KR20140036173A - 분해기를 이용하여 출력 신호를 생성하는 장치 및 방법 - Google Patents

분해기를 이용하여 출력 신호를 생성하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 저겅도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치. 상기 장치는 주변/직접 분해기(110; 210; 310; 410; 610), 주변 변경 유닛(120; 220; 320; 420) 및 결합 유닛(130; 230; 330; 430)을 포함한다. 주변/직접 분해기(110; 210; 310; 410; 610)는 적어도 2개의 입력 채널들의 각각의 채널이 제 1 신호 그룹의 신호로 그리고 제 2 신호 그룹의 신호로 분해되도록 입력 신호의 적어도 2개의 입력 채널들을 분해하도록 구성된다. 주변 변경 유닛(120; 220; 320; 420)은 변경된 신호를 제 1 출력 채널로서 획득하기 위해 주변 신호 그룹의 신호 또는 주변 신호 그룹의 신호로부터 도출되는 신호를 변경하도록 구성된다. 결합 유닛(130; 230; 330; 430)은 주변 신호 그룹의 신호 또는 주변 신호 그룹의 신호로부터 도출되는 신호 및 직접 신호 그룹의 신호 또는 직접 신호 그룹의 신호로부터 도출되는 신호를 제 2 출력 채널로서 결합하도록 구성된다.

Description

분해기를 이용하여 출력 신호를 생성하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING AN OUTPUT SIGNAL EMPLOYING A DECOMPOSER}
본 발명은 오디오 프로세싱에 관한 것으로, 특히 분해기(decomposer)를 이용하여 출력 신호를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
인간의 청각 기관은 모든 방향들로부터 소리를 감지한다. 감지되는 청각의(형용사 auditory는 무엇인가가 감지되는 것을 나타내지만, 단어 사운드(sound)는 물리적인 현상을 기술하는데 이용될 것이다) 환경은 주위의 공간 및 발생하는 사운드 사건들의 음향 특성(acoustic property)의 임프레션(impression)을 만든다. 특정한 사운드 필드(sound field)에서 지각되는 청각 임프레션은 3개의 상이한 유형들의 신호들을 고려하여 모델링(적어도 부분적으로)될 수 있다: 직접 사운드(direct sound), 초기 반사(early reflection)들, 및 확산 반사(diffuse reflections)들. 이 신호들은 지각되는 청각의 공간 이미지의 형성에 기여한다.
직접 사운드는 교란들 없이 음원들로부터 청취자에게 직접적으로 처음 도달하는 각각의 사운드 사건의 음파들을 나타낸다. 이는 음원에 대한 특징이고 사운드 사건의 입사의 방향에 대한 최소-손상 정보를 제공한다. 수평면에서 음원의 방향을 추정하기 위한 1차 큐(cue)들은 좌 및 우측 귀 입력 신호들의 차들, 즉 양 귀간 시간차(interaural time difference; ITD)들 및 양 귀간 레벨 차(interaural level difference; ILD)들이다. 후속해서, 직접 사운드의 다수의 반사들은 귀들에 상이한 방향들로부터 그로고 상대적으로 상이한 시간 지연들 및 레벨들로 도달한다. 직접 사운드에 대해 시간 지연이 증가하면, 반사들의 밀도는 자체가 통계적으로 혼란해질(statistical clutter) 때까지 증가한다.
반사되는 사운드로 인해 거리가 지각되고 적어도 2개의 성분들로 구성되는 청력 공간 임프레션이 가능하다: 식별 소스 폭(apparent source width; ASW) 및 청취자 포위(listener envelopment; LEV). ASW는 음원의 식별 폭의 확장으로 규정되고 주로 초기 측 반사(lateral reflection)들에 의해 결정된다. LEV는 사운드에 둘러싸여 있다는 청취자의 감각을 칭하고 주로 나중에 도달하는 반사들에 의해 결정된다. 전기음향 스테레오 사운드 재생의 목적은 만족스런 청취 공간 이미지에 대한 지각을 불러 일으키는 것이다. 이것은 자연적 또는 건축학적인 레퍼런스를 가질 수 있거나(예를 들어, 홀 내에서의 콘서트의 기록) 또는 실제로는 존재하지 않는 사운드 필드일 수 있다(예를 들어, 전기음향 음악).
콘서트 홀 음향들의 필드로부터, 주관적으로 만족스런 사운드 필드를 획득하기 위해 청각 공간 임프레션을 강하게 감지하는 것이 중요하다는 것이 널리 공지되어 있고, 여기에 LEV가 필수적인 부분이다. 확산 사운드 필드를 재생함으로써 둘러싸고 있는 사운드 필드를 재생하는 확성기 셋업들의 능력이 관심을 받고 있다. 합성 사운드 필드에서 전용 트랜스듀서들을 이용하여 모든 자연적으로 발생하는 반사들을 재생하는 것은 가능하지 않다. 이는 특히 확산 이후의 반사들에 대해서도 마찬가지이다. 확산 반사들의 타이밍 및 레벨 특성들은 반향되는(reverberated)” 신호들을 확성기 피드(feed)들로서 이용함으로써 시뮬레이팅될 수 있다. 이 신호들이 충분히 비상관(uncorrelateion)되는 경우, 재생에 이용되는 확성기들의 수 및 위치는 상기 사운드 필드가 확산으로서 지각되는지를 결정한다. 목표는 별개의 수효의 트랜스듀서들만을 이용하여 연속, 확산 사운드 필드에 대한 지각을 불러일으키는 것이다. 즉, 사운드 도달 방향이 추정되지 않을 수 있고 특히 어떠한 단일 트랜스듀서도 국지화되지 않을 수 있는 사운드 필드들을 생성하는 것이다.
스테레오 사운드 재생들은 별개의 수효의 트랜스듀서들만을 이용하여 연속 사운드 필드에 대한 지각을 불러일으키는 것을 목적으로 한다. 최대로 바람직한 특징들은 국지화된 소스들의 방향 안정성 및 둘러싸고 있는 청각 환경의 사실적인 렌더링(realistic rendering)이다. 오늘날 스테레오 기록들을 저장 또는 전달하는데 이용되는 포맷들 대다수는 채널-기반형(channel-based)이다. 각각의 채널은 특정 위치에 있는 연관되는 확장기를 통해 재생하도록 의도되는 신호를 전달한다. 특정 청각 이미지는 기록 및 믹싱 프로세스 동안 설계된다. 이 이미지는 재생에 이용되는 확성기 셋업이 상기 기록이 설계되었던 타깃 셋업과 유사한 경우에 정확하게 재생성된다.
서라운드 시스템들은 복수의 확성기들을 포함한다. 보통의 서라운드 시스템들은 예를 들어 5개의 확성기들을 포함할 수 있다. 전송 채널들의 수가 확성기들의 수보다 더 적은 경우, 어떤 신호들이 어떤 확성기들에 제공되어야 하는지에 대한 문제가 발생한다. 예를 들어, 서라운드 시스템이 예를 들어 5개의 확성기들을 포함할 수 있는 반면에 스테레오 신호가 2개의 전송 채널들을 가지고 전송된다. 한편, 서라운드 신호가 이용 가능할지라도, 이용 가능한 서라운드 신호는 이용자의 서라운드 시스템의 스피커들의 수보다 더 적은 채널들을 가질 수 있다. 예를 들어, 5개의 서라운드 채널들을 가지는 서라운드 신호가 이용 가능할 수 있는 반면에 서라운드 신호를 재생하도록 의도된 서라운드 시스템은 예를 들어 9개의 확성기들을 가질 수 있다.
특히 차량 서라운드 시스템들에서, 서라운드 시스템은 복수의 확성기들, 예를 들어 9개의 확성기들을 포함할 수 있다. 이 스피커들 중 일부는 청취자의 시트에 대한 수평 지점에 배열될 수 있는 반면에 다른 스피커들은 청취자의 시트에 대해 고지 지점(elevated position)에 배열될 수 있다. 입력 신호의 이용 가능한 채널들로부터 추가 채널들을 생성하기 위해 업믹스 알고리즘(upmix algorithm)들이 이용되어야 할 수도 있다. 복수의 수평 및 복수의 고지의 스피커들을 가지는 서라운드 시스템들에 관하여, 어떤 사운들 부분들이 고지 스피커들에 의해 재생되어야 하고 어떤 사운드 부분들이 수평 스피커들에 의해 재생되어야 하는 특정한 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 적어도 2개의 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하기 위한 장치를 제공하기 위한 개선된 개념을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 제 1 항에 따른 장치, 제 15 항에 따른 방법, 제 16 항에 따른 장치, 제 18 항에 따른 방법 및 제 19 항에 따른 컴퓨터 프로그램에 의해 해결된다.
본 발명은 오디오 신호들을 별개인 지각되는 성분들로 분해하는 것이 고품질 신호 변경, 강화, 적응형 재생 및 인지적 코딩에 필요하다는 발견에 기초한다. 둘 이상의 입력 채널들을 가지는 입력 신호들로부터의 인지적으로 별개인 신호 성분들은 조작 및/또는 추출되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 제 1 입력 채널을 주변 신호 그룹의 제 1 주변 신호로 그리고 직접 신호 그룹의 제 1 직접 신호로 분해하도록 구성되는 주변/직접 분해기를 포함한다. 상기 장치는 제 2 입력 채널을 주변 신호 그룹의 제 2 주변 신호로 그리고 직접 신호 그룹의 제 2 직접 신호로 분해하도록 더 구성된다. 더욱이, 상기 장치는 변경된 주변 신호를 제 1 확성기로의 제 1 출력 채널로서 획득하기 위해 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호를 변경하도록 구성되는 주변 변경 유닛을 포함한다. 더욱이, 상기 장치는 제 2 확성기로의 제 2 출력 채널로서의 결합 신호를 획득하기 위해 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호 및 직접 신호 그룹의 직접 신호 또는 직접 신호 그룹의 직접 신호로부터 도출되는 신호를 결합하는 결합 유닛을 포함한다.
본 발명은 입력 신호의 적어도 2개의 입력 채널들로부터 분해되거나, 변경되거나 또는 결합된 출력 채널들을 생성하기 위해 주변/직접 분해기, 주변 변경 유닛 및 결합 유닛이 이용될 수 있다는 부가적인 발견에 기초한다. 입력 신호의 각각의 채널은 주변/직접 분해기에 의해 주변 신호 그룹의 주변 신호로 그리고 직접 신호 그룹의 직접 신호로 분해된다. 그러므로, 주변 신호 그룹 및 직접 신호 그룹은 함께 입력 신호 채널들의 사운드 특성들을 나타낸다. 이에 의해, 채널의 특정량의 주변 신호 부분이 특정한 확성기로 출력될 수 있고, 반면에 예를 들어, 다른 확성기는 채널의 주변 신호 부분의 나머지 양에 직접 신호 부분을 더한 것을 수용할 수 있다. 그러므로 제 1 확성기에 공급되는 입력 신호의 주변 신호 부분의 양 및 입력 신호의 직접 신호 부분들과 함께 제 2 확성기로 공급되는 입력 신호의 주변 신호 부분들의 양을 조절하는 것이 가능할 수 있다.
하나의 실시예에 따르면, 주변/직접 분해기는 입력 신호의 채널들을 입력 신호의 채널들의 주변 신호 부분들을 포함하는 주변 신호 그룹으로 그리고 입력 신호 채널들의 직접 신호 부분들을 포함하는 직접 신호 그룹으로 분리한다. 그와 같은 실시예에서, 주변 신호 그룹의 주변 신호들 및 직접 신호 그룹의 직접 신호들은 입력 신호 채널들의 상이한 신호 성분들을 나타낸다.
하나의 실시예에서, 신호는 주변 신호 그룹의 주변 신호를 필터링, 이득 변경 또는 비상관함으로써 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출된다. 더욱이, 신호는 직접 신호 그룹의 직접 신호를 필터링, 이득 변경 또는 비상관함으로써 직접 신호 그룹의 직접 신호로부터 도출될 수 있다.
부가적인 실시예에서, 제 1 주변 이득 변경기가 제공되고 여기서 주변 이득 변경기는 이득 변경된 주변 신호를 획득하기 위해 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호를 이득 변경하도록 구성된다. 이 실시예의 결합 유닛은 결합 신호를 제 2 출력 신호로서 획득하기 위해 이득 변경된 주변 신호 및 직접 신호 그룹의 직접 신호 또는 직접 신호 그룹의 직접 신호로부터 도출되는 신호를 결합하도록 구성된다. 결합 유닛에 의해 결합되는 양 신호들은 동일한 입력 신호들로부터 생성되었을 수 있다. 그러므로, 그와 같은 실시예에서, 이미 입력 채널 내에 포함되었던 모든 신호 성분들을 가지는 출력 채널을 생성하는 것이 가능하지만, 특정한 신호 성분들, 예를 들어 주변 신호 성분들은 주변 이득 변경기에 의해 이득 변경되었고, 이로 인해 출력 채널에는 특정한, 이득 변경된 신호 성분 특성이 제공된다.
다른 실시예에서, 주변 변경 유닛은 비상관기, 제 2 이득 변경기 및/또는 필터 유닛을 포함한다. 필터 유닛은 저역 통과 필터일 수 있다. 그러므로, 변경 유닛은 주변 신호 그룹의 신호를 비상관하고, 이득 변경하고 그리고/또는 필터링, 예를 들어 저역 통과 필터링함으로써 출력 채널을 제공할 수 있다. 하나의 실시예에서, 주변 신호 그룹은 입력 신호의 채널들의 주변 신호 부분들을 포함할 수 있다. 그러므로, 입력 신호의 채널의 주변 신호 부분들을 변경하는 것이 가능할 수 있다.
부가적인 실시예에서, 주변 변경 유닛은 복수의 변경된 신호를 획득하기 위해 상술한 개념에 따라 입력 신호의 복수의 입력 채널들을 변경한다.
다른 실시예에서, 적어도 2개의입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 4개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 적어도 2개의 입력 채널들로부터 주변 신호 부분들을 가지는 적어도 2개의 주변 신호들을 추출하도록 구성되는 주변 추출기를 포함한다. 더욱이, 상기 장치는 적어도 제 1 변경된 주변 신호 및 제 2 변경된 주변 신호를 획득하기 위해 적어도 2개의 주변 신호들을 수정하도록 구성되는 주변 변경 유닛을 포함한다. 게다가, 상기 장치는 적어도 4개의 스피커들을 포함한다. 적어도 4개의 스피커들 중 2개의 스피커들은 청취자에 대한 청취 환경 내의 제 1 높이들에 배치된다. 적어도 4개의 스피커들 중 2개의 다른 스피커들은 청취자에 대한 청취 환경 내의 제 2 높이들에 배치되고, 제 2 높이들은 제 1 높이들과 상이하다. 주변 변경 유닛은 제 1 변경된 주변 신호를 제 3 출력 채널로서 제 2 다른 스피커들의 제 1 스피커로 공급하도록 구성된다. 게다가, 주변 변경 유닛은 제 2 변경된 주변 신호를 제 4 출력 채널로서 2개의 다른 스피커들의 제 2 스피커로 공급하도록 구성된다. 더욱이, 출력 신호를 생성하는 장치는 직접 및 주변 신호 부분들을 가지는 제 1 입력 채널을 제 1 출력 채널로서 제 1 높이들에 배치된 제 1 스피커로 공급하도록 구성된다. 더욱이, 주변 추출기는 직접 및 주변 신호 부분들을 가지는 제 2 입력 채널을 제 2 출력 채널로서 제 2 높이들에 배치되는 제 2 스피터로 공급하도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부 도면들에 관하여 후속해서 논의된다:
도 1은 하나의 실시예에 따른 장치의 블록도를 도시하는 도면;
도 2는 부가 실시예에 따른 장치의 블록도를 도시하는 도면;
도 3은 다른 실시예에 따른 장치의 블록도를 도시하는 도면;
도 4는 부가 실시예에 따른 장치의 블록도를 도시하는 도면;
도 5는 다른 실시예에 따른 장치의 블록도를 도시하는 도면;
도 6은 다른 실시예에 따른 장치의 블록도를 도시하는 도면;
도 7은 부가 실시예에 따른 장치의 블록도를 도시하는 도면;
도 8은 하나의 실시예의 확성기 배열을 도시하는 도면;
도 9는 하나의 실시예에 따라 다운믹서를 이용하는 주변/직접 분해기를 도시하는 블록도;
도 10은 하나의 실시예에 따라 미리 계산된 주파수 종속 상관 곡선이 있는 분석기를 이용하여 다수의, 적어도 3개의 입력 채널들을 가지는 주변/직접 분해기의 구현을 도시하는 블록도;
도 11은 하나의 실시예에 따라 다운믹스, 분석을 위한 주파수-도메인 프로세싱 및 신호 프로세싱이 있는 주변/직접 분해기의 추가적인 바람직한 구현을 도시하는 도면;
도 12는 하나의 실시예에 따라 주변/직접 분해기에 대해 도 9 또는 도 10에 도시된 분석을 위해 예시의 미리 계산된 주파수 종속 상관 곡선을 기준 곡선에 대하여 도시하는 도면;
도 13은 하나의 실시예에 따라 주변/직접 분해기에 대한 독립 구성요소들을 추출하기 위한 부가적인 프로세싱을 도시하는 블록도를 도시하는 도면;
도 14는 하나의 실시예에 따라 다운믹서를 주변/직접 분해기에 대한 분석 신호 생성기로서 구현하는 블록도를 도시하는 도면;
도 15는 하나의 실시예에 따라 주변/직접 분해기에 대한 도 9 또는 도 10의 신호 분석기에서 프로세싱하는 방식을 나타내는 흐름도를 도시하는 도면;
도 16a 내지 도 16e는 하나의 실시예에 따라 주변/직접 분해기에 대해 상이한 수들 및 위치들의 음원들(확성기들과 같은)을 가지는 여러 상이한 셋업들에 대한 기준 곡선들로서 이용될 수 있는 상이한 미리 계산된 주파수 종속 상관 곡선들을 도시하는 도면.
도 1은 하나의 실시예에 따른 장치를 도시한다. 상기 장치는 주변/직접 분해기(110)를 포함한다. 주변/직접 분해기(110)는 입력 신호의 두 입력 채널들(142, 144)을 분해하도록 구성됨으로써 적어도 두 입력 채널들(142, 144)의 각 채널은 주변 신호 그룹의 주변 신호들(152, 154)로 그리고 직접 신호 그룹의 직접 신호들(162, 164)로 분해된다. 다른 실시예들에서, 주변/직접 분해기(110)는 2개 이상의 입력 채널들을 분해하도록 구성된다.
게다가, 도 1에 도시된 실시예의 장치는 주변 변경 유닛(120)을 포함한다. 주변 변경 유닛(120)은 변경된 주변 신호(172)를 제 1 확성기에 대한 제 1 출력 신호로서 획득하기 위해 주변 신호 그룹의 주변 신호(152)를 변경하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 주변 변경 유닛(120)은 주변 신호 그룹의 신호로부터 도출되는 신호를 변경하도록 구성된다. 예를 들어, 주변 신호 그룹의 신호는 필터링되거나, 이득 변경되거나 비상관될 수 있고 그 후에 주변 신호 그룹의 신호로부터 도출되는 신호로서 주변 변경 유닛(120)으로 통과될 수 있다. 부가적인 실시예들에서, 주변 변경 유닛(120)은 하나 이상의 변경된 주변 신호들을 획득하기 위해 2 이상의 주변 신호들을 결합할 수 있다.
게다가, 도 1에 도시된 실시예의 장치는 결합 유닛(130)을 포함한다. 결합 유닛(130)은 주변 신호 그룹의 주변 신호(152) 및 직접 신호 그룹의 직접 신호(162)를 제 2 확성기에 대한 제 2 출력 채널로서 결합하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 결합 유닛(130)은 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호 및/또는 직접 신호 그룹의 직접 신호로부터 도출되는 신호를 결합하도록 구성된다. 예를 들어, 주변 신호 및/또는 직접 신호는 필터링되거나, 이득 변경되거나 비상관될 수 있고 그 후에 결합 유닛(130)으로 통과될 수 있다. 하나의 실시예에서, 결합 유닛은 주변 신호(152) 및 직접 신호(162)를 합침으로써 양 신호를 결합하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 주변 신호(152) 및 직접 신호(162)는 2개의 신호들(152, 162)의 선형 결합을 형성함으로써 결합될 수 있다.
도 1에 의해 도시된 실시예에서, 제 2 입력 채널의 분해로부터 발생되는 주변 신호(154) 및 직접 신호(164)는 변경 없이 출력 신호의 다른 출력 채널들로서 출력된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 신호들(154, 164)은 또한 변경 유닛(120) 및/또는 결합 유닛(130)에 의해 프로세싱될 수 있다.
실시예들에서, 변경 유닛(120) 및 결합 유닛(130)은 점선(135)에 의해 도시된 바와 같이 서로 통신하도록 구성될 수 있다. 이 통신에 따라, 변경 유닛(120)은 결합 유닛(130)에 의해 수행되는 결합들에 따라 자체의 수신된 주변 신호들, 예를 들어 주변 신호(152)를 변경할 수 있고/있거나 결합 유닛(130)은 변경 유닛(120)에 의해 수행되는 변경들에 따라 자체의 수신된 신호들, 예를 들어 신호(152) 및 신호(162)를 결합할 수 있다.
도 1의 실시예는 입력 신호가 직접 및 주변 신호 부분들로 분해되고, 가능하면 변경되는 신호 부분들이 변경되어 확성기들의 제 1 세트로 출력되고 입력 신호의 직접 신호 부분들 및 주변 신호 부분들의 결합이 확성기들의 제 2 세트로 출력된다는 개념에 기초한다.
이에 의해, 하나의 실시예에서, 예를 들어, 채널의 특정량의 주변 신호 부분들은 특정한 확성기로 출력될 수 있고, 반면에 예를 들어 다른 확성기는 채널의 나머지 양의 주변 신호 부분들에 직접 신호 부분을 더한 것을 수신한다. 예를 들어, 주변 변경 유닛은 제 1 출력 채널을 생성하기 위해 자체의 크기들에 0.7을 승산함으로써 주변 신호(152)를 이득 변경할 수 있다. 더욱이, 결합 유닛은 제 2 출력 채널을 생성하기 위해 직접 신호(162) 및 주변 신호 부분을 결합할 수 있고, 여기서 주변 신호 부분들은 팩터 0.3이 승산된다. 이에 의해, 변경된 주변 신호(172) 및 결합 신호(182)는:
신호(172) = 0.7 ·신호(142)의 주변 신호 부분
신호(182) = 0.3 ·신호(142)의 주변 신호 부분 + 신호(142)의 직접 신호 부분
그러므로, 도 1은 특히 입력 신호의 모든 신호 부분들이 청취자에게 출력될 수 있고, 적어도 하나의 채널은 단지 입력 채널의 특정량의 주변 신호 부분들을 포함할 수 있고 다른 채널은 입력 채널의 주변 신호 부분들의 나머지 부분 및 입력 채널의 직접 신호 부분들의 결합을 포함할 수 있다는 개념에 기초한다.
도 2는 더 세부적인 것들을 설명하는 부가적인 실시예에 따른 장치를 도시한다. 상기 장치는 도 1의 실시예에서 도시된 장치의 대응하는 유닛들과 유사한 기능을 가지는 주변/직접 분해기(210), 주변 변경 유닛(220) 및 결합 유닛(230)을 포함한다. 주변/직접 분해기(210)는 제 1 분해 유닛(212) 및 제 2 분해 유닛(214)을 포함한다. 제 1 분해 유닛은 장치의 입력 신호의 제 1 입력 채널(242)을 분해한다. 제 1 입력 채널(242)은 주변 신호 그룹의 제 1 주변 신호(252)로 그리고 직접 신호 그룹의 제 1 직접 신호(262)로 분해된다. 게다가, 제 2 분해 유닛(214)은 입력 신호의 제 2 입력 채널(244)을 주변 신호 그룹의 제 2 주변 신호(254)로 그리고 직접 신호 그룹의 제 2 직접 신호(264)로 분해한다. 분해된 주변 및 직접 신호들은 도 1에 도시된 실시예의 장치와 유사하게 프로세싱된다. 실시예들에서, 변경 유닛(220) 및 결합 유닛(230)은 점선(235)에 의해 도시된 바와 같이 서로 통신하도록 구성될 수 있다.
도 3은 부가적인 실시예에 따라 출력 신호를 생성하는 장치를 도시한다. 3개의 입력 채널들(342, 344, 346)을 포함하는 입력 신호는 주변/직접 분해기(310)로 공급된다. 주변/직접 분해기(310)는 주변 신호 그룹의 제 1 주변 신호(352) 및 직접 신호 그룹의 제 1 직접 신호(362)를 도출하기 위해 제 1 입력 채널(342)을 분해한다. 더욱이, 분해기는 제 2 입력 채널(344)을 주변 신호 그룹의 제 2 주변 신호(354)로 그리고 직접 신호 그룹의 제 2 직접 신호(364)로 분해한다. 더욱이, 분해기(310)는 제 3 입력 채널(346)을 주변 신호 그룹의 제 3 주변 신호(356)로 그리고 직접 신호 그룹의 제 3 직접 신호(366)로 분해한다. 부가적인 실시예들에서, 상기 장치의 입력 신호의 입력 채널들의 수는 3개의 채널들로 제한되지 않고 임의의 수효의 입력 채널들, 예를 들어 4개의 입력 채널들, 5개의 입력 채널들 또는 9개의 입력 채널들일 수 있다. 실시예들에서, 변경 유닛(320) 및 결합 유닛(330)은 점선(335)에 의해 도시된 바와 같이 서로 통신하도록 구성될 수 있다.
도 3의 실시예에서, 주변 변경 유닛(320)은 제 1 변경된 주변 신호(372)를 획득하기 위해 주변 신호 그룹의 제 1 주변 신호(352)를 변경한다. 더욱이, 주변 변경 유닛(320)은 제 2 변경된 주변 신호(374)를 획득하기 위해 주변 신호 그룹의 제 2 주변 신호(354)를 변경한다. 부가적인 실시예들에서, 주변 변경 유닛(320)은 하나 이상의 변경된 주변 신호들을 획득하기 위해 제 1 주변 신호(352) 및 제 2 주변 신호(354)를 결합할 수 있다.
더욱이, 도 3의 실시예에서, 직접 신호 그룹의 제 1 직접 신호(362)는 주변 신호 그룹의 제 1 주변 신호(352)와 함께 결합 유닛(330)으로 공급된다. 직접 및 주변 신호들(362, 352)은 결합 신호(382)를 획득하기 위해 결합 유닛(330)에 의해 결합된다. 도 3의 실시예에서, 결합 유닛은 직접 신호 그룹의 제 1 직접 신호(362) 및 주변 신호 그룹의 제 1 주변 신호(352)를 결합한다. 다른 실시예들에서, 결합 유닛(330)은 직접 신호 그룹의 임의의 다른 직접 신호를 주변 신호 그룹의 임의의 다른 주변 신호와 결합할 수 있다. 예를 들어, 직접 신호 그룹의 제 2 직접 신호(364)는 주변 신호 그룹의 제 2 주변 신호(354)와 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 직접 신호 그룹의 제 2 직접 신호(364)는 주변 신호 그룹의 제 3 주변 신호(356)와 결합될 수 있다. 부가적인 실시예들에서, 결합 유닛(330)은 하나 이상의 결합 신호들을 획득하기 위해 직접 신호 그룹의 하나 이상의 직접 신호 및 주변 신호 그룹의 하나 이상의 주변 신호를 결합할 수 있다.
도 3의 실시예에서, 제 1 변경된 주변 신호(372)는 출력 신호의 제 1 출력 채널로서 출력된다. 결합 신호(382)는 출력 신호의 제 2 출력 채널로서 출력된다. 제 2 변경된 주변 신호(374)는 출력 신호의 제 3 출력 채널로서 출력된다. 더욱이, 주변 신호 그룹의 제 3 주변 신호(356) 및 직접 신호 그룹의 제 2 및 제 3 직접 신호들(364, 366)은 출력 신호의 제 4, 제 5 및 제 6 출력 채널로서 출력된다. 다른 실시예들에서, 신호들(356, 364 및 366) 중 하나 또는 모두는 전혀 출력되지 않을 수 있고, 그러나 폐기될 수 있다.
도 4는 부가적인 실시예에 따른 장치를 도시한다. 상기 장치는 주변 이득 변경기(490)를 더 포함하는 점에서 도 1에 의해 도시된 장치와는 상이하다. 주변 이득 변경기(490) 이득은 결합 유닛(490)으로 공급될 이득 변경된 주변 신호(492)를 획득하기 위해 주변 신호 그룹의 주변 신호(452)를 변경한다. 결합 유닛(430)은 결합 신호(482)를 상기 장치의 출력 신호로서 획득하기 위해 이득 변경된 신호(492)를 직접 신호 그룹의 직접 신호(462)와 결합한다. 이득 변경은 시변성(time-variant)일 수 있다. 예를 들어, 제 1 시점에서, 신호는 제 1 이득 변경 팩터에 의해 이득 변경되고 반면에 상이한 제 2 시점에서, 신호는 상이한 제 2 이득 변경 팩터에 의해 이득 변경된다.
이득 변경기(490)에서의 이득 변경은 결합 신호(482) 내의 주변 신호(452)의 웨이트를 감소시키기 위해 주변 신호(452)의 크기들을 1보다 작은 팩터로 승산함으로써 수행될 수 있다. 이것은 입력 신호의 특정량의 주변 신호 부분들을 결합 신호(482)에 추가하는 것을 가능하게 하고, 반면에 입력 신호의 나머지 주변 부분들은 변경된 주변 신호(472)로서 출력될 수 있다.
대안의 실시예들에서, 승산 팩터는 결합 유닛(430)에 의해 생성되는 결합 신호(482)에서 주변 신호(452)의 웨이트를 증가시키기 위해 1보다 클 수 있다. 이것은 주변 신호 부분들을 향상시키고 청취자에 대해 상이한 사운드 임프레션을 생성하는 것을 가능하게 한다.
도 4에 도시된 실시예에서 단 하나의 주변 신호만이 주변 이득 변경기(490)로 공급될지라도, 다른 실시예들에서, 하나 이상의 주변 신호가 주변 이득 변경기(490)에 의해 이득 변경될 수 있다. 이득 변경기는 그 후에 수신된 주변 신호들을 이득 변경하고 이득 변경된 주변 신호들을 결합 유닛(430)으로 공급한다.
다른 실시예들에서, 입력 신호는 주변/직접 분해기(410)로 공급되는 2 이상의 채널들을 포함한다. 결과적으로, 주변 신호 그룹은 그 후에 2 이상의 주변 신호들을 포함하고 또한 직접 신호 그룹은 2 이상의 직접 신호들을 포함한다. 상응하여, 2 이상의 채널들은 또한 이득 변경을 위해 이득 변경기(490)로 공급될 수 있다. 예를 들어, 3, 4, 5 또는 9개의 입력 채널들이 주변 이득 변경기(490)에 공급될 수 있다. 실시예들에서, 변경 유닛(420) 및 결합 유닛(430)은 점선(435)에 의해 도시된 바와 같이 서로 통신하도록 구성될 수 있다.
도 5는 하나의 실시예에 따른 주변 변경 유닛을 도시한다. 주변 변경 유닛은 비상관기(522), 이득 변경기(524) 및 저역 통과 필터(526)를 포함한다.
도 5의 실시예에서, 제 1(552), 제 2(554) 및 제 3(556) 주변 신호가 비상관기(522)로 공급된다. 다른 실시예들에서, 상이한 수의 신호들, 예를 들어 하나의 주변 신호 또는 둘, 넷, 다섯 또는 아홉 개의 주변 신호들이 비상관기(522)로 공급될 수 있다. 비상관기(522)는 비상관되는 신호들(562, 564, 566)을 획득하기 위해, 각각 입력된 주변 신호들(552, 554, 556) 중 하나를 각각 비상관시킨다. 도 5의 실시예의 비상관기(522)는 임의의 유형의 비상관기, 예를 들어 측-전역 통과 필터 또는 IIR(Infinite Impulse Response) 전역 통과 필터일 수 있다.
비상관된 신호들(562, 564, 566)은 그 후에 이득 변경기(524)로 공급된다. 이득 변경기는 이득 변경된 신호들(572, 574, 576)을 각각 획득하기 위해 입력되는 신호들(562, 564, 566) 중 하나를 각각 이득 변경한다. 이득 변경기(524)는 이득 변경된 신호들을 획득하기 위해 입력되는 신호들(562, 564, 566)의 크기들을 팩터로 승산하도록 구성될 수 있다. 이득 변경기(524)에서의 이득 변경은 시변성일 수 있다. 예를 들어, 제 1 시점에서, 신호는 제 1 이득 변경 팩터에 의해 이득 변경되고 반면에 상이한 제 2 시점에서, 신호는 상이한 제 2 이득 변경 팩터에 의해 이득 변경된다.
그 후에, 이득 변경된 신호들(572, 574, 576)은 저역 통과 필터 유닛(526)으로 공급된다. 저역 통과 필터 유닛(526)은 변경되는 신호들(582, 584, 586)을 각각 획득하기 위해 이득 변경된 신호들(572, 574, 576) 중 하나를 각각 저역 필터링한다. 도 5의 실시예들이 저역 통과 필터 유닛(526)을 이용할지라도, 다른 실시예들에서는 다른 유닛들, 예를 들어 주파수 선택형 필터들 또는 이퀼라이저들을 적용할 수 있다.
도 6은 부가적인 실시예에 따른 장치를 도시한다. 장치는 5개의 채널들을 가지는 입력 신호로부터, 9 개의 채널들, 예를 들어 수평으로 배열되는 확성기들을 위한 5개의 채널들(Lh, Rh, Ch, LSH, RSh) 및 고지의 확성기들을 위한 4개의 채널들(Le, Re, LSe, RSe)을 가지는 출력 신호를 생성한다. 입력 신호의 입력 채널들은 좌 채널(L), 우 채널(R), 중앙 채널(C), 좌 서라운드 채널(LS) 및 우 서라운드 채널(RS)을 포함한다.
5개의 입력 채널들(L, R, C, LS, RS)은 주변/직접 분해기(610)로 공급된다. 주변/직접 분해기(610)는 좌 신호(L)를 주변 신호 그룹의 주변 신호(LA)로 그리고 직접 신호 그룹의 직접 신호(LD)로 분해한다. 더욱이, 주변/직접 분해기(610)는 입력 신호(R)를 주변 신호 그룹의 주변 신호(RA)로 그리고 직접 신호 그룹의 직접 신호(RD)로 분해한다. 더욱이 주변/직접 분해기(610)는 좌 서라운드 신호(LS)를 주변 신호 그룹의 주변 신호(LSA)로 그리고 직접 신호 그룹의 직접 신호(LSD)로 분해한다. 더욱이, 주변/직접 분해기(610)는 우 서라운드 신호(RS)를 주변 신호 그룹의 주변 신호(RSA)로 그리고 직접 신호 그룹의 직접 신호(RSD)로 분해한다.
주변/직접 분해기(610)는 중심 신호(C)를 변경하지 않는다. 대신 신호(C)는 변경 없이 출력 채널(Ch)로서 출력된다.
주변/직접 분해기(610)는 주변 신호(LA)를 제 1 비상관 유닛(621)으로 공급하고, 제 1 비상관 유닛(621)은 신호(LA)를 비상관시킨다. 주변/직접 분해기(610)는 또한 주변 신호를 제 1 이득 변경기의 제 1 이득 변경 유닛(691)로 통과시킨다. 제 1 이득 변경 유닛(691)은 신호(LA)를 이득 변경하고 이득 변경된 신호를 제 1 결합 유닛(631)로 공급한다. 더욱이, 신호(LD)는 주변/직접 분해기(610)에 의해 제 1 결합 유닛(631)으로 공급된다. 제 1 결합 유닛(631)은 출력 채널(Lh)을 획득하기 위해 이득 변경된 신호(LA) 및 직접 신호(LD)를 결합한다.
더욱이, 주변/직접 분해기(610)는 신호들(RA, LEA 및 RSA)를 제 1 이득 변경기의 제 2(692), 제 3(693) 및 제 4(694) 이득 변경 유닛으로 공급한다. 제 2(692), 제 3(693) 및 제 4(694) 이득 변경 유닛들은 수신되는 신호들(RA, LSA 및 RSA)를 각각 이득 변경한다. 제 2(692), 제 3(693) 및 제 4(694) 이득 변경 유닛은 그 후에 이득 변경된 신호들을 제 2(632), 제 3(633) 및 제 4(634) 결합 유닛으로 각각 통과시킨다. 더욱이, 주변/직접 분해기(610)는 각각 신호(RD)를 결합 유닛(632)으로 공급하고, 신호(LSD)를 결합 유닛(633)으로 공급하고 신호(RSD)를 결합 유닛(634)로 공급한다. 결합 유닛들(632, 633, 634)은 그 후에 각각의 출력 채널들(Rh, LSh, RSh)을 획득하기 위해 신호들(RD, LSD, RSD)을 이득 변경된 신호들(RA, LSA, RSA)과 각각 결합한다.
더욱이, 주변/직접 분해기(610)는 신호(LA)를 제 1 비상관 유닛(621)으로 긍급하고, 여기서 주변 신호(LA)가 비상관된다. 제 1 비상관 유닛(621)은 그 후에 비상관된 신호(LA)를 제 2 이득 변경기의 제 5 이득 변경 유닛(625)으로 통과시키고, 이 제 5 이득 변경 유닛(625)에서 비상관되는 주변 신호(LA)가 이득 변경된다. 그리고 나서, 제 5 이득 변경 유닛(625)은 이득 변경되는 주변 신호(LA)를 제 1 저역 통과 필터 유닛(635)으로 통과시키고, 여기서 저역 통과 필터링된 주변 신호(Le)를 상기 장치의 출력 신호의 출력 채널로서 획득하기 위해 이득 변경되는 주변 신호는 저역 통과 필터링된다.
마찬가지로, 주변/직접 분해기(610)는 수신되는 주변 신호들을 각각 비상관하는 제 2(622), 제 3(623) 및 제 4(624) 비상관 유닛으로 신호들(RA, LSA 및 RSA)을 통과시킨다. 제 2, 제 3 및 제 4 비상관 유닛들(622, 623, 624)은 비상관된 주변 신호들을 각각 제 2 이득 변경기의 제 6(626), 제 7(627) 및 제 8(628) 이득 변경 유닛으로 각각 통과시킨다. 제 6, 제 7 및 제 8 이득 변경 유닛들(626, 627, 628)은 비상관되는 신호들을 이득 변경하고 이득 변경되는 신호들을 제 2(636), 제 3(637) 및 제 4(638) 저역 통과 필터 유닛으로 각각 통과시킨다. 제 2, 제 3 및 제 4 저역 통과 필터 유닛(636, 637, 638)은 저역 통과 필터링된 출력 신호들(Re, LSe 및 RSe)을 상기 장치의 출력 신호의 출력 채널들로서 획득하기 위해 이득 변경된 신호들을 각각 필터링한다.
하나의 실시예에서, 변경 유닛은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 비상관 유닛들(621, 622, 623, 624), 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 이득 변경 유닛들(625, 626, 627, 628) 및 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저역 통과 필터 유닛들(635, 636, 637, 638)을 포함할 수 있다. 조인트 결합 유닛은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 결합 유닛(631, 632, 633, 634)을 포함할 수 있다.
도 6의 실시예에서, 분해기(610)는 입력 채널들을, 주변 신호 그룹을 구성하는 주변 신호들(LA, RA, LSA 및 RSA)로 그리고 직접 신호 그룹을 구성하는 직접 신호들(LD, RD, LSD 및 RSD)로 분해한다.
도 7은 하나의 실시예에 따른 장치의 블록도를 도시한다. 상기 장치는 주변 추출기(710)를 포함한다. 5개의 채널들(L, R, C, LS, RS)을 포함하는 입력 신호는 주변 추출기(710)로 입력된다. 주변 추출기(710)는 채널(L)의 주변 부분을 주변 채널(LA)로서 추출하고 주변 채널(LA)을 제 1 비상관기 유닛(721)로 공급한다. 더욱이, 주변 추출기(710)는 채널들(R, LS, RS)의 주변 부분들을 주변 채널들(RA, LSA, RSA)로서 추출하고 주변 채널들(RA, LSA, RSA)을 제 2, 제 3 및 제 4 비상관기 유닛(722, 723, 724)으로 각각 공급한다. 주변 신호들에 대한 프로세싱은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 비상관기 유닛들(721, 722, 723, 724)에서 계속되고, 여기서 주변 신호들(LA, RA, LSA, RSA)이 비상관된다. 비상관되는 주변 신호들을 그 후에 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 이득 변경 유닛들(725, 726, 727, 728)에서 각각 이득 변경된다. 그 후에, 이득 변경되는 주변 신호들은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 저역-통과 필터 유닛들(729, 730, 731, 732)로 통과되고, 여기서 이득 변경되는 주변 신호들이 각각 저역 통과 필터링된다. 그 후에, 주변 신호들은 출력 신호의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 출력 채널(Le, Re, LSe, RSe)로서 각각 출력된다.
도 8은 확성기 배열을 도시하며, 여기서 5개의 확성기들(810, 820, 830, 840, 850)은 청취자에 대한 청취 환경에서의 제 1 높이들에 배치되고 확성기들(860, 870, 880, 890)은 청취자들에 대한 청취 환경에서의 제 2 높이들에 배치되며, 제 2 높이들은 제 1 높이들과는 상이하다.
5개의 확성기들(810, 820, 830, 840, 850)은 수평으로 배열, 즉 청취자의 위치에 대해 수평으로 배열된다. 4개의 다른 확성기들(860, 870, 880, 890)은 상승되어 있는, 즉 청취자의 위치에 대해 상승되어 배열되도록 배열된다. 다른 실시예들에서, 확성기들(810, 820, 830, 840, 850)은 수평으로 배열되는 반면에 4개의 다른 확성기들(860, 870, 880, 890)은 낮아지게, 즉 청취자의 위치에 대해 낮아지게 배열되도록 배열된다. 부가적인 실시예들에서, 청취자의 위치에 대하여 확성기들 중 하나 이상은 수평으로 배열되고, 확성기들 중 하나 이상은 상승되고 확성기들 중 하나 이상은 낮아진다.
하나의 실시예에서, 도 6에 의해 도시되는 실시예들의 장치는 아홉 개의 출력 채널들을 포함하는 출력 신호를 생성하고, 도 6의 실시예의 5개의 출력 채널들(Lh, Rh, Ch, LSh, RSh)을 수평으로 배열되는 확성기들(810, 820, 830, 840, 850)로 각각 공급하고, 도 6의 실시예의 4개의 출력 채널들(Le, Re, LSe, RSe)을 고지의 확성기들(860, 870, 880, 890)로 각각 공급한다.
부가적인 실시예에서, 도 7에 의해 도시되는 실시예의 장치는 아홉 개의 출력 채널들을 포함하는 출력 신호를 생성하고, 도 7의 실시예의 5개의 출력 채널들(L, R, C, LS, RS)을 수평으로 배열되는 확성기들(810, 820, 830, 840, 850)로 각각 공급하고 도 6의 실시예의 4개의 출력 채널들(Le, Re, LSe, RSe)을 고지의 확성기들(860, 870, 880, 890)로 각각 공급한다.
하나의 실시예에서, 출력 신호를 생성하기 위한 장치가 제공된다. 출력 신호는 적어도 4개의 출력 채널들을 가진다. 더욱이, 출력 신호는 적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 생성된다. 상기 장치는 적어두 2개의 입력 채널들로부터 주변 신호 부분을 가지는 적어도 2개의 주변 신호들을 추출하도록 구성되는 주변 추출기를 포함한다. 주변 추출기는 직접 및 주변 신호 부분들이 있는 제 2 입력 채널을 제 1 출력 채널로서 제 1 수평 배열 확성기로 공급하도록 구성된다. 게다가, 주변 추출기는 직접 및 주변 신호 부분들이 있는제 2 입력 채널을 제 2 출력 신호로서 제 2 수평 배열 확성기로 공급하도록 구성된다.더욱이, 상기 장치는 주변 변경 유닛을 포함한다. 주변 변경 유닛은 적어도 제 1 변경된 주변 신호 및 제 2 변경된 주변 신호를 획득하기 위해 적어도 2개의 주변 신호들을 변경하도록 구성된다. 더욱이, 주변 변경 유닛은 제 1 변경된 주변 신호를 제 3 출력 채널로서 제 1 고지의 확성기로 공급하도록 구성된다. 더욱이, 주변 변경 유닛은 제 2 변경된 주변 신호를 제 4 출력 채널로서 제 2 고지의 확성기로 공급하도록 구성된다. 부가적인 실시예들에서, 주변 변경 유닛은 하나 이상의 변경된 주변 신호들을 획득하기 위해 제 1 주변 신호 및 제 2 주변 신호를 결합할 수 있다.
하나의 실시예에서, 복수의 확성기들은 모터 차량, 예를 들어 자동차에 배열된다. 복수의 확성기들은 수평으로 배열되는 확성기들로서 그리고 고지의 확성기들로서 배열된다. 상술한 실시예들 중 하나에 따른 장치는 출력 채널들을 생성하는데 이용된다. 단지 주변 신호만을 포함하는 출력 채널들은 고지의 확성기들로 공급된다. 주변 및 직접 신호 부분들을 포함하는 결합 신호들인 출력 채널들은 수평으로 배열되는 확성기들로 공급된다.
실시예들에서, 상승되어 그리고/또는 수평으로 배열되는 확성기들 중 하나, 일부 또는 모두는 경사질 수 있다.
후속하여, 실시예들에 따른 주변/직접 분해기의 가능한 구성들이 논의된다.
두 채널들을 가지는 입력 신호를 2개의 주변 및 2개의 직접 신호들로 분해하도록 구성되는 다양한 분해기들 및 분해 방법들이 최신 기술로서 공지되어 있다. 예를 들어 다음을 참조하라:
2004년 Journal of the Audio Engineering Society에서의 C. Avendano 및 J.-M. Jot의 "A frequency-domain approach to multichannel upmix,", vol. 52, no. 7/8, pp. 740-749.
2006년 11월, Journal of the Audio Engineering Society에서의 C. Faller의 "Multiple-loudspeaker playback of stereo signals,", vol. 54, no. 11, pp. 1051-1064.
2007년 9월 IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing에서의 J. Usher 및 J. Benesty의 "Enhancement of spatial sound quality: A new reverberation-extraction audio upmixer,", vol. 15, no. 7, pp. 2141-2150.
다음에서 그리고 도 9 내지 도 16e에 대하여, 다수의 입력 채널들을 가지는 신호를 주변 및 직접 신호 성분들로 분해하는 주변/직접 분해기가 제시된다.
도 9는 다수의, 적어도 3개의 입력 채널들, 또는 일반적으로 n개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호(10)를 분해하는 주변/직접 분해기를 도시한다. 이 입력 채널들은 다운믹스된 신호(14)를 획득하기 위해 입력 신호를 다운믹싱하는 다운믹서(12)로 입력되고, 여기서 다운믹서(12)는 다운믹싱을 위해 “m”으로 표시되는 다운믹스된 신호(14)의 다수의 다운믹스 채널들의 수가 적어도 2개이며 입력 신호(10)의 입력 채널들의 수보다 적도록 배열된다. m개의 다운믹스 채널들은 다운믹싱된 신호를 분석하여 분석 결과(18)를 도출하기 위해 분석기(16)로 입력된다. 분석기 결과(18)는 신호 프로세서(20)로 입력되고, 여기서 신호 프로세서는 입력 신호(10) 또는 분석 결과를 이용한 신호 도출기(22)에 의해 입력 신호로부터 도출되는 신호를 프로세싱하도록 배열되고, 신호 프로세서(20)는 분해된 신호(26)를 획득하기 위해서 분석 결과들을 입력 채널들로 또는 입력 채널로부터 도출되는 신호(24)의 채널들로 인가하도록 구성된다.
도 9에서, 신호 프로세서에 의해 입력 신호 대신 도출되는 신호가 프로세싱될 때, 입력 채널들의 수는 n이고, 다운믹스 채널들의 수는 m이고, 도출되는 채널들의 수는 L이고, 출력 채널들의 수는 L과 같다. 대안으로, 신호 도출기(22)가 존재하지 않으면, 입력 신호는 신호 프로세서에 의해 직접적으로 프로세싱되고 그 후에 도 9에서 “L”에 의해 표시되는 분해되는 신호(26)의 채널들의 수는 n과 동일할 것이다. 그러므로, 도 9는 2개의 상이한 예들을 설명한다. 하나의 예는 신호 도출기(22)를 가지지 않고 입력 신호는 신호 프로세서(20)에 직접적으로 인가된다. 다른 예는 신호 도출기(22)가 구현되고, 그 후에 입력 신호(10) 대신 도출되는 신호(24)가 신호 프로세서(20)에 의해 프로세싱되는 것이다. 신호 도출기는 예를 들어 더 많은 출력 채널들을 생성하기 위해 업믹서와 같은 오디오 채널 믹서일 수 있다. 이 경우에 L은 n보다 더 클 것이다. 다른 실시예에서, 신호 도출기는 입력 채널들에 가중, 지연 또는 다른 무엇인가를 수행하는 다른 오디오 프로세서일 수 있고 이 경우에 신호 도출기(22)의 L의 출력 채널들의 수는 입력 채널들의 수(n)와 동일할 것이다. 부가적인 구현에서, 신호 도출기는 채널들의 수를 입력 신호로부터 도출되는 신호로 감소시키는 다운믹서일 수 있다. 이 구현에서, 수(L)는 다운믹스되는 채널들의 수(m)보다 훨씬 더 큰 것이 바람직하다.
분석기는 다운믹싱된 신호들을 인지적으로 구분되는 성분들에 관하여 분석하도록 동작한다. 이 인지적으로 구분되는 성분들은 한편으로는 개별 채널들 내의 독립 성분들이며 다른 한편으로 종속 성분들일 수 있다. 분석될 대안의 신호 성분들은 한편으로는 직접 성분들이고 다른 한편으로는 주변 성분들이다. 음악 성분들로부터의 음성 성분들, 음성 성분들로부터의 잡은 성분들, 음악 성분들로부터의 잡은 성분들, 저주파수 잡음 성분에 대한 고주파수 잡음 성분들, 다중 피치 신호들에서의 상이한 악기들에 의해 제공되는 성분들 등과 같이 분리될 수 있는 많은 다른 성분들이 존재한다.
도 10은 주변/직접 분해기의 다른 양태를 도시하고, 여기서 분석기는 미리 계산된 주파수 종속 상관 곡선(16)을 이용하기 위해 구현된다. 그러므로, 주변/직접 분해기(28)는 예를 들어 도 9의 상황에서 설명되는 바와 같이 다운믹싱 동작에 의해 입력 신호와 동일하거나 입력 신호와 관련되는 분석 신호의 두 채널들 사이에서의 상관을 분석하기 위해서 분석기(16)를 포함한다. 분석기(16)에 의해 분석되는 분석 신호는 적어도 2개의 분석 채널들을 가지고 분석기(16)는 분석 결과(18)를 결정하기 위해 미리 계산된 주파수 종속 상관 곡선을 기준 곡선으로 이용하도록 구성된다. 신호 프로세서(20)는 도 9의 상황에서 논의된 바와 동일한 방식으로 동작할 수 있고 분석 신호 또는 신호 도출기(22)에 의해 분석 신호로부터 도출되는 신호를 프로세싱하도록 구성되고, 여기서 신호 도출기(22)는 도 9의 도출기(22)의 상황에서 논의되었던 바와 유사하게 구현될 수 있다. 대안으로, 신호 프로세서는 신호를 프로세싱할 수 있고, 이로부터 분석 신호가 도출되고 신호 프로세싱은 분해된 신호를 획득하기 위해 분석 결과를 이용한다. 그러므로, 도 10의 실시예에서 입력 신호는 분석 신호와 동일할 수 있고 이 경우에, 분석 신호는 또한 도 10에 도시된 바와 같이 단지 2개의 채널들만을 가지는 스테레오 신호일 수 있다. 대안으로, 분석 신호는 도 9의 상황에서 기술되는 바와 같은 다운믹싱과 같은 임의의 유형의 프로세싱에 의해, 또는 업믹싱 등과 같은 임의의 다른 프로세싱에 의해 입력 신호로부터 도출될 수 있다. 추가로, 신호 프로세서(20)는 분석기로 입력되었던 것과 동일한 신호에 신호 프로세싱을 적용하는데 이용할 수 있거나 또는 신호 프로세서는 분석 신호가 도 9의 상황에서 나타낸 바와 같이 도출되었된 신호에 신호 프로세싱을 적용할 수 있거나, 상기 신호 프로세서는 업믹싱 등에 의해서와 같이 분석 신호로부터 도출되었던 신호에 신호 프로세싱을 적용할 수 있다.
그러므로, 신호 프로세서에 대해 여러 가능성들이 존재하고 이들 가능성들 모두는 분석 결과를 결정하기 위하여 미리 계산된 주파수 종속 상관 곡선을 기준 곡선으로 이용하는 분석기의 고유 작동으로 인해 유용하다.
후속해서, 추가 실시예들에 논의된다. 도 10의 상황에서 논의되는 바와 같이, 심지어 2-채널 분석 신호(다운믹스 없는)의 이용이 고려되는 점이 주목되어야 한다. 함께 또는 별개의 양태들로서 이용될 수 있는 도 9 및 도 10의 상황에서 상이한 양태들로 논의된 바와 같이, 다운믹스는 분석기에 의해 프로세싱될 수 있고 다운믹스에 의해서는 아마도 생성되지 않았던 2-채널 신호는 미리 계산된 기준 곡선을 이용하는 상기 신호 분석기에 의해 프로세싱될 수 있다. 이 상황에서, 심지어 특정한 특징들이 도 9 및 도 10에서 개략적으로 도시되는 두 양태가 아닌 하나의 양태에 대해서만 기술되는 때조차도 구현 양태들에 대한 후속 설명은 상기 두 양태들에 적용될 수 있음이 주목되어야 한다. 예를 들어, 도 11이 고려되는 경우, 도 11의 주파수 도메인 특징들이 도 9에서 도시된 양태의 상황에서 기술되는 것이 분명해지지만, 도 11에 관하여 후속해서 기술되는 바와 같은 시간/주파수 변환 및 역 변환이 다운믹서를 가지지 않지만 미리 계산된 주파수 종속 상관 곡선을 이용하는 특정한 분석기를 가지는 도 10에서의 구현에 또한 적용될 수 있음이 분명하다.
특히, 시간/주파수 변환기는 분석 신호가 분석기로 입력되기 전에 분석 선호를 변환하도록 배치될 것이고, 주파수/시간 변환기는 프로세싱된 신호를 시간 도메인으로 역으로 변환하기 위해 신호 프로세서의 출력에 배치될 것이다. 신호 도출기가 있으면, 시간/주파수 변환기는 신호 도출기, 분석기 및 신호 프로세서 모두가 주파수/서브대역 도메인에서 동작하도록 신호 도출기의 입력에 배치될 것이다. 이 상황에서, 주파수 및 서브대역은 기본적으로 주파수 표현의 주파수에서의 일부를 의미한다.
더욱이 도 9의 분석기는 많은 상이한 방식들로 구현될 수 있으나, 이 분석기는 또한 하나의 실시예에서도 10에서 논의된 분석기, 즉 미리 계산된 주파수 종속 상관 곡선을 Wiener 필터링 또는 임의의 다른 분석 방법에 대한 대체로서 이용하는 분석으로서 구현될 수 있음이 분명하다.
도 11에서, 다운믹스 절차는 2-채널 표현을 획득하기 위해 임의의 입력 신호에 적용된다. 시간-주파수 도메인에서의 분석이 수행되고 도 11에 도시된 바와 같이, 입력 신호의 시간 주파수 표현으로 승산되는 가중 마스크(weighting mask)들이 계산된다.
도면에서, T/F는 시간 주파수 변환’ 통상적으로 단기 푸리에 변환(Short-time Fourier Transform; STFT)를 나타낸다. iT/F는 각각의 역 변환을 나타낸다.
[x1(n),...,xN(n)]은 시간 도메인 입력 신호들이고, 여기서 n은 시간 지수이다. [X1(m,i),...,XN(m,i)]은 주파수 분해의 계수들을 나타내고, 여기서 m은 분해 시간 지수이고 i는 분해 주파수 지수이다.
[D1(m,i),D2(m,i)]는 다운믹싱된 신호의 두 채널들이다.
Figure pct00001
W(m,i)는 계산된 가중이다. [Y1(m,i),...,YN(m,i)]는 각각의 채널의 가중된 주파수 분해들이다. Hij(i)는 실수값화 또는 복소수값화될 수 있는 다운믹스 계수들이고 상기 계수들은 시간에 따라 일정하거나 시변성일 수 있다. 그러므로, 다운믹스 계수들은 단지 상수들이거나 HRTF 필터들, 반향 필터들 또는 유사한 필터들과 같은 필터들일 수 있다.
Figure pct00002
도 11에서, 모든 채널들에 동일한 가중을 적용하는 경우가 도시된다.
Figure pct00003
[y1(n),...,yN(n)]은 추출된 신호 성분들을 포함하는 시간-도메인 출력 신호들이다.(입력 신호는 임의의 타깃 재생 확성기 셋업에 대해 생산되는 임의의 수효의 채널들(N)을 가질 수 있다. 다운믹스는 귀-입력-신호들, 청각 필터들의 시뮬레이션 등을 획득하기 위해 HRTF들을 포함할 수 있다. 다운믹스는 또한 시간 도메인에서 수행될 수 있다.).
하나의 실시예에서, 기준 상관 사이의 차이다(본 텍스트 전체에 걸쳐, 용어 상관은 채널간 유사성에 대한 동의어로 이용되고 따라서 통상적으로 용어 코히어런스(coherence)가 이용되는 시간 시프트들의 추정들을 또한 포함할 수 있다.).
용어 유사성은 상관 및 코히어런스를 포함하고, 여기서 엄격한 수학적 의미에서, 상관은 추가 시간 시프트 없는 두 신호들 사이에서 계산되고 코히어런스는 신호들이 최대 상관을 가지고 그 후에 실제 주파수에 대한 상관이 시간/위상 스프트가 적용된 채로 계산되도록 하기 위해 두 신호들을 시간/위상으로 시프트함으로써 계산된다. 본 텍스트에서, 유사성, 상관 및 코히어런트는 동일한 것, 즉 두 신호들 사이의 양적 정도의 유사성을 의미하는 것으로 고려되며, 예를 들어, 유사성의 더 높은 절대 값은 두 신호들이 더 유사하고 더 낮은 유사성의 절대값은 두 신호들이 덜 유사한 것을 나타낸다.
심지어 시간 시프트들이 추정될 경우에도, 그 결과에 따른 값들은 주파수의 함수(Cref(ω))로서 부호를 가질 수 있고(일반적으로, 코히어런트는 양의 값들만을 가지는 것으로 정의 된다) 다운믹싱된 입력 신호의 실제 상관(Csig(ω))이 계산된다. 기준 곡선으로부터의 실제 곡선의 편차에 따라, 각각의 시간-주파수 타일(tile)에 대한 가중 팩터가 계산되어, 이것이 종속 또는 독립 성분들을 포함하는지를 나타낸다. 획득되는 시간-주파수 가중은 독립 성분을 나타내고 별개로 아니면 확산으로서 지각될 수 있는 독립 부분들을 포함하는 다중채널 신호(입력 채널들의 수와 동일한 채널들의 수)를 산출하기 위해 입력 신호의 각각의 채널에 이미 적용될 수 있다.
기준 곡선은 상이한 방식들로 규정될 수 있다. 예들은 다음과 같다:
· 독립 성분들로 구성되는 이상적인 2 또는 3-차원 확산 사운드 필드에 대한 이상적인 이론상의 기준 곡선.
· 소정의 입력 신호에 대한 기준 타깃 확성기 셋업에 의해 달성 가능한 이상적인 곡선(예를 들어, 방위각들(±30°)이 있는 표준 스테레오 셋업, 또는 방위각들(0°, ±30°, ±110°)이 있는 ITU-R BS.775에 따른 표준 5 채널 셋업).
· 실제의 현재 확정기 셋업에 대한 이상적인 곡선(실제 위치들이 측정되거나 이용자 입력을 통해 공지될 수 있다. 기준 곡선은 소정의 확성기들에 대한 독립 신호들의 재생을 가정하여 계산될 수 있다).
· 각각의 입력 채널의 실제 주파수-종속 단기간 전력은 상기 기준의 계산에서 통합될 수 있다.
주파수 종속 기준 곡선(Cref(ω))을 고려하면, 상위 임계(Chi(ω)) 및 하위 임계(Clo(ω))가 규정될 수 있다(도 12를 참조하라). 임계 곡선들은 기준 곡선과 일치할 수 있거나(Cref(ω)=Chi(ω)=Clo(ω)), 검출 가능 임계치들을 가정하여 규정될 수 있거나, 경험적으로(heuristically) 도출될 수 있다.
기준 곡선과 실제 곡선의 편차가 임계값들에 의해 제공되는 경계들 내에 있는 경우, 실제 빈(bin)은 독립 성분들을 나타내는 가중치를 획득한다. 상위 임계 위에 또는 하위 임계 아래에서는, 빈이 종속으로 표시된다. 이 표시는 이진이거나 점진적일 수 있다(즉, 연판정 함수(soft decision function)에 따른). 특히, 상위 및 하위 임계가 기준 곡선과 동일한 경우, 적용되는 가중치는 기준 곡선으로부터의 편차와 직접적으로 관련된다.
도 11을 참조하면, 참조 번호(32)는 단기간 푸리에 변환으로서 또는 QMF 필터뱅크 등과 같이 서브대역 신호들을 생성하는 임의의 유형의 필터뱅크로서 구현될 수 있는 시간/주파수 변환기를 설명한다. 시간/주파수 변환기(32)에 대한 세부적인 구현과는 관계 없이, 시간/주파수 변환기의 출력은 각각의 입력 채널(xi)에 대한, 입력 신호의 각각의 시간 기간 동안의 스펙트럼이다. 그러므로, 시간/주파수 프로세서(32)는 개별 채널 신호의 입력 샘플들의 블록을 항상 취하고 하위 주파수로부터 상위 주파수로 확장되는 스펙트럼 라인들을 가지는 FFT 스펙트럼과 같은 주파수 표현을 계산하도록 구현될 수 있다. 그리고 나서, 다음의 시간 블록들 동안, 단기간 스펙트럼의 시퀀스가 결국 입력 채널 신호 별로 계산될 수 있도록 동일한 절차가 수행된다. 입력 채널의 입력 샘플들의 특정한 블록에 관한 특정 스펙트럼의 특정 주파수 범위는 "시간/주파수 타일"이라고 칭해지고, 바람직하게는, 분석기(16)에서의 분석은 상기 시간/주파수 타일들에 기초하여 수행된다. 그러므로, 분석기는 제 1 다운믹스 채널(D1)의 입력 샘플들의 특정 블록에 대한 제 1 주파수에서의 스펙트럼 값을 하나의 시간/주파수 타일에 대한 입력으로 수신하고, 제 2 다운믹스 채널(D2)의 동일한 주파수 및 동일한 블록(시간에 있어서의)에 대한 값을 수신한다.
그리고 나서, 도 15에 도시된 예에서와 같이, 분석기(16)는 서브 대역 및 시간 블록에 대한 2개의 입력 채널들 사이의 상관 값, 즉 시간/주파수 타일에 대한 상관 값을 결정하도록 구성된다. 그 후에, 분석기(16)는 도 10 또는 도 12에 대하여 설명된 실시예에서, 기준 상관 곡선으로부터 대응하는 서브 대역에 대한 상관 값(82)을 검색한다. 예를 들어, 서브 대역이 도 12에서의 40에서 표시되는 서브 대역이라면, 단계 82는 -1 및 +1 사이의 상관을 표시하는 값(41)을 생성하고 그 후에 값(41)은 검색된 상관 값이다. 그리고 나서, 단계 83에서, 단계 80으로부터 결정된 상관 값 및 단계 82에서 획득되는 검색된 상관 값(41)을 이용한 서브 대역에 대한 결과는 비교 및 후속 판정을 수행함으로써 수행되거나 실제 차를 계산함으로써 행해진다. 이 결과는 전에 논의되는 바와 같이, 다운믹스/분석 신호에서 고려되는 실제 시간/주파수 타일이 독립 성분들을 가지는 것을 나타내는 이진 결과일 수 있다. 이 판정은 실제 결정되는 상관 값(단계 80에서)이 기준 상관 값과 동일하거나 기준 상관 값에 상당히 유사할 때 취해질 것이다.
그러나, 결정되는 상관 값이 기준 상관 값보다 더 큰 절대 상관을 나타낸다고 결정되면, 고려 중인 시간/주파수 타일은 종속 성분들을 포함한다고 결정된다. 그러므로, 다운믹스 또는 분석 신호의 시간/주파수 타일의 상관이 기준 곡선보다 더 큰 절대 상관 값을 표시한면, 이 시간/주파수 타일에서의 성분들이 서로에 대해 종속되어 있다고 나타낼 수 있다. 그러나, 상관이 기준 곡선에 매우 밀접한 것으로 나타나면, 성분들이 독립이라고 할 수 있다. 종속 성분들은 1과 같은 제 1 가중 값을 수신할 수 있고 종속 성분들은 0과 같이 제 2 가중 값을 수신할 수 있다. 바람직하게는, 도 12에서 도시된 바와 같이, 기준 라인으로부터 이격되어 있는 고 및 저 임계값들은 기준 곡선을 단독으로 이용하기 보다는 더 적합한 더 양호한 결과를 제공하기 위해 이용된다.
더욱이, 도 12에 관하여, 상관은 -1 및 +1 사이에서 변할 수 있음이 주목되어야 한다. 음의 부호를 가지는 상관은 추가적으로 신호들 사이에서의 180°의 위상 시프트를 나타낸다. 그러므로, 0 에서 1 사이에서만 확장하는 다른 상관들이 또한 적용될 수 있고, 여기서 상기 상관의 음의 부분은 단지 양이 되게 한다.
상기 결과를 계산하는 대안의 방법은 블록 80에서 결정되는 상관 값 및 블록 82에서 획득되는 상관 값 사이의 거리를 실제로 계산하고 나서 상기 거리에 기초하여 0 및 1 사이의 메트릭을 가중 팩터로서 결정하는 것이다. 도 15에서의 제 1 대안 (1)이 단지 0 또는 1의 값들만을 산출하는데 반해, 가능성 (2)는 0 및 1 사이의 값들을 산출하므로 일부 구현들에서 바람직하다.
도 11에서의 신호 프로세서(20)는 승산기들로서 도시되고 분석 결과들은 당지 도 15에서 84로 도시되는 바와 같이 분석기로부터 신호 프로세서로 전송되고 나서 입력 신호(10)의 대응하는 신호/주파수 타일에 적용되는 결정된 가중 팩터이다. 예를 들어 실제로 고려되는 스펙트럼이 스펙트럼의 시퀀스에서 20번째 스펙트럼이라면 그리고 실제 고려되는 주파수 빈이 이 20번째 스펙트럼의 5번째 주파수 빈이라면, 시간/주파수 타일은 (20, 5)로 표시될 수 있고, 여기서 첫번째 수는 시간에 있어서의 블록들의 수를 나타내고 두번째 수는 이 스펙트럼에서의 주파수 빈을 나타낸다. 그리고 나서, 시간/주파수 타일(20, 5)에 대한 이 분석 결과는 도 11에서의 입력 신호의 각각의 채널의 대응하는 시간/주파수 타일(20, 5)에 적용되거나, 도 9에 도시된 바와 같이 신호 도출기가 구현되면, 도출되는 신호의 각각의 채널의 대응하는 시간/주파수 타일에 적용된다.
후속해서, 기준 곡선의 계산이 더 상세하게 논의된다. 그러나, 본 발명의 경우, 기준 곡선이 어떻게 도출되었는지는 근본적으로 중요하지 않다. 예를 들어 이는 임의의 곡선이거나 또는, 다운믹스 신호(D)에서의 또는 도 10의 상황에서는 분석 신호에서의 입력 신호들(Xj)의 이상 또는 희망 관계를 나타내는 검색표에서의 값들일 수 있다. 다음의 유도는 예시적이다.
사운드 필드의 물리적 확산은 Cook 등에 의해 도입되어(1955년 11월에 Journal Of The Acoustical Society Of America에서의 Richard K. Cook, R. V. Waterhouse, R. D. Berendt, Seymour Edelman, 및 Jr. M.C. Thompson에 의한 "Measurement of correlation coefficients in reverberant sound fields," vol. 27, no. 6, pp. 1072-1077) 다음의 식 (4)에 설명되는 바와 같이, 2개의 공간적으로 분리된 지점들에서 정상 상태 사운드 압력의 평면파들에 대한 상관 계수(r)를 이용하는 방법에의해 구해질 수 있다
Figure pct00004
여기서 p1(n) 및 p2(n)은 두 지점들에서의 사운드 압력 측정치들이고, n은 시간 지수이고, <·>은 시간 평균화를 나타낸다. 정상 상태 사운드 필드에서, 다음의 관계식들이 도출될 수 있다:
Figure pct00005
여기서 d는 두 측정 지점들 사이의 거리이고
Figure pct00006
는 파수(wavenumber)이고, λ는 파장이다.(물리적 기준 곡선 r(k, d)는 이미 부가적인 프로세싱을 위해 Cref로서 이용될 수 있다)
사운드 필드의 지각 확산들에 대한 측정기준은 사운드 필드에서 측정된 양 귀간 교차 상관 계수(interaural cross correlation coefficient)(ρ)이다. ρ를 측정한다는 것은 압력 센서들(각각의 귀들) 사이의 거리가 고정되어 있는 것을 의미한다. 이 제한을 포함하면, r는 각 주파수 ω=kc에 의한 주파수의 함수가 되고, 여기서 c는 공기 중에서의 사운드의 속도이다. 더욱이, 압력 신호들은 청취자의 귓바퀴, 머리 및 몸체에 의해 발생되는 반사, 회절 및 휨 효과(bending effect)로 인해 이전에 고려된 자유 필드 신호들과는 상이하다. 공간 청취의 경우에 현저한 상기 효과들은 머리-관련 전달 함수(head-related trasfer function; HRTF)들에 의해 기술된다. 상기 영향들을 고려하면, 귀 입구들에서의 결과적인 압력 신호들은 pL(n,ω) 및 pR(n,ω)이다. 계산을 위해, 측정된 HRTF 데이터가 이용될 수 있거나 분석 모델(예를 들어, 1998년 11월 Journal Of The Acoustical Society Of America에서의 Richard O. Duda 및 William L. Martens의 "Range dependence of the response of a spherical head model,", vol. 104, no. 5, pp. 3048-3058)을 이용함으로써 근사값들이 획득될 수 있다.
사람의 청각 체계는 주파수를 제한적으로 선택하는 주파수 분석기로서 작동하므로, 더욱이 이 주파수 선택이 통합될 수 있다. 이 청각 필터들은 중복하는 대역통과 필터들과 같이 행동하는 것으로 가정된다. 다음의 예시 설명에서, 직각 필터들에 의해 이 중복하는 대역통과들을 근사화하는데 임계 대역(critical band) 방법이 이용된다. 등가의 직각 대역폭(equivalent rectangular bandwidth; ERB)는 중심 주파수의 함수로서 계산될 수 있다(1990년에 Hearing Research, vol. 47에서의 Brian R. Glasberg 및 Brian C. J. Moore의 "Derivation of auditory filter shapes from notched-noise data," pp. 103-138). 바이너럴 프로세싱(binaural processing)이 청각 필터링을 따른다고 가정하면, ρ는 별개의 주파수 채널들에 대해 계산되어야만 하므로, 다음의 주파수 종속 압력 신호를 산출한다
Figure pct00007
여기서 적분 제한들은 실제 중심 주파수(ω)에 따른 임계 대역의 범위들에 의해 제공된다. 팩터들 1/b(w)는 식들 (7) 및 (8)에서 이용될 수 있거나 이용될 수 없다.
사운드 압력 측정들 중 하나가 주파수 독립 시간 차에 의해 전진하거나 지연되는 경우, 신호들의 코이어런스가 구해질 수 있다. 인간의 청각 체계는 그와 같은 시간 정렬 특성을 이용할 수 있다. 통상적으로, 양 귀간 코히어런스트는 ±1ms 내에서 계산된다. 이용 가능한 프로세싱 정력에 따라, 계산들은 단지 랙이 없는 값(저 복잡도의 경우)만을 또는 시간 전진 또는 지연이 있는 코히어런스(고 복잡도가 가능한 경우)를 이용하여 구현될 수 있다. 본 문서 전체에 걸쳐, 양 경우들 사이의 구별은 행해지지 않는다.
모든 방향들로 전파되는 동일하게 강하고, 비상관되는 평면파들(즉, 무작위 위상 관계들 및 일정하게 분포되는 전파 방향들로 중첩하는 무한 수의 전파 평면파들)로 구성되는 파동 필드로서 이상화될 수 있는 이상적인 확산 사운드 필드를 고려하여 이상적 행동이 달성된다. 확성기에 의해 방사되는 신호는 충분히 멀리 떨어져 있는 청취자에 대해 평면파로서 간주될 수 있다. 이 평면파 가정은 확성기들에 걸친 스트레오 재생에서는 공통적이다. 그러므로, 확성기들에 의해 재생되는 합성 사운드 필드는 제한된 수효의 방향들로부터 기여하는 평면파들로 구성된다.
N개의 채널들이 있는 입력 신호를 고려하면, 확성기 위치들[l1,l2,l3,...,lN]에 의한 셋업을 통해 재생이 발생된다.(수평 재생 셋업인 경우에, li는 방위 각을 나타낸다. 일반적인 경우에, li=(방위각, 고도)는 청취자의 머리에 대한 확성기의 위치를 나타낸다. 청취하는 룸에서 존재하는 셋업이 기준 셋업과 상이한 경우, li는 대안으로 실제 재생 셋업의 확성기 위치를 나타낼 수 있다). 이 정보에 있어서, 확산 필드 시뮬레이션에 대한 양 귀간의 코히어런스 기준 곡선(ρref)은 독립 신호들이 각각의 확성기에 공급된다는 가정 하에 이 셋업에 대해 계산될 수 있다. 각각의 시간-주파수 타일 내의 각각의 입력 채널에 의해 제공되는 신호 전력은 기준 곡선의 계산에 포함될 수 있다. 예시 구현예서, ρref는 cref로서 이용된다.
주파수 종속 기준 곡선들 또는 상관 곡선들에 대한 예들로서의 여러 기준 곡선들이 음원들의 도면들에 도시된 바와 같이 상이한 위치들에서의 상이한 음원들 및 상이한 헤드 오리엔테이션(head orientation)들에 대하여 도 16a 내지 도 16e에 도시된다(IC = 양 귀간 코히어런스(interaural coherence)).
후속해서 도 15의 상황에서 논의된 바와 같이 기준 곡선들에 기초하는 분석 결과들의 계산이 더 상세하게 논의된다.
목적은 독립 신호들이 모든 확성기들로부터 재생된다는 가정 하에 다운믹스 채널들의 상관이 계산되는 기준 상관과 동일한 경우, 1과 동일한 가중치를 도출하는 것이다. 다운믹스의 상관이 +1 또는 -1과 동일한 경우, 도출되는 가중치는 어떠한 독립 성분도 존재하지 않음을 도출하는 0이여만 한다. 상기 극단의 경우들 사이에, 가중치는 독립(W=1) 또는 완전 종속(W=0)과 같은 표시 사이의 합리적인 과도를 나타내어야만 한다.
기준 상관 곡선 Cref(ω) 및 상기 상관/실제 재생 셋업을 통해 재생되는 실제 입력 신호의 코히어런스(Csig(ω))(Csig는 다운믹스의 상관 대 코히어런스이다)의 추정을 고려하면, Cref(ω)로부터의 Csig(ω)의 편차가 계산될 수 있다. 이 편차(가능하다면 상위 및 하위 임계를 포함한다)는 독립 성분들을 분리하기 위해 모든 입력 채널들에 적용되는 가중치(W(m,i))를 획득하기 위해 범위 [0;1]로 매핑된다.
다음의 예는 임계들이 기준 곡선과 일치할 때 가능한 매핑을 설명한다:
실제 곡선(csig)과 기준 곡선(Cref)의 편차(△로 표기)의 크기는 다음과 같이 제공된다
Figure pct00008
상관/코히어런스가 [-1;+1] 사이에 경계지워진다고 가정하면, 각각의 주파수에 대해 +1 또는 -1쪽으로의 최대로 가능한 편차는 다음과 같이 제공된다
Figure pct00009
그러므로 각각의 주파수에 대한 가중치는
Figure pct00010
로부터 획득된다.
주파수 분해의 제한된 주파수 분해능(frequency resolution) 및 시간 종속을 고려하면, 가중 값들은 다음과 같이 도출된다(여기서, 시간에 따라 변할 수 있는 기준 곡선의 일반적인 경우가 제공된다). 시간-독립 기준 곡선(즉, Cref(i)가 또한 가능하다):
Figure pct00011
그와 같은 프로세싱은 계산상의 복잡성으로 인해 그리고 더 짧은 임펄스 응답들을 가지는 필터들을 획득하기 위해 주파수 분해 시에 인지적으로 동기화된(perceptually motivated) 서브대역들로 그룹화되는 주파수 계수들로 수행될 수 있다. 더욱이, 평활 필터들이 적용될 수 있고 압축 기능들(즉, 원하는 방식으로 가중치를 왜곡하고, 추가로 최대 및/또는 최소 가중 값들을 도입하는)이 적용될 수 있다.
도 13은 부가적인 구현을 도시하고, 여기서 도시된 바와 같이 HRTF 및 청각 필터들을 이용하여 다운믹서가 구현된다. 더욱이, 도 13은 분석기(16)에 의해 출력되는 분석 결과들이 각각의 시간/주파수 빈에 대한 가중 팩터들임을 추가로 도시하고 신호 프로세서(20)는 독립 성분들을 추출하기 위한 추출기로서 도시된다. 게다가, 프로세스(20)의 출력은 다시 N개의 채널들이지만, 각각의 채널은 현재 단지 독립 성분들만을 포함하고 어떠한 종속 성분들도 더 포함하지 않는다. 이 구현에서, 분석기는 도 15의 제 1 구현에서 독립 성분이 1의 가중 값을 수용하고 종속 성분이 0의 가중 값을 수용하도록 가중치들을 계산할 것이다. 그리고 나서, 종속 성분들을 가지는 프로세서(20)에 의해 프로세싱된 원래의 N개의 채널들은 0으로 세팅될 것이다.
도 15에서 0과 1 사이의 가중 값들이 존재하는 다은 대안에서, 분석기는 기준 곡선까지의 거리가 가까운 시간/주파수 타일이 큰 값을 수용하고(1에 더 근접하다) 기준 곡선까지의 거리가 먼 시간/주파수 타일이 작은 가중 팩터를 수용하도록(0에 더 근접하다) 가중치를 계산할 것이다. 도시된 후속 가중치에서, 예를 들어 도 11에서, 20에서, 독립 성분들은 이후에 증폭될 것이고 반면에 종속 성분들은 감쇠될 것이다.
그러나, 신호 프로세서(20)가 독립 성분들을 추출하지 않지만 종속 성분들을 추출하도록 구성되면, 가중치들은 도 11에서 도시된 승산기들(20)에서 가중이 수행될 때 독립 성분들이 감쇠되고 종속 성분들이 증폭되도록 반대로 할당될 것이다. 그러므로, 실제로 추출된 신호 성분들의 결정이 가중 값들의 실제 할당에 의해 결정되기 때문에 각각의 프로세서는 신호 성분들을 추출하기 위해 적용될 수 있다.
도 14는 일반적인 개념의 변이형을 도시한다. N-채널 입력 신호가 분석 신호 생성기(analysis signal generator; ASG)로 공급된다. M-채널 분석 신호의 생성은 예를 들어 채널들/확성기들로부터 귀들로의 전파 모델 및 본 문서 전체에 걸쳐 다운믹서로서 표기되는 다른 방법들을 포함할 수 있다. 별개의 성분들의 표시는 분석 신호에 기초한다.상이한 성분들을 표시하는 마스크들이 입력 신호들에 적용된다(A 추출/D 추출(20a, 20b)). 가중된 입력 신호들은 특정 특징을 가지는 출력 신호를 산출하기 위해 더 프로세싱될 수 있고(A 포스트/D 포스트(70a, 70b)), 본 예에서 지시자들 "A" 및 "D"는 추출될 성분들이 "주변(Ambience)" 및 "직접 사운드(Direct Sound)"일 수 있음을 나타내도록 선택되었다.
일부 양태들이 장치의 상황에서 기술되었을지라도, 이 양태들은 또한 대응하는 방법의 설명을 나타내는 것이 명확하고, 여기서 블록 또는 디바이스는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 대응한다. 유사하게, 방법 단계의 맥락으로 기술된 양태들은 또한 대응하는 장치의 아이템 또는 특징 또는 대응하는 블록의 설명을 표현한다.
본 발명의 분해 신호는 디지털 저장 매체에 저장될 수 있거나 무선 송신 매체 또는 인터넷과 같은 유선 송신 매체와 같은 송신 매체 상에서 송신될 수 있다.
특정 구현 요건들에 따라, 본 발명의 실시예들은 하드웨어에서 또는 소프트웨어에서 구현될 수 있다. 상기 구현은 내부에 저장된 전기 판독 가능 제어 신호들을 가지는 디지털 저장 매체, 예를 들어 플로피 디스크, DVD, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, 또는 플래시 메모리를 이용하여 수행될 수 있고, 이 신호들은 각각의 방법이 수행되도록 프로그래머블 컴퓨터 시스템과 공동 작업한다(또는 공동 작업할 수 있다).
본 발명에 따른 일부 실시예들은 전기 판독 가능 제어 신호들을 지니는 비일시적 데이터 캐리어(data carrier)를 포함하고, 이 신호들은 프로그래머블 컴퓨터 시스템과 공동 작업하여 본원에 기술되는 방법들 중 하나가 실행되도록 할 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 실시예들은 프로그램 코드가 있는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현되고, 프로그램 코드는 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 상에서 가동될 때 상기 방법들 중 하나를 수행하도록 작동된다. 프로그램 코드는 예를 들어 기계 판독 가능 캐리어 상에 저장될 수 있다.
다른 실시예들은 본원에서 기술되는 방법들 중 하나를 수행하기 위해 기계 판독 가능 캐리어 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 포함한다.
즉, 본 발명의 하나의 실시예는 따라서 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 상에서 가동될 때 본원에 기술되는 방법들 중 하나를 수행하는 프로그램 코드를 지니는 컴퓨터 프로그램이다.
본 발명의 방법들의 부가적인 실시예는 그러므로 본원에 기술되는 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 내부에 기록된 상태로 포함하는 데이터 캐리어(또는 디지털 저장 매체 또는 컴퓨터 판독 가능 매체)이다.
본 발명의 방법의 부가적인 실시예는 따라서 본원에서 기술되는 방법들 중 하나를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 표현하는 데이터 스트림 또는 신호들의 시퀀스이다. 데이터 스트림 또는 신호들의 시퀀스는 예를 들어 데이터 통신 접속을 통해, 예를 들어 인터넷을 통해 전송되도록 구성될 수 있다.
부가적인 실시예는 본원에서 기술되는 방법들 중 하나를 수행하도록 구성되거나 적응되는 프로세싱 수단, 예를 들어 컴퓨터 또는 프로그래머블 로직 디바이스를 포함한다.
부가적인 실시예는 본원에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위해 내부에 컴퓨터 프로그램을 설치한 컴퓨터를 포함한다.
일부 실시예들에서, 본원에 기술되는 방법들의 기능들 중 일부 또는 모두를 실행하는데 프로그래머블 로직 디바이스(예를 들어 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 본원에 기술되는 방법들 중 하나를 수행하기 위해 마이크로프로세서와 협력할 수 있다. 일반적으로, 상기 방법들은 바람직하게도 임의의 하드웨어 장치에 의해 수행된다.
상술한 실시예들은 단지 본 발명의 원리들에 대한 설명이다. 본원에서 기술되는 배열들 및 세부사항들의 수정들 및 변형들은 당업자들에게 명확할 것임이 이해된다. 그러므로 계류 중인 이후의 특허 청구항들의 범위에 의해 제한되고 본원에서의 실시예들이 대한 기술 및 설명에 의해 제공되는 특정한 세부사항들에 의해서 제한되지 않는 것이 의도이다.

Claims (19)

  1. 적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치로서,
    상기 적어도 2개의 입력 채널들의 각각의 채널이 주변 신호 그룹의 주변 신호 및 직접 신호 그룹의 직접 신호로 분해되도록 상기 입력 신호의 적어도 2개의 입력 채널들을 분해하도록 구성되는 주변/직접 분해기(110; 210; 310; 410; 610)와,
    상기 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 상기 주변 신호 그룹의 신호로부터 도출되는 신호를 변경하여 변경된 주변 신호를 제 1 확성기에 대한 제 1 출력 채널로서 획득하도록 구성되는 주변 변경 유닛(120; 220; 320; 420)과,
    상기 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호와 상기 직접 신호 그룹의 직접 신호 또는 상기 직접 신호 그룹의 직접 신호로부터 도출되는 신호를 제 2 확성기에 대한 제 2 출력 채널로서 결합하도록 구성되는 결합 유닛(130; 230; 330; 430)을 포함하는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주변 변경 유닛(120; 220; 320; 420)은 제 1 도출 신호를 변경하도록 구성되고, 상기 제 1 도출 신호는 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호를 필터링하거나, 이득 변경하거나 또는 비상관시킴으로써 도출되고,
    상기 결합 유닛(130; 230; 330; 430)은 제 2 도출 신호를 변경하도록 구성되고, 상기 제 2 도출 신호는 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호를 필터링하거나, 이득 변경하거나 또는 비상관시킴으로써 도출되고,
    상기 결합 유닛(130; 230; 330; 430)은 제 3 도출 신호를 변경하도록 구성되고, 상기 제 3 도출 신호는 상기 직접 신호 그룹의 직접 신호를 필터링하거나, 이득 변경하거나 또는 비상관시킴으로써 도출되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주변 변경 유닛(120; 220; 320; 420)은 상기 주변 신호 그룹의 제 1 주변 신호(352)와 상기 주변 신호 그룹의 제 2 주변 신호(354)를 결합하여 변경된 주변 신호(372)를 획득하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  4. 제 1 항 내제 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호를 이득 변경하여 제 1 이득 변경된 주변 신호를 획득하도록 구성되는 제 1 주변 이득 변경기(490)를 더 포함하고,
    상기 결합 유닛(130; 230; 330; 430)은 상기 제 1 이득 변경된 주변 신호와 상기 직접 신호 그룹의 직접 신호 또는 상기 직접 신호 그룹의 직접 신호로부터 도출되는 신호를 상기 제 2 출력 채널로서 결합하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이득 변경기(490)는 제 1 시점에서 상기 주변 신호가 제 1 이득 변경 팩터로 이득 변경되고 반면에 다른 제 2 시점에서 상기 주변 신호가 상이한 제 2 이득 변경 팩터로 이득 변경되도록 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호를 이득 변경하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주변 변경 유닛(120; 220; 320; 420)은 상기 주변 신호 그룹의 제 1 주변 신호 또는 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호를 비상관시켜 상기 변경된 신호를 상기 제 1 출력 채널로서 획득하도록 하는 비상관기(522)를 포함하는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변경 유닛(120; 220; 320; 420)은 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호를 이득 변경하여 상기 변경된 신호를 상기 제 1 출력 채널로서 획득하도록 구성되는 제 2 주변 이득 변경기(524)를 포함하는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주변 변경 유닛(120; 220; 320; 420)은 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호를 필터링하여 상기 변경된 신호를 상기 제 1 출력 채널로서 획득하도록 하는 필터 유닛(526)을 포함하는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 필터 유닛(526)은 저역 통과 필터를 이용하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 유닛(130; 230; 330; 430)은 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 상기 주변 신호 구룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호와 상기 직접 신호 그룹의 직접 신호 또는 상기 직접 신호 그룹의 직접 신호로부터 도출되는 신호의 선형 결합을 형성하여 상기 결합 신호를 생성하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주변/직접 분해기(110; 210; 310; 410; 610)는 상기 입력 신호의 적어도 3개의 입력 채널들을 분해하도록 구성되고,
    상기 주변/직접 분해기(110; 210; 310; 410; 610)는 다운믹서(12), 분석기(16) 및 신호 프로세서(20)를 포함하고,
    상기 다운믹서(12)는 상기 입력 신호를 다운믹싱하여 다운믹스 신호를 획득하도록 구성되고, 상기 다운믹서(12)는 상기 다운믹싱된 신호의 다운믹스 채널들의 수가 적어도 2개 그리고 입력 채널들의 수보다 더 적게 다운믹싱하도록 구성되고,
    상기 분석기(16)는 상기 다운믹싱된 신호를 분석하여 분석 결과를 도출하도록 구성되고,
    상기 신호 프로세서(20)는 상기 분석 결과를 이용하여 상기 입력 신호 또는 상기 입력 신호로부터 도출되는 신호, 또는 상기 입력 신호가 도출되는 신호를 프로세싱하도록 구성되고, 상기 신호 프로세서(20)는 상기 분석 결과를 상기 입력 신호의 입력 채널들 또는 상기 입력 신호로부터 도출되는 신호의 채널들에 적용하여 분해된 신호를 획득하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 장치는 입력 채널들을 채널 주파수 표현들 - 각 입력 채널 주파수 표현은 복수의 서브대역들을 가짐 - 의 시간 시퀀스들로 변환하는 시간/주파수 변환기(32)를 더 포함하거나, 상기 다운믹서(12)가 상기 다운믹싱된 신호를 변환하는 시간/주파수 변환기(32)를 포함하고,
    상기 분석기(16)는 개별 서브대역들에 대한 분석 결과를 생성하도록 구성되고,
    상기 신호 프로세서(20)는 상기 입력 신호 또는 상기 입력 신호로부터 도출되는 신호의 대응하는 서브대역들에 상기 개별 분석 결과들을 적용하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 분석기(16)는 가중 팩터들(W(m,i))을 상기 분석 결과로서 산출하도록 구성되고,
    상기 신호 프로세서(20)는 상기 가중 팩터들로 가중함으로써 상기 가중 팩터들을 상기 입력 신호 또는 상기 입력 신호로부터 도출되는 신호에 적용하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분석기(16)는 이전에 공지된 기준 신호들에 의해 생성 가능한 2개의 신호들 사이의 유사성을 표시하는 미리 저장된 주파수 종속 기준 곡선을 이용하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  15. 적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 방법으로서,
    상기 적어도 2개의 입력 채널들의 각각의 채널이 주변 그룹의 주변 신호로 그리고 직접 신호 그룹의 직접 신호로 분해되도록 상기 입력 신호의 적어도 2개의 입력 채널들을 분해하는 단계와,
    상기 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호를 변경하여 변경된 신호를 제 1 출력 채널로서 획득하도록 하는 단계와,
    상기 주변 신호 그룹의 주변 신호 또는 상기 주변 신호 그룹의 주변 신호로부터 도출되는 신호와 상기 직접 신호 그룹의 직접 신호 또는 상기 직접 신호 그룹의 직접 신호로부터 도출되는 신호를 제 2 출력 채널로서 결합하는 단계를 포함하는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 2개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 방법.
  16. 적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 4개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치로서,
    상기 적어도 2개의 입력 채널들로부터 주변 신호 부분들을 가지는 적어도 2개의 주변 신호들을 추출하도록 구성되는 주변 추출기(710)와,
    상기 적어도 2개의 주변 신호들을 변경하여 적어도 제 1 변경된 주변 신호 및 제 2 변경된 주변 신호를 획득하도록 구성되는 주변 변경 유닛(120; 220; 320; 420)과,
    적어도 4개의 스피커들 - 상기 적어도 4개의 스피터들 중 2개의 스피커들은 청취자에 대한 청취 환경 내에서 제 1 높이들로 배치되고, 상기 적어도 4개의 스피커들 중 2개의 다른 스피커는 청취자에 대한 청취 환경 내에서 제 2 높이들로 배치되고, 상기 제 2 높이들은 상기 제 1 높이들과 상이함 - 과,
    상기 주변 변경 유닛은 상기 제 1 변경된 주변 신호를 제 3 출력 채널로서 상기 2개의 다른 스피커들 중 제 1 스피커로 공급하도록 구성되고, 상기 주변 변경 유닛은 상기 제 2 변경된 주변 신호를 제 4 출력 채널로서 상기 2개의 다른 스피커들 중 제 2 스피커로 공급하도록 구성되고, 상기 출력 신호를 생성하는 장치는 직접 신호 부분들 및 주변 신호 부분들을 가지는 제 1 입력 채널을 제 1 출력 채널로서 제 1 수평 배열 스피커로 공급하도록 구성되고, 상기 주변 추출기는 직접 신호 부분들 및 주변 신호 부분들을 가지는 제 2 입력 채널을 제 2 출력 채널로서 제 2 수평 배열 스피커로 공급하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 4개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 주변 변경 유닛은 직접 신호 부분을 상기 2개의 다른 스피커들로 공급하지 않거나, 상기 주변 신호 부분들 이외에, 상기 2개의 스피커들로 공급되는 직접 신호 성분에 대하여 감쇠된 직접 신호 부분들만을 상기 2개의 다른 스피커들로 공급하도록 구성되는
    적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 적어도 4개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 생성하는 장치.
  18. 적어도 4개의 스피커들에 대해 적어도 4개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 생성하는 방법 - 상기 적어도 4개의 스피커들 중 2개의 스피커들은 청취자에 대한 청취 환경 내에서 제 1 높이들로 배치되고, 상기 적어도 4개의 스피커들 중 2개의 다른 스피커들은 상기 청취자에 대한 청취 환경 내에서 제 2 높이들로 배치되고, 상기 제 2 높이들은 상기 2개의 제 1 높이들보다 더 높음 - 으로서,
    상기 적어도 2개의 입력 채널들로부터 주변 신호 부분들을 가지는 적어도 2개의 주변 신호들을 추출하는 단계와,
    상기 적어도 2개의 주변 신호들을 변경하여, 적어도 4개의 스피커들에 대해 적어도 제 1 변경된 주변 신호 및 제 2 변경된 주변 신호를 획득하도록 하는 단계와,
    상기 제 1 변경된 주변 신호를 제 3 출력 채널로서 상기 2개의 다른 스피커들 중 제 1 스피커로 공급하는 단계와,
    상기 제 2 변경된 주변 신호를 제 4 출력 채널로서 상기 2개의 다른 스피커들 중 제 2 스피커로 공급하는 단계와,
    직접 신호 부분들 및 주변 신호 부분들을 가지는 제 1 입력 채널을 제 1 출력 채널로서 제 1 수평 배열 스피커로 공급하는 단계와,
    직접 신호 부분들 및 주변 신호 부분들을 가지는 제 2 입력 채널을 제 2 출력 채널로서 제 2 수평 배열 스피커로 공급하는 단계를 포함하는
    적어도 4개의 스피커들에 대해 적어도 4개의 출력 채널들을 가지는 출력 신호를 적어도 2개의 입력 채널들을 가지는 입력 신호로부터 생성하는 방법.
  19. 제 15 항 또는 제 18 항의 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행되는
    컴퓨터 프로그램.
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