저장된 데이터를 사용할 수 있다. μP (606) 는 마이크로프로세서, 이를 테면 ARM7, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 하나 이상의 주문형 집적 회로 (ASIC) 들, 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 들, 복합 프로그램가능 로직 디바이스 (CPLD) 들, 별개의 로직, 또는 이들의 임의의 적합한 조합일 수 있다.
D/A 컨버터 (610) 는 디지털 오디오 출력 신호를 아날로그 오디오 출력 신호들로 컨버팅하기 위한 임의의 적합한 D/A 컨버터일 수 있다. 도 1 내지 도 7 을 참조하여, 디지털 오디오 출력 신호는 일반적으로 결합기 (16), 또는 일부 구성들에서, 도 2 의 크로스오버 모듈 (23) 의 출력이다. D/A 컨버터 (610) 는 시스템 (650) 에 의해 생성된, 다중 오디오 출력 채널들, 예를 들어, 스테레오 출력을 동시에 컨버팅할 수도 있도록 멀티-채널 D/A 컨버터일 수도 있다.
아날로그 오디오 후처리 회로 (612) 는 하나 이상의 증폭기들, 필터들, 레벨 시프터들, 반향 제거기 등과 같이, 확성기 (18) 에 의해 적절히 출력될 수도 있도록 오디오 출력 신호들을 아날로그 프로세싱하기 위한 임의의 적합한 회로를 포함할 수도 있다.
도 9 는 통합된 PBE 를 가진 제 2 예시적인 오디오 시스템 (650) 의 소정의 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트들을 예시한 블록도이다. 시스템 (650) 은 도 1 내지 도 7 과 관련하여 설명된 시스템들 및 방법들 중 임의의 것을 구현하는데 사용될 수도 있다. 도 8 의 시스템 (600) 과 달리, 도 9 의 시스템 (650) 은 μP (606) 상에서 실행하는 소프트웨어에 의해 구현된 ANC 모듈을 갖기 보다는 ANC 모듈 (654) 을 포함하는 개별의 코덱 (652) 을 포함한다.
코덱 (652) 은 (가능하게는 인지적인 가중치 및/또는 다른 필터링 동작과 같은 하나 이상의 전처리 동작들 후) 오디오 신호의 프레임들을 수신 및 인코딩하도록 구성된 적어도 하나의 인코더 및 프레임들의 디코딩된 표현들을 생성하도록 구성된 대응하는 디코더를 포함하는 컴포넌트일 수도 있다. 이러한 인코더 및 디코더는 통상 통신 링크의 대향 단자들에 배치된다. 풀-듀플렉스 통신을 지원하기 위해, 인코더와 디코더 양자의 인스턴스들은 통상 이러한 링크의 각 단에 배치된다.
코덱 (652) 은 μP (606) 에 의한 프로세싱을 위해 ANC 신호를 출력하고, 또한 음성과 같은 오디오를 출력할 수 있도 있는데, 이는 여기에 설명된 방법들 및 시스템들에 따라 프로세싱하기 위해 디지털 오디오 스트림 (22) 과 결합될 수도 있다.
도시하고 있지 않지만, 코덱 (652) 은 도 8 과 관련하여 상기 설명한 바와 같이, 마이크로폰 전처리 회로를 포함할 수도 있다. 코덱 (652) 은 또한 RVE 모듈 및 다른 소프트웨어에 의한 프로세싱을 위해 μP (606) 에 디지털화된 마이크로폰 신호들을 제공할 수 있다.
시스템 (650) 은 마이크로폰들 (20, 21), 마이크로폰 전처리 회로 (602), 아날로그-투-디지털 (A/D) 컨버터 (604), 마이크로프로세서 (μP) (606), 메모리 (608), 디지털-투-아날로그 (D/A) 컨버터 (610), 아날로그 오디오 후처리 회로 (612), 및 적어도 하나의 스피커 (18) 를 포함한다. μP (606), A/D 및 D/A 컨버터들 (604, 610) 및 메모리 (608) 는 버스 (607) 와 같이 통신하기 위한 임의의 적합한 수단을 이용하여 함께 커플링된다. 도면에 도시하고 있지 않지만, 시스템 (600) 의 다른 컴포넌트들, 예를 들어, 전처리 회로 (602) 및 후처리 회로 (612) 는 또한 다른 시스템 컴포넌트들과 통신하기 위해 버스 (607) 에 커플링될 수도 있다.
메모리 (608) 는 μP (606) 에 의해 사용된 프로그래밍 코드 및 데이터를 저장한다. 프로그래밍 코드는 ANC 모듈 소프트웨어 (614), PBE 모듈 소프트웨어 (616), PBE 파라미터 제어 모듈 소프트웨어 (618), RVE 모듈 소프트웨어 (620), 및 디지털 오디오 후처리 소프트웨어 (622) 를 포함할 수도 있다.
여기에 개시된 시스템들은 컴퓨터, 게이밍 콘솔, 스테레오 시스템, 또는 셀룰러 폰, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 스마트 폰, 헤드셋, MP3 플레이어 등과 같은 핸드헬드 디바이스를 포함하여, 임의의 적합한 오디오 출력 시스템에 포함될 수 있다. 여기에 설명된 ANC 모듈들, RVE 모듈들, 오디오 후처리 모듈들, PBE 모듈들 및 결합기들의 두드러진 기능들은 일반적으로 디지털 프로세싱 도메인으로 구현된다. 그러나, 이들 컴포넌트들은 대안적으로 적합한 아날로그 컴포넌트들을 이용한 아날로그 도메인으로, 또는 아날로그와 디지털 전자 컴포넌트들의 임의의 적합한 조합으로 구현될 수도 있다.
시스템들, 디바이스들 및 그들의 각 컴포넌트들의 기능성은 물론, 여기에 설명된 방법 단계들 및 모듈들은 하드웨어, 하드웨어에 의해 실행된 소프트웨어/펌웨어, 또는 이들의 임의의 적합한 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어/펌웨어는 마이크로프로세서들, DSP들, 임베딩된 제어기들, 또는 지적 재산 (IP) 코어들과 같은 하나 이상의 디지털 회로들에 의해 실행가능한 명령들 (예를 들어, 프로그래밍 코드 세그먼트들) 의 세트들을 갖는 프로그램일 수도 있다. 소프트웨어/펌웨어로 구현된다면, 그 기능들은 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 명령들 또는 코드로서 저장 또는 송신될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수도 있다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수도 있다. 제한이 아닌 일 예로, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 운반 또는 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 적절히 컴퓨터 판독가능 매체라 불리게 된다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 적외선, 무선 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 이용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 송신된다면, 매체의 정의에는 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, DSL, 또는 적외선, 무선 및 마이크로파와 같은 무선 기술들이 포함된다. 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 여기에 사용한 바와 같이, 콤팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다기능 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루-레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 는 보통 데이터를 자기적으로 재생시키는 한편, 디스크 (disc) 는 레이저를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생시킨다. 상기의 조합들이 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
통합된 ANC/PBE/RVE/오디오 후처리 시스템들의 소정의 예들이 개시되어 있다. 이들 시스템들은 예들이며, 가능한 통합들은 여기에 설명된 것으로 제한되지 않는다. 더욱이, 이들 예들에 대한 다양한 변형들이 가능하며, 여기에 제시된 원리들은 다른 시스템들에도 적용될 수도 있다. 예를 들어, 여기에 개시된 원리들은 개인용 컴퓨터들, 스테레오 시스템들, 엔터테인먼트 카운슬 (counsels), 비디오 게임들 등과 같은 디바이스들에 적용될 수도 있다. 또한, 다양한 컴포넌트들 및/또는 방법 단계들/블록들은 특허청구의 범위로부터 벗어남 없이 구체적으로 개시된 것들이 아닌 다른 어레인지먼트들로 구현될 수도 있다.
따라서, 다른 실시형태들 및 변형들이 이들 교시들의 관점에서 당업자에게 쉽게 일어날 것이다. 따라서, 다음의 특허청구항들은 상기 명세서 및 첨부 도면과 함께 고려할 때 모든 이러한 실시형태들 및 변형들을 커버하는 것으로 의도된다.

Claims (36)

  1. 능동 잡음 제거 (active noise cancellation; ANC) 모듈; 및
    상기 ANC 모듈로부터의 출력에 기초하여 심리음향 베이스 강화 (psychoacoustic bass enhancement; PBE) 신호를 생성하도록 구성된 PBE 모듈을 포함하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PBE 모듈은 상기 ANC 모듈로부터의 상기 출력 및 오디오 신호에 기초하여 상기 PBE 신호를 생성하도록 구성되는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 ANC 모듈로부터의 상기 출력 및 오디오 신호의 적어도 하나의 특성에 기초하여 상기 PBE 모듈의 하나 이상의 PBE 파라미터들을 조정하도록 구성된 제어 모듈을 더 포함하는, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 스피커 프로파일에 기초하여 상기 PBE 파라미터들을 조정하도록 구성되는, 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 PBE 파라미터들은, 베이스 컷-오프 주파수, 크로스오버 필터 차수, 고조파 제어 파라미터들, 오디오 동적 파라미터들, 비-베이스 (non-bass) 콘텐츠 지연, 및 전술한 것의 임의의 적합한 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 PBE 신호와 상기 ANC 모듈로부터의 ANC 신호를 결합하도록 구성된 결합기를 더 포함하는, 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    주변 잡음 신호를 생성하도록 구성된 마이크로폰을 더 포함하며,
    상기 ANC 모듈은 상기 주변 잡음 신호에 기초하여 ANC 신호를 생성하도록 구성되는, 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 PBE 모듈에 의해 수행된 PBE 를 조정하기 위해 파라미터들을 제공하도록 구성된 수신 음성 강화 (receive voice enhancement; RVE) 모듈을 더 포함하는, 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    주변 잡음 신호를 생성하도록 구성된 마이크로폰을 더 포함하며,
    상기 RVE 모듈은 상기 주변 잡음 신호에 기초하여 오디오 신호의 하나 이상의 주파수들에 이득을 선택적으로 적용하도록 구성되는, 장치.
  10. 오디오 신호를 프로세싱하는 방법으로서,
    상기 오디오 신호를 수신하는 단계; 및
    능동 잡음 제거 (active noise cancellation; ANC) 모듈로부터의 출력에 기초하여 상기 오디오 신호에 대해 심리음향 베이스 강화 (psychoacoustic bass enhancement; PBE) 를 수행하는 단계를 포함하는, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 PBE 를 수행하는 단계는, 상기 능동 잡음 제거 (ANC) 모듈로부터의 상기 출력 및 상기 오디오 신호의 콘텐츠에 기초하여 상기 오디오 신호에 대해 PBE 를 수행하는 단계를 포함하는, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 ANC 모듈로부터의 상기 출력 및 상기 오디오 신호의 콘텐츠에 기초하여 하나 이상의 PBE 파라미터들을 조정하는 단계를 더 포함하는, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    스피커 프로파일에 기초하여 상기 PBE 파라미터들을 조정하는 단계를 더 포함하는, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 PBE 파라미터들은, 베이스 컷-오프 주파수, 크로스오버 필터 차수, 고조파 제어 파라미터, 오디오 동적 파라미터, 비-베이스 (non-bass) 콘텐츠 지연, 및 전술한 것의 임의의 적합한 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    PBE 신호와 상기 ANC 모듈로부터의 ANC 신호를 결합하여 출력 오디오 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    마이크로폰으로부터 주변 잡음 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 주변 잡음 신호에 기초하여 상기 ANC 모듈로부터 ANC 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    수신 음성 강화 (receive voice enhancement; RVE) 모듈로부터의 파라미터들에 기초하여 상기 PBE 를 조정하는 단계를 더 포함하는, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    마이크로폰으로부터 주변 잡음 신호를 수신하는 상기 RVE 모듈; 및
    상기 주변 잡음 신호에 기초하여 상기 오디오 신호의 하나 이상의 주파수들에 이득을 선택적으로 적용하는 상기 RVE 모듈을 더 포함하는, 오디오 신호를 프로세싱하는 방법.
  19. 오디오 신호를 수신하는 수단; 및
    능동 잡음 제거 (active noise cancellaton; ANC) 모듈로부터의 출력에 기초하여 상기 오디오 신호에 대해 심리음향 베이스 강화 (psychoacoustic bass enhancement; PBE) 를 수행하는 수단을 포함하는, 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 수행하는 수단은, 상기 ANC 모듈로부터의 상기 출력 및 오디오 신호에 기초하여 PBE 신호를 생성하는 수단을 포함하는, 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 ANC 모듈로부터의 상기 출력 및 오디오 신호의 적어도 하나의 특성에 기초하여 하나 이상의 PBE 파라미터들을 조정하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 조정하는 수단은, 스피커 프로파일에 기초하여 상기 PBE 파라미터들을 조정하는 수단을 포함하는, 장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 PBE 파라미터들은, 베이스 컷-오프 주파수, 크로스오버 필터 차수, 고조파 제어 파라미터, 오디오 동적 파라미터, 비-베이스 (non-bass) 콘텐츠 지연, 및 전술한 것의 임의의 적합한 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    PBE 신호와 상기 ANC 모듈로부터의 ANC 신호를 결합하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  25. 제 19 항에 있어서,
    주변 잡음 신호를 생성하는 수단을 더 포함하며,
    상기 ANC 모듈은 상기 주변 잡음 신호에 기초하여 ANC 신호를 생성하도록 구성되는, 장치.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 PBE 를 조정하기 위해 수신 음성 강화 (receive voice enhancement; RVE) 파라미터들을 제공하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  27. 제 19 항에 있어서,
    주변 잡음 신호를 생성하는 수단; 및
    상기 주변 잡음 신호에 기초하여 오디오 신호의 하나 이상의 주파수들에 이득을 선택적으로 적용하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  28. 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행가능한 명령들의 세트를 수록하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    오디오 신호를 수신하기 위한 프로그래밍 코드; 및
    능동 잡음 제거 (active noise cancellation; ANC) 모듈로부터의 출력에 기초하여 상기 오디오 신호에 대해 심리음향 베이스 강화 (psychoacoustic bass enhancement; PBE) 를 수행하기 위한 프로그래밍 코드를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 ANC 모듈로부터의 상기 출력 및 오디오 신호에 기초하여 PBE 신호를 생성하기 위한 프로그래밍 코드를 더 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 ANC 모듈로부터의 상기 출력 및 오디오 신호의 적어도 하나의 특성에 기초하여 하나 이상의 PBE 파라미터들을 조정하기 위한 프로그래밍 코드를 더 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  31. 제 30 항에 있어서,
    스피커 프로파일에 기초하여 상기 PBE 파라미터들을 조정하기 위한 프로그래밍 코드를 더 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 PBE 파라미터들은, 베이스 컷-오프 주파수, 크로스오버 필터 차수, 고조파 제어 파라미터, 오디오 동적 파라미터, 비-베이스 (non-bass) 콘텐츠 지연, 및 전술한 것의 임의의 적합한 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  33. 제 28 항에 있어서,
    PBE 신호와 상기 ANC 모듈로부터의 ANC 신호를 결합하기 위한 프로그래밍 코드를 더 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  34. 제 28 항에 있어서,
    주변 잡음 신호를 생성하기 위한 프로그래밍 코드; 및
    상기 주변 잡음 신호에 기초하여 ANC 신호를 생성하기 위한 프로그래밍 코드를 더 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  35. 제 28 항에 있어서,
    상기 PBE 를 조정하기 위해 수신 음성 강화 (receive voice enhancement; RVE) 파라미터들을 제공하기 위한 프로그래밍 코드를 더 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  36. 제 28 항에 있어서,
    주변 잡음 신호를 생성하기 위한 프로그래밍 코드; 및
    상기 주변 잡음 신호에 기초하여 오디오 신호의 하나 이상의 주파수들에 이득을 선택적으로 적용하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
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