KR20170002180A - 3차원 사운드의 소스를 분리하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

3차원 사운드 소스 분리 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 3차원 사운드 소스 분리 시스템은 사운드에 상응하는 신호를 수신하고, 상기 사운드를 분리하여 사운드 소스들을 생성하고, 상기 사운드 소스를 라우드 스피커 또는 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커 중 어느 하나 이상에 할당하는 제어 장치; 상기 라우드 스피커에 할당된 사운드 소스를 수신하고, 상기 사운드 소스에 기반하여 사운드를 출력하는 라우드 스피커; 및 상기 3차원 사운드 출력 의자에 할당된 사운드 소스를 수신하고, 상기 사운드 소스에 기반하여 사운드를 출력하는 3차원 사운드 출력 의자를 포함한다.

Description

3차원 사운드의 소스를 분리하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SEPARATING SOURCE OF 3D SOUND}
본 발명은 3차원 사운드의 소스를 분리하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 3차원 사운드를 출력하는 의자와 라우드 스피커 간의 사운드 소스를 할당하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 영화관에서 영화를 상영할 때, 좀 더 실감나는 영화 상영을 위하여 3차원 영상을 상영하고 있다. 좀 더 실감나는 영화 상영을 위해서는 사운드 역시 3차원 사운드를 출력해야 한다. 3차원 사운드란 단순히 스피커에서 사운드를 출력하는 것을 넘어서서 사운드의 세기, 방향 등을 영상과 상응하게 설정하여 사용자가 실제 영상에 위치하는 느낌을 받도록 한다. 이러한 3차원 사운드를 실현하기 위해서는 영화관에 착석한 사용자의 머리의 외부에 음상이 맺히도록 하는 음상 외재화(Externalization) 기술이 필요하다.
음상 외재화 기술은 '머리주변의 각각의 위치에서 들리는 소리에 대한 임펄스(Impulse) 응답을 구한 HRTF(Head Related Transfer Function, 머리전달함수)'를 구하고, 사운드 신호와 HRTF의 컨볼루션 수행을 통해서 구현될 수 있다.
이 때, 음상 외재화 기술을 실질적으로 구현하기 위해서는 사용자들 모두의 머리의 외부에 음상이 맺히도록 해야 하지만, 기존의 극장에 존재하는 라우드 스피커만을 이용하면, 모든 사용자의 머리의 외부에 음상이 맺히도록 하기 실질적으로 불가능하다는 문제가 있다. 기존의 라우드 스피커는 기존의 극장의 중앙을 기준으로하여 음상 외재화를 구현하고 있어, 중앙이 아닌 다른 곳에 앉은 사용자에게는 음상 외재화를 구현하기 매우 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 좀 더 생동감 있는 사운드를 제공하기 위한 음상 외재화 기술을 실현하기 위해서는 극장에 착석한 모든 사용자에게 음상 외재화 기술을 구현할 수 있는 다른 기술이 필요하다.
본 발명의 목적은 사운드를 분리하여 생성된 사운드 소스들을 라우드 스피커 및 3차원 사운드 출력 의자에 할당하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 뛰어난 음상 형성이 이루어지도록 사운드 소스들을 라우드 스피커 및 3차원 사운드 출력 의자에 할당하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 기존의 라우드 스피커에서 출력하는 사운드 및 3차원 사운드 생성 의자에서 출력하는 사운드를 이용하여 음상 외재화를 구현하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 사운드 소스 분리 시스템은 사운드에 상응하는 신호를 수신하고, 상기 사운드를 분리하여 사운드 소스들을 생성하고, 상기 사운드 소스를 라우드 스피커 또는 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커 중 어느 하나 이상에 할당하는 제어 장치; 상기 라우드 스피커에 할당된 사운드 소스를 수신하고, 상기 사운드 소스에 기반하여 사운드를 출력하는 라우드 스피커; 및 상기 3차원 사운드 출력 의자에 할당된 사운드 소스를 수신하고, 상기 사운드 소스에 기반하여 사운드를 출력하는 3차원 사운드 출력 의자를 포함한다.
이 때, 상기 제어 장치는 상기 사운드 소스의 정보에 기반하여 상기 사운드 소스를 할당할 수 있다.
이 때, 상기 사운드 소스의 정보는 상기 사운드 소스가 오브젝트 데이터 또는 베드 데이터 중 어느 하나를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어 장치는 상기 사운드 소스의 크기의 평균과 기 설정된 임계치를 비교하고, 비교 결과에 기반하여 상기 사운드 소스가 상기 오브젝트 데이터 또는 상기 베드 데이터 중 어느 하나에 속하는 것인지를 판단할 수 있다.
이 때, 상기 제어 장치는 상기 사운드 소스의 크기의 평균이 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 사운드 소스가 상기 오브젝트 데이터에 속함을 판단할 수 있다.
이 때, 상기 제어 장치는 상기 사운드 소스의 크기의 평균이 상기 임계치보다 낮은 경우, 상기 사운드 소스가 상기 베드 데이터에 속함을 판단할 수 있다.
이 때, 상기 제어 장치는 상기 사운드 소스가 오브젝트 데이터인 경우, 상기 사운드 소스를 상기 3차원 사운드 출력 의자에 할당할 수 있다.
이 때, 상기 제어 장치는 상기 사운드 소스가 베드 데이터인 경우, 상기 사운드 소스를 상기 라우드 스피커에 할당할 수 있다.
이 때, 상기 제어 장치는 상기 임계치를 제어하는 임계치 제어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 3차원 사운드 출력 의자는 상기 3차원 사운드 출력 의자에 할당된 사운드 소스에 기반하여 사운드를 생성하는 사운드 발생부; 상기 사운드들 각각을 기설정된 개수의 에어 파이프들 중 어느 하나를 통해 전송하는 전송부; 및 상기 에어파이프를 통해 전송된 사운드들을 좌/우 2개의 출력 채널을 통해 사용자의 머리 외부에 음상을 형성하는 음상 형성부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 에어파이프들은 상기 사운드 발생부에 상응하는 상기 3차원 사운드 출력 의자의 일부분으로부터, 상기 음상 형성부에 상응하는 상기 3차원 사운드 출력 의자의 일부분까지 연결할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 사운드 소스 분리 방법은 사운드에 상응하는 신호를 수신하는 단계; 상기 사운드를 분리하여 사운드 소스들을 생성하는 단계; 및 상기 사운드 소스들을 라우드 스피커 또는 3차원 사운드 출력 의자에 할당하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 사운드 소스를 할당하는 단계는 상기 사운드 소스의 정보에 기반하여 상기 사운드 소스를 할당할 수 있다.
이 때, 상기 사운드 소스의 정보는 상기 사운드 소스가 오브젝트 데이터 또는 베드 데이터 중 어느 하나를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 사운드 소스를 할당하는 단계는 상기 사운드 소스의 크기의 평균과 기 설정된 임계치를 비교하는 단계; 비교 결과에 기반하여 상기 사운드 소스가 상기 오브젝트 데이터 또는 상기 베드 데이터 중 어느 하나에 속하는지 판단하는 단계; 및 판단 결과에 기반하여 상기 사운드 소스를 상기 라우드 스피커 또는 상기 3차원 사운드 출력 의자 중 어느 하나 이상에 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 사운드 소스를 판단하는 단계는 상기 사운드 소스의 크기의 평균이 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 사운드 소스가 상기 오브젝트 데이터에 속함을 판단할 수 있다.
이 때, 상기 사운드 소스를 판단하는 단계는 상기 사운드 소스의 크기의 평균이 상기 임계치보다 낮은 경우, 상기 사운드 소스가 상기 베드 데이터에 속함을 판단할 수 있다.
이 때, 상기 사운드 소스를 할당하는 단계는 상기 사운드 소스가 오브젝트 데이터인 경우, 상기 사운드 소스를 상기 3차원 사운드 출력 의자에 할당할 수 있다.
이 때, 상기 사운드 소스를 할당하는 단계는 상기 사운드 소스가 베드 데이터인 경우, 상기 사운드 소스를 상기 라우드 스피커에 할당할 수 있다.
본 발명은 사운드를 분리하여 생성된 사운드 소스들을 라우드 스피커 및 3차원 사운드 출력 의자에 할당하여 뛰어난 음상 외재화를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 사운드 소스들의 특성에 기반하여 라우드 스피커 및 3차원 사운드 출력 의자에 할당하여 뛰어난 음상 외재화를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존의 라우드 스피커에서 출력하는 사운드 및 3차원 사운드 생성 의자에서 출력하는 사운드를 이용하여 효과적으로 음상 외재화를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 사운드 소스 분리 시스템의 블록도이다.
도 2 내지 도 3은 도 1에 도시된 제어 장치에서 채널 할당을 수행하는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 3차원 사운드 출력 의자에서 사용자의 머리 외부에 음상을 형성하는 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 3차원 사운드 생성 의자를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 7은 도 4의 3차원 사운드 출력 의자의 일실시예를 다른 각도에서 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 3차원 사운드 생성 의자의 일실시예를 나타낸 블록도이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 사운드 소스 분리 방법을 도시한 동작 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 사운드 소스 분리 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 사운드 소스 분리 시스템은 제어 장치(110), 라우드 스피커(120) 및 3차원 사운드 출력 의자(130)로 구성되어 있다.
제어 장치(110)는 사운드에 상응하는 신호를 수신하고, 사운드를 분리하여 사운드 소스들을 생성하고, 사운드 소스들 각각을 라우드 스피커 또는 3차원 사운드 출력 의자 중 어느 하나 이상에 할당한다.
이 때, 제어 장치(110)는 사운드 소스의 정보에 기반하여 사운드 소스를 할당할 수 있다. 예를 들어, 사운드 소스의 정보는 사운드 소스 각각의 평균 세기, 사운드 소스가 오브젝트 데이터인지 여부, 사운드 소스가 베드 데이터인지 여부 등이 포함될 수 있다.
이 때, 오브젝트 데이터는 영상 내부의 객체에 상응하는 사운드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 스파이가 걸어 다니는 영상의 경우, 스파이는 객체에 해당하고, 스파이가 걸어 다니면서 생성하는 발자국 소리는 객체에 상응하는 사운드이므로, 오브젝트 데이터에 해당된다.
이 때, 베드 데이터(bed data)는 영상 내부의 객체가 아닌 부가적인 사운드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 스파이가 걸어 다니는 영상의 경우, 긴장감을 흐르게 하는 배경 음악이 흐를 수 있고, 이 때 배경음악이 베드 데이터에 해당된다.
이 때, 제어 장치(110)는 사운드 소스가 오브젝트 데이터에 해당되는 경우, 3차원 사운드 출력 의자에 할당할 수 있고, 베드 데이터에 해당되는 경우, 라우드 스피커에 할당할 수 있다. 보통, 오브젝트 데이터에 상응하는 사운드 소스가 음상 외재화를 실현하는데 가장 중요한 요소가 될 수 있고, 3차원 사운드 출력 의자는 사용자 머리의 외부에 음상을 맺히게 하는 음상 외재화를 실현하는 장치이기 때문에, 3차원 사운드 출력 의자에 오브젝트 데이터에 상응하는 사운드 소스를 배정할 수 있다. 반대로, 베드 데이터에 상응하는 사운드 소스의 경우 보통 배경 음악이 많이 포함되며, 배경 음악의 경우, 라우드 스피커를 통하여 출력하는 것이 사용자에게 더 실감나는 음악 효과를 불러 일으킬 수 있기 때문이다.
이 때, 제어 장치(110)는 사운드 소스의 크기의 평균과 임계치를 비교하고, 비교 결과에 기반하여 사운드 소스가 오브젝트 데이터 또는 베드 데이터 중 어느 하나에 속하는 것인지를 판단할 수 있다.
이 때, 제어 장치(110)는 사운드 소스의 크기의 평균이 임계치보다 큰 경우, 사운드 소스가 오브젝트 데이터에 포함된다고 판단할 수 있다. 또한, 사운드 소스의 크기의 평균이 임계치보다 낮은 경우, 사운드 소스가 베드 데이터에 포함된다고 판단할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2 내지 도 4에서 서술한다.
라우드 스피커(120)는 라우드 스피커에 할당된 사운드 소스를 수신하고, 사운드 소스에 기반하여 사운드를 출력한다.
이 때, 라우드 스피커는 하나 이상의 사용자에게 사운드를 전달할 때, 전체의 사용자에게 한 번에 전달하는 스피커를 의미한다. 예를 들면, 극장에서 영화관람시 극장용 5.1 채널 스피커가 라우드 스피커가 될 수 있다.
3차원 사운드 출력 의자(130)는 3차원 사운드 출력 의자에 할당된 사운드 소스를 수신하고, 사운드 소스에 기반하여 사운드를 출력하고, 사용자의 머리의 외부에 음상을 형성한다.
3차원 사운드 출력 의자(130)에 대한 자세한 설명은 도 8에서 서술한다.
도 2는 도 1에 도시된 제어 장치(110)가 사운드 소스를 할당하는 것을 도시한 도면이다.
도 2는 채널에 할당된 사운드(210)의 파워(P)를 주파수(f) 성분으로 분석하여 나타낸 그래프로서, 도 2를 참조하면, 그래프에 사운드(210), 사운드 파워의 평균(220) 및 임계치(230)가 도시되어 있다.
이 때, 제어 장치(110)는 채널에 할당된 사운드를 주파수 영역에서 분석할 수 있다. 예를 들어, 채널에 할당된 사운드를 푸리에 변환(fourier's transform)을 수행하여, 도 2에 도시된 그래프와 같이 주파수 영역으로 분석할 수 있고, 채널에 할당된 사운드는 채널들의 정보에 포함될 수 있다.
이 때, 제어 장치(110)는 사운드 소스의 크기의 평균과 기 설정된 임계치(threshold level)을 비교하고, 사운드 소스들 각각을 라우드 스피커 또는 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커 중 어느 하나 이상에 할당할 수 있다.
이 때, 제어 장치(110)는 임계치보다 높은 레벨을 가진 사운드 소스의 경우, 3차원 사운드 출력 의자에 할당할 수 있다. 도 2에 도시된 사운드(210)의 평균 파워(220)와 임계치(230)을 비교하면, 평균 파워(220)이 임계치(230)보다 높은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 제어 장치(110)는 도 2에 도시된 사운드(210)를 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커에 할당될 수 있다.
이 때, 제어 장치(110)는 임계치보다 낮은 세기의 평균을 가지는 사운드의 경우, 라우드 스피커에 할당할 수 있다. 도 3에 도시된 사운드(310)의 평균 파워(320)와 임계치(330)을 비교하면, 평균 파워(320)가 임계치(330)보다 낮은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 제어 장치(110)는 도 3에 도시된 사운드(310)를 라우드 스피커에 할당될 수 있다.
이 때, 제어 장치(110)에서 사운드의 세기에 상응하는 채널의 레벨과 임계치를 비교하여 라우드 스피커, 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 사운드 중 어느 하나에 할당하는 것은 보통 영상에 상응하는 사운드의 경우, 사운드의 세기가 클수록, 영상 내부의 객체에 상응하는 사운드일 가능성이 높고, 영상의 배경 음악에 상응하는 사운드의 경우, 사운드의 세기가 낮을 가능성이 높기 때문이다. 예를 들어, 첩보 영화에서 스파이가 천천히 걸어 다니는 장면의 경우, 스파이가 걸으면서 생성하는 발자국 소리의 경우, 보통 사운드를 크게 재생하고, 배경 음악의 경우, 사운드를 작게 재생하게 되는데, 이를 반영하기 위하여 제어 장치(110)는 사운드의 세기에 기반하여 라우드 스피커 또는 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커 중 어느 하나에 채널을 할당하게 된다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 사운드 출력 의자는 영상 내부의 객체에 상응하는 사운드는 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커를 통하여 출력하고, 배경 음악에 상응하는 사운드는 극장 내부의 라우드 스피커를 통하여 출력하게 되는데, 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커를 통하여 출력된 사운드와 라우드 스피커를 통하여 출력된 사운드를 이용하여 사용자 머리 외부에 음상을 형성하게 된다. 사용자 머리 외부에 음상을 형성하는 음상 외재화를 이용하여, 사용자에게 좀 더 실감나는 사운드를 제공할 수 있게 된다.
도 4는 사용자의 머리 외부에서 음상을 형성하는 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 사용자의 머리(410) 및 음상(420, 430)으로 구성되어 있다.
음상 외재화란, 사용자의 머리 외부로 음상이 맺히게 하는 것을 의미한다. 음상 외재화를 통해서 좀 더 실감나는 사운드 형성이 가능하다.
본 발명에서 음상 외재화를 실현하는 방법에 대해서는 제한이 없다. 예를 들어, HRTF(Head-Related Transfer Function)을 이용할 수도 있다. 이 때, HRTF를 입력 받고, 입력된 HRTF 및 에어파이프를 통해 전송된 사운드들과 컨볼루션을 수행하여, 사용자 머리 외부에 음상을 형성할 수도 있다. HRTF는 본 발명의 3차원 사운드 출력 장치가 설치되는 장소에 따라서 달라질 수도 있다.
또한, 음상을 형성할 때, 에어파이프를 통해 전송된 사운드뿐 만 아니라 라우드 스피커(Loud speaker)에서 출력되는 사운드들을 이용해서 음상을 형성할 수도 있다. 라우드 스피커는 하나 이상의 사용자에게 사운드를 전달할 때, 전체의 사용자에게 한 번에 전달하는 스피커를 의미한다. 예를 들면, 극장에서 영화관람시 극장용 5.1 채널 스피커가 라우드 스피커가 될 수 있다. 즉, 3차원 사운드 생성 장치에서 생성한 사운드들 및 라우드 스피커에서 출력한 사운드를 모두 고려하여 음상을 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 3차원 사운드 생성 장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 사운드 발생부(510)는 의자 뒤쪽에 부착되어 있다.
사운드 발생부(510)는 의자 뒤쪽에 부착될 수 있고, 탈착이 될 수 있다. 이 때, 의자 뒤쪽에 사운드 발생부(510)가 부착되는 모양 및 방법에 대해서는 제한이 없다.
도 4에서는 사운드 발생부(510)가 의자 외부에 있으나, 이는 탈착 또는 부착을 용이하게 하기 위한 것이지 반드시 외부에 있을 필요성은 없다. 예를 들어, 3차원 사운드 생성 의자 내부에 사운드 발생부(510)이 위치할 수도 있다.
도 4를 다시 참조하면, 사운드 발생부(510)와 음상 형성부(560) 사이에 에어 파이프(520, 530, 540, 550)로 연결되어 있다.
이 때, 에어파이프는 사운드들이 이동하는 경로가 된다.
이 때, 에어파이프의 소재에 대해서는 제한이 없다. 예를 들면, 고무 소재의 에어파이프가 될 수도 있고, 플라스틱 소재의 에어 파이프가 된다.
이 때, 에어 파이프들의 위치에 대해서는 제한이 없다. 도 4에는 에어 파이프가 3차원 사운드 출력 의자 외부에 도시 되었지만, 3차원 사운드 생성 의자의 내부에 설치될 수도 있고, 의자의 등받이 뒤편에 설치될 수도 있다. 또한, 에어 파이프들은 사운드 발생부(510)에 상응하는 3차원 사운드 출력 의자의 일부분으로부터 음상 형성부(560)에 상응하는 3차원 사운드 출력 의자의 일부분까지 연결될 수도 있다.
이 때, 도면에서 에어 파이프는 4개로 도시되었으나, 에어 파이프에 대한 갯수에 대한 제한은 없다. 음상 외재화 효과를 증대시키기 위해서 에어 파이프의 갯수를 증가 시킬 수도 있다.
또한, 에어 파이프의 길이, 두께에 대한 제한 역시 없다.
도 5를 다시 참조하면, 음상 형성부(560)는 에어 파이프들(520, 530, 540, 550)과 연결되어 사용자의 머리쪽에 설치되어 있다.
이 때, 음상 형성부(560)는 에어 파이프들(520, 530, 540, 550)을 통해 전송된 사운드들을 좌/우 2개의 출력 채널을 통해 출력하여 음상을 형성할 수 있다.
이 때, 음상 형성부(560)는 사용자의 머리에 상응하는 3차원 사운드 출력 의자의 일부분에 설치될 수 있다. 예를 들어, 3차원 사운드 출력 의자에 머리 받이의 뒷 부분에 설치될 수도 있으며, 머리 받이 내부에도 설치될 수도 있다. 도 5에서는 사용자의 머리를 받쳐주는 부분의 뒷부분에 설치된 것을 확인 할 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 출력 제어부(570)는 3차원 사운드 생성 의자의 팔 받침대 부분에 설치되어 있다.
출력 제어부(570)는 음상 형성부(560)에서 출력하는 사운드들의 출력 레벨을 조절하는 역할을 수행한다. 사운드들의 출력 레벨이란 사운드들의 크기의 정도를 의미하는 것이다. 출력 제어부(570)는 사용자의 취향에 맞게 출력 레벨을 직접 조절할 수 있다. 예를 들어, 좀 더 시끄러운 것을 선호하는 사용자의 경우 출력 레벨을 높일 수도 있고, 조용한 분위기를 선호하는 사용자의 경우 출력 레벨을 낮출 수도 있다.
도 6은 3차원 사운드 출력 의자의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 6은 사운드 생성부(610), 에어파이프들(620, 630, 640, 650), 사용자의 머리(670) 및 음상 형성부(660, 680)를 포함하고 있다.
도 6은 도 5에 도시된 3차원 사운드 출력 의자를 위에서 아래로 바라본 방향으로 도시된 도면임을 알 수 있다.
에어 파이프(620) 및 에어 파이프(630)는 사용자의 머리(670)의 좌측에 사운드를 전송할 수 있다.
에어 파이프(620) 및 에어 파이프(630)는 사용자 머리(670)의 좌측에 상응하는 음상 형성부(660)의 일부분에 사운드를 전송한다.
에어 파이프(640) 및 에어 파이프(650)는 사용자 머리(670)의 우측에 상응하는 음상 형성부(680)의 일부분에 사운드를 전송한다.
도 6에서는 에어 파이프(620, 630, 640, 650)의 개수를 4개로 도시하였으나, 본 발명은 에어 파이프들의 개수에 대한 제한은 없다. 더 많은 에어 파이프들을 이용하여 사운드를 전송할 수도 있다.
도 7은 3차원 사운드 출력 의자의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 사운드 발생부(710) 및 에어 파이프(720, 730, 740, 750)으로 구성 되어 있다.
도 7은 도 5에 도시된 3차원 사운드 생성 장치를 뒤에서 앞으로 바라본 방향으로 도시된 도면임을 알 수 있다.
도 7에서는 에어 파이프(720, 730, 740, 750)의 개수를 4개로 도시하였으나, 본 발명은 에어 파이프들의 개수에 대한 제한은 없다. 더 많은 에어 파이프들을 이용하여 사운드를 전송할 수도 있다.
도 8은 도 1에 도시된 3차원 사운드 출력 의자(130)의 일실시예를 나타낸 블록도이다.
도 8을 참조하면, 3차원 사운드 출력 의자(130)는 사운드 발생부(810), 전송부(820) 및 음상 형성부(830)로 구성되어 있다.
사운드 발생부(810)는 사용자의 머리 외부에 음상을 형성하기 위해 기설정된 채널의 사운드들을 발생 시킨다.
이 때, 사운드들의 채널 수에 대해서는 제한이 없다. 예를들면, 2채널 혹은 5채널 사운드들이 사운드 발생부(810)에서 발생될 수도 있다.
이 때, 전달부(820)는 발생한 사운드들 각각을 기설정된 개수의 에어파이프들 중 하나를 통하여 전송할 수 있다.
이 때, 에어파이프는 사운드들이 이동하는 경로가 된다.
이 때, 에어파이프의 소재에 대해서는 제한이 없다. 예를 들면, 고무 소재의 에어파이프가 될 수도 있고, 플라스틱 소재의 에어 파이프가 된다.
이 때, 에어 파이프들의 위치에 대해서는 제한이 없다. 3차원 사운드 생성 의자의 내부에 설치될 수도 있고, 의자의 등받이 뒤편에 설치될 수도 있다. 또한, 에어 파이프들은 사운드 발생부(810)에 상응하는 3차원 사운드 출력 의자의 일부분으로부터 음상 형성부(830)에 상응하는 3차원 사운드 출력 의자의 일부분까지 연결될 수도 있다. 이에 관한 상세한 설명은 도 4에서 후술한다.
이 때, 에어 파이프들은 도 2에서 후술하는 저음들의 이동 경로가 될 수도 있다. 이에 관한 상세한 설명은 도 2에서 후술한다.
이 때, 음상 형성부(830)는 에어 파이프를 통해 전송된 사운드들을 좌/우 2개의 출력 채널을 통해 출력하여 음상을 형성할 수 있다.
이 때, 좌/우 2개의 출력 채널은 사용자의 왼쪽 귀와 오른쪽 귀에 각각 상응하는 출력 채널이 될 수도 있다.
이 때, 음상을 형성하는 방법에 관해서는 제한이 없다. HRTF(Head-Related Transfer Function)을 이용할 수도 있다. 이 때, HRTF를 입력 받고, 입력된 HRTF 및 에어파이프를 통해 전송된 사운드들과 컨볼루션을 수행하여, 사용자 머리 외부에 음상을 형성할 수도 있다. HRTF는 본 발명의 3차원 사운드 출력 장치가 설치되는 장소에 따라서 달라질 수도 있다.
또한, 음상을 형성할 때, 에어파이프를 통해 전송된 사운드뿐 만 아니라 라우드 스피커(Loud speaker)에서 출력되는 사운드들을 이용해서 음상을 형성할 수도 있다. 라우드 스피커는 하나 이상의 사용자에게 사운드를 전달할 때, 전체의 사용자에게 한 번에 전달하는 스피커를 의미한다. 예를 들면, 극장에서 영화관람시 극장용 5.1 채널 스피커가 라우드 스피커가 될 수 있다. 즉, 3차원 사운드 생성 장치에서 생성한 사운드들 및 라우드 스피커에서 출력한 사운드를 모두 고려하여 음상을 생성할 수 있다.
이 때, 음상 형성부(830)는 사용자의 머리에 상응하는 3차원 사운드 출력 의자의 일부분에 설치될 수 있다. 예를 들어, 3차원 사운드 출력 의자에 머리 받이의 뒷 부분에 설치될 수도 있으며, 머리 받이 내부에도 설치될 수도 있다.
이 때, 저음 보강부(미도시)는 사운드 발생부(810)에서 발생시킨 사운드들에 상응하는 각각의 저음들을 전달부(820)를 이용하여 음상 형성부(830)에 전달한다.
저음 보강부(미도시)는 에어 파이프를 통하여 사운드들을 전송하는 경우 지향성이 낮은 저음은 도달하기 전에 손실이 많이 일어나서 저음의 크기가 작아지는 단점이 있어, 별개로 저음을 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 사운드 소스 분리 방법을 도시한 동작 흐름도 이다.
도 9를 참조하면, 먼저 사운드에 상응하는 신호를 수신한다(S910).
이 때, 사운드에 상응하는 신호를 수신하는 방법은 제한이 없다. 예를 들어, 광 케이블을 이용하여 사운드에 상응하는 신호를 수신하는 방법이 있을 수도 있고, 무선 통신을 이용하여 사운드에 상응하는 신호를 수신하는 방법도 있을 수 있다.
또한, 사운드를 분리하여 사운드 소스들을 생성한다(S920).
이 때, 사운드 소스는 사운드를 분리한 결과를 의미하며, 사운드를 분리하는 방법에 대해서는 본 발명에서는 제한을 두지 않는다.
또한, 사운드 소스들을 사운드 소스의 정보에 기반하여 라우드 스피커 또는 3차원 사운드 출력 의자 중 어느 하나 이상에 할당한다(S930).
이 때, 도 1에 도시된 제어 장치(110)가 S910 내지 S930 단계를 수행할 수 있다.
이 때, 제어 장치(110)는 사운드 소스의 정보에 기반하여 사운드 소스를 할당할 수 있다. 예를 들어, 사운드 소스의 정보는 사운드 소스 각각의 평균 세기, 사운드 소스가 오브젝트 데이터인지 여부, 사운드 소스가 베드 데이터인지 여부 등이 포함될 수 있다.
이 때, 오브젝트 데이터는 영상 내부의 객체에 상응하는 사운드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 스파이가 걸어 다니는 영상의 경우, 스파이는 객체에 해당하고, 스파이가 걸어 다니면서 생성하는 발자국 소리는 객체에 상응하는 사운드이므로, 오브젝트 데이터에 해당된다.
이 때, 베드 데이터(bed data)는 영상 내부의 객체가 아닌 부가적인 사운드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 스파이가 걸어 다니는 영상의 경우, 긴장감을 흐르게 하는 배경 음악이 흐를 수 있고, 이 때 배경음악이 베드 데이터에 해당된다.
이 때, 제어 장치(110)는 사운드 소스가 오브젝트 데이터에 해당되는 경우, 3차원 사운드 출력 의자에 할당할 수 있고, 베드 데이터에 해당되는 경우, 라우드 스피커에 할당할 수 있다. 보통, 오브젝트 데이터에 상응하는 사운드 소스가 음상 외재화를 실현하는데 가장 중요한 요소가 될 수 있고, 3차원 사운드 출력 의자는 사용자 머리의 외부에 음상을 맺히게 하는 음상 외재화를 실현하는 장치이기 때문에, 3차원 사운드 출력 의자에 오브젝트 데이터에 상응하는 사운드 소스를 배정할 수 있다. 반대로, 베드 데이터에 상응하는 사운드 소스의 경우 보통 배경 음악이 많이 포함되며, 배경 음악의 경우, 라우드 스피커를 통하여 출력하는 것이 사용자에게 더 실감나는 음악 효과를 불러 일으킬 수 있기 때문이다.
이 때, 제어 장치(110)는 사운드 소스의 크기의 평균과 임계치를 비교하고, 비교 결과에 기반하여 사운드 소스가 오브젝트 데이터 또는 베드 데이터 중 어느 하나에 속하는 것인지를 판단할 수 있다. 사운드 소스의 크기의 평균과 임계치를 비교하는 방법에 대해서는 도 10에서 서술한다.
도 10은 도 9에 도시된 사운드 소스를 할당하는 단계(S930)를 자세히 나타낸 동작 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 먼저 사운드 소스의 크기의 평균과 임계치를 비교하고(S931), 비교 결과에 기반하여 사운드 소스의 종류를 판단한다(S932).
이 때, 사운드 소스의 종류는 오브젝트 데이터, 베드 데이터에 해당하는 것일 수 있다.
이 때, 오브젝트 데이터는 영상 내부의 객체에 상응하는 사운드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 스파이가 걸어 다니는 영상의 경우, 스파이는 객체에 해당하고, 스파이가 걸어 다니면서 생성하는 발자국 소리는 객체에 상응하는 사운드이므로, 오브젝트 데이터에 해당된다.
이 때, 베드 데이터(bed data)는 영상 내부의 객체가 아닌 부가적인 사운드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 스파이가 걸어 다니는 영상의 경우, 긴장감을 흐르게 하는 배경 음악이 흐를 수 있고, 이 때 배경음악이 베드 데이터에 해당된다.
보통, 영상에서 영상 내부의 객체에 상응하는 사운드의 경우, 사운드의 크기가 크고, 배경 음악의 경우, 사운드의 크기가 낮다는 특징이 있다. 예를 들어, 영상 내부의 사람 2명이서 얘기하는 경우, 사람의 대화 내용에 상응하는 사운드의 크기는 크고, 이 때 흘러나오는 배경 음악의 경우, 사운드의 세기가 낮다. 이를 통해, 사운드 소스의 평균 세기와 기 설정된 임계치를 비교하고, 평균 세기가 임계치보다 큰 경우, 사운드 소스를 오브젝트 데이터라고 판단하고, 임계치보다 낮은 경우, 사운드 소스를 베드 데이터라고 판단하게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2 내지 도 3에서 서술하였다.
또한, 판단 결과에 기반하여 사운드 소스를 3차원 사운드 출력 의자 및 라우드 스피커 중 어느 하나 이상에 할당한다(S933).
이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 사운드 소스 분리 시스템은 영상 내부의 객체에 상응하는 사운드(오브젝트 데이터)는 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커를 통하여 출력하고, 배경 음악에 상응하는 사운드(베드 데이터)는 극장 내부의 라우드 스피커를 통하여 출력하게 되는데, 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커를 통하여 출력된 사운드와 라우드 스피커를 통하여 출력된 사운드를 이용하여 사용자 머리 외부에 음상을 형성하게 된다. 사용자 머리 외부에 음상을 형성하는 음상 외재화를 이용하여, 사용자에게 좀 더 실감나는 사운드를 제공할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 3차원 사운드 소스 분리 시스템 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
410: 사용자의 머리
420. 430: 음상
510, 610, 710: 사운드 발생부
520, 530, 540, 550, 620, 630, 640, 650, 720, 730, 740, 750: 에어 파이프
560: 음상 형성부
570: 출력 제어부

Claims (19)

  1. 사운드에 상응하는 신호를 수신하고, 상기 사운드를 분리하여 사운드 소스들을 생성하고, 상기 사운드 소스를 라우드 스피커 또는 3차원 사운드 출력 의자에 상응하는 스피커 중 어느 하나 이상에 할당하는 제어 장치;
    상기 라우드 스피커에 할당된 사운드 소스를 수신하고, 상기 사운드 소스에 기반하여 사운드를 출력하는 라우드 스피커; 및
    상기 3차원 사운드 출력 의자에 할당된 사운드 소스를 수신하고, 상기 사운드 소스에 기반하여 사운드를 출력하는 3차원 사운드 출력 의자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 사운드 소스의 정보에 기반하여 상기 사운드 소스를 할당하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 사운드 소스의 정보는
    상기 사운드 소스가 오브젝트 데이터 또는 베드 데이터 중 어느 하나를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 사운드 소스의 크기의 평균과 기 설정된 임계치를 비교하고, 비교 결과에 기반하여 상기 사운드 소스가 상기 오브젝트 데이터 또는 상기 베드 데이터 중 어느 하나에 속하는 것인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 사운드 소스의 크기의 평균이 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 사운드 소스가 상기 오브젝트 데이터에 속함을 판단하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 사운드 소스의 크기의 평균이 상기 임계치보다 낮은 경우, 상기 사운드 소스가 상기 베드 데이터에 속함을 판단하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서
    상기 제어 장치는
    상기 사운드 소스가 오브젝트 데이터인 경우, 상기 사운드 소스를 상기 3차원 사운드 출력 의자에 할당하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 사운드 소스가 베드 데이터인 경우, 상기 사운드 소스를 상기 라우드 스피커에 할당하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어 장치는
    상기 임계치를 제어하는 임계치 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서
    상기 3차원 사운드 출력 의자는
    상기 3차원 사운드 출력 의자에 할당된 사운드 소스에 기반하여 사운드를 생성하는 사운드 발생부;
    상기 사운드들 각각을 기설정된 개수의 에어 파이프들 중 어느 하나를 통해 전송하는 전송부; 및
    상기 에어파이프를 통해 전송된 사운드들 또는 헤드폰에서 출력되는 사운드를 이용하여 사용자의 머리 외부에 음상을 형성하는 음상 형성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 에어파이프들은
    상기 사운드 발생부에 상응하는 상기 3차원 사운드 출력 의자의 일부분으로부터, 상기 음상 형성부에 상응하는 상기 3차원 사운드 출력 의자의 일부분까지 연결하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 시스템.
  12. 사운드에 상응하는 신호를 수신하는 단계;
    상기 사운드를 분리하여 사운드 소스들을 생성하는 단계; 및
    상기 사운드 소스들을 라우드 스피커 또는 3차원 사운드 출력 의자에 할당하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 사운드 소스를 할당하는 단계는
    상기 사운드 소스의 정보에 기반하여 상기 사운드 소스를 할당하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 사운드 소스의 정보는
    상기 사운드 소스가 오브젝트 데이터 또는 베드 데이터 중 어느 하나를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 사운드 소스를 할당하는 단계는
    상기 사운드 소스의 크기의 평균과 기 설정된 임계치를 비교하는 단계;
    비교 결과에 기반하여 상기 사운드 소스가 상기 오브젝트 데이터 또는 상기 베드 데이터 중 어느 하나에 속하는지 판단하는 단계; 및
    판단 결과에 기반하여 상기 사운드 소스를 상기 라우드 스피커 또는 상기 3차원 사운드 출력 의자 중 어느 하나 이상에 할당하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 사운드 소스를 판단하는 단계는
    상기 사운드 소스의 크기의 평균이 상기 임계치보다 큰 경우, 상기 사운드 소스가 상기 오브젝트 데이터에 속함을 판단하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 사운드 소스를 판단하는 단계는
    상기 사운드 소스의 크기의 평균이 상기 임계치보다 낮은 경우, 상기 사운드 소스가 상기 베드 데이터에 속함을 판단하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 사운드 소스를 할당하는 단계는
    상기 사운드 소스가 오브젝트 데이터인 경우, 상기 사운드 소스를 상기 3차원 사운드 출력 의자에 할당하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 사운드 소스를 할당하는 단계는
    상기 사운드 소스가 베드 데이터인 경우, 상기 사운드 소스를 상기 라우드 스피커에 할당하는 것을 특징으로 하는 3차원 사운드 소스 분리 방법.
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