WO2019103584A1 - 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법 - Google Patents

귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법 Download PDF

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구본희
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구본희
이종석
김우진
김동준
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for implementing a multi-channel sound using an ear-open type headphone for outputting sound without covering the user's ear.
  • Earphone and headphone which are conventional user sound output devices, are essentially configured to completely cover the user's ears.
  • the earphone is classified into a canal type earphone and an open type earphone.
  • Headphones are classified into an open type and a closed type.
  • the earphone and the headphone inevitably have a feature of outputting sound while covering the user's ear.
  • the system for reproducing audio has changed from a mono system to a stereo system.
  • it has been expanded to a multi-channel sound system such as 2.1 channel and 5.1 channel, thereby enhancing the sense of space and feeling of sound.
  • a multi-channel sound system typically includes front channels as a basis and additionally a combination of a side surround channel, a rear surround channel, a ceiling surround channel, a front woofer channel, a rear woofer channel, and the like.
  • a side surround channel as a basis and additionally a combination of a side surround channel, a rear surround channel, a ceiling surround channel, a front woofer channel, a rear woofer channel, and the like.
  • Korean Patent No. 10-1567521 discloses a headphone which artificially increases the volume of a sound-generating space, thereby preventing a bath phenomenon and a booming phenomenon, and minimizing the inflow of external noise into the sound- .
  • An object of the present invention is to provide a multi-channel sound implementing apparatus and method using an ear-open headphone that outputs a sound in a state in which a user's ear is open.
  • One embodiment of the present invention includes a source data analysis unit for analyzing the source data to grasp audio signal information of one or more channels that can be generated from source data;
  • a speaker system analyzer for analyzing information of the speaker system;
  • a headphone information analyzer for analyzing information of at least one ear-open headphones which is separated from a user's ear and outputs a sound in a state in which the user's ear is opened;
  • An audio signal generator for generating audio signals;
  • a communication unit for transmitting the audio signals for the speaker to the speaker system and for transmitting the headphone audio signals to the corresponding ear-open headphones, respectively.
  • the information of the speaker system may include at least one of the number of speakers included in the speaker system, the position information of the speakers, and the available channel information of the speakers.
  • the information on the ear-open headphones includes the number of the ear-open headphones and the headphone position information corresponding to each of the ear-open headphones, and the audio signal generator generates audio signals for headphones corresponding to the headphone position information can do.
  • the apparatus may further include an audio signal correcting unit for correcting the headphone audio signals and the speaker audio signals using the headphone position information.
  • the audio signal correcting unit may correct at least one of level information, delay information, channel information, equalizing information, and output direction information for each of the headphone audio signals and the speaker audio signals.
  • the information of the ear-open headphones includes head tracking information corresponding to each of the ear-open headphones, and the audio signal corrector uses the head tracking information to determine, It is possible to correct the audio signals.
  • the video signal processor may further include a video signal correcting unit for correcting the delay information of the video signal corresponding to the video channel in consideration of the audio signals for the headphone and the audio signals for the speaker when the source data includes a video channel .
  • the audio signal correcting unit may use the headphone position information to correct the audio signals for the headphone and the audio signals for the speaker so as to provide stereophonic sound when the ear-open headphones are positioned at predetermined virtual positions have.
  • the audio signal correction unit may use the headphone position information to correct the audio signals for the headphone and the audio signals for the speaker to provide stereoscopic sound corresponding to the position of each of the ear-open headphones.
  • the audio signal generating unit may regenerate the audio signals for the speaker for outputting only the speaker system when the operation of the ear-open headphones is stopped.
  • a method for decoding audio data comprising the steps of: analyzing the source data to grasp audio signal information of one or more channels that can be generated from the source data; Analyzing information of the speaker system; Analyzing information of at least one or more ear-open headphones spaced from a user's ear and outputting a sound with the ear of the user being opened; Generating audio signals for a speaker having at least one channel to be reproduced in the speaker system using the audio signal information, the speaker system information, and the information of the ear-open headphones, and generating audio signals for a headphone to be reproduced in the ear- Gt; And transmitting audio signals for the speaker to the speaker system, and transmitting the headphone audio signals to the corresponding ear-open headphones, respectively.
  • the information of the speaker system may include at least one of the number of speakers included in the speaker system, the position information of the speakers, and the available channel information of the speakers.
  • the information of the ear-open headphones includes a number of the ear-open headphones and headphone position information corresponding to each of the ear-open headphones, and the step of generating the audio signals includes: Signals.
  • the apparatus may further include an audio signal correcting unit for correcting the headphone audio signals and the speaker audio signals using the headphone position information.
  • the step of correcting the audio signals may correct at least one of level information, delay information, channel information, equalizing information, and output direction information for each of the headphone audio signals and the speaker audio signals .
  • the information of the ear-open headphones includes head tracking information corresponding to each of the ear-open headphones, and the step of correcting the audio signals is performed by using the head tracking information according to the direction of each ear- It is possible to correct the audio signals for the headphones.
  • the method may further include correcting the delay information of the video signal corresponding to the video channel in consideration of the audio signals for the headphone and the audio signals for the speaker when the source data includes the video channel .
  • the step of correcting the audio signals may include using the headphone position information to generate audio signals for the headphones and audio signals for the speakers to provide stereophonic sound when the ear- Can be corrected.
  • the step of correcting the audio signals may use the headphone position information to correct the audio signals for the headphone and the audio signals for the speaker to provide a stereo sound corresponding to the position of each of the ear- have.
  • the generating of the audio signals may regenerate the audio signals for the speaker for outputting only the speaker system when the operation of the ear-open headphones is stopped.
  • a multichannel sound implementing apparatus and a method thereof using an ear-open headphone for outputting sound in a state in which an ear is opened can easily constitute a multi-channel sound system.
  • the present invention also provides a multichannel sound imple- menting apparatus using ear-open headphones and a method thereof, whereby a channel of a sound system constituted by a conventional multichannel speaker is expanded by providing an additional channel to the ear- Can be extended.
  • the present invention also provides a multichannel sound imple- menting apparatus and method for use with ear-open type headphones, in which headphone channels and speaker channels are corrected and mixed so that the sounds of the headphone channel and the speaker channel are harmonized without delay and distortion, Can be provided.
  • the present invention also provides a multichannel sound imple- menting apparatus using ear-openable headphones and a method thereof, which performs sound segmentation and correction for each of a plurality of ear-open headphones to enhance stereoscopic effect, thereby realizing a stereoscopic effect optimized for the position of the listener Or provide a stereoscopic effect at a specific point in the listening space regardless of the actual position of the listener.
  • FIG. 1 is a block diagram of a sound reproducing system using an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a block diagram showing an example of the ear-open headphone shown in Fig. 1.
  • Fig. 1 is a block diagram showing an example of the ear-open headphone shown in Fig. 1.
  • FIG 3 and 4 are views showing an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention and a wearing state thereof.
  • FIG. 5 is a view showing the wearing of a right portion of an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are views showing an example of a right portion of an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of reproducing sound using an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing an example of wearing a right portion of an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a multi-channel sound implementing system using ear-open headphones according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram of a multi-channel sound reproducing apparatus using ear-head type headphones according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 13 to 17 are diagrams illustrating exemplary configurations of a multi-channel sound generating system using ear-head type headphones according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method for implementing a high-channel sound using an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is not limited to the embodiments described below, but all or some of the embodiments may be selectively combined and implemented in various forms.
  • the terms first, second, and the like are used for the purpose of distinguishing one element from another element, not the limitative meaning.
  • the singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
  • the terms include, including, etc. mean that there is a feature, or element, recited in the specification and does not preclude the possibility that one or more other features or components may be added.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sound reproducing system 1 using an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • an ear-open headphone 100 is interconnected with a source data providing apparatus 200 in a sound reproducing system 1 using an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • the ear-open headphone 100 and the source data providing apparatus 200 can be connected through wired or wireless, and Bluetooth can be used for wireless connection.
  • the ear-open headphone 100 receives source data from the source data providing apparatus 200, extracts at least one audio channel from the source data, generates an output audio signal from the audio channels And output audio signals are output using speakers spaced from the user's ear.
  • the ear-open headphone 100 even when the ear-open headphone 100 is mounted, the user's ears are completely opened, so that the external sound can be completely heard.
  • the sound output by the effect that the external sound is not heard due to the masking effect can be heard.
  • the cocktail party effect allows you to hear the sounds you want to hear from the outside sound while the sound is being reproduced.
  • the ear-open headphone of the present invention designed to be heard only by the user in a state in which the ear is open, the user can hear the external sound while listening to the desired sound to sense the danger, Can be prevented from being heard. Further, even when the sound is reproduced / stopped, since the ear is opened, it is not necessary to remove the headphones, and it is possible to avoid the feeling of stiffness and resistance to stop the ear. In addition, it is possible to prevent a high sound pressure and a hearing loss due to long-time use. In addition, the power consumption can be minimized by separately outputting bass and treble. It can also be combined with other sound systems to build high-channel sound systems.
  • the surround sound of another sound system and the binaural sound of the ear-open headphone 100 of the present invention are combined to provide a more realistic and realistic emotive sound .
  • the source data is source data for a movie or sound source to be output, and includes audio data.
  • the form of the ear-open headphone 100 is not limited. Headphones that are fixed on the user's head, such as conventional overhead headphones, or headphones that are fixed behind the user's head, but may have a mask shape, a glasses shape, a smart glass shape, or the like. That is, it is sufficient that the user's ear is opened.
  • the ear-openable headphone 100 may be divided into two left and right units and mounted on the user's glasses, or may be separately fixed around the user's ears or the ears.
  • each of the headphones can output a sound different from each other. For example, it is possible to output a sound to each headphone that provides a sense of depth corresponding to the position.
  • the sound providing the three-dimensional feeling can be output in consideration of the positional relationship between the source data providing device 200 and the ear-open headphones 100.
  • the user provides a different sound for each of the case where the user is on the front side and the case where the user is on the right side and the case where the user is on the left side, ) Can be grasped. Accordingly, the user can listen to a more stereoscopic sound and immerse in the content. On the contrary, it is also possible to output a sound providing a stereoscopic effect corresponding to a predetermined virtual position regardless of the position of the ear-open headphone 100.
  • a plurality of ear-open headphones 100 may be directly or indirectly connected to each other, thereby providing a radio transmitting / receiving function such as a radio or a conference telephone.
  • the source data providing apparatus 200 refers to a device that provides source data of a sound source to be reproduced in the ear-open headphone 100.
  • the source data providing apparatus 200 includes a CD player, an MP3 player, a PC, a smart phone, and the like.
  • the source data providing apparatus 200 may perform control related to sound reproduction while providing the source data. For example, control of starting, stopping, pausing, reproducing the next song, reproducing the previous song, and adjusting the volume can be performed.
  • Fig. 2 is a block diagram showing an example of the ear-open headphone 100 shown in Fig.
  • an ear-open headphone 100 includes a processor 110, a communication unit 120, a memory 130, non-proximity speakers 140, proximity speakers 150, Sound transmission pipes 160, a signal correction unit 170, a vibration generating unit 180, a sound cover 190, and a microphone.
  • the processor 110 controls the overall function of the ear-open headphone 100 as a kind of central processing unit. That is, the processor 110 generates output audio signals, and controls the non-proximity speaker 140, the proximity speaker 150, the sound transmission pipe 160, the signal correction unit 170, the vibration generation unit 180, So that various functions can be provided.
  • the processor 110 extracts at least one or more audio channels from the source data received from the source data providing device (see 200 in FIG. 1), and generates output audio signals from the audio channels.
  • the output audio signals may be signals for outputting an immersive sound.
  • the processor 110 may generate high-frequency audio signals corresponding to a predetermined first frequency band and low-frequency audio signals corresponding to a predetermined second frequency band as output audio signals.
  • the first frequency band may be 200 Hz to 20 kHz
  • the second frequency band may be 20 Hz to 200 Hz.
  • the high-frequency audio signals and the low-frequency audio signals can be divided using a crossover or a filter. That is, the high-pass filter (HPF) can be used to generate the high-frequency audio signals by rolling off the low-frequency band and the low-pass filter (LPF) can be used to generate the low-frequency audio signals.
  • the high pass filter and the low pass filter can be set by the user. You can also adjust the crossover or filter frequency according to the surround sound format.
  • the processor 110 may generate audio signals for output from the non-proximity speakers 140 and audio signals for outputting from the proximity speakers 150.
  • audio signals for output from non-proximity speakers 140 may be generated by allocating high-frequency audio signals, and audio signals for outputting from the proximity speakers 150 may be allocated to low-frequency audio signals
  • the present invention is not limited thereto. That is, audio signals to be allocated to each speaker can be generated through various combinations.
  • the processor 110 may reverse the left and right channels of the output audio signals when the right-and-left direction of the ear-open headphone 100 is reversed.
  • the user can wear his neck-like neck with the left-right direction of the ear-open headphones 100 reversed.
  • the left and right directions of the speakers are reversed.
  • the ear-open headphone 100 can function as a speaker.
  • the processor 110 may generate an output vibration signal from at least one of the source data or the sound input from the microphones.
  • the output vibration signal may be generated from the vibration data included in the source data, but may be generated from the audio data even if the vibration data is not included in the source data.
  • an output vibration signal may be generated to generate vibration when the audio signal is above a certain level.
  • the output vibration signal so as to generate vibration when the micro-input ambient sound is above a certain level. Through this, it is possible to vibrate the surrounding danger while the sound is being reproduced.
  • the processor 110 may generate noise-canceled output audio signals using the micro-input ambient sound.
  • the processor 110 may generate the output audio signals to adjust the arrival time of the indirect sound to increase the spatial feeling of the output sounds using the early reflection parameter, thereby to produce the size of the space. Further, it is possible to provide an immersive sound that provides a strong sense of space by using a head related transfer function (HRTF) and a delay parameter together.
  • HRTF head related transfer function
  • the processor 110 may generate output audio signals for the navigation notification, and may generate binaural output audio signals having a sense of depth corresponding to the direction of the navigation notification.
  • the binaural output audio signal can be generated to have a stereoscopic effect as if the sound is heard on the left side of the user.
  • the right turn notification can be made to have a stereoscopic effect on the right side, the bottom unevenness notice on the down side, and the overspeed camera to have an upward stereoscopic effect.
  • the communication unit 120 provides a communication interface necessary for transmitting the send / receive signal between the ear-open headphone 100 and the source data providing apparatus (see 200 in FIG. 1).
  • the communication unit 120 may be a device including hardware and software necessary to transmit / receive a signal such as a control signal or a data signal through a wired / wireless connection with another network device.
  • the communication unit 120 can communicate with the source data providing apparatus (see 200 in FIG. 1) through the Bluetooth technology or the Wi-Fi technology, and can communicate with the source data providing apparatus (see 200 in FIG. 1) Can be performed.
  • it can work with other ear-open headphone devices 100 through Bluetooth technology or Wi-Fi technology.
  • the memory 130 performs a function of temporarily or permanently storing data processed by the processor 110.
  • the processor 130 may include magnetic storage media or flash storage media, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the non-proximity speakers 140 output audio signals through the sound transfer conduits 160. That is, the directivity of the output sounds may be enhanced through the sound transmission tubes 160.
  • the non-proximity speakers 140 may include a directional sound output unit. That is, by outputting high-frequency audio signals so as to have directivity when outputting high-frequency audio signals, it is possible to ensure that sounds output to the user are transmitted well.
  • the directional sound output unit can be used to direct the output sounds.
  • the directional sound output unit may mean a supergain speaker having an ultrasonic circuit.
  • the non-proximity speakers 140 can use a high-quality full-range driver so as to maximize sound quality.
  • the acoustic driver alone can be used alone, and it can be used together with the proximity speakers 150 to output sounds of the entire frequency band.
  • the non-proximity speakers 140 can output a sound to read the notification of the headphone itself, the notification of the interlocked device, etc. in a voice.
  • the proximity speakers 150 output audio signals without passing through the sound transfer tubes 160.
  • the proximity speakers 150 can reproduce not only the low frequency but also the high frequency so as to output the full range audio.
  • the proximity speakers 150 may be composed of a bone conduction element or an exditor element.
  • the proximity speakers 150 can be mounted on any part of the ear-open headphone 100, and can play up to the bass response by acting as a subwoofer.
  • the bass output can be reinforced by using all or a part of the body of the ear-open headphone 100 as a diaphragm. That is, the proximity speakers 150 are not limited in their positions.
  • the proximity speakers 150 can output sounds in close contact with the user's body. That is, the proximity speakers 150 can smoothly transmit a low-frequency sound to the user's mouth through the skin of the user's head with a large wavelength. In addition, the scalp can be vibrated with a large wavelength to provide a more dramatic listening environment.
  • the proximity speakers 150 can perform a LFE (Low Frequency Effect) function.
  • LFE Low Frequency Effect
  • the proximity speakers 150 can output a sound that reads the announcement of the headphone itself, the notification of the interlocked device, etc. in a voice.
  • Sound conduits 160 are connected to non-proximity speakers to deliver the sounds output from the non-proximity speakers in a directional direction of the user's ear. That is, the sound transmission pipes 160 have an effect of cohering the sound energy in one direction.
  • the sounds output from the non-proximity speakers have directivity while passing through the streamlined sound transmission pipes, and the transmitted sounds can be transmitted to the user's ear.
  • the sound transmission tubes may have a streamlined shape. Therefore, there is an advantage that the output loss is low by efficiently transmitting sound energy.
  • the sound transmission pipes can be configured in multiple. In other words, it is possible to transmit sound by bundling several sound transmission tubes with a small aperture, rather than one sound transmission tube with a large aperture.
  • the use of multiple small diameter sound transfer tubes prevents the reduction of directivity due to the diffraction of the transmitted sound and reduces the effect of the sound leaking outside the user's ear.
  • each of the sound transmission pipes may be configured to transmit sound by dividing into frequency bands.
  • the sound transmission pipes have a spiral structure to further enhance the directivity.
  • the sound transmission tubes can have a reverse shape of the auricle, thereby providing a structure in which the sound can naturally enter into the outer ear carnal.
  • the sound transfer tubes collect sound in place of the auricle and send it to the ear canal, and prevent the sound of the speaker from being transmitted to the outside of the user's ear canal.
  • the higher the frequency of sound the stronger the directivity and the lower the diffraction efficiency. Therefore, the high-frequency audio signal and the low-frequency audio signal having different directions can be separately processed.
  • the sound transfer tubes 160 may include radiation grilles that adjust the direction of the final emitted sound at the end of the user's ear.
  • Radial grills serve to adjust the directional output sounds to reach the user's ear because the body structure is different for each user. At this time, the tilt angle may be 45 degrees.
  • the radiation grills can be adjusted by the user directly.
  • the grill can be adjusted by means of a slide bar, a wheel, or the like.
  • radial grills have a structure that minimizes negative diffraction, and may have a structure that is tilted to the direction of the ear.
  • the sound transmission pipes 160 can transmit the sounds output from the outside to the inside with respect to the user's ear.
  • the sound transmission pipes 160 it is possible to configure the sound transmission pipes 160 to pass through only a predetermined frequency including a filter.
  • the sound transmission pipes 160 may be provided with absorbing materials for suppressing vibration.
  • the absorbing material may wrap around the outer wall of the sound transmission pipes, or may be disposed so as to contact only a part of the surface.
  • the signal corrector 170 may generate correction parameters using the sound transfer tube parameters to correct the output audio signals. This is because the output sound may pass through the sound transmission tube, causing changes in the waveform or volume, and delay in propagation time.
  • the sound transfer tube parameters include information corresponding to at least one of the material, length, size and shape of the sound transfer tubes, and the correction parameters include the equalizer adjustment information of the output audio signals, , And level (level) adjustment information. That is, by performing appropriate corrections for the respective output audio signals in consideration of the characteristics of the sound transmission pipes, the user can listen to the distortion-free sound.
  • the vibration generating unit 180 outputs an output vibration signal to generate vibration.
  • the vibration generating unit 180 can adjust the intensity of the output vibration. And, the vibration intensity can be controlled by the user's input. In addition, the intensity of the vibration from the source data and the intensity of the vibration for notification can be set separately. The adjustment of the intensity of the vibration includes the case where the vibration function is not used. Therefore, it is possible to set only the vibration for the notification to be used.
  • the vibration generating unit 180 may generate vibration for the purpose of reinforcing the low-frequency sound in the output audio signals.
  • the vibration may be generated for the purpose of providing notification according to the danger detection from the surrounding sound.
  • vibration may be generated for the purpose of providing a notification of the source data providing apparatus 200. That is, when the source data providing apparatus 200 is a smart phone, it can generate interactive vibration for telephone notification, message notification, and application notification.
  • the sound cover 190 covers at least a part of the user's ear to collect sounds output from the speakers toward the user's ear.
  • the user can listen to the sound because the ear-open headphone 100 outputs a sound so that the ear-open headphone 100 has the directivity without the sound cover 190.
  • the sound cover 190 is additionally used, It can be heard with a sense of space and clarity. In addition, it is possible to reduce the transmission of sound to the outside.
  • the sound cover 190 may have a detachable structure.
  • the sounder cover 190 may have a structure for covering the user's ear through a folding or sliding manner, and a structure for operating the user's ear without covering the ear.
  • the microphone receives ambient sound.
  • the plurality of microphones may be configured.
  • the sounds input from the microphone may be used to provide a noise cancellation function, a danger notification function according to ambient sounds, or a voice recognition control function by recognizing the user's voice.
  • Noise cancellation function can be performed by dividing forward / backward / left / right / up / down.
  • two or more Omni Directional microphones can be used to receive the binaural sound.
  • the microphone may function as a sound input device for interfacing with the user's terminal. And you can use 2 or more microphones to cancel the ambient noise, not the user's voice.
  • the user can listen to the ambient sound and listen to the output sound clearly, while preventing the output sound from being heard to the other person, .
  • the ear-open headphone 100 may include a sensor unit.
  • the sensor unit may include an optical sensor, thereby sensing the brightness of the surroundings and recognizing the daytime or the nighttime.
  • the user can perform a function of reproducing audio at a preset dimming level.
  • the sensor unit may include a GPS sensor to determine the current position. It can also perform location recording and provide location based services.
  • the sensor unit may include an ultrasonic sensor, and it is possible to determine whether the headphone is worn. It is also possible to monitor a biological signal such as a user's heart rate.
  • the sensor unit may include an acceleration sensor or a gyroscope sensor, thereby tracking the motion of the user's head. It is possible to provide a function of controlling the headphones based on the gesture using the movement of the head of the user who has been tracked. For example, if you nod your head, nod your head twice, move your head from left to right for about 1 second, move your head from left to right quickly, tilt your head from left to right, The user can set the specific commands for the operation such as the case of tilting from left to right for a while to provide the control function. In particular, the accuracy of recognizing the gesture from the movement of the user can be improved by learning the movement of the user.
  • the sensor unit can adjust the overall panning value of the surround sound according to the position of the user's head when constructing a high-channel sound system in connection with another speaker system.
  • the sensor unit judges whether or not the user wears the sensor using various sensors, and when the sensor unit is not worn, it enters the sleep mode or the standby mode to optimize the power consumption.
  • the sensor unit judges whether or not the user wears the sensor using various sensors, and when the sensor unit is not worn, it enters the sleep mode or the standby mode to optimize the power consumption.
  • the ear-open headphone 100 may include a glasses mount, through which the user's glasses or sunglasses can be fixed. Therefore, the user can wear headphones even when wearing glasses or sunglasses.
  • the glasses holder may be configured such that the user's glasses or a part of the sunglasses is embedded in the inside of the headphones.
  • the ear-open headphone 100 may include an operation unit, which includes an input unit capable of recognizing at least one of a user's touch, slide, and click.
  • the user can control the ear-open headphone 100 by touch, slide, click, or the like through the operation unit, and can further control the interlocked source data providing apparatus (see 200 in FIG. 1) have.
  • the ear-open headphone 100 may include a folding portion, which may include a hinge that folds the body to easily move the ear-open headphone 100.
  • a plurality of folding portions may be included.
  • the ear-open headphone 100 may include a battery, which is chargeable.
  • the charging method may be at least one of wired, wireless, wired and wireless.
  • the battery may be configured to be detachably replaceable.
  • the ear-open headphone 100 includes a band portion.
  • the band may be fixed on the head of the user, fixed on the back of the user's head, have. It may be configured to adjust the fixed position in one product, but it may be configured such that the fixed position for each one product is determined to be one.
  • the band portion may be formed with one or more protrusions to prevent the hair from flowing down due to friction between the user's hair and the user's scalp.
  • the band portion may be constituted of a plurality of members in order to increase the frictional force.
  • the band portion may include a length adjusting portion.
  • the length adjusting portion has a different size for each user, thereby providing a function of adjusting the length of the ear-open type headphone 100.
  • the length adjusting unit can be configured to be able to increase or decrease the length by a sliding method.
  • the ear-open headphone 100 includes a module mounting portion, and the module mounting portion can be provided at one or more positions at various positions such as a front surface, a side surface, and a rear surface of the headphone.
  • Modules that can be mounted on the module mounting part include a camera module, an illumination module, a FPV (First Person View) module, and an extended battery module.
  • stereoscopic information can be provided together with binaural sound. For example, it is possible to output navigation image information through the PFV module, and to provide a stereoscopic notification sound corresponding to the navigation notification through the binaural sound described above.
  • the ear-open headphone 100 includes an infrared signal generator, and can perform a function as a remote controller of an AV device by using an application or an operation button of a headphone connected thereto through the infrared signal generator.
  • the infrared signal generator may be positioned at the front of the headphone.
  • the ear-open headphone 100 includes a solar energy charging unit, through which the built-in battery can be charged.
  • the solar energy charging unit may be disposed at one or more positions at various positions such as the rear surface, the side surface, and the like of the headphone.
  • the solar energy charging part may include a solar panel, a solar panel, and the like.
  • the ear-open headphone 100 includes a front directional speaker, through which a sound for providing information to another person on the front side can be output.
  • the front directional speaker and the microphone may be used together to provide functions such as simultaneous interpretation.
  • FIG 3 and 4 are views showing an ear-open headphone 100 according to an embodiment of the present invention and a wearing state thereof.
  • an ear-open headphone 100 may have a headband shape that wraps around the back of the user's head. And, the speakers are placed at the end and can output sounds without covering the user's ears.
  • the ear-open headphone 100 may have a headband shape that wraps around the upper side of the user's head like a normal headphone.
  • Fig. 4 shows the ear-open headphone 100 not covering the user's ear at all, it is spaced apart from the user's ear according to the configuration of the ear-open headphone 100, but may cover a part of the ear of the user.
  • FIG 5 is a view showing the wearing of the right portion of the ear-open headphone 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the ear-open headphone 100 does not cover the user's ear when worn by the user.
  • a low-frequency audio signal and a high-frequency audio signal can be separately processed.
  • the non-proximity speaker 140 outputs an audio signal (in particular, a high-frequency audio signal) generated from the source data, and the output sound is transmitted to the user's ear through the sound transfer pipe 160 (5a).
  • the sound transmission pipe 160 has a spiral shape, thereby enhancing the directivity of the transmitted sound.
  • the non-proximity speaker 140 can output a directional sound by using the directional speaker unit.
  • the proximity speaker 150 outputs an audio signal (in particular, a low-band audio signal) generated from the source data (5b).
  • the proximity speaker 150 may output an audio signal using a bone conduction element or an ex vivo element.
  • the use of a bone conduction device or an exciter element can solve the problem of directivity and attenuation.
  • FIG. 6 and 7 are views showing an example of the internal structure of the right portion of the ear-open headphone 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are perspective views showing the internal structure of the right portion of the ear-open headphone 100 according to the embodiment of the present invention.
  • 6 is a front view (front view direction of the user) in the right direction of the drawing
  • Fig. 7 is a front elevation direction (front direction of the user) in the left upper direction of the drawing.
  • the ear-open headphone 100 transmits the sounds output from the non-proximity speaker 140 to the ear of the user through the sound transfer tube 160.
  • the proximity speaker 150 can output sound without passing through the user's ear by using the bone conduction element or the exciter element.
  • the non-proximity speaker 140 can output a directional sound using the directional sound output unit.
  • the sound transmission pipe 160 has a spiral structure, so that the directivity of the transmitted sound can be enhanced.
  • the sound transmission pipe 160 may have the same number as that of the non-proximity speaker 140 as shown in FIG. 6, but may be composed of a plurality as shown in FIG.
  • each of the sound transmission pipes 160 can output sounds classified by frequency bands.
  • Each sound transfer tube can output sounds for realizing an immersive sound. Therefore, it is possible to reproduce different sounds for each sound transmission pipe to provide a sense of space and depth. Particularly, when a plurality of small sound transmission pipes are utilized, directivity can be obtained more than when a small size sound transmission pipe is used.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of reproducing sound using an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • ear-open headphones see 100 in FIG. 1 And generates output audio signals composed of at least one channel from the data (S801).
  • the output audio signals may include a low-band audio signal and a high-band audio signal classified based on a frequency band.
  • the output audio signals may include an audio signal corresponding to the non-proximity speakers classified based on the type of the speakers and an audio signal corresponding to the proximity speakers.
  • the ear-open headphones perform the corrections corresponding to the sound transmission tubes with respect to the output audio signals (S803 ). This is because some output sounds are transmitted to the user ' s ears through the sound transmission pipes and distortions occur, so that they are corrected in advance.
  • the correction parameter may be generated using the sound transfer tube parameter.
  • the sound transmission pipe parameter may include information corresponding to at least one of length, material, size and shape corresponding to each sound transmission pipe. This is due to the fact that the waveform of the sound varies depending on the length, the material, the size and the shape of the sound transmission tube, and the sound transmission time differs depending on the length.
  • the correction parameter may include at least one of equalizer adjustment information, delay adjustment information, and level adjustment information of the output audio signals. In other words, it compensates the degree of distortion of the output sound as it passes through the sound transmission pipes, and solves the problem of sink mismatch between output sounds due to time delay.
  • an ear-open headphone (see 100 in Fig. 1) outputs sounds using speakers from output audio signals (S805).
  • non-proximity speakers may be used to output high-frequency audio signals, and nearby speakers may be used to output low-frequency audio signals.
  • the non-proximity speakers may include a directional sound output unit, and the proximity speakers may be composed of a bone conduction element or an exciter element.
  • a sound reproducing method using ear-open headphones is such that ear-open headphones (see 100 in FIG. 1) transmit at least some outputted sounds to the user's ears through the sound transfer tubes (S807).
  • the sounds output from the non-proximity speakers can be transmitted to the user's ear through the sound transmission pipes. This is because the high-frequency sounds are easy to output a directional sound because of their high directivity and low diffraction properties.
  • FIG. 9 is a view showing a state in which the ear-open headphone 100 according to the embodiment of the present invention is worn.
  • the ear-open headphone 100 may include a sound cover 190 that covers at least a portion of a user's ear and outputs sounds output to a user's ear.
  • the sound cover 190 may be spaced apart from the user's ear so as to at least partially cover the user's ear.
  • FIG. 10 is a view showing an example of wearing the right portion of the ear-open headphone 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the ear-open headphone 100 collects the sounds output through the sound cover 190 covering at least a portion of the user's ear toward the user's ear.
  • the non-proximity speaker 140 outputs an audio signal generated from the source data, and the output sound is transmitted to the user's ear through the sound transmission pipe 160.
  • the sound transmission pipe 160 has a spiral shape, thereby enhancing the directivity of the transmitted sound.
  • the non-proximity speaker 140 can output a directional sound by using the directional speaker unit.
  • the proximity speaker 150 outputs an audio signal generated from the source data.
  • the proximity speaker 150 may output an audio signal using a bone conduction element or an ex vivo element.
  • the use of a bone conduction device or an exciter element can solve the problem of directivity and attenuation.
  • the sound cover 190 collects the sounds to be output (especially the high-frequency sounds) to the user's ear so that the user can listen to the output sounds better. In addition, by partially covering the ears, a part of the external sound is blocked, so that the user can immerse in and listen to the output sounds.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a multi-channel sound implementing system 2 using an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • a multi-channel sound implementing apparatus 300 includes a source data providing apparatus 200, at least one ear- The headphone 100, and at least one speaker 400 are interconnected.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 can be connected to the ear-open headphone 100, the source data providing apparatus 200, and the speaker 400 through a wired or wireless connection, ), Bluetooth (Bluetooth), and the like can be used.
  • the source data providing apparatus 200 can be implemented as a function of the multi-channel sound implementing apparatus 200.
  • the multi-channel sound realization apparatus 300 receives source data from the source data providing apparatus 200 and generates source data in order to grasp audio signal information of one or more channels that can be generated from the source data. Analyze. And analyzes the information of the speaker system including one or more speakers (400). Then, information of at least one ear-open headphones 100 that emits sound in a state where the user's ear is spaced apart from the ear of the user is analyzed. Then, audio signals for a speaker having at least one channel to be reproduced in a speaker system are generated by using audio signal information, speaker system information, and ear-open headphones information, and audio signals for headphones to be reproduced in the ear- do.
  • the audio signals for the speakers are transmitted to the speaker system for output, and the headphone audio signals are transmitted to the corresponding ear-open headphones corresponding to the respective outputs.
  • the sound output from the speakers 400 and the sound output from the ear-open headphone 100 are mixed to provide the user with an immersive sound. That is, a sound is output by additionally using the ear-open headphones 100 as well as the speakers 400. Even if the user wears the ear-open headphone 100, the user can listen to the sound of the speakers 400, Can be implemented.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 can generate audio signals for speakers and audio signals for headphones by dividing the audio channel of the source data into a matrix and distributing them to the speakers 400 and the ear- have.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 can manually adjust the level of the audio signals for the speaker and the audio signals for the headphone, either automatically or by setting.
  • the level is automatically adjusted, sounds output from the speakers 400 are input using a microphone provided in the ear-open headphone 100, and the levels of the audio signals for the speakers and the audio signals for the headphones Can be adjusted.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 may generate sound signals for headphones as binaural sound signals in order to output binaural sound through the ear-open headphones 100.
  • the multi-channel sound implementing system 2 can implement a multi-channel sound using one or more speakers 400 and one or more ear-open headphones 100 so that a user (or a listener) It is possible to realize a sound suitable for the position of the speaker.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 may generate sound signals for speakers and sound signals for headphones by distributing the channels in various ways.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 outputs sounds that are far away from the sound source through the speakers 400 on the basis of the user, It is possible to output a high stereoscopic effect, a sense of space, and an immersion feeling to the user by outputting using the open headphones 100.
  • the channels that can be output from the speakers 400 among the sounds included in the source data are distributed to the sound signals for the speakers, and the other channels are distributed to the sound signals for the headphones can do. Then, sound signals for headphones can be generated as binaural sound signals.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 can support a kind of silent mode.
  • the silent mode may not generate the audio signals for the speakers in order to output no sound to the speakers 400, assign the channels to the audio signals for the speakers, and allocate all the channels to the audio signals for the headphones have.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 may support a user setting mode.
  • the user setting mode may be that the user directly sets channel information to be distributed to the audio signals for the speaker and the audio signals for the headphone.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 can provide a recommendation setting through the configuration information of the speakers 400, and the user can change the recommendation setting as necessary to generate audio signals for speakers and audio signals for headphones The channel information to be distributed can be set.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 when the multi-channel sound implementing apparatus 300 is interworked with a VR (Virtual Reality) apparatus or a VR module, the multi-channel sound implementing apparatus 300 outputs sounds corresponding to background objects of the VR contents to the speakers 400, The sound corresponding to the interactive objects can be output using the ear-open headphones 100.
  • the VR device it is possible to improve the accuracy of the representation of the virtual space contents by correcting the sound output from the ear-open headphones 100 so as to correspond to the head direction of the user by using the head tracking information for the user.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 can analyze the position information of the ear-open headphones 100 and the head tracking information of the user, thereby correcting the audio signals for the headphones.
  • the information to be corrected includes at least one of level information, delay information, channel information, and equalizing information.
  • the delay information can be corrected in consideration of the time when the sounds output from the speakers 400 arrive at the headphones 100 using the position information of the headphones 100.
  • the head tracking information of the headphones 100 can be used to adjust the direction of sounds output from the headphones 400 according to the direction of the headphones 400.
  • the output direction of the headphone audio signals is rotated counterclockwise by 90 degrees to output sound reflecting the position of the sound source can do.
  • the source data may include video channels as well as audio channels, in which case the multi-channel sound implementing device 300 may extract audio and video channels.
  • audio channels audio signals for speakers and audio signals for headphones can be generated and corrected, and video signals can be corrected for audio signals using audio signals.
  • the delay information can be set to t seconds.
  • the speaker 400 is an output device capable of outputting sounds, and may be composed of a plurality of speakers. Each of the speakers 400 may be composed of various kinds of channels.
  • the speaker 400 may include a speaker built in a video output device such as a TV.
  • the speaker 400 may include a speaker built in the multi-channel sound implementing apparatus 300.
  • the speaker 400 may include a sub-woofer speaker, and the LFE channel signal may be output through a sub-woofer speaker.
  • the speaker 400 may include a bodily sensation speaker or a vibrating speaker.
  • the bodily-sensible speaker or the vibrating loudspeaker may be attached to a chair, sofa, or the like.
  • the plurality of speakers 400 may be those which have not been linked to each other in the related art.
  • the speakers of the 2.1 channel speaker system and the speakers incorporated in the TV are not interlocked with each other, multi-channel sound including both of them can be realized.
  • the speaker 400 may include speakers constituting at least one multi-channel speaker systems. That is, they can include both the speakers included in the independent 2.1-channel speaker system and the speakers included in the 5.1-channel speaker system.
  • a user can construct a multi-channel sound system by expanding a channel from an existing speaker system at low cost by utilizing ear-open headphones.
  • ear-open headphones it is possible to realize an immersive sound with a sense of depth, space, and immersion.
  • a plurality of users use ear-open headphones together, it is possible to provide stereoscopic feeling and immersion feeling suitable for each of a plurality of users by outputting sounds in consideration of the position of each user.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an apparatus 300 for implementing a multi-channel sound using an ear-open type headphone according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
  • an apparatus 300 for implementing multi-channel sound using an ear-open type headphone includes a control unit 310, a communication unit 320, a memory 330, a source data analysis unit 340, A speaker system analyzing unit 350, a headphone analyzing unit 360, an audio signal generating unit 370, an audio signal correcting unit 380 and a video signal correcting unit 390.
  • control unit 310 controls the overall functions of the multi-channel sound implementing apparatus 300 as a kind of central processing unit. That is, the control unit 310 includes a source data analysis unit 340, a speaker system analysis unit 350, a headphone analysis unit 360, an audio signal generation unit 370, an audio signal correction unit 380, (390) and the like to provide various functions.
  • control unit 310 may include all kinds of devices capable of processing data, such as a processor.
  • " processor &quot may refer to a data processing apparatus embedded in hardware, for example, having a circuit physically structured to perform a function represented by a code or an instruction contained in the program.
  • the data processing apparatus built in hardware, a microprocessor, a central processing unit (CPU), a processor core, a multiprocessor, an application-specific integrated circuit (ASIC) circuit, and a field programmable gate array (FPGA), but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the communication unit 320 transmits and receives transmission signals between the multi-channel sound implementing apparatus 300 and the source data providing apparatus (see 200 in FIG. 11), ear-open headphones (see 100 in FIG. 11) To provide the necessary communication interface.
  • the communication unit 320 may be a device including hardware and software necessary for transmitting / receiving signals such as a control signal or a data signal through a wired / wireless connection with other network devices.
  • the communication unit 320 can communicate with the source data providing device (see 200 in Fig. 11), the ear-open headphone (see 100 in Fig. 11) and the speaker 400 via Bluetooth technology or Wi- (Refer to 100 in Fig. 11) via the earphone-headphone technique.
  • an audio signal can be transmitted through the wired connection with the speaker 400.
  • the memory 330 performs a function of temporarily or permanently storing data processed by the control unit 310.
  • the memory 330 may include magnetic storage media or flash storage media, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the source data analysis unit 340 analyzes the source data received from the source data providing apparatus (see 200 in FIG. 11).
  • the source data may include a sound file or an image file. Further, the source data may include one or more sound files and one or more image files.
  • the source data analysis unit 340 can extract the audio channel from the source data and can grasp the audio signal information from the audio channel.
  • audio signal information can be grasped using header information.
  • the header information may include channel information, object coordinate information, and the like.
  • the audio signal information may include channel information supported by the audio channel.
  • channel information supports 2.1 channel, 5.1 channel, 7.1 channel, 11.1 channel and 22.2 channel.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 can set a channel to be used for sound output using the channel information (for example, 22.2 channels).
  • the source data analyzing unit 340 can extract the video channel as well as the audio channel from the source data when the source data includes the image information and the sound information together with the moving image.
  • the speaker system analyzing unit 350 analyzes information of a speaker system to be used for realizing a high-channel sound.
  • the speaker system includes at least one speaker (see 400 in Fig. 11).
  • the speaker system analyzing unit 350 can analyze the number of speakers (see 400 in FIG. 11), position information, and available channel information included in the speaker system as information of the speaker system. For example, it can be seen that the speakers support 2.1 channels. If the position information of the speakers can be grasped, it can be confirmed that two main speakers and one woofer speaker are arranged on the front face of the speaker system supporting 2.1 channel.
  • the information of the speaker system can be used when generating the audio signals for the speakers to be output from the speakers (see 400 in FIG. 11).
  • channel allocation of audio signals for speakers can be restricted using available channel information of the speaker system. For example, when the source data supports 11.1 channels and the speaker system supports 5.1 channels, only 5.1 channels can be allocated to audio signals for speakers.
  • a sound zone which is a space for constructing the multi-channel sound system, can be determined.
  • the size of the sound zone may also be used to adjust the arrival time of the indirect sound.
  • the position of the ear-open headphone (see 100 in FIG. 11) within the sound zone can be grasped through the size of the sound zone, and the audio signals can be corrected using the position.
  • the size of the sound zone it is possible to perform the delay adjustment by the time that the sound output from the speakers (see 400 in FIG. 11) reaches the user.
  • the headphone analyzer 360 analyzes the information of the ear-open headphones (see 100 in FIG. 11) to be used for realizing high-channel sound with the speaker.
  • the high-channel sound implementing apparatus is connected to at least one ear-open headphones (see 100 in FIG. 11) and analyzes information of connected headphones.
  • the headphone analyzer 360 may analyze the specification information of the headphones, the number of the headphones, the position information corresponding to each of the headphones, and the head tracking information corresponding to each of the headphones as information of the ear-
  • the position information may indicate absolute positions (e.g., latitude and longitude), but may also indicate the relative positions of the speakers (see 400 in FIG. 11) or the high channel sound implementing device 300.
  • the head tracking information can be obtained by using an acceleration sensor or a gyroscope sensor built in an ear-open headphone (see reference numeral 100 in Fig. 11), and information such as directions, velocities, and the like for rotation, tilt, and movement.
  • the position information can be used to generate audio signals for headphones suitable for the position of the headphones. Also, the position information can be used to correct audio signals for speakers and audio signals for headphones.
  • the head tracking information may be used to receive a gesture input, but may be used to correct audio signals for headphones in accordance with the direction the user is viewing from a sound implementation perspective.
  • the audio signal generator 370 generates audio signals for output using audio signal information obtained from the source data, speaker system information, and information of ear-open headphones.
  • the audio signals may include audio signals for a speaker having at least one channel to be reproduced in the speaker system and audio signals for headphones to be reproduced in the ear-open headphones.
  • the method by which the audio signal generator 370 generates the audio signals for the speaker and the audio signals for the headphone may be various as described above.
  • channels reproducible in a speaker system can be assigned to audio signals for a speaker, and other channels can be assigned to audio signals for a headphone.
  • sounds for which the sound source is a background object may be assigned to audio signals for speakers, and other channels may be assigned to audio signals for headphones.
  • sounds for which sound sources are interactive objects may be assigned to audio signals for headphones, and other channels may be assigned to audio signals for speakers.
  • the user can generate audio signals for a speaker and audio signals for a headphone by setting a channel condition, a sound source object condition, a sound source position condition, and the like.
  • the audio signal generating unit 370 can allocate the audio signals for the headphone to the channels assigned to the audio signals for the speakers, the sounds of the specific sound sources, etc. to enhance the output. For example, in a situation where a certain bass should be emphasized, it is possible to output the corresponding bass from both the speaker and the headphone.
  • the audio signal generator 370 may set the listening position of the user as a virtual listening position, and may generate audio signals for a speaker and audio signals for a headphone corresponding to the virtual listening position. For example, when a large number of users, such as a theater, they can generate audio signals to output the same sound that all users hear at the center of the sound zone. Accordingly, when outputting sound to a plurality of persons, it is possible to reduce the distortion of the sound due to the positional difference of each user, and to improve the satisfaction of users' listening.
  • the audio signal generating unit 370 may generate audio signals for speakers and audio signals for headphones corresponding to positions of ear-open headphones (see 100 in Fig. 11).
  • the audio signal generating unit 370 may generate audio signals for speakers and audio signals for headphones corresponding to positions of ear-open headphones (see 100 in Fig. 11).
  • a plurality of users experience a VR or an Augmented Reality (AR) in one space
  • AR Augmented Reality
  • the high-channel sound reproducing apparatus 300 can output information on audio signals for speakers and audio signals for headphones. For example, channel information allocated to audio signals for speakers and channel information allocated to audio signals for headphones can be displayed.
  • the audio signal correcting unit 380 corrects the audio signals for the headphones and the audio signals for the speakers using at least one of the information of the speaker system and the information of the ear-open headphones.
  • the audio signal correction unit 380 can correct the audio signals using the correction parameters.
  • the correction parameter may include level information, delay information, equalizing information, channel information, and output direction information.
  • the level information may mean information for adjusting the levels of the audio signals for the speakers and the audio signals for the headphones, considering that the sounds output from the speakers (see 400 in FIG. 11) have.
  • the delay information may mean information for adjusting the delay of the audio signals for the speaker and the audio signals for the headphone in consideration of the time taken for the sounds output from the speakers (see 400 in FIG. 11) to be transmitted to the users.
  • the equalizing information is information for adjusting the equalizer of the audio signals for the speaker and the audio signals for the headphone, considering that the sounds output from the speakers (see 400 in FIG. 11) are transmitted to the users, It can mean.
  • the channel information may refer to information that adjusts the channel assigned to the audio signals for the speaker and the audio signals for the headphone when it is necessary to change the channel according to the position of the headphones.
  • the output direction information may be information for adjusting the output direction set for realizing the virtual sound source position in reproducing the immersive sound. For example, when the user rotates the head 90 degrees in the clockwise direction, the output direction information may have information to correct the output direction of the audio signals for headphones to rotate 90 degrees counterclockwise. That is, the audio signal correcting unit 380 can correct the audio signals in consideration of the position information of the headphones, the head tracking information, and the like.
  • the audio signal correction unit 380 can automatically correct the audio signals by generating correction parameters using the collected information.
  • a recommended correction parameter may be generated and provided to the user, the audio signals may be corrected according to the recommended correction parameter at the user's option, or the audio signals may be corrected according to the modified correction parameter.
  • the high-channel sound implementing apparatus 300 includes the video output unit or is connected to an external video output apparatus, it is possible to output the correction parameters or the correction information for the audio signals for the speakers and the audio signals for the headphones have.
  • the level information of the audio signals for the speaker and the level information of the audio signals for the headphone can be displayed on the video output device.
  • the video signal correcting unit 390 corrects the delay information of the video signal corresponding to the video channel when the video data is included in the source data.
  • the video signal correcting unit 390 can correct the delay information of the video signal in consideration of the audio signals for the speakers and the audio signals for the headphones. For example, when the delay information of the headphone audio signals is 0 second and the delay information of the audio signals for the speaker is t seconds, the delay of the video signal can be set to t seconds to synchronize the video and sound. If the delay information of the audio signals is different for each audio signal (e.g., t1 > t2 > t3), the delay information of the video signal is delayed by the longest delay information Seconds).
  • FIG. 13 through 17 are diagrams illustrating exemplary configurations of a multi-channel sound implementing system 2 using an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • a multi-channel sound implementing system 2 using an ear-open type headphone includes a multi-channel sound implementing apparatus 300, an ear-open headphone 100, and speakers 400 can do.
  • the speakers 400 may be constructing a multi-channel speaker system. And, it can include a speaker built in the TV.
  • ear-open headphones 100 By using the ear-open headphones 100 in addition to the conventional speaker system, multi-channel sound having more channels can be realized.
  • a multi-channel sound implementing system 2 using an ear-open headphone includes a multi-channel sound implementing apparatus 300, an ear-open headphone 100, and speakers 400 .
  • two speakers 400 are located in front of the listening space and can constitute a two-channel speaker system.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 may allocate the front sound channels to the audio signals for the speaker and allocate the other channels to the audio signals for the headphone. For example, when the audio channel supported by the source data is 7.1 channels, two channels are assigned to the audio signals for the speaker to generate audio signals for the speaker, and the other channels (5.1) To generate audio signals for headphones.
  • a multi-channel sound implementing system 2 using an ear-open headphone includes a multi-channel sound implementing apparatus 300, an ear-open headphone 100, and speakers 400 .
  • the two speakers 400 are positioned one by one on the side of the listening space to output surround sound, and a speaker included in the TV located in front of the listening room can output the front sound.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 allocates the front sound channels to the audio signals for the speaker corresponding to the TV, allocates the surround sound channels to the audio signals for the speaker corresponding to the side surround speakers, To the audio signals for the headphones.
  • a multi-channel sound implementing system 2 using an ear-open type headphone includes a multi-channel sound implementing apparatus 300, an ear-open headphone 100, and speakers 400 .
  • two speakers 400 are positioned on the front of the listening room, and sound is output from the left and right sides of the room.
  • Two sounding speakers are positioned one by one on the side of the listening room to output a surround sound,
  • the front speakers can output the front center sound.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 allocates the front center sound channels to the audio signals for the speaker corresponding to the TV, allocates the front left and right sound channels to the audio signals for the speaker corresponding to the front speakers, Surround sound channels may be allocated to audio signals corresponding to surround speakers, and other channels may be allocated to audio signals for headphones.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 can grasp the motion information of the headphone 100 using the head tracking information of the ear-open headphone 100, and thereby can correct the audio signals for the headphone. For example, when the user wears the headphone 100 and turns the head 90 degrees to the right (clockwise) by 90 degrees as shown in FIG. 16, the output direction of the headphone audio signals is rotated 90 degrees counterclockwise .
  • the position of the sound source or the object formed by the binaural encoding can be kept unchanged.
  • a multi-channel sound implementing system 2 using ear-open headphones includes a multi-channel sound implementing apparatus 300, ear-open headphones 100, and speakers 400 .
  • two speakers 400 are positioned on the front of the listening space to output the left and right sound of the front side, and one of the two speakers is positioned on the side of the listening space to output surround sound.
  • the users 17d and 17e can use the VR / AR unit or the head mount display 17c together with the ear-open headphone 100 together.
  • the VR / AR unit 17c may be a module attachable to the ear-open headphone 100, or may be a device separate from the headphones.
  • the source data may be the VR / AR content provided by the VR / AR device 17c.
  • the road 17a and the car 17b indicated by dotted lines in Fig. 17 are the contents that the users 17d and 17e see via the VR / AR device 17c.
  • the road 17a included in the content is passing between the two users 17d and 17e and the car 17b is moving downward along the road 17a.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 generates background sounds as speaker audio signals, outputs them from the speakers 400, generates object sounds as headphone audio signals, and outputs the generated audio signals to the headphones 100 .
  • the sound of the car 17c may be generated as audio signals for headphones, and other sounds may be generated as audio signals for speakers.
  • the multi-channel sound implementing apparatus 300 may generate audio signals for headphones corresponding to the positions of the respective headphones using the position information of the headphones. That is, when it is assumed that the object is inside the sound zone, a sound that can be heard at the user's position can be generated as audio signals for headphones. For example, since the car 17b is located on the right side based on the user 17d, the headphone 100 of the user 17d can generate audio signals for the headphone so that the car sound is heard on the right side. Since the car 17b is located on the left side relative to the user 17e, the headphone 100 of the user 17e can generate audio signals for headphones so that the car sound is heard from the left side.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method for implementing a high-channel sound using an ear-open headphone according to an embodiment of the present invention.
  • a method for implementing a high-channel sound using an ear-open headphone includes the steps of: (S1801).
  • the high-channel sound implementing apparatus extracts the audio channel from the source data (S1803).
  • the source data includes the video data
  • the video channel as well as the audio channel can be extracted together.
  • the method for implementing a high-channel sound using the ear-open type headphone is characterized in that the high-channel sound implementation device (see 300 in FIG. 11) transmits information of a speaker system to output sound, (S1805).
  • the information of the speaker system may include the number of speakers, the channel information of the speakers, the position information of the speakers, and the like.
  • the information of the headphone includes specification information of the headphone, channel information of the headphone, May be included.
  • Audio signals for speakers may be generated using audio signal information, speaker system information, and headphone information (S1807).
  • the method for implementing a high-channel sound using the ear-open type headphone is characterized in that the high-channel sound implementation apparatus (see 300 in FIG. 11) includes at least one of audio signal information, speaker system information,
  • the audio signals for the headphones can be generated using the above description (S1809).
  • the high-channel sound implementing apparatus uses at least one of the speaker system information and the headphone information
  • the speaker audio signals and the headphone audio signals are corrected (S1811).
  • the correction parameter can be used to correct the audio signals.
  • the correction parameter may include level information, delay information, equalizing information, channel information, and output direction information.
  • the video signal corresponding to the video data can be corrected using the correction parameters of the audio signals.
  • a high channel sound implementing apparatus transmits audio signals for speakers to speakers, To the ear-open headphones (S1813).
  • the sounds output from the speaker and the headphone are mixed to provide more space, stereoscopic, and immersive sounds.
  • steps S1801, S1803, S1805, S1807, S1809, S1811, and S1813 a step S1807 for generating audio signals for speakers and a step S1809 for generating audio signals for headphones .
  • step S1801, S1803, S1805, S1807, S1809, S1811, and S1813 the step of generating audio signals for headphones (S1809) is performed first and generating audio signals for speakers S1807) may be performed.
  • connections or connecting members of the lines between the components shown in the figures are illustrative of functional connections and / or physical or circuit connections, which may be replaced or additionally provided by a variety of functional connections, physical Connection, or circuit connections. Also, unless explicitly mentioned, such as " essential ", " importantly ", etc., it may not be a necessary component for application of the present invention.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 소스 데이터로부터 생성 가능한 하나 이상의 채널의 오디오 신호 정보를 파악하기 위하여 상기 소스 데이터를 분석하는 소스 데이터 분석부; 스피커 시스템의 정보를 분석하는 스피커 시스템 분석부; 사용자의 귀로부터 이격되어 상기 사용자의 귀를 개방한 상태로 소리를 출력하는 적어도 하나 이상의 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 분석하는 헤드폰 정보 분석부; 상기 오디오 신호 정보, 상기 스피커 시스템의 정보 및 상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 이용하여 상기 스피커 시스템에서 재생할 적어도 하나 이상의 채널을 갖는 스피커용 오디오 신호들을 생성하고, 상기 귀 개방형 헤드폰들에서 재생할 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 오디오 신호 생성부; 및 상기 스피커용 오디오 신호들을 상기 스피커 시스템으로 전송하고, 상기 헤드폰 오디오 신호들을 각각에 상응하는 상기 귀 개방형 헤드폰들로 전송하는 통신부를 포함하는, 다채널 사운드 구현 장치를 제공한다.

Description

귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법
본 발명은 사용자의 귀를 덮지 않은 상태로 소리를 출력하는 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 사용자 소리 출력 장치들인 이어폰과 헤드폰은 대부분 필수적으로 사용자의 귀를 완전히 덮도록 구성되어 있다. 이어폰은 커널형 이어폰, 오픈형 이어폰 등으로 구분되며, 헤드폰은 오픈형과 밀폐형 등으로 구분되나, 이와 같은 이어폰과 헤드폰은 필연적으로 사용자의 귀를 덮으면서 소리를 출력하는 특징을 갖는다.
하지만, 사용자의 귀를 덮은채로 소리를 출력하는 경우에는 외부의 소리가 큰 폭으로 감쇄되거나 차단되는 효과가 있는데, 이로 인하여 다른 사람들과의 대화도 어려우며 주변의 위험을 감지하지 못하는 문제점이 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 귀를 개방시킨채로 소리를 출력하도록 구성할 경우에는, 다른 사람들에게도 소리가 전달되어 불편을 끼칠 수도 있으며 소리가 불명확하게 전달되어 음질이 저하되는 문제가 발생될 수 있는바, 이러한 문제점들을 극복하는 기술이 필요하다.
그리고, 오디오를 재생하는 시스템은 모노 시스템에서 스테레오 시스템으로 변화하였으며, 최근에는 2.1채널, 5.1채널 등과 같이 다채널 사운드 시스템으로 확장되어 사운드의 입체감을 살리고 공간감을 높이고 있다.
통상적으로 다채널 사운드 시스템은 전면 채널들을 기본으로 포함하며, 부가적으로 측면 서라운드 채널, 후방 서라운드 채널, 천장 서라운드 채널, 전방 우퍼 채널, 후방 우퍼 채널 등을 조합하여 구성된다. 많은 채널이 구성될수록 청취자에게 더욱 높은 입체감의 소리를 제공할 수 있는 장점이 있으나, 많은 채널을 구성할 때 비용적인 부담이 크며, 채널들이 스피커로 구성됨에 따라 여러 청취자들의 위치에 특화된 소리를 제공하기 어려운 문제점이 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라할 수는 없다.
한편, 한국등록특허 제 10-1567521 호 '헤드폰'는 음향 형성 공간의 체적을 인위적으로 증가시킴으로써, 목욕탕 현상 및 부밍 현상을 방지함과 동시에 외부 노이즈가 음향 형성 공간으로 유입되는 것을 최소화시킬 수 있는 헤드폰에 관하여 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 사용자의 귀를 개방한 상태로 소리를 출력하는 귀 개방형 헤드폰을 이용하는 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 귀 개방형 헤드폰에 추가적인 채널을 부여하여 다채널 사운드 시스템을 확장시키는 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 헤드폰 채널과 스피커 채널을 보정하여 믹스하는 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다
또한, 본 발명의 목적은 다수의 헤드폰들 각각에 대하여 입체감을 높이기 위한 사운드 분할 및 보정을 수행하는 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 소스 데이터로부터 생성 가능한 하나 이상의 채널의 오디오 신호 정보를 파악하기 위하여 상기 소스 데이터를 분석하는 소스 데이터 분석부; 스피커 시스템의 정보를 분석하는 스피커 시스템 분석부; 사용자의 귀로부터 이격되어 상기 사용자의 귀를 개방한 상태로 소리를 출력하는 적어도 하나 이상의 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 분석하는 헤드폰 정보 분석부; 상기 오디오 신호 정보, 상기 스피커 시스템의 정보 및 상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 이용하여 상기 스피커 시스템에서 재생할 적어도 하나 이상의 채널을 갖는 스피커용 오디오 신호들을 생성하고, 상기 귀 개방형 헤드폰들에서 재생할 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 오디오 신호 생성부; 및 상기 스피커용 오디오 신호들을 상기 스피커 시스템으로 전송하고, 상기 헤드폰 오디오 신호들을 각각에 상응하는 상기 귀 개방형 헤드폰들로 전송하는 통신부를 포함하는, 다채널 사운드 구현 장치를 제공한다.
이때, 상기 스피커 시스템의 정보는 상기 스피커 시스템에 포함된 스피커들의 개수, 상기 스피커들의 위치 정보 및 상기 스피커들의 가용 채널 정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보는 상기 귀 개방형 헤드폰들의 개수 및 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각에 상응하는 헤드폰 위치 정보를 포함하고, 상기 오디오 신호 생성부는 상기 헤드폰 위치 정보에 상응하는 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다.
이때, 상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정하는 오디오 신호 보정부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 오디오 신호 보정부는 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들 각각에 대하여 레벨 정보, 딜레이 정보, 채널 정보, 이퀄라이징 정보 및 출력 방향 정보 중에서 적어도 하나 이상을 보정할 수 있다.
이때, 상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보는 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각에 상응하는 헤드 트래킹 정보를 포함하고, 상기 오디오 신호 보정부는 상기 헤드 트래킹 정보를 이용하여 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각의 방향에 따라 상기 헤드폰용 오디오 신호들을 보정할 수 있다.
이때, 상기 소스 데이터에 비디오 채널이 포함되는 경우에, 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 고려하여 상기 비디오 채널에 상응하는 비디오 신호의 딜레이 정보를 보정하는 비디오 신호 보정부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 오디오 신호 보정부는 상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여, 상기 귀 개방형 헤드폰들이 기설정된 가상 지점에 위치할 때의 입체 음향을 제공하도록 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정할 수 있다.
이때, 상기 오디오 신호 보정부는 상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여, 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각의 위치에 상응하는 입체 음향을 제공하도록 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정할 수 있다.
이때, 상기 오디오 신호 생성부는 상기 귀 개방형 헤드폰들의 작동이 중지된 경우에 상기 스피커 시스템만으로 출력하기 위한 상기 스피커용 오디오 신호들을 재생성할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 소스 데이터로부터 생성 가능한 하나 이상의 채널의 오디오 신호 정보를 파악하기 위하여 상기 소스 데이터를 분석하는 단계; 스피커 시스템의 정보를 분석하는 단계; 사용자의 귀로부터 이격되어 상기 사용자의 귀를 개방한 상태로 소리를 출력하는 적어도 하나 이상의 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 분석하는 단계; 상기 오디오 신호 정보, 상기 스피커 시스템의 정보 및 상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 이용하여 상기 스피커 시스템에서 재생할 적어도 하나 이상의 채널을 갖는 스피커용 오디오 신호들을 생성하고, 상기 귀 개방형 헤드폰들에서 재생할 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 단계; 및 상기 스피커용 오디오 신호들을 상기 스피커 시스템으로 전송하고, 상기 헤드폰 오디오 신호들을 각각에 상응하는 상기 귀 개방형 헤드폰들로 전송하는 단계를 포함하는, 다채널 사운드 구현 방법을 제공한다.
이때, 상기 스피커 시스템의 정보는 상기 스피커 시스템에 포함된 스피커들의 개수, 상기 스피커들의 위치 정보 및 상기 스피커들의 가용 채널 정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보는 상기 귀 개방형 헤드폰들의 개수 및 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각에 상응하는 헤드폰 위치 정보를 포함하고, 상기 오디오 신호들을 생성하는 단계는 상기 헤드폰 위치 정보에 상응하는 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다.
이때, 상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정하는 오디오 신호 보정부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 오디오 신호들을 보정하는 단계는 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들 각각에 대하여 레벨 정보, 딜레이 정보, 채널 정보, 이퀄라이징 정보 및 출력 방향 정보 중에서 적어도 하나 이상을 보정할 수 있다.
이때, 상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보는 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각에 상응하는 헤드 트래킹 정보를 포함하고, 상기 오디오 신호들을 보정하는 단계는 상기 헤드 트래킹 정보를 이용하여 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각의 방향에 따라 상기 헤드폰용 오디오 신호들을 보정할 수 있다.
이때, 상기 소스 데이터에 비디오 채널이 포함되는 경우에, 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 고려하여 상기 비디오 채널에 상응하는 비디오 신호의 딜레이 정보를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 오디오 신호들을 보정하는 단계는 상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여, 상기 귀 개방형 헤드폰들이 기설정된 가상 지점에 위치할 때의 입체 음향을 제공하도록 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정할 수 있다.
이때, 상기 오디오 신호들을 보정하는 단계는 상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여, 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각의 위치에 상응하는 입체 음향을 제공하도록 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정할 수 있다.
이때, 상기 오디오 신호들을 생성하는 단계는 상기 귀 개방형 헤드폰들의 작동이 중지된 경우에 상기 스피커 시스템만으로 출력하기 위한 상기 스피커용 오디오 신호들을 재생성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 귀를 개방한 상태로 소리를 출력하는 귀 개방형 헤드폰을 이용하는 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법에 의해, 손쉽게 다채널 사운드 시스템을 구축할 수 있다.
또한, 본 발명은 귀 개방형 헤드폰을 이용하는 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법에 의해, 귀 개방형 헤드폰에 추가적인 채널을 부여하여 다채널 사운드 시스템을 확장함으로써, 기존의 다채널 스피커로 구성된 사운드 시스템의 채널을 확장할 수 있다.
또한, 본 발명은 귀 개방형 헤드폰을 이용하는 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법에 의해, 헤드폰 채널과 스피커 채널을 보정하여 믹스함으로써, 헤드폰 채널과 스피커 채널의 사운드들이 지연과 왜곡 없이 조화를 이루고 더욱 높은 입체감을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 귀 개방형 헤드폰을 이용하는 다채널 사운드 구현 장치 및 그 방법에 의해, 다수의 귀 개방형 헤드폰들 각각에 대하여 입체감을 높이기 위한 사운드 분할 및 보정을 수행함으로써, 청취자의 위치에 최적화된 입체감을 제공하거나 청취자의 실제 위치에 무관하게 청취 공간의 특정 지점에서의 입체감을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 소리 재생 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 귀 개방형 헤드폰의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰과 이를 착용한 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰의 오른쪽 부분의 착용례를 나타낸 도면이다.
도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰의 오른쪽 부분의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 소리 재생 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 착용한 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰의 오른쪽 부분의 착용례를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 장치를 나타낸 도면이다.
도 13 내지 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템의 구성 예시들을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 고채널 사운드 구현 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성되어 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는한 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 소리 재생 시스템(1)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 소리 재생 시스템(1)에서 귀 개방형 헤드폰(100)은 소스 데이터 제공 장치(200)와 상호 연결된다. 여기서, 귀 개방형 헤드폰(100)과 소스 데이터 제공 장치(200)는 유선이나 무선을 통하여 연결 가능하며, 무선으로의 연결은 블루투스(Bluetooth) 등의 기술을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 소스 데이터 제공 장치(200)로부터 소스 데이터를 수신하고, 소스 데이터로부터 적어도 하나 이상의 오디오 채널들을 추출하고, 오디오 채널들로부터 출력 오디오 신호를 생성하고, 사용자의 귀로부터 이격된 스피커들을 이용하여 출력 오디오 신호들을 출력하는 것을 특징으로 한다.
즉, 귀 개방형 헤드폰(100)을 장착하더라도 사용자의 귀가 완전히 개방되어 있으므로 외부의 소리를 완전히 들을 수 있다. 그리고, 귀 개방형 헤드폰(100)으로 소리를 재생하게 되면 마스킹 효과로 인하여 외부의 소리가 들리지 않는 것과 같은 효과로 출력되는 소리를 청취할 수 있다. 또한, 칵테일 파티 효과에 의하여 소리가 재생되는 도중에도 외부의 소리 중에서 듣고 싶은 소리를 들을 수 있다.
즉, 귀가 개방된 상태로 사용자에게만 잘 들리도록 설계된 본 발명의 귀 개방형 헤드폰을 이용함으로써, 사용자는 원하는 소리를 청취하면서도 외부의 소리를 들을 수 있어 위험을 감지할 수 있고, 주변 사람들에게도 원치 않는 소리가 들리지 않도록 방지할 수 있다. 그리고, 소리를 재생/정지하는 경우에 있어서도 귀가 개방되어 있기 때문에 헤드폰을 벗을 필요가 없고, 귀를 막는 답답함이나 거부감에서 탈피할 수 있다. 그리고, 높은 음압과 장시간 사용에 의한 난청을 방지할 수 있다. 그리고, 저음과 고음을 구분하여 출력함으로써 전력 소모량을 최소화할 수 있다. 또한, 다른 사운드 시스템과 결합하여 고채널 사운드 시스템을 구축할 수 있다.
다른 사운드 시스템과 결합하여 고채널 사운드 시스템을 구축할 경우, 다른 사운드 시스템의 서라운드 사운드와 본 발명의 귀 개방형 헤드폰(100)의 바이노럴 사운드를 병합함으로써, 더욱 입체감과 현장감이 넘치는 이머시브 사운드를 제공할 수 있다.
여기서, 소스 데이터는 출력하고자 하는 동영상이나 음원에 대한 소스 데이터이며, 오디오 데이터를 포함한다.
특히, 귀 개방형 헤드폰(100)의 형태에는 제한이 없다. 통상적인 오버헤드 헤드폰과 같이 사용자의 머리 위에서 고정하는 헤드폰, 사용자의 머리 뒤에서 고정하는 헤드폰의 형태도 가능하지만, 마스크의 형태, 안경의 형태, 스마트 글라스의 형태 등을 가질 수 있다. 즉, 사용자의 귀를 개방하는 형태로 구성되면 충분하다. 특히, 귀 개방형 헤드폰(100)이 두 개의 좌우 유닛으로 구분되어 사용자의 안경에 장착하거나, 사용자의 귓바퀴나 귀 둘레에 둘러서 개별적으로 고정하는 형태 등을 가질 수도 있다.
만약, 하나의 소스 데이터 제공 장치(200)에 복수개의 귀 개방형 헤드폰들(100)이 연결되는 경우에, 각각의 헤드폰들은 서로 상이한 소리를 출력할 수 있다. 예컨대, 각각의 헤드폰에 대하여 위치에 상응하는 입체감을 제공하는 소리를 출력할 수 있다.
또한, 소스 데이터 제공 장치(200)와 귀 개방형 헤드폰(100)과의 위치 관계를 고려하여 입체감을 제공하는 소리를 출력할 수 있다. 예컨대, 사용자가 소스 데이터 제공 장치(200)에 정면에 있는 경우와 우측에 있는 경우, 좌측에 있는 경우 각각에 대하여 서로 다른 소리를 제공하며, 사용자는 출력되는 소리의 입체감만으로도 소스 데이터 제공 장치(200)와의 위치 관계를 파악할 수 있다. 이에 따라 사용자는 더욱 입체감 있는 소리를 청취하고, 콘텐츠에 몰입할 수 있다. 반대로, 귀 개방형 헤드폰(100)의 위치와 무관하게 일정한 가상의 위치에 상응하는 입체감을 제공하는 소리를 출력할 수도 있다.
또한, 복수개의 귀 개방형 헤드폰(100)이 직접 또는 간접적으로 서로 연결됨으로써 무전기 또는 회의용 전화기와 같은 무선 송수신 기능을 제공할 수 있다.
소스 데이터 제공 장치(200)는 귀 개방형 헤드폰(100)에서 재생할 음원의 소스 데이터를 제공하는 장치를 의미한다. 예컨대, 소스 데이터 제공 장치(200)는 CD 플레이어, MP3 플레이어, PC, 스마트폰 등을 포함한다.
이때, 소스 데이터 제공 장치(200)는 소스 데이터를 제공함과 동시에 소리 재생과 관련된 제어를 수행할 수 있다. 예컨대, 소스 데이터의 재생을 시작, 중단, 일시정지, 다음 곡 재생, 이전 곡 재생, 볼륨 조절 등의 제어가 가능하다.
도 2는 도 1에 도시된 귀 개방형 헤드폰(100)의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 프로세서(110), 통신부(120), 메모리(130), 비근접 스피커들(140), 근접 스피커들(150), 사운드 전달관들(160), 신호 보정부(170), 진동 발생부(180), 사운드 커버(190) 및 마이크 등을 포함한다.
상세히, 프로세서(110)는 일종의 중앙처리장치로서 귀 개방형 헤드폰(100)의 전체 기능을 제어한다. 즉, 프로세서(110)는 출력 오디오 신호들을 생성하며, 비근접 스피커(140), 근접 스피커(150), 사운드 전달관(160), 신호 보정부(170), 진동 발생부(180) 등을 제어하여 다양한 기능을 제공할 수 있다.
프로세서(110)는 소스 데이터 제공 장치(도 1의 200 참조)로부터 수신한 소스 데이터로부터 적어도 하나 이상의 오디오 채널들을 추출하고, 오디오 채널들로부터 출력 오디오 신호들을 생성한다. 여기서, 출력 오디오 신호들은 이머시브(immersive) 사운드를 출력하기 위한 신호들일 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 출력 오디오 신호들로서 기설정된 제1 주파수 대역에 상응하는 고역 오디오 신호들과 기설정된 제2 주파수 대역에 상응하는 저역 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 예컨대, 제1 주파수 대역은 200Hz ~ 20kHz이고, 제2 주파수 대역은 20Hz ~ 200Hz일 수 있다. 여기서, 고역 오디오 신호들과 저역 오디오 신호들은 크로스오버 또는 필터를 사용하여 분할할 수 있다. 즉, 고역 패스 필터(HPF)를 이용하여 저역을 롤오프 함으로써 고역 오디오 신호들을 생성할 수 있고, 저역 패스 필터(LPF)를 이용하여 고역을 롤오프 함으로써 저역 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 이때, 고역 패스 필터와 저역 패스 필터는 사용자가 설정할 수 있다. 그리고, 서라운드 사운드의 포맷에 따라 크로스오버 또는 필터 주파수를 조정할 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 비근접 스피커들(140)에서 출력하기 위한 오디오 신호들과 근접 스피커들(150)에서 출력하기 위한 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 예컨대, 비근접 스피커들(140)에서 출력하기 위한 오디오 신호들을 고역 오디오 신호들로 할당하여 생성할 수 있고, 근접 스피커들(150)에서 출력하기 위한 오디오 신호들을 저역 오디오 신호들로 할당하여 생성할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 즉, 다양한 조합을 통하여 각 스피커들에 할당할 오디오 신호들을 생성할 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 귀 개방형 헤드폰(100)의 좌우 방향이 반대로 뒤집어진 경우에 출력 오디오 신호들의 좌우 채널을 반전시킬 수 있다. 예컨대, 사용자는 귀 개방형 헤드폰(100)의 좌우 방향을 뒤집은채로 목걸이처럼 목에 착용할 수 있고 이럴 경우 스피커들의 좌우 방향이 반전되게 되는바, 이에 맞추어 출력 오디오 신호들의 좌우 채널을 반전시킴으로써 사용자가 청취하는 소리의 좌우 방향을 유지할 수 있다. 이 경우에는 귀 개방형 헤드폰(100)이 스피커처럼 기능할 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 소스 데이터 또는 마이크로부터 입력된 소리 중에서 적어도 하나로부터 출력 진동 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 출력 진동 신호는 소스 데이터에 포함된 진동 데이터로부터 생성될 수도 있지만, 소스 데이터에 진동 데이터가 포함되어 있지 않더라도 오디오 데이터로부터 생성될 수도 있다.
예컨대, 오디오 소스 데이터의 앰비언스 레벨을 감지하고, 앰비언스 레벨과 최대 레벨의 차이를 연산하여 특정 %의 레벨에 도달하였을 경우에 이를 진동을 발생하도록 출력 진동 신호를 생성할 수 있다. 이때, 트랜지언트(Transient)를 감지하고 이를 진동으로 만들어낼 수 있다. 또는, 오디오 신호가 특정 레벨 이상인 경우에 진동을 발생하도록 출력 진동 신호를 생성할 수 있다.
또한, 마이크로 입력된 주변 소리가 특정 레벨 이상인 경우에 진동을 발생하도록 출력 진동 신호를 생성할 수 있다. 이를 통해, 소리를 재생하는 도중에도 주변의 위험을 진동으로 알릴 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 마이크로 입력된 주변 소리를 이용하여 노이즈 캔슬링된 출력 오디오 신호들을 생성할 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 초기 반사(Early reflection) 파라미터를 이용하여 출력 사운드들의 공간감을 높이도록 간접음의 도달 시간을 조정하여 공간의 크기를 연출하도록 출력 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 또한, 머리전달함수(HRTF: Head Related Transfer Function)와 딜레이 파라미터를 함께 이용하여 강력한 공간감을 제공하는 이머시브 사운드를 제공할 수 있다.
이때, 프로세서(110)는 네비게이션 알림에 대한 출력 오디오 신호들을 생성할 수 있고, 네비게이션 알림의 방향에 상응하는 입체감을 갖는 바이노럴 출력 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 예컨대, 네비게이션 알림이 좌회전 알림인 경우에는 사용자의 왼쪽에서 소리가 들리는 것처럼 입체감을 갖도록 바이노럴 출력 오디오 신호를 생성할 수 있다. 마찬가지로, 우회전 알림은 우측, 바닥 요철 알림은 아래쪽, 과속 카메라는 위쪽의 입체감을 갖도록 할 수 있다.
통신부(120)는 귀 개방형 헤드폰(100)과 소스 데이터 제공 장치(도 1의 200 참조) 간의 송수신 신호를 전송하는데 필요한 통신 인터페이스를 제공한다.
여기서, 통신부(120)는 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다. 예컨대, 통신부(120)는 블루투스 기술이나 Wi-Fi 기술을 통하여 소스 데이터 제공 장치(도 1의 200 참조)와 통신할 수 있으며, NFC 기술을 통하여 소스 데이터 제공 장치(도 1의 200 참조)와 페어링을 수행할 수 있다. 또한, 블루투스 기술이나 Wi-Fi 기술을 통해 다른 귀 개방형 헤드폰 장치들(100)과 연동할 수 있다.
메모리(130)는 프로세서(110)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 여기서, 프로세서(130)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
비근접 스피커들(140)은 사운드 전달관들(160)을 통하여 오디오 신호들을 출력한다. 즉, 사운드 전달관들(160)을 통하여 출력 사운드들의 지향성을 강화시킬 수 있다.이때, 비근접 스피커들(140)은 지향성 사운드 출력 유닛을 포함할 수 있다. 즉, 고역 오디오 신호들을 출력할 때 지향성을 갖도록 출력함으로써, 사용자에게 출력된 사운드들이 잘 전달되도록 할 수 있다. 또한, 사운드 전달관들(160)을 통하여 출력 사운드들의 지향성을 강화시키는 것뿐만 아니라, 지향성 사운드 출력 유닛을 이용하여 출력 사운드들이 지향성을 갖도록 할 수 있다. 이때, 지향성 사운드 출력 유닛은 초음파 회로를 갖는 초지향성 스피커를 의미할 수 있다.
이때, 비근접 스피커들(140)은 음질을 최대로 확보할 수 있도록 고품질의 풀레인지 드라이버를 사용할 수 있다. 또한, 어쿠스틱 드라이버만 독자적으로 사용할 수 있으며, 근접 스피커들(150)과 함께 사용하여 전체 주파수 대역의 소리를 출력할 수 있다.
이때, 비근접 스피커들(140)은 헤드폰 자체의 알림이나 연동된 기기의 알림 등을 목소리로 읽어주는 사운드를 출력할 수 있다.
근접 스피커들(150)은 사운드 전달관들(160)을 통하지 않고 오디오 신호들을 출력한다. 여기서, 근접 스피커들(150)은 저역 주파수뿐만 아니라 고역 주파수까지 재생하여 풀레인지 오디오의 출력이 가능하다.
이때, 근접 스피커들(150)은 골전도 소자 또는 익사이터 소자로 구성될 수 있다. 이를 통해 저역대의 소리가 지향성이 낮고 회절이 잘되며 전파시 감쇄가 잘되는 특징으로 인하여 사용자에게만 명확히 전달하기 어려운 문제점을 극복할 수 있다. 그리고, 앰프 출력을 별도로 상향 조정하지 않고도 필요한 레벨 수준의 출력이 가능하다. 또한, 별개의 EQ 회로를 추가하지 않고도 구현이 가능하다.
이때, 근접 스피커들(150)는 귀 개방형 헤드폰(100)의 어떠한 부분에도 장착 가능하며, 서브 우퍼와 같은 역할을 함으로써 체감 저역까지 재생할 수 있다. 또한, 귀 개방형 헤드폰(100)의 바디 전체 또는 일부분을 진동판으로 사용하여 저음 출력을 보강할 수 있다. 즉, 근접 스피커들(150)은 그 위치에 제한이 없다.
이때, 근접 스피커들(150)은 사용자의 신체에 밀착한 상태로 소리를 출력할 수 있다. 즉, 근접 스피커들(150)는 큰 파장으로 사용자의 머리의 피부를 통해 저역 사운드를 사용자의 내이에 자연스럽게 전달할 수 있다. 또한, 큰 파장으로 두피를 진동시켜 보다 극적인 청취환경을 제공할 수 있다.
이때, 근접 스피커들(150)은 LFE(Low Frequency Effect) 기능을 수행할 수 있다.
이때, 근접 스피커들(150)은 헤드폰 자체의 알림이나 연동된 기기의 알림 등을 목소리로 읽어주는 사운드를 출력할 수 있다.
사운드 전달관들(160)은 비근접 스피커들에 연결되어 비근접 스피커들에서 출력된 사운드들을 사용자의 귀 방향으로 지향성을 갖도록 전달한다. 즉, 사운드 전달관들(160)은 사운드 에너지를 한 방향으로 응집하는 효과를 가진다. 그리고, 비근접 스피커들에서 출력된 사운드들이 유선형의 사운드 전달관들을 통과하면서 지향성을 가지며, 지향성을 갖도록 전달된 사운드들은 사용자의 귀로 전달될 수 있다. 여기서, 사운드 전달관들은 유선형의 모양을 가질 수 있다. 따라서, 사운드 에너지를 효율적으로 전달함으로써 출력 손실이 낮은 이점이 있다.
이때, 사운드 전달관들을 다중으로 구성할 수 있다. 즉, 구경이 큰 사운드 전달관 하나가 아닌, 구경이 작은 사운드 전달관들을 여러 개를 하나로 묶어 소리를 전달할 수 있다. 다수의 구경이 작은 사운드 전달관들을 이용함에 따라, 전달하는 소리의 회절로 인한 지향성 감소를 방지하고, 사용자의 귀 밖으로 소리가 새어나가는 효과를 줄일 수 있다.
이때, 각각의 사운드 전달관들은 주파수 대역별로 구분하여 소리를 전달하도록 구성될 수 있다.
이때, 사운드 전달관들은 스파이럴(spiral) 구조를 가짐으로써 지향성을 더욱 강화할 수 있다. 그리고, 내부에 필터를 포함하여 특정 주파수만 통과될 수 있도록 할 수 있다. 특히, 사운드 전달관들은 귓바퀴의 역 모양을 가질 수 있고, 이에 따라 외이도(Outer ear carnal)로 사운드가 자연스럽게 들어갈 수 있는 구조를 제공할 수 있다. 그리고, 사운드 전달관들은 귓바퀴를 대신하여 소리를 모아 외이도로 보내는 역할과 스피커의 소리가 사용자의 귓바퀴의 바깥쪽으로 전달되는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
이와 같이, 소리의 주파수가 높을수록 지향성이 강하며 회절성이 줄어드는 특징이 있으므로, 방향성이 상이한 고역 오디오 신호와 저역 오디오 신호를 분리하여 따로 처리할 수 있다.
이때, 사운드 전달관들(160)은 사용자의 귀 방향 말단에서 최종 방사되는 사운드들의 방향을 조정하는 방사 그릴들을 포함할 수 있다. 방사 그릴들은 사용자별로 신체 구조가 상이하기 때문에 지향성 출력 사운드들이 사용자의 귀에 도달하도록 조절하는 역할을 한다. 이때, 기울임 각도는 45도일 수 있다. 여기서, 방사 그릴들은 사용자가 직접 그 방향을 조절할 수 있다. 그릴은 슬라이드 바, 휠 등의 방식을 통하여 조절할 수 있다. 특히, 방사 그릴들은 음의 회절을 최소화화는 구조를 가지며, 귀의 방향에 맞게 기울임이 있는 구조를 가질 수 있다.
이때, 사운드 전달관들(160)은 소리가 사용자의 귀를 기준으로 바깥쪽에서 안쪽으로 유입되도록 출력된 사운드들을 전달할 수 있다.
이때, 사운드 전달관들(160)의 내부에 필터를 포함하여 기설정된 주파수만을 통과하여 전달하도록 구성할 수 있다.
이때, 사운드 전달관들(160)은 진동을 억제하기 위한 흡진재가 구비될 수 있다. 여기서, 흡진재는 사운드 전달관들의 외벽을 감쌀 수도 있고, 일부 면만 접촉하도록 배치될 수도 있다.
신호 보정부(170)는 사운드 전달관 파라미터를 이용하여 보정 파라미터를 생성하여 출력 오디오 신호들을 보정할 수 있다. 이는, 출력되는 사운드들이 사운드 전달관을 통과하면서 파형이나 볼륨이 변화하고, 전달 시간의 지연이 발생할 수 있기 때문이다.
이때, 사운드 전달관 파라미터는 사운드 전달관들의 재질, 길이, 크기 및 모양 중 적어도 하나 이상에 상응하는 정보를 포함하고, 보정 파라미터는 출력 오디오 신호들의 이퀼라이저(equalizer) 조절 정보, 딜레이(delay) 조절 정보, 레벨(level) 조절 정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 각각의 사운드 전달관의 특성을 고려하여 각각의 출력 오디오 신호들에 대하여 적합한 보정을 수행함으로써, 사용자는 왜곡없는 소리를 청취할 수 있다.
진동 발생부(180)는 출력 진동 신호를 출력하여 진동을 발생시킨다.
이때, 진동 발생부(180)는 출력하는 진동의 세기를 조절할 수 있다. 그리고, 진동 세기는 사용자의 입력에 의하여 조절될 수 있다. 또한, 소스 데이터로부터의 진동의 세기와 알림을 위한 진동의 세기를 구분하여 설정할 수 있다. 진동의 세기의 조절은 진동 기능을 이용하지 않는 경우도 포함한다. 따라서 알림을 위한 진동만을 사용하도록 설정할 수 있다.
예컨대, 진동 발생부(180)는 출력 오디오 신호들에서 저역 사운드를 보강하기 위한 목적으로 진동을 발생시킬 수도 있다. 그리고, 주변 소리로부터 위험 감지에 따른 알림을 제공하는 목적으로 진동을 발생시킬 수도 있다. 또한, 소스 데이터 제공 장치(200)의 알림을 제공하는 목적으로 진동을 발생시킬 수도 있다. 즉, 소스 데이터 제공 장치(200)가 스마트폰인 경우에는 전화 알림, 메시지 알림, 어플리케이션 알림에 대한 인터렉티브 진동을 발생시킬 수 있다.
사운드 커버(190)는 사용자의 귀를 적어도 일부를 덮어줌으로써 스피커들에서 출력되는 사운드들을 사용자의 귀 방향으로 모아주는 역할을 한다. 사용자는 사운드 커버(190) 없이도 귀 개방형 헤드폰(100)이 지향성을 갖도록 소리를 출력하기 때문에 소리를 청취할 수 있으나, 사운드 커버(190)를 추가적으로 이용하게 되는 경우에는 소리를 모아줌에 따라 더욱 높은 공간감, 선명도로 청취할 수 있다. 또한, 출력되는 소리가 외부로 전달되는 것을 감소시킬 수 있다.
이때, 사운드 커버(190)는 착탈 가능한 구조를 가질 수 있다.
이때, 사운더 커버(190)는 접이식 또는 슬라이드 방식 등을 통하여 사용자의 귀를 덮는 상태와 사용자의 귀를 덮지 않는 상태로의 조작이 가능한 구조를 가질 수 있다.
마이크는 주변 소리를 입력 받는다. 여기서, 마이크는 복수 개로 구성될 수 있다.
이때, 마이크에서 입력된 소리들은 노이즈 캔슬링 기능을 제공하는데 이용되거나, 주변 소리에 따른 위험 알림 기능을 제공하는데 이용되거나, 사용자의 목소리를 인식하여 음성 인식 제어 기능 등을 제공하는데 이용될 수 있다. 노이즈 캔슬링 기능은 전후/좌우/상하를 구분하여 수행할 수 있다.
이때, 2개 이상의 Omni Directional 마이크를 이용하여 바이노럴 사운드를 수음할 수 있다.
이때, 마이크는 사용자의 단말기와 연동되어 통화를 위한 소리 입력 장치의 역할을 수행할 수 있다. 그리고 2개 이상의 마이크를 이용하여 사용자의 목소리가 아닌 주변 소음을 캔슬링할 수 있다.
이에 따라, 사용자의 귀를 개방한 채로 지향성의 소리를 출력함으로써, 사용자가 주변 소리를 청취함과 동시에 출력 소리를 명확히 청취할 수 있도록 하고, 타인에게는 출력 소리가 들리지 않도록 하여 소리로 인한 피해를 줄일 수 있다. 또한, 장시간 사용에 의하여 음압에 의한 청력 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 센서부를 포함할 수 있다.
이때, 센서부는 광센서를 포함할 수 있고, 이를 통해 주변의 밝기를 감지하여 주간 또는 야간을 인식할 수 있다. 그리고 야간으로 인식된 경우에는 사용자가 미리 설정한 디밍(dimming) 레벨에서 오디오를 재생하는 기능을 수행할 수 있다.
이때, 센서부는 GPS 센서를 포함할 수 있고, 이를 통해 현재 위치를 판단할 수 있다. 그리고, 위치에 대한 기록을 수행할 수 있으며, 위치기반 서비스를 제공할 수도 있다.
이때, 센서부는 초음파 센서를 포함할 수 있고, 이를 통해 헤드폰의 착용 여부를 판단할 수 있다. 또한 사용자의 심박수와 같은 생체 신호를 모니터링할 수 있다.
이때, 센서부는 가속 센서나 자이로스코프 센서를 포함할 수 있고, 이를 통해 사용자의 머리의 움직임을 트래킹할 수 있다. 트래킹한 사용자 머리의 움직임을 이용하여 제스쳐 기반으로 헤드폰을 제어하는 기능을 제공할 수 있다. 예컨대, 고개를 끄덕이는 경우, 고개를 두 번 끄덕이는 경우, 고개를 좌에서 우로 약 1초 동안 움직이는 경우, 고개를 좌에서 우로 빠르게 움직인 경우, 고개를 좌에서 우로 기울인 경우, 고개를 좌에서 우로 잠시 기울인 경우 등과 같은 동작에 특정 명령들을 설정하여 제어 기능을 제공할 수 있다. 특히, 사용자의 움직임을 학습하여 해당 사용자의 움직임으로부터 제스쳐를 인식하는 정확도를 높일 수 있다.
또한, 센서부는, 다른 스피커 시스템과 연계하여 고채널 사운드 시스템을 구축하는 경우에, 사용자의 머리의 위치에 따라 서라운드 사운드의 전체 패닝값을 조정할 수 있다.
이때, 센서부는 다양한 센서를 사용하여 사용자의 착용 여부를 판단하고, 착용되지 않은 경우에는 슬립 모드나 스탠바이 모드로 진입함으로써 전력 소모량을 최적화할 수 있다. 또한, 다양한 센서를 이용하여 착용한 사용자의 머리 크기를 인식하여, 등록된 사용자와 머리 크기가 다른 사람의 사용을 제한함으로써 보안 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 안경 거치부를 포함할 수 있고, 이를 통해 사용자의 안경이나 선글라스 등을 고정할 수 있다. 따라서 사용자는 안경이나 선글라스 등을 착용한 상태에도 헤드폰을 착용할 수 있다. 이때, 안경 거치부는 헤드폰의 내부에 사용자의 안경이나 선글라스의 일부가 매립되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 조작부를 포함할 수 있는데, 조작부는 사용자의 터치, 슬라이드, 클릭 중에서 적어도 하나 이상을 인식할 수 있는 입력부를 포함한다. 사용자는 조작부를 통하여 터치, 슬라이드, 클릭 등의 방식으로 귀 개방형 헤드폰(100)을 제어할 수 있고, 나아가 연동된 소스 데이터 제공 장치(도 1의 200 참조) 혹은 연동된 사용자의 단말기를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 접이부를 포함할 수 있는데, 접이부는 귀 개방형 헤드폰(100)을 용이하게 움직이기 위하여 몸체를 접을 수 있는 경첩을 포함할 수 있다. 접이부는 복수개 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 배터리를 포함할 수 있으며, 이 배터리는 충전이 가능하다. 충전 방식은 유선, 무선, 유무선 중에서 적어도 하나의 방식을 이용할 수 있다. 또한, 배터리는 탈착식으로 교체가 가능하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 밴드부를 포함하며, 밴드는 사용자의 머리 위에서 고정되거나, 사용자의 머리 뒤에서 고정되거나, 사용자의 목을 감싸면서 고정되는 등의 구조를 가질 수 있다. 하나의 제품에서 고정 위치를 조정할 수 있도록 구성될 수도 있지만, 하나의 제품마다 고정되는 위치가 하나로 결정되도록 구성될 수도 있다. 이때, 밴드부는 하나 이상의 돌기가 형성되어 사용자의 머리카락이나 사용자의 두피와의 마찰로 흘러내리지 않도록 할 수 있다. 또한, 밴드부는 마찰력을 증가시키기 위하여 복수개로 구성될 수 있다. 그리고, 밴드부는 길이 조절부를 포함할 수 있는데, 길이 조절부는 사용자마다 적합한 크기가 다르므로 귀 개방형 헤드폰(100)의 길이를 조절하는 기능을 제공한다. 이때, 길이 조절부는 슬라이드 방식으로 길이를 늘리거나 줄이는 것이 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 모듈 장착부를 포함하며, 모듈 장착부는 헤드폰의 전면, 측면, 후면 등의 다양한 위치에 하나 이상 구비될 수 있다. 모듈 장착부에 장착 가능한 모듈은 카메라 모듈, 조명 모듈, FPV(First Person View) 모듈, 확장 배터리 모듈 등이 포함될 수 있다.
이때, FPV 모듈을 장착하여 활용하는 경우에는, 바이노럴 사운드와 함께 입체감 있는 정보를 제공할 수 있다. 예컨대, PFV 모듈을 통해 네비게이션 화상 정보를 출력할 수 있고, 전술한 바이노럴 사운드를 통하여 네비게이션 알림에 상응하는 입체감 있는 알림 소리를 제공할 수 있다.
이때, 여러 개의 카메라 모듈을 장착하여 입체 영상이나 파노라마 영상의 촬영이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 적외선 신호 발생부를 포함하며, 이를 통해 연동된 어플리케이션이나 헤드폰의 조작 버튼을 이용하여 AV기기의 리모콘으로서의 기능을 수행할 수 있다.
이때, 적외선 신호 발생부는 헤드폰의 전면에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 태양에너지 충전부를 포함하며, 이를 통하여 내장된 배터리를 충전할 수 있다. 태양에너지 충전부는 헤드폰의 후면, 측면 등의 다양한 위치에 하나 이상 배치될 수 있다. 그리고, 태양에너지 충전부는 태양열 패널, 태양광 패널 등이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 전면 지향성 스피커를 포함하며, 이를 통해 정면의 다른 사람에게 정보를 제공하기 위한 소리를 출력할 수 있다.
이때, 전면 지향성 스피커와 마이크를 함께 이용하여 동시 통역과 같은 기능을 제공할 수도 있다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)과 이를 착용한 모습을 나타낸 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 사용자의 머리 뒤쪽 방향으로 감싸는 헤드밴드 형태를 가질 수 있다. 그리고, 스피커들은 말단에 배치되어 사용자의 귀를 덮지 않고 소리를 출력할 수 있다.
또한, 도 3 및 4에 도시된 것과는 다르게, 귀 개방형 헤드폰(100)은 통상의 헤드폰과 같이 사용자의 머리 위쪽 방향으로 감싸는 헤드밴드 형태를 가질 수 있다.
또한, 도 4에는 귀 개방형 헤드폰(100)이 사용자의 귀를 전혀 덮지 않도록 도시되어 있으나, 귀 개방형 헤드폰(100)의 구성에 따라 사용자의 귀에는 이격되어 있지만 사용자의 귀 일부를 덮을 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)의 오른쪽 부분의 착용례를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 귀 개방형 헤드폰(100)은 사용자가 착용하였을 때 사용자의 귀를 덮지 않는다.
소리의 주파수에 따라서 지향성의 정도, 회절의 정도가 상이하며, 전파됨에 따른 감쇄 정도도 상이하므로 저역 오디오 신호와 고역 오디오 신호를 분리하여 처리할 수 있다.
비근접 스피커(140)는 소스 데이터로부터 생성된 오디오 신호(특히, 고역 오디오 신호)를 출력하고, 출력된 사운드는 사운드 전달관(160)을 통하여 사용자의 귀로 전달된다(5a). 여기서, 사운드 전달관(160)은 스파이럴 형태를 가짐으로써 전달되는 사운드의 지향성을 높일 수 있다. 또한, 비근접 스피커(140)는 지향성 스피커 유닛을 이용함으로써 지향성 사운드를 출력할 수 있다.
근접 스피커(150)는 소스 데이터로부터 생성된 오디오 신호(특히, 저역 오디오 신호)를 출력한다(5b). 여기서, 근접 스피커(150)는 골전도 소자 또는 익사이터 소자를 이용하여 오디오 신호를 출력할 수 있다. 골전도 소자 또는 익사이터 소자를 이용함으로써 지향성과 감쇄 문제를 해결할 수 있다.
도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)의 오른쪽 부분의 내부 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
상세히, 도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)의 오른쪽 부분의 내부 구조를 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 6은 도면의 우측 방향이 앞 방향(사용자의 정면 방향)이며, 도 7은 도면의 좌상단 방향이 앞 방향(사용자의 정면 방향)이다.
도 6 및 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 비근접 스피커(140)에서 출력된 사운드들이 사운드 전달관(160)을 통하여 사용자의 귀 방향으로 전달된다. 그리고, 근접 스피커(150)는 골전도 소자 또는 익사이터 소자를 이용하여 사용자의 귀를 통하지 않고 사운드를 출력할 수 있다.
이때, 비근접 스피커(140)는 지향성 사운드 출력 유닛을 이용하여 지향성의 사운드를 출력할 수 있다.
이때, 사운드 전달관(160)은 스파이럴 구조를 가짐으로써 전달하는 소리의 지향성을 키울 수 있다.
이때, 사운드 전달관(160)은 도 6과 같이 비근접 스피커(140)와 동일한 개수로 구성될 수도 있지만, 도 7과 같이 복수개로 구성될 수도 있다.
이때, 사운드 전달관(160)이 복수개로 구성된 경우, 각각의 사운드 전달관들은 주파수 대역별로 구분된 사운드들을 출력할 수 있다. 각각의 사운드 전달관들은 이머시브 사운드를 구현하기 위한 사운드들을 출력할 수 있다. 따라서, 각각의 사운드 전달관들 별로 상이한 사운드를 재생하여 공간감과 입체감을 제공할 수 있다. 특히, 작은 크기의 다수 사운드 전달관들을 활용하는 경우에는 큰 크기의 소수 사운드 전달관들을 사용하는 경우보다 지향성에서 이득을 볼 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 소리 재생 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 소리 재생 방법은 귀 개방형 헤드폰(도 1의 100 참조)이, 소스 데이터 제공 장치(도 1의 200 참조)로부터 수신한 소스 데이터로부터 적어도 하나 이상의 채널로 구성된 출력 오디오 신호들을 생성한다(S801).
이때, 출력 오디오 신호들은 주파수 대역을 기준으로 구분된 저역 오디오 신호와 고역 오디오 신호를 포함할 수 있다.
이때, 출력 오디오 신호들은 스피커들의 종류를 기준으로 구분된 비근접 스피커들에 상응하는 오디오 신호와 근접 스피커들에 상응하는 오디오 신호를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 소리 재생 방법은 귀 개방형 헤드폰(도 1의 100 참조)이, 출력 오디오 신호들에 대하여 사운드 전달관들에 상응하는 보정을 수행한다(S803). 이는, 일부 출력된 사운드들이 사운드 전달관들을 통하여 사용자의 귀로 전달됨으로써 왜곡이 발생하기 때문에, 이를 사전에 보정하기 위함이다.
이때, 출력 오디오 신호들을 보정함에 있어서 사운드 전달관 파라미터를 이용하여 보정 파라미터를 생성할 수 있다.
이때, 사운드 전달관 파라미터에는 각각의 사운드 전달관들에 상응하는 길이, 재질, 크기 및 모양 중에서 적어도 하나 이상에 상응하는 정보가 포함될 수 있다. 이는, 사운드 전달관의 길이, 재질, 크기 및 모양에 따라 소리의 파형이 바뀌는 패턴이 상이하며, 길이에 따라서 소리가 전달되는 시간이 상이하기 때문이다.
이때, 보정 파라미터에는 출력 오디오 신호들의 이퀄라이저 조절 정보, 딜레이 조절 정보 및 레벨 조절 정보 중에서 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다. 즉, 출력된 사운드들이 사운드 전달관들을 통과하면서 왜곡되는 정도를 보정해주고, 시간 지연에 따른 출력 사운드들 간의 싱크 불일치 문제 등을 해결한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 소리 재생 방법은 귀 개방형 헤드폰(도 1의 100 참조)이, 출력 오디오 신호들로부터 스피커들을 이용하여 사운드들을 출력한다(S805).
이때, 비근접 스피커들을 이용하여 고역 오디오 신호들을 출력하고, 근접 스피커들을 이용하여 저역 오디오 신호들을 출력할 수 있다.
이때, 비근접 스피커들은 지향성 사운드 출력 유닛을 포함할 수 있고, 근접 스피커들은 골전도 소자 또는 익사이터 소자로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 소리 재생 방법은 귀 개방형 헤드폰(도 1의 100 참조)이, 적어도 일부 출력된 사운드들을 사운드 전달관들을 통하여 지향성을 갖도록 사용자의 귀에 전달한다(S807).
이때, 비근접 스피커들에서 출력된 사운드들을 사운드 전달관들을 통하여 사용자의 귀에 전달할 수 있다. 이는, 고역 사운드들이 지향성이 높고, 회절성이 낮기 때문에 지향성 사운드를 출력하기에 용이하기 때문이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)을 착용한 모습을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)은 사용자의 귀를 적어도 일부 덮으면서 출력되는 사운드들을 사용자의 귀 쪽으로 모아주는 사운드 커버(190)를 포함할 수 있다.
이때, 사운드 커버(190)는 사용자의 귀에 이격되어 사용자의 귀를 적어도 일부 덮을 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰(100)의 오른쪽 부분의 착용례를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 귀 개방형 헤드폰(100)은 사용자의 귀를 적어도 일부 덮는 사운드 커버(190)를 통하여 출력되는 사운드들을 사용자의 귀 쪽으로 모아준다.
비근접 스피커(140)는 소스 데이터로부터 생성된 오디오 신호를 출력하고, 출력된 사운드는 사운드 전달관(160)을 통하여 사용자의 귀로 전달된다. 여기서, 사운드 전달관(160)은 스파이럴 형태를 가짐으로써 전달되는 사운드의 지향성을 높일 수 있다. 또한, 비근접 스피커(140)는 지향성 스피커 유닛을 이용함으로써 지향성 사운드를 출력할 수 있다.
근접 스피커(150)는 소스 데이터로부터 생성된 오디오 신호를 출력한다. 여기서, 근접 스피커(150)는 골전도 소자 또는 익사이터 소자를 이용하여 오디오 신호를 출력할 수 있다. 골전도 소자 또는 익사이터 소자를 이용함으로써 지향성과 감쇄 문제를 해결할 수 있다.
사운드 커버(190)는 출력되는 사운드들(특히, 고역 사운드들)을 사용자의 귀 쪽으로 모아줌으로써 사용자가 출력 사운드들을 더 잘 청취할 수 있도록 한다. 또한, 귀를 일부 덮게 됨으로써 외부의 소리를 일부 차단함으로써 더욱 출력 사운드들에 몰입하여 청취할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템(2)을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템(2)에서 다채널 사운드 구현 장치(300)는 소스 데이터 제공 장치(200), 적어도 하나 이상의 귀 개방형 헤드폰(100), 적어도 하나 이상의 스피커(400)와 상호 연결된다. 여기서, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 귀 개방형 헤드폰(100), 소스 데이터 제공 장치(200), 스피커(400)와 유선이나 무선을 통하여 연결 가능하며, 무선으로의 연결은 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등의 기술을 이용할 수 있다.
이때, 구현하기에 따라서 소스 데이터 제공 장치(200)가 다채널 사운드 구현 장치(200)의 기능으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 사운드 구현 장치(300)는 소스 데이터 제공 장치(200)로부터 소스 데이터를 수신하고, 소스 데이터로부터 생성 가능한 하나 이상의 채널의 오디오 신호 정보를 파악하기 위하여 소스 데이터를 분석한다. 그리고, 하나 이상의 스피커들(400)을 포함하는 스피커 시스템의 정보를 분석한다. 그리고, 사용자의 귀로부터 이격되어 사용자의 귀를 개방한 상태로 소리를 출력하는 적어도 하나 이상의 귀 개방형 헤드폰들(100)의 정보를 분석한다. 그리고, 오디오 신호 정보, 스피커 시스템의 정보 및 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 이용하여 스피커 시스템에서 재생할 적어도 하나 이상의 채널을 갖는 스피커용 오디오 신호들을 생성하고, 상기 귀 개방형 헤드폰들에서 재생할 헤드폰용 오디오 신호들을 생성한다. 그리고, 스피커용 오디오 신호들을 스피커 시스템으로 전송하여 출력하도록 하고, 헤드폰 오디오 신호들을 각각에 상응하는 상기 귀 개방형 헤드폰들로 전송하여 출력하도록 한다. 스피커들(400)에서 출력된 소리와 귀 개방형 헤드폰(100)에서 출력된 소리가 믹스되어 사용자에게 이머시브 사운드가 제공된다. 즉, 스피커들(400)뿐만 아니라 귀 개방형 헤드폰(100)을 추가적으로 이용하여 소리를 출력하며, 사용자는 귀 개방형 헤드폰(100)을 착용하더라도 스피커들(400)의 소리도 청취할 수 있으므로 고채널 사운드를 구현할 수 있다.
이때, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 소스 데이터의 오디오 채널을 매트릭스로 분리하여 스피커들(400)과 귀 개방형 헤드폰(100)에 분배함으로써 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다.
이때, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들의 레벨을 자동으로 혹은 설정에 의하여 수동으로 조절할 수 있다. 자동으로 레벨을 조절하는 경우에는 귀 개방형 헤드폰(100)에 구비된 마이크를 이용하여 스피커들(400)에서 출력된 소리들을 입력 받고, 이를 이용하여 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들의 레벨을 조절할 수 있다.
여기서, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 귀 개방형 헤드폰(100)을 통하여 바이노럴 사운드를 출력하기 위하여 헤드폰용 사운드 신호들을 바이노럴 사운드 신호들로 생성할 수 있다.
종래의 스피커 시스템의 경우에는 다채널 시스템을 구축하는데 넓은 공간과 다수의 스피커들이 필요하여 금전적, 현실적 한계가 있었다. 또한, 스피커 시스템이 구축된 공간 내부에서 위치에 따라 소리가 다르게 들리는데, 그 소리가 다르게 들림으로써 입체감에 왜곡이 생기고 몰입감을 떨어뜨린다. 따라서, 이른바 스윗 스팟이라는 입체감과 몰입감이 극대화되는 위치 이외에는 완벽한 다채널 사운드를 청취할 수 없는 문제가 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 사운드 구현 시스템(2)은 하나 이상의 스피커들(400)과 하나 이상의 귀 개방형 헤드폰들(100)을 이용하여 다채널 사운드를 구현함으로써 사용자(혹은 청취자)의 위치에 적합한 사운드를 구현할 수 있다.
여기서, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 다양한 방식으로 채널을 분배하여 스피커용 사운드 신호들과 헤드폰용 사운드 신호들을 생성할 수 있다.
예컨대, 다채널 사운드 구현 장치(300)가 소스 데이터에 포함된 소리들 중에서 사용자를 기준으로 음원이 먼 소리들은 스피커들(400)을 통하여 서라운드로 출력하고, 사용자를 기준으로 음원이 가까운 소리들은 귀 개방형 헤드폰들(100)을 이용하여 출력하여 사용자에게 높은 입체감, 공간감 및 몰입감을 제공할 수 있다.
또한, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 소스 데이터에 포함된 소리들 중에서 스피커들(400)에서 출력 가능한 채널들은 스피커용 사운드 신호들에 분배하고, 그 이외의 채널들은 헤드폰용 사운드 신호들로 분배할 수 있다. 그리고, 헤드폰용 사운드 신호들을 바이노럴 사운드 신호들로 생성할 수 있다.
또한, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 일종의 사일런트 모드를 지원할 수 있다. 이때, 사일런트 모드는 스피커들(400)에 소리를 출력하지 않기 위하여 스피커용 오디오 신호들을 생성하지 않거나 스피커용 오디오 신호들에는 채널을 할당하지 않으며, 헤드폰용 오디오 신호들에 모든 채널을 할당하는 것일 수 있다.
또한, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 사용자 설정 모드를 지원할 수 있다. 이때, 사용자 설정 모드는 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들에 분배할 채널 정보를 사용자가 직접 설정하는 것일 수 있다. 특히, 다채널 사운드 구현 장치(300)가 스피커들(400)의 구성 정보를 통하여 추천 설정을 제공할 수 있고, 사용자는 필요에 따라서 추천 설정을 변경하여 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들에 분배할 채널 정보를 설정할 수 있다.
또한, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 VR(Virtual Reality) 장치 혹은 VR 모듈과 함께 연동되는 경우에, VR 콘텐츠의 배경 객체에 상응하는 소리들을 스피커들(400)로 출력하고, 상호작용 객체들(Interective Objects)에 상응하는 소리들을 귀 개방형 헤드폰들(100)을 이용하여 출력할 수 있다. 특히, VR 장치를 이용하는 경우에는 사용자에 대한 헤드 트래킹 정보를 이용하여, 사용자의 머리 방향에 상응하도록 귀 개방형 헤드폰들(100)에서 출력되는 소리를 보정하여 가상 공간 콘텐츠 표현의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 귀 개방형 헤드폰들(100)의 위치 정보와 사용자의 헤드 트래킹 정보를 분석할 수 있고, 이를 통하여 헤드폰용 오디오 신호들을 보정할 수 있다. 여기서 보정하는 정보는 레벨 정보, 딜레이 정보, 채널 정보 및 이퀄라이징 정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함한다.
이때, 헤드폰들(100)의 위치 정보를 이용하여 스피커들(400)에서 출력된 소리들이 헤드폰들(100)에 도달하는 시간을 고려하여 딜레이 정보를 보정할 수 있다.
이때, 헤드폰들(100)의 헤드 트래킹 정보를 이용하여 헤드폰들(400)의 방향에 따라서 헤드폰들(400)에서 출력되는 소리들의 방향을 조절할 수 있다. 예컨대, 사용자의 정면에 음원이 존재하고 사용자가 고개를 시계방향으로 90도 회전한 경우에는, 헤드폰용 오디오 신호들의 출력 방향을 반시계방향으로 90도 회전시킴으로써 음원의 위치를 정확히 반영하는 소리를 출력할 수 있다.
또한, 소스 데이터에는 오디오 채널들뿐만 아니라 비디오 채널도 포함될 수 있고, 이 경우 다채널 사운드 구현 장치(300)는 오디오 채널과 비디오 채널을 추출할 수 있다. 그리고 오디오 채널에 대하여는 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하여 보정하고, 비디오 채널에 대하여는 오디오 신호들을 이용하여 비디오 신호를 보정할 수 있다. 예컨대, 스피커들(400)에서 출력되는 소리들과 헤드폰들(100)에서 출력되는 소리들의 싱크를 맞추기 위하여 헤드폰들(100)에서 출력되는 소리들에 딜레이 정보를 t초로 설정한 경우에는, 비디오 신호에 대하여 딜레이 정보를 t초로 설정할 수 있다.
스피커(400)는 소리를 출력할 수 있는 출력 장치이며, 복수 개로 구성될 수 있다. 그리고 각각의 스피커들(400)은 여러 종류의 채널로 구성될 수 있다.
이때, 스피커(400)는 TV 등과 같은 영상 출력 장치에 내장된 스피커를 포함할 수 있다.
이때, 스피커(400)는 다채널 사운드 구현 장치(300)에 내장된 스피커를 포함할 수 있다.
이때, 스피커(400)는 서브 우퍼 스피커를 포함할 수 있고, LFE 채널의 신호는 서브 우퍼 스피커를 통하여 출력할 수 있다.
이때, 스피커(400)는 체감 스피커 혹은 진동 스피커를 포함할 수 있다. 여기서, 체감 스피커 혹은 진동 스피커는 의자, 쇼파 등에 부착된 것일 수 있다.
이때, 복수 개의 스피커들(400)은 기존에 서로 하나의 시스템으로 연동되어 있지 않던 것들이라도 무방하다. 예컨대, 2.1채널 스피커 시스템의 스피커들과 TV에 내장된 스피커가 서로 연동되지 않았더라도 이들을 모두 포함하여 다채널 사운드를 구현할 수 있다.
이때, 스피커(400)는 적어도 하나 이상의 다채널 스피커 시스템들을 구성하고 있는 스피커들을 포함할 수 있다. 즉, 서로 독립적인 2.1 채널 스피커 시스템에 포함된 스피커들과 5.1 채널 스피커 시스템에 포함된 스피커들을 모두 포함할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 귀 개방형 헤드폰을 활용함으로써 저렴하게 기존의 스피커 시스템으로부터 채널을 확장하여 다채널 사운드 시스템을 구축할 수 있다. 또한, 귀 개방형 헤드폰을 이용함으로써 입체감, 공간감 및 몰입감이 높은 이머시브 사운드를 구현할 수 있다. 특히, 여러 사용자가 함께 귀 개방형 헤드폰을 이용하는 경우에는 각 사용자의 위치를 고려하여 소리들을 출력함으로써 여러 사용자들 각각에게 적합한 입체감과 몰입감을 제공할 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 장치(300)를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 장치(300)는 제어부(310), 통신부(320), 메모리(330), 소스 데이터 분석부(340), 스피커 시스템 분석부(350), 헤드폰 분석부(360), 오디오 신호 생성부(370), 오디오 신호 보정부(380) 및 비디오 신호 보정부(390) 등을 포함한다.
상세히, 제어부(310)는 일종의 중앙처리장치로서 다채널 사운드 구현 장치(300)의 전체 기능을 제어한다. 즉, 제어부(310)는 소스 데이터 분석부(340), 스피커 시스템 분석부(350), 헤드폰 분석부(360), 오디오 신호 생성부(370), 오디오 신호 보정부(380) 및 비디오 신호 보정부(390) 등을 제어하여 다양한 기능을 제공할 수 있다.
여기서, 제어부(310)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
통신부(320)는 다채널 사운드 구현 장치(300)와 소스 데이터 제공 장치(도 11의 200 참조), 귀 개방형 헤드폰(도 11의 100 참조) 및 스피커(도 11의 400 참조) 간의 송수신 신호를 전송하는데 필요한 통신 인터페이스를 제공한다.
여기서, 통신부(320)는 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다. 예컨대, 통신부(320)는 블루투스 기술이나 Wi-Fi 기술을 통하여 소스 데이터 제공 장치(도 11의 200 참조), 귀 개방형 헤드폰(도 11의 100 참조) 및 스피커(400)와 통신할 수 있으며, NFC 기술을 통하여 귀 개방형 헤드폰(도 11의 100 참조)과 페어링을 수행할 수 있다. 또한, 스피커(400)와 유선 연결을 통하여 오디오 신호를 전송할 수 있다.
메모리(330)는 제어부(310)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 여기서, 메모리(330)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
소스 데이터 분석부(340)는 소스 데이터 제공 장치(도 11의 200 참조)로부터 수신한 소스 데이터를 분석한다. 소스 데이터는 소리 파일, 영상 파일을 포함할 수 있다. 또한, 소스 데이터는 하나 이상의 소리 파일과 하나 이상의 영상 파일을 포함할 수 있다.
이때, 소스 데이터 분석부(340)는 소스 데이터로부터 오디오 채널을 추출할 수 있고, 오디오 채널로부터 오디오 신호 정보를 파악할 수 있다. 특히, 헤더 정보를 이용하여 오디오 신호 정보를 파악할 수 있다. 여기서, 헤더 정보에는 채널 정보 및 객체 좌표 정보 등이 포함될 수 있다.
이때, 오디오 신호 정보에는 오디오 채널이 지원하는 채널 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 채널 정보로서 현재 소스 데이터에 포함된 오디오 채널은 2.1 채널, 5.1 채널, 7.1 채널, 11.1채널 및 22.2 채널 등을 지원함을 파악할 수 있다. 다채널 사운드 구현 장치(300)는 채널 정보를 이용하여 소리 출력에 사용될 채널을 설정할 수 있다(예컨대, 22.2채널).
이때, 소스 데이터 분석부(340)는 소스 데이터가 동영상과 같이 화상 정보와 소리 정보를 함께 포함하고 있는 경우에, 소스 데이터로부터 오디오 채널뿐만 아니라 비디오 채널도 추출할 수 있다.
스피커 시스템 분석부(350)는 고채널 사운드를 구현하기 위하여 이용될 스피커 시스템의 정보를 분석한다. 스피커 시스템에는 적어도 하나 이상의 스피커(도 11의 400 참조)가 포함된다.
이때, 스피커 시스템 분석부(350)는 스피커 시스템의 정보로서 스피커 시스템에 포함된 스피커들(도 11의 400 참조)의 개수, 위치 정보 및 가용 채널 정보 등을 분석할 수 있다. 예컨대, 스피커들이 2.1 채널을 지원함을 파악할 수 있다. 만약, 스피커들의 위치 정보를 파악할 수 있는 경우에는, 2.1채널을 지원하는 스피커 시스템에는 정면에 2개의 메인 스피커들과 1개의 우퍼 스피커가 배치되었음을 확인할 수 있다.
여기서, 스피커 시스템의 정보는 이후 스피커들(도 11의 400 참조)에서 출력하게 될 스피커용 오디오 신호들을 생성할 때 이용될 수 있다. 특히, 스피커 시스템의 가용 채널 정보를 이용하여 스피커용 오디오 신호들의 채널 할당을 제한할 수 있다. 예컨대, 소스 데이터가 11.1 채널을 지원하고 스피커 시스템이 5.1 채널을 지원하는 경우에, 스피커용 오디오 신호들에는 최대 5.1 채널만을 할당할 수 있다.
이때, 스피커 시스템 정보로서 스피커들(도 11의 400 참조)의 위치 정보를 파악하는 경우에는, 다채널 사운드 시스템을 구축하는 공간인 사운드 존(sound zone)을 결정할 수 있다. 사운드 존의 크기는 간접음의 도달 시간을 조정하는데 이용할 수도 있다. 또한, 사운드 존의 크기를 통하여 귀 개방형 헤드폰(도 11의 100 참조)의 사운드 존 내부에서의 위치를 파악할 수 있고, 이를 이용하여 오디오 신호들을 보정할 수 있다. 특히, 사운드 존의 크기를 이용하여 스피커들(도 11의 400 참조)에서 출력되는 소리가 사용자에게 도달하는 시간만큼 딜레이 조정을 수행할 수 있다.
헤드폰 분석부(360)는 스피커와 함께 고채널 사운드를 구현하기 위하여 이용될 귀 개방형 헤드폰(도 11의 100 참조)의 정보를 분석한다. 여기서, 고채널 사운드 구현 장치는 적어도 하나 이상의 귀 개방형 헤드폰들(도 11의 100 참조)과 연결되고, 연결된 헤드폰들의 정보를 분석한다.
이때, 헤드폰 분석부(360)는 귀 개방형 헤드폰들의 정보로서 헤드폰들의 사양 정보, 헤드폰들의 개수, 헤드폰들 각각에 상응하는 위치 정보, 헤드폰들 각각에 상응하는 헤드 트래킹 정보 등을 분석할 수 있다. 여기서, 위치 정보는 절대적인 위치(예컨대, 위도와 경도)를 나타낼 수도 있지만, 스피커들(도 11의 400 참조)들이나 고채널 사운드 구현 장치(300)과의 상대적인 위치를 나타낼 수도 있다. 그리고, 헤드 트래킹 정보는 귀 개방형 헤드폰(도 11의 100 참조)에 내장된 가속도 센서나 자이로스코프 센서 등을 이용하여 회전, 기울임 및 움직임 등에 대한 방향과 속도 등의 정보를 획득할 수 있다.
이때, 위치 정보는 헤드폰들의 위치에 적합한 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는데 이용될 수 있다. 또한, 위치 정보는 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들을 보정하는데 이용될 수 있다. 그리고, 헤드 트래킹 정보는 제스쳐 입력을 받는데 이용될 수도 있지만, 사운드 구현의 관점에서 사용자가 바라보는 방향에 따라 헤드폰용 오디오 신호들을 보정하는데 이용할 수 있다.
오디오 신호 생성부(370)는 소스 데이터로부터 획득한 오디오 신호 정보와 스피커 시스템의 정보, 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 이용하여 출력을 위한 오디오 신호들을 생성한다.
이때, 오디오 신호들은 스피커 시스템에서 재생할 적어도 하나 이상의 채널을 갖는 스피커용 오디오 신호들 및 귀 개방형 헤드폰들에서 재생할 헤드폰용 오디오 신호들을 포함할 수 있다.
여기서, 오디오 신호 생성부(370)가 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 방법은 상술한 바와 같이 다양하다. 예컨대, 스피커 시스템에서 재생 가능한 채널들을 스피커용 오디오 신호들로 할당하고, 그 이외의 채널들을 헤드폰용 오디오 신호들로 할당할 수 있다. 또한, 음원이 배경 객체인 소리들을 스피커용 오디오 신호들로 할당하고, 그 이외의 채널들을 헤드폰용 오디오 신호들로 할당할 수 있다. 또한, 음원이 상호작용 객체인 소리들을 헤드폰용 오디오 신호들로 할당하고, 그 이외의 채널들을 스피커용 오디오 신호들로 할당할 수 있다. 또한, 사용자는 채널 조건, 음원 객체 조건, 음원 위치 조건 등을 설정하여 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들을 등 생성할 수 있다.
이때, 오디오 신호 생성부(370)는 스피커용 오디오 신호들에 배정된 채널이나 특정 음원의 사운드 등에 대하여도, 그 출력을 강화하기 위하여 헤드폰용 오디오 신호들에 배정할 수 있다. 예컨대, 특정 저음을 강조해야하는 상황에서 스피커와 헤드폰 양쪽에서 해당 저음을 출력할 수 있다.
이때, 오디오 신호 생성부(370)는 사용자의 청취 위치를 가상 청취 지점으로 설정하고, 해당 가상 청취 지점에 상응하는 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 예컨대, 극장과 같이 다수의 사용자들이 하나의 사운드 존에서 청취하는 경우에, 모든 사용자들이 사운드 존의 중앙에서 청취하는 것과 동일한 소리를 출력하도록 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 이에 따라, 여러명에게 소리를 출력할 때 각 사용자의 위치 차이로 인한 소리 왜곡을 줄이고, 사용자들의 청취 만족도를 높일 수 있다.
이때, 오디오 신호 생성부(370)는 귀 개방형 헤드폰들(도 11의 100 참조) 각각의 위치에 상응하는 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 예컨대, VR 또는 AR(Augmented Reality)을 다수의 사용자들이 하나의 공간에서 체험하는 경우에, 사용자들에게 제공되는 소리들을 사용자들의 위치에 상응하도록 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 이에 따라, 여러명에게 소리를 출력할 때 각 사용자들의 위치에 적합한 사운드를 출력함으로써 각 사용자들에게 높은 공간감, 입체감 및 몰입감을 제공할 수 있다.
만약, 고채널 사운드 구현 장치(300)가 영상 출력부를 내장하거나 외부의 영상 출력 장치와 연결된 경우에는, 이를 통해 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들에 대한 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 스피커용 오디오 신호들로 할당된 채널 정보와 헤드폰용 오디오 신호들로 할당된 채널 정보를 표시할 수 있다.
오디오 신호 보정부(380)는 스피커 시스템의 정보 및 귀 개방형 헤드폰들의 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 헤드폰용 오디오 신호들과 스피커용 오디오 신호들을 보정한다.
이때, 오디오 신호 보정부(380)는 보정 파라미터를 이용하여 오디오 신호들을 보정할 수 있다.
이때, 보정 파라미터에는 레벨 정보, 딜레이 정보, 이퀄라이징 정보, 채널 정보 및 출력 방향 정보 등이 포함될 수 있다. 여기서, 레벨 정보는 스피커들(도 11의 400 참조)에서 출력된 소리들이 사용자들에게 전달되면서 크기가 작아짐을 고려하여 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들의 레벨을 조절하는 정보를 의미할 수 있다. 딜레이 정보는 스피커들(도 11의 400 참조)에서 출력된 소리들이 사용자들에게 전달되는데 걸리는 시간을 고려하여 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들의 딜레이를 조절하는 정보를 의미할 수 있다. 이퀄라이징 정보는 스피커들(도 11의 400 참조)에서 출력된 소리들이 사용자들에게 전달되면서 주파수별로 소리의 변화도가 다름을 고려하여 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들의 이퀄라이저를 조절하는 정보를 의미할 수 있다. 채널 정보는 헤드폰들의 위치에 따라 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들에 할당된 채널을 변경할 필요가 있을 때 이를 조절하는 정보를 의미할 수 있다. 출력 방향 정보는 이머시브 사운드를 재생함에 있어서 가상의 음원 위치를 구현하기 위하여 설정하는 출력 방향을 조절하는 정보를 의미할 수 있다. 예컨대, 사용자가 고개를 시계방향으로 90도 회전한 경우에, 출력 방향 정보는 헤드폰용 오디오 신호들의 출력 방향을 반시계방향으로 90도 회전하도록 보정하는 정보를 가질 수 있다. 즉, 오디오 신호 보정부(380)는 헤드폰들의 위치 정보나 헤드 트래킹 정보 등을 고려하여 오디오 신호들을 보정할 수 있다.
이때, 오디오 신호 보정부(380)는 수집된 정보를 이용하여 자동으로 보정 파라미터를 생성하여 오디오 신호들을 보정할 수 있다. 또한, 추천 보정 파라미터를 생성하여 사용자에게 제공하고, 사용자의 선택에 의하여 추천 보정 파라미터에 따라 오디오 신호들을 보정하거나, 수정된 보정 파라미터에 따라 오디오 신호들을 보정할 수 있다.
만약, 고채널 사운드 구현 장치(300)가 영상 출력부를 내장하거나 외부의 영상 출력 장치와 연결된 경우에는, 이를 통해 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들에 대한 보정 파라미터 혹은 보정 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 영상 출력 장치에 스피커용 오디오 신호들의 레벨 정보와 헤드폰용 오디오 신호들의 레벨 정보를 표시할 수 있다.
이에 따라, 소리를 출력하는 장치들이 스피커들(도 11의 400 참조)와 귀 개방형 헤드폰들(도 11의 100 참조)로 이원화됨으로써 발생할 수 있는 왜곡이나 부조화를 없앨 수 있다.
비디오 신호 보정부(390)는 소스 데이터에 비디오 채널이 포함된 경우에, 비디오 채널에 상응하는 비디오 신호의 딜레이 정보를 보정한다.
이때, 비디오 신호 보정부(390)는 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들을 고려하여 비디오 신호의 딜레이 정보를 보정할 수 있다. 예컨대, 헤드폰 오디오 신호들은 딜레이 정보가 0초이고, 스피커용 오디오 신호들의 딜레이 정보가 t초인 경우에는, 비디오 신호의 딜레이를 t초로 설정하여 영상과 소리의 싱크를 맞출 수 있다. 만약, 오디오 신호들의 딜레이 정보가 오디오 신호들별로 상이하게 여러 개(예컨대, t1>t2>t3) 존재하는 경우에는, 비디오 신호의 딜레이 정보를 오디오 신호들의 딜레이 정보 중에서 가장 긴 딜레이 정보(예컨대, t1초)로 설정할 수 있다.
도 13 내지 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템(2)의 구성 예시들을 나타낸 도면이다.
도 13 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템(2)은 다채널 사운드 구현 장치(300), 귀 개방형 헤드폰(100), 스피커들(400)을 포함할 수 있다.
*여기서, 스피커들(400)은 다채널 스피커 시스템을 구축하고 있는 것일 수 있다. 그리고, TV에 내장된 스피커를 포함할 수 있다.
기존의 스피커 시스템에 귀 개방형 헤드폰(100)을 추가적으로 이용함으로써 더 많은 채널을 갖는 다채널 사운드를 구현할 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템(2)은 다채널 사운드 구현 장치(300), 귀 개방형 헤드폰(100), 스피커들(400)을 포함할 수 있다.
여기서, 스피커들(400)은 2개가 감상 공간의 정면에 위치하고 2채널 스피커 시스템을 구성할 수 있다.
이때, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 스피커용 오디오 신호들에 전면 사운드 채널들을 할당하고, 그 이외의 채널들을 헤드폰용 오디오 신호들에 할당할 수 있다. 예컨대, 소스 데이터가 지원하는 오디오 채널이 7.1채널인 경우에, 2채널들을 스피커용 오디오 신호들에 할당하여 스피커용 오디오 신호들을 생성하고, 그 이외의 채널들(5.1개)을 헤드폰용 오디오 신호들에 할당하여 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템(2)은 다채널 사운드 구현 장치(300), 귀 개방형 헤드폰(100), 스피커들(400)을 포함할 수 있다.
여기서, 스피커들(400)은 2개가 감상 공간의 측면에 1개씩 위치하여 서라운드 사운드를 출력하고, 감상 공간의 정면에 위치한 TV에 포함된 스피커가 전면 사운드를 출력할 수 있다.
이때, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 TV에 상응하는 스피커용 오디오 신호들에 전면 사운드 채널들을 할당하고, 측면 서라운드 스피커들에 상응하는 스피커용 오디오 신호들에 서라운드 사운드 채널들을 할당하고, 그 이외의 채널들을 헤드폰용 오디오 신호들에 할당할 수 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템(2)은 다채널 사운드 구현 장치(300), 귀 개방형 헤드폰(100), 스피커들(400)을 포함할 수 있다.
여기서, 스피커들(400)은 2개가 감상 공간의 전면에 1개씩 위치하여 전면 좌우 사운드를 출력하고, 2개가 감상 공간의 측면에 1개씩 위치하여 서라운드 사운드를 출력하고, 감상 공간의 정면에 위치한 TV에 포함된 스피커가 전면 중앙 사운드를 출력할 수 있다.
이때, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 TV에 상응하는 스피커용 오디오 신호들에 전면 중앙 사운드 채널들을 할당하고, 전면 스피커들에 상응하는 스피커용 오디오 신호들에 전면 좌우 사운드 채널들을 할당하고, 측면 서라운드 스피커들에 상응하는 오디오 신호들에 서라운드 사운드 채널들을 할당하고, 그 이외의 채널들을 헤드폰용 오디오 신호들에 할당할 수 있다.
이때, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 귀 개방형 헤드폰(100)의 헤드 트래킹 정보를 이용하여 헤드폰(100)의 움직임 정보를 파악할 수 있고, 이에 따라 헤드폰용 오디오 신호들을 보정할 수 있다. 예컨대, 도 16에 도시된 바와 같이 사용자가 헤드폰(100)을 착용하고 고개를 오른쪽(시계방향)으로 90도 돌린 경우에는, 헤드폰용 오디오 신호들의 출력 방향을 왼쪽(반시계방향)으로 90도 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 사용자가 움직이거나 고개 방향을 바꾸더라도 바이노럴 인코딩에 의하여 형성되는 음원 또는 객체의 위치는 불변하게 유지할 수 있다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 다채널 사운드 구현 시스템(2)은 다채널 사운드 구현 장치(300), 귀 개방형 헤드폰(100), 스피커들(400)을 포함할 수 있다.
여기서, 스피커들(400)은 2개가 감상 공간의 전면에 1개씩 위치하여 전면 좌우 사운드를 출력하고, 2개가 감상 공간의 측면에 1개씩 위치하여 서라운드 사운드를 출력할 수 있다. 그리고, 사용자들(17d, 17e)은 귀 개방형 헤드폰(100)과 함께 VR/AR 장치 또는 헤드마운트 디스플레이(17c)를 함께 이용할 수 있다. 이때, VR/AR 장치(17c)는 귀 개방형 헤드폰(100)에 장착 가능한 모듈일 수도 있고, 헤드폰과는 별개의 장치일 수도 있다. 이 경우, 소스 데이터는 VR/AR 장치(17c)에서 제공되는 VR/AR 콘텐츠가 될 수 있다.
도 17에서 점선으로 표시된 도로(17a)와 자동차(17b)는 사용자들(17d, 17e)이 VR/AR 장치(17c)를 통해 보게되는 콘텐츠이다. 콘텐츠에 포함된 도로(17a)는 두 사용자들(17d, 17e)의 사이로 지나가고 있으며, 자동차(17b)는 도로(17a)를 따라 아래 방향으로 이동하고 있다.
이때, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 배경 소리들을 스피커용 오디오 신호들로 생성하여 스피커들(400)에서 출력하고, 객체 소리들을 헤드폰용 오디오 신호들로 생성하여 헤드폰들(100)에서 출력할 수 있다. 예컨대, 자동차(17c)의 소리를 헤드폰용 오디오 신호들로 생성하고, 그 이외의 소리를 스피커용 오디오 신호들로 생성할 수 있다.
이때, 다채널 사운드 구현 장치(300)는 각 헤드폰들의 위치 정보를 이용하여 각 헤드폰의 위치에 상응하는 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 즉, 객체가 사운드 존 내부에 있다고 가정하였을 경우에 사용자의 위치에서 청취할 수 있는 소리를 헤드폰용 오디오 신호들로 생성할 수 있다. 예컨대, 사용자(17d)를 기준으로는 자동차(17b)가 오른쪽에 위치하므로, 사용자(17d)의 헤드폰(100)에서는 자동차 소리가 오른쪽에서 들리도록 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다. 그리고 사용자(17e)를 기준으로는 자동차(17b)가 왼쪽에 위치하므로, 사용자(17e)의 헤드폰(100)에서는 자동차 소리가 왼쪽에서 들리도록 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다.
이에 따라, 사용자에게 제공하는 사운드의 입체감, 공간감 및 몰입감을 극대화할 수 있으며, 특히 다수 사용자들에 모두에 대하여도 현실감 넘치는 사운드를 제공할 수 있다. 이는 예시한 바와 같이 상호작용 콘텐츠를 제공할 때 특히 그 효과가 크다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 고채널 사운드 구현 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 고채널 사운드 구현 방법은 고채널 사운드 구현 장치(도 11의 300 참조)가, 소스 데이터 제공 장치(도 11의 200 참조)로부터 수신한 소스 데이터를 분석한다(S1801).
이때, 소스 데이터를 분석하여 소스 데이터에 포함된 오디오 신호의 채널 정보, 객체 위치 정보 등을 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 고채널 사운드 구현 방법은 고채널 사운드 구현 장치(도 11의 300 참조)가, 소스 데이터로부터 오디오 채널을 추출한다(S1803).
이때, 소스 데이터에 영상 데이터가 포함된 경우에는 오디오 채널뿐만 아니라 비디오 채널을 함께 추출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 고채널 사운드 구현 방법은 고채널 사운드 구현 장치(도 11의 300 참조)가, 소리를 출력할 스피커 시스템의 정보 및 귀 개방형 헤드폰의 정보를 분석한다(S1805).
이때, 스피커 시스템의 정보에는 스피커들의 개수, 스피커들의 채널 정보, 스피커들의 위치 정보 등이 포함될 수 있고, 헤드폰의 정보에는 헤드폰의 사양 정보, 헤드폰의 채널 정보, 헤드폰의 개수 정보, 헤드폰의 위치 정보 등이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 고채널 사운드 구현 방법은 고채널 사운드 구현 장치(도 11의 300 참조)가, 오디오 신호 정보와 스피커 시스템의 정보 및 헤드폰의 정보 등을 이용하여 스피커용 오디오 신호들을 생성할 수 있다(S1807).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 고채널 사운드 구현 방법은 고채널 사운드 구현 장치(도 11의 300 참조)가, 오디오 신호 정보와 스피커 시스템의 정보 및 헤드폰의 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 헤드폰용 오디오 신호들을 생성할 수 있다(S1809).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 고채널 사운드 구현 방법은 고채널 사운드 구현 장치(도 11의 300 참조)가, 스피커 시스템의 정보 및 헤드폰의 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 스피커용 오디오 신호들과 헤드폰용 오디오 신호들을 보정한다(S1811).
이때, 오디오 신호들을 보정하기 위하여 보정 파라미터를 이용할 수 있다. 보정 파라미터에는 레벨 정보, 딜레이 정보, 이퀄라이징 정보, 채널 정보 및 출력 방향 정보 등이 포함될 수 있다.
이때, 소스 데이터에 영상 데이터가 포함된 경우에는 오디오 신호들의 보정 파라미터를 이용하여 영상 데이터에 상응하는 비디오 신호를 보정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 귀 개방형 헤드폰을 이용한 고채널 사운드 구현 방법은 고채널 사운드 구현 장치(도 11의 300 참조)가, 스피커용 오디오 신호들을 스피커들에 전송하고, 헤드폰용 오디오 신호들을 귀 개방형 헤드폰에 전송한다(S1813).
이에 따라, 스피커와 헤드폰에서 출력된 소리들이 믹스되어 더욱 공간감, 입체감 및 몰입감 높은 소리들을 제공할 수 있다.
선택적 실시예에서, 상기 단계들(S1801, S1803, S1805, S1807, S1809, S1811 및 S1813)에 있어서, 스피커용 오디오 신호들을 생성하는 단계(S1807)와 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 단계(S1809)가 수행될 수 있다.
선택적 실시예에서, 상기 단계들(S1801, S1803, S1805, S1807, S1809, S1811 및 S1813)에 있어서, 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 단계(S1809)가 먼저 수행되고 스피커용 오디오 신호들을 생성하는 단계(S1807)가 수행될 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 실시예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 소스 데이터로부터 생성 가능한 하나 이상의 채널의 오디오 신호 정보를 파악하기 위하여 상기 소스 데이터를 분석하는 소스 데이터 분석부;
    스피커 시스템의 정보를 분석하는 스피커 시스템 분석부;
    사용자의 귀로부터 이격되어 상기 사용자의 귀를 개방한 상태로 소리를 출력하는 적어도 하나 이상의 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 분석하는 헤드폰 정보 분석부;
    상기 오디오 신호 정보, 상기 스피커 시스템의 정보 및 상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 이용하여 상기 스피커 시스템에서 재생할 적어도 하나 이상의 채널을 갖는 스피커용 오디오 신호들을 생성하고, 상기 귀 개방형 헤드폰들에서 재생할 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 오디오 신호 생성부; 및
    상기 스피커용 오디오 신호들을 상기 스피커 시스템으로 전송하고, 상기 헤드폰 오디오 신호들을 각각에 상응하는 상기 귀 개방형 헤드폰들로 전송하는 통신부
    를 포함하는, 다채널 사운드 구현 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스피커 시스템의 정보는
    상기 스피커 시스템에 포함된 스피커들의 개수, 상기 스피커들의 위치 정보 및 상기 스피커들의 가용 채널 정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것인, 다채널 사운드 구현 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보는
    상기 귀 개방형 헤드폰들의 개수 및 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각에 상응하는 헤드폰 위치 정보를 포함하고,
    상기 오디오 신호 생성부는
    상기 헤드폰 위치 정보에 상응하는 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 것인, 다채널 사운드 구현 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정하는 오디오 신호 보정부
    를 더 포함하는, 다채널 사운드 구현 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 오디오 신호 보정부는
    상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들 각각에 대하여 레벨 정보, 딜레이 정보, 채널 정보, 이퀄라이징 정보 및 출력 방향 정보 중에서 적어도 하나 이상을 보정하는 것인, 다채널 사운드 구현 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보는
    상기 귀 개방형 헤드폰들 각각에 상응하는 헤드 트래킹 정보를 포함하고,
    상기 오디오 신호 보정부는
    상기 헤드 트래킹 정보를 이용하여 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각의 방향에 따라 상기 헤드폰용 오디오 신호들을 보정하는 것인, 다채널 사운드 구현 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 소스 데이터에 비디오 채널이 포함되는 경우에, 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 고려하여 상기 비디오 채널에 상응하는 비디오 신호의 딜레이 정보를 보정하는 비디오 신호 보정부
    를 더 포함하는, 다채널 사운드 구현 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 오디오 신호 보정부는
    상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여, 상기 귀 개방형 헤드폰들이 기설정된 가상 지점에 위치할 때의 입체 음향을 제공하도록 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정하는 것인, 다채널 사운드 구현 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 오디오 신호 보정부는
    상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여, 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각의 위치에 상응하는 입체 음향을 제공하도록 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정하는 것인, 다채널 사운드 구현 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 오디오 신호 생성부는
    상기 귀 개방형 헤드폰들의 작동이 중지된 경우에 상기 스피커 시스템만으로 출력하기 위한 상기 스피커용 오디오 신호들을 재생성하는 것인, 다채널 사운드 구현 장치.
  11. 소스 데이터로부터 생성 가능한 하나 이상의 채널의 오디오 신호 정보를 파악하기 위하여 상기 소스 데이터를 분석하는 단계;
    스피커 시스템의 정보를 분석하는 단계;
    사용자의 귀로부터 이격되어 상기 사용자의 귀를 개방한 상태로 소리를 출력하는 적어도 하나 이상의 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 분석하는 단계;
    상기 오디오 신호 정보, 상기 스피커 시스템의 정보 및 상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보를 이용하여 상기 스피커 시스템에서 재생할 적어도 하나 이상의 채널을 갖는 스피커용 오디오 신호들을 생성하고, 상기 귀 개방형 헤드폰들에서 재생할 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 단계; 및
    상기 스피커용 오디오 신호들을 상기 스피커 시스템으로 전송하고, 상기 헤드폰 오디오 신호들을 각각에 상응하는 상기 귀 개방형 헤드폰들로 전송하는 단계
    를 포함하는, 다채널 사운드 구현 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 스피커 시스템의 정보는
    상기 스피커 시스템에 포함된 스피커들의 개수, 상기 스피커들의 위치 정보 및 상기 스피커들의 가용 채널 정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것인, 다채널 사운드 구현 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보는
    상기 귀 개방형 헤드폰들의 개수 및 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각에 상응하는 헤드폰 위치 정보를 포함하고,
    상기 오디오 신호들을 생성하는 단계는
    상기 헤드폰 위치 정보에 상응하는 헤드폰용 오디오 신호들을 생성하는 것인, 다채널 사운드 구현 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정하는 오디오 신호 보정부
    를 더 포함하는, 다채널 사운드 구현 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 오디오 신호들을 보정하는 단계는
    상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들 각각에 대하여 레벨 정보, 딜레이 정보, 채널 정보, 이퀄라이징 정보 및 출력 방향 정보 중에서 적어도 하나 이상을 보정하는 것인, 다채널 사운드 구현 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 귀 개방형 헤드폰들의 정보는
    상기 귀 개방형 헤드폰들 각각에 상응하는 헤드 트래킹 정보를 포함하고,
    상기 오디오 신호들을 보정하는 단계는
    상기 헤드 트래킹 정보를 이용하여 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각의 방향에 따라 상기 헤드폰용 오디오 신호들을 보정하는 것인, 다채널 사운드 구현 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 소스 데이터에 비디오 채널이 포함되는 경우에, 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 고려하여 상기 비디오 채널에 상응하는 비디오 신호의 딜레이 정보를 보정하는 단계
    를 더 포함하는, 다채널 사운드 구현 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 오디오 신호들을 보정하는 단계는
    상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여, 상기 귀 개방형 헤드폰들이 기설정된 가상 지점에 위치할 때의 입체 음향을 제공하도록 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정하는 것인, 다채널 사운드 구현 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 오디오 신호들을 보정하는 단계는
    상기 헤드폰 위치 정보를 이용하여, 상기 귀 개방형 헤드폰들 각각의 위치에 상응하는 입체 음향을 제공하도록 상기 헤드폰용 오디오 신호들과 상기 스피커용 오디오 신호들을 보정하는 것인, 다채널 사운드 구현 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 오디오 신호들을 생성하는 단계는
    상기 귀 개방형 헤드폰들의 작동이 중지된 경우에 상기 스피커 시스템만으로 출력하기 위한 상기 스피커용 오디오 신호들을 재생성하는 것인, 다채널 사운드 구현 방법.
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