KR20170047333A - 차동 사운드 재생 - Google Patents

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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛은 입력 수단, 프로세서, 및 어레이의 적어도 3개의 트랜스듀서를 제어하기 위한 적어도 3개의 출력을 포함한다. 입력 수단은 어레이를 사용하여 재생될 오디오 스트림을 수신하는 목적을 가지며, 여기서 오디오 스트림은 주파수 범위를 갖는다. 프로세서는 적어도 3개의 출력을 사용하여 출력될 3개의 개별 오디오 신호를 계산하여, 어레이를 사용하여 2 이상의 고차를 갖는 제 1 음향 차동이 발생되도록 구성된다.

Description

차동 사운드 재생{DIFFERENTIAL SOUND REPRODUCTION}
본 발명의 실시예는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛, 대응하는 방법, 및 상기 계산 유닛 및 어레이를 포함하는 시스템을 언급한다.
일부 사운드 재생 시스템은 소위 차동(differential) 사운드 재생 접근법에 기초한다. 차동 사운드 재생으로 인해 지향성 패턴이 재생될 수 있다. 지향성 패턴은 지향성 마이크로폰으로부터 알려진다. 지향성 마이크로폰은 보통 예를 들어 "Mikrophone: Arbeitsweise und Ausfuhrungsbeispiele"라는 제목의 G. Bore 및 S. Peus의 공개물 및 "Gradient microphones"이라는 제목의 H. Olson의 공개물에서 설명된 바와 같이 음압 그래디언트 또는 그 근사치를 측정함으로써 구현된다. 예를 들어, 1 차 그래디언트는 8 자릿수의 지향성 패턴을 갖는다. 하나의 채널을 지연시킴으로써, 음압 차이를 측정할 때, 카디오이드 또는 테일 카디오이드(tailed cardioid)와 같은 지향성 패턴을 얻을 수 있다. 1 차 차동 또는 그래디언트 마이크로폰은 지향성 마이크로폰의 표준이다.
자주 사용되지는 않지만, "Gradient loudspeakers"라는 제목을 갖는 H. Olson의 공개물에서 볼 수 있는 바와 같이 동일한 개념이 라우드 스피커에도 적용될 수 있다. 하지만, 치수는 약 1배 정도 크기 때문에 상이한 속성/제한이 생긴다.
차동 라우드 스피커 어레이에 대한 이러한 개념은 종래의 지연 및 합계 빔형성기와 비교하는 경우, 일반적으로 많은 라우드 스피커를 특징으로 하는 지연 및 합계 배열과 달리 단지 몇 개의 라우드 스피커가 필요하다는 장점을 갖는다. 또한, 지연 및 합계 빔형성기보다 작은 애퍼쳐(aperture)로, 낮은 주파수에서 동일한 지향성이 달성될 수 있다.
특허 출원 제WO 2011/161567 A1호는 3개 이상의 트랜스듀서를 포함하는 라우드 스피커 배열에 대한 다이폴 관련 프로세싱을 개시한다. 설명된 3개의 드라이버 셋업에서, 2개의 가장 바깥쪽 드라이버는 다이폴 구성(조향되지 않음)으로 구동된다. 이 둘 사이의 운전자는 바람직하게는 청취 포지션을 향해 조향될 수 있는 노치(notch)를 생성하는 데 사용된다. 이는 제 2 드라이버 신호의(주파수 선택적인) 상대적 오프셋에 의해 달성된다. 여기서, 바람직하게는 등 간격의 드라이버(즉, 제 1 드라이버로부터 제 2 드라이버까지의 거리는 제 2 드라이버로부터 제 3 드라이버까지의 거리와 동일하다)가 사용된다. 중간 드라이버에 대해 발생된 신호는 다이폴 구성에 비해 위상 차이 및(주파수 선택적인) 이득을 가질 수 있다.
미국 특허 제5,870,484호는 그래디언트 라우드 스피커를 사용하는 사운드 재생 시스템을 개시한다. 이 공개물은 예를 들어 다이폴 효과를 얻기 위해 2개 또는 3개의 라우드 스피커, 또는 하나의 라우드 스피커와 패시브 오프닝을 사용하여 다이폴 시스템이 어떻게 생성될 수 있는지에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 1 차 그래디언트 지향성 특성의 사용이 바람직하다. 그 배경은 공개물에 따르면 고차 그래디언트 라우드 스피커는 1 차 그래디언트 시스템과 비교하여 덜 효율적이고, 많은 수의 트랜스듀서, 더 많은 신호 프로세싱, 및 추가적인 증폭 채널을 요구한다는 것이다.
차동 라우드 스피커 어레이는 주파수가 감소함에 따라 감소하는 지향성을 갖지 않으며, 지연 및 합계 빔형성기와 마찬가지로, 주파수가 0이 되면 그 레벨은 0으로 감소한다는 것이 밝혀졌다. 또한, 1 차 차동 어레이는 지향성이 예를 들어 약 6 dB로 제한된다. 따라서, 개선된 접근법에 대한 필요성이 있다.
본 발명의 목적은 더 넓은 동작 대역폭에서의 사운드 재생의 지향성 성능을 개선시키는 것이다.
이 목적은 독립항의 대상 발명에 의해 해결된다.
일 실시예는 적어도 3개의 트랜스듀서를 갖는 어레이를 포함하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛을 제공한다. 계산 유닛은 입력 수단, 프로세서 및 적어도 3개의 출력을 포함한다. 입력 수단은 어레이를 사용하여 재생할 오디오 스트림을 수신하는 목적을 갖는다. 오디오 스트림은 예를 들어 20 Hz 내지 20 kHz 또는 50 Hz 내지 40 kHz의 미리 정의된 주파수 범위를 갖는다. 이 오디오 스트림에 기초하여, 적어도 3개의 트랜스듀서가 3개의 개별 오디오 신호를 통해 제어 가능하도록 오디오 스트림을 프로세싱한 후에, 적어도 3개의 출력을 사용하여 적어도 3개의 트랜스듀서에 대한 적어도 3개의 개별 오디오 신호가 출력된다. 프로세서는(적어도) 3개의 개별 오디오 신호를 계산하여 2 이상의 차수를 갖는 제 1 음향 차동이 발생되도록 구성된다.
프로세서는 또한 오디오 스트림의 전체 주파수 범위의 제 1 제한된 부분을 포함하는, 예를 들어 50 Hz 또는 100 Hz 이상 또는 100 Hz와 200 Hz 사이 또는 100 Hz에서 2 kHz 사이의 범위에서 제 1 통과 대역 특성을 사용하여 3개의 개별 오디오 신호를 추가로 필터링할 수 있다.
본원에 개시된 교시는 2 이상의 차수를 갖는 음향 차동이 특정 주파수 범위에서 더 양호한 사운드 재생 또는 특히 더 양호한 지향성 성능을 가능하게 한다는 지식에 기초하며, 여기서 이 특정 주파수 범위 중 일부 주파수는 결함이 재생될 수 있다. 본원에 개시된 교시에 따른 실시는(바람직하게는 전체 주파수 범위의 일부분인 특정 주파수 범위 또는 일반적으로) 완전한 주파수 범위가 2 이상의 차수를 갖는 음향 차동을 사용하여 재생되는 원리에 기초한다. 특정 주파수 범위의 바람직한 재생은 이 주파수 범위에서 양호한 사운드 재생을 가능하게 하면서, 다른 주파수 범위에서 2 이상의 차수를 갖는 음향 차동에 기초하여 사운드 재생을 수행하는 경우에 통상적으로 야기되는 단점을 회피한다.
일 실시예에 따르면, 라우드 스피커의 세트는 재생될 주파수에 대해, 즉 라우드 스피커 사이의 거리가 차동이 잘 작동하는 주파수 영역과 관련되도록 선택된다. 통상적으로 상이한 라우드 스피커/라우드 스피커 세트가 상이한 주파수 범위를 커버하는데 사용된다.
추가 실시예에 따르면, 적어도 3개의(상이한) 출력 중 2개를 사용하여 출력될 적어도 2개의 개별 오디오 신호는 2개의 출력을 통해 제어되는 2개의 트랜스듀서를 사용하여 제 1 차수를 갖는 제 2 음향 차동이 발생되도록 계산된다. 프로세서는 오디오 스트림의 전체 주파수 범위의 제 2 제한된 부분(예를 들어, 최대 100 Hz 또는 200 Hz)을 포함하는 제 2 통과 대역 특성을 사용하여 2개의 추가 개별 오디오 신호를 필터링한다. 일반적으로, 제 2 제한된 부분은 제 1 제한된 부분과 상이하다; 즉 상이한 음향 차동을 사용하여 상이한 주파수 범위 내에서 사운드가 재생된다.
일 실시예에 따르면, 라우드 스피커의 각각의 차동 서브세트에 대해 다수의 라우드 스피커를 포함하는 어레이가 사용된다. 이러한 서브세트는 라우드 스피커 거리가 대응하는 차동이 원하는 주파수 작동 범위를 갖도록 선택된다.
추가 실시예에 따르면, 적어도 4개의 트랜스듀서를 포함하는 어레이가 사용된다. 따라서, 계산 유닛은 적어도 4개의 트랜스듀서에 대해 적어도 4개의 출력을 포함한다. 여기서, 제 1 음향 차동은 제 1 그룹에 속하는 4개의 출력 중 적어도 3개를 사용하여 발생되고, 여기서 프로세서는 제 2 그룹의 적어도 4개의 출력 중 3개의 출력을 사용하여 출력될 3개의 추가 개별 오디오 신호를 계산하여, 어레이를 사용하여 추가적인 2 이상의 차수의 음향 차동이 발생되도록 구성된다. 프로세서는 오디오 스트림의 주파수 범위의 제 2 제한된 부분을 포함하는 통과 대역 특성을 사용하여 3개의 추가 개별 오디오 신호(제 2 그룹에 속함)를 필터링한다. 여기서, 제 2 제한된 부분은 또한 제 1 제한된 부분과 상이하다. 또한, 제 2 그룹의 출력의 적어도 하나의 출력은 제 1 그룹의 출력과 상이하다는 것에 유의해야 한다; 즉 제 1 음향 차동 및 제 2 음향 차동을 재생하기 위해 동일한 트랜스듀서가 사용되는 것은 아니다.
추가 실시예에 따르면, 프로세스는 제 1 음향 차동의 제로 응답 및 제 2 음향 차동의 제로 응답이 실질적으로 동일한 영역 내에 또는 동일한 지점에 놓이도록 개별 오디오 신호를 계산하도록 구성된다. 이는 제 1 음향 차동을 사용하여 재생된 사운드 제거 및 제 2 음향 차동을 사용하여 재생된 사운드 제거가 음향 차동 양자 모두가 동일한 포지션 또는 영역에서 동일한 최소 응답을 발생시키도록 수행됨을 의미한다.
추가 실시예에 따르면, 프로세서는 공식
Figure pct00001
에 기초하여 계산을 수행하며, 여기서 τ1, τ2 및 τ3은 3개의 개별 오디오 신호(s1, s2 및 s3)에 대응하는 지연 특성이다.
제 1 음향 차동을 재생하는 것과 관련하여 전술한 원리는 또한 전체 주파수 대역의 다른 대역(부분)을 재생하는 부가적인 음향 차동 재생에 적용될 수 있다. 결과적으로, 3개의 상이한 주파수 범위를 재생하기 위해 3개의 음향 차동이 사용된다. 예를 들어, 제 1 음향 차동과 제 2 음향 차동 사이의 롤 오프(role-off) 주파수는 300 Hz(100 Hz와 400 Hz 사이의 범위)일 수 있고, 여기서 제 2 음향 차동과 제 3 음향 차동 사이의 롤 오프는 500 Hz(300 Hz와 1000 Hz 사이의 범위)일 수 있다.
부가적인 음향 차동의 재생하기 위해 어레이의 다른 트랜스듀서가 또한 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 어레이는 계산 유닛의 5개의 출력을 통해 제어되는 적어도 5개의 트랜스듀서를 포함한다. 또 다른 관점에서, 상이한 주파수 대역(다른 음향 차동에 속함)의 재생은 어레이의 트랜스듀서의 제 1 세트가 제 1 주파수 대역을 재생하도록 수행됨을 의미하며, 여기서 동일한 어레이의 트랜스듀서의 제 2 세트는 제 2 주파수 대역을 재생하고 어레이의 트랜스듀서의 제 3 세트는 제 3 주파수 대역을 재생한다. 결과적으로, 3개의 주파수 대역에 대한 세트가 서로 상이하기 때문에, 각각의 주파수 대역을 재생하는 트랜스듀서 사이의 간격도 상이하다. 예를 들어, 더 낮은 주파수 대역을 위해 사용되는 트랜스듀서 사이의 간격은 더 높은 주파수 대역을 재생하기 위해 사용되는 트랜스듀서 사이의 간격보다 클 수 있다. 실시예에 따르면, 어레이의 트랜스듀서는 일부 트랜스듀서가 상이한 세트에 사용되더라도, 트랜스듀서의 세트의 모든 트랜스듀서가 등거리라는 것이 참인 조건을 유지하도록 배열된다.
추가 실시예에 따르면, 상기 원리는 스테레오 오디오 스트림에 적용될 수 있다.
추가 실시예는 전술한 계산 유닛 및 대응하는 어레이를 포함하는 시스템을 제공한다.
추가 실시예에 따르면, 사운드 재생을 계산하기 위한 대응하는 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 후술될 것이며, 여기서:
도 1은 제 1 실시예에 따른 계산 유닛의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 2a는 2 차 음향 차동 및 바람직한 청취 포지션을 발생시키는 3개의 라우드 스피커를 개략적으로 도시한다;
도 2b는 어레이 주위의 원을 걷고 있는 거리에 있는 청취자에 대해 고려된 지향성 패턴의 결정을 개략적으로 도시한다;
도 2c는 보기 방향에서의 2 차 음향 차동의 주파수 응답의 개략도를 도시한다;
도 2d는 2 차 음향 차동의 지향성 패턴의 개략도를 도시한다.
도 3은 최대 3개 대역의 2 차 음향 차동을 위한 라우드 스피커 어레이를 개략적으로 도시한다;
도 4a는 3개의 다이폴의 주파수 응답의 개략도를 도시한다;
도 4b는 부가적인 서브 대역 프로세싱을 갖는 다이폴의 주파수 응답의 개략도를 도시한다; 그리고
도 5a-5c는 라우드 스피커 어레이의 라우드 스피커의 세 가지 예시적인 셋업을 도시한다.
이하, 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 후술될 것이다. 여기서, 동일한 엘리먼트, 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 엘리먼트에는 동일한 참조 부호가 제공된다. 따라서, 그 설명은 상호 교환 가능하고 상호 적용 가능하다.
도 1은 적어도 3개의 트랜스듀서(20a, 20b 및 20c)가 일렬로 배열된 어레이(20)를 포함하는 사운드 재생 시스템(100)에 대한 계산 유닛(10)을 도시한다.
계산 유닛(10)은 입력 수단(12), 적어도 3개의 출력(14a, 14b 및 14c) 및 프로세서(16)를 포함한다. 입력 수단(12)은 어레이(20)를 사용하여 재생될 오디오 스트림을 수신하는 목적을 갖는다. 재생의 계산은 3개의 트랜스듀서(20a-20c)에 대해 적어도 3개의 개별 오디오 신호를 얻기 위해 프로세서에 의해 수행된다. 상세하게는, 어레이(20)의 3개의 트랜스듀서(20a-20c)는 출력(14a-14c)을 사용하여 제어된다.
이 기본 구현에서, 3개의 개별 오디오 신호는 적어도 제 2 차수를 갖는 제 1 음향 차동이 발생되도록 계산되고, 여기서 이 제 1 음향 차동의 주파수 대역은 오디오 스트림의 전체 주파수 범위(20 Hz 내지 20 kHz)의 일부분(100 Hz 내지 400 Hz)으로 제한된다. 이 부분은, 제 2 차수를 갖는 음향 차동을 사용하여 재생될 수 없거나 단지 비효과적으로 재생되는 "문제가 있는" 주파수(예를 들어, 100 Hz 미만의 낮은 주파수)가 억제되도록 선택된다. 반대로, 이는 제 1 음향 차동이 제 2 차수를 갖는 음향 차동을 사용하여 적절히 재생될 수 있는 주파수만을 포함한다는 것을 의미한다. 높은 차수로 재생될 수 있고 이 차수로는 재생될 수 없는 각각의 주파수 대역은 어레이(20)에, 예를 들어 트랜스듀서의 크기, 특히 트랜스듀서(20a, 20b, 20c) 사이의 간격에 의존한다. 예를 들어, 더 높은 주파수 대역의 재생은 더 낮은 주파수 대역의 재생과 비교하는 경우 더 작은 간격을 필요로 한다. 제 1 음향 차동을 사용하여 재생된 주파수 범위의 부분을 제한하기 위해, 프로세서는 필터링을 수행할 수 있거나 필터링을 수행하기 위해 MR과 같은(디지털) 필터 엔티티를 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 음향 차동의 재생은 전체 오디오 스트림을 재생하는 것을 가능하게 하지만, 오디오 스트림의 제한된 주파수 대역을 재생할 수 있다.
제 1 음향 차동을 사용하여 재생되지 않는 주파수 대역의 부분은 다른 음향 차동을 사용하여 재생될 수 있다. 여기서, 두 가지 원칙 사이의 구별이 이루어진다:
제 1 원리에 따르면, 제 1 음향 차동은 제 1 차수(차수 번호 1로 제한됨)를 갖도록 제 2 음향 차동이 제공된다. 제 1 차수를 갖는 음향 차동의 재생은 통상적으로 단지 2개의 트랜스듀서(예를 들어, 출력(14a 및 14c)에 의해 제어되는 20a 및 20c)를 사용하여 가능하다. 따라서, 일 실시예에 따르면, 프로세서(14)는 또 다른 주파수 대역(위에서 문제가 있는 주파수 대역으로 지칭됨)에 대해 단지 제 1 차수를 갖는 제 2 음향 차동의 계산을 수행한다. 문제가 있는 주파수는 특정 트랜스듀서/어레이 구성과의 조합에 의존한다는 것에 유의한다. 종종, 필수는 아니지만, 제 2 음향 차동의 주파수 대역은 제 1 음향 차동의 주파수 대역과 비교하는 경우 더 낮은 주파수를 포함할 수 있다. 증가된 간격을 갖는 트랜스듀서를 사용하여 더 낮은 주파수가 더 잘 재생되는 위의 문장으로 되돌아 가서, 제 2 음향 차동은 2개의 외부 트랜스듀서(20a 및 20c)를 사용하여 재생될 수 있으며, 따라서 트랜스듀서(20a 및 20c)는 그 사이에 큰 간격을 갖는다.
또 다른 원리에 따르면, 오디오 스트림의 주파수 범위의 손실된(문제가 있는) 부분은 또한 2 이상의 차수를 갖는 제 2 음향 차동을 사용하여 재생된다. 이 경우에, 개념은 파선으로 도시된 바와 같이 적어도 4개의 트랜스듀서(20a-20d)를 갖는 어레이로부터 시작한다. 여기서, 제 2 음향 차동의 재생은 다른 트랜스듀서, 예를 들어 트랜스듀서(20a, 20c 및 20d)(즉, 제 1 음향 차동의 트랜스듀서(20a, 20b 및 20c)가 아님)가 사용되도록 수행된다. 이로 인해, 문제가 있는 주파수 범위에서 2 이상의 차수의 음향 차동을 재생하는 경우에 야기되는 제한은 다른 트랜스듀서 구성/세트의 사용으로 극복될 수 있다. 상세하게는, 제 2 음향 차동을 재생하기 위해 사용된 트랜스듀서 구성은 단일 트랜스듀서 사이의 간격 또는 적어도 각각의 세트의 2개의 트랜스듀서 사이의 간격에 관하여 제 1 음향 차동을 재생하기 위해 사용되는 트랜스듀서 구성과 상이하다. 이 원리의 변형예가 도 3과 관련하여 보다 상세하게 논의될 것이다.
완전성을 위해서, 이 제 2 원리에 대해 프로세서(16)는 제 2 음향 차동의 계산을 수행하고 제 2 음향 차동이 각각의 트랜스듀서 세트를 사용하여 재생 가능한 주파수만을 포함하도록 필터링을 수행함에 유의해야 한다. 또한, 출력(14a-14c)을 포함하는 개별 오디오 신호를 출력하는 수단은 적어도 하나의 부가적인 출력(14d)에 의해 향상된다.
전체 주파수 범위의 제 2 부분을 재생하는 전술한 원리 양자 모두는 제 2 음향 차동(1, 2 또는 고차)이 제 1 음향 차동을 재생하는데 사용되는 트랜스듀서의 세트와는 상이한 트랜스듀서의 세트를 사용하여 재생된다는 공통점을 갖는다.
추가 실시예에 따르면, 3개 이상의 주파수 대역이 3개 이상의 음향 차동을 사용함으로써 재생될 수 있도록 전체 주파수 대역의 제 2 부분을 재생하는 두 가지 기본 개념이 결합될 수 있다. 여기서, 음향 차동(제 1 음향 차동은 제외)은 사용된 원리에 따라 1 이상의 차수를 가질 수 있다.
2개의(대역 제한된) 주파수 범위는 통상적으로 서로 분리되지만, 필터 에지에 의해 야기되는 전이 영역을 가질 수 있음에 유의한다. 대안적으로, 2개의 주파수 부분을 필터링하기 위한 필터는 중첩하는 부분을 갖도록 설계될 수 있다.
이하에서, 전술한 기본 실시예에 대한 배경이 상세하게 설명될 것이다.
도 2a는 포지션 x1, x2 및 x3에서의 3개의 라우드 스피커(20a, 20b 및 20c) 및 참조 번호 30으로 표시된 바람직한 청취 지점을 도시한다. 여기서, 사운드는 바람직한 청취 지점(30)을 향해 제로 조향하면서 2 차 음향 차동으로 재생된다.
2 차 음향 차동은 0을 공통 지점으로 가리키는 2개의 1 차 음향 차동을 감산함으로써 발생된다. 다시 말하면, 2 차 음향 차동은 2개의 1 차 음향 차동을 결합하여 발생된다는 것을 의미한다. 포지션 x1 및 x2에서의 라우드 스피커(20a 및 20b)와의 1 차 음향 차동은
Figure pct00002
(1)
에 의해 발생된다.
변수 s1 및 s2는 트랜스듀서(20a 및 20b)가 구동되는 신호를 지칭한다. 차동의 중심은 x 포지션에서
Figure pct00003
이다. 지연 τ1 및 τ2는 제로가 m1으로부터 바람직한 청취 포지션(30)을 향해 조향되도록 한다. 포지션 x2 및 x3에서 라우드 스피커(20b 및 20c)와의 1 차 음향 차동은
Figure pct00004
(2)
에 의해 발생된다.
여기서, 변수 s2 및 s3은 트랜스듀서(20b 및 20c)에 대한 신호를 지칭한다. 차동의 중심은 x 포지션에서
Figure pct00005
이다. 지연
Figure pct00006
및
Figure pct00007
은 제로가 m2로부터 바람직한 청취 포지션(30)을 향해 조향되도록 한다, 즉
Figure pct00008
이다. 2개의 1 차 차동은 바람직한 청취 포지션(30)을 향한 제로 조향으로 2 차 차동을 발생시키기 위해 감산된다.
Figure pct00009
(3)
1 차 차동의 제로의 방향은
Figure pct00010
(4)
이다.
조향 지연은 다음과 같이 조향 각도와 관련된다:
Figure pct00011
(5)
각도
Figure pct00012
및
Figure pct00013
은 도 2a 내에 표시됨에 유의한다. 3개의 지연은 가장 작은 지연이 제로가 되어야 한다는 부가적인 조건으로 컴퓨팅된다.
이 절차는 다른 말로 표현하면, 차동이 특정 방향 또는 지점의 영역(지점 30 참조)에서 제로 응답을 갖도록 지연(및/또는 반전) 동작이 적용될 수 있다는 것이다.
다음의 논의에서, 지향성 패턴은 도 2b에 도시된 바와 같이 반경 r을 갖는 원을 측정 할 때 생기는 것으로 고려된다.
여기서, 3개의 라우드 스피커(20a, 20b 및 20c)는 x1 = 0.2 m, x2 = -0.6 m 및 x3 = -1.4 m에 있다. 도 2a와 관련하여 논의된 바와 같이 음향 차동을 발생시킴으로써, 도 2a에 도시 된 바와 같이, 어레이 주위 또는 어레이의 지점 32 주위의 원을 걷고 있는 거리 r에 있는 청취자를 위해 고려된 지향성 패턴이 발생될 수 있다.
음의 x 방향(2 차 테일 카디오이드의 보기 방향(look direction))에서의 결과적인 주파수 응답이 도 2c에 의해 도시된다. 동작 범위는 약 100 Hz에서 200 Hz이다. 낮은 주파수의 경우, 진폭이 너무 낮으며, 낮은 주파수 롤 오프가 확장되는 경우 강력한 라우드 스피커를 필요로 할 것이다. 높은 주파수에서는, 지향성 패턴이 일치하지 않게 된다. 이러한 주파수 종속 효과는 2 차 음향 차동의 지향성 패턴을 도시하는 도 2d에 의해 도시된다. 알 수 있는 바와 같이, 동작 범위(100 내지 200 Hz) 내에서, 지향성 패턴은 매우 유사하다. 60 Hz 처럼 낮은 주파수의 경우 진폭이 낮고, 240 Hz 보다 높은 주파수의 경우 지향성 패턴이 앨리어싱된다. 이 분석에 따라, (2 이상 차수를 갖는 음향 차동을 사용하여 재생되는) 전체 주파수 범위의 제 1 부분이 선택된다. 결과적으로, 주파수 범위는 이 선택된 부분의 위와 아래에 있다. 이 선택된 부분(여기서는 100 Hz 아래 및 200 Hz 위)은 위에서 설명된 바와 같이 다양한 트랜스듀서 세트에 대해 계산되는 제 2(및 제 3) 음향 차동의 사용에 의해 재생되어야 한다.
설명된 바와 같이, 2 차 음향 차동은 일관된 주파수 응답 및 지향성 패턴을 제공하는 제한된 주파수 범위를 갖는다. 종래에는, 차동 마이크로폰 및 라우드 스피커 신호 프로세싱에서,(앨리어싱을 방지하기 위해) 동작 범위를 높은 주파수로 시프트하도록 마이크로폰/라우드 스피커 사이의 비교적 작은 거리가 사용되었다. 그 다음에, 더 낮은 주파수 롤 오프는 낮은 쉘빙(shelving) 유형 필터로 보상된다. 이 절차는 특히 라우드 스피커의 경우 단점, 즉 낮은 주파수가 증폭되어 낮은 주파수 재생에 대한 라우드 스피커 요구사항을 증가시키는 단점을 가지며, 이는 린 폼 팩터(lean form factor)에서는 종종 비현실적이다. 또한, 제 2 차수의 경우, 낮은 주파수 롤 오프가 옥타브 당 12dB이므로 낮은 주파수 롤 오프 보상은 완전히 비현실적이다.
더 넓은 동작 대역폭을 달성하기 위해서는, 상이한 주파수에 대한 상이한 라우드 스피커의 세트가 사용되어야 한다. 전술한 예(도 2 참조)는 바람직하게는 약 100 내지 200 Hz의 주파수 범위 내에서만 사용 가능하다. 라우드 스피커 트리플의 다른 세트는 200 내지 400 Hz 및/또는 400 내지 800 Hz 등의 주파수 범위를 커버하는 데 사용될 것이다.
이러한 라우드 스피커 셋업 또는 라우드 스피커 어레이는 도 3에 의해 도시된다. 도 3의 어레이(20')는 5개의 라우드 스피커(20a-20e)를 포함하는데, 이는 최대 3개 대역의 2 차 음향 차동에 사용될 수 있다. 도 2a의 예와 비교하면, 도 2a에서, 2개의 라우드 스피커(20d 및 20e 참조)가 추가되고 모든 라우드 스피커(20a 내지 20e)의 x 축을 따른 포지셔닝이 변경되었다. 5개의 라우드 스피커로 3개의 상이한 조합이 가능하기 때문에, 각각 3개의 라우드 스피커를 사용할 수 있다. 이러한 조합은 트리플이라고 지칭된다. 3개의 대역에 사용되는 라우드 스피커 트리플은 도면 부호 26a, 26b 및 26c로 표시된다. 제 1 트리플(26a)은 라우드 스피커(20a, 20d 및 20e)를 포함하고, 제 2 트리플(26b)은 라우드 스피커(20a, 20b 및 20d)를 포함하며, 여기서 제 3 트리플(26c)은 라우드 스피커(20b, 20c 및 20d)를 포함한다.
알 수 있는 바와 같이, 라우드 스피커(20a-20e)는 라우드 스피커(20a 및 20d)가 라우드 스피커(20d 및 20e) 사이의 거리와 동일한 거리만큼 서로 이격되도록 배열될 수 있다. 라우드 스피커(20b)는 라우드 스피커(20a 및 20d) 사이의 중간에 배열된다. 예를 들어, 제 1 라우드 스피커(20a)는 포지션 0.2 m에, 제 2 라우드 스피커(20b)는 포지션 -0.2 m에, 제 3 라우드 스피커(20c)는 포지션 -0.4 m에 배열될 수 있으며, 제 4 라우드 스피커(20d)는 포지션 -0.6 m에 배열될 수 있으며, 여기서 제 5 라우드 스피커(20e)는 포지션 -1.2 m에 배열될 수 있다. 또한, 라우드 스피커(20c)는 라우드 스피커(20b 및 20d) 사이의 중심에 배열된다. 이러한 배열 조건으로 인해, 일부 트랜스듀서가 상이한 세트에 사용되더라도, 제 1 트리플(26a), 제 2 트리플(26b) 및 제 3 트리플(26c)의 모든 라우드 스피커는 등거리라는 사실이 달성된다.
도 4a는 음의 x 방향(2 차 테일 카디오이드의 보기 방향)으로 필터링하기 전의 3개의 다이폴의 주파수 응답을 도시한다. 주파수 응답(26a_fr1, 26b_fr1 및 26c_fr1)은 도 3의 트리플(26a, 26b 및 26c)에 속한다. 이 데이터는 합리적인 서브 대역 전이 주파수가 200 Hz 및 500 Hz, 또는 일반적으로 100 Hz 내지 300 Hz 사이, 및 350 Hz 내지 800 Hz 사이일 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 3개의 서브 대역은 차수 3 IIR 풀 레이트 필터 뱅크로 구현되었다.
부가적인 서브 대역 프로세싱을 갖는 다이폴의 결과적인 주파수 응답은 도 4b에 의해 도시된다. 주파수 응답(26a_fr2, 26b_fr2 및 26c_fr2)은 트리플(26a, 26b, 26c)에 속하고, 주파수 응답(26a_fr1, 26b_fr1 및 26c_fr1)의 프로세싱에서 기인한다. 서브 대역 2 차 음향 차동을 재생하는 데 사용되는 상이한 라우드 스피커 트리플(26a-26c)의 라우드 스피커(20a-20e)의 상이한 포지션 때문에, 지연은 서브 대역의 전이 주파수에서 바람직하지 않은 간섭을 야기할 수 있다. 상이한 서브 대역 신호의 사운드 재생을 지연 정렬시키려면, 서브 대역 당 3개의 라우드 스피커에 대한 공식 (5)의 지연 τ1, τ2 및 τ3에 지연 오프셋이 추가될 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 제안된 기술은 또한 고차 음향 차동을 위해 구현될 수 있다. 이 경우, 3개의 라우드 스피커 쌍이 고려되며 적어도 4개의 라우드 스피커가 필요하다. 4개의 라우드 스피커로, 3개의 1 차 차동이 재생될 수 있다:
Figure pct00014
(6),
Figure pct00015
(7),
Figure pct00016
(8)
라우드 스피커 1 내지 3에 대해 (6)을 고려하고 동시에 (7)을 역으로 하여 2 차 차동을 재생한다((3)과 유사함). 라우드 스피커 2 내지 4에 대해 (7)을 고려하고 동시에 (8)을 역으로 하여 제 2 2 차 차동을 재생한다. 3 차 음향 차동은 2개의 2 차 차동을 동시에 재생함으로써 구현되며, 하나는:
Figure pct00017
(9)
를 역으로 한다.
일반적으로, k 번째 차수의 음향 차동에 대한 라우드 스피커 신호는 다음과 같이 컴퓨팅된다:
Figure pct00018
(10) 또는
Figure pct00019
(11)
여기서 k는 차동의 차수이고, n은 라우드 스피커 번호이며, 여기서 n = (1,2,...,k+1)이다. 즉, k 번째 차수의 음향 차동의 경우, k + 1(등거리) 라우드 스피커가 필요하다.
지연은 2 차 차동에 대해 전술된 것과 유사한 개념으로 컴퓨팅된다.
예를 들어, 지연을 얻기 위한 간단한 알고리즘은 다음과 같다:
Figure pct00020
τ1 = 0으로 셋업하고(음 또는 양) 지연 τ2를 컴퓨팅하여 1 차 차동의 제로 방향이 원하는대로 되도록 한다, 예를 들어 선호하는 청취 지점을 가리킨다.
Figure pct00021
이전에 계산된 τ2를 고려하여, 제 2 차동에 대한 τ3을 컴퓨팅하여 제로가 원하는 방향을 가리키도록 한다.
Figure pct00022
이전에 계산된 τ3을 고려하여, 제 3 차동에 대한 τ4를 컴퓨팅하여 제로가 원하는 방향을 가리키도록 한다.
Figure pct00023
모든 지연에 오프셋, 예를 들어
Figure pct00024
(10)
을 추가하여 원하는 지연 범위로 오게 한다.
Figure pct00025
상이한 서브 대역을 사용하는 경우, 각각의 서브 대역의 라우드 스피커 신호에 부가된 지연 오프셋은 (10)과 상이할 수 있다, 즉 서브 대역 사이의 간섭을 감소시키도록 결정될 수 있다.
따라서, 일 실시예는 각각의 음향 차동에 대한 지연 특성을 계산하는 방법을 제공한다.
또 다른 실시예에 따르면, 프로세서는 반전 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 라우드 스피커들 사이에 1 m의 거리를 갖는 라우드 스피커 쌍은 길이 2 m(1 m는 제 1 라우드 스피커와 제 2 라우드 스피커 사이의 간격이고, 1 m는 제 2 라우드 스피커와 제 3 라우드 스피커 사이의 간격임)의 어레이를 갖는 2 차 다이폴과 유사한 주파수 범위를 갖는 1 차 다이폴을 가능하게 한다.
따라서, 어레이의 애퍼쳐는 특정 크기로 제한된다. 1 차 다이폴(도 5a에서 26a)은 2 차 다이폴(26b, 26c 및 26d)보다 낮은 주파수 범위를 처리할 수 있다. 이는 더 낮은 주파수에 대해서는 1 차 다이폴(26a)을 그리고 더 높은 주파수에 대해서는 2 차 다이폴(26b, 26c 및 26d)의 사용을 유도한다. 예가 도 3의 알림을 사용하여 도 5a에 도시되어 있다.
반대로, 높은 주파에서는 매우 작은 라우드 스피커를 사용하지 않는다면, 라우드 스피커 간격이 정밀한 음향 차동을 재생하기에는 너무 크다. 이것은(음향 차동을 하려고 시도하지 않으면서) 라우드 스피커에 직접 신호를 제공함으로써 높은 주파수의 재생을 유도한다. 또한, 높은 주파수에서, 라우드 스피커는 보통 꽤 지향성이 있다. 따라서, 단 하나의 라우드 스피커라도 가리키는 방향을 향해 효과적인 빔을 방출한다. 이러한 셋업은 도 3의 알림을 사용하여 도 5b에 의해 도시된다. 여기서, 2 차 다이폴(26a', 26b 및 26c) 및 하나의 단일 라우드 스피커(26d)가 사용된다.
일반적으로 말해서, 각각의 주파수 대역에 대해 대응하는 주파수 대역에서 가장 바람직한 성능을 제공하는 음향 차동 차수를 사용할 수 있다. 이는 상이한 주파수 대역에서 상이한 차수가 사용되는 것을 초래할 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 낮은 주파수 범위는 서브 우퍼에 대한 부가적인 출력을 사용하여 재생되거나 지원될 수 있다. 따라서, 계산 유닛은 서브 우퍼 출력을 포함할 수 있다.
도 5c는 멀티 대역 2 채널의 예를 도시한다. 여기서, 예시의 셋업은 스테레오 재생을 위한 7개의 라우드 스피커(20a-20g)를 포함한다. 3개의 2 차 차동(26a', 26b, 26c)은 좌측 채널에 사용되고 3개는 우측 채널(26d, 26e, 26f)에 사용된다. 서브 대역 당 좌측 채널 라우드 스피커 트리플은 좌측 배향으로 선택되고, 우측 채널 라우드 스피커 트리플은 우측 배향으로 선택된다. 이 예에서, 대역l은 좌측과 우측 사이의 라우드 스피커를 공유한다는 것에 유의한다.
설명한 바와 같이, 음향 차동은 라우드 스피커 쌍(1 차), 트리플(2 차) 또는 그 이상(고차)으로 재생된다. 라우드 스피커 위치가 청취 포지션에 대해 좌우 대칭인 경우, 음향 다이폴이 재생된다, 즉 지향성 특성은 좌우 대칭이다. 라우드 스피커가 청취 포지션에 대해 좌측에 있는 경우, 음향 차동은 좌측 배향 지향성 특성을 갖는다. 우측에 대해서도 유사하다. 2개의 입력 신호(스테레오)를 재생하기 위해, 음향 차동을 재생하기 위해 좌측의 라우드 스피커의 그룹을 선택하여 좌측 신호를 좌측으로 투사한다. 유사하게, 우측 신호의 경우, 우측의 라우드 스피커가 선택될 수 있다. 이는 스테레오의 재생을 가능하게 하며, 한편 좌우 신호는 좌측 및 우측으로 투사되어 넓은 스테레오 이미지를 초래한다.
일 실시예는 위에서 정의된 바와 같은 계산 유닛(10)을 제공하며, 여기서 프로세서(16)는 부가된 3개의 출력(14a-14c) 중 2개를 사용하여 출력되도록 2개의 추가 개별 오디오 신호를 계산하도록 구성되어, 제 1 차수를 갖는 제 2 음향 차동은 2개의 출력(14a-14c)을 통해 제어되는 2개의 트랜스듀서(20a-20e)를 사용하여 발생되고, 여기서 프로세서(16)는 제 1 제한된 부분과 상이한 오디오 스트림의 주파수 범위의 제 2 제한된 부분을 포함하는 제 2 통과 대역 특성을 사용하여 2개의 개별 오디오 신호를 필터링하도록 구성된다.
상기 실시예와 관련하여, 어레이(20/20')의 트랜스듀서(20a-20e)는(바람직하게는) 공통 인클로저 내에 배열될 수 있음을 유의해야 한다. 대안적으로, 어레이(20/20')는 복수의 트랜스듀서(20a-20e)에 의해 형성될 수 있으며, 각각의 트랜스듀서(20a-20e)(또는 트랜스듀서(20a-20e) 중 적어도 2개)는 별도의 인클로저를 갖는다.
계산 유닛(10)은 실시예에 따라 5개의 트랜스듀서(20a-20e)에 대한 적어도 5개의 출력(14a-14d + 부가적인 출력을 참조)을 더 포함할 수 있으며, 여기서 제 1 음향 차동은 제 1 그룹에 속하는 5개의 출력(14a-14d) 중 적어도 3개를 사용하여 발생되고, 여기서 제 2 그룹에 속하는 5개의 출력(14a-14d) 중 적어도 2개를 사용하여 제 2 음향 차동이 발생되고, 여기서 제 3 음향 차동은 제 3 그룹에 속하는 5개의 출력(14a-14d) 중 적어도 2개를 사용하여 발생되고, 여기서 제 1, 제 2 및 제 3 그룹은 적어도 하나의 출력(14a-14d)에 대해 서로 상이하다.
사운드 재생은 실시예에 따라 2 이상의 차수를 갖는 제 1 음향 차동 및 제 1 차수로 제한된 추가 음향 차동에 기초할 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 계산 유닛은 서브 우퍼에 대한 부가적인 출력을 포함할 수 있으며, 여기서 프로세서(16)는 오디오 스트림에 기초하여 계산하고, 제 2 제한된 부분의 제 1 제한된 부분, 제 2 제한된 부분, 및/또는 제 3 제한된 부분의 주파수 범위보다 낮은 오디오 스트림의 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 특성을 사용하여 서브 우퍼 오디오 신호를 필터링하도록 구성된다.
오디오 스트림은 입체 음향 스트림일 수 있다, 즉 프로세서(16)는 입체 음향 스트림의 좌측 채널을 재생하는 좌측으로 향하는 로브의 제 1 음향 차동 및 입체 음향 스트림의 우측 채널을 재생하는 우측으로 향하는 로브를 갖는 제 2 음향 차동을 계산하도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 오디오 스트림은 멀티 채널 스트림(예를 들어, 5.1 스트림)일 수 있다. 이 경우, 프로세서(16)는 전술된 어레이를 사용하여 재생될 수 있도록 멀티 채널 스트림을 렌더링하도록 구성될 수 있다.
추가 실시예는 전술한 장치/계산 유닛 및 적어도 3개의 트랜스듀서를 포함하는 어레이를 포함하는 시스템을 제공한다.
일 실시예는 다음을 포함하는 시스템을 제공한다:
- 사운드 재생을 위한 계산 유닛(10); 및
- 적어도 3개 또는 4개의 트랜스듀서(20a-20e)를 갖는 어레이(어레이(20) 참조), 여기서 제 1 차수를 갖는 제 2 음향 차동을 발생시키는데 사용되는 트랜스듀서(20a-20e)는 제 1 음향 차동을 발생시키는 데 사용되는 트랜스듀서(20a-20e) 사이의 거리보다 큰 거리만큼 서로 이격되어 있거나, 여기서 제 2 그룹의 출력(14a-14d)을 통해 제어되는 트랜스듀서(20a-20e)는 제 1 그룹에 속하는 출력(14a-14d)을 통해 제어되는 트랜스듀서(20a-20e) 사이의 거리보다 큰 거리만큼 서로 이격되어 있음.
또한, 상기 실시예는 단일 음향 차동을 계산하기 위한 장치와 관련하여 논의되었지만, 추가 실시예는 대응하는 방법을 언급한다.
몇몇 양상이 장치의 맥락에서 설명되었지만, 이들 양상이 또한 대응하는 방법의 설명을 나타내는 것이 명백하며, 여기서 블록 및 디바이스는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 대응한다. 유사하게, 방법 단계의 문맥에서 설명된 양상은 또한 대응하는 블록 또는 품목 또는 대응하는 장치의 특징의 설명을 나타낸다. 방법 단계의 일부 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 사용하여) 실행될 수 있다. 일부 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계 중 하나 이상이 그러한 장치에 의해 실행될 수 있다.
본 발명의 프로세싱된(인코딩된) 오디오 신호는 디지털 저장 매체에 저장될 수 있거나 인터넷과 같은 유선 송신 매체 또는 무선 송신 매체와 같은 송신 매체로 송신될 수 있다.
특정 구현 요건에 따라, 본 발명의 실시예는 하드웨어로 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 구현은 각각의 방법이 수행되도록 프로그래밍 가능한 컴퓨터 시스템과 협력하는(또는 협력할 수 있는) 전기적으로 판독 가능한 제어 신호가 저장된, 디지털 저장 매체, 예를 들어, 플로피 디스크, DVD, 블루 레이, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM 또는 플래시 메모리를 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 디지털 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능일 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예는 본원에 설명된 방법 중 하나가 수행되도록 프로그램 가능 컴퓨터 시스템과 협력할 수 있는 전자 판독 가능 제어 신호를 갖는 데이터 캐리어를 포함한다.
일반적으로, 본 발명의 실시예는 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 상에서 구동될 때 방법 중 하나를 수행하도록 동작하는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 프로그램 코드는 예를 들어, 머신 판독 가능 캐리어에 저장될 수 있다.
다른 실시예는 기계 판독 가능 캐리어 상에 저장된, 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함한다.
다시 말해, 본 발명의 방법의 실시예는, 따라서, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 상에서 구동될 때, 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.
상기에서 사용된 오디오 스트림은 멀티 채널 오디오 스트림 또는 입체 음향 스트림 또는 앰비언스(ambience) 스트림일 수 있음에 유의해야 한다.
따라서, 본 발명의 방법의 다른 실시예는 그 위에 기록된, 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 데이터 캐리어(또는 디지털 저장 매체 또는 컴퓨터 판독 가능 매체)이다. 데이터 캐리어, 디지털 저장 매체 또는 기록 매체는 통상적으로 유형 및/또는 비일시적이다.
따라서, 본 발명의 방법의 다른 실시예는 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 나타내는 데이터 스트림 또는 신호의 시퀀스이다. 데이터 스트림 또는 신호의 시퀀스는 데이터 통신 접속을 통해, 예를 들어, 인터넷을 통해 전송되도록 구성될 수 있다.
추가 실시예는 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하도록 구성되거나 적응된 프로세싱 수단, 예를 들어 컴퓨터 또는 프로그램 가능 논리 디바이스를 포함한다.
추가 실시예는 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함한다.
본 발명에 따른 추가 실시예는 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 수신기에(예를 들어, 전자적으로 또는 광학적으로) 전송하도록 구성된 장치 또는 시스템을 포함한다. 수신기는 예를 들어, 컴퓨터, 모바일 디바이스, 메모리 디바이스 등일 수 있다. 장치 또는 시스템은 예를 들어 컴퓨터 프로그램을 수신기에 전송하기 위한 파일 서버를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 프로그램 가능 논리 디바이스(예를 들어, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이)는 본원에 설명된 방법의 기능 중 일부 또는 전부를 수행하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이는 본원에 설명된 방법 중 하나를 수행하기 위해 마이크로프로세서와 협력할 수 있다. 일반적으로, 방법은 바람직하게는 임의의 하드웨어 장치에 의해 수행된다.
전술된 실시예는 본 발명의 원리를 예시하기 위한 것일 뿐이다. 본원에 설명된 구성 및 세부사항의 수정 및 변형은 당업자에게 명백할 것임을 이해한다. 따라서, 곧 있을 청구범위의 범위에 의해서만 제한되고 본원의 실시예에 대한 기술 및 설명에 의해 제공된 특정 세부사항에 의해서만 한정되는 것은 아니다.

Claims (18)

  1. 적어도 3개의 트랜스듀서(20a-20e)를 갖는 어레이(20)를 포함하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10)에 있어서,
    상기 어레이(20)를 사용하여 재생될 오디오 스트림을 수신하기 위한 입력 수단(12);
    프로세서(16); 및
    상기 어레이(20)의 상기 적어도 3개의 트랜스듀서(20a-20e)를 제어하기 위한 적어도 3개의 출력(14a-14c);을 포함하고,
    상기 프로세서(16)는 2 이상의 차수의 음향 차동이 상기 어레이(20)를 사용하여 재생되도록 적어도 3개의 개별 오디오 신호를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서(16)는 상기 2 이상의 차수의 음향 차동이 청취 영역을 향해 제로 응답을 갖도록 상기 개별 오디오 신호를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는 공식
    Figure pct00026

    에 기초하여 2 차 음향 차동을 계산하도록 구성되고,
    각각의 τ1, τ2 및 τ3은 3개의 개별 오디오 신호(S1, S2 및 S3)에 대응하는 지연 특성인 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(16)는 공식
    Figure pct00027
    또는
    Figure pct00028

    에 기초하여 고차 음향 차동을 계산하도록 구성되고,
    각각의
    Figure pct00029
    은 k번째 차수의 차동에 필요한 n개의 개별 오디오 신호에 대응하는 지연 특성인 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(16)는 수신된 오디오 스트림을 적어도 2개의 주파수 대역으로 분할하고 상기 적어도 2개의 주파수 대역에 대한 개별 오디오 신호를 계산하도록 구성되고, 라우드 스피커의 적어도 2개의 상이한 서브 세트는 2 이상의 차수의 음향 차동이 상기 적어도 2개의 주파수 대역 내에서 재생되도록 상기 적어도 2개의 주파수 대역의 오디오 신호를 통해 제어되는 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(16)는 수신된 오디오 스트림을 적어도 2개의 주파수 대역으로 분할하고, 상기 2개의 주파수 대역 중 제 1 주파수 대역에 대한 개별 오디오 신호를 계산하고 및/또는 상기 적어도 2개의 주파수 대역 중 제 2 주파수 대역에 대한 오디오 신호를 계산하도록 구성되고, 상기 수신된 오디오 스트림의 전체 주파수 범위 또는 상기 제 2 주파수 대역의 오디오 신호는 하나 이상의 트랜스듀서에 직접 제공되는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(16)는 수신된 오디오 스트림을 적어도 2개의 주파수 대역으로 분할하고, 상기 2개의 주파수 대역 중 제 1 주파수 대역에 대한 개별 오디오 신호 및/또는 상기 적어도 2개의 주파수 대역 중 제 2 주파수 대역에 대한 오디오 신호를 계산하도록 구성되고, 상기 제 2 주파수 대역의 오디오 신호는 1 차 음향 차동을 사용하여 상기 어레이에 의해 또는 상기 1 차 음향 차동을 재생하기 위해 라우드 스피커 쌍에 의해 재생되는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 주파수 대역의 제 1 대역과 제 2 대역 사이의 롤 오프 주파수는 50 Hz와 400 Hz 사이의 범위 내에 있고, 및/또는 제 2 대역과 추가 대역 사이의 롤 오프 주파수는 100 Hz와 1000 Hz 사이의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오디오 스트림은 적어도 2개의 입력 신호를 포함하고, 상기 프로세서(16)는 상기 2개의 입력 신호 중 적어도 제 1 입력 신호에 대한 그리고 상기 2개의 입력 신호 중 적어도 제 2 입력 신호에 대한 개별 오디오 신호를 계산하도록 구성되고, 상기 제 1 입력 신호 및 상기 제 2 입력 신호에 대한 개별 오디오 신호는 사용된 라우드 스피커 또는 인가된 파라미터에 대해 서로 상이한 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어레이(20)는 좌우 대칭형 라우드 스피커 셋업을 포함하고,
    상기 오디오 스트림은 적어도 2개의 채널에 대한 적어도 2개의 입력 신호를 포함하고, 상기 프로세서(16)는 상기 2개의 채널 중 제 1 채널 및 상기 2개의 채널 중 제 2 채널에 대한 개별 오디오 신호를 렌더링하도록 구성되고,
    상기 제 1 채널에 대한 개별 오디오 신호는 상기 어레이의 좌측 배향 라우드 스피커를 통해 출력되는 음향 차동을 포함하고, 상기 제 2 채널에 대한 개별 오디오 신호는 상기 어레이의 우측 배향 라우드 스피커를 통해 출력되는 음향 차동을 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어레이(20)는 좌우 대칭형 라우드 스피커 셋업을 포함하고;
    최좌측 및 최우측의 트랜스듀서(20a-20e)는 낮은 주파수 용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어레이(20)는 좌우 대칭형 라우드 스피커 셋업을 포함하고,
    상기 오디오 스트림은 적어도 4개의 채널에 대한 적어도 4개의 입력 신호를 포함하고, 상기 프로세서(16)는 상기 4개의 채널 중 제 1 채널 및 제 3 채널과 상기 4개의 채널 중 제 2 채널 및 제 4 채널에 대한 개별 오디오 신호를 렌더링하도록 구성되고,
    상기 제 1 채널 및 상기 제 3 채널에 대한 개별 오디오 신호는 상기 어레이의 좌측 배향 라우드 스피커를 통해 출력되는 음향 차동을 포함하고, 상기 제 2 채널 및 상기 제 4 채널에 대한 개별 오디오 신호는 상기 어레이의 우측 배향 라우드 스피커를 통해 출력되는 음향 차동을 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 4개의 트랜스듀서(20a-20e)에 대한 적어도 4개의 출력(14a-14c)을 포함하고,
    상기 제 1 음향 차동은 제 1 그룹에 속하는 상기 4개의 출력(14a-14c) 중 적어도 3개를 사용하여 발생되고,
    상기 프로세서(16)는 추가 2 이상의 차수의 음향 차동이 상기 어레이(20)를 사용하여 발생되도록, 제 2 그룹의 상기 적어도 4개의 출력(14a-14c) 중 3개를 사용하여 출력될 3개의 추가 개별 오디오 신호를 계산하도록 구성되고,
    상기 프로세서(16)는 제 1 제한된 부분과 상이한 상기 오디오 스트림의 주파수 범위의 제 2 제한된 부분을 포함하는 통과 대역 특성을 사용하여 상기 3개의 추가 개별 오디오 신호를 필터링하도록 구성되고,
    상기 제 2 그룹의 출력(14a-14c) 중 적어도 하나의 출력은 상기 제 1 그룹의 출력(14a-14c)과 상이한 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(16)는 개별 오디오 신호가 지연 특성, 위상 특성 및/또는 크기 특성에 대해 서로 상이하도록 상기 개별 오디오 신호를 계산하는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10).
  15. 시스템(100)에 있어서,
    제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 사운드 재생 시스템을 위한 계산 유닛(10); 및
    적어도 3개의 트랜스듀서(20a-20e)를 갖는 어레이(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템(100).
  16. 적어도 3개의 트랜스듀서(20a-20e)를 갖는 어레이(20)를 포함하는 사운드 재생 시스템을 위한 사운드 재생을 계산하는 방법으로서,
    상기 어레이(20)를 사용하여 재생될 것이고 주파수 범위를 갖는 오디오 스트림을 수신하는 단계;
    2 이상의 차수를 갖는 제 1 음향 차동이 상기 어레이(20)를 사용하여 발생되도록, 적어도 3개의 출력(14a-14c)을 사용하여 출력될 적어도 3개의 개별 오디오 신호를 계산하는 단계; 및
    상기 어레이(20)의 상기 적어도 3개의 트랜스듀서(20a-20e)를 제어하기 위해 적어도 3개의 오디오 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 사운드 재생을 계산하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 오디오 스트림의 주파수 범위의 제 1 제한된 부분을 포함하는 제 1 통과 대역 특성을 사용하여 상기 적어도 3개의 개별 오디오 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하고; 및/또는
    상기 개별 오디오 신호의 각각의 지연 특성을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사운드 재생 시스템을 위한 사운드 재생을 계산하는 방법.
  18. 컴퓨터 상에서 실행되는 경우 제 16 항 또는 제 17 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코더를 갖는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 디지털 저장 매체.
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