WO2020032624A1 - 오디오 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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WO2020032624A1
WO2020032624A1 PCT/KR2019/009980 KR2019009980W WO2020032624A1 WO 2020032624 A1 WO2020032624 A1 WO 2020032624A1 KR 2019009980 W KR2019009980 W KR 2019009980W WO 2020032624 A1 WO2020032624 A1 WO 2020032624A1
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channel signal
signal
right channel
left channel
filter
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PCT/KR2019/009980
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위호석
김민
김태우
서영조
최상일
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삼성전자주식회사
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    • H04S2420/03—Application of parametric coding in stereophonic audio systems

Definitions

  • the present invention relates to an audio device and a control method thereof, and more particularly, to a technique for generating a center channel for improving sound reproduction quality in a stereo audio device.
  • an audio system includes a video device and an audio device.
  • the video device includes a television and a screen.
  • the audio device includes a 2-channel stereo audio device, a multi-channel sound output device such as 5.1 channel, and an audio receiver.
  • a reproducing apparatus for reproducing a reproducing medium such as a DVD / VCR may be connected.
  • the typical home installations are the stereo-channel audio system, the home theater audio system, and the soundbar.
  • the audio device for TV sound uses the stereo audio channel configuration composed of the left and right channels as the most basic system.
  • a signal receiver for receiving a left channel signal and a right channel signal of the stereo audio signal, and at least one filter for blocking a signal of a band exceeding a predetermined frequency based on the frequency bands of each of the received left channel signal and the right channel signal. And generating a center channel signal of the stereo audio signal based on the left channel signal and the right channel signal passing through the filter, calculating a signal level sensitivity between the left channel signal and the right channel signal passing through the filter, and calculating the And a control unit for determining similarity between the left channel signal and the right channel signal based on the determined signal level sensitivity, and outputting the generated center channel signal in correspondence to the determined similarity.
  • the controller may generate a center channel signal of the stereo audio signal based on an average value of the magnitude of the left channel signal passing through the filter and the magnitude of the right channel signal passing through the filter.
  • the controller may be further configured to acquire envelope data of the left channel signal based on the magnitude of the left channel signal passing through the filter, and to envelop data of the right channel signal based on the magnitude of the right channel signal passing through the filter. Can be obtained.
  • the control unit may convert the data in which the magnitude of the left channel signal and the magnitude of the right channel signal that have passed through the filter into data having a predetermined signal size per unit time by enveloping the envelope data of the left channel signal. And envelope data of the right channel signal.
  • the control unit may calculate a difference between an hourly signal size of the obtained envelope data of the left channel signal and an hourly signal size of the envelope data of the obtained right channel signal, and apply an absolute value to the calculated difference value.
  • the signal level sensitivity between the left channel signal and the right channel signal may be calculated by smoothing the data to which the absolute value is applied based on a predetermined filtering coefficient.
  • the controller may determine the similarity between the left channel signal and the right channel signal in response to the calculated signal level sensitivity, and if the determined similarity is equal to or greater than a predetermined value, output the generated center channel signal. If the determined similarity is less than a predetermined value, the generated center channel signal may be controlled not to be output.
  • the controller may determine whether the similarity between the left channel signal and the right channel signal is high and low according to the difference between the magnitude of the left channel signal and the magnitude of the right channel signal, and determines the magnitude and the right of the left channel signal. It may be determined that the similarity is lower as the difference in the magnitude of the channel signal is larger.
  • the at least one filter cuts off a signal in a band exceeding the predetermined frequency based on a frequency band of each of the left channel signal and the right channel signal, and passes a signal of a band below the predetermined frequency. And a low pass filter.
  • the apparatus may further include an output unit configured to output the received stereo audio signal.
  • the output unit may include a first output unit configured to output a left channel signal of the stereo audio signal, a second output unit configured to output a right channel signal of the stereo audio signal, and a third output unit configured to output the generated center channel signal. It may include wealth.
  • Receiving a left channel signal and a right channel signal of a stereo audio signal blocking a signal of a band exceeding a predetermined frequency based on a frequency band of each of the received left channel signal and the right channel signal, and passing the filter
  • Generate a center channel signal of the stereo audio signal based on a left channel signal and a right channel signal calculate a signal level sensitivity between the left channel signal and the right channel signal passed through the filter, and based on the calculated signal level sensitivity
  • the similarity between the left channel signal and the right channel signal is determined, and the generated center channel signal is output in response to the determined similarity.
  • the generating of the center channel signal of the audio signal may include generating the center channel signal of the stereo audio signal based on an average value of the magnitude of the left channel signal passing through the filter and the magnitude of the right channel signal passing through the filter. can do.
  • the envelope data of the left channel signal may be obtained based on the magnitude of the left channel signal passing through the filter
  • the envelope data of the right channel signal may be obtained based on the magnitude of the right channel signal passed through the filter.
  • acquiring the envelope data may include converting data in which the magnitude of the left channel signal and the magnitude of the right channel signal passing through the filter into data having a predetermined signal size per unit time in time from the left channel. Envelope data of the signal and envelope data of the right channel signal can be obtained.
  • calculating the signal level sensitivity between the left channel signal and the right channel signal passing through the filter, the time-dependent signal size of the envelope data of the obtained left channel signal and the time-dependent signal size of the envelope data of the obtained right channel signal Calculates a difference between the signals, applies an absolute value to the calculated difference value, and smoothes the data to which the absolute value is applied based on a predetermined filtering coefficient to adjust the signal level sensitivity between the left channel signal and the right channel signal. Can be calculated.
  • the similarity between the left channel signal and the right channel signal is determined in response to the calculated signal level sensitivity, and if the determined similarity is equal to or greater than a predetermined value, the generated center channel signal is controlled to be output, and the determined similarity is determined. If is less than a predetermined value it can be controlled so that the generated center channel signal is not output.
  • the difference between the magnitude of the left channel signal and the magnitude of the right channel signal it is determined that the similarity between the left channel signal and the right channel signal is high and low, and the magnitude of the left channel signal and the magnitude of the right channel signal It may be determined that the similarity is lower as the difference between is larger.
  • the signal of the band exceeding the predetermined frequency can be cut off, and the signal of the band below the predetermined frequency can be passed.
  • the left channel signal of the stereo audio signal is controlled to be output to the first output unit of the output unit
  • the right channel signal of the stereo audio signal is controlled to be output to the second output unit of the output unit
  • the generated center channel signal is The output unit may be controlled to be output to the third output unit.
  • FIG. 1 illustrates a stereo audio system including an audio device according to an embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a stereo audio system including an audio device according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a spatial arrangement condition of a stereo audio system according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a control block diagram of an audio device according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating generating a center channel signal of a stereo audio signal according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating acquiring envelope data of a left channel signal according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating acquiring envelope data of a right channel signal according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating calculating a signal level sensitivity between a left channel signal and a right channel signal according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating that a center channel signal generated according to an embodiment is output.
  • FIGS. 10 and 11 are flowcharts illustrating a method of controlling an audio device, according to an exemplary embodiment.
  • the term 'part, module, member, block' may be implemented in software or hardware. According to embodiments, a plurality of 'part, module, member, block' may be embodied as one component. It is also possible that one 'part, module, member, block' includes a plurality of components.
  • first, second, etc. are used to distinguish one component from another component, and the component is not limited by the terms described above.
  • the identification code is used for convenience of explanation, and the identification code does not describe the order of each step, and each step may be performed differently from the stated order unless the context clearly indicates a specific order. have.
  • FIG. 1 illustrates a stereo audio system including an audio device according to an embodiment
  • FIG. 2 illustrates a stereo audio system including an audio device according to another embodiment
  • 3 is a conceptual diagram illustrating a spatial arrangement condition of a stereo audio system according to an embodiment.
  • the display device 105 of the audio system 100 shown in FIG. 1 may be implemented as a television (TV).
  • TV television
  • the audio system 100 may be implemented in various forms such as a stereo audio system and a 5.1 channel audio system.
  • the audio system 100 will be described on the assumption that the audio system 100 is a stereo audio system.
  • the display device 105 refers to a device that can output an image by processing an image signal stored in the display device 105 or received from the outside.
  • the display apparatus 105 may receive a broadcast signal transmitted from a broadcasting station and process the same to output an image and a sound included in the broadcast signal.
  • the video signal and the audio signal may be received from the set top box.
  • the TV is basically a video device, but when viewing video content through the TV, not only the image quality but also the audio quality may be an important viewing point. Therefore, audio signal processing for outputting high quality audio from a TV is as important as video signal processing.
  • the display device 105 of the audio system 100 is not limited to a TV, but various devices requiring audio signal processing such as a professional audio device for listening to music or a PC-FI using a laptop / desktop are provided. May be included.
  • the audio system 100 may include an audio device 110 and a plurality of output units 101.
  • the audio device 110 may receive a broadcast signal transmitted from a broadcasting station, process it, and output the processed audio signal as a sound signal, and reproduce the sound source and content stored in the audio device 110 itself, a CD, or various storage media. May include functionality.
  • the audio device 110 may be provided separately from the display device 105 as illustrated in FIG. 1, or may be implemented integrally with the display apparatus 105 as illustrated in FIG. 2.
  • the reproduction method of a stereo audio system is generally widely used.
  • the stereo audio system receives a stereo two-channel electroacoustic signal, which may include a left-channel signal and a right-channel signal, respectively.
  • a stereo two-channel electroacoustic signal may include a left-channel signal and a right-channel signal, respectively.
  • the stereo electroacoustic signal does not include a center-channel signal.
  • the audio system 100 may include an output unit 101 for outputting a stereo electroacoustic signal received by the audio device 110.
  • the audio system 100 may include a first output unit configured to output a left channel signal included in the stereo electroacoustic signal ( 101-1) and a second output unit 101-2 for outputting the right channel signal.
  • the audio device 110 and the third output unit 101-3 outputting the center channel signal generated by the control method may be included as described below.
  • the output unit 101 may be provided in the form of a speaker.
  • the output unit 101 may further include an amplifier (not shown).
  • the output unit 101 may include the first output unit 101-1 to the third output unit 101-3 in the form of a separate speaker, and as shown in FIG. 2, an integrated sound bar. bar 102).
  • the sound bar-type output unit 102 may be implemented to include all of the first output unit 102-1 to the third output unit 102-3.
  • the audio system 100 of FIG. 2 may output the left channel signal to the first output unit 102-1 included in the sound bar, and output the right channel signal to the second output unit 102-2.
  • the center channel signal may be output to the third output unit 102-3.
  • the arrangement and configuration of the first output units 101-1 and 102-1 to the third output units 101-3 and 102-3 illustrated in FIGS. 1 and 3 may be implemented in various forms according to design changes. have.
  • the quality of the reproduced sound is greatly affected by the size of the devices constituting the system and the spatial arrangement conditions of the devices.
  • the deterioration of the quality of the sound signal has a variety of aspects, of which the 'deterioration of the clarity of the stereo sound field' is a typical phenomenon. This ⁇ deterioration of the clarity of the stereo sound field '' is more prominent in the speech signal.
  • the problem of deterioration of the quality of the stereo sound field is a phenomenon that occurs when a listener listening to the stereo sound field listens to the sound at a specific position, while the quality of the sound wave, which is the center of the plurality of sound waves constituting the stereo sound field, is deteriorated.
  • the audio system 100 for reproducing a stereo audio signal when the spatial arrangement condition of the output unit for outputting the left channel signal and the output unit for outputting the right channel signal is not appropriate based on the spatial position of the listener. There is a problem of deterioration of the quality of the stereo sound field.
  • FIG. 3 a preferred spatial arrangement condition of the stereo audio system is shown.
  • the distance from the first output unit 101-1 outputting the left channel signal to the listener and the second output unit 101-2 outputting the right channel signal are shown.
  • the listener can hear the audio sound signal most clearly when the distance from the listener to the listener is the same.
  • the audio is performed at the listening position that satisfies the arrangement condition.
  • the acoustic signal can be heard most clearly.
  • the left channel sound wave output from the first output unit 101-1 and the second output unit 101-2 are output.
  • the output right channel sound wave may not be heard clearly. That is, deterioration of quality and intelligibility of the stereo sound field output by the stereo audio system may occur.
  • the stereo audio system receives stereo two-channel electroacoustic signals, which include a left channel signal and a right channel signal, respectively, and are not provided with a separate center channel signal. not.
  • a center channel signal spatially located based on the left channel signal and the right channel signal may be virtually generated and output.
  • the center channel signal generated in this way is output so that the quality of the stereo sound field output from the stereo audio system when the spatial arrangement condition of the audio system as described above is not observed or when the listener's listening position is changed. Problems of deterioration and clarity may occur.
  • the generated center channel signal may be output through the third output unit 101-3.
  • a virtual center channel signal is generated based on a left channel signal and a right channel signal output from a stereo audio system, thereby improving reproduction quality of a stereo sound field. Can be.
  • the audio device 110 may reduce the amount of computation by performing signal processing in the time domain instead of processing the left channel signal and the right channel signal in the frequency domain.
  • FIG. 4 is a control block diagram of an audio device according to an embodiment.
  • 5 is a conceptual diagram illustrating generating a center channel signal of a stereo audio signal according to an embodiment.
  • 6 is a conceptual diagram illustrating acquiring envelope data of a left channel signal according to an embodiment
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating acquiring envelope data of a right channel signal according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating calculating a signal level sensitivity between a left channel signal and a right channel signal according to an embodiment
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating outputting a center channel signal generated according to an embodiment.
  • an audio device 110 may include an input unit 111 for receiving a control command for the audio device 110, a signal receiver 112 for receiving a stereo audio signal, and a stereo audio signal. Filter 113 for blocking a signal of a predetermined frequency band, a control unit 114 for the operation and signal processing of the audio device 110, a storage unit for storing data related to the operation and control commands of the audio device 110 115 may be included.
  • the output unit 101 for outputting a stereo audio signal is illustrated in FIG. 4 in a separate configuration from the audio device 110, the output unit 101 is provided in an integrated configuration with the audio device 110. May be
  • the input unit 111 may be a user interface provided in the audio device 110.
  • the input unit 111 may include a volume control for setting the audio volume by the user.
  • the user setting volume set by the user through the input unit 111 may be transferred to the storage unit 115 through the control unit 114.
  • the input unit 111 may receive at least one operation command from a user and transmit an operation signal corresponding to the input at least one operation command to the controller 114.
  • the input unit 111 may receive an on / off command of the audio device 110 and receive a play command for multimedia content to be played through the audio device 110.
  • the input unit 111 may receive a command for changing a volume and a frequency of a radio broadcast while performing a radio function.
  • the signal receiver 112 may receive a stereo audio signal.
  • the stereo audio signal received by the signal receiver 112 may be a digital signal. That is, the audio device and the control method thereof according to an embodiment of the present disclosure will be described on the premise that signal processing is performed in the digital domain.
  • the stereo audio signal is a two-channel signal
  • the electric sound signal received by the signal receiver 112 includes a left channel signal and a right channel signal. That is, the signal receiver 112 may receive a left channel signal and a right channel signal of the stereo audio signal.
  • the audio signal received by the signal receiver 112 may be a signal in which a multi-channel audio signal is received by the audio device 110 and divided into a left channel signal and a right channel signal by down mixing.
  • the signal receiver 112 may extract a broadcast signal for a specific frequency (channel) among various signals received, and appropriately convert the extracted broadcast signal.
  • the signal receiver 112 may appropriately convert a broadcast signal received through wired or wireless to display a broadcast image through the display device 105 and to output a broadcast sound through the output unit 101.
  • the signal receiver 112 may be implemented as a tuner.
  • the filter 113 may block a signal of a specific frequency band by filtering the stereo audio signal received by the signal receiver 112.
  • the filter 113 may include the first filter 113-1 and the signal receiving unit 112 for blocking a signal of a band exceeding a predetermined frequency based on the frequency band of the left channel signal received by the signal receiving unit 112.
  • the second filter 113-2 may block a signal of a band exceeding a predetermined frequency based on the frequency band of the received right channel signal.
  • the filter 113 is a low pass filter (LPF) that blocks signals in a band exceeding a predetermined frequency based on a frequency band of a stereo audio signal and passes signals in a band below a predetermined frequency. Can be implemented.
  • LPF low pass filter
  • the predetermined frequency at which the filter 113 cuts off the audio signal is a cutoff frequency f c , and this cutoff frequency may be, for example, 2 [kHz] but may vary depending on a setting.
  • signals of a frequency band exceeding a predetermined cutoff frequency are first filter 113-1 and second filter 113-. Blocked by 2), only a signal of a frequency band below a predetermined cutoff frequency may be passed to the controller 114.
  • the reason for blocking the signal of the frequency band exceeding a predetermined frequency among the stereo audio signals by using the filter 113 is that, among the signals of the various frequency bands constituting the audio signal, the signal components of the relatively high frequency band are left channel signal and Since the similarity between the right channel signals is not high, this is to remove the signals before generating the center channel signals.
  • the signal processing computation amount can be reduced by removing the signal components of the high frequency band, which is a factor of increasing the computation amount in the center channel signal generation, through the filter 113.
  • the storage unit 115 may store control data and control programs related to the control of the audio device 110, according to an exemplary embodiment.
  • the storage unit 114 may store a cutoff frequency value for filtering the stereo audio signal, and store data about the center channel signal generated based on the left channel signal and the right channel signal that have passed through the filter 113. You can also save.
  • the storage unit 115 may store data related to an equation for calculating a signal level sensitivity between the left channel signal and the right channel signal, as described below, and based on the signal level sensitivity between the left channel signal and the right channel signal.
  • An algorithm for controlling the center channel signal to be output according to the determined similarity may be stored.
  • the storage unit 115 may include a nonvolatile memory device or RAM such as a cache, a read only memory (ROM), a programmable ROM (PROM), an erasable programmable ROM (EPROM), an electrically erasable programmable ROM (EPEROM), and a flash memory. It may be implemented as at least one of a volatile memory device such as a random access memory or a storage medium such as a hard disk drive (HDD) or a CD-ROM.
  • the storage 115 may be a memory implemented as a chip separate from the processor described above with respect to the controller, or may be implemented as a single chip with the processor.
  • the controller 114 may manage the operation and signal processing of the audio device 110.
  • the center channel signal of the stereo audio signal generated according to the audio device and the control method according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 9.
  • the control unit 114 performs the center channel signal of the stereo audio signal based on the left channel signal 201 passing through the first filter 113-1 and the right channel signal 202 passing through the second filter 113-2. 203 may be generated.
  • the controller 114 generates the virtual center channel signal 203 based on the left channel signal 201 and the right channel signal 202, and the left channel signal 201 and the right channel signal as described later.
  • the signal in the time domain having a high similarity of 202 may be selected and controlled to be output to the third output unit 101-3.
  • the controller 114 may generate the center channel signal 203 of the stereo audio signal based on the average of the magnitude of the left channel signal 201 and the magnitude of the right channel signal 202.
  • the left channel signal 201 and the right channel signal 202 that have passed through the filter 113 may be represented as signal waveforms having various magnitudes (amplitudes) as time passes.
  • the center channel signal 203 may be generated by calculating an average of magnitude values of the signal 201 and the right channel signal 202 over time, and the generated center channel signal 203 waveform is shown in FIG. 5.
  • the waveform may be displayed at the center of the left channel signal 201 and the right channel signal 202.
  • the control unit 114 calculates the level sensitivity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 that has passed through the filter 113, and includes the envelope data 201 'and the right channel signal (i) of the left channel signal 201. Envelope data 202 ′ of 202 can be obtained.
  • the controller 114 may acquire envelope data schematically representing amplitude changes of the left channel signal 201 and the right channel signal 202 that change over time.
  • the method of obtaining the envelope data of the left channel signal 201 and the right channel signal 202 may be applied to various methods in the field of signal processing.
  • a method of acquiring envelope data on signal amplitude in the signal processing field may use signal conversion processing in the frequency domain, such as Cepstrum analysis. There is a problem of complexity and increased computation.
  • control unit 114 applies a 'windowing processing' method corresponding to the signal processing in the time domain in addition to the signal conversion processing in the frequency domain.
  • (sub-windowing) processing 'method may be used to obtain approximate amplitude envelope data for the left channel signal 201 and the right channel signal 202.
  • control unit 114 converts data in which amplitudes of the left channel signal 201 and the right channel signal 202 passing through the filter 113 change with time, into data having a predetermined signal size per unit time.
  • the envelope data 201 'of the left channel signal 201 and the envelope data 202' of the right channel signal 202 may be obtained.
  • the left channel signal 201 and the right channel signal 202 data shown in FIGS. 6 and 7 correspond to a predetermined time region among the left channel signal 201 and the right channel signal 202 data shown in FIG. 5.
  • the control unit 114 acquires the envelope data with respect to the data.
  • control unit 114 acquires data of a predetermined signal amplitude (amplitude) per unit time as an approximation of a predetermined range in the time domain of the left channel signal 201 that has passed through the filter 113, and left Envelope data 201 ′ of the channel signal 201 may be obtained.
  • the controller 114 acquires data of a signal amplitude (amplitude) per predetermined unit time as an approximation of a predetermined range in the time domain of the right channel signal 202 passing through the filter 113.
  • the envelope data 202 ′ of the right channel signal 202 can be obtained.
  • the control unit 114 generates a signal between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 based on the envelope data 201 ′ of the left channel signal 201 and the envelope data 202 ′ of the right channel signal 202.
  • the level sensitivity can be calculated.
  • control unit 114 calculates a difference value of the time-dependent signal magnitudes of the envelope data 201 ′ of the left channel signal 201 and the envelope data 202 ′ of the right channel signal 202, and calculates the difference value.
  • the signal level sensitivity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 can be calculated by applying the absolute value and smoothing the data to which the absolute value is applied according to a predetermined filtering coefficient.
  • the controller 114 may calculate the signal level sensitivity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 based on Equation 1 below.
  • ' ⁇ ' may be a value in the range of 0.5 ⁇ ⁇ 1.0 as a correction factor for the signal level sensitivity.
  • 'X left -ch [n]' is the left channel signal 201
  • 'X right -ch [n]' is the right channel signal 202
  • 'H Approximated envelope ' is the left channel signal 201 and The envelope data obtained for the right channel signal 202 is expressed.
  • 'abs' is a signal processing coefficient for applying an absolute value to a difference value between time-dependent signal magnitudes of the envelope data 201 ′ of the left channel signal 201 and the envelope data 202 ′ of the right channel signal 202.
  • this 'H smooth ' is a signal for smoothing the absolute value data acquired based on the envelope data of the left channel signal 201 and the right channel signal 202 according to a predetermined filtering coefficient to generate continuous signal level sensitivity data. Processing coefficient.
  • this 'H smooth ' is a kind of low pass filter (Low Pass Filter).
  • the controller 114 applies the signal processing step of Equation 1 to the envelope data obtained by the methods described with reference to FIGS. 6 and 7, and thus, the left channel signal 201 and the right channel signal 202 as shown in FIG. 8.
  • Signal level sensitivity 300 between < RTI ID 0.0 >
  • the waveform of the signal level sensitivity 300 shown in FIG. 8 is a graphical representation of the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 based on the above-described method.
  • the signal level sensitivity 300 value is relatively low. If the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 is low, the signal level sensitivity 300 value is displayed relatively high. However, the shape of the signal level sensitivity 300 displayed according to the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 may vary according to a setting and may be displayed differently as Equation 1 is changed.
  • the controller 114 may determine the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 based on the signal level sensitivity 300 between the left channel signal 201 and the right channel signal 202. As shown in FIG. 8, the signal level sensitivity 300 value between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 is relatively low before 1000 nsec based on a point where time is 1000 nsec. After 1000 nsec, it can be seen that a relatively high value is calculated.
  • the controller 114 Based on the calculated signal level sensitivity 300, the controller 114 has a relatively high similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 before the time is 1000 nsec, and the left side after the time is 1000 nsec. It may be determined that the similarity between the channel signal 201 and the right channel signal 202 is relatively low.
  • the controller 114 may determine that the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 is high, and when the signal level sensitivity 200 is high, It may be determined that the similarity between the channel signal 201 and the right channel signal 202 is low.
  • the controller 114 determines the high and low similarities between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 according to the difference between the magnitude of the left channel signal 201 and the right channel signal 202. The greater the difference between the magnitude of the left channel signal 202 and the magnitude of the right channel signal 202, the lower the similarity.
  • the controller 114 may control the center channel signal 203 generated in advance to be output based on a value of the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 determined.
  • the controller 114 controls the center channel signal 203 to be output in the corresponding time domain, and the left channel signal. If the similarity between the 201 and the right channel signal 202 is less than a predetermined value, the center channel signal 203 may not be output in the corresponding time domain.
  • Data regarding a predetermined reference value for determining similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 may be stored in the storage 115.
  • control unit 114 outputs the center channel signal 203 generated by the method described above with reference to FIG. 5 before a specific time point t x in the time domain and almost after a specific time point t x . You can control it so that it is not output.
  • the controller 114 may generate a previously generated signal. Since the center channel signal 203 is controlled to be output, and the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 is relatively low after 1000 nsec, the control unit 114 generates the previously generated center channel signal 203. ) Can be controlled to not be output.
  • the stereo audio system 100 including the audio device 110 includes a center channel signal generated based on the left channel signal 201 and the right channel signal 202 received by the signal receiver 112.
  • the signal receiver 112. By outputting 203, problems of deterioration of quality and intelligibility of the sound signal output from the stereo audio system can be solved.
  • the controller 114 Since the center channel signal 203 generated in the time domain with low similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 of the stereo audio signal does not improve the sound quality of the stereo audio system, the controller 114 Only the center channel signal 203 generated in the time domain having a high similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 may be controlled.
  • the controller 114 may control the left channel signal 201 of the stereo audio signal to be output to the first output unit 101-1, and the right channel signal 202 to the second output unit 101-2.
  • the center channel signal 203 in the time domain having a high similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 may be controlled to be output to the third output unit 101-3. .
  • FIGS. 10 and 11 are flowcharts illustrating a method of controlling an audio device, according to an exemplary embodiment.
  • the signal receiver 112 may receive a left channel signal 201 and a right channel signal 202 of a stereo audio signal (1000).
  • Signals in a band exceeding a predetermined frequency of each of the received left channel signal 201 and the right channel signal 202 may be blocked by passing through the filter 113 (1100).
  • the first filter 113-1 may block a signal of a band exceeding a predetermined frequency of the left channel signal 201 received by the signal receiver 112, and the second filter 113-2 may block the signal.
  • the receiver 112 may block a signal of a band exceeding a predetermined frequency of the right channel signal 202 received.
  • the control unit 114 performs the center channel signal of the stereo audio signal based on the left channel signal 201 passing through the first filter 113-1 and the right channel signal 202 passing through the second filter 113-2. 203 may be generated (1200).
  • the controller 114 may generate the center channel signal of the stereo audio signal based on the average value of the magnitude of the left channel signal and the magnitude of the right channel signal.
  • the controller 114 may calculate a signal level sensitivity 300 between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 passing through the filter 113 (1300).
  • the controller 114 may calculate envelope data of the left channel signal 201 in order to calculate a level sensitivity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 that have passed through the filter 113.
  • 201 ' may be obtained (1301), and envelope data 202' of the right channel signal 202 may be obtained (1302).
  • the controller 114 converts the data whose amplitudes of the left channel signal 201 and the right channel signal 202 that have passed through the filter 113 from time to time into data having a predetermined signal size per unit time.
  • the envelope data 201 'of the left channel signal 201 and the envelope data 202' of the right channel signal 202 may be obtained.
  • the control unit 114 calculates a difference value of the time-dependent signal magnitudes of the envelope data 201 'of the left channel signal 201 and the envelope data 202' of the right channel signal 202 (1303), and calculates the calculated difference value.
  • the signal level sensitivity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 can be calculated by applying an absolute value to the channel 1304 and smoothing the data to which the absolute value is applied according to a predetermined filtering coefficient (1305). .
  • the controller 114 may determine the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 based on the signal level sensitivity 300 between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 (1400). .
  • the controller 114 may determine that the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 is high, and when the signal level sensitivity 200 is high, It may be determined that the similarity between the channel signal 201 and the right channel signal 202 is low.
  • the controller 114 may determine whether the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 is greater than or equal to a predetermined value (1500).
  • the controller 114 controls to output the center channel signal 203 generated in the corresponding time domain (1600). If the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 is less than the predetermined value, the control unit may control the center channel signal 203 not to be output in the corresponding time domain (1700).
  • the stereo audio device 110 generates the center channel signal 203 and generates the center channel signal (203) based on the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202.
  • the stereo audio device 110 By outputting 203, there is an effect of improving sound reproduction quality and solving problems of degradation of reproduction quality and deterioration of clarity.
  • the stereo audio device 110 by determining the similarity between the left channel signal 201 and the right channel signal 202 for the output of the center channel signal 203 in the time domain This reduces the amount of computation.
  • the disclosed embodiments may be implemented in the form of a recording medium for storing instructions executable by a computer. Instructions may be stored in the form of program code, and when executed by a processor, may generate a program module to perform the operations of the disclosed embodiments.
  • the recording medium may be embodied as a computer-readable recording medium.
  • Computer-readable recording media include all kinds of recording media having stored thereon instructions which can be read by a computer.
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • magnetic tape a magnetic tape
  • magnetic disk a magnetic disk
  • flash memory an optical data storage device, and the like.

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Abstract

오디오 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오 오디오 장치에서 음향 재생 품질을 개선하기 위한 센터 채널 생성 방법에 대한 기술에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 오디오 장치는, 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하는 신호 수신부, 상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하는 적어도 하나의 필터 및 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하고, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하고, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도에 대응하여 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

오디오 장치 및 그 제어방법
오디오 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오 오디오 장치에서 음향 재생 품질을 개선하기 위한 센터 채널 생성 방법에 대한 기술에 관한 것이다.
현대 사회에 들어서면서, 디스플레이 성능 향상을 위한 다양한 기술 및 디스플레이와 호환되는 오디오 시스템의 성능 향상을 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.
종래 텔레비전 방송이 개시되고 나서 다양한 형태의 디스플레이 장치의 기술이 개발, 상용화됨에 따라, 실시간으로 수신되는 방송 이외에 Contents on Demand, 영화와 같은 다양한 종류의 컨텐츠를 피씨(PC)나 외부 서버 또는 게임 콘솔 같은 외부 장치를 통하여 제공받을 수 있게 되었으며, 넓고 커다란 극장을 안방으로 그대로 옮긴, 가정에서 즐길 수 있는 홈 씨어터 시스템 또한 많이 실용화가 되고 있으며, 홈 씨어터 시스템은 오디오 시스템으로 지칭되기도 한다.
일반적으로 오디오 시스템은 비디오 기기와 오디오 기기를 포함하며, 비디오 기기로는 텔레비전, 스크린 등이 있으며, 오디오 기기로는 2채널 스테레오 오디오 장치, 5.1 채널 등의 다채널 사운드 출력 장치와 오디오 리시버 등이 있으며, 추가적으로 DVD/VCR 등의 재생 매체를 재생하는 재생 장치가 연결될 수 있다. TV 음향용 오디오 장치들 가운데, 일반 가정에 설치가 가능한 대표적인 것은 Stereo-channel audio system과 Home theater audio system, 그리고 Soundbar 를 들 수 있다. 이러한 TV 음향용 오디오 장치는 Left/Right 채널에 의해 구성되는 Stereo audio channel 구성을 가장 기본적인 시스템으로 삼는다.
최근에는 이러한 Stereo-channel audio system에서 음향 재생 품질을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
스테레오 오디오 장치에서 센터 채널 신호를 생성하여 음향 재생 품질을 개선하고, 센터 채널 신호 생성시의 연산량을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 오디오 장치는,
스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하는 신호 수신부, 상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하는 적어도 하나의 필터 및 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하고, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하고, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도에 대응하여 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기의 평균값에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하고, 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터 및 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 획득한 좌측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기 및 상기 획득한 우측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기의 차이를 산출하고, 상기 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고, 상기 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 기초하여 평활화 처리하여 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호간의 상기 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 대응하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 이상이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 미만이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이에 따라 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도의 높고 낮음을 결정하고, 상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이가 클수록 상기 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 필터는, 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 상기 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호는 차단하고, 상기 미리 정해진 주파수 이하의 대역의 신호는 통과시키는 저역통과필터(Low Pass Filter)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수신된 스테레오 오디오 신호를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출력부는, 상기 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호를 출력하는 제1출력부, 상기 스테레오 오디오 신호의 우측 채널 신호를 출력하는 제2출력부 및 상기 생성된 센터 채널 신호를 출력하는 제3출력부를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 오디오 장치 제어방법은,
스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하고, 상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하고, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하고, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하고, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도에 대응하여 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어한다.
또한, 상기 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하는 것은, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기의 평균값에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하고, 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 포락선 데이터를 획득하는 것은, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터 및 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하는 것은, 상기 획득한 좌측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기 및 상기 획득한 우측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기의 차이를 산출하고, 상기 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고, 상기 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 기초하여 평활화 처리하여 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호간의 상기 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 대응하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 이상이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 미만이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이에 따라 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도의 높고 낮음을 결정하고, 상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이가 클수록 상기 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호가 저역통과필터를 통과하도록 제어하여, 상기 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호는 차단하고, 상기 미리 정해진 주파수 이하의 대역의 신호는 통과시킬 수 있다.
또한, 상기 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호는 출력부의 제1출력부로 출력되도록 제어하고, 상기 스테레오 오디오 신호의 우측 채널 신호는 상기 출력부의 제2출력부로 출력되도록 제어하고, 상기 생성된 센터 채널 신호는 상기 출력부의 제3출력부로 출력되도록 제어할 수 있다.
스테레오 오디오 장치에서 센터 채널 신호를 생성하여 음향 재생 품질을 개선하여, 청취자의 청취 위치 변화에 따른 스테레오 음장 품질 열화 문제와 명료도 저하 문제를 해결하는 효과가 있다.
또한, 센터 채널 신호 생성 알고리즘을 시간 영역에서 구현함으로써, 연산량을 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 오디오 장치를 포함하는 스테레오 오디오 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 오디오 장치를 포함하는 스테레오 오디오 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 일 실시예에 따른 스테레오 오디오 시스템의 공간적 배치조건을 도시한 개념도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 오디오 장치의 제어 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하는 것을 도시한 개념도이다.
도 6은 일 실시예에 따라 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 것을 도시한 개념도이다.
도 7은 일 실시예에 따라 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 것을 도시한 개념도이다.
도 8은 일 실시예에 따라 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하는 것을 도시한 개념도이다.
도 9는 일 실시예에 따라 생성된 센터 채널 신호가 출력되는 것을 도시한 개념도이다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 오디오 장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 오디오 장치를 포함하는 스테레오 오디오 시스템을 도시한 것이고, 도 2는 다른 실시예에 따른 오디오 장치를 포함하는 스테레오 오디오 시스템을 도시한 것이다. 도 3은 일 실시예에 따른 스테레오 오디오 시스템의 공간적 배치조건을 도시한 개념도이다.
도 1에 도시된 오디오 시스템(100)의 디스플레이 장치(105)는 텔레비전(TV)으로 구현될 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 오디오 시스템(100)은 스테레오 오디오 시스템, 5.1 채널 오디오 시스템 등 다양한 형태로 구현될 수 있으나, 이하에서는 오디오 시스템(100)이 스테레오 오디오 시스템인 것을 전제로 하여 설명한다.
디스플레이 장치(105)는 디스플레이 장치(105)에 미리 저장되어 있거나 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하여 영상을 출력할 수 있는 장치를 의미한다.
디스플레이 장치(105)가 TV인 경우에는 방송국으로부터 송출되는 방송 신호를 수신하고 이를 처리하여 방송 신호에 포함된 영상과 음향을 출력할 수 있다. 또는, 셋탑 박스로부터 영상 신호와 음향 신호를 전달받는 것도 가능하다.
TV는 기본적으로 영상 장치이지만, TV를 통해 비디오 컨텐츠를 감상할 때 영상의 화질뿐만 아니라 오디오의 품질 역시 중요한 감상 포인트일 수 있다. 따라서 TV에서 고품질의 오디오를 출력하기 위한 오디오 신호 처리는 비디오 신호 처리만큼 중요한 요소라 할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시 예에 따른 오디오 시스템(100)의 디스플레이 장치(105)는 TV로 한정되지 않고 음악 감상용 전문 오디오 기기 또는 노트북/데스크탑을 활용한 PC-FI 등 오디오 신호 처리가 요구되는 다양한 기기들이 포함될 수 있다.
오디오 시스템(100)은 오디오 장치(110)와 복수의 출력부(101)를 포함할 수 있다.
오디오 장치(110)는 방송국으로부터 송출된 방송 신호를 수신하고 이를 처리하여 음향 신호로 출력할 수 있고, 오디오 장치(110) 자체에 저장된 음원, CD 또는 다양한 저장매체에 저장된 음원 및 컨텐츠를 재생하는 재생 기능을 포함할 수 있다.
오디오 장치(110)는 도 1에서와 같이 디스플레이 장치(105)와 별개로 마련되어 구현될 수 있고, 도 2에서와 같이 디스플레이 장치(105)와 일체로서 구현될 수도 있다.
TV 음향의 품질을 높이기 위한 기본적 수단으로서, 스테레오 오디오 시스템의 재생방식이 일반적으로 널리 사용된다.
스테레오 오디오 시스템은 스테레오 2채널 전기 음향 신호를 수신하며, 이러한 전기 음향 신호는 각각 좌측 채널 신호(Left-channel signal) 및 우측 채널 신호(Right-channel signal)를 포함할 수 있다. 일반적으로 스테레오 전기 음향 신호는 센터 채널 신호(Center-channel signal)를 포함하지 않는다.
오디오 시스템(100)은 오디오 장치(110)가 수신한 스테레오 전기 음향 신호를 출력하는 출력부(101)를 포함할 수 있는데, 스테레오 전기 음향 신호에 포함된 좌측 채널 신호를 출력하는 제1출력부(101-1) 및 우측 채널 신호를 출력하는 제2출력부(101-2)를 포함할 수 있다.
또한, 후술할 바와 같이 개시된 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치(110) 및 그 제어방법에 의해 생성된 센터 채널 신호를 출력하는 제3출력부(101-3)를 포함할 수 있다.
출력부(101)는 도 1에도 도시된 바와 같이, 스피커 형태로 마련될 수 있다. 또한 출력부(101)는 앰프(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이러한 출력부(101)는 도 1에서처럼 제1출력부(101-1) 내지 제3출력부(101-3)가 별개의 스피커 형태로 마련될 수도 있고, 도 2에서처럼 일체형의 사운드바(Sound-bar; 102)형태로 마련될 수 있다. 사운드바 형태의 출력부(102)는 제1출력부(102-1) 내지 제3출력부(102-3)를 모두 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
즉, 도 2의 오디오 시스템(100)은 사운드바에 포함된 제1출력부(102-1)로 좌측 채널 신호가 출력될 수 있고, 제2출력부(102-2)로 우측 채널 신호가 출력될 수 있으며, 제3출력부(102-3)로 센터 채널 신호가 출력될 수 있다.
도 1 및 도 3에 개시된 제1출력부(101-1, 102-1) 내지 제3출력부((101-3, 102-3)의 배치 및 구성은 설계 변경에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
스테레오 오디오 신호를 재생하는 오디오 시스템(100)의 재생 방식에 기초하면, 시스템을 구성하는 장치들의 크기 및 장치들의 공간적 배치 조건에 따라, 재생되는 음향의 품질이 큰 영향을 받는다.
특히 최근에는, 디스플레이 장치(105) 자체의 두께가 축소되는 경향이 있는바, 스테레오 음장의 품질 열화 문제가 부각되고 있다. 이러한 음향 신호의 품질 열화 문제는 여러 종류의 양상을 띄게 되는데, 그 중 '스테레오 음장의 명료도의 저하'가 전형적인 현상으로 나타난다. 이러한 '스테레오 음장의 명료도의 저하' 현상은 음성 신호에서 더 부각되어 나타난다.
스테레오 음장의 품질 열화 문제는, 스테레오 음장을 청취하는 청취자가 특정 위치에서 음향을 청취하는 경우에 스테레오 음장을 구성하는 다수의 음파들 가운데 가장 중심이 되는 음파의 품질이 저하되면서 발생하는 현상이다.
스테레오 오디오 신호를 재생하는 오디오 시스템(100)의 경우, 청취자의 공간적 위치를 기준으로 볼 때, 좌측 채널 신호를 출력하는 출력부와 우측 채널 신호를 출력하는 출력부의 공간적 배치 조건이 적절하지 않은 경우에 스테레오 음장의 품질 열화 문제가 발생한다.
도 3을 참조하면, 스테레오 오디오 시스템의 바람직한 공간적 배치 조건이 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스테레오 오디오 시스템의 경우, 좌측 채널 신호를 출력하는 제1출력부(101-1)로부터 청취자까지의 거리와 우측 채널 신호를 출력하는 제2출력부(101-2)로부터 청취자까지의 거리가 동일한 경우에 청취자가 오디오 음향 신호를 가장 명확하게 청취할 수 있다.
또한, 제1출력부(101-1), 제2출력부(101-2) 및 청취자 상호간의 각도가 각각 60˚로 동일한 경우에 청취자가 오디오 음향 신호를 가장 명확하게 청취할 수 있다.
즉, 스테레오 오디오 시스템의 경우 제1출력부(101-1), 제2출력부(101-2) 및 청취자의 위치 사이의 공간적 배치 조건이 성립하는 경우에, 배치 조건을 충족시키는 청취 위치에서 오디오 음향 신호를 가장 명확하게 청취할 수 있다.
그러나, 최근에는 다양한 크기 및 형태를 가지는 디스플레이 장치(105) 및 오디오 장치(110)가 개발되고 있으며, 오디오 시스템의 공간적 배치에 있어서도 도 3에서 설명한 것과 같은 배치 조건이 지켜지지 않는 경우도 많다.
스테레오 오디오 시스템에 있어서, 전술한 공간적 배치 조건이 지켜지지 않거나 청취자의 청취 위치가 변경되는 경우에는 제1출력부(101-1)로부터 출력되는 좌측 채널 음파와 제2출력부(101-2)로부터 출력되는 우측 채널 음파가 명확하게 청취되지 않을 수 있다. 즉, 스테레오 오디오 시스템이 출력하는 스테레오 음장의 품질 열화 및 명료도의 저하가 발생할 수 있다.
전술한 바와 같이, 스테레오 오디오 시스템은 스테레오 2채널 전기 음향 신호를 수신하며, 이러한 전기 음향 신호는 각각 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 포함할 뿐 센터 채널 신호(Center-channel signal)가 별개로 마련되어 있지는 않다.
따라서, 스테레오 오디오 시스템에서는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호에 기초하여 공간적으로 중앙에 위치하는 센터 채널 신호가 가상적으로 생성되어 출력될 수 있다.
스테레오 오디오 시스템에서는, 이렇게 생성된 센터 채널 신호가 출력됨으로써, 전술한 바와 같은 오디오 시스템의 공간적 배치 조건이 지켜지지 않는 경우 또는 청취자의 청취 위치가 변경되는 경우, 스테레오 오디오 시스템으로부터 출력되는 스테레오 음장의 품질 열화 및 명료도 저하의 문제가 발생될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 오디오 장치(110)에 의해 가상의 센터 채널 신호가 생성되는 경우, 생성된 센터 채널 신호는 제3출력부(101-3)를 통해 출력될 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 의한 오디오 장치 및 그 제어방법에 의하면, 스테레오 오디오 시스템에서 출력되는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호에 기초하여 가상의 센터 채널 신호를 생성함으로써, 스테레오 음장의 재생 품질을 개선할 수 있다.
또한, 오디오 장치(110)는 센터 채널 신호를 생성하는 경우에, 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 주파수 영역에서 신호처리 하지 않고 시간 영역에서 신호처리를 수행함으로써 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 오디오 장치의 제어 블록도이다. 도 5는 일 실시예에 따라 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하는 것을 도시한 개념도이다. 도 6은 일 실시예에 따라 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 것을 도시한 개념도이고, 도 7은 일 실시예에 따라 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 것을 도시한 개념도이다. 도 8은 일 실시예에 따라 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하는 것을 도시한 개념도이고, 도 9는 일 실시예에 따라 생성된 센터 채널 신호가 출력되는 것을 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 오디오 장치(110)는 오디오 장치(110)에 관한 제어 명령을 입력 받는 입력부(111), 스테레오 오디오 신호를 수신하는 신호 수신부(112), 스테레오 오디오 신호의 미리 정해진 주파수 대역의 신호를 차단하는 필터(113), 오디오 장치(110)의 동작 및 신호 처리를 총괄하는 제어부(114), 오디오 장치(110)의 동작 및 제어 명령과 관련된 데이터를 저장하는 저장부(115)를 포함할 수 있다. 또한, 도 4에는 스테레오 오디오 신호를 출력하는 출력부(101)가 오디오 장치(110)와 별개의 구성으로 마련된 것으로 도시되어 있으나, 출력부(101)는 오디오 장치(110)와 일체의 구성으로 마련될 수도 있다.
입력부(111)는 오디오 장치(110)에 마련되는 사용자 인터페이스일 수 있다. 입력부(111)는 사용자가 오디오 볼륨을 설정하기 위한 볼륨 컨트롤을 포함할 수 있다. 사용자가 입력부(111)를 통해 설정하는 사용자 설정 볼륨은 제어부(114)를 통해 저장부(115)에 전달될 수 있다.
또한, 입력부(111)는 사용자로부터 적어도 하나의 동작 명령을 입력 받고 입력된 적어도 하나의 동작 명령에 대응하는 동작 신호를 제어부(114)에 전송할 수 있다.
입력부(111)는 오디오 장치(110)의 온오프 명령을 입력 받고, 오디오 장치(110)를 통해 재생하고자 하는 멀티 미디어 컨텐츠에 대한 재생 명령을 입력 받을 수 있다. 또한, 입력부(111)는 라디오 기능 수행 중 라디오 방송의 볼륨, 주파수의 변경 명령을 입력 받을 수 있다.
신호 수신부(112)는 스테레오 오디오 신호를 수신할 수 있다.
신호 수신부(112)가 수신하는 스테레오 오디오 신호는 디지털 신호일 수 있다. 즉, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치 및 그 제어방법은 디지털 영역에서 신호 처리가 수행되는 것을 전제로 설명한다.
스테레오 오디오 신호는 2채널 신호이며 신호 수신부(112)가 수신하는 전기 음향 신호는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 포함한다. 즉, 신호 수신부(112)는 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신할 수 있다. 한편, 신호 수신부(112)가 수신하는 오디오 신호는 다채널의 오디오 신호가 오디오 장치(110)에 수신되어 다운 믹싱(down mixing)에 의해 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호로 나뉘어진 신호일 수 있다.
또한, 신호 수신부(112)는 수신되는 각종 신호 가운데 특정 주파수(채널) 별 방송 신호를 추출하고, 추출된 방송 신호를 적절히 변환할 수 있다. 구체적으로 신호 수신부(112)는 유무선을 통해 수신된 방송 신호를 적절히 변환하여 디스플레이 장치(105)를 통해 방송 영상을 표시하고 출력부(101)를 통해 방송 음향이 출력되도록 할 수 있다. 신호 수신부(112)는 튜너(tuner)로 구현될 수도 있다.
필터(113)는 신호 수신부(112)가 수신한 스테레오 오디오 신호를 필터링하여 특정 주파수 대역의 신호를 차단할 수 있다.
구체적으로 필터(113)는 신호 수신부(112)가 수신한 좌측 채널 신호의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하는 제1필터(113-1) 및 신호 수신부(112)가 수신한 우측 채널 신호의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하는 제2필터(113-2)를 포함할 수 있다.
이러한 필터(113)는 스테레오 오디오 신호의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호는 차단하고, 미리 정해진 주파수 이하의 대역의 신호는 통과시키는 저역통과필터(LPF; Low Pass Filter)로 구현될 수 있다.
필터(113)가 오디오 신호를 차단하는 기준이 되는 미리 정해진 주파수는 차단 주파수(fc)이며, 이러한 차단 주파수는 예를 들어 2[kHz]일 수 있으나 설정에 따라 달라질 수 있다.
즉, 신호 수신부(112)가 수신한 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 있어서 미리 정해진 차단 주파수를 초과하는 주파수 대역의 신호는 제1필터(113-1) 및 제2필터(113-2)에 의해 차단되고, 미리 정해진 차단 주파수 이하의 주파수 대역의 신호만 통과되어 제어부(114)로 전달될 수 있다.
필터(113)를 사용하여 스테레오 오디오 신호 중에서 미리 정해진 주파수를 초과하는 주파수 대역의 신호를 차단하는 이유는, 오디오 신호를 구성하는 다양한 주파수 대역의 신호 중에서 상대적으로 고주파수 대역의 신호 성분들은 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 간에 유사도가 높지 않으므로, 후술할 바와 같이 센터 채널 신호를 생성함에 앞서 미리 제거하기 위함이다.
즉, 센터 채널 신호 생성에 있어서 연산량 증가의 요인이 되는 고주파수 대역의 신호 성분들을 필터(113)를 통해 미리 제거함으로써, 신호 처리 연산량을 감소시킬 수 있다.
저장부(115)는 일 실시예에 따른 오디오 장치(110)의 제어와 관련된 제어 데이터 및 제어 프로그램을 저장할 수 있다. 구체적으로, 저장부(114)는 스테레오 오디오 신호를 필터링 하기 위한 차단 주파수 값을 저장할 수 있고, 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 생성된 센터 채널 신호에 대한 데이터를 저장할 수도 있다.
또한, 저장부(115)는 후술할 바와 같이 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하기 위한 수학식과 관련된 데이터를 저장할 수 있고, 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도에 기초하여 결정된 유사도에 따라 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하는 알고리즘을 저장할 수 있다.
저장부(115)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부(115)는 제어부와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
제어부(114)는 오디오 장치(110)의 동작 및 신호 처리를 총괄할 수 있다. 이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 일 실시예에 따른 오디오 장치 및 그 제어방법에 따라 생성된 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호가 출력되는 것을 상세히 설명하도록 한다.
제어부(114)는 제1필터(113-1)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 제2필터(113-2)를 통과한 우측 채널 신호(202)에 기초하여 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호(203)를 생성할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)에 기초하여 가상의 센터 채널 신호(203)를 생성해 놓고, 후술할 바와 같이 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 시간 영역의 신호를 선별하여 제3출력부(101-3)로 출력되도록 제어할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 크기 및 우측 채널 신호(202)의 크기의 평균값에 기초하여 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호(203)를 생성할 수 있다.
즉, 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)는 시간의 경과에 따라 다양한 크기(진폭)를 갖는 신호 파형으로 표현될 수 있는데, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 시간별 신호의 크기 값의 평균을 산출하여 센터 채널 신호(203)를 생성할 수 있고, 생성된 센터 채널 신호(203) 파형은 도 5에 도시된 것처럼 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 중심에 위치하는 파형으로 표시될 수 있다.
제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 레벨 감도를 산출하기 위해 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 시간의 경과에 따라 변하는 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 진폭 변화를 개략적으로 나타내는 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터를 획득하는 방법은 신호처리 분야의 다양한 방법이 적용될 수 있다.
일반적으로 신호 처리 분야에서 신호 진폭에 대한 포락선 데이터를 획득하는 방법으로는 켑스트럼(Cepstrum) 분석과 같이 주파수 영역 상에서의 신호 변환 처리가 사용될 수 있는데, 주파수 영역 상에서의 이러한 신호 처리는 연산 과정이 복잡하고 연산량이 증가하는 문제가 있다.
따라서, 개시된 발명의 일 실시예에서 제어부(114)는 주파수 영역 상에서의 신호 변환 처리 이외에 시간 영역 상에서의 신호 처리에 해당하는 '창 함수(windowing) 처리' 방법을 응용한 '창함수 내의 작은 창함수(sub-windowing) 처리' 방법을 적용하여 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)에 대한 근사 진폭 포락선 데이터를 획득할 수 있다.
구체적으로 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 진폭의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여, 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202) 데이터는 도 5에 도시된 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202) 데이터 중에서 일정 시간 영역에 해당하는 신호 데이터에 대해 제어부(114)가 포락선 데이터를 획득하는 것을 예시한 것이다.
도 6을 참조하면, 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201)의 시간 영역에서, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기(진폭)의 데이터를 미리 정해진 범위의 근사값으로 획득하여 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201')를 획득할 수 있다.
마찬가지로, 도 7을 참조하면, 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 우측 채널 신호(202)의 시간 영역에서, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기(진폭)의 데이터를 미리 정해진 범위의 근사값으로 획득하여 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')에 기초하여 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
구체적으로 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')의 시간별 신호 크기의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고, 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 따라 평활화 처리함으로써 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 하기 수학식 1에 기초하여 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
신호 레벨 감도 = α·H[abs{H(Xleft-ch[n])Approximated envelope - H(Xright-ch[n])Approximated envelope}]Smooth
이 때, 'α'는 신호 레벨 감도에 대한 보정 계수로서 0.5 < α < 1.0의 범위의 값일 수 있다. 또한, 'Xleft -ch[n]'는 좌측 채널 신호(201)이고 'Xright -ch[n]'는 우측 채널 신호(202)이며, 'H Approximated envelope'은 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)에 대해 획득한 포락선 데이터를 표현한 것이다. 'abs'는 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')의 시간별 신호 크기의 차이 값에 절대값을 적용하기 위한 신호 처리 계수이다. 'H smooth'는 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터에 기초하여 획득된 절대값 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 따라 평활화 처리하여 연속적인 신호 레벨 감도 데이터를 생성하기 위한 신호 처리 계수이다. 즉, 이러한 'H smooth'는 저역통과필터(Low Pass Filter)의 일종이다.
즉, 제어부(114)는 도 6 및 도 7에서 설명한 방법으로 획득된 포락선 데이터에 수학식 1의 신호 처리 단계를 적용하여 도 8에 도시된 바와 같이 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300)를 산출할 수 있다.
도 8에 도시된 신호 레벨 감도(300) 파형은, 전술한 방식에 기초하여 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도를 그래프 형태로 표시한 것이다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 오디오 장치(100)에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높으면 신호 레벨 감도(300) 값이 상대적으로 낮게 표시되고, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 낮으면 신호 레벨 감도(300) 값이 상대적으로 높게 표시된다. 다만, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도에 따라 표시되는 신호 레벨 감도(300)의 형태는 설정에 따라 달라질 수 있고 수학식 1이 변경됨에 따라 다르게 표시될 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300)에 기초하여 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도를 결정할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300) 값은 시간이 1000 nsec인 지점을 기준으로 1000 nsec 이전에는 상대적으로 낮은 값이 산출되고, 1000 nsec 이후에는 상대적으로 높은 값이 산출됨을 확인할 수 있다.
제어부(114)는 산출된 신호 레벨 감도(300)에 기초하여, 시간이 1000 nsec 이전에는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 상대적으로 높고, 시간이 1000 nsec 이후에는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 상대적으로 낮은 것으로 결정할 수 있다.
제어부(114)는 산출된 신호 레벨 감도(300)가 낮으면, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 것으로 판단할 수 있고, 신호 레벨 감도(200)가 높으면, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 크기와 우측 채널 신호(202)의 크기의 차이값에 따라 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도의 높고 낮음을 결정하고, 좌측 채널 신호(202)의 크기와 우측 채널 신호(202)의 크기의 차이가 클수록 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 결정된 값에 기초하여 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되도록 제어할 수 있다.
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 이상이면 해당 시간 영역에서는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되도록 제어하고, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 미만이면 해당 시간 영역에서는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도를 판단하기 위한 미리 정해진 기준 값에 대한 데이터는 저장부(115)에 저장되어 있을 수 있다.
도 9를 참조하면, 제어부(114)는 도 5에서 전술한 방법으로 생성된 센터 채널 신호(203)가 시간 영역 상에서 특정 시점(tx) 이전에는 출력되고, 특정 시점(tx) 이후에는 거의 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
즉, 도 8에서와 같이 시간 영역 상의 특정 시점(tx)인 1000 nsec 이전에는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 상대적으로 높으므로, 제어부(114)는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되도록 제어하고, 1000 nsec 이후에는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 상대적으로 낮으므로, 제어부(114)는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되지 않도록 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 오디오 장치(110)를 포함하는 스테레오 오디오 시스템(100)은, 신호 수신부(112)가 수신하는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)에 기초하여 생성된 센터 채널 신호(203)를 출력함으로써 스테레오 오디오 시스템으로부터 출력되는 음향 신호의 품질 열화 및 명료도 저하 문제를 해결할 수 있다.
스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 낮은 시간 영역에서 생성된 센터 채널 신호(203)는 스테레오 오디오 시스템의 음향 품질을 개선시키지 못하므로, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 시간 영역에서 생성된 센터 채널 신호(203)만 출력되도록 제어할 수 있다.
제어부(114)는 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호(201)는 제1출력부(101-1)로 출력되도록 제어할 수 있고, 우측 채널 신호(202)는 제2출력부(101-2)로 출력되도록 제어할 수 있고, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 시간 영역의 센터 채널 신호(203)는 제3출력부(101-3)로 출력되도록 제어할 수 있다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 오디오 장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 신호 수신부(112)는 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)를 수신할 수 있다(1000).
수신된 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202) 각각의 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호는 필터(113)를 통과하여 차단될 수 있다(1100).
즉, 제1필터(113-1)는 신호 수신부(112)가 수신한 좌측 채널 신호(201)의 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단할 수 있고, 제2필터(113-2)는 신호 수신부(112)가 수신한 우측 채널 신호(202)의 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단할 수 있다.
제어부(114)는 제1필터(113-1)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 제2필터(113-2)를 통과한 우측 채널 신호(202)에 기초하여 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호(203)를 생성할 수 있다(1200).
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기의 평균값에 기초하여 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성할 수 있다.
제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300)를 산출할 수 있다(1300).
구체적으로 도 11을 참조하면, 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 레벨 감도를 산출하기 위해 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201')를 획득할 수 있고(1301), 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다(1302).
즉, 제어부(114)는 필터(113)를 통과한 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)의 진폭의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여, 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')를 획득할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)의 포락선 데이터(201') 및 우측 채널 신호(202)의 포락선 데이터(202')의 시간별 신호 크기의 차이 값을 산출하고(1303), 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고(1304), 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 따라 평활화 처리함으로써(1305) 좌측 채널 신호(201) 및 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도를 산출할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)간의 신호 레벨 감도(300)에 기초하여 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도를 결정할 수 있다(1400).
제어부(114)는 산출된 신호 레벨 감도(300)가 낮으면, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 높은 것으로 판단할 수 있고, 신호 레벨 감도(200)가 높으면, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 이상인지 판단할 수 있다(1500).
즉, 제어부(114)는 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 이상이면 해당 시간 영역에서는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되도록 제어하고(1600), 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도가 미리 정해진 값 미만이면 해당 시간 영역에서는 미리 생성된 센터 채널 신호(203)가 출력되지 않도록 제어할 수 있다(1700).
이와 같이, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 스테레오 오디오 장치(110)는 센터 채널 신호(203)를 생성하고, 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도에 기초하여 센터 채널 신호(203)를 출력함으로써 음향 재생 품질을 개선하고 재생 품질 열화 문제와 명료도 저하 문제를 해결하는 효과가 있다.
또한, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 스테레오 오디오 장치(110)는, 센터 채널 신호(203)의 출력을 위한 좌측 채널 신호(201)와 우측 채널 신호(202)의 유사도 판단을 시간 영역에서 수행함으로써, 연산량을 감소시키는 효과가 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하는 신호 수신부;
    상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하는 적어도 하나의 필터; 및
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하고, 상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하고, 상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도에 대응하여 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 오디오 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기의 평균값에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하는 오디오 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하고,
    상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 오디오 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터 및 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 오디오 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 획득한 좌측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기 및 상기 획득한 우측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기의 차이를 산출하고, 상기 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고, 상기 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 기초하여 평활화 처리하여 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호간의 상기 신호 레벨 감도를 산출하는 오디오 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 산출된 신호 레벨 감도에 대응하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 이상이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하고, 상기 결정된 유사도가 미리 정해진 값 미만이면 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되지 않도록 제어하는 오디오 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이에 따라 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도의 높고 낮음을 결정하고,
    상기 좌측 채널 신호의 크기와 상기 우측 채널 신호의 크기의 차이가 클수록 상기 유사도가 낮은 것으로 판단하는 오디오 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터는,
    상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 상기 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호는 차단하고, 상기 미리 정해진 주파수 이하의 대역의 신호는 통과시키는 저역통과필터(Low Pass Filter)를 포함하는 오디오 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 수신된 스테레오 오디오 신호를 출력하는 출력부;를 더 포함하는 오디오 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 출력부는, 상기 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호를 출력하는 제1출력부; 상기 스테레오 오디오 신호의 우측 채널 신호를 출력하는 제2출력부; 및 상기 생성된 센터 채널 신호를 출력하는 제3출력부;를 포함하는 오디오 장치.
  11. 스테레오 오디오 신호의 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호를 수신하고;
    상기 수신된 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호 각각의 주파수 대역에 기초하여 미리 정해진 주파수를 초과하는 대역의 신호를 차단하고;
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하고;
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하고;
    상기 산출된 신호 레벨 감도에 기초하여 상기 좌측 채널 신호와 상기 우측 채널 신호의 유사도를 결정하고;
    상기 결정된 유사도에 대응하여 상기 생성된 센터 채널 신호가 출력되도록 제어하는 오디오 장치 제어방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하는 것은,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기의 평균값에 기초하여 상기 스테레오 오디오 신호의 센터 채널 신호를 생성하는 오디오 장치 제어방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하고;
    상기 필터를 통과한 우측 채널 신호의 크기에 기초하여 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 오디오 장치 제어방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 포락선 데이터를 획득하는 것은,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호의 크기 및 우측 채널 신호의 크기가 시간의 경과에 따라 변하는 데이터를, 미리 정해진 단위 시간당 신호 크기의 데이터로 변환하여 상기 좌측 채널 신호의 포락선 데이터 및 상기 우측 채널 신호의 포락선 데이터를 획득하는 오디오 장치 제어방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 필터를 통과한 좌측 채널 신호 및 우측 채널 신호간의 신호 레벨 감도를 산출하는 것은,
    상기 획득한 좌측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기 및 상기 획득한 우측 채널 신호의 포락선 데이터의 시간별 신호 크기의 차이를 산출하고;
    상기 산출된 차이 값에 절대값을 적용하고;
    상기 절대값이 적용된 데이터를 미리 정해진 필터링 계수에 기초하여 평활화 처리하여 상기 좌측 채널 신호 및 상기 우측 채널 신호간의 상기 신호 레벨 감도를 산출하는 오디오 장치 제어방법.
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