WO2014112792A1 - Apparatus for processing audio signal for sound bar and method therefor - Google Patents

Apparatus for processing audio signal for sound bar and method therefor Download PDF

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WO2014112792A1
WO2014112792A1 PCT/KR2014/000439 KR2014000439W WO2014112792A1 WO 2014112792 A1 WO2014112792 A1 WO 2014112792A1 KR 2014000439 W KR2014000439 W KR 2014000439W WO 2014112792 A1 WO2014112792 A1 WO 2014112792A1
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WO
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channel
audio signal
speaker
signal
audio
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Application number
PCT/KR2014/000439
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
서정일
장대영
박태진
최근우
강경옥
김진웅
Original Assignee
한국전자통신연구원
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S5/00—Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation 
    • H04S5/005—Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation  of the pseudo five- or more-channel type, e.g. virtual surround
    • 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
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/403—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers loud-speakers

Definitions

  • the present invention relates to an audio signal processing apparatus and method for a sound bar, and more particularly, by converting a multi-channel audio signal by using channel-specific location information of the multi-channel audio signal, the virtual signal is virtually in a position intended by the producer of the audio signal.
  • Sound field reproduction technology is a technology for reproducing a sound field that can detect the position of the sound source by outputting an audio signal using a plurality of speakers.
  • the sound bar is a new type loudspeaker configuration, which is a loudspeaker array in which a plurality of loudspeakers are linearly connected.
  • the output format of the audio signal is represented by stereo and 5.1 channels, and these formats are standardized by standardization organizations such as ITU-R and DVD Forum, so the playback position of the speaker is fixed. Only the playback position of each channel signal is determined and played back.
  • Korean Patent Publication No. 10-2009-0110598 discloses a technique for reproducing a sound field using a front speaker array as a sound bar.
  • the prior art reproduces the sound field by determining the signal to be radiated in the form of an arc array according to the sound field reproduction information.
  • the speaker Reproducing multichannel audio signals with arrays has been limited.
  • the present invention can provide an apparatus and method for properly representing a multi-channel sound field by transmitting not only a multi-channel audio signal but also channel-specific location information when a signal is transmitted from a multi-channel decoder to a sound bar in a multi-channel audio playback apparatus. have.
  • An audio signal processing apparatus includes an audio signal output unit for processing an input signal and outputting an audio signal of N channels; And a speaker signal generator configured to generate a speaker signal of the M channel by using an audio signal output position for each channel and an audio signal of the N channel.
  • the audio signal output unit of the audio signal processing apparatus may extract and output playback position information for each channel from an input signal when N is not the number of channels indicating the audio signal output position for each channel. .
  • the speaker signal generation unit of the audio signal processing apparatus identifies an adjacent audio signal based on the audio signal output position for each channel when N is greater than the M, and uses a plurality of adjacent audio signals. One speaker signal can be generated.
  • the speaker signal generator of the audio signal processing apparatus may generate a plurality of speaker signals by dividing an audio signal when the N is less than the M.
  • the speaker signal generation unit of the audio signal processing apparatus may generate an M channel speaker signal by processing an N channel audio signal using a rendering algorithm according to the audio signal output position for each channel.
  • a speaker signal generator of an audio signal processing apparatus when the audio signal output position for each channel is a front channel, an amplitude / power panning rendering or a wave field synthesis rendering
  • the audio signal may be processed by a rendering algorithm to generate at least one speaker signal corresponding to the audio signal.
  • the speaker signal generating unit of the audio signal processing apparatus when the audio signal output position for each channel is a side channel or a rear channel, Head Related Transfer Function rendering (Head Related Transfer Function rendering), beamforming rendering (The audio signal may be processed by a beam forming rendering or a focused source rendering algorithm to generate at least one speaker signal corresponding to the audio signal.
  • Head Related Transfer Function rendering Head Related Transfer Function rendering
  • beamforming rendering The audio signal may be processed by a beam forming rendering or a focused source rendering algorithm to generate at least one speaker signal corresponding to the audio signal.
  • the speaker signal generation unit of the audio signal processing apparatus processes the audio signal by a beam-forming rendering algorithm when the audio signal output position for each channel is a side channel or a rear channel. At least one speaker signal corresponding to the audio signal may be generated.
  • the audio signal output unit of the audio signal processing apparatus may output an N channel audio signal by decoding the audio bitstream to an audio decoder.
  • An audio signal processing apparatus comprises: an audio signal decoder for decoding an audio signal of N channels and playback position information for each channel in an audio bitstream; And an audio renderer for rendering the audio signal of the N channel into the speaker signal of the M channel by using the reproduction position information for each channel and the speaker position information that outputs the speaker signal.
  • the audio renderer of the audio signal processing apparatus may provide an N-channel based on the difference between the playback position information of each channel and the speaker position information when the playback position information of each channel and the speaker position information are different.
  • the audio signal can be rendered as a speaker signal of the M channel.
  • An audio signal processing method comprises the steps of: processing an input signal and outputting an audio signal of N channels; And generating a speaker signal of the M channel by using the audio signal output position of each channel and the audio signal of the N channel.
  • An audio signal processing method includes the steps of decoding an audio signal of N channels and playback position information for each channel in an audio bitstream; And rendering the audio signal of the N channel into the speaker signal of the M channel by using the reproduction position information for each channel and the speaker position information that outputs the speaker signal.
  • the multi-channel audio signal when a sound field is reproduced in a sound bar, the multi-channel audio signal is converted into a speaker signal by using the channel-specific position information of the multi-channel audio signal, so that the producer of the input signal is positioned at the intended position.
  • Virtual channels may be formed.
  • the audio signal processing apparatus when reproducing a sound field in a general speaker environment, converts a multi-channel audio signal into a speaker signal by using the location of the speaker and location information for each channel of the multi-channel audio signal.
  • the virtual channel can be formed at the position intended by the producer of the input signal.
  • FIG. 1 is a view showing an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an example of a structure of the sound bar shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an example of a speaker signal output by a sound bar according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an audio signal processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an audio signal and a speaker signal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an audio signal processing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an audio signal processing method according to another embodiment of the present invention.
  • the audio signal processing method according to an embodiment of the present invention may be performed by an audio signal processing apparatus.
  • FIG. 1 is a view showing an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • an audio signal processing apparatus 100 may include an audio signal output unit 110 and a speaker signal generator 120.
  • the audio signal output unit 110 may process an input signal and output an audio signal of N channels.
  • N is the total number of channels of the audio signal output from the audio signal output unit 110, and may be one of the number of channels used in the multi-channel audio signal.
  • the N channel may be one of 2.0 channels, 5.1 channels, 7.1 channels, 10.2 channels, and 22.2 channels.
  • the input signal may include at least one of an analog audio input signal, a digital audio input signal, or an encoded audio bitstream.
  • the audio signal output unit 110 may receive an input signal from a device such as a DVD, BD, or MP3 player.
  • the audio signal output unit 110 may extract and output channel-specific reproduction position information from the input signal when N is not the number of channels for which the audio signal output position for each channel is known, such as 5.1 channels.
  • the reproduction position information for each channel may be information related to a position at which the audio signal for each channel is output.
  • the N-channel audio signal is a stereo audio signal or a multi-channel audio signal formed in accordance with international standards such as a 5.1-channel audio signal
  • an optimal position of a loudspeaker for reproducing the audio signal for each channel is determined.
  • the speaker signal generator 120 may identify the audio signal output position for each channel only by the value of N, the audio signal output unit 110 may not output reproduction position information for each channel.
  • the speaker signal generator 120 may not identify the audio signal output position for each channel by using only N.
  • the input signal includes channel-specific playback position information related to a position at which an audio signal of each channel of the N-channel audio signal is output, and the audio signal output unit 110 extracts and outputs channel-specific playback position information from the input signal.
  • the speaker signal generator 120 may identify the audio signal output position for each channel.
  • the audio signal output unit 110 decodes the audio bitstream by using an audio decoder to output an N channel audio signal. You can output In this case, the audio signal output unit 110 may output the playback position information for each channel by analyzing the information included in the audio bitstream.
  • the speaker signal generator 120 may generate the speaker signal of the M channel by using the audio signal output position for each channel and the audio signal of the N channel received from the audio signal output unit 110.
  • M may be the number of loudspeakers included in the sound bar 130, which is a speaker array in which speaker signals are reproduced.
  • the number N of audio channels input to the speaker signal generator 120 and the number M of channels output by the speaker signal generator 120 may be the same or different.
  • the speaker signal generator 120 identifies adjacent audio signals based on audio channel output positions for each channel, and generates one speaker signal using a plurality of adjacent audio signals. Can be.
  • the speaker signal generator 120 may generate a plurality of speaker signals by dividing the audio signal.
  • the speaker signal generator 120 may determine a method of generating a speaker signal based on at least one of a listening environment such as a position of a listener, a structure of the sound bar 130, and a reflection environment.
  • the speaker signal generator 120 may generate an M channel speaker signal by processing the N channel audio signal using a rendering algorithm according to an audio signal output position for each channel.
  • the speaker signal generator 120 processes the audio signal using a wave field synthesis rendering algorithm to at least one speaker signal corresponding to the audio signal. Can be generated.
  • the speaker signal generator 120 may include head related transfer function rendering, beam-forming rendering, or a concentrated sound source.
  • the audio signal may be processed by a rendered source rendering algorithm to generate at least one speaker signal corresponding to the audio signal.
  • the speaker signal generator 120 At least one speaker signal corresponding to the audio signal may be generated by converting or downmixing the upper channel channel or the lower channel signal into a middle layer channel signal.
  • the speaker signal generator 120 deletes the altitude information from the upper channel or the lower channel, converts the altitude information into the middle channel, and then processes the audio signal using an algorithm such as sound field synthesis rendering to process at least one speaker corresponding to the audio signal. You can also generate a signal.
  • the sound bar 130 may be a speaker array module including M loudspeakers.
  • the sound bar 130 may amplify the M channel speaker signal received from the speaker signal generator 120, and output the amplified M channel speaker signal through the loudspeaker corresponding to each of the M channel speaker signals.
  • the audio signal processing apparatus 100 When the audio signal processing apparatus 100 reproduces the sound field in the sound bar, the audio signal processing apparatus 100 converts the multi-channel audio signal into a speaker signal by using the channel-specific position information of the multi-channel audio signal, thereby virtualizing the input signal to a position intended by the producer of the input signal.
  • Channels may be formed.
  • FIG. 2 is an example of a structure of the sound bar shown in FIG. 1.
  • the sound bar 130 includes panning, wave field synthesis, beam forming, focus source, and head transfer function in a speaker arrangement environment including the sound bar 130.
  • Multi-channel audio signals can be virtually reproduced using three-dimensional sound field processing techniques such as (Head Related Transfer Function).
  • the sound bar 130 may provide a virtual multichannel surround sound field with only a single linear array located in front of the listener.
  • the general sound bar 130 may be composed of a single horizontal linear array 210 positioned at the bottom of the TV as shown in FIG. 2.
  • the sound bar 130 includes a double horizontal linear array 220 installed at the top and bottom of the TV to provide high elevation, a double vertical linear array 230 positioned at the left and right of the TV, and surrounds the TV. It may be composed of a window-shaped array 240 of the form.
  • the sound bar 130 may be installed in a form 250 surrounding the listener or in a form 260 positioned in front of or behind the listener.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the audio signal output unit 110 may process an input signal and output an N channel audio signal 310 including the first audio signal, the second audio signal, and the N th audio signal.
  • the audio signal output unit 110 may extract and output reproduction position information 320 for each channel from the input signal.
  • the reproduction position information for each channel may be information related to a position at which the audio signal for each channel is output.
  • the speaker signal generator 120 may generate the speaker signal 330 of the M channel by using the audio signal output position 320 for each channel and the audio signal 310 of the N channel received from the audio signal output unit 110. Can be.
  • M may be the number of loudspeakers included in the sound bar 130, which is a speaker array in which speaker signals are reproduced.
  • the speaker signal generator 120 may include a first speaker signal, a second speaker signal, a third speaker signal, and a fourth speaker.
  • the speaker signal 330 of the M channel including the speaker signal and the fifth speaker signal may be output.
  • the number of loudspeakers depends on the playback position for each channel of the audio signal.
  • the multi-channel audio signal may be optimized and output to the sound bar 130.
  • FIG. 4 is an example of a speaker signal output by a sound bar according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the sound bar 400 includes a first speaker 420, a second speaker 430, a third speaker 440, a fourth speaker 450, and a fifth speaker 460, and the input signal is 5.1 channel.
  • the audio signal processing apparatus 100 may output five speaker signals using a 5.1 channel audio signal.
  • 5.1 channel audio signal is C (Center) channel where the output position is located at the front center of the user, L / R (Left / Right) channel where the output position is respectively positioned at the ⁇ 30 ° position of the user, and ⁇ It may include a left side / right side (LS / RS) channel having an output position at a 90 ° position, and a left back / right back (LB / RB) channel having an output position at a user's ⁇ 150 ° position. .
  • the audio signal processing apparatus 100 may include an LS channel of an input signal, a first speaker signal generated using an LB channel, a second speaker signal generated using an L channel of an input signal, and a C channel of an input signal.
  • the third speaker signal generated by using the A, the fourth speaker signal generated by using the R channel of the input signal, the RS channel of the input signal, the fifth speaker signal generated by using the RB channel can be output.
  • first speaker 420, the second speaker 430, the third speaker 440, the fourth speaker 450, and the fifth speaker 460 may include a first speaker signal, a second speaker signal, and a first speaker.
  • the third speaker signal, the fourth speaker signal, and the fifth speaker signal can be output.
  • the first speaker signal output by the first speaker 420 may include a sound 421 reflected to the position of the LS channel and a sound 422 reflected to the position of the LB channel, as shown in FIG. 4. have.
  • the second speaker signal output by the second speaker 430 includes a sound 431 reflected to the position of the L channel, as shown in FIG. 4, and the third speaker output by the third speaker 440.
  • the signal may include sound reflected to the location of the C channel.
  • the fourth speaker signal output by the fourth speaker 450 includes a sound 451 reflected to the position of the R channel as illustrated in FIG. 4, and the fifth speaker output by the fifth speaker 460.
  • the signal may include sound 461 reflected to the position of the RS channel and sound 462 reflected to the position of the RB channel.
  • the sound bar 400 can reproduce a sound field of 5.1 channels with five loudspeakers.
  • the audio signal processing apparatus 100 may generate a second speaker signal using the L channel and the LS channel of the input signal, and generate a fourth speaker signal using the R channel and the RS channel of the input signal.
  • the user may listen to the sound 421 output from the first speaker 420 and the sound reflected by the LS channel output from the second speaker 430 together and recognize the sound of the LS channel.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an audio signal processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 5 may be a configuration of an apparatus for processing an audio signal in a sound field reproduction environment composed of speakers other than a sound bar.
  • an audio signal processing apparatus 500 may include an audio signal decoder 510 and an audio renderer 520.
  • the audio signal decoder 510 may decode the N-channel audio signal and the reproduction position information for each channel in the audio bitstream received by the audio signal processing apparatus 500.
  • the audio signal decoder 510 may transmit the decoded N-channel audio signal and playback position information for each channel to the audio renderer 520.
  • the audio renderer 520 may render the audio signal of the N channel as the speaker signal of the M channel by using the reproduction position information for each channel and the speaker position information that outputs the speaker signal.
  • the speaker location information may be manually input by the user who installed the speaker to the audio renderer 520, or each speaker may identify its location and transmit the speaker location information to the audio renderer 520.
  • the speaker signal of the M channel rendered by the audio renderer 520 may include sound field characteristics of the audio signal of the N channel. That is, the audio renderer 520 may render the speaker signal of the M channel to maintain the sound field characteristics of the audio signal of the N channel to the maximum.
  • the audio renderer 520 may identify adjacent audio signals based on the channel-specific audio signal output positions, and may render a plurality of adjacent audio signals as one speaker signal.
  • the audio renderer 520 may render the audio signal of the N channel as the speaker signal of the M channel based on the difference between the playback position information and the speaker position information for each channel. have.
  • the speaker 530 may amplify the speaker signal of the M channel output by the audio renderer 520 and output the amplified speaker signal.
  • the audio signal processing apparatus 500 converts a multi-channel audio signal into a speaker signal by using the location of the speaker and channel-specific location information of the multi-channel audio signal, so that the speaker of the input signal may be different from the location of the channel.
  • the virtual channel may be formed at the intended position.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an audio signal and a speaker signal according to an embodiment of the present invention.
  • the audio signal decoder 510 includes a C channel 611, an R channel 612, an RS channel 613, an RB channel 614, an LB channel 615, an LS channel 616, and an L channel 617.
  • the N-channel audio signal 610 may be output.
  • the audio renderer 520 may include a first speaker 621 outputting the C channel 611, a second speaker 622 outputting the R channel 612, and a third speaker outputting the RS channel 613 ( 623, a fourth speaker 624 outputting the RB channel 614, a fifth speaker 625 outputting the LB channel 615, a sixth speaker 626 outputting the LS channel 616, and L
  • the speaker location information 620 indicating the location of each of the seventh speakers 627 outputting the channel 617 may be input.
  • each channel of the first speaker 621 outputting the C channel 611 and the C channel 611 may be different as illustrated in FIG. 6.
  • the second speaker 622 outputting the R channel 612 and the playback position for each channel of the R channel 612, the channel of the third speaker 623 and RS channel 613 outputting the RS channel 613
  • Fourth speaker 624 for outputting a separate playback position
  • the fourth speaker 624 for outputting the RB channel 614
  • a fifth speaker 625 and an LB channel 615 for outputting the playback position for each channel of the RB channel 614 and the LB channel 615.
  • the reproduction position for each channel of 617 may also be different as shown in FIG. 6.
  • the audio renderer 520 may correspond to the C channel 611 to the first speaker 621 based on a difference in the direction and distance between the position of the first speaker 621 and the playback position for each channel of the C channel 611. Can be rendered as a first speaker signal.
  • the first speaker signal output from the first speaker 622 may reproduce the sound field that is closest to the case where the C channel 611 is output at the reproduction position for each channel of the C channel 611.
  • the audio renderer 520 may correspond to the R channel 612 to the second speaker 622 based on a difference in the direction and the distance between the position of the second speaker 622 and the playback position for each channel of the R channel 612. Renders a second speaker signal, and transmits the RS channel 613 to the third speaker 623 based on a difference in the direction and distance between the position of the third speaker 623 and the playback position for each channel of the RS channel 613. It may render to the corresponding third speaker signal.
  • the audio renderer 520 may correspond to the RB channel 614 to the fourth speaker 624 based on a difference in the direction and distance between the position of the fourth speaker 624 and the playback position for each channel of the RB channel 614. Renders the LB channel 615 to the fifth speaker 625 based on a difference in the direction and the distance between the position of the fifth speaker 625 and the reproduction position for each channel of the LB channel 615.
  • the image may be rendered as a corresponding fifth speaker signal.
  • the audio renderer 520 may correspond to the LS channel 616 to the sixth speaker 626 based on a difference in the direction and distance between the position of the sixth speaker 626 and the playback position for each channel of the LS channel 616. Renders the sixth speaker signal to the seventh speaker 627 based on the difference in the direction and the distance between the position of the seventh speaker 627 and the reproduction position for each channel of the L channel 617.
  • the image may be rendered as a corresponding seventh speaker signal.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an audio signal processing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 may be an audio signal processing method performed by the audio signal processing apparatus shown in FIG. 1.
  • the audio signal output unit 110 may process an input signal and output an audio signal of N channels.
  • N is the total number of channels of the audio signal output from the audio signal output unit 110, and may be one of the number of channels used in the multi-channel audio signal.
  • the audio signal output unit 110 may extract and output playback position information for each channel from the input signal.
  • the reproduction position information for each channel may be information related to a position at which the audio signal for each channel is output.
  • the speaker signal generator 120 may generate the speaker signal of the M channel using the audio signal output position for each channel and the audio signal of the N channel output in operation 710.
  • the speaker signal generator 120 identifies adjacent audio signals based on audio channel output positions for each channel, and generates one speaker signal using a plurality of adjacent audio signals. Can be.
  • the speaker signal generator 120 may generate a plurality of speaker signals by dividing the audio signal.
  • the speaker signal generator 120 may generate an M channel speaker signal by processing the N channel audio signal using a rendering algorithm according to an audio signal output position for each channel.
  • the sound bar 130 amplifies the M channel speaker signal generated in operation 720 and outputs the amplified M channel speaker signal through the loudspeaker corresponding to each of the M channel speaker signals. I can reproduce it.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an audio signal processing method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 may be an audio signal processing method performed by the audio signal processing apparatus shown in FIG. 5.
  • the audio signal decoder 510 may decode audio signals of N channels and playback position information for each channel in the audio bitstream received by the audio signal processing apparatus 500.
  • the audio signal decoder 510 may transmit the decoded N-channel audio signal and playback position information for each channel to the audio renderer 520.
  • step 810 the audio renderer 520 M channel the audio signal of the N channel decoded in step 810 by using the speaker position information outputting the speaker signal and the playback position information for each channel decoded in step 810. Can be rendered as a speaker signal.
  • the speaker signal of the M channel rendered by the audio renderer 520 may include sound field characteristics of the audio signal of the N channel.
  • the audio renderer 520 may identify adjacent audio signals based on the channel-specific audio signal output positions, and may render a plurality of adjacent audio signals as one speaker signal.
  • the audio renderer 520 may render the audio signal of the N channel as the speaker signal of the M channel based on the difference between the playback position information and the speaker position information for each channel. have.
  • the speaker 530 may amplify the speaker signal of the M channel rendered in operation 820 and output the amplified speaker signal.
  • a producer of an input signal when a sound field is reproduced in a sound bar, may be converted by converting a multi-channel audio signal into a speaker signal using location information for each channel of the multi-channel audio signal.
  • the virtual channel may be formed at the intended position.
  • the audio signal processing apparatus converts a multi-channel audio signal into a speaker signal by using the location of the speaker and channel-specific location information of the multi-channel audio signal, so that the location of the speaker is channel-specific. Even if the position is different, the virtual channel may be formed at the position intended by the producer of the input signal.

Abstract

Disclosed are an apparatus for processing an audio signal to reproduce a sound by using a sound bar and a method therefor. The apparatus for processing an audio signal includes: an audio signal output part for processing an input signal so as to output an audio signal of N channels; and a speaker signal generation part for generating a speaker signal of M channels by means of the position of outputting the audio signal of each channel and the audio signal of N channels.

Description

사운드 바를 위한 오디오 신호 처리 장치 및 방법Audio signal processing device and method for sound bar
본 발명은 사운드 바를 위한 오디오 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티 채널 오디오 신호의 채널별 위치 정보를 이용하여 멀티 채널 오디오 신호를 변환함으로써, 오디오 신호의 제작자가 의도한 위치에 가상 채널이 형성되도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an audio signal processing apparatus and method for a sound bar, and more particularly, by converting a multi-channel audio signal by using channel-specific location information of the multi-channel audio signal, the virtual signal is virtually in a position intended by the producer of the audio signal. An apparatus and method for causing a channel to be formed.
음장 재현 기술은 복수의 스피커를 이용하여 오디오 신호를 출력함으로써, 음원의 위치까지 감지할 수 있는 음장을 재현하는 기술이다. 또한, 사운드 바(Sound bar)는 새로운 형태의 라우드 스피커 구성으로, 복수의 라우드 스피커를 선형으로 연결한 라우드 스피커 어레이(Loudspeaker Array)이다. Sound field reproduction technology is a technology for reproducing a sound field that can detect the position of the sound source by outputting an audio signal using a plurality of speakers. In addition, the sound bar is a new type loudspeaker configuration, which is a loudspeaker array in which a plurality of loudspeakers are linearly connected.
오디오 신호의 출력 포맷은 스테레오, 5.1채널로 대표되며, 이들 포맷은 ITU-R, DVD Forum 등과 같은 표준화 단체를 통해 표준화된 포맷이므로 스피커의 재생위치가 정해져 있기 때문에 사운드바에서는 입력되는 오디오 신호의 종류만으로 각 채널신호들의 재생위치를 판단하여 재생한다.The output format of the audio signal is represented by stereo and 5.1 channels, and these formats are standardized by standardization organizations such as ITU-R and DVD Forum, so the playback position of the speaker is fixed. Only the playback position of each channel signal is determined and played back.
최근 들어 NHK 22.2채널과 같이 오디오 출력 포맷이 다양해지고, 재생해야 할 스피커의 개수가 증가하고 있으며, Dolby Atmos, MPEG-H 3D Audio 등에서는 전통적인 채널신호 뿐만 아니라 오디오 객체신호까지 제공하고 있으므로 사운드바에서 모든 스피커 포맷에 대한 채널 위치를 저장하고 이용할 수 없는 것이 현실이다. 또한 사운드바가 구비하고 있는 스피커 어레이 특성에 의하여 사운드바가 제공할 수 있는 가상 음장(virtual sound field)의 공간적인 해상력의 제한이 있으므로(예를 들어 단일 수평어레이로는 고저감을 표현하기 어려움) 사운드바가 표현할 수 없는 채널신호들은 다른 채널 신호와 함께 표현하는 것이 적절하다.Recently, audio output formats are diversified like NHK 22.2 channels, and the number of speakers to be played back is increasing.Dolby Atmos and MPEG-H 3D Audio provide audio object signals as well as traditional channel signals. The reality is that channel positions for all speaker formats are not available for storage. In addition, due to the speaker array characteristics of the sound bar, there is a limit to the spatial resolution of the virtual sound field that the sound bar can provide (for example, it is difficult to express high and low sound with a single horizontal array). It is appropriate to express channel signals that cannot be represented together with other channel signals.
한국공개특허 제10-2009-0110598호(공개일 2009년 10월 22일)에는 사운드 바와 같은 전방 스피커 어레이를 이용하여 음장을 재현하는 기술이 개시되어 있다.Korean Patent Publication No. 10-2009-0110598 (published October 22, 2009) discloses a technique for reproducing a sound field using a front speaker array as a sound bar.
종래 기술은 호형 어레이 형태로 방사시킬 신호를 음장 재생 정보에 따라 결정함으로써 음장을 재현하고 있으나, 스피커 어레이에 포함된 스피커의 개수와 입력 신호에 포함된 멀티 채널 오디오 신호의 채널 개수가 상이한 경우, 스피커 어레이로 멀티 채널 오디오 신호를 재현하는 것에는 한계가 있었다. The prior art reproduces the sound field by determining the signal to be radiated in the form of an arc array according to the sound field reproduction information. However, when the number of speakers included in the speaker array is different from the number of channels of the multi-channel audio signal included in the input signal, the speaker Reproducing multichannel audio signals with arrays has been limited.
따라서, 사운드 바에 포함된 스피커의 개수와 입력 신호에 포함된 멀티 채널 오디오 신호의 채널 개수가 상이하더라도, 멀티 채널 오디오 신호를 재현할 수 있는 방법이 요청되고 있다.Therefore, even if the number of speakers included in the sound bar and the number of channels of the multi-channel audio signal included in the input signal are different, a method for reproducing a multi-channel audio signal is required.
본 발명은 멀티채널 오디오 재생장치에서 멀티채널 디코더에서 사운드바로 신호를 전달할 때 멀티채널 오디오 신호뿐만 아니라 채널별 위치정보를 함께 전달함으로써 사운드바가 적절하게 멀티채널 음장을 표현하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다. The present invention can provide an apparatus and method for properly representing a multi-channel sound field by transmitting not only a multi-channel audio signal but also channel-specific location information when a signal is transmitted from a multi-channel decoder to a sound bar in a multi-channel audio playback apparatus. have.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치는 입력 신호를 처리하여 N 채널의 오디오 신호를 출력하는 오디오 신호 출력부; 및 채널별 오디오 신호 출력 위치와 N 채널의 오디오 신호를 이용하여 M 채널의 스피커 신호를 생성하는 스피커 신호 생성부를 포함할 수 있다.An audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes an audio signal output unit for processing an input signal and outputting an audio signal of N channels; And a speaker signal generator configured to generate a speaker signal of the M channel by using an audio signal output position for each channel and an audio signal of the N channel.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 오디오 신호 출력부는 상기 N이 채널별 오디오 신호 출력 위치를 나타내는 채널의 개수가 아닌 경우, 입력 신호에서 채널별 재생 위치 정보를 추출하여 출력할 수 있다.The audio signal output unit of the audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention may extract and output playback position information for each channel from an input signal when N is not the number of channels indicating the audio signal output position for each channel. .
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 스피커 신호 생성부는 상기 N이 상기 M보다 많은 경우, 상기 채널별 오디오 신호 출력 위치를 기초로 인접한 오디오 신호를 식별하고, 인접한 복수의 오디오 신호를 이용하여 하나의 스피커 신호를 생성할 수 있다.The speaker signal generation unit of the audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention identifies an adjacent audio signal based on the audio signal output position for each channel when N is greater than the M, and uses a plurality of adjacent audio signals. One speaker signal can be generated.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 스피커 신호 생성부는 상기 N이 상기 M보다 적은 경우, 오디오 신호를 분할하여 복수의 스피커 신호를 생성할 수 있다.The speaker signal generator of the audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention may generate a plurality of speaker signals by dividing an audio signal when the N is less than the M.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 스피커 신호 생성부는 상기 채널별 오디오 신호 출력 위치에 따른 렌더링 알고리즘으로 N 채널의 오디오 신호를 처리하여 M 채널의 스피커 신호를 생성할 수 있다.The speaker signal generation unit of the audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention may generate an M channel speaker signal by processing an N channel audio signal using a rendering algorithm according to the audio signal output position for each channel.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 스피커 신호 생성부는 상기 채널별 오디오 신호 출력 위치가 전방 채널인 경우, 크기/전력 패닝 렌더링(Amplitude/Power Panning rendering) 또는 음장 합성 렌더링(Wave Field Synthesis rendering) 알고리즘으로 상기 오디오 신호를 처리하여 상기 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성할 수 있다.A speaker signal generator of an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention, when the audio signal output position for each channel is a front channel, an amplitude / power panning rendering or a wave field synthesis rendering The audio signal may be processed by a rendering algorithm to generate at least one speaker signal corresponding to the audio signal.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 스피커 신호 생성부는 상기 채널별 오디오 신호 출력 위치가 측방 채널, 또는 후방 채널인 경우, 머리전달함수 렌더링(Head Related Transfer Function rendering), 빔포밍 렌더링(Beam Forming rendering) 또는 집중 음원 렌더링(Focused Source rendering) 알고리즘으로 상기 오디오 신호를 처리하여 상기 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성할 수 있다.The speaker signal generating unit of the audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention, when the audio signal output position for each channel is a side channel or a rear channel, Head Related Transfer Function rendering (Head Related Transfer Function rendering), beamforming rendering ( The audio signal may be processed by a beam forming rendering or a focused source rendering algorithm to generate at least one speaker signal corresponding to the audio signal.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 스피커 신호 생성부는 상기 채널별 오디오 신호 출력 위치가 측방 채널, 또는 후방 채널인 경우, 빔 포밍 렌더링(Beam-forming rendering) 알고리즘으로 상기 오디오 신호를 처리하여 상기 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성할 수 있다.The speaker signal generation unit of the audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention processes the audio signal by a beam-forming rendering algorithm when the audio signal output position for each channel is a side channel or a rear channel. At least one speaker signal corresponding to the audio signal may be generated.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 오디오 신호 출력부는 상기 입력 신호가 부호화된 오디오 비트스트림인 경우, 오디오 디코더로 오디오 비트스트림을 복호화하여 N 채널의 오디오 신호를 출력할 수 있다.When the input signal is an encoded audio bitstream, the audio signal output unit of the audio signal processing apparatus according to an embodiment may output an N channel audio signal by decoding the audio bitstream to an audio decoder.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치는 오디오 비트스트림에서 N 채널의 오디오 신호와 채널별 재생 위치 정보를 복호화하는 오디오 신호 디코더; 및 채널별 재생 위치 정보와 스피커 신호를 출력하는 스피커 위치 정보를 이용하여 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링하는 오디오 렌더러를 포함할 수 있다.An audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention comprises: an audio signal decoder for decoding an audio signal of N channels and playback position information for each channel in an audio bitstream; And an audio renderer for rendering the audio signal of the N channel into the speaker signal of the M channel by using the reproduction position information for each channel and the speaker position information that outputs the speaker signal.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 오디오 렌더러는 상기 채널별 재생 위치 정보와 상기 스피커 위치 정보가 상이한 경우, 상기 채널별 재생 위치 정보와 상기 스피커 위치 정보 간의 차이를 기초로 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링할 수 있다.The audio renderer of the audio signal processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may provide an N-channel based on the difference between the playback position information of each channel and the speaker position information when the playback position information of each channel and the speaker position information are different. The audio signal can be rendered as a speaker signal of the M channel.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법은 입력 신호를 처리하여 N 채널의 오디오 신호를 출력하는 단계; 및 채널별 오디오 신호 출력 위치와 N 채널의 오디오 신호를 이용하여 M 채널의 스피커 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.An audio signal processing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: processing an input signal and outputting an audio signal of N channels; And generating a speaker signal of the M channel by using the audio signal output position of each channel and the audio signal of the N channel.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법은 오디오 비트스트림에서 N 채널의 오디오 신호와 채널별 재생 위치 정보를 복호화하는 단계; 및 채널별 재생 위치 정보와 스피커 신호를 출력하는 스피커 위치 정보를 이용하여 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링하는 단계를 포함할 수 있다.An audio signal processing method according to an embodiment of the present invention includes the steps of decoding an audio signal of N channels and playback position information for each channel in an audio bitstream; And rendering the audio signal of the N channel into the speaker signal of the M channel by using the reproduction position information for each channel and the speaker position information that outputs the speaker signal.
본 발명의 일실시예에 의하면, 사운드 바에서 음장을 재현할 경우, 멀티 채널 오디오 신호의 채널별 위치 정보를 이용하여 멀티 채널 오디오 신호를 스피커 신호로 변환함으로써, 입력 신호의 제작자가 의도한 위치에 가상 채널이 형성되도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a sound field is reproduced in a sound bar, the multi-channel audio signal is converted into a speaker signal by using the channel-specific position information of the multi-channel audio signal, so that the producer of the input signal is positioned at the intended position. Virtual channels may be formed.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 일반 스피커 환경에서 음장을 재현할 경우, 오디오 신호 처리 장치는 스피커의 위치와 멀티 채널 오디오 신호의 채널별 위치 정보를 이용하여 멀티 채널 오디오 신호를 스피커 신호로 변환함으로써, 스피커의 위치가 채널별 위치와 다르더라도, 입력 신호의 제작자가 의도한 위치에 가상 채널이 형성되도록 할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when reproducing a sound field in a general speaker environment, the audio signal processing apparatus converts a multi-channel audio signal into a speaker signal by using the location of the speaker and location information for each channel of the multi-channel audio signal. By converting, even if the position of the speaker is different from the position for each channel, the virtual channel can be formed at the position intended by the producer of the input signal.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 사운드 바의 구조의 일례이다.FIG. 2 is an example of a structure of the sound bar shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 동작을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating an operation of an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사운드 바가 출력하는 스피커 신호의 일례이다. 4 is an example of a speaker signal output by a sound bar according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치를 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating an audio signal processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호와 스피커 신호의 관계를 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating a relationship between an audio signal and a speaker signal according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 도시한 플로우차트이다.7 is a flowchart illustrating an audio signal processing method according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 도시한 플로우차트이다.8 is a flowchart illustrating an audio signal processing method according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법은 오디오 신호 처리 장치에 의해 수행될 수 있다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The audio signal processing method according to an embodiment of the present invention may be performed by an audio signal processing apparatus.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치(100)는 오디오 신호 출력부(110) 및 스피커 신호 생성부(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an audio signal processing apparatus 100 according to an exemplary embodiment may include an audio signal output unit 110 and a speaker signal generator 120.
오디오 신호 출력부(110)는 입력 신호를 처리하여 N 채널의 오디오 신호를 출력할 수 있다. 이때, N은 오디오 신호 출력부(110)가 출력하는 오디오 신호의 전체 채널 개수이며, 멀티 채널 오디오 신호에서 이용하는 채널의 개수 중 하나일 수 있다. 예를 들어, N 채널은 2.0 채널, 5.1 채널, 7.1 채널, 10.2 채널, 및 22.2 채널 중 하나일 수 있다. The audio signal output unit 110 may process an input signal and output an audio signal of N channels. In this case, N is the total number of channels of the audio signal output from the audio signal output unit 110, and may be one of the number of channels used in the multi-channel audio signal. For example, the N channel may be one of 2.0 channels, 5.1 channels, 7.1 channels, 10.2 channels, and 22.2 channels.
이때, 입력 신호는 아날로그 오디오 입력 신호, 디지털 오디오 입력 신호 또는 부호화된 오디오 비트스트림 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 오디오 신호 출력부(110)는 DVD, BD, MP3 플레이어 등과 같은 장치로부터 입력 신호를 입력 받을 수 있다.In this case, the input signal may include at least one of an analog audio input signal, a digital audio input signal, or an encoded audio bitstream. In addition, the audio signal output unit 110 may receive an input signal from a device such as a DVD, BD, or MP3 player.
또한, 오디오 신호 출력부(110)는 N이 5.1채널과 같이 채널별 오디오 신호 출력 위치가 알려져 있는 채널의 개수가 아닌 경우, 입력 신호에서 채널별 재생 위치 정보를 추출하여 출력할 수 있다. 이때, 채널별 재생 위치 정보는 채널별 오디오 신호가 출력되는 위치와 관련된 정보일 수 있다.The audio signal output unit 110 may extract and output channel-specific reproduction position information from the input signal when N is not the number of channels for which the audio signal output position for each channel is known, such as 5.1 channels. In this case, the reproduction position information for each channel may be information related to a position at which the audio signal for each channel is output.
예를 들어, N 채널의 오디오 신호가 스테레오 오디오 신호, 또는 5.1 채널 오디오 신호와 같이 국제 표준에 대응하여 형성된 멀티 채널 오디오 신호인 경우, 각 채널별 오디오 신호가 재생되는 라우드 스피커의 최적 위치가 정해져 있다. For example, when the N-channel audio signal is a stereo audio signal or a multi-channel audio signal formed in accordance with international standards such as a 5.1-channel audio signal, an optimal position of a loudspeaker for reproducing the audio signal for each channel is determined. .
따라서, 스피커 신호 생성부(120)는 N의 값만으로 각 채널별 오디오 신호 출력 위치를 식별할 수 있으므로, 오디오 신호 출력부(110)는 채널별 재생 위치 정보를 출력하지 않을 수 있다.Therefore, since the speaker signal generator 120 may identify the audio signal output position for each channel only by the value of N, the audio signal output unit 110 may not output reproduction position information for each channel.
그러나, N 채널의 오디오 신호가 국제 표준에 대응하지 않는 멀티 채널 오디오 신호인 경우, 스피커 신호 생성부(120)는 N의 값만으로 각 채널별 오디오 신호 출력 위치를 식별할 수 없다. 이때, 입력 신호는 N 채널의 오디오 신호의 채널별 오디오 신호가 출력되는 위치와 관련된 채널별 재생 위치 정보를 포함하고, 오디오 신호 출력부(110)는 입력 신호에서 채널별 재생 위치 정보를 추출하여 출력함으로써, 스피커 신호 생성부(120)가 채널별 오디오 신호 출력 위치를 식별하도록 할 수 있다.However, when the N-channel audio signal is a multi-channel audio signal that does not correspond to the international standard, the speaker signal generator 120 may not identify the audio signal output position for each channel by using only N. In this case, the input signal includes channel-specific playback position information related to a position at which an audio signal of each channel of the N-channel audio signal is output, and the audio signal output unit 110 extracts and outputs channel-specific playback position information from the input signal. As a result, the speaker signal generator 120 may identify the audio signal output position for each channel.
또한, 입력 신호가 MP3, AAC, MPEG-H 3D Audio 등과 같은 부호화기를 이용하여 부호화된 오디오 비트스트림인 경우, 오디오 신호 출력부(110)는 오디오 디코더로 오디오 비트스트림을 복호화하여 N 채널의 오디오 신호를 출력할 수 있다. 이때, 오디오 신호 출력부(110)는 오디오 비트스트림에 포함된 정보를 해석하여 채널별 재생 위치 정보를 출력할 수 있다.In addition, when the input signal is an audio bitstream encoded using an encoder such as MP3, AAC, MPEG-H 3D Audio, or the like, the audio signal output unit 110 decodes the audio bitstream by using an audio decoder to output an N channel audio signal. You can output In this case, the audio signal output unit 110 may output the playback position information for each channel by analyzing the information included in the audio bitstream.
스피커 신호 생성부(120)는 채널별 오디오 신호 출력 위치와 오디오 신호 출력부(110)로부터 수신한 N 채널의 오디오 신호를 이용하여 M 채널의 스피커 신호를 생성할 수 있다. 이때, M은 스피커 신호가 재생되는 스피커 어레이인 사운드 바(130)에 포함된 라우드 스피커의 개수일 수 있다. 그리고, 스피커 신호 생성부(120)에 입력되는 오디오 채널 수 N과 스피커 신호 생성부(120)가 출력하는 채널 수 M은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. The speaker signal generator 120 may generate the speaker signal of the M channel by using the audio signal output position for each channel and the audio signal of the N channel received from the audio signal output unit 110. In this case, M may be the number of loudspeakers included in the sound bar 130, which is a speaker array in which speaker signals are reproduced. The number N of audio channels input to the speaker signal generator 120 and the number M of channels output by the speaker signal generator 120 may be the same or different.
예를 들어, N이 M보다 많은 경우, 스피커 신호 생성부(120)는 채널별 오디오 신호 출력 위치를 기초로 인접한 오디오 신호를 식별하고, 인접한 복수의 오디오 신호를 이용하여 하나의 스피커 신호를 생성할 수 있다. 또한, N이 M보다 적은 경우, 스피커 신호 생성부(120)는 오디오 신호를 분할하여 복수의 스피커 신호를 생성할 수도 있다.For example, when N is greater than M, the speaker signal generator 120 identifies adjacent audio signals based on audio channel output positions for each channel, and generates one speaker signal using a plurality of adjacent audio signals. Can be. In addition, when N is less than M, the speaker signal generator 120 may generate a plurality of speaker signals by dividing the audio signal.
또한, 스피커 신호 생성부(120)는 청취자의 위치, 사운드바(130)의 구조, 반사 환경과 같은 청취 환경 중 적어도 하나에 기초하여 스피커 신호를 생성하는 방법을 결정할 수 있다. In addition, the speaker signal generator 120 may determine a method of generating a speaker signal based on at least one of a listening environment such as a position of a listener, a structure of the sound bar 130, and a reflection environment.
이때, 스피커 신호 생성부(120)는 채널별 오디오 신호 출력 위치에 따른 렌더링 알고리즘으로 N 채널의 오디오 신호를 처리하여 M 채널의 스피커 신호를 생성할 수 있다.In this case, the speaker signal generator 120 may generate an M channel speaker signal by processing the N channel audio signal using a rendering algorithm according to an audio signal output position for each channel.
예를 들어, 채널별 오디오 신호 출력 위치가 전방 채널인 경우, 스피커 신호 생성부(120)는 음장 합성 렌더링(Wave Field Synthesis rendering) 알고리즘으로 오디오 신호를 처리하여 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성할 수 있다.For example, when the audio signal output position for each channel is the front channel, the speaker signal generator 120 processes the audio signal using a wave field synthesis rendering algorithm to at least one speaker signal corresponding to the audio signal. Can be generated.
또한, 채널별 오디오 신호 출력 위치가 측방 채널, 또는 후방 채널인 경우, 스피커 신호 생성부(120)는 머리전달함수 렌더링(Head Related Transfer Function rendering), 빔 포밍 렌더링(Beam-forming rendering) 또는 집중 음원 렌더링(Focused Source rendering) 알고리즘으로 오디오 신호를 처리하여 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성할 수도 있다. In addition, when the audio signal output position for each channel is a lateral channel or a rear channel, the speaker signal generator 120 may include head related transfer function rendering, beam-forming rendering, or a concentrated sound source. The audio signal may be processed by a rendered source rendering algorithm to generate at least one speaker signal corresponding to the audio signal.
또한, 채널별 오디오 신호 출력 위치가 단일 수평 선형어레이를 가지는 사운드 바(130)가 표현하기 어려운 상층 채널(Upper Layer Channel)이나 하층 채널(Lower Layer Channel)일 경우, 스피커 신호 생성부(120)는 상층 채널 또는 하층 채널 신호를 중층 채널(Middle Layer Channel) 신호로 변환 또는 다운믹스하여 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성할 수도 있다. 구체적으로, 스피커 신호 생성부(120)는 상층 채널 또는 하층 채널에서 고도정보를 삭제하여 중층 채널로 변환한 다음, 음장합성 렌더링 등과 같은 알고리즘으로 오디오 신호를 처리하여 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성할 수도 있다.In addition, when the audio signal output position for each channel is an upper layer channel or a lower layer channel that is difficult to express by the sound bar 130 having a single horizontal linear array, the speaker signal generator 120 At least one speaker signal corresponding to the audio signal may be generated by converting or downmixing the upper channel channel or the lower channel signal into a middle layer channel signal. In detail, the speaker signal generator 120 deletes the altitude information from the upper channel or the lower channel, converts the altitude information into the middle channel, and then processes the audio signal using an algorithm such as sound field synthesis rendering to process at least one speaker corresponding to the audio signal. You can also generate a signal.
사운드 바(130)는 M개의 라우드 스피커를 포함하는 스피커 어레이 모듈일 수 있다. 이때, 사운드 바(130)는 스피커 신호 생성부(120)로부터 수신한 M 채널 스피커 신호를 증폭하고, 증폭한 M 채널 스피커 신호를 M 채널 스피커 신호 각각에 대응하는 라우드 스피커를 통하여 출력할 수 있다.The sound bar 130 may be a speaker array module including M loudspeakers. In this case, the sound bar 130 may amplify the M channel speaker signal received from the speaker signal generator 120, and output the amplified M channel speaker signal through the loudspeaker corresponding to each of the M channel speaker signals.
사운드 바(130)의 구조 및 동작은 이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.The structure and operation of the sound bar 130 will be described in detail with reference to FIG. 2.
오디오 신호 처리 장치(100)는 사운드 바에서 음장을 재현할 경우, 멀티 채널 오디오 신호의 채널별 위치 정보를 이용하여 멀티 채널 오디오 신호를 스피커 신호로 변환함으로써, 입력 신호의 제작자가 의도한 위치에 가상 채널이 형성되도록 할 수 있다.When the audio signal processing apparatus 100 reproduces the sound field in the sound bar, the audio signal processing apparatus 100 converts the multi-channel audio signal into a speaker signal by using the channel-specific position information of the multi-channel audio signal, thereby virtualizing the input signal to a position intended by the producer of the input signal. Channels may be formed.
도 2는 도 1에 도시된 사운드 바의 구조의 일례이다.FIG. 2 is an example of a structure of the sound bar shown in FIG. 1.
사운드 바(130)는 사운드 바(130)가 포함된 스피커 배치환경하에서, 패닝(Panning), 파면음장 합성(Wave Field Synthesis), 빔포밍(Beam Forming), 초점음원(Focused Source), 머리전달함수(Head Related Transfer Function) 등과 같은 3차원 음장처리 기술을 이용하여 멀티채널 오디오 신호를 가상적으로 재현할 수 있다. 따라서, 사운드 바(130)는 청취자 전방에 위치된 단일 선형어레이 만으로도 가상적인 멀티채널 서라운드 음장을 제공할 수 있다.The sound bar 130 includes panning, wave field synthesis, beam forming, focus source, and head transfer function in a speaker arrangement environment including the sound bar 130. Multi-channel audio signals can be virtually reproduced using three-dimensional sound field processing techniques such as (Head Related Transfer Function). Thus, the sound bar 130 may provide a virtual multichannel surround sound field with only a single linear array located in front of the listener.
일반적인 사운드 바(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 TV 하단에 위치하는 단일 수평 선형어레이(210)으로 구성될 수 있다.The general sound bar 130 may be composed of a single horizontal linear array 210 positioned at the bottom of the TV as shown in FIG. 2.
또한, 사운드 바(130)는 고저감(elevation)을 제공하기 위하여 TV의 상/하단에 설치하는 이중 수평 선형어레이(220), TV 좌우에 위치하는 이중 수직 선형어레이(230) 및 TV를 둘러싸는 형태의 창형 어레이(240)로 구성될 수도 있다.In addition, the sound bar 130 includes a double horizontal linear array 220 installed at the top and bottom of the TV to provide high elevation, a double vertical linear array 230 positioned at the left and right of the TV, and surrounds the TV. It may be composed of a window-shaped array 240 of the form.
그리고, 사운드 바(130)는 청취자를 둘러싸는 형태(250)나 청취자 전/후방에 위치하는 형태(260)로 설치될 수도 있다. In addition, the sound bar 130 may be installed in a form 250 surrounding the listener or in a form 260 positioned in front of or behind the listener.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치의 동작을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating an operation of an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
오디오 신호 출력부(110)는 입력 신호를 처리하여 제1 오디오 신호, 제2 오디오 신호 내지 제N 오디오 신호를 포함하는 N 채널의 오디오 신호(310)를 출력할 수 있다. The audio signal output unit 110 may process an input signal and output an N channel audio signal 310 including the first audio signal, the second audio signal, and the N th audio signal.
또한, 오디오 신호 출력부(110)는 입력 신호에서 채널별 재생 위치 정보(320)를 추출하여 출력할 수 있다. 이때, 채널별 재생 위치 정보는 채널별 오디오 신호가 출력되는 위치와 관련된 정보일 수 있다.In addition, the audio signal output unit 110 may extract and output reproduction position information 320 for each channel from the input signal. In this case, the reproduction position information for each channel may be information related to a position at which the audio signal for each channel is output.
스피커 신호 생성부(120)는 채널별 오디오 신호 출력 위치(320)와 오디오 신호 출력부(110)로부터 수신한 N 채널의 오디오 신호(310)를 이용하여 M 채널의 스피커 신호(330)를 생성할 수 있다. 이때, M은 스피커 신호가 재생되는 스피커 어레이인 사운드 바(130)에 포함된 라우드 스피커의 개수일 수 있다. The speaker signal generator 120 may generate the speaker signal 330 of the M channel by using the audio signal output position 320 for each channel and the audio signal 310 of the N channel received from the audio signal output unit 110. Can be. In this case, M may be the number of loudspeakers included in the sound bar 130, which is a speaker array in which speaker signals are reproduced.
예를 들어, 사운드 바(130)가 도 3에 도시된 바와 같이 5개의 라우드 스피커로 구성된 경우, 스피커 신호 생성부(120)는 제1 스피커 신호, 제2 스피커 신호, 제3 스피커 신호, 제4 스피커 신호, 및 제5 스피커 신호를 포함하는 M 채널의 스피커 신호(330)를 출력할 수 있다.For example, when the sound bar 130 includes five loudspeakers as shown in FIG. 3, the speaker signal generator 120 may include a first speaker signal, a second speaker signal, a third speaker signal, and a fourth speaker. The speaker signal 330 of the M channel including the speaker signal and the fifth speaker signal may be output.
즉, 본 발명에 따른 오디오 신호 처리 장치(100)는 다채널 오디오 신호의 채널 수와 오디오 신호를 출력해야 하는 라우드 스피커의 개수가 상이한 경우, 오디오 신호의 채널별 재생 위치에 따라 라우드 스피커의 개수에 대응하는 스피커 신호를 출력함으로써, 다채널 오디오 신호를 사운드 바(130)에 최적화하여 출력할 수 있다.That is, in the audio signal processing apparatus 100 according to the present invention, when the number of channels of the multi-channel audio signal and the number of loudspeakers to output the audio signal are different, the number of loudspeakers depends on the playback position for each channel of the audio signal. By outputting a corresponding speaker signal, the multi-channel audio signal may be optimized and output to the sound bar 130.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 사운드 바가 출력하는 스피커 신호의 일례이다. 4 is an example of a speaker signal output by a sound bar according to an exemplary embodiment of the present invention.
사운드 바(400)가 제1 스피커(420), 제2 스피커(430), 제3 스피커(440), 제4 스피커(450), 및 제5 스피커(460)를 포함하고, 입력 신호가 5.1 채널인 경우, 오디오 신호 처리 장치(100)는 5.1 채널 오디오 신호를 이용하여 5개의 스피커 신호를 출력할 수 있다. 이때, 5.1 채널 오디오 신호는 사용자의 전방 중앙에 출력 위치가 배치된 C(Center) 채널, 사용자의 전방 ±30°위치에 각각 출력 위치가 배치된 L/R(Left/Right) 채널, 사용자의 ±90° 위치에 출력 위치가 배치된 LS/RS(Left Side/Right Side) 채널, 및 사용자의 ±150° 위치에 출력 위치가 배치된 LB/RB(Left Back/Right Back)채널을 포함할 수 있다.The sound bar 400 includes a first speaker 420, a second speaker 430, a third speaker 440, a fourth speaker 450, and a fifth speaker 460, and the input signal is 5.1 channel. In this case, the audio signal processing apparatus 100 may output five speaker signals using a 5.1 channel audio signal. At this time, 5.1 channel audio signal is C (Center) channel where the output position is located at the front center of the user, L / R (Left / Right) channel where the output position is respectively positioned at the ± 30 ° position of the user, and ± It may include a left side / right side (LS / RS) channel having an output position at a 90 ° position, and a left back / right back (LB / RB) channel having an output position at a user's ± 150 ° position. .
예를 들어, 오디오 신호 처리 장치(100)는 입력 신호의 LS 채널, LB 채널을 이용하여 생성한 제1 스피커 신호, 입력 신호의 L 채널을 이용하여 생성한 제2 스피커 신호, 입력 신호의 C 채널을 이용하여 생성한 제3 스피커 신호, 입력 신호의 R 채널을 이용하여 생성한 제4 스피커 신호, 입력 신호의 RS 채널, RB 채널을 이용하여 생성한 제5 스피커 신호를 출력할 수 있다. For example, the audio signal processing apparatus 100 may include an LS channel of an input signal, a first speaker signal generated using an LB channel, a second speaker signal generated using an L channel of an input signal, and a C channel of an input signal. The third speaker signal generated by using the A, the fourth speaker signal generated by using the R channel of the input signal, the RS channel of the input signal, the fifth speaker signal generated by using the RB channel can be output.
그리고, 제1 스피커(420), 제2 스피커(430), 제3 스피커(440), 제4 스피커(450), 및 제5 스피커(460)는 각각 제1 스피커 신호, 제2 스피커 신호, 제3 스피커 신호, 제4 스피커 신호, 및 제5 스피커 신호를 출력할 수 있다. In addition, the first speaker 420, the second speaker 430, the third speaker 440, the fourth speaker 450, and the fifth speaker 460 may include a first speaker signal, a second speaker signal, and a first speaker. The third speaker signal, the fourth speaker signal, and the fifth speaker signal can be output.
이때, 제1 스피커(420)가 출력하는 제1 스피커 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 LS 채널의 위치로 반사되는 소리(421)와 LB채널의 위치로 반사되는 소리(422)를 포함할 수 있다.In this case, the first speaker signal output by the first speaker 420 may include a sound 421 reflected to the position of the LS channel and a sound 422 reflected to the position of the LB channel, as shown in FIG. 4. have.
또한, 제2 스피커(430)가 출력하는 제2 스피커 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 L 채널의 위치로 반사되는 소리(431)를 포함하고, 제3 스피커(440)가 출력하는 제3 스피커 신호는 C 채널의 위치로 반사되는 소리를 포함할 수 있다.In addition, the second speaker signal output by the second speaker 430 includes a sound 431 reflected to the position of the L channel, as shown in FIG. 4, and the third speaker output by the third speaker 440. The signal may include sound reflected to the location of the C channel.
그리고, 제4 스피커(450)가 출력하는 제4 스피커 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 R 채널의 위치로 반사되는 소리(451)를 포함하고, 제5 스피커(460)가 출력하는 제5 스피커 신호는 RS 채널의 위치로 반사되는 소리(461)와 RB채널의 위치로 반사되는 소리(462)를 포함할 수 있다.The fourth speaker signal output by the fourth speaker 450 includes a sound 451 reflected to the position of the R channel as illustrated in FIG. 4, and the fifth speaker output by the fifth speaker 460. The signal may include sound 461 reflected to the position of the RS channel and sound 462 reflected to the position of the RB channel.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 사운드 바(400)는 5개의 라우드 스피커로 5.1 채널의 음장을 재현할 수 있다.That is, the sound bar 400 according to an embodiment of the present invention can reproduce a sound field of 5.1 channels with five loudspeakers.
또한, 오디오 신호 처리 장치(100)는 입력 신호의 L 채널, LS 채널을 이용하여 제2 스피커 신호를 생성하고, 입력 신호의 R 채널, RS 채널을 이용하여 제4 스피커 신호를 생성할 수 있다. 이때, 사용자는 제1 스피커(420)에서 출력된 소리(421)과 제2 스피커(430)에서 출력된 LS 채널로 반사되는 소리를 함께 청취하여 LS 채널의 소리로 인식할 수 있다.In addition, the audio signal processing apparatus 100 may generate a second speaker signal using the L channel and the LS channel of the input signal, and generate a fourth speaker signal using the R channel and the RS channel of the input signal. In this case, the user may listen to the sound 421 output from the first speaker 420 and the sound reflected by the LS channel output from the second speaker 430 together and recognize the sound of the LS channel.
도 5은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치를 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating an audio signal processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 5는 사운드 바가 아닌 스피커들로 구성된 음장 재생 환경에서 오디오 신호를 처리하는 장치의 구성일 수 있다.5 may be a configuration of an apparatus for processing an audio signal in a sound field reproduction environment composed of speakers other than a sound bar.
도 5를 참고하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치(500)는 오디오 신호 디코더(510) 및 오디오 렌더러(520)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, an audio signal processing apparatus 500 according to another embodiment of the present invention may include an audio signal decoder 510 and an audio renderer 520.
오디오 신호 디코더(510)는 오디오 신호 처리 장치(500)가 수신한 오디오 비트스트림에서 N 채널의 오디오 신호와 채널별 재생 위치 정보를 복호화할 수 있다.The audio signal decoder 510 may decode the N-channel audio signal and the reproduction position information for each channel in the audio bitstream received by the audio signal processing apparatus 500.
그리고, 오디오 신호 디코더(510)는 복호화한 N 채널의 오디오 신호와 채널별 재생 위치 정보를 오디오 렌더러(520)로 전달할 수 있다.The audio signal decoder 510 may transmit the decoded N-channel audio signal and playback position information for each channel to the audio renderer 520.
오디오 렌더러(520)는 채널별 재생 위치 정보와 스피커 신호를 출력하는 스피커 위치 정보를 이용하여 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링할 수 있다. 이때, 스피커 위치 정보는 스피커를 설치한 사용자가 수동으로 오디오 렌더러(520)에 입력하거나, 각각의 스피커가 자신의 위치를 식별하여 오디오 렌더러(520)에 전달할 수 있다.The audio renderer 520 may render the audio signal of the N channel as the speaker signal of the M channel by using the reproduction position information for each channel and the speaker position information that outputs the speaker signal. In this case, the speaker location information may be manually input by the user who installed the speaker to the audio renderer 520, or each speaker may identify its location and transmit the speaker location information to the audio renderer 520.
이때, 오디오 렌더러(520)가 렌더링하는 M 채널의 스피커 신호는 N 채널의 오디오 신호의 음장 특성을 포함할 수 있다. 즉, 오디오 렌더러(520)는 M 채널의 스피커 신호가 N 채널의 오디오 신호의 음장 특성을 최대한 유지하도록 렌더링할 수 있다.In this case, the speaker signal of the M channel rendered by the audio renderer 520 may include sound field characteristics of the audio signal of the N channel. That is, the audio renderer 520 may render the speaker signal of the M channel to maintain the sound field characteristics of the audio signal of the N channel to the maximum.
N이 M보다 많을 경우, 오디오 렌더러(520)는 채널별 오디오 신호 출력 위치를 기초로 인접한 오디오 신호를 식별하고, 인접한 복수의 오디오 신호를 하나의 스피커 신호로 렌더링할 수 있다.When N is greater than M, the audio renderer 520 may identify adjacent audio signals based on the channel-specific audio signal output positions, and may render a plurality of adjacent audio signals as one speaker signal.
또한, 채널별 재생 위치 정보와 스피커 위치 정보가 상이한 경우, 오디오 렌더러(520)는 채널별 재생 위치 정보와 스피커 위치 정보간의 차이를 기초로 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링할 수 있다.In addition, when the playback position information and the speaker position information for each channel are different, the audio renderer 520 may render the audio signal of the N channel as the speaker signal of the M channel based on the difference between the playback position information and the speaker position information for each channel. have.
채널별 재생 위치 정보와 스피커 위치 정보가 상이한 경우, 오디오 렌더러(520)의 렌더링 과정은 이하 도 6를 참조하여 상세히 설명한다.When the playback position information and the speaker position information for each channel are different, the rendering process of the audio renderer 520 will be described in detail with reference to FIG. 6.
스피커(530)는 오디오 렌더러(520)가 출력하는 M 채널의 스피커 신호를 증폭하고, 증폭된 스피커 신호를 출력할 수 있다.The speaker 530 may amplify the speaker signal of the M channel output by the audio renderer 520 and output the amplified speaker signal.
오디오 신호 처리 장치(500)는 스피커의 위치와 멀티 채널 오디오 신호의 채널별 위치 정보를 이용하여 멀티 채널 오디오 신호를 스피커 신호로 변환함으로써, 스피커의 위치가 채널별 위치와 다르더라도, 입력 신호의 제작자가 의도한 위치에 가상 채널이 형성되도록 할 수 있다.The audio signal processing apparatus 500 converts a multi-channel audio signal into a speaker signal by using the location of the speaker and channel-specific location information of the multi-channel audio signal, so that the speaker of the input signal may be different from the location of the channel. The virtual channel may be formed at the intended position.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호와 스피커 신호의 관계를 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating a relationship between an audio signal and a speaker signal according to an embodiment of the present invention.
오디오 신호 디코더(510)는 C 채널(611), R 채널(612), RS 채널(613), RB 채널(614), LB 채널(615) LS 채널(616), 및 L 채널(617)을 포함하는 N채널 오디오 신호(610)를 출력할 수 있다.The audio signal decoder 510 includes a C channel 611, an R channel 612, an RS channel 613, an RB channel 614, an LB channel 615, an LS channel 616, and an L channel 617. The N-channel audio signal 610 may be output.
또한, 오디오 렌더러(520)는 C 채널(611)을 출력하는 제1 스피커(621), R 채널(612)을 출력하는 제2 스피커(622), RS 채널(613)을 출력하는 제3 스피커(623), RB 채널(614)을 출력하는 제4 스피커(624), LB 채널(615)을 출력하는 제5 스피커(625), LS 채널(616)을 출력하는 제6 스피커(626), 및 L 채널(617)을 출력하는 제7 스피커(627) 각각의 위치를 나타내는 스피커 위치 정보(620)를 입력 받을 수 있다.Also, the audio renderer 520 may include a first speaker 621 outputting the C channel 611, a second speaker 622 outputting the R channel 612, and a third speaker outputting the RS channel 613 ( 623, a fourth speaker 624 outputting the RB channel 614, a fifth speaker 625 outputting the LB channel 615, a sixth speaker 626 outputting the LS channel 616, and L The speaker location information 620 indicating the location of each of the seventh speakers 627 outputting the channel 617 may be input.
그리고, C 채널(611)을 출력하는 제1 스피커(621)과 C 채널(611)의 채널별 재생 위치는 도 6에 도시된 바와 같이 다를 수 있다. 또한, R 채널(612)을 출력하는 제2 스피커(622)와 R 채널(612)의 채널별 재생 위치, RS 채널(613)을 출력하는 제3 스피커(623)와 RS 채널(613)의 채널별 재생 위치, RB 채널(614)을 출력하는 제4 스피커(624)와 RB 채널(614)의 채널별 재생 위치, LB 채널(615)을 출력하는 제5 스피커(625)와 LB 채널(615)의 채널별 재생 위치, LS 채널(616)을 출력하는 제6 스피커(626)와 LS 채널(616)의 채널별 재생 위치, 및 L 채널(617)을 출력하는 제7 스피커(627)와 L 채널(617)의 채널별 재생 위치도 도 6에 도시된 바와 같이 각각 상이할 수 있다.In addition, the playback position of each channel of the first speaker 621 outputting the C channel 611 and the C channel 611 may be different as illustrated in FIG. 6. In addition, the second speaker 622 outputting the R channel 612 and the playback position for each channel of the R channel 612, the channel of the third speaker 623 and RS channel 613 outputting the RS channel 613 Fourth speaker 624 for outputting a separate playback position, the fourth speaker 624 for outputting the RB channel 614, and a fifth speaker 625 and an LB channel 615 for outputting the playback position for each channel of the RB channel 614 and the LB channel 615. The playback position for each channel, the sixth speaker 626 for outputting the LS channel 616, and the playback position for each channel of the LS channel 616, and the seventh speaker 627 and L channel for outputting the L channel 617. The reproduction position for each channel of 617 may also be different as shown in FIG. 6.
이때, 오디오 렌더러(520)는 제1 스피커(621)의 위치와 C 채널(611)의 채널별 재생 위치 간의 방향 및 거리의 차이에 기초하여 C 채널(611)을 제1 스피커(621)에 대응하는 제1 스피커 신호로 렌더링할 수 있다. 이때, 제1 스피커(622)에서 출력되는 제1 스피커 신호는 C 채널(611)이 C 채널(611)의 채널별 재생 위치에서 출력되는 경우에 가장 근접한 음장을 재현할 수 있다.In this case, the audio renderer 520 may correspond to the C channel 611 to the first speaker 621 based on a difference in the direction and distance between the position of the first speaker 621 and the playback position for each channel of the C channel 611. Can be rendered as a first speaker signal. In this case, the first speaker signal output from the first speaker 622 may reproduce the sound field that is closest to the case where the C channel 611 is output at the reproduction position for each channel of the C channel 611.
또한, 오디오 렌더러(520)는 제2 스피커(622)의 위치와 R 채널(612)의 채널별 재생 위치 간의 방향 및 거리의 차이에 기초하여 R 채널(612)을 제2 스피커(622)에 대응하는 제2 스피커 신호로 렌더링하고, 제3 스피커(623)의 위치와 RS 채널(613)의 채널별 재생 위치 간의 방향 및 거리의 차이에 기초하여 RS 채널(613)을 제3 스피커(623)에 대응하는 제3 스피커 신호로 렌더링할 수 있다.Also, the audio renderer 520 may correspond to the R channel 612 to the second speaker 622 based on a difference in the direction and the distance between the position of the second speaker 622 and the playback position for each channel of the R channel 612. Renders a second speaker signal, and transmits the RS channel 613 to the third speaker 623 based on a difference in the direction and distance between the position of the third speaker 623 and the playback position for each channel of the RS channel 613. It may render to the corresponding third speaker signal.
그리고, 오디오 렌더러(520)는 제4 스피커(624)의 위치와 RB 채널(614)의 채널별 재생 위치 간의 방향 및 거리의 차이에 기초하여 RB 채널(614)을 제4 스피커(624)에 대응하는 제4 스피커 신호로 렌더링하고, 제5 스피커(625)의 위치와 LB 채널(615)의 채널별 재생 위치 간의 방향 및 거리의 차이에 기초하여 LB 채널(615)을 제5 스피커(625)에 대응하는 제5 스피커 신호로 렌더링할 수 있다.The audio renderer 520 may correspond to the RB channel 614 to the fourth speaker 624 based on a difference in the direction and distance between the position of the fourth speaker 624 and the playback position for each channel of the RB channel 614. Renders the LB channel 615 to the fifth speaker 625 based on a difference in the direction and the distance between the position of the fifth speaker 625 and the reproduction position for each channel of the LB channel 615. The image may be rendered as a corresponding fifth speaker signal.
또한, 오디오 렌더러(520)는 제6 스피커(626)의 위치와 LS 채널(616)의 채널별 재생 위치 간의 방향 및 거리의 차이에 기초하여 LS 채널(616)을 제6 스피커(626)에 대응하는 제6 스피커 신호로 렌더링하고, 제7 스피커(627)의 위치와 L 채널(617)의 채널별 재생 위치 간의 방향 및 거리의 차이에 기초하여 L 채널(617)을 제7 스피커(627)에 대응하는 제7 스피커 신호로 렌더링할 수 있다.Also, the audio renderer 520 may correspond to the LS channel 616 to the sixth speaker 626 based on a difference in the direction and distance between the position of the sixth speaker 626 and the playback position for each channel of the LS channel 616. Renders the sixth speaker signal to the seventh speaker 627 based on the difference in the direction and the distance between the position of the seventh speaker 627 and the reproduction position for each channel of the L channel 617. The image may be rendered as a corresponding seventh speaker signal.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 도시한 플로우차트이다.7 is a flowchart illustrating an audio signal processing method according to an embodiment of the present invention.
도 7은 도 1에 도시된 오디오 신호 처리 장치에서 수행되는 오디오 신호 처리 방법일 수 있다.FIG. 7 may be an audio signal processing method performed by the audio signal processing apparatus shown in FIG. 1.
단계(710)에서 오디오 신호 출력부(110)는 입력 신호를 처리하여 N 채널의 오디오 신호를 출력할 수 있다. 이때, N은 오디오 신호 출력부(110)가 출력하는 오디오 신호의 전체 채널 개수이며, 멀티 채널 오디오 신호에서 이용하는 채널의 개수 중 하나일 수 있다. In operation 710, the audio signal output unit 110 may process an input signal and output an audio signal of N channels. In this case, N is the total number of channels of the audio signal output from the audio signal output unit 110, and may be one of the number of channels used in the multi-channel audio signal.
이때, 오디오 신호 출력부(110)는 N이 채널별 오디오 신호 출력 위치를 나타내는 채널의 개수가 아닌 경우, 입력 신호에서 채널별 재생 위치 정보를 추출하여 출력할 수 있다. 이때, 채널별 재생 위치 정보는 채널별 오디오 신호가 출력되는 위치와 관련된 정보일 수 있다.In this case, when N is not the number of channels indicating the audio signal output position for each channel, the audio signal output unit 110 may extract and output playback position information for each channel from the input signal. In this case, the reproduction position information for each channel may be information related to a position at which the audio signal for each channel is output.
단계(720)에서 스피커 신호 생성부(120)는 단계(710)에서 출력한 채널별 오디오 신호 출력 위치와 N 채널의 오디오 신호를 이용하여 M 채널의 스피커 신호를 생성할 수 있다. In operation 720, the speaker signal generator 120 may generate the speaker signal of the M channel using the audio signal output position for each channel and the audio signal of the N channel output in operation 710.
예를 들어, N이 M보다 많은 경우, 스피커 신호 생성부(120)는 채널별 오디오 신호 출력 위치를 기초로 인접한 오디오 신호를 식별하고, 인접한 복수의 오디오 신호를 이용하여 하나의 스피커 신호를 생성할 수 있다. 또한, N이 M보다 적은 경우, 스피커 신호 생성부(120)는 오디오 신호를 분할하여 복수의 스피커 신호를 생성할 수도 있다.For example, when N is greater than M, the speaker signal generator 120 identifies adjacent audio signals based on audio channel output positions for each channel, and generates one speaker signal using a plurality of adjacent audio signals. Can be. In addition, when N is less than M, the speaker signal generator 120 may generate a plurality of speaker signals by dividing the audio signal.
이때, 스피커 신호 생성부(120)는 채널별 오디오 신호 출력 위치에 따른 렌더링 알고리즘으로 N 채널의 오디오 신호를 처리하여 M 채널의 스피커 신호를 생성할 수 있다.In this case, the speaker signal generator 120 may generate an M channel speaker signal by processing the N channel audio signal using a rendering algorithm according to an audio signal output position for each channel.
단계(730)에서 사운드 바(130)는 단계(720)에서 생성한 M 채널 스피커 신호를 증폭하고, 증폭한 M 채널 스피커 신호를 M 채널 스피커 신호 각각에 대응하는 라우드 스피커를 통하여 출력함으로써, 음장을 재현할 수 있다.In operation 730, the sound bar 130 amplifies the M channel speaker signal generated in operation 720 and outputs the amplified M channel speaker signal through the loudspeaker corresponding to each of the M channel speaker signals. I can reproduce it.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 방법을 도시한 플로우차트이다.8 is a flowchart illustrating an audio signal processing method according to another embodiment of the present invention.
도 8은 도 5에 도시된 오디오 신호 처리 장치에서 수행되는 오디오 신호 처리 방법일 수 있다.FIG. 8 may be an audio signal processing method performed by the audio signal processing apparatus shown in FIG. 5.
단계(810)에서 오디오 신호 디코더(510)는 오디오 신호 처리 장치(500)가 수신한 오디오 비트스트림에서 N 채널의 오디오 신호와 채널별 재생 위치 정보를 복호화할 수 있다. 그리고, 오디오 신호 디코더(510)는 복호화한 N 채널의 오디오 신호와 채널별 재생 위치 정보를 오디오 렌더러(520)로 전달할 수 있다.In operation 810, the audio signal decoder 510 may decode audio signals of N channels and playback position information for each channel in the audio bitstream received by the audio signal processing apparatus 500. The audio signal decoder 510 may transmit the decoded N-channel audio signal and playback position information for each channel to the audio renderer 520.
단계(810)에서 오디오 렌더러(520)는 스피커 신호를 출력하는 스피커 위치 정보와 단계(810)에서 복호화한 채널별 재생 위치 정보를 이용하여 단계(810)에서 복호화한 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링할 수 있다. In step 810, the audio renderer 520 M channel the audio signal of the N channel decoded in step 810 by using the speaker position information outputting the speaker signal and the playback position information for each channel decoded in step 810. Can be rendered as a speaker signal.
이때, 오디오 렌더러(520)가 렌더링하는 M 채널의 스피커 신호는 N 채널의 오디오 신호의 음장 특성을 포함할 수 있다. N이 M보다 많을 경우, 오디오 렌더러(520)는 채널별 오디오 신호 출력 위치를 기초로 인접한 오디오 신호를 식별하고, 인접한 복수의 오디오 신호를 하나의 스피커 신호로 렌더링할 수 있다.In this case, the speaker signal of the M channel rendered by the audio renderer 520 may include sound field characteristics of the audio signal of the N channel. When N is greater than M, the audio renderer 520 may identify adjacent audio signals based on the channel-specific audio signal output positions, and may render a plurality of adjacent audio signals as one speaker signal.
또한, 채널별 재생 위치 정보와 스피커 위치 정보가 상이한 경우, 오디오 렌더러(520)는 채널별 재생 위치 정보와 스피커 위치 정보간의 차이를 기초로 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링할 수 있다.In addition, when the playback position information and the speaker position information for each channel are different, the audio renderer 520 may render the audio signal of the N channel as the speaker signal of the M channel based on the difference between the playback position information and the speaker position information for each channel. have.
단계(830)에서 스피커(530)는 단계(820)에서 렌더링된 M 채널의 스피커 신호를 증폭하고, 증폭된 스피커 신호를 출력할 수 있다.In operation 830, the speaker 530 may amplify the speaker signal of the M channel rendered in operation 820 and output the amplified speaker signal.
본 발명의 일실시예에 따른 오디오 신호 처리 장치는 사운드 바에서 음장을 재현할 경우, 멀티 채널 오디오 신호의 채널별 위치 정보를 이용하여 멀티 채널 오디오 신호를 스피커 신호로 변환함으로써, 입력 신호의 제작자가 의도한 위치에 가상 채널이 형성되도록 할 수 있다.In an audio signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention, when a sound field is reproduced in a sound bar, a producer of an input signal may be converted by converting a multi-channel audio signal into a speaker signal using location information for each channel of the multi-channel audio signal. The virtual channel may be formed at the intended position.
또한, 일반 스피커 환경에서 음장을 재현할 경우, 오디오 신호 처리 장치는 스피커의 위치와 멀티 채널 오디오 신호의 채널별 위치 정보를 이용하여 멀티 채널 오디오 신호를 스피커 신호로 변환함으로써, 스피커의 위치가 채널별 위치와 다르더라도, 입력 신호의 제작자가 의도한 위치에 가상 채널이 형성되도록 할 수 있다.In addition, when reproducing a sound field in a general speaker environment, the audio signal processing apparatus converts a multi-channel audio signal into a speaker signal by using the location of the speaker and channel-specific location information of the multi-channel audio signal, so that the location of the speaker is channel-specific. Even if the position is different, the virtual channel may be formed at the position intended by the producer of the input signal.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

Claims (20)

  1. 입력 신호를 처리하여 N 채널의 오디오 신호를 출력하는 오디오 신호 출력부; 및An audio signal output unit which processes an input signal and outputs an N channel audio signal; And
    채널별 오디오 신호 출력 위치와 N 채널의 오디오 신호를 이용하여 M 채널의 스피커 신호를 생성하는 스피커 신호 생성부Speaker signal generator for generating speaker signal of M channel by using audio signal output position of each channel and audio signal of N channel
    를 포함하는 오디오 신호 처리 장치.Audio signal processing apparatus comprising a.
  2. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 N은,N is,
    멀티 채널 오디오 신호에서 이용하는 채널의 개수 중 하나이며, One of the number of channels used in the multi-channel audio signal,
    상기 M은,M is,
    상기 스피커 신호가 재생되는 스피커 어레이에 포함된 라우드 스피커의 개수인 것을 특징으로 하는 오디오 신호 처리 장치.And a number of loudspeakers included in a speaker array from which the speaker signal is reproduced.
  3. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 오디오 신호 출력부는,The audio signal output unit,
    상기 N이 채널별 오디오 신호 출력 위치를 나타내는 채널의 개수가 아닌 경우, 입력 신호에서 채널별 재생 위치 정보를 추출하여 출력하는 오디오 신호 처리 장치.And when the N is not the number of channels indicating the audio signal output position for each channel, extracting and outputting playback position information for each channel from the input signal.
  4. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 스피커 신호 생성부는,The speaker signal generator,
    상기 N이 상기 M보다 많은 경우, 상기 채널별 오디오 신호 출력 위치를 기초로 인접한 오디오 신호를 식별하고, 인접한 복수의 오디오 신호를 이용하여 하나의 스피커 신호를 생성하는 오디오 신호 처리 장치.And when N is greater than M, identifying adjacent audio signals based on the audio signal output positions for each channel, and generating one speaker signal using a plurality of adjacent audio signals.
  5. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 스피커 신호 생성부는,The speaker signal generator,
    상기 N이 상기 M보다 적은 경우, 오디오 신호를 분할하여 복수의 스피커 신호를 생성하는 오디오 신호 처리 장치.And when N is less than M, divides an audio signal to generate a plurality of speaker signals.
  6. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 스피커 신호 생성부는,The speaker signal generator,
    상기 채널별 오디오 신호 출력 위치에 따른 렌더링 알고리즘으로 N 채널의 오디오 신호를 처리하여 M 채널의 스피커 신호를 생성하는 오디오 신호 처리 장치.And an audio signal of N channels by a rendering algorithm according to the audio signal output position of each channel to generate a speaker signal of M channel.
  7. 제6항에 있어서, The method of claim 6,
    상기 스피커 신호 생성부는,The speaker signal generator,
    상기 채널별 오디오 신호 출력 위치가 전방 채널인 경우, 음장 합성 렌더링(Wave Field Synthesis rendering) 알고리즘으로 상기 오디오 신호를 처리하여 상기 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성하는 오디오 신호 처리 장치.And outputting at least one speaker signal corresponding to the audio signal by processing the audio signal using a wave field synthesis rendering algorithm when the audio signal output position of each channel is a front channel.
  8. 제6항에 있어서, The method of claim 6,
    상기 스피커 신호 생성부는,The speaker signal generator,
    상기 채널별 오디오 신호 출력 위치가 측방 채널, 또는 후방 채널인 경우, 집중 음원 렌더링(Focused Source rendering) 알고리즘으로 상기 오디오 신호를 처리하여 상기 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성하는 오디오 신호 처리 장치.When the audio signal output position for each channel is a side channel or a rear channel, an audio signal processing for generating the at least one speaker signal corresponding to the audio signal by processing the audio signal using a focused source rendering algorithm. Device.
  9. 제6항에 있어서, The method of claim 6,
    상기 스피커 신호 생성부는,The speaker signal generator,
    상기 채널별 오디오 신호 출력 위치가 측방 채널, 또는 후방 채널인 경우, 빔 포밍 렌더링(Beam-forming rendering) 알고리즘으로 상기 오디오 신호를 처리하여 상기 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성하는 오디오 신호 처리 장치.When the audio signal output position of each channel is a side channel or a rear channel, an audio signal for processing the audio signal by a beam-forming rendering algorithm to generate at least one speaker signal corresponding to the audio signal Processing unit.
  10. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 오디오 신호 출력부는,The audio signal output unit,
    상기 입력 신호가 부호화된 오디오 비트스트림인 경우, 오디오 디코더로 오디오 비트스트림을 복호화하여 N 채널의 오디오 신호를 출력하는 오디오 신호 처리 장치.And outputting an N-channel audio signal by decoding the audio bitstream to an audio decoder when the input signal is an encoded audio bitstream.
  11. 오디오 비트스트림에서 N 채널의 오디오 신호와 채널별 재생 위치 정보를 복호화하는 오디오 신호 디코더; 및An audio signal decoder for decoding the audio signal of the N channel and the reproduction position information for each channel in the audio bitstream; And
    채널별 재생 위치 정보와 스피커 신호를 출력하는 스피커 위치 정보를 이용하여 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링하는 오디오 렌더러Audio renderer that renders audio signal of N channel to speaker signal of M channel by using playback position information of each channel and speaker position information that outputs speaker signal.
    를 포함하는 오디오 신호 처리 장치.Audio signal processing apparatus comprising a.
  12. 제11항에 있어서, The method of claim 11,
    상기 오디오 렌더러는,The audio renderer,
    상기 N이 상기 M보다 많은 경우, 상기 채널별 오디오 신호 출력 위치를 기초로 인접한 오디오 신호를 식별하고, 인접한 복수의 오디오 신호를 하나의 스피커 신호로 렌더링하는 오디오 신호 처리 장치.And when N is greater than M, identify adjacent audio signals based on the channel-specific audio signal output positions, and render a plurality of adjacent audio signals into one speaker signal.
  13. 제11항에 있어서, The method of claim 11,
    상기 오디오 렌더러는,The audio renderer,
    상기 채널별 재생 위치 정보와 상기 스피커 위치 정보가 상이한 경우, 상기 채널별 재생 위치 정보와 상기 스피커 위치 정보간의 차이를 기초로 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링하는 오디오 신호 처리 장치.And when the reproduction position information for each channel is different from the speaker position information, an audio signal of an N channel is rendered into a speaker signal of an M channel based on a difference between the reproduction position information for each channel and the speaker position information.
  14. 제11항에 있어서, The method of claim 11,
    상기 M 채널의 스피커 신호는 The speaker signal of the M channel is
    N 채널의 오디오 신호의 음장 특성을 포함하는 오디오 신호 처리 장치.An audio signal processing apparatus including sound field characteristics of audio signals of N channels.
  15. 입력 신호를 처리하여 N 채널의 오디오 신호를 출력하는 단계; 및Processing an input signal to output an N channel audio signal; And
    채널별 오디오 신호 출력 위치와 N 채널의 오디오 신호를 이용하여 M 채널의 스피커 신호를 생성하는 단계Generating a speaker signal of the M channel using the audio signal output position of each channel and the audio signal of the N channel
    를 포함하는 오디오 신호 처리 방법.Audio signal processing method comprising a.
  16. 제15항에 있어서, The method of claim 15,
    상기 오디오 신호를 출력하는 단계는,The outputting of the audio signal may include:
    상기 N이 채널별 오디오 신호 출력 위치를 나타내는 채널의 개수가 아닌 경우, 입력 신호에서 채널별 재생 위치 정보를 추출하여 출력하는 오디오 신호 처리 방법.And if the N is not the number of channels indicating the audio signal output position for each channel, extracting and outputting playback position information for each channel from the input signal.
  17. 제15항에 있어서, The method of claim 15,
    상기 스피커 신호를 생성하는 단계는,Generating the speaker signal,
    상기 채널별 오디오 신호 출력 위치에 따른 렌더링 알고리즘으로 N 채널의 오디오 신호를 처리하여 M 채널의 스피커 신호를 생성하는 오디오 신호 처리 방법.The audio signal processing method for generating a speaker signal of the M channel by processing the audio signal of the N channel by the rendering algorithm according to the audio signal output position for each channel.
  18. 제17항에 있어서, The method of claim 17,
    상기 스피커 신호를 생성하는 단계는,Generating the speaker signal,
    상기 채널별 오디오 신호 출력 위치가 전방 채널인 경우, 음장 합성 렌더링(Wave Field Synthesis rendering) 알고리즘으로 상기 오디오 신호를 처리하여 상기 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성하는 오디오 신호 처리 방법.And generating at least one speaker signal corresponding to the audio signal by processing the audio signal by a wave field synthesis rendering algorithm when the audio signal output position of each channel is a front channel.
  19. 제17항에 있어서, The method of claim 17,
    상기 스피커 신호를 생성하는 단계는,Generating the speaker signal,
    상기 채널별 오디오 신호 출력 위치가 측방 채널, 또는 후방 채널인 경우, 빔 포밍 렌더링(Beam-forming rendering) 알고리즘으로 상기 오디오 신호를 처리하여 상기 오디오 신호에 대응하는 적어도 하나의 스피커 신호를 생성하는 오디오 신호 처리 방법.When the audio signal output position of each channel is a side channel or a rear channel, an audio signal for processing the audio signal by a beam-forming rendering algorithm to generate at least one speaker signal corresponding to the audio signal Treatment method.
  20. 오디오 비트스트림에서 N 채널의 오디오 신호와 채널별 재생 위치 정보를 복호화하는 단계; 및Decoding audio signals of N channels and reproduction position information for each channel in the audio bitstream; And
    채널별 재생 위치 정보와 스피커 신호를 출력하는 스피커 위치 정보를 이용하여 N 채널의 오디오 신호를 M 채널의 스피커 신호로 렌더링하는 단계Rendering the audio signal of the N channel to the speaker signal of the M channel using the playback position information for each channel and the speaker position information for outputting the speaker signal.
    를 포함하는 오디오 신호 처리 방법.Audio signal processing method comprising a.
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