KR20220114067A - 3차원 음장 생성을 위한 오디오 장치 및 방법 - Google Patents

3차원 음장 생성을 위한 오디오 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220114067A
KR20220114067A KR1020227024389A KR20227024389A KR20220114067A KR 20220114067 A KR20220114067 A KR 20220114067A KR 1020227024389 A KR1020227024389 A KR 1020227024389A KR 20227024389 A KR20227024389 A KR 20227024389A KR 20220114067 A KR20220114067 A KR 20220114067A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
loudspeakers
dipole
frequency range
pair
loudspeaker
Prior art date
Application number
KR1020227024389A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102677772B1 (ko
Inventor
시모네 폰타나
지앙 리
페터 그로셰
Original Assignee
후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 filed Critical 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20220114067A publication Critical patent/KR20220114067A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102677772B1 publication Critical patent/KR102677772B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/302—Electronic adaptation of stereophonic sound system to listener position or orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/025—Arrangements for fixing loudspeaker transducers, e.g. in a box, furniture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H04R3/14—Cross-over networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/04—Circuit arrangements, e.g. for selective connection of amplifier inputs/outputs to loudspeakers, for loudspeaker detection, or for adaptation of settings to personal preferences or hearing impairments
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
    • H04S3/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
    • H04S3/008—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic in which the audio signals are in digital form, i.e. employing more than two discrete digital channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2205/00—Details of stereophonic arrangements covered by H04R5/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2205/022—Plurality of transducers corresponding to a plurality of sound channels in each earpiece of headphones or in a single enclosure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2400/00—Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2400/01—Multi-channel, i.e. more than two input channels, sound reproduction with two speakers wherein the multi-channel information is substantially preserved
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2400/00—Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2400/03—Aspects of down-mixing multi-channel audio to configurations with lower numbers of playback channels, e.g. 7.1 -> 5.1
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/01—Enhancing the perception of the sound image or of the spatial distribution using head related transfer functions [HRTF's] or equivalents thereof, e.g. interaural time difference [ITD] or interaural level difference [ILD]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/07—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

본 개시는 생성된 음장에 의해 개선된 3차원 사운드 경험을 제공하기 위한 오디오 장치(900)에 관한 것이다. 이를 달성하기 위해, 상기 오디오 장치(900)는 타원형 토러스 형상 및 복수의 확성기들(903a-903h)을 갖는 하우징(901), 및 처리 회로(1310)를 포함한다. 상기 처리 회로는 상기 복수의 확성기들(903a-903h)이 적어도 2개의 다른 주파수 범위(HF, MF) 내에서 크로스토크 제거를 위해 적어도 제1(DH1, DH3) 및 제2(DH2) 수평 쌍극자들을 형성하고, 상기 음장의 음고(1204a, 1204b)를 위한 적어도 제1 수직 쌍극자(DV1, DV3)를 형성할 수 있게 하는 방식으로 복수의 입력 신호(L, R, UL, UR)를 처리하도록 구성된다. 이로써, 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 적절한 거리를 이용하여 원하는 주파수 범위들(HF, MF)이 조절될 수 있다.

Description

3차원 음장 생성을 위한 오디오 장치 및 방법
본 개시는 오디오 프로세싱 및 사운드 생성에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 3차원 음장(soundfield)을 생성하기 위한 복수의 확성기들을 포함하는 오디오 장치 및 이에 대응하는 방법에 관한 것이다.
복수의 변환기들을 포함하는 사운드바들은 텔레비전, 스마트폰들 및 태블릿 컴퓨터들을 위한 사운드바들과 같은 서로 다른 미디어 애플리케이션들에 적합하다. 그러나 이러한 기존의 오디오 솔루션들 중 많은 부분이 사용자에게 쾌적하게 인식되지 않는다. 특히, 이러한 애플리케이션들 중 상당수가 사용자에게 편안한 3D 오디오 경험을 제공하지 않기 때문이다.
도 1은 변환기들(transducers)의 선형(linear) 어레이를 갖는 종래의 오디오 사운드바(30)를 도시한다. 이러한 오디오 장치는 기본적으로 사용자에게 향상된 3D 오디오 경험을 제공할 수 있다.
향상된 3차원 사운드 경험을 제공하는 오디오 장치 및 방법이 필요하다.
본 개시의 목적은 향상된 3차원 사운드 경험을 가능하게 하는 오디오 장치 및 대응하는 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적 및 다른 목적은 독립항들의 주제에 의해 달성된다. 추가적인 구현 형태들은 종속항들, 상세한 설명 및 도면들로부터 명백하다.
제1 양태에 따르면, 본 개시는 3차원 음장을 생성하기 위한 오디오 장치에 관한 것이다. 오디오 장치는 타원형 토러스(torus) 형상을 갖는 하우징 및 복수의 확성기들(loudspeakers)을 포함한다. 더욱이, 오디오 장치는 복수의 출력 신호들을 획득하기 위해 복수의 입력 신호들을 처리하고 복수의 출력 신호들을 복수의 확성기들로 출력하도록 구성된 처리 회로를 포함한다. 처리 회로는 복수의 입력 신호들을 처리하도록 구성되어, 복수의 확성기들의 제1 쌍은 음장의 제1 주파수 범위 내 좌측 신호 성분들과 우측 신호 성분들 간 크로스토크 제거를 위한 제1 쌍극자를 형성하고; 복수의 확성기들의 제2 쌍은 상기 음장의 제2 주파수 범위 내 좌측 신호 성분들과 우측 신호 성분들 간 크로스토크 제거를 위한 제2 쌍극자를 형성하고; 복수의 확성기들의 제3 쌍은 상기 음장의 음고(sound elevation)를 위한 제3 쌍극자를 형성한다. 상기 제1 주파수 범위는 상기 제2 주파수 범위보다 더 높은 주파수들로 확장되며, 즉, 상기 제1 주파수 범위의 상한은 상기 제2 주파수 범위의 상한보다 크고, 상기 제1 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 간 거리는 상기 제2 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 간 거리보다 작다.
따라서, 제1 양태에 따른 오디오 장치는 크로스토크 제거를 위한 제1 및 제2 쌍극자와 음고를 위한 제3 쌍극자를 사용함으로써 개선된 3차원 사운드 경험을 제공할 수 있게 한다. 오디오 장치의 실시예들은 도넛형(toroidal)의 하우징을 가지며 확성기들이 하우징 내에 구현될 수 있다. 음장은 하우징에 장착된 확성기들의 특정 배향(orientation)에 기초한 주요 방사 방향을 포함할 수 있다. 이로써, 주요 방사 방향은 청취자가 바람직하게는 고품질 3D 오디오 경험을 인지할 수 있는 근접한 영역을 정의할 수 있다. 타원형 토러스 형상은 특정한 경우로서 원형 토러스 형상을 포함한다. 도넛형 하우징 내의 확성기들의 타원형, 특히 원형 배열은 개선된 핸들링에 유용할 수 있는 컴팩트한 기하학적 구조를 추가로 정의할 수 있다. 더욱이, 확성기들의 타원형, 특히 원형 배열은 수평 및 수직 방향 모두에서 가변 쌍극자 거리(variable dipole distance)를 실현할 수 있는 방식으로 확성기들을 수용할 수 있게 한다. 이를 통해 수평 및 수직 쌍극자들의 쌍극자 거리를 적절하게 조정하여 각 청취자의 필요에 따라 음장의 주파수 범위를 정확하게 조정할 수 있다. 또한, 타원형, 특히 원형 배열에 기초한 서로 다른 쌍극자 거리를 갖는 복수의 수평 쌍극자들 및 수직 쌍극자들을 사용하는 것은 크로스토크 제거 부분 및 음고 부분 모두에 관하여 바람직하게는 높은 총 주파수 대역폭의 사용을 가능하게 한다. 확성기들은 동일 평면에 있거나 적어도 실질적으로 동일 평면에 있을 수 있으며 수평 및 수직 쌍극자 처리를 위해 공유될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 또한 휴대용 및 웨어러블 오디오 장치를 제공한다. 본 개시의 실시예는 또한 TV 또는 다른 이미지 또는 비디오 장치와 잠재적으로 연관될 수 있는 타원형 토러스 형상의 개방 체제 내의 수용 영역을 제공한다. 상기 실시예들 중 일부에 따라, 이러한 시각 장치의 시야 방향은 음장의 주요 방사 방향에 따라 조정될 수 있다.
여기에서 사용된 "크로스토크 제거(crosstalk cancellation)"는 두 개 이상의 확성기들을 통해 가상 3D 사운드를 청취자에게 전달하기 위한 오디오 기술을 의미하며, 여기서 확성기의 첫 번째(예: 왼쪽) 신호 성분들이 청취자의 첫 번째 귀(예: 왼쪽 귀)를 위해 준비되어 달되고, 확성기의 두 번째(예: 오른쪽) 신호 성분들이 첫 번째 귀와 다른 청취자의 두 번째 귀(예: 오른쪽)를 위해 준비되어 전달되도록 소스 신호들은 확성기 재생 이전에 사전 처리된다. 그렇게 함으로써, 사실상 음향 크로스토크의 상당 부분, 이상적인 상황에서 모든 음향 크로스토크가 다른 쪽 귀에서 상쇄되고 현저한 잔향(reverberation)이 존재하지 않는다. 일부 실시예에 따르면, 제2 귀에 대해 형성된 쌍극자의 전파 방향에 대한 제1 귀에 대해 형성된 쌍극자의 전파 방향에 의해 정의되는 각도 Δγ는 0° ≤ Δγ ≤ 15°의 범위 내일 수 있다.
추가(반대) 실시예에서, 제1 신호 성분들은 우측 신호 성분들일 수 있고 제1 귀는 우측 귀일 수 있고 제2 신호 성분들은 좌측 신호 성분들일 수 있고 제2 귀는 좌측 귀일 수 있다. 이해의 편의를 위해, 다음의 설명에서는 제1 신호 성분들이 좌측 신호 성분들이고 제1 귀가 좌측 귀이고 제2 신호 성분들이 우측 신호 성분들이고 제2 귀가 우측인 실시예를 설명하지만, 모든 설명은 대응하여 반대 실시예들에도 적용된다.
본 명세서에 사용된 "음고"는 음원에서 발생하는 사운드의 인식을 말하며, 여기서 사운드 인식은 2D 수평면 외부의 위치에서 발생한다. 이러한 가상 3D 사운드를 청취자에게 전달하기 위한 오디오 기술은 예를 들어 원래 소스(들)보다 더 높은, 즉 "상승된" 높이에 위치한 가상 소스(들)를 시뮬레이션하기 위해 방의 천장에 의한 반사를 사용한다. 일부 실시예에 따르면, 음장의 음고 부분의 전파 방향은 기계가 제공하는 위치 유형의 차원에 따라 조정될 수 있다. 일부 실시예에 따라, 하우징의 타원형 토러스 형상이 정의하는 주 평면의 법선 벡터와 음장의 음고 부분의 전파 방향에 의해 각각 정의되는 각도 Δβ1 및 Δβ2는 0°≤ Δβ1 ≤ 75° 및 0° ≤ Δβ2 ≤ 75°의 범위 내일 수 있고, 여기서 Δβ1의 음고 부분의 전파 방향은 위쪽을 향하고 Δβ2의 음고 부분의 전파 방향은 아래쪽을 향할 수 있다. 특정 실시예들에서, 각도 Δβ1 및 Δβ2는 20° ≤ Δβ1 ≤ 60° 및 20° ≤ Δβ2 ≤ 60°의 범위 내 일수 있다. 특정 실시예들에서, 각도 Δβ1 및 Δβ2는 40° ≤ Δβ1 ≤ 50° 및 40° ≤ Δβ2 ≤ 50°의 범위 내 일수 있다. 여기에서 특정 범위는 오디오 장치의 확성기들로부터 바람직하게 지정된 거리를 갖는 청취자에게 바람직하게 양호한 3D 사운드 경험을 가능하게 함을 나타낸다. 일부 실시예들에 따르면, 확성기들로부터의 그러한 바람직하게 지정된 거리는 100cm 내지 400cm의 범위 내 일수 있다.
제1 주파수 범위는 제2 주파수 범위와 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 대안적으로, 제1 주파수 범위와 제2 주파수 범위는 중첩되지 않을 수 있다. 제2 주파수 범위는 제1 주파수 범위보다 낮은 주파수들로 확장될 수 있다. 또한, 제2 주파수 범위의 중간 주파수 값은 제1 주파수 범위의 중간 주파수 값보다 작을 수 있다.
복수의 확성기들은 타원형 토러스 형상의 하우징을 따라 균일하게 분포될 수 있다. 크로스토크 제거를 위한 제1 쌍극자를 형성하는 확성기들의 제1 쌍 및 크로스토크 제거를 위한 제2 쌍극자를 형성하는 확성기들의 제2 쌍은 제1 쌍극자가 제2 쌍극자와 평행하거나 적어도 실질적으로 평행하게 변위된 배향으로 연장되도록 타원형 토러스 형상 하우징에 배열될 수 있다. 크로스토크 제거를 위한 제1 쌍극자를 형성하는 확성기들의 제1 쌍 및 음고를 위한 제3 쌍극자를 형성하는 확성기들의 제3 쌍은 제1 쌍극자가 제3 쌍극자에 직각 또는 적어도 실질적으로 직각인 배향으로 연장되도록 타원형 토러스 형상 하우징에 배열될 수 있다. 크로스토크 제거를 위한 제2 쌍극자를 형성하는 확성기들의 제2 쌍 및 음고를 위한 제3 쌍극자를 형성하는 확성기들의 제3 쌍은 제2 쌍극자가 제3 쌍극자에 직각 또는 적어도 실질적으로 직각인 배향으로 연장되도록 타원형 토러스 형상 하우징에 배열될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "실질적으로 수평인", "실질적으로 수직인", "실질적으로 평행한", "실질적으로 직각인" 및 유사한 표현은 35° 미만, 25° 미만, 15° 미만의 편차로 각각의 각도 배향을 정의하고, 또는 엄격한 수평, 수직, 평행 또는 직각 각도 배향으로부터 5° 미만이다. 일부 실시예들에 따라, 이러한 용어들은 오디오 장치의 기하학적 및 구조적 측면을 상대적인 방식으로 서로 상관시키는 데 사용될 수 있다. 추가 실시예들에 따라, 이러한 용어들은 오디오 장치의 사운드 방출 측면을 상대적인 방식으로 서로 상관시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 이러한 용어들은 오디오 장치의 기하학적 및 구조적 측면을 오디오 장치의 사운드 방출 측면과 상대적인 방식으로 상관시키는 데 사용될 수 있다.
타원형 토러스 형상의 하우징은 하우징에 의해 정의된 주 평면, 즉 하우징에 장착된 복수의 확성기들이 수직 또는 적어도 실질적으로 수직인 평면이 되도록 하는 작동 배향으로 배열되도록 구성될 수 있다. 이로써, 오디오 장치의 음장을 듣고자 하는 사용자에 의해 작동 방향이 각각 정의 및 정렬될 수 있다. 예를 들어, 오디오 장치의 하우징은 작동 배향에서 하우징에 의해 정의된 평면이 수직 또는 적어도 실질적으로 수직인 평면이 되도록 벽에 장착되거나 테이블에 배치되도록 구성될 수 있다. 오디오 장치의 작동 배향에서, 확성기들의 제1 쌍은 크로스토크 제거를 위해 제1 수평 또는 적어도 실질적으로 수평인 쌍극자를 형성할 수 있고, 확성기들의 제2 쌍은 크로스토크 제거를 위해 제2 수평 또는 적어도 실질적으로 수평인 쌍극자를 형성할 수 있으며, 이는 제1 수평 또는 적어도 실질적으로 수평인 쌍극자와 평행하거나 적어도 실질적으로 평행하지만, 제1 수평 또는 적어도 실질적으로 수평인 쌍극자와는 상이한 수직 높이에 위치하고, 확성기들의 제3 쌍은 음장의 음고를 위해 수직 또는 적어도 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성하고, 이는 제1 및/또는 제2 수평 또는 적어도 실질적으로 수평인 쌍극자들에 직각 또는 적어도 실질적으로 직각으로 배향된다.
추가적인 구현들에 따라, 제1 주파수 범위(예를 들어, 제1 오디오 주파수 범위)는 고주파수(HF) 범위를 포함 및/또는 제2 주파수 범위(예를 들어, 제2 오디오 주파수 범위)는 중간 주파수(MF) 범위를 포함한다. 유리하게는, 이것은 더 작은 쌍극자 거리를 갖는 제1 쌍극자에 의한 HF 범위 내 크로스토크 제거를 제공하는 것을 허용한다. 또한, 이것은 더 큰 쌍극자 거리를 갖는 제2 쌍극자에 의한 MF 범위 내 크로스토크 제거를 제공하는 것을 허용한다. 따라서, 더 큰 전체 주파수 범위에서 크로스토크 제거가 (적어도 더 정확하게) 달성된다. 일부 구현들에 따라, MF 범위는 102Hz ≤ MF ≤ 104Hz의 범위 내에 있을 수 있고/있거나 HF 범위는 103Hz 이상일 수 있다. 이러한 음향 쌍극자 거리는 음향 쌍극자를 형성하는 두 음향 변환기들의 위치들 사이의 거리로 정의될 수 있다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 제1 또는 제2 쌍의 확성기들 중 적어도 하나의 확성기는 또한 제3 쌍의 확성기들의 일부이다. 유리하게는, 이것은 하나 이상의 쌍극자에 대해 복수의 확성기들 중 하나 이상을 상승적으로 사용할 수 있게 하고, 이로 인해 덜 복잡한 기술 구현뿐만 아니라 더 컴팩트한 하우징을 가능하게 한다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 복수의 확성기들을 장착하는 하우징은 원형 토러스 형상을 갖는다. 따라서, 수평 및 수직 방향에서 동일하거나 적어도 유사한 쌍극자 거리들의 사용이 가능하고, 결과적으로 음장의 크로스토크 제거 부분 및 음장의 음고 부분에 대해 동일하거나 적어도 유사한 쌍극자 주파수들을 전송하도록 할 수 있다. 이것은 오디오 장치의 음장을 듣는 청취자에게 기분 좋은 것으로 간주되며 전체 오디오 품질을 향상시킬 수 있다. 추가로, 음장의 크로스토크 제거 부분과 음장의 음고 부분 모두에 관한 유사한 쌍극자 주파수들은 수직 및 수평 쌍극자 모두에 대해 적어도 부분적으로 동일한 확성기들를 사용하여 이 경우에도 달성될 수 있다. 그렇게 함으로써, 크로스토크 제거 제공 및 음고를 위해 요구되는 확성기들의 개수는 추가적으로 최소화될 수 있다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 제1 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들의 배열은 제1 쌍극자 배향을 정의하고, 제3 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들의 배열은 제3 쌍극자 배향을 정의하고, 제1 쌍극자 배향에 대한 제3 쌍극자 배향에 의해 정의된 제1 쌍극자 방위각 η1은 65° ≤ η1 ≤ 115°의 범위 내이다. 따라서, 음장의 추가적인 차원을 제공하는 추가 음고 부분을 통해 잘 정립된 2차원 크로스토크 제거 기술을 확장하여 향상된 3차원 사운드 경험을 제공할 수 있고, 여기서 음고 부분은 크로스토크 제거와 관련된 쌍극자 필드들에 최소한의 영향을 미치는 특정 각도 방향들로 전송된다. 결과적으로, 잘 정립된 크로스토크 제거 기술을 크게 방해하지 않고 3차원 사운드 경험이 달성될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "쌍극자 배향(dipole orientation)"은 서로에 대해 음향 쌍극자를 형성하는 확성기들의 배열로 정의될 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 쌍극자 배향은 서로에 대한 2개의 확성기들의 배열을 지칭한다. 일부 실시예들에 따라, 쌍극자 배향은 음향 다이폴을 형성하는 2개의 확성기들 사이의 연결 라인의 배향을 지칭한다. 일부 실시예들에 따라, 이 연결 라인은 특정 방향으로 제한되지 않으며, 따라서 제1 확성기와 제2 확성기 사이의 연결 및 그 반대의 연결 모두를 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 오디오 장치에 의해 생성된 3D 음장의 "주요 방사 방향"은 청취자가 바람직하게 고품질 3D 오디오 경험을 인지할 수 있는 근접 영역으로 정의될 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 주요 방사 방향은 오디오 장치에 의해 생성된 음장의 주 전원 출력의 방향일 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 주요 방사 방향은 하우징의 타원형 토러스 형상에 의해 정의된 주 평면의 법선 벡터에 평행하거나 적어도 실질적으로 평행할 수 있다. 일부 추가 실시예들에 따라, 주요 방사 방향은 작동 위치에서 주 평면에 직각이거나 적어도 실질적으로 직각일 수 있다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 처리 회로는 복수의 확성기들의 제4 쌍이 음장의 제4 주파수 범위 내 좌측 신호 성분과 우측 신호 성분 사이의 크로스토크 제거를 위한 제4 쌍극자를 형성하도록 복수의 입력 신호들을 처리하도록 구성되고, 제4 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리는 제2 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리, 즉, 제2 쌍극자 거리보다 작다. 이로써, 제4 주파수 범위는 제2 주파수 범위보다 더 높은 주파수들까지 확장될 수 있고, 제4 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리는 제2 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리보다 작을 수 있다.
그렇게 함으로써, 특정 경우들에서 음장의 크로스토크 제거 부분의 주파수 부분에 대응하는 커버된 주파수 범위가 증가될 수 있다. 특히, 이것은 제4 주파수 범위가 제1 주파수 범위와 동일하지 않은 경우일 수 있다 (그러나 여전히 특정 중첩 영역이 있을 수 있음).
대안적으로, 제1 주파수 범위의 적어도 일부 또는 제2 주파수 범위의 일부 내의 신호 강도는 또한 특정 경우에 증가될 수 있다. 특히, 이것은 제1 주파수 범위가 제4 주파수 범위와 적어도 부분적으로 동일한 경우일 수 있다.
제4 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리는 제1 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리, 즉 제1 쌍극자 거리와 동일하거나 적어도 실질적으로 동일할 수 있다. 크로스토크 제거를 위한 제4 쌍극자를 형성하는 제4 쌍의 확성기들은 제4 쌍극자가 제1 및/또는 제2 쌍극자에 평행하게 또는 적어도 실질적으로 평행하게 변위된 배향으로 및/또는 제 3 쌍극자에 직각 또는 적어도 실질적으로 직각인 배향으로 연장되도록 타원형 토러스 형상 하우징에 배치될 수 있다. 오디오 장치의 작동 위치에서, 제4 쌍의 확성기들은 크로스토크 제거를 위한 제4 수평 또는 적어도 실질적 수평 쌍극자를 형성할 수 있으며, 이는 제1 및 제2 수평 또는 적어도 실질적으로 수평 쌍극자에 평행하거나 적어도 실질적으로 평행하게 위치하지만, 제1 및 제2 수평 또는 적어도 실질적으로 수평인 쌍극자와는 다른 수직 높이에 있다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 처리 회로는 좌측 신호 성분을 획득하기 위해 복수의 입력 신호들의 제1 서브세트를 처리하도록 구성되며, 여기서 제1 쌍의 확성기들 및 제2 쌍의 확성기들에 대한 출력 신호들을 획득하기 위해, 상기 처리 회로는:
- 제1 주파수 범위의 좌측 신호 성분들 및 제2 주파수 범위의 좌측 신호 성분들을 획득하기 위해 좌측 신호 성분들에 대역통과 필터링을 적용하고;
- a1) 제1 쌍의 확성기들의 제1 확성기에 대한 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위해 제1 주파수 범위에서 좌측 신호 성분들에 대한 제1 이퀄라이징 및 a2) 상기 제1 쌍의 확성기들의 제2 확성기에 대한 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위한 제1 주파수 범위 신호의 좌측 신호 성분들에 대한 상기 제1 이퀄라이징, 반전, 및 지연을 이용하여 제1 쌍극자 처리를 적용하고, 그리고
- b1) 제2 쌍의 확성기들의 제1 확성기에 대한 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위해 제2 주파수 범위의 왼쪽 신호 성분들에 대한 제2 이퀄라이징 및 b2) 제2 쌍의 확성기들의 제2 확성기에 대한 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위해 제2 주파수 범위에서 좌측 신호 성분들에 대한 상기 제2 이퀄라이징, 반전 및, 지연을 이용하여 제2 쌍극자 처리를 적용하도록 구성된다. 이것은 제1 쌍의 확성기들 및 제2 쌍의 확성기들을 각각 제1 쌍극자 및 제2 쌍극자로서 작동시키기 위한 출력 신호들의 효율적인 생성을 가능하게 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "대역통과(bandpass) 필터링"은 입력 신호를 하나 이상의 출력 신호들로 처리하는 신호 처리 기술을 말하며, 여기서 하나 이상의 출력 신호들은 하나 이상의 선택된 주파수 범위 또는 대역에서 입력 신호와 동일하거나 적어도 실질적으로 동일하거나, 그렇지 않으면 0 또는 적어도 실질적으로 0이다. 대역통과 필터링은 예를 들어 하나 이상의 출력 신호들을 제공하는 크로스오버 필터들을 사용하여 제공될 수 있다. 일부 구현들에 따라, 그러한 대역통과 필터링 수단은 나머지 주파수 범위를 0 또는 적어도 실질적으로 0으로 설정하면서 동시에 여러 주파수 범위(예를 들어, 고주파수 범위 및 중간 주파수 범위)를 유지하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이때 고주파수 대역과 중주파 대역을 모두 유지하기 위한 공통 대역통과 필터링 장치를 사용할 수 있다.
여기에서 사용된 "이퀄라이징"은 등화 필터(equalization filter)를 사용하여 입력 신호를 등화하는 신호 처리 기술을 말하며, 여기서 제1 및 제2 주파수 범위의 좌측 및 우측 신호 성분들을 등화, 즉 각각의 제1 및 제2 쌍극자의 주파수 응답을 평탄화하도록 필터링된다. 일부 실시예들에 따라, 제1 이퀄라이징은 제1 주파수 범위에서 제1 등화 필터를 사용하여 입력 신호들을 이퀄라이징하는 것을 의미한다. 일부 실시예들에 따라, 제2 이퀄라이징은 제2 주파수 범위에서 제2 등화 필터를 사용하여 입력 신호들을 이퀄라이징하는 것을 의미한다. 일부 구현들에 따라, 제1 등화 필터 및 제2 등화 필터는 서로 다른 필터들일 수 있다. 일부 추가적인 구현들에 따라, 제1 등화 필터 및 제2 등화 필터는 고유 필터들일 수 있다. 일부 구현들에 따라, 제1 이퀄라이징 및 제2 이퀄라이징은 동일한 등화 필터에 의해 수행될 수 있다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 처리 회로는 또한 우측 신호 성분들을 획득하기 위해 복수의 입력 신호들의 제1 서브세트를 처리하도록 구성되며, 여기서 제1 쌍의 확성기들 및 제2 쌍의 확성기들에 대한 출력 신호들을 획득하기 위해 상기 처리 회로는 또한:
- 제1 및 제2 주파수 범위에서 우측 신호 성분들을 획득하기 위해 우측 신호 성분들에 대역통과 필터링을 적용하고;
- c1) 제1 쌍의 확성기들의 제2 확성기에 대한 출력 신호의 제2 성분, 즉 우측 성분을 획득하기 위해 제2 주파수 범위의 우측 신호 성분들에 대한 이퀄라이징 및 c2) 제1 쌍의 확성기들의 제1 확성기에 대한 출력 신호의 제2 성분을 획득하기 위해 제1 주파수 범위의 우측 신호 성분들에 대한 상기 이퀄라이징, 반전 및 지연을 사용하여 제3 쌍극자 처리를 적용하고; 그리고
- d1) 제2 쌍의 확성기들의 제2 확성기에 대한 출력 신호의 제2 성분을 획득하기 위해 제2 주파수 범위에서 우측 신호 성분에 대한 이퀄라이징 및 d2) 제2 쌍의 확성기들의 제1 확성기에 대한 출력 신호의 제2 성분을 획득하기 위해 제2 주파수 범위에서 우측 신호 성분들에 대한 상기 이퀄라이징, 반전 및 지연을 사용하여 제4 쌍극자 처리를 적용하도록 구성된다. 이것은 제 1 쌍의 확성기들 및 제2 쌍의 확성기들을 각각 제1 쌍극자 및 제2 쌍극자로서 작동시키기 위한 출력 신호들의 효율적인 생성을 가능하게 한다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 채널 신호들, 즉 좌측 및 우측 신호 성분들을 획득하기 위한, 처리 회로는 각각의 입력 신호의 제1 및 제2 바이노럴(binaural) 필터링된 버전을 획득하기 위해 제1 바이노럴 필터 및 제2 바이노럴 필터를 갖는 복수의 입력 신호들의 제1 서브세트의 각 입력 신호의 컨볼루션에 기초하여 바이노럴라이징을 적용; 및 각각의 입력 신호의 제1 및 제2 바이노럴 필터링된 버전에 기초하여 좌측 및 우측 신호 성분들을 생성하기 위해 다운믹싱을 적용하도록 추가로 구성된다.
이로써, 바람직하게는 간단한 기술 수단을 사용하여 개선된 3D 사운드 인식이 달성될 수 있다.
본 명세서에서 "바이노럴라이징(binauralizing)"은 입력 신호에 좌측 귀 머리 전달 함수(head-related transfer function; HRTF) 필터 및 우측 귀 HRTF 필터를 적용하는 오디오 신호 처리 기술을 의미한다. 이러한 HRTF 필터는 공간과 인간의 귀에 위치한 음원의 전달 경로 특성을 포착하여 가상의 3D 사운드 인식을 만드는 데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 따라, 수직 쌍극자 신호들을 획득하기 위해 신호 처리 내에서 바이노럴라이징이 적용될 수 있으며, 이는 그 다음 음장의 음고를 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 수직 쌍극자 신호들을 획득하기 위해 신호 처리 내에서 다운믹싱이 적용될 수도 있으며, 이는 그 후 음장의 음고를 위해 사용될 수 있다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 처리 회로는 복수의 확성기들의 제3 쌍이 음장의 제3 주파수 범위에서 음고를 위한 제3 쌍극자를 형성하고 복수의 확성기들의 제5 쌍은 음장의 제5 주파수 범위에서 음고를 위한 제5 쌍극자를 형성하도록 복수의 입력 신호들을 처리하도록 구성되고, 여기서 제3 주파수 범위는 제5 주파수 범위보다 더 높은 주파수들로 확장되고 복수의 확성기들의 확성기 사이의 거리가 형성되는 제3 쌍극자, 즉 제3 쌍극자 거리는 제5 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기 사이의 거리, 즉, 제5 쌍극자 거리보다 작다. 유리하게는, 이것은 음장의 제3 주파수 범위 및 제5 주파수 범위에서 훨씬 더 효율적인 음고를 허용한다.
제5 쌍극자가 제3 쌍극자에 대해 평행하거나 적어도 실질적으로 평행하게 변위된 배향으로 및/또는 제 1 및/또는 제2 쌍극자에 대해 직각 또는 적어도 실질적으로 직각인 배향으로 연장되도록 음고를 위한 제5 쌍극자를 형성하는 확성기들의 제5 쌍은 타원형 토러스 모양의 하우징에 배열될 수 있다. 오디오 장치의 작동 위치에서, 제5 쌍의 확성기들은 제3 수직 또는 적어도 실질적으로 수직인 쌍극자와 평행하거나 적어도 실질적으로 평행하게 위치하는, 음고를 위한 제5 수직 또는 적어도 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성할 수 있다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 제3 주파수 범위는 제1 주파수 범위에 대응할 수 있고/있거나 제5 주파수 범위는 제2 주파수 범위에 대응할 수 있다. 제3 주파수 범위는 고주파수(HF) 범위를 포함할 수 있고/있거나 제5 주파수 범위는 중간 주파수(mid frequency; MF) 범위를 포함할 수 있다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 복수의 입력 신호들은 수직 좌측 신호 성분들을 포함하고, 여기서 제3 쌍의 확성기들 및 제5 쌍의 확성기들에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 처리 회로는:
- 제1 주파수 범위의 수직 좌측 신호 성분들 및 제2 주파수 범위의 수직 좌측 신호 성분들을 얻기 위해 수직 좌측 신호 성분에 대역통과 필터링을 적용하고;
- e1) 제3 쌍의 확성기들의 제1 확성기에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 제1 주파수 범위에서 수직 좌측 신호 성분들에 대한 이퀄라이징 및 e2) 제3 쌍의 확성기들의 제2 확성기에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 제1 주파수 범위에서 수직 좌측 신호 성분에 대한 상기 이퀄라이징, 반전 및 지연을 사용하여 제5 쌍극자 처리를 적용하고;
- f1) 제5 쌍의 확성기들의 제1 확성기에 대한 출력 신호의 제1 성분들을 획득하기 위해 제2 주파수 범위에서 수직 좌측 신호 성분에 대한 이퀄라이징 및 d2) 제5 쌍의 확성기들의 제2 확성기에 대한 출력 신호의 제1 성분들을 획득하기 위해 제2 주파수 범위에서 수직 좌측 신호 성분에 대한 상기 이퀄라이징, 반전 및 지연을 사용하여 제6 쌍극자 처리를 적용하도록 구성된다. 이것은 제3 쌍의 확성기들 및 제5 쌍의 확성기들을 각각 제3 쌍극자 및 제5 쌍극자로서 작동시키기 위한 출력 신호들의 효율적인 생성을 가능하게 한다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 처리 회로는 복수의 확성기들의 제2 쌍 및 복수의 확성기들의 추가 쌍이 제2 쌍극자를 형성하도록 복수의 입력 신호들을 처리하도록 구성되고, 여기서, 추가 쌍의 확성기들의 제1 확성기는 제2 쌍의 확성기들의 제1 확성기에 인접한 하우징에 배치되고, 추가 쌍의 확성기들의 제2 확성기는 제2 쌍의 확성기들의 제2 확성기에 인접한 하우징에 배치된다. 유리하게는, 이것은 제2, 예를 들어, MF 주파수 범위에서 더 효율적인 크로스토크 제거를 허용한다.
제1 양태의 추가 가능한 구현 형태에서, 처리 회로는 제2 쌍의 확성기들의 제1 확성기와 추가 쌍의 확성기들의 제1 확성기가 음장의 음고를 위한 제7 쌍극자를 형성하도록 하고/하거나 제2 쌍의 확성기들의 제2 확성기 및 추가 쌍의 확성기들의 제2 확성기가 음장의 음고를 위한 제8 쌍극자를 형성하도록 복수의 입력 신호들을 처리하도록 구성된다.
제2 양태에 따라, 본 개시는 타원형 토러스 형상을 갖는 하우징 및 복수의 확성기들을 갖는 오디오 장치를 사용하여 3차원 음장을 생성하기 위한 대응하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 복수의 입력 신호들을 처리하여 복수의 출력 신호드을 획득하는 단계 및 복수의 출력 신호들을 복수의 확성기들로 출력하는 단계를 포함한다. 복수의 입력 신호들은 다음과 같이 처리된다: 복수의 확성기들의 제1 쌍은 음장의 제1 주파수 범위에서 좌측 신호 성분들과 우측 신호 성분들 사이의 크로스토크 제거를 위한 제1 쌍극자를 형성하고; 복수의 확성기들의 제2 쌍은 음장의 제2 주파수 범위에서 좌측 신호 성분들과 우측 신호 성분들 사이의 크로스토크 제거를 위한 제2 쌍극자를 형성하고; 복수의 확성기들의 제3 쌍은 음장의 음고를 위한 제3 쌍극자를 형성한다. 제1 주파수 범위는 제2 주파수 범위보다 더 높은 주파수들로 확장되고, 제1 쌍극자를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리, 즉 제1 쌍극자 거리는 제2 쌍극자, 즉, 제2 쌍극자 거리를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리보다 작다.
제2 양태는 제1 양태에 따른 구현 형태들에 대응하는 구현 형태들을 포함한다.
제2 양태에 따른 추가 구현에서, 상기 방법은 본 명세서에 개시된 실시예들 중 어느 것에 따른 오디오 장치에 의해 실행되도록 구성될 수 있다.
제3 양태에 따라, 본 개시는 프로그램 코드가 컴퓨터나 프로세서에 의해 실행될 때 컴퓨터 또는 프로세서로 하여금 본 개시의 제2 양태에 따른 방법을 수행하게 하는 프로그램 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
하나 이상의 실시예들의 세부사항은 첨부 도면 및 아래의 설명에 설명된다. 다른 특징, 목적 및 이점은 설명, 도면 및 청구범위에서 명백할 것이다.
본 개시의 다음 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 확성기들의 선형 어레이를 갖는 종래의 오디오 장치를 도시한다.
도 2는 다른 주파수들에서 지향성(directional) 쌍극자 응답을 나타내는 극성 다이어그램을 도시한다.
도 3은 주어진 지점에서 서로 다른 쌍극자 거리를 갖는 쌍극자들의 주파수-종속 응답들을 나타내는 다이어그램을 나타낸다.
도 4a 내지 도 4c는 주어진 주파수에 기초한 지향성 쌍극자 응답에 대한 지연의 효과를 나타내는 극성 다이어그램을 도시한다.
도 5a, 도 5b는 크로스토크 제거를 위해 구성된 쌍극자들의 지향성 응답을 나타내는 극성 다이어그램을 도시한다.
도 6은 음고를 위해 구성된 쌍극자의 지향성 응답을 나타내는 극성 다이어그램을 도시한다.
도 7은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치에서 구현되는 특징들을 개략적으로 도시한다.
도 8 및 도 8a는 크로스토크 제거를 위한 복수의 수평 쌍극자들과 음고를 위한 복수의 수직 쌍극자들을 구현하는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치를 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치에 기초한 방 내 음 방출을 개략적으로 도시한다.
도 10a, 도 10b는 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치의 처리 회로의 수평 처리 부분들을 개략적으로 도시한다.
도 11a는 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치의 처리 회로에 의해 구현되는 쌍극자 처리 유닛을 개략적으로 도시한다.
도 11b는 도 11a에 따른 쌍극자 처리 유닛에 의해 발생하는 지연의 영향을 나타내는 지향성 쌍극자 응답의 극성 다이어그램을 도시한다.
도 11c는 일부 실시예들에 따른 쌍극자 처리 유닛에 의해 영향을 받는 이퀄라이징 효과를 나타내는 쌍극자 응답을 나타낸다.
도 11d는 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치의 크로스오버 유닛에 의해 제공되는 대역통과 필터링의 효과를 도시한다.
도 12a, 도 12b는 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치의 처리 회로의 수직 처리 부분들을 개략적으로 도시한다.
도 13은 크로스토크 제거를 위한 복수의 수평 쌍극자들 및 음고를 위한 복수의 수직 쌍극자들을 구현하는 본 개시의 추가 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치를 개략적으로 도시한다.
도 14는 크로스토크 제거를 위한 복수의 수평 쌍극자들 및 음고를 위한 복수의 수직 쌍극자들을 구현하는 본 개시의 다른 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치를 개략적으로 도시한다.
도 15는 수평 및 수직 쌍극자들에 대한 출력 신호들을 획득하기 위한 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치의 처리 회로의 일부를 도시하는 개략도이다.
도 16은 본 개시의 실시예에 따른 3차원 음장을 생성하기 위한 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
이하에서 동일한 참조 부호는 동일하거나 최소한 기능적으로 균등한 구성을 나타낸다.
다음 설명에서, 본 개시의 일부를 형성하고, 예시로서 본 개시의 실시예의 특정 양태 또는 본 개시의 실시예가 사용될 수 있는 특정 양태를 나타내는 첨부 도면을 참조한다 . 본 개시의 실시예는 다른 양태에서 사용될 수 있고 도면에 도시되지 않은 구조적 또는 논리적 변경을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 받아들여서는 안 되며, 본 개시에 따른 복수의 바람직한 실시예들은 첨부된 청구범위에 정의되어 있다.
예를 들어, 설명된 방법과 관련된 개시 내용은 방법을 수행하도록 구성된 대응하는 장치 또는 시스템에 대해서도 마찬가지일 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지인 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 하나 또는 복수의 특정 방법 단계들이 설명된 경우, 그러한 하나 이상의 유닛들이 도면에 명시적으로 설명되거나 예시되지 않은 경우에도 대응하는 장치는 하나 또는 복수의 유닛들, 예를 들어, 설명된 하나 또는 복수의 방법 단계들을 수행하기 위한 기능 유닛들(예를 들어, 하나 또는 복수의 단계들을 수행하는 하나의 유닛, 또는 복수의 단계들 중 하나 이상을 각각 수행하는 복수의 유닛들)을 포함할 수 있다. 한편, 예를 들면, 특정 장치가 하나 또는 복수의 유닛들, 예를 들어 기능 유닛들에 기초하여 설명되는 경우, 그러한 하나 또는 복수의 단계들이 도면에 명시적으로 설명되거나 예시되지 않더라도 해당 방법은 하나 또는 복수 유닛들의 기능을 수행하기 위한 하나의 단계(예를 들어, 하나 또는 복수의 유닛들의 기능을 수행하는 하나의 단계, 또는 복수의 유닛들 중 하나 이상의 기능을 각각 수행하는 복수의 단계들)를 포함할 수 있다. 또한, 여기에 설명된 다양한 예시적인 실시예 및/또는 양태의 특징은 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 서로 결합될 수 있는 것으로 이해된다.
다음에서, 오디오 장치 및 방법의 일부 예시적인 실시예를 더 상세히 설명하기 전에, 본 개시에 따른 오디오 장치 및 방법의 예시적인 실시예의 특정 양태를 이해하는 데 도움이 될 일부 이론적 배경이 제공될 것이다.
잘 정립된 기술 배경에 따르면 가장 단순한 오디오 쌍극자 소스는 동일한 주파수에서 작동하지만 서로 위상이 180도 진동하는 동일한 강도의 두 개의 오디오 포인트 소스들("단극자들"이라고도 함)로 구성된다. 실제로 오디오 쌍극자는 두 개의 변환기들, 즉 신호는 동일하지만 위상이 반전된 확성기들을 구동하여 얻을 수 있다. 수학적으로 오디오 쌍극자는 다음과 같이 표현할 수 있다. x(t)가 쌍극자를 구동하기 위한 신호라면 y1(t) = x(t)는 쌍극자의 제1 단극자를 구동하기 위한 신호일 수 있고 y2(t) = -x(t)는 제2 단극자를 구동하기 위한 신호일 수 있다.
도 2는 서로 다른 주파수들에서 지향성 쌍극자 응답을 나타내는 극성 다이어그램을 도시한다. Ac는 도 2에서 추론할 수 있으며, 본 예시의 주파수 응답은 9200Hz보다 500Hz에서 더 균일하다. 도 3은 주어진 지점에서 서로 다른 쌍극자 거리를 갖는 쌍극자들의 주파수 종속 응답을 나타내는 다이어그램을 도시한다. 도 3에서 추가로 추론할 수 있듯이 음향 쌍극자의 강도는 두 단극자들의 주파수와 거리에 따라 달라진다. 일반적으로 이러한 관계들은 다음과 같이 요약될 수 있다: (i) 단극자들 사이의 거리가 작을수록 비밍을 시작하는 쌍극자의 빙향성의 주파수가 높아진다. (ii) 두 개의 단극자들이 가까울수록 간섭이 파괴적인 저주파에서 신호 x(t)의 제거가 높아진다. 도 3은 주어진 지점에서 각각의 쌍극자 거리가 1cm 및 1m인 두 쌍극자들의 응답을 보여준다. 1cm의 쌍극자 거리를 갖는 쌍극자가 어떻게 저주파 응답 롤오프로 이어지는지 분명하다.
본 개시의 실시예들은 상이한 주파수, 예를 들어, 더 낮은 주파수와 더 높은 주파수에서 작동하는 쌍극자들의 쌍을 이용한다. 이러한 시스템은 오디오 주파수가 두 개의 대역(낮은 대역과 높은 대역)으로 분할된다는 점에서 "2 way" 쌍극자 시스템이라고 불릴 수 있고, 이것은 두 개의 재생 시스템, 즉 두 개의 쌍극자들에 공급될 수 있다. 크로스오버 주파수, 즉 더 낮은 주파수와 더 높은 주파수 대역을 분할하는 주파수는 빔과 저주파 제거 사이의 절충안을 찾음으로써 주파수 응답을 기반으로 획득될 수 있다(도 3에서 크로스오버 주파수는 예를 들어 4kHz로 설정될 수 있으며, 여기서 더 작은 쌍극자 응답의 응답은 6dB로 롤오프된다; 도 3에서 용어 "쌍극자 거리"는 쌍극자를 형성하는 두 쌍극자들 사이의 거리를 나타낸다.).
본 개시의 실시예들은 2개의 쌍극자 중 하나를 공급하는 신호에 지연 D가 도입되면, 즉 y2(t) = -x(t-D), 쌍극자의 지향성 패턴이 변경된다는 사실을 이용한다(도 4a-c에 따른 360도 묘사에서 예시된 바와 같이). 보다 구체적으로, 지연 D는 다음과 같은 변화를 일으킬 수도 있다: (i) 지연된 단극자와 관련된 로브(lobe)가 다른 것에 대해 감쇠된다(이는 해당 방향으로 더 적은 방사가 있음을 의미한다); (ii) 쌍극자의 영점은 지연된 단극자 쪽으로 이동한다; 그리고 (iii) 메인 로브가 더 넓어진다. 본 개시의 일부 실시예에 따라, 지연 D는 10 μs ≤ D ≤ 100 μs의 범위에 있다.
본 개시의 실시예들은 바이노럴 신호들을 재생하기 위해 쌍극자를 더 사용한다. 바이노럴 신호는 일반적으로 청취자의 고막에서 녹음되고(또는 머리 관련 전달 기능 필터들을 사용하여 합성), 헤드폰을 통해 재생될 때 정확한 공간 사운드를 제공하기 위한 것이다. 두 개의 바이노럴 신호들은 xL(t) 및 xR(t)로 표시되며, 헤드폰을 사용하는 청취자는 왼쪽 귀에서 xL(t)를 인식하고 오른쪽 귀에서 xR(t)를 인식할 수 있다. 그렇게 하면 녹음이 일어난 장소에 있는 듯한 느낌을 받는 청취자의 고막에 정확한 음장이 제공될 수 있다.
두 개의 확성기들(헤드폰 아님)로 xL 및 xR을 재생하면 이러한 경험이 악화되고, 주된 이유는 xL 및 xR이 이제 청취자의 양쪽 귀에 도달하기 때문이다(녹음 스테이지에서는 발생하지 않음). xL이 오른쪽 귀로, xR이 왼쪽 귀로 누출되는 것을 크로스토크라고 하며 이를 피하는 것이 바람직하다. 확성기들을 통한 바이노럴 재생을 향상시키기 위해 크로스토크 제거가 구현될 수 있다. 쌍극자들을 사용하는 것은 크로스토크 제거를 구현하는 한 가지 가능성이며, 이는 도 5a 및 5b의 단락에서 다음에 더 자세히 설명될 것이다. 제1 쌍극자는 다음 신호를 사용하여 생성될 수 있다.
y1(t) = xL(t)
y2(t) = -xL(t-D)
이 쌍극자는 청취자의 오른쪽 귀 방향을 향해 0 또는 적어도 실질적으로 0이 되는 세기를 제공하여 왼쪽 바이노럴 채널(904)에 대한 크로스토크 제거가 달성될 수 있다. 유사하게, 다음 신호를 사용하여 제2 쌍극자가 생성될 수 있다.
y1(t) = -xR(t-D)
y2(t) = xR(t).
이러한 쌍극자는 강도를 0이 되도록 또는 청취자의 왼쪽 귀 방향을 향해 적어도 실질적으로 0이 되도록 전송하여 오른쪽 바이노럴 채널(905)에 대한 크로스토크 제거가 달성될 수 있다. 이로써, 좌측 바이노럴 채널(904) 및 우측 바이노럴 채널(905)에 의해 정의되는 각도(Δγ)는 쌍극자를 송신하는 확성기에 대한 청취자(1200)의 실제 또는 지정된 거리에 따라 적응될 수 있다.
본 개시의 실시예는 상승된 높이에서 가상 소스를 시뮬레이션하기 위해, 즉, 예를 들어, US 5,809,150에 개시된 것과 같은 "음고"를 위해서 반사(reflection)가 사용될 수 있다는 발견을 이용한다. 하스 원리에 따르면, 사용자가 소스(즉, 사운드바)에서 나오는 직접음이 아닌 반사음을 인지할 수 있도록 하는 한 가지 요구사항은 사용자에게 도달하는 반사음이 직접음보다 10dB 이상 커야 한다는 것이다. 이를 위해 수직 쌍극자가 생성될 수 있으며 상승된 소스 콘텐츠를 전달하는 데 사용할 수 있다(도 6 참조). 시스템의 기하학적 구조에 따라 지연 D는 강도가 0이 되도록 또는 적어도 청취자의 방향이 되도록 특정 방식으로 제어될 수 있다. 더욱이, 하향 방사가 어떻게 청취자 아래에서 오는 반사 필드를 제공하는지를 고려할 때, 상부 및 하부 반사의 조합은 혼란스러운 청취 신호를 생성하고 상승된 가상 소스에 대한 인식이 흐려질 것이다.
10cm 간격의 쌍극자에 82 마이크로초의 예시적인 지연 D를 적용하면(즉, 쌍극자를 형성하는 두 확성기들 사이의 거리는 10cm임), 도 6에 도시된 패턴이 달성되며, 여기서 상부 로브는 천장으로 보내지는 압력을 나타내고, 청취자 방향은 직접음(direct sound)(극성 패턴의 0에 해당)이며, 하부 로브는 바닥으로 보내지는 감쇠된 압력이다. 각 섹터는 시스템의 수직 견고성을 나타내며, 여기서 직접음은 예를 들어 반사음보다 10dB 이상 작다. 정반사를 고려하면 바닥 반사 후 청취자에게 도달하는 음 파워는 천장에서 반사 후 청취자에게 도달하는 것보다 6dB 낮다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 3차원 음장을 생성하기 위한 오디오 장치(900)의 특징을 도시한다. 도 7에 도시된 실시예에 따르면, 타원형 토러스 형상을 갖는 하우징(901)은 동일 평면 또는 적어도 실질적으로 동일 평면에 있다. 이 경우, 하우징(901)의 동일 평면(또는 적어도 실질적으로 동일 평면) 형상과 동일하거나 적어도 평행한 도 7에 표시된 x축 및 y축에 의해 확장되는 주 평면(911)을 정의할 수 있으며, 하우징(901)의 표면이 주 평면(911) 내에 있도록 정렬될 수 있다. 특히, 음장의 청취자를 향하는 하우징(901)의 표면은 주 평면(911) 내에 있을 수 있다. 이로써, 주 평면(911)의 배향은 주 평면(911)에 수직으로 배향된 법선 벡터(913)에 의해 특징될 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 법선 벡터(913)는 법선 벡터(913)가 토러스 형상 하우징(901)의 대칭 축을 따라 연장되도록 위치될 수 있다.
오디오 장치(900)는 타원형 형상을 갖는 하우징(901)을 포함한다. 일부 실시예들에 의하면, 하우징(901)의 타원 형상은 원형일 수 있고, z축에 평행한 수직 타원축(912a) 및 x축에 평행한 수평 타원축(912b)의 길이가 동일하거나 적어도 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 수직 타원축(912a) 및 수평 타원축(912b)은 3 cm ≤ 912a,912b ≤ 150 cm의 범위에 있을 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 수직 타원축(912a) 및 수평 타원축(912b)은 5 cm ≤ 912a, 912b ≤ 40 cm의 범위에 있을 수 있다. 일부 추가 실시예들에 따라, 수직 타원 축(912a) 및 수평 타원 축(912b)은 10 cm ≤ 912a, 912b ≤ 20 cm의 범위에 있을 수 있다. 원형의 개방 영역(914)은 텔레비전, 스마트폰 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 미디어 장치를 수용하기 위해 사용될 수 있다. 이는 하우징(901)의 상하 범위의 곡률이 하우징(901)의 좌우 범위의 곡률과 동일하거나 적어도 실질적으로 동일함을 의미한다. 이러한 기하학적 구조는 수평 쌍극자들(DH1, DH2, DH3) 및 수직 쌍극자들(DV1, DV2, DV3)과 관련하여 유사한 쌍극자 거리를 수신할 수 있는 방식으로 확성기들을 배열하는 것을 용이하게 한다. 따라서 수직 및 수평 방향 모두에서 유사한 주파수 범위 및 주파수 범위 폭을 달성할 수 있는 경우 이러한 기하학 구조가 바람직하다고 간주될 수 있다.
추가 실시예들에 따라, 하우징(901)의 타원형 형상은 z축에 평행한 수직 타원축(912a) 및 x축에 평행한 수직 타원축(912b)을 포함하며, 수직 타원축(912a)은 수평 타원축(912b)보다 크다. 이는 하우징(901)의 상하 범위의 곡률이 하우징(901)의 좌우 범위의 곡률보다 크다는 것을 의미한다. 이러한 기하학적 구조는 수직 쌍극자들(DV1, DV2, DV3)과 비교하여 수평 쌍극자들(DH1, DH2, DH3)에 대해 더 작은 쌍극자 거리를 수신할 수 있는 방식으로 확성기들을 배열하는 것을 용이하게 한다. 따라서 수직 방향보다 수평 방향에서 더 높은 주파수 범위를 달성할 수 있는 경우 이러한 기하학 구조가 바람직하다고 간주될 수 있다. 또한, 이러한 기하학적 구조는 수직 쌍극자들(DV1, DV2, DV3)과 비교하여 수평 쌍극자들(DH1, DH2, Dh3) 사이의 쌍극자 거리에서 더 작은 편차를 수신할 수 있는 방식으로 확성기를 배열하는 것을 용이하게 한다. 따라서 수평 방향보다 수직 방향에서 더 큰 주파수 범위 폭을 달성할 수 있는 경우 이러한 기하학적 구조가 바람직하다고 간주될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 하우징(901)의 타원형 형상은 z축에 평행한 수직 타원축(912a) 및 x축에 평행한 수평 타원축(912b)을 포함하며, 수직 타원축(912a)은 수평 타원축(912b)보다 작다. 이는 하우징(901)의 상하 범위의 곡률이 하우징(901)의 좌우 범위의 곡률보다 작다는 것을 의미한다. 이러한 기하학적 구조는 수직 쌍극자들(DV1, DV2, DV3)과 비교하여 수평 쌍극자들(DH1, DH2, DH3)에 대해 더 큰 쌍극자 거리를 수신할 수 있는 방식으로 확성기를 배열하는 것을 용이하게 한다. 따라서, 수직 방향보다 수평 방향에서 더 낮은 주파수 범위를 달성할 수 있는 경우 이러한 기하학적 구조가 바람직하다고 간주될 수 있다. 또한, 이러한 기하학적 구조는 수직 쌍극자들(DV1, DV2, DV3)과 비교하여 수평 쌍극자들(DH1, DH2, DH3) 사이의 쌍극자 거리에서 더 높은 편차를 수신할 수 있는 방식으로 확성기를 배열하는 것을 용이하게 한다.
토러스 형상 하우징의 단면은 일반적으로 임의의 형상을 가질 수 있다. 단면은 예를 들어 (적어도 실질적으로) 원형 또는 타원형 단면, 정사각형, 직사각형, 육각형 또는 팔각형 단면일 수 있다.
도 7에 따라, 하우징(901)은 확성기들(901a-901h)이 수용될 수 있는 개구를 포함할 수 있다. 그러한 구성은 바람직하게는 오디오 장치의 컴팩트한 패키징을 달성할 수 있다. 그러나, 추가 구현들에 따라, 확성기들(903a-903h) 중 적어도 일부는 음장의 청취자를 향하는 하우징(91)의 동일 평면 상에 장착된다. 추가 구현들에 따라, 확성기들(903a-903h) 중 적어도 일부는 타원형 토러스 형상의 주변을 따라 외부에 장착된다.
오디오 장치(900)는 복수의 확성기들로 출력되는 복수의 출력 신호들을 획득하기 위해 복수의 입력 신호들을 처리하도록 구성된 처리 회로(1310)를 더 포함할 수 있다. 처리 회로(1310)는 예를 들어, 복수의 출력 신호들(LCH HF/2, RCH HF/2, LCH MF, RCH MF, UL HF, UR HF, UL MF, UR MF)을 획득하고 복수의 출력 신호들(LCH HF/2, RCH HF/2, LCH MF, RCH MF, UL HF, UR HF, UL MF, UR MF)을 복수의 확성기들(903a-903h)로 출력하기 위해 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)을 처리하도록 구성될 수 있다. 그러나 시각화를 단순화하기 위해 처리 회로는 도 7에 표시되지 않는다. 일부 실시예들에 따라, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 도 10a-10b, 도 12a-12b 및 도 15에 도시된 구성 중 임의의 것에 기초할 수 있다. 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 하드웨어는 디지털 회로, 또는 아날로그 및 디지털 회로 모두를 포함할 수 있다. 디지털 회로는 ASICs(application-specific integrated circuits), FPGAs(field-programmable arrays), DSPs(digital signal processors) 또는 범용 프로세서, 예를 들어, 소프트웨어 프로그램 가능한 프로세서와 같은 구성 요소들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 처리 회로(1310)는 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 프로세서에 연결된 비일시적 메모리를 포함한다. 비일시적 메모리는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 오디오 장치(900)가 본 명세서에 설명된 동작 또는 방법을 수행하게 하는 실행 가능한 프로그램 코드를 전달할 수 있다.
도 8은 크로스토크 제거를 위한 복수의 수평 쌍극자들(DH1-DH3) 및 음고(1204a, 1204b)를 위한 복수의 수직 쌍극자들(DV1-DV3)을 구현하는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치(900)를 개략적으로 도시한다. 일부 실시예들에 따라, 도 8에 따른 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)(도 8에 도시되지 않음)는 도 10a-10b, 도 12a-12b 및 도 15에 도시된 구성 중 임의의 것에 기초할 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 예를 들어, 확성기들(903b 및 903h)이 제1 쌍극자, 즉 음장의 제1 주파수 범위에서 좌측 신호 성분(904)과 우측 신호 성분(905) 사이의 크로스토크 제거를 위한 수평 쌍극자(도 8에서 쌍극자 수평 1 또는 짧은 "DH1"라고 함)를 형성하는 복수의 확성기들(903a-903h)의 제1 쌍을 나타내도록(도 4a, 4b 및 5의 맥락에서 위에서 설명된 원리에 기초함) 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)(L은 왼쪽 채널에서 입력되는 입력 신호, R은 오른쪽 채널 신호에 의해 입력되는 입력 신호, UL은 수직 좌측 신호 성분, UR은 수직 우측 신호 성분을 나타냄)을 처리하도록 구성될 수 있다.
또한, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 복수의 확성기들(903a-903h)의 제2 쌍인 확성기(903c 및 903g)가 제2 쌍극자, 즉 음장의 제2 주파수 범위에서 좌측 신호 성분(904)과 우측 신호 성분(905) 사이의 크로스토크 제거를 위한 추가 수평 쌍극자(도 8에서 수평 쌍극자 2 또는 짧은 "DH2"라고 함)를 형성하도록(도 4a, 4b 및 5의 맥락에서 위에서 설명된 원리에 기초함) 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)을 처리하도록 구성될 수 있다. 제1 주파수 범위는 제2 주파수 범위보다 더 높은 주파수들로 확장된다. 일 실시예에서, 제1 주파수 범위는 고주파수(HF) 범위를 포함하고/하거나 제2 주파수 범위는 중간 주파수(MF) 범위를 포함한다. 일부 구현들에 따라, MF 범위는 102Hz ≤ MF ≤ 104Hz의 범위 내에 있을 수 있고/있거나 HF 범위는 103Hz 이상일 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 제1 주파수 범위와 제2 주파수 범위는 중첩 범위를 가질 수 있다. 추가 실시예들에 따라, 제1 주파수 범위 및 제2 주파수 범위는 서로 분리될 수 있고, 즉 중첩되지 않을 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 하우징(901)의 원형 형상 및 하우징(901) 내의 복수의 확성기들(903a-903h)의 동등하거나 적어도 실질적으로 동일한 공간 배열을 선택함으로써, 수평 쌍극자(DH1)를 형성하는 확성기들(903b 및 903h) 사이의 거리는 수평 쌍극자(DH2)를 형성하는 확성기들(903c 및 903g) 사이의 거리보다 작을 수 있다.
더욱이, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 복수의 확성기들(903a-903h)의 제3 쌍인 확성기들(903f 및 903h)이 제3 쌍극자, 즉 음장의 음고(1204a, 1204b)를 위한 수직 쌍극자(쌍극자 수직 1 또는 짧은 "DV1"이라고 함)를 형성하도록(도 6과 관련하여 위에서 설명된 원리에 기초함) 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)을 처리하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 확성기(903h)는 2개의 상이한 음향 쌍극자들, 즉 쌍극자들(DH1 및 DV1)에 사용될 수 있다. 이에 의해, 3차원 음장을 달성하기 위해 필요한 확성기들의 수가 감소될 수 있다. 이로써, 장치 패키징의 소형화가 개선될 수 있다. 또한, 오디오 장치 제작을 위한 비용 절감이 가능해질 수 있다.
추가 실시예에 따라, 처리 회로(1310)는 또한 복수의 확성기들(903a-903h)의 제6 쌍인 확성기들(903b 및 903d)이 제6 쌍극자, 즉 음장의 음고(1204a, 1204b)를 위한 수직 쌍극자(쌍극자 수직 3 또는 짧은 "DV3"이라고 함)를 형성하도록 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)을 처리하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 확성기(903b)는 2개의 상이한 음향 쌍극자들, 즉 쌍극자들(DH1 및 DV3)에 사용될 수 있다. 이에 의해, 3차원 음장을 달성하기 위해 필요한 확성기들의 수가 감소될 수 있다. 이것은 장치 패키징의 소형화를 개선할 수 있고 오디오 장치 생산을 위한 비용 절감을 더욱 가능하게 할 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 처리 회로(1310)는 또한 확성기들(903a 및 903e), 즉 복수의 확성기들(903a-903h)의 제5 쌍이 제5 쌍극자, 즉 음장의 음고(1204a, 1204b)를 위한 수직 쌍극자(쌍극자 수직 2 또는 짧은 "DV2"라고 함)를 형성하도록 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)을 처리하도록 구성될 수 있다. 이 경우 확성기들 중 어느 것도 두 개의 다른 음향 쌍극자들에 사용되지 않는다.
도 8에 도시된 실시예에서 추가로 예시된 바와 같이. 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 또한 확성기들(903d 및 903f), 즉 복수의 확성기들(903a-903h)의 제4 쌍이 음장의 제1 주파수 범위 또는 다른 주파수 범위에서 좌측 신호 성분(904)과 우측 신호 성분(905) 사이의 크로스토크 제거를 위한 제4 쌍극자(도 8에서 수평 쌍극자 3 또는 짧은 "DH3"이라고 함)를 형성하도록(도 4a, 도 4b 및 도 7과 관련하여 위에서 설명된 원리에 기초함) 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)을 처리하도록 구성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따라, 제1 쌍극자(DH1)와 제4 쌍극자(DH3)는 동일한 쌍극자 거리를 가질 수 있다. 이를 통해 각 주파수 대역에서 음장의 세기를 향상시킬 수 있다. 특히, 이것은 작은 크기로 인해 강도가 제한되는 작은 확성기를 갖는 경우에 유리할 수 있다. 또 다른 이유는 이 경우 개별 확성기의 출력이 감소하여 개별 확성기의 내구성이 증가할 수 있기 때문이라고 할 수 있다.
일부 실시예에 따라, 쌍극자 거리(DD)의 적어도 일부 또는 전부는 5 cm ≤ DD ≤ 30 cm의 범위에 있을 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 수평 쌍극자들(DH1-DH3)의 DD 중 적어도 하나는 수직 쌍극자들(DV1-DV3)의 DD 중 하나와 동일하거나 적어도 실질적으로 동일하다. 일부 실시예에 따르면, DH1, DH3, DV1 및 DV3의 DD는 동일하거나 적어도 실질적으로 동일할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, DH2 및 DV2의 DD는 동일하거나 적어도 실질적으로 동일할 수 있다.
도 8a로부터 추가로 추론할 수 있는 바와 같이(이는 도 8과 동일한 실시예를 나타내지만, 추가로 쌍극자 배향 및 상이한 쌍극자 배향 사이의 각도를 도시함), 제1 쌍극자(DH1)는 제1 쌍극자 배향(907a)을 가질 수 있고, 제2 쌍극자(DH2)는 제2 쌍극자 배향(907b)을 가질 수 있고, 제3 쌍극자(DV1)는 제3 쌍극자 배향(907c)을 가질 수 있고, 제4 쌍극자(DH3)는 제4 쌍극자 배향(907d)을 가질 수 있고, 제5 쌍극자(DV2)는 제5 쌍극자 배향(907e)을 가질 수 있고, 제6 쌍극자(DV3)는 제6 쌍극자 배향(907f)을 가질 수 있다. 이로써, 제1 쌍극자 방위각 η1은 제3 쌍극자 배향(907c)에 대한 제1 쌍극자 배향(907a)에 의해 정의될 수 있고, 제2 쌍극자 방위각 η2는 제1 쌍극자 배향(907a)에 대한 제6 쌍극자 배향(907f)에 의해 정의될 수 있고, 제3 쌍극자 방위각 η3은 제6 쌍극자 배향(907f)에 대한 제4 쌍극자 배향(907d)에 의해 정의될 수 있고, 제4 쌍극자 방위각(η4)은 제4 쌍극자 배향(907d)에 대한 제3 쌍극자 배향(907c)에 의해 정의될 수 있고, 제5 쌍극자 방위각 η4는 제2 쌍극자 배향(907b)에 대한 제3 쌍극자 배향(907c)에 의해 정의될 수 있고, 제6 쌍극자 방위각 η6은 제2 쌍극자 배향(907b)에 대한 제3 쌍극자 배향(907c)에 의해 정의될 수 있고, 제7 쌍극자 방위각 η7은 제2 쌍극자 배향(907b)에 대한 제6 쌍극자 배향(907f)에 의해 정의될 수 있고, 제8 쌍극자 방위각 η8은 제2 쌍극자 배향(907b)에 대한 제3 쌍극자 배향(907c)에 의해 정의될 수 있다.
일부 실시예들에 따라, 쌍극자 방위각(η1-η8) 중 적어도 하나 또는 여러 개 또는 심지어 모두는 65° ≤ηi ≤ 115°의 범위에 있을 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 쌍극자 방위각(η1-η8) 중 적어도 하나 또는 여러 개 또는 심지어 모두는 75° ≤ ηi ≤ 105°의 범위에 있을 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 쌍극자 방위각(η1-η8) 중 적어도 하나 또는 여러 개 또는 심지어 모두는 85° ≤ηi ≤ 95°의 범위에 있을 수 있다. 일부 실시예에 따라, 쌍극자들(DH1-DH3)에 대응하는 제1, 제2 및 제4 쌍극자 배향(907a, 907b, 907d)은 동일하거나 적어도 실질적으로 동일하다. 일부 실시예들에 따라, 쌍극자 DV1-DV3에 대응하는 제3, 제5 및 제6 쌍극자 배향(907c, 907e, 907f)은 동일하거나 적어도 실질적으로 동일하다. 일부 실시예들에 따라, 쌍극자들(DH1-DH3)에 대응하는 제1, 제2 및 제4 쌍극자 배향(907a, 907b, 907d)은 쌍극자들(DV1-DV3)에 대응하는 제3, 제5 및 제6 쌍극자 배향(907c, 907e, 907f)에 직각이거나 적어도 실질적으로 직각이다.
도 8a에 도시된 수평 쌍극자들(DH1-D3) 및 수직 쌍극자들(DV1-DV3)에 추가적으로 또는 대안적으로, 오디오 장치(900)는 실질적으로 수평 쌍극자들(도 8a에 도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 예로서, 확성기들(903h, 903a)은 추가로 실질적으로 수평인 쌍극자를 형성할 수 있다. 확성기들(903a, 903b)은 또한 추가로 실질적으로 수평인 쌍극자를 형성할 수 있다. 확성기들(903f, 903e)은 또한 추가로 실질적으로 수평인 쌍극자를 형성할 수 있다. 확성기들(903e, 903d)은 또한 추가로 실질적으로 수평인 쌍극자를 형성할 수 있다. 도 8a의 구성에서 추론할 수 있는 바와 같이, 이러한 추가의 실질적으로 수평인 쌍극자는 도 8a의 쌍극자들(DH1-DH3 및 DV1-DV3)보다 작은 쌍극자 거리를 포함하여 추가 쌍극자 주파수가 첫 번째(HF) 및 두 번째(MF) 주파수 범위를 초과하게 된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 오디오 장치(900)는 실질적으로 수직인 쌍극자를 더 포함할 수 있다(도 8a에 도시되지 않음). 예로서, 확성기들(903h, 903g)은 추가로 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성할 수 있다. 확성기들(903g, 903f)은 추가로 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성할 수 있다. 확성기들(903b, 903c)은 추가로 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성할 수 있다. 확성기들(903c, 903d)은 추가로 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성할 수 있다. 도 8a의 구성에서 추론할 수 있는 바와 같이, 추가로 실질적으로 수직인 쌍극자는 도 8a의 쌍극자들(DH1-DH3 및 DV1-DV3)보다 더 작은 쌍극자 거리를 포함하여 추가 쌍극자 주파수가 첫 번째(HF) 및 두 번째(MF) 주파수 범위를 초과하게 된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 오디오 장치(900)는 실질적으로 수직인 쌍극자들을 더 포함할 수 있다(도 8a에 도시되지 않음). 예로서, 확성기들(903a, 903f)은 추가로 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성할 수 있다. 확성기들(903a, 903d)은 추가로 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성할 수 있다. 확성기들(903h, 903e)은 추가로 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성할 수 있다. 확성기들(903b, 903e)은 추가로 실질적으로 수직인 쌍극자를 형성할 수 있다. 도 8a의 구성에서 추론할 수 있는 바와 같이, 이러한 추가의 실질적으로 수직인 쌍극자는 도 8a의 쌍극자들(DH2 및 DV2)과 유사한 쌍극자 거리를 포함하여 두 번째(MF) 주파수 범위와 유사한 추가 쌍극자 주파수를 발생한다.
도 8a의 구성에 대한 대안으로, 오디오 장치(900)는 또한 감소된 수의 확성기들(903a-903h)(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예로서, 장치(900)는 단지 확성기들(903b, 903c, 903g 및 903h)을 포함할 수 있다. 이 경우, 오디오 장치는 확성기들(903b 및 903h)에 기초한 제1 수평 쌍극자(DH1) 및 확성기들(903c 및 903g)에 기초한 제2 수평 쌍극자(DH2)를 포함한다. 추가로, 이 구성은 확성기들(903g 및 903h)에 기초한 제1 실질적 수직 쌍극자(DV1') 및 확성기들(903b 및 903c)에 기초한 제2 실질적 수직 쌍극자(DV3')를 포함한다. 이러한 구성은 도 8 및 8a의 구성의 개선된 3차원 사운드 경험을 실질적으로 유지하는 것을 가능하게 하면서 동시에 예를 들어, 오디오 장치(900)에서 즉, 추가 전자 부품을 수용하는 데 사용되는 공간 절약을 달성할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 실시예에 도시된 바와 같이, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 복수의 확성기들(903a-903h)의 제5 쌍으로서 확성기들(903a 및 903e)이 음장의 음고(1204a, 1204b)를 위한 제5 쌍극자(쌍극자 수직 2 또는 짧은 "DV2"라고 함)를 형성하고 복수의 확성기들(903a-903h)의 제6 쌍으로서 확성기들(903b 및 903d)이 음장의 음고(1204a, 1204b)를 위한 제6 쌍극자(쌍극자 수직 3 또는 짧은 "DV3"이라고 함)를 형성하도록(도 6과 관련하여 위에서 설명된 원리에 기초함) 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)를 처리하도록 추가로 구성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따라, 제3 쌍극자(DV1)와 제6 쌍극자(DV3)는 동일한 쌍극자 거리를 가질 수 있다. 이를 통해 각 주파수 대역에서 음장의 세기를 향상시킬 수 있다. 대안적으로, 각각의 개별 확성기의 전력이 감소될 수 있고, 이는 각각의 개별 확성기 각각의 내구성을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, DV1 및 DV3의 쌍극자 거리는 DV2의 쌍극자 거리보다 작을 수 있다.
도 8에 도시된 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 수평 쌍극자 및 수직 쌍극자 모두의 구성요소로서 복수의 확성기들(903a-903h) 중 적어도 하나를 동작시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 실시예에서, 확성기(903b)는 제1 쌍극자(DH1) 및 제6 쌍극자(DV3) 모두의 구성요소로서 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)에 의해 작동되고, 확성기(903d)는 제4 쌍극자(DH3) 및 제6 쌍극자(DV3) 모두에서, 확성기(903f)는 제4 쌍극자(DH3) 및 제3 쌍극자(DV1) 모두의 구성요소로 작동되고 확성기(903h)는 제1 쌍극자(DH1) 및 제3 쌍극자(DV1) 모두의 구성요소로 작동된다. . 따라서, 도 8에 따른 구성에 기초하여, 6개의 쌍극자 출력들(DH1, DH2, DH3, DV1, DV2, DV3)은 단지 8개의 확성기들(903a-903h)에 기초하여 달성될 수 있다.
도 8에 도시된 실시예가 크로스토크 제거를 위한 3개의 수평 쌍극자들(DH1, DH2 및 DH3) 및 음고(1204a, 1204b)를 위한 3개의 수직 쌍극자들(DV1, DV2 및 DV3)을 포함할지라도, 당업자는 오디오 장치(900)가 도 8에 도시된 3개의 수평 및/또는 수직 쌍극자들보다 많거나 더 적은 것을 사용하여 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 도 8에 도시된 실시예가 등간격의 확성기들(903a-903h)을 포함하지만, 본 개시의 다른 실시예에 따라 동일하지 않은 이격된 확성기들(903a-903h)이 제공될 수 있다고 추론할 수 있다. 특히, 동일하지 않은 이격된 확성기들(903a-903h)은 특정 주파수 범위에서 강도가 높은 음장을 가질 수 있다.
추가 실시예들에 따라, 오디오 장치(900)는 다채널 오디오 포맷 7.1.2와 유사한 상승된 소스를 포함하는 다채널 콘텐츠를 재생하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 오디오 장치(900)는 다음과 같이 다채널 오디오 포맷 7.1.2의 이하의 채널 기반 입력을 처리하도록 구성될 수 있다: 수평 입력 신호(L, R, C, SL, SR, SBL, SBR) (C는 중앙 채널에서 입력되는 입력 신호를 나타내며, SL은 서라운드 또는 전면 왼쪽 채널에서 입력되는 입력 신호를 나타내며, SR은 서라운드 또는 전면 오른쪽 채널에서 입력되는 입력 신호를 나타내며, SBL은 후방 서라운드 또는 후방 왼쪽 채널에 의해 입력되는 입력 신호를 나타내며, SBR은 후방 서라운드 또는 후방 오른쪽 채널에서 입력되는 입력 신호를 나타냄); 및 수직 왼쪽 및 오른쪽 신호 구성 성분들(UL, UR). 일부 구현들에 따라, 수평 입력 신호들의 수가 감소될 수도 있다. 예를 들어, 수평 입력 신호도 L과 R로 제한될 수 있다.
도 9는 청취자(1200)에 대한 천장(1201) 및 바닥(1203)을 갖는 방 내에서 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치(900)의 예시적인 배열을 도시한다. 이로써, 청취자(1200)는 적어도 제1 쌍극자(DH1) 및 제2 쌍극자(DH2)로부터 음장의 교차 제거 부분을 수신할 수 있다. 또한, 청취자(1200)는 적어도 제3 쌍극자(DV1)로부터 음장의 상승 부분(1204a, 1204b)을 수신할 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 청취자(1200)는 쌍극자들(DH1-DH3)로부터 음장의 교차 제거 부분을 수신할 수 있다. 일부 추가 실시예들에 따라, 청취자(1200)는 쌍극자들(DV1-DV3)로부터 음장의 상승 부분(1204a, 1204b)을 수신할 수 있다. 이로써, 하우징의 타원 토러스 형상이 정의하는 주 평면의 법선 벡터(913)와 음장의 음고 부분의 전파 방향이 정의하는 각도 Δβ1 및 Δβ2는 각각 0° ≤ Δβ1 ≤ 및 75° 및 0° ≤ Δβ2 ≤ 75°의 범위 내일 수 있고, 여기서 Δβ1의 음고 부분의 전파 방향은 위쪽을 향하고 Δβ2의 음고 부분의 전파 방향은 아래쪽을 향할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 각도 Δβ1 및 Δβ2는 20° ≤ Δβ1 ≤ 65° 및 20° ≤ Δβ2 ≤ 65°의 범위에 있을 수 있다. 어떤 실시예들에서, 각도 Δβ1 및 Δβ2는 40° ≤ Δβ1 ≤ 55° 및 40° ≤ Δβ2 ≤ 55°의 범위에 있을 수 있다. 어떤 실시예들에서, 각도 Δβ1 및 Δβ2는 45° ≤ Δβ1 ≤ 50° 및 45° ≤ Δβ2 ≤ 50°의 범위에 있을 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)의 수평 처리 부분을 개략적으로 도시한다. 도 10a에 따라, 복수의 수평 입력 신호들(L, C, R, SL, SR, SBL, SBR)의 처리 및 수평 쌍극자들(DH1, DH2 및 DH3)에 대한 출력 신호 획득이 도시된다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 실시예에서, 수평 쌍극자들(DH1, DH2 및 DH3)에 대한 출력 신호들은 오디오 형식 7.1.2에 따른 다중 채널 입력 신호, 즉 L, R, C, SL, SR, SBL, SBR 입력 신호들에 기초하여 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)에 의해 생성될 수 있다. ,
제1 처리 스테이지에서, 7.1.2 설정에서 수평 확성기들(903a-903h)에 해당하는 바이노럴 신호를 획득하기 위해 (도 10a의 "바이노럴화" 블록(1301) 참조) 이러한 수평 신호들은 "바이노럴화", 즉, 바이노럴 필터로 컨볼루션(머리 관련 전달 함수)될 수 있다. 그 후, 7개의 스테레오 신호들은 함께 합산되어 스테레오 다운믹스를 형성할 수 있다(도 10a의 "다운믹싱" 블록(1303) 참조). 그 후, 결과적인 제1 또는 왼쪽 채널 신호(LCH) 및 제2 또는 오른쪽 채널 신호(RCH)는 크로스오버 블록(1304)을 사용하여 "대역통과" 필터링, 예를 들어, 수평 3방향 스테레오 신호 각각을 획득하기 위해 저역 통과, 대역 통과 및 고역 통과 필터링될 수 있다(LH, MH, HH; 여기서 "LF"는 저주파, "MF"는 중간 주파수, "HF"는 고주파수를 나타냄). 일 실시예에 따라, 저역 통과 버전(LH)은 차단 주파수 fL을 갖는 저역 통과 필터를 사용하여 획득될 수 있고, 대역 통과 필터는 주파수 fL과 fM 사이의 대역 통과 버전(MH)를 제공할 수 있는 반면, 고주파수 부분 또는 부분 HF는 차단 주파수 fH를 갖는 고역 통과 필터를 사용하여 획득될 수 있다. 일 실시예에 따라, 다운믹싱 블록(1303)과 연관된 이러한 상이한 주파수들은 오디오 장치(900)의 특정 구성 및 그 사용 사례에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 적절한 더 낮은 차단 주파수(fL)는 확성기들(903a-903h)의 유형, 증폭기들 등과 같은 오디오 장치(900)의 전기음향 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 적절한 주파수 fM은 제1 및 제2 수평 쌍극자들(DH1 및 DH2)의 주파수 응답을 분석하고 빔과 저주파 제거 사이의 절충안을 결정함으로써 얻을 수 있다(도 3의 맥락에서 이미 설명한 대로). 예를 들어, 오디오 장치(900)의 하우징(901)이 직경 21cm이고, 제1 및 제3 수평 쌍극자들(DH1, DH3)의 쌍극자 거리가 11cm이고, 제2 수평 쌍극자(DH2)의 쌍극자 거리가 20cm인 실시예에서 주파수 fM은 약 900Hz일 수 있다.
도 10a에서 알 수 있는 바와 같이, 수평 MF 및 HF 신호들은 크로스오버 유닛(1305)을 포함하고 오디오 장치(900)에 의해 재생되는 양방향 쌍극자 기반 크로스토크 제거 네트워크에 공급될 수 있다. 수평 HF는 제1 및 제3 수평 쌍극자들(DH1, DH3)에 대한 처리 블록(1307)으로 동일하게 분할될 수 있고, 수평 MF는 제2 수평 쌍극자(DH2)에 대한 처리 블록(1309)에 의해 재생될 수 있다. 청취자 위치에서 최적의 크로스토크 제거를 달성하기 위해, 즉 왼쪽 및 오른쪽 쌍극자의 영점들을 대응하는 반대쪽 귀로 조종하기 위해 지연 D가 조정될 수 있다(도 5a 및 도 5b에 도시됨). 예를 들어, "스위트 스팟" 청취자 위치가 오디오 장치(900) 앞에서 약 2미터 떨어져 있다고 가정하면(도 9에 도시된 바와 같이), 지연 D는 영점들의 정확한 위치, 예를 들어 41마이크로초의 지연 D가 달성될 때까지 조정될 수 있다.
도 10a에 도시된 실시예에 따르면, 수평 LF 수평 신호들은 수직 신호들의 수직 LF 성분과 합산될 수 있고(도 12a 및 12b의 맥락에서 더 자세히 설명됨), 확성기들(903b, 903d, 903f, 903h)로 직접 라우팅, 즉 수평 및 수직 LF는 제1 또는 왼쪽 채널에서 확성기들(903f 및 903h)로, 수평 및 수직 LF는 오른쪽 또는 제2 채널에서 확성기들(903b 및 903d)로 전달될 수 있다. 이 실시예에서, 확성기들(903b, 903c, 903d 및 903h)은 수평 HF 쌍극자 성분에만 대응할 수 있고 따라서 과잉 편위가 덜 발생할 수 있다.
도 10a에 도시되고 실시예에 따른 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)에 의해 구현되는 수평 구성 요소들에 대한 전체 처리 체인의 효과는 7.1.2 오디오 형식에 정의된 대로 오디오 장치(900) 앞에 앉아 있는 청취자가 7개의 수평 스피커들에 둘러싸여 있는 듯한 느낌을 받게 하는 것일 수 있다.
수평 구성 요소들에 대한 전체 처리 체인의 부분(1304)은 도 10b에 더 자세히 설명되어 있다. 도 10b에서 알 수 있는 바와 같이, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 다운믹스 유닛(1303)에 의해 제공되는 좌측 신호 성분(LCH)에 대역통과 필터링을 적용하도록 구성될 수 있다. 이로써, 크로스오버 유닛(1305a)은 제1 주파수 범위(HF)에서 좌측 신호 성분들(LCH HF/2) 및 제2 주파수 범위(MF)에서 좌측 신호 성분들(LCH MF)을 획득하는 데 사용된다. 선택적으로, 크로스오버 유닛(1305a)은 또한 제1 주파수 범위(LF)에서 좌측 신호 성분들(LCH LF)을 획득하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 제1 및 제4 쌍극자 DH1 및 DH3의 확성기(903b, 903d, 903f, 903h) 및 제2 쌍극자 DH2의 확성기(903c, 903g)에 공급하기 위한 출력 신호의 성분을 생성하기 위한 제2 쌍극자 처리 유닛(1309a)을 구현한다.
게다가, 오디오 디바이스(900)의 처리 회로(1310)는 다운믹스 유닛(1303)에 의해 제공되는 우측 신호 성분들(RCH)에 대역통과 필터링을 적용하도록 구성될 수 있다. 이로써, 크로스오버 유닛(1305b)은 제1 주파수 범위(HF)에서 우측 신호 성분들(RCH HF/2) 및 제2 주파수 범위(MF)에서 우측 신호 성분들(RCH MF)을 획득하는 데 사용된다. 선택적으로, 크로스오버 유닛(1305a)은 또한 제1 주파수 범위(LF)에서 우측 신호 성분들(RCH LF)을 획득하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 제1 및 제4 쌍극자(DH1 및 DH3)의 확성기들(903b, 903d, 903f, 903h)에 공급하기 위한 출력 신호의 추가 성분을 생성하기 위한 제3 쌍극자 처리 유닛(1307b)을 구현하고, 제2 수평 쌍극자(DH2)의 확성기들(903c, 903g)에 공급하기 위한 출력 신호의 추가 성분을 생성하기 위한 제4 쌍극자 처리 유닛(1309b)을 구현하기 위해 구성될 수 있다.
제1 및 제4 쌍극자(DH1 및 DH3)의 확성기들(903b, 903d, 903f, 903h)에 공급하기 위한 출력 신호의 성분들을 생성하기 위한 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)의 가능한 구현이 도 11a에 도시되어 있다. 도 11a에서 추론할 수 있는 바와 같이, 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)에 입력된 좌측 신호 성분들(LCH HF/2)은 등화 필터(1401)에 제공될 수 있다. 유사한 방식으로, 좌측 신호 성분들(LCH MF)은 제2 쌍극자 처리 유닛(1309a)에 입력될 수 있다.
도 11a에 도시된 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)의 제1 처리 분기(1404a)에 따라 등화 필터(1401)에 의해 제공되는 중간 신호는 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)의 플러스 위상(+) 출력에서 출력 신호, 예를 들어, 확성기 903h(예: LCH HF/2용)로서 제공될 수 있다. 도 11a에 도시된 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)의 제2 처리 분기(1404b)에 따라 등화 필터(1307)에 의해 제공되는 중간 신호는 인버터 유닛(1403)으로, 지연 유닛(1405)으로 제공될 수 있고, 그리고 나서 마이너스 위상(-) 출력에서의 출력 신호로서, 예를 들어, 확성기(903b)(예를 들어, LCH HF/2용)로 제공될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)의 제2 처리 체인에서 반전(1403) 및 지연(1405)의 순서는 변경될 수 있다. 전술한 도 4a 내지 도 4c의 맥락에서 이미 설명된 바와 같이, 지연 유닛(1405)에 의해 추가된 지연에 의해 대응하는 쌍극자의 널(null) 방향을 제어하고 조종하는 것이 가능할 수 있다. 도 11b는 대응하는 지향성 쌍극자 응답을 보여준다. 쌍극자의 널(null)은 각도 α에 의해 조정된다. 도 10b에 도시된 제2 쌍극자 처리 유닛(1309a), 제3 쌍극자 처리 유닛(1307b) 및 제4 쌍극자 처리 유닛(1309b)은 도 11a에 도시되고 위에서 설명된 바와 같이 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)과 동일한 방식으로 구현될 수 있다.
일부 추가 구현들에 따라, 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)은 또한 등화 필터(1403), 인버터 유닛(1403) 및 지연 유닛(1405)을 포함할 수 있지만, 이들 요소의 순서는 수정될 수 있다. 동일한 내용이 제2 쌍극자 처리 유닛(1309a), 제3 쌍극자 처리 유닛(1307b) 및 제4 쌍극자 처리 유닛(1309b)의 추가 구현들에도 적용된다.
일부 추가 구현들에 따라, 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)의 제1 처리 분기(1404a) 및 제2 처리 분기(1404b)는 서로 교환될 수 있다. 이 경우 해당 지향성 쌍극자 응답은 도 11b와 다르며 y축을 따라 도 11b에 따른 쌍극자 응답의 미러링 변환에 해당할 수 있다.
도 11c는 일부 실시예들에 따라 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)에 의해 영향을 받는 등화 효과를 나타내는 쌍극자 응답을 나타낸다. 도 11d는 예시적인 실시예에 따라 오디오 장치(900)의 크로스오버 유닛(1305a)에 의해 제공되는 대역통과 필터링의 효과를 도시한다. 도 11c는 일부 실시예들에 따라 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)의 등화 필터(1401)의 "평탄화" 효과를 나타내는 지향성 응답을 도시하는 반면, 도 11d는 도 10b에 도시된 크로스오버 유닛(1305a)에 의해 구현되는 예시적인 HF, MF 및 LF 주파수 대역(300Hz에서 fL 및 4Hz에서 fH 로)을 도시한다. 전술한 바와 같이, 적합한 전이 주파수는 주로 쌍극자들을 정의하는 확성기들(903a-903h) 사이의 거리와 수직 및 수평 쌍극자들의 구성에 따라 달라진다. 최적으로, 확성기들(903a-903h) 사이의 거리가 멀수록 확성기들(903a-903h)의 쌍에 의해 재생되는 주파수는 더 낮아진다.
도 10b로부터 다시 추론할 수 있는 바와 같이, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 예를 들어 다음 방식으로 제1 쌍극자(DH1)의 확성기들(903b 및 903h)을 구동하기 위한 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 확성기(903b)에 대한 출력 신호의 제1 성분(예를 들어, 왼쪽 채널 성분)은 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)의 마이너스 위상(-) 출력에서 출력 신호로서 제공되고, 이것은 제1 주파수 범위 HF에서 좌측 신호 성분 LCH HF/2에 기초한다. 확성기(903b)에 대한 출력 신호의 제2 성분(예를 들어,오른쪽 채널 성분)은 제3 쌍극자 처리 유닛(1307b)의 플러스 위상(+) 출력에서 출력 신호로서 제공되고, 이는 제1 주파수 범위 HF에서 우측 신호 성분 RCH HF/2에 기초한다. 마찬가지로, 확성기(903h)에 대한 출력 신호의 제1(예를 들어, 왼쪽 채널) 성분은 좌측 신호에 기초한 제1 쌍극자 처리 장치(1307a)의 플러스 위상(+) 출력에서 출력 신호로 제공되고, 이는 제1 주파수 범위 HF의 좌측 신호 성분 LCH HF/2에 기초한다. 확성기(903h)에 대한 출력 신호의 제2(예를 들어, 오른쪽 채널) 성분은 제3 쌍극자 처리 유닛(1307b)의 마이너스 위상(-) 출력에서 출력 신호로서 제공되며, 이는 제1 주파수 범위에서 우측 신호 성분 RCH HF/2에 기초한다. 도 10b에서 알 수 있는 바와 같이, 제4 수평 쌍극자(DH3)의 확성기들(903d 및 903f)에 대한 출력 신호의 제1(예를 들어, 왼쪽 채널) 및 제2(예를 들어, 오른쪽 채널) 성분을 생성하기 위해 동일한 처리가 사용될 수 있다.
도 10b에서 알 수 있는 바와 같이, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 다음 방법으로 제2 쌍극자(DH2)(제1 및 제4 쌍극자(DH1 및 DH3)보다 쌍극자 거리가 더 큼)의 확성기들(903c, 903g)을 구동하기 위한 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 확성기(903c)에 대한 출력 신호의 제1(예를 들어, 왼쪽 채널) 성분은 제2 쌍극자 처리 유닛(1309a)의 마이너스 위상(-) 출력에서 출력 신호로서 제공되며, 이는 제2 주파수 범위에서 좌측 신호 성분 LCH MF에 기초한다. 확성기(903c)에 대한 출력 신호의 제2(예를 들어, 오른쪽 채널) 성분은 제4 쌍극자 처리 유닛(1309b)의 플러스 위상(+) 출력에서 출력 신호로서 제공되며, 이는 제2 주파수 범위(MF)에서 우측 신호 성분 RCH MF에 기초한다. . 마찬가지로, 확성기(903g)에 대한 출력 신호의 제1(예를 들어, 왼쪽 채널) 성분은 제2 쌍극자 처리 유닛(1309a)의 플러스 위상(+) 출력에서 출력 신호로서 제공되고, 이는 제2 주파수의 좌측 신호 성분 LCH MF에 기초한다. 확성기(903g)에 대한 출력 신호의 제2(예를 들어, 오른쪽 채널) 성분은 제4 쌍극자 처리 유닛(1309b)의 마이너스 위상(-) 출력에서 출력 신호로서 제공되며, 이는 제2 주파수 범위(MF)에서 우측 신호 성분 RCH MF에 기초한다.
LF 대역 제한된 오른쪽 채널 또는 왼쪽 채널 신호들은 확성기들(903f 및 903h 및/또는 903b 및 903d)과 같은 복수의 확성기들(903a-903h)의 서브세트로, 또는 심지어 모든 확성기들(903a-903h)로 직접 출력될 수 있다.
도 12a, 도 12b는 예시적인 실시예에 따라 오디오 장치의 처리 회로(1310)의 수직 처리 부분을 개략적으로 도시한다. 이로써, 복수의 수직 좌측 및 우측 성분들(UL, UR)을 처리하고 수직 쌍극자들(DV1, DV2, DV3)에 대한 출력 신호들을 획득하는 것이 도시된다. 일부 실시예들에 따라, 이러한 수직 좌측 및 우측 성분들(UL, UR)은 또한 상승된 핸드 사이드 성분들(UL, UR)로서 표시될 수 있다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 실시예에서, 수직 쌍극자들(DV1, DV2 및 DV3)에 대한 출력 신호들은 오디오 포맷 7.1.2, 즉 수직 좌측 및 우측 성분들(UL 및 UR)에 따라 다중 채널 입력 신호의 수직 채널들에 기초하여 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)에 의해 생성된다.
도 12a에서 알 수 있는 바와 같이, 일 실시예에 따라, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 수직 3방향 스테레오 신호를 얻기 위해(UL HF, UR HF; UL MF, UR MF; UL LF, UR LF)를 획득하기 위해 크로스오버 유닛(1501)을 사용하여 수직 좌우측 성분들(UL 및 UR) 신호에 대한 저역 통과(LF), 대역 통과(MF) 및 고역 통과(HF) 필터링을 적용하도록 구성된다. 수평 성분들에 대한 유사한 고려 사항이 유지된다(예를 들어, 크로스오버 유닛(1501)에 의해 사용되는 필터의 천이 주파수를 설정하기 위해). 일 실시예에 따르면, 수직 UL MF와 UR MF의 합은 제5 쌍극자 DV2(즉, 중앙 수직 쌍극자)에 공급되는 반면, UL HF는 제3 쌍극자 DV1(즉, 좌측 수직 쌍극자)에 공급되고, UR HF는 제6 쌍극자 DV3(즉, 우측 수직 쌍극자)에 공급된다. LF 대역 제한 신호들, 즉 UL LF 및 UR LF는 확성기들(903f 및 903h 및/또는 903b 및 903d), 또는 심지어 모든 확성기들(903a-903h)과 같은 복수의 확성기들(903a-903h)의 서브세트로 직접 출력될 수 있다. 이에 따라 단극자 트랜스듀서를 이용하여 공통적으로 LF 대역 제한 신호를 방출할 수 있다.
도 12b는 실시예에 따른 수직 쌍극자들(DV1, DV2 및 DV3)에 대한 출력 신호들을 생성하는 것에 관한 추가 사양을 제공하고, 이는 도 10b에 도시된 수평 쌍극자들(DH1-DH3)에 대한 처리와 유사하고, 수직 쌍극자들에 대한 출력 신호들을 제공하기 위해 쌍극자 처리 유닛들(1503a, 1505a, 1503b, 1505b)이 사용된다는 점에서, 도 11a 에 도시 및 전술한 바와 같이 제1 쌍극자 처리 유닛(1307a)과 유사하거나 동일하다.
일 실시예에 따라, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 제5 씽극자 DV2(제3 및 제6 쌍극자 DV1 및 DV3보다 큰 쌍극자 거리를 가짐)의 확성기들(903a 및 903e)을 구동하기 위한 출력 신호를 생성하도록 다음 방법과 같이 구성된다. 첫 번째, 예를 들어 상승된 경우, 확성기(903a)에 대한 출력 신호의 성분은 쌍극자 처리 유닛(1505a)의 플러스 위상(+) 출력에서 출력 신호로 제공되며, 이는 제2 주파수 범위 MF에서 수직 좌측 신호 성분 UL MF에 기초한다. 예를 들어 심화되면, 확성기(903a)에 대한 출력 신호의 성분은 쌍극자 처리 유닛(1505b)의 마이너스 위상(-) 출력에서 출력 신호로 제공되며, 이는 제2 주파수 범위 MF에서 수직 우측 신호 성분 UR MF에 기초한다. 마찬가지로, 확성기(903e)에 대한 출력 신호의 제1 성분은 쌍극자 처리 유닛(1505a)의 마이너스 위상(-) 출력에서 출력 신호로서 제공되며, 이는 제2 주파수 범위(MF)에서 수직 좌측 신호 성분(UL MF)에 기초한다. 확성기(903e)에 대한 출력 신호의 제2 성분은 쌍극자 처리 유닛(1505b)의 플러스 위상(+) 출력에서 출력 신호로서 제공되며, 이는 제2 주파수 범위 MF에서 수직 우측 신호 성분 UR MF에 기초한다.
도 12b에 추가로 예시된 바와 같이, 제3 쌍극자 DV1의 확성기(903h)에 대한 출력 신호는 수직 왼손에 기초하는 쌍극자 처리 유닛(1503a)의 플러스 위상(+) 출력에서 출력 신호로서 제공되며, 이는 제1 주파수 범위 HF에서 사이드 신호 성분 UL HF에 기초하는 반면, 제3 쌍극자 DV1의 확성기(903f)에 대한 출력 신호는 쌍극자 처리 유닛(1503a)의 마이너스 위상(-) 출력에서 출력 신호로서 제공될 수 있다. 마찬가지로, 제6 쌍극자 DV3의 확성기(903d)에 대한 출력 신호는 수직 우측 신호 성분 UR HF에 기초한 쌍극자 처리 유닛(1503b)의 마이너스 위상(-) 출력에서 출력 신호로서 제공되며, 제1 주파수 범위 HF에서 제6 쌍극자 DV3의 확성기(903b)에 대한 출력 신호는 쌍극자 처리 유닛(1503b)의 플러스 위상(+) 출력에서 출력 신호로서 제공될 수 있다.
수평 쌍극자들의 경우와 같이, LF 대역 제한 신호, 즉 UL LF 및 UR LF는 확성기들(903f 및 903h 및/또는 903b 및 903d), 또는 모든 확성기들(903a-903h)과 같은 복수의 확성기들(903a-903h)의 서브세트로 직접 출력될 수 있다.
도 13은 크로스토크 제거를 위한 복수의 수평 쌍극자들(DH1-DH3) 및 음고(1204a, 1204b)를 위한 복수의 수직 쌍극자들(DV1-DV3)을 구현하는 본 개시의 다른 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치(900)를 개략적으로 도시한다. 도 13에 도시된 오디오 장치(900)의 실시예는 도 13의 실시예에서 제2 쌍극자 DH2 및/또는 제5 쌍극자 DV2가 4개의 "동일한" 확성기들, 즉, 확성기들(903c, 903c' 및 903g, 903g')에 의한 제2 쌍극자 DH2 및 확성기들(903a, 903a' 및 903e, 903e')에 의한 제5 쌍극자 DV2에 의해 형성된다는 점에서 도 8에 도시된 오디오 장치(900)와 상이하다. 이는 제2 쌍극자 DH2 및/또는 제5 쌍극자 DV2에 의해 전송되는 주파수 범위의 강도를 증가시키는 것을 허용한다. 일부 실시예들에 따라, 제2 쌍극자(DH2)의 제2 주파수 범위 및/또는 제5 쌍극자(DV)의 제5 주파수 범위는 MF 범위에 대응할 수 있다. 이 경우 음장의 MF 주파수 범위 강도가 증가할 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 이는 단일 확성기가 최대 진폭에 빠르게 도달하여 왜곡이 발생할 수 있기 때문일 수 있다. 따라서, 각각의 단극자을 구현하기 위해 적어도 2개의 확성기들을 사용하면 fM을 감소시킬 뿐만 아니라 확성기에 더 많은 헤드룸을 제공할 수 있으며, 이에 따라 공간 렌더링이 특정 주파수에 효과적인 주파수 대역을 푸시한다.
도 14는 크로스토크 제거를 위한 복수의 수평 쌍극자들(DH1-DH3) 및 음고(1204a-1204b)를 위한 복수의 수직 쌍극자들(DV1-DV3)을 구현하는 본 개시의 추가의 예시적인 실시예에 따른 오디오 장치(900)를 개략적으로 도시한다. 이로써, 도 14는 도 13에 따른 실시예의 변형예를 나타낸다. 도 14에 도시된 실시예에서, 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)는 확성기(903c)와 바로 인접한 확성기(903c')가 음장의 음고(1204a, 1204b)에 대한 제7 쌍극자 DV5를 형성하도록 및/또는 확성기(903g) 및 바로 인접한 확성기(903g')는 음장의 음고(1204a, 1204b)에 대한 제8 쌍극자 DV4를 형성하도록 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)를 처리하도록 구성된다. 도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 수직 쌍극자들(DV4 및/또는 DV5)의 쌍극자 거리는 쌍극자들(DV1, DV2 및 DV3)의 쌍극자 거리보다 훨씬 더 작다. 쌍극자들(DV4 및/또는 DV5)의 확성기들에 대한 출력 신호들을 생성하기 위해, 도 8, 도 12a, 도 12b에 도시된 실시예에서와 동일한 접근법이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 수직 고주파수(HighF-V)는 Mid-High 쌍극자, 즉 제3 및 제6 쌍극자 DV1 및 DV3의 발사 주파수(앨리어싱 주파수라고도 함)를 고려하여 설정할 수 있는 차단 주파수 fH를 도입하면서 여전히 Mid-HighF-V 및 VeryHighF-V의 두 부분으로 분할될 수 있다.
도 15는 추가 실시예에 따라 오디오 장치(900)의 처리 회로(1310)의 일부를 예시하는 개략도이다. 도 15에 도시된 실시예에서, 오디오 장치(900)는 스테레오 입력 신호의 앰비언스 성분들을 추출하도록 구성된 업믹싱(upmixing) 스테이지(1801)를 더 포함함으로써 스테레오 입력 신호를 재생하도록 구성된다. 업믹싱 스테이지(1801)의 가능한 구현에 관한 추가 세부사항은, 본 명세서에 참조에 의해 완전히 편입된 Chan Jun Chun 등의 "오디오 현실감을 향상시키기 위한 스테레오 오디오의 5.1 채널 오디오로의 업믹싱(Upmixing Stereo Audio into 5.1 Channel Audio for Improving Audio Realism)"(Signal Processing, Image Processing and Pattern Recognition. SIP 2009. Communications in Computer and Information Science, vol 61. Springer, Berlin, Heidelberg)을 참조한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 업믹싱 스테이지(1801)는 스테레오 입력(L 및 R)을 가지며 5.1 출력 신호, 즉 L, R, C, SR, SL, LFE를 출력할 수 있다. 일 실시예에 따라, L, R, C 및 LFE에 대한 재생 전략은 상승된 채널들에 대한 콘텐츠를 강제 실행하기 위해 도 10a, b 및 12a, b에 예시된 7.1.2 경우에 대한 것과 동일하고, 앰비언스 채널 SR 및 SL은 각각 2가지 구성요소들로 분할될 수 있다: 예를 들어 SR 채널 및 SL 채널은 각각의 감쇠 스테이지들(1803a, b)을 사용하여 3dB 감쇠될 수 있고, 수평 SR 및 SL, H-SR 및 H-SL 신호 및 수직 SR 및 SL, V-SR 및 V-SL 신호를 형성하기 위해 복제될 수 있다. 나머지 처리는 도 10a, b 및 12a, b의 맥락에서 이미 설명된 처리와 동일하거나 적어도 유사하다.
도 15에 도시된 실시예의 변형에서, 복수의 입력 신호들 L, R, UL, UR은 5.1 오디오 포맷에 따른 신호일 수 있다. 이 경우 업믹싱 스테이지(1801)가 필요하지 않으며, 수직 성분은 SR 및 SL 앰비언스 채널들로부터 이전 실시예에서와 같이 획득될 수 있다.
도 16은 본 개시의 실시예에 따른 3차원 음장을 생성하기 위한 방법(1900)을 예시하는 흐름도이다. 방법(1900)은 복수의 출력 신호들을 획득하기 위해 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)을 처리하는 단계(1901) 및 복수의 출력 신호들(LCH HF/2, RCH HF/2, LCH MF, RCH MF, UL HF, UR HF, UL MF, UR MF)을 복수의 확성기들(903a-903h)로 출력하는 단계(1903)를 포함한다. 방법(1900)에 따르면, 복수의 입력 신호들은 다음과 같이 처리된다:
- 복수의 확성기들(903a-903h)의 제1 쌍은 음장의 제1 주파수 범위에서 좌측 신호 성분들(904)과 우측 신호 성분들(905) 사이의 크로스토크 제거를 위한 제1 쌍극자(DH1)를 형성하고;
- 복수의 확성기들(903a-903h)의 제2 쌍은 음장의 제2 주파수 범위에서 좌측 신호 성분들(904)과 우측 신호 성분들(905) 사이의 크로스토크 제거를 위한 제2 쌍극자 DH2를 형성하고, 여기서 제1 주파수 범위는 제2 주파수 범위보다 더 높은 주파수들로 확장되고, 제1 쌍극자(DH1)를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리는 제2 쌍극자(DH2)를 형성하는 복수의 확성기들의 확성기들 사이의 거리보다 작고; 그리고
- 복수의 확성기들(903a-903h)의 제3 쌍은 음장의 음고(1204a, 1204b)에 대한 제3 쌍극자 DV1을 형성한다.
당업자는 다양한 도면(방법 및 장치)의 "블록"("유닛")이 본 개시의 실시예의 기능(하드웨어 또는 소프트웨어의 개별 "유닛들"이 아닌)을 나타내거나 설명한다는 것을 이해할 것이고, 그리고 따라서 장치 실시예 및 방법 실시예의 기능 또는 특징을 동등하게 설명(유닛 = 단계)하는 것으로 이해할 것이다.
본 출원에 제공된 여러 실시예들에서, 개시된 시스템, 장치 및 방법은 다른 방식으로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 설명된 장치 실시예는 단지 예시일 뿐이다. 예를 들어, 유닛 분할은 단순히 논리적 기능 분할이며 실제 구현에서는 다른 분할이 될 수 있다. 예를 들어, 복수의 유닛들 또는 구성요소들이 다른 시스템으로 결합 또는 통합될 수 있거나, 일부 기능이 무시되거나 수행되지 않을 수 있다. 또한, 표시되거나 논의된 상호 결합 또는 직접 결합 또는 통신 연결은 일부 인터페이스를 사용하여 구현될 수 있다. 장치들 또는 유닛들 간의 간접 결합 또는 통신 연결은 전자적, 기계적 또는 기타 형태로 구현될 수 있다.
별도의 부분으로 설명된 유닛들은 물리적으로 분리되거나 그렇지 않을 수 있으며, 유닛들로 표시된 부분은 물리적 유닛들일 수도 있고 아닐 수도 있으며, 한 위치에 있을 수도 있고, 복수의 네트워크 유닛들에 분산될 수도 있다. 유닛들의 일부 또는 전부는 실시예의 솔루션의 목적을 달성하기 위한 실제 필요에 따라 선택될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 기능 유닛들은 하나의 처리 유닛으로 통합될 수 있거나, 각각의 유닛이 물리적으로 단독으로 존재할 수 있거나, 둘 이상의 유닛들이 하나의 유닛으로 통합될 수 있다.

Claims (16)

  1. 3차원 음장을 생성하기 위한 오디오 장치(900)로서, 상기 오디오 장치(900)는:
    - 타원형 토러스 형상을 갖는 하우징(901) 및 복수의 확성기들(903a-903h); 및
    - 복수의 출력 신호들(LCH HF/2, RCH HF/2, LCH MF, RCH MF, UL HF, UR HF, UL MF, UR MF)을 획득하고 상기 복수의 출력 신호들(LCH HF/2, RCH HF/2, LCH MF, RCH MF, UL HF, UR HF, UL MF, UR MF)을 상기 복수의 확성기들(903a-903h)로 출력하기 위해 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)를 처리하도록 구성되는 처리 회로(1310)
    를 포함하고,
    상기 처리 회로(1310)는 상기 복수의 입력 신호(L, R, UL, UR)를 처리하도록 구성되어:
    - 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 제1 쌍(903b, 903h; 903d, 903f)이 상기 음장의 제 1 주파수 범위(HF)에서 좌측 신호 성분들(LCH HF/2)과 우측 신호 성분들(RCH HF/2) 사이의 크로스토크 제거를 위한 제1 쌍극자(DH1, DH3)를 형성하고;
    - 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 제2 쌍(903c, 903g)이 상기 음장의 제2 주파수 범위(MF)에서 좌측 신호 성분들(LCH MF)과 우측 신호 성분들(RCH MF) 사이의 크로스토크 제거를 위한 제2 쌍극자(DH2)를 형성하고;
    - 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 제3 쌍(903f, 903h; 903b, 903d)이 상기 음장의 음고(1204a, 1204b)를 위한 제3 쌍극자(DV1, DV3)를 형성하며,
    상기 제1 주파수 범위(HF)는 상기 제2 주파수 범위(MF)보다 더 높은 주파수들로 확장되고, 상기 제1 쌍극자(DH1, DH3)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903b, 903h; 903d, 903f) 사이의 거리는 상기 제2 쌍극자(DH2)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903c, 903g) 사이의 거리보다 작은, 오디오 장치(900).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수 범위는 고주파수(HF) 범위를 포함하고/하거나 상기 제2 주파수 범위는 중간 주파수(MF) 범위를 포함하는, 오디오 장치(900).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 쌍(903b, 903h; 903d, 903f) 또는 상기 제2 쌍(903c, 903g)의 확성기들 중 적어도 하나의 확성기는 또한 상기 제3 쌍(903f, 903h; 903b, 903d; 903c, 903g)의 확성기들의 일부인, 오디오 장치(900).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 확성기들(903a-903h)를 장착하는 상기 하우징(901)은 원형 토러스 형상을 갖는, 오디오 장치(900).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 쌍극자(DH1, DH3)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903b, 903h; 903d, 903f)의 배열은 제1 쌍극자 배향(907a, 907d)을 정의하고, 상기 제3 쌍극자(DV1, DV3)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903f, 903h; 903b, 903d)의 배열은 제3 쌍극자 배향(907c, 907f)을 정의하고, 여기서, 상기 제1 쌍극자 배향(907a, 907d)에 대한 상기 제3 쌍극자 배향(907c, 907f)에 의해 정의된 제1 쌍극자 방위각(η1)은 65° ≤ η1 ≤ 115°의 범위 내인, 오디오 장치(900).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 회로(1310)는 상기 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)을 처리하도록 구성되어:
    - 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 제4 쌍(903d, 903f; 903b, 903h)이 상기 음장의 상기 제4 주파수 범위(HF)에서 좌측 신호 성분들(LCH HF/2)과 우측 신호 성분들(RCH HF/2) 사이의 크로스토크 제거를 위한 제4 쌍극자(DH3, DH1)를 형성하고;
    상기 제4 쌍극자(DH3, DH1)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903d, 903f; 903b, 903h) 사이의 거리는 상기 제2 쌍극자(DH2)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903c, 903g) 사이의 거리보자 작고;
    상기 제4 주파수 범위(HF)는 상기 제2 주파수 범위(MF)보다 더 높은 주파수들로 확장되고, 상기 제4 쌍극자(DH3, DH1)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903d, 903f; 903b, 903h) 사이의 거리는 상기 제2 쌍극자(DH2)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903c, 903g) 사이의 거리보다 작은, 오디오 장치(900).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 회로(1310)는 좌측 신호 성분들(LCH)을 획득하기 위해 상기 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)의 제1 서브세트(L, R)를 처리하도록 구성되고, 상기 제1 쌍의 확성기들(DH1, DH3) 및 상기 제2 쌍의 확성기들(DH2)에 대한 출력 신호들을 획득하기 위해, 상기 처리 회로(1310)는:
    - 상기 제1 주파수 범위(HF)에서 상기 좌측 신호 성분들(LCH HF/2) 및 상기 제2 주파수 범위(MF)에서 상기 좌측 신호 성분들(LCH MF)을 획득하기 위해 상기 좌측 신호 성분들(LCH)에 대한 대역통과 필터링(1305a)을 적용하고;
    - a1) 상기 제1 쌍의 확성기들(DH1, DH3)의 제1 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위해 상기 제1 주파수 범위(HF)에서 상기 좌측 신호 성분(LCH HF/2)에 대한 제1 이퀄라이징(1401a)을 사용하고, a2) 상기 제1 쌍의 확성기들(DH1, DH3)의 제2 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위해 상기 제1 주파수 범위(HF)에서 상기 좌측 신호 성분(LCH HF/2)에 대한 상기 제1 이퀄라이징(1401a), 반전(1403) 및 지연(1405)을 사용하여 제1 쌍극자 처리(1307a)를 적용하고; 그리고
    - b1) 상기 제2 쌍의 확성기들(DH2)의 제1 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위해 상기 제2 주파수 범위(MF)의 상기 좌측 신호 성분(LCH MF)에 대한 제2 이퀄라이징(1401b)을 사용하고, b2) 상기 제2 쌍의 확성기들(DH2)의 제2 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위해 상기 제2 주파수 범위(MF)의 상기 좌측 신호 성분(LCH MF)에 상기 제2 이퀄라이징(1401b), 반전(1403) 및 지연(1405)을 사용하여 제2 쌍극자 처리(1309a)를 적용하도록 구성되는, 오디오 장치(900).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 처리 회로(1310)는 또한 상기 우측 신호 성분(RCH)을 획득하기 위해 상기 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)의 상기 제1 서브세트(L, R)를 처리하도록 구성되고, 상기 제1 쌍의 확성기들(DH1, DH3) 및 상기 제2 쌍의 확성기들(DH2)에 대한 상기 출력 신호들을 획득하기 위해, 상기 처리 회로(1310)는 또한:
    - 상기 제1 주파수 범위(HF)에서 상기 우측 신호 성분들(RCH HF/2) 및 상기 제2 주파수 범위(MF)에서 상기 우측 신호 성분들(RCH MF)을 획득하기 위해 상기 우측 신호 성분들(RCH)에 대한 상기 대역통과 필터링(1305b)을 적용하고;
    - c1) 상기 제1 쌍의 확성기들(DH1, DH3)의 상기 제2 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제2 성분을 획득하기 위해 상기 제1 주파수 범위(HF)에서 상기 우측 신호 성분들(RCH HF/2)에 대한 제1 이퀄라이징(1401a)을 사용하고, c2) 상기 제1 쌍의 확성기들(DH1, DH3)의 상기 제1 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제2 성분을 획득하기 위해 상기 제1 주파수 범위(HF)에서 상기 우측 신호 성분(RCH HF/2)에 대한 상기 제1 이퀄라이징(1401a), 반전(1403) 및 지연(1405)을 사용하여 상기 제3 쌍극자 처리(1307b)를 적용하고; 그리고
    - d1) 상기 제2 쌍의 확성기들(DH2)의 상기 제2 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제2 성분을 획득하기 위해 상기 제2 주파수 범위(MF)의 상기 우측 신호 성분(RCH MF)에 대한 제2 이퀄라이징(1401b)을 사용하고, d2) 상기 제2 쌍의 확성기들(DH2)의 상기 제1 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제2 성분을 획득하기 위해 상기 제2 주파수 범위(MF)에서 상기 우측 신호 성분(RCH MF)에 대한 상기 제2 이퀄라이징(1401b), 반전(1403) 및 지연(1405)을 사용하여 상기 제4 쌍극자 처리(1309b)를 적용하도록 구성되는, 오디오 장치(900).
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 좌측 신호 성분 및 우측 신호 성분(LCH, RCH)을 획득하기 위해, 상기 처리 회로(1310)는 또한:
    - 각각의 입력 신호의 제1 및 제2 바이노럴 필터링된 버전을 획득하기 위해 상기 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)의 상기 제1 서브세트(L, R)의 각 입력 신호와 제1 바이노럴 필터 및 제2 바이노럴 필터의 컨볼루션에 기초하여 바이노럴화(1301)를 적용하고; 그리고
    - 각 입력 신호(L, R, UL, UR)의 상기 제1 및 제2 바이노럴 필터링된 버전에 기초하여 상기 좌측 신호 성분 및 우측 신호 성분(LCH, RCH)을 생성하기 위해 다운믹싱(1303)을 적용하도록 구성되는, 오디오 장치(900).
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 회로(1310)는 상기 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)를 처리하도록 구성되어:
    - 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 상기 제3 쌍(903f, 903h; 903b, 903d)은 상기 음장의 제3 주파수 범위에서 음고(1204a, 1204b)를 위한 상기 제3 쌍극자(DV1, DV3)를 형성하고;
    - 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 제5 쌍(903a, 903e)은 상기 음장의 제5 주파수 범위에서 음고(1204a, 1204b)를 위한 제5 쌍극자(DV2)를 형성하며,
    상기 제3 주파수 범위는 상기 제5 주파수 범위보다 더 높은 주파수들로 확장되고, 상기 제3 쌍극자(DV1, DV3)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903f, 903h; 903b, 903d) 사이의 거리는 상기 제5 쌍극자(DV2)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903a, 903e) 사이의 거리보다 작은, 오디오 장치(900).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3 주파수 범위는 상기 제1 주파수 범위에 대응하고 그리고/또는 상기 제5 주파수 범위는 상기 제2 주파수 범위에 대응하는, 오디오 장치(900).
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)은 수직 좌측 신호 성분들(UL)을 포함하고, 상기 제3 쌍의 확성기들(DV1, DV3) 및 상기 제5 쌍의 확성기들(DV2)에 대한 상기 출력 신호들을 획득하기 위해 상기 처리 회로(1310)는:
    - 상기 제1 주파수 범위(HF)에서 상기 수직 좌측 신호 성분(UL HF) 및 상기 제2 주파수 범위(MF)에서 상기 수직 좌측 신호 성분(UL MF)을 획득하기 위해 상기 수직 좌측 신호 성분(UL)에 대한 대역통과 필터링(1501)을 적용하고;
    - e1) 상기 제3 쌍의 확성기들(DV1, DV3)의 제1 확성기에 대한 상기 출력 신호를 획득하기 위해 상기 제1 주파수 범위(HF)에서 상기 수직 좌측 신호 성분(UL HF)에 대한 제1 이퀄라이징(1401a)을 사용하고, e2) 상기 제3 쌍의 확성기들(DV1, DV3)의 제2 확성기에 대한 상기 출력 신호를 획득하기 위해 상기 제1 주파수 범위(HF)에서 상기 수직 좌측 신호 성분(UL HF)에 대한 상기 제1 이퀄라이징(1401a), 반전(1403) 및 지연(1405)을 사용하여 제5 쌍극자 처리(1503a; 1503b)를 적용하고; 그리고
    - f1) 상기 제5 쌍의 확성기들(DV2)의 제1 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위해 상기 제2 주파수 범위(MF)에서 상기 수직 좌측 신호 성분(UL MF)에 대한 제2 이퀄라이징(1401b)을 사용하고, d2) 상기 제5 쌍의 확성기들(DV2)의 제2 확성기에 대한 상기 출력 신호의 제1 성분을 획득하기 위해 상기 제2 주파수 범위(MF)에서 상기 수직 좌측 신호 성분(UL MF)에 대한 상기 제2 이퀄라이징(1401b), 반전(1403) 및 지연(1405)을 사용하여 제6 쌍극자 처리(1505a; 1505b)를 적용하도록 구성되는, 오디오 장치(900).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 회로(1310)는, 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 상기 제2 쌍(903c, 903g) 및 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 추가 쌍(903c', 903g')이 상기 제2 쌍극자(DH2)를 형성하도록, 상기 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)를 처리하도록 구성되며, 상기 상기 추가 쌍의 확성기들의 제1 확성기(903c')는 상기 제2 쌍의 확성기들의 제1 확성기(903c)에 인접한 하우징(901)에 배열되고, 상기 추가 쌍의 확성기들의 제2 확성기(903g')는 상기 제2 쌍의 확성기들의 제2 확성기(903g)에 인접한 하우징(901)에 배열되는, 오디오 장치(900).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 쌍의 확성기들의 상기 제1 확성기(903c)와 상기 추가 쌍의 확성기들의 상기 제1 확성기(903c')는 상기 음장의 상기 음고(1204a, 1204b)를 위한 제7 쌍극자(DV5)를 형성하고 그리고/또는 상기 제2 쌍의 확성기들의 상기 제2 확성기(903g)와 상기 추가 쌍의 확성기들의 상기 제2 확성기(903g')는 상기 음장의 상기 음고(1204a, 1204b)를 위한 제8 쌍극자(DV4)를 형성하도록, 상기 처리 회로(1310)가 상기 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)를 처리하도록 구성되는, 오디오 장치(900).
  15. 타원형 토러스 형상을 갖는 하우징(901) 및 복수의 확성기들(903a-903h)을 갖는 오디오 장치(900)를 사용하여 3차원 음장을 생성하기 위한 방법(1900)으로서,
    - 복수의 출력 신호들(LCH HF/2, RCH HF/2, LCH MF, RCH MF, UL HF, UR HF, UL MF, UR MF)을 획득하기 위해 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)을 처리하는 단계(1901); 및
    - 상기 복수의 출력 신호들(LCH HF/2, RCH HF/2, LCH MF, RCH MF, UL HF, UR HF, UL MF, UR MF)을 상기 복수의 확성기들(903a-903h)로 출력하는 단계(1903)를 포함하고,
    상기 복수의 입력 신호들(L, R, UL, UR)은:
    - 상기 음장의 제1 주파수 범위(HF)에서 좌측 신호 성분들(LCH-HF/2)과 우측 신호 성분들(RCH-HF/2) 사이의 크로스토크 제거를 위해 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 제1 쌍(903b, 903h; 903d, 903f)이 제1 쌍극자(DH1, DH3)를 형성하고;
    - 상기 음장의 제2 주파수 범위(MF)에서 좌측 신호 성분들(LCH-MF)과 우측 신호 성분들(RCH-MF) 사이의 크로스토크 제거를 위해 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 제2 쌍(903c, 903g)이 제2 쌍극자(DH2)를 형성하고; 그리고
    - 상기 복수의 확성기들(903a-903h)의 제3 쌍(903f, 903h; 903b, 903d)이 상기 음장의 음고(1204a, 1204b)를 위한 제3 쌍극자(DV1, DV2, DV3)를 형성하도록 처리되며,
    상기 제1 주파수 범위는 상기 제2 주파수 범위보다 더 높은 주파수들로 확장되고, 상기 제1 쌍극자(DH1, DH3)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903b, 903h; 903d, 903f) 사이의 거리는 상기 제2 쌍극자(DH2)를 형성하는 상기 복수의 확성기들(903a-903h) 중 상기 확성기들(903c, 903g) 사이의 거리보다 작은, 방법.
  16. 프로그램 코드가 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 때 상기 컴퓨터 또는 상기 프로세서로 하여금 제15항의 방법(1900)을 수행하게 하는 상기 프로그램 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
KR1020227024389A 2019-12-20 2019-12-20 3차원 음장 생성을 위한 오디오 장치 및 방법 KR102677772B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/086757 WO2021121630A1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Audio device and method for generating a three-dimensional soundfield

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220114067A true KR20220114067A (ko) 2022-08-17
KR102677772B1 KR102677772B1 (ko) 2024-06-21

Family

ID=69105852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227024389A KR102677772B1 (ko) 2019-12-20 2019-12-20 3차원 음장 생성을 위한 오디오 장치 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220322021A1 (ko)
EP (1) EP4070572A1 (ko)
JP (1) JP7436673B2 (ko)
KR (1) KR102677772B1 (ko)
CN (1) CN114830694B (ko)
TW (1) TWI774160B (ko)
WO (1) WO2021121630A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160286329A1 (en) * 2013-12-09 2016-09-29 Huawei Technologies Co., Ltd. Apparatus and method for enhancing a spatial perception of an audio signal
US20180317034A1 (en) * 2017-04-27 2018-11-01 Polk Audio, Llc Head Related Transfer Function Equalization and Transducer Aiming of Stereo Dimensional Array (SDA) Loudspeakers

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179008A (en) * 1978-04-24 1979-12-18 Letourneau Ted L Structure and arrangement for loudspeaker assemblage
JP3281181B2 (ja) * 1994-06-27 2002-05-13 松下電器産業株式会社 音場再生用スピーカシステム
US5809150A (en) 1995-06-28 1998-09-15 Eberbach; Steven J. Surround sound loudspeaker system
JP2003264895A (ja) 2003-02-21 2003-09-19 Yamaha Corp スピーカー装置
JP2005198251A (ja) * 2003-12-29 2005-07-21 Korea Electronics Telecommun 球体を用いた３次元オーディオ信号処理システム及びその方法
US7415124B2 (en) * 2004-03-15 2008-08-19 Hpv Technologies Llc Low frequency surface array
US20060159288A1 (en) * 2004-07-20 2006-07-20 Stiles Enrique M Bessel dipole loudspeaker
US7520932B2 (en) 2006-04-05 2009-04-21 Dow Corning Corporation Method of analyzing carbon concentration in crystalline silicon
US7886867B2 (en) * 2006-06-29 2011-02-15 Adams Steven L Flexible multiple speaker support apparatus
JP5034437B2 (ja) 2006-10-19 2012-09-26 株式会社Ｊｖｃケンウッド スピーカ装置
US8170254B2 (en) * 2007-07-02 2012-05-01 Tracy Dennis A Low profile loudspeaker
WO2013040738A1 (en) * 2011-09-19 2013-03-28 Huawei Technologies Co., Ltd. A method and an apparatus for generating an acoustic signal with an enhanced spatial effect
CN104969571B (zh) * 2013-02-06 2018-01-02 华为技术有限公司 用于渲染立体声信号的方法
GB201321325D0 (en) * 2013-12-03 2014-01-15 Ecole Polytechnique F D Rale De Lausanne A sound diffusion system for directional sound enhancement
CN103888889B (zh) * 2014-04-07 2016-01-13 北京工业大学 一种基于球谐展开的多声道转换方法
EP3210390B1 (en) * 2014-08-18 2022-04-13 Apple Inc. A rotationally symmetric speaker array
US9762999B1 (en) * 2014-09-30 2017-09-12 Apple Inc. Modal based architecture for controlling the directivity of loudspeaker arrays
JP6563744B2 (ja) 2015-08-28 2019-08-21 シャープ株式会社 音響装置
US9596544B1 (en) * 2015-12-30 2017-03-14 Gregory Douglas Brotherton Head mounted phased focused speakers
CN110637466B (zh) 2017-05-16 2021-08-06 索尼公司 扬声器阵列与信号处理装置
BR112021011597A2 (pt) * 2018-12-21 2021-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sistema de reprodução/simulação de som, aparelho para determinar um ou mais parâmetros de processamento e métodos
US10863265B2 (en) * 2019-03-29 2020-12-08 Endow Audio, LLC Audio loudspeaker array and related methods

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160286329A1 (en) * 2013-12-09 2016-09-29 Huawei Technologies Co., Ltd. Apparatus and method for enhancing a spatial perception of an audio signal
US20180317034A1 (en) * 2017-04-27 2018-11-01 Polk Audio, Llc Head Related Transfer Function Equalization and Transducer Aiming of Stereo Dimensional Array (SDA) Loudspeakers

Also Published As

Publication number Publication date
TW202126064A (zh) 2021-07-01
EP4070572A1 (en) 2022-10-12
WO2021121630A1 (en) 2021-06-24
CN114830694A (zh) 2022-07-29
JP2023507021A (ja) 2023-02-20
CN114830694B (zh) 2023-06-27
KR102677772B1 (ko) 2024-06-21
US20220322021A1 (en) 2022-10-06
JP7436673B2 (ja) 2024-02-21
TWI774160B (zh) 2022-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9877131B2 (en) Apparatus and method for enhancing a spatial perception of an audio signal
US10306358B2 (en) Sound system
KR102353871B1 (ko) 가변 음향 라우드스피커
JP2005159518A (ja) アレースピーカ装置
US20140205100A1 (en) Method and an apparatus for generating an acoustic signal with an enhanced spatial effect
US10440495B2 (en) Virtual localization of sound
KR102677772B1 (ko) 3차원 음장 생성을 위한 오디오 장치 및 방법
US11337002B2 (en) Loudspeaker system with active directivity control
US8929557B2 (en) Sound image control device and sound image control method
JP4625756B2 (ja) ラウドスピーカのアレイシステム
US12035117B2 (en) Loudspeaker system for arbitrary sound direction rendering
US11924619B2 (en) Rendering binaural audio over multiple near field transducers
US20230188893A1 (en) Loudspeaker system for arbitrary sound direction rendering
JP2010200349A (ja) ラウドスピーカのアレイシステム

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant