WO2024106883A1 - 전자 장치 및 그 음향 출력 방법 - Google Patents

전자 장치 및 그 음향 출력 방법 Download PDF

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WO2024106883A1
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임동현
이우정
이윤재
김선민
박해광
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삼성전자주식회사
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전자 장치가 개시된다. 본 전자 장치는 스피커 어레이, 복수의 마이크를 포함하는 마이크 어레이, 적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리 및 스피커 어레이, 마이크 어레이 및 메모리와 연결되어 전자 장치를 제어하는 하나 이상의 프로세서를 포함하며, 하나 이상의 프로세서는 적어도 하나의 명령어를 실행함으로써, 복수의 마이크를 통해 수신된 사용자 음성에 기초하여 사용자의 방향을 식별하고, 사용자의 방향이 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 제1 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 스피커 어레이를 제어하고, 사용자의 방향이 전자 장치의 정면 방향인 아닌 것으로 식별되면, 제2 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 스피커 어레이를 제어하며, 제1 출력 모드는 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이고, 제2 출력 모드는 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 이용하여 상기 제1 출력 모드보다 스윗 스팟이 넓은 음장을 제공하는 모드이다.

Description

전자 장치 및 그 음향 출력 방법
본 개시는 전자 장치 및 그 음향 출력 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 스피커 유닛을 포함하는 전자 장치 및 그 음향 출력 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자 장치가 개발되고 있다. 특히, 더 새롭고 다양한 기능을 원하는 사용자의 니즈(needs)에 부합하기 위하여 음향 출력 장치는 다양한 컨텐츠의 특성에 대응되는 음향을 제공하도록 개발되고 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는 스피커 어레이, 복수의 마이크를 포함하는 마이크 어레이, 적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리 및 상기 스피커 어레이, 상기 마이크 어레이 및 상기 메모리와 연결되어 상기 전자 장치를 제어하는 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 적어도 하나의 명령어를 실행함으로써, 상기 복수의 마이크를 통해 수신된 사용자 음성에 기초하여 사용자의 방향을 식별하고, 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 제1 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하고, 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 아닌 것으로 식별되면, 제2 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하며, 상기 제1 출력 모드는 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이고, 상기 제2 출력 모드는 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 이용하여 상기 제1 출력 모드보다 스윗 스팟이 넓은 음장을 제공하는 모드이다.
일 예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 상기 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호가 사용자의 오른쪽 귀 방향으로 지향 출력되고 L 채널 신호가 사용자의 왼쪽 귀 방향으로 지향 출력되도록 상기 스피커 어레이를 제어할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 상기 전자 장치와 상기 사용자 간의 거리를 식별하고, 상기 식별된 거리에 따라 상기 빔포밍을 통해 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 탐지 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하고, 상기 출력된 탐지 신호가 상기 복수의 마이크를 통해 수신된 시간 및 상기 출력된 탐지 신호가 상기 사용자에 의해 반사되어 상기 복수의 마이크를 통해 수신된 시간에 기초하여 상기 전자 장치 및 상기 사용자 간 거리를 식별할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 빔포밍을 통해 상기 탐지 신호가 상기 전자 장치의 정면 방향으로 지향 출력되도록 상기 스피커 어레이를 제어할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 메모리는, 복수의 거리에 대응되는 복수의 빔포밍 필터 셋을 포함하며, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 복수의 빔포밍 필터 셋 중 상기 식별된 거리에 대응되는 빔포밍 필터 셋을 식별하고, 상기 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 상기 식별된 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터에 입력하고, 상기 복수의 빔포밍 필터를 통과한 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 상기 스피커 어레이를 통해 출력하며, 상기 식별된 거리에 대응되는 빔포밍 필터 셋에 따라 상기 R 채널 신호 및 L 채널 신호의 빔폭 및 빔 각도가 결정될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 스피커 어레이는 복수의 스피커 유닛을 포함하고, 상기 복수의 스피커 유닛은 임계 주파수 이상의 고역 음향 신호를 출력하는 복수의 트위터 유닛 및 상기 임계 주파수 미만의 중저역 음향 신호를 출력하는 복수의 미드레인지 유닛을 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 복수의 트위터 유닛은 상기 스피커 어레이의 중앙 부분에 배치된 복수의 제1 트위터 유닛 및 상기 복수의 제1 트위터 유닛의 좌측 및 우측으로 이격 배치된 복수의 제2 트위터 유닛을 포함하고, 상기 복수의 미트레인지 유닛은 상기 복수의 제2 트위터 유닛의 일 측에 배치될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 복수의 제1 트위터 유닛은 일렬로 배치된 복수의 트위터 유닛을 포함하고, 상기 복수의 제2 트위터 유닛은 상기 복수의 제1 트위터 유닛의 좌측에 배치된 좌측 트위터 유닛 및 상기 복수의 제1 트위터 유닛의 우측에 배치된 우측 트위터 유닛을 포함하고, 상기 복수의 미드레인지 유닛은 상기 좌측 트위터 유닛의 좌측에 배치된 제1 미드레인지 유닛 및 상기 우측 트위터 유닛의 우측에 배치된 제2 미드레인지 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 스피커 어레이 및 복수의 마이크를 포함하는 마이크 어레이를 포함하는 전자 장치의 음향 출력 방법은 상기 복수의 마이크를 통해 수신된 사용자 음성에 기초하여 사용자의 방향을 식별하는 단계 및 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 제1 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하고, 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 아닌 것으로 식별되면, 제2 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하는 단계를 포함하며, 상기 제1 출력 모드는 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이고, 상기 제2 출력 모드는 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 이용하여 상기 제1 출력 모드보다 스윗 스팟이 넓은 음장을 제공하는 모드이다.
일 실시 예에 따른 스피커 어레이 및 복수의 마이크를 포함하는 마이크 어레이를 포함하는 전자 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 전자 장치가 동작을 수행하도록 하는 컴퓨터 명령을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 있어서, 상기 동작은 상기 복수의 마이크를 통해 수신된 사용자 음성에 기초하여 사용자의 방향을 식별하는 단계 및 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 제1 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하고, 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 아닌 것으로 식별되면, 제2 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하는 단계를 포함하며, 상기 제1 출력 모드는 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이고, 상기 제2 출력 모드는 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 이용하여 상기 제1 출력 모드보다 스윗 스팟이 넓은 음장을 제공하는 모드이다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 일 구현 예를 나타내는 도면들,
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 일 구현 예를 나타내는 블럭도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 음향 신호 출력 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 사용자의 방향을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따라 전자 장치가 제2 출력 모드로 음향 신호를 출력하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6 및 도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라 전자 장치와 사용자 간의 거리에 따라 전자 장치가 음향 신호를 출력하는 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따라 전자 장치가 출력한 탐지 신호를 복수의 마이크를 통해 수신되는 예를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따라 빔이 형성되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어(operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예에 있어서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
한편, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시의 일 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
전자 장치(100)는 복수의 스피커 유닛을 포함하는 스피커 어레이를 포함할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 사운드바, 홈씨어터 시스템, One box 스피커, 룸 스피커, 프론트 서라운드 스피커 등으로 구현될 수 있다. 다만, 이 예에 한정되는 것은 아니고, 복수의 스피커 유닛을 포함하는 장치라면 본 개시에 따른 전자 장치(100)가 될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 복수의 스피커 유닛을 구비한 TV, 오디오 장치, 사용자 단말 등으로 구현 가능하다.
전자 장치(100)에 포함된 복수의 스피커 유닛은 전기 펄스를 음파로 변환시키는 기능을 하며, 전기 신호를 음파로 변환시키는 원리와 방법에 따라 구분되는 동전형(動電型) 즉, 다이내믹 형으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 스피커 유닛은 본 발명이 적용되는 범위 내에서 정전형(靜電型), 유전체형(誘電體型), 자기왜형(磁氣歪型) 등으로 구현될 수도 있다.
또한, 전자 장치(100)는 재생 대역을 저음/중음/고음으로 음역을 구분하고, 각각에 알맞은 스피커 유닛에 구분된 음역을 분담시키는 멀티웨이 방식으로 구현될 수 있다.
일 예로, 두 가지 타입의 스피커에 재생 대역을 분담시킨 2 웨이 방식의 경우, 복수의 스피커 유닛은 트위터 유닛(Tweeter uint) 및 미드레인지 유닛(Midrange unit)를 포함하는 형태로 구현될 도 있다.
일 예로, 세 가지 타입의 스피커에 재생 대역을 분담시킨 3 웨이 방식의 경우, 복수의 스피커 유닛은 고주파 음향 신호를 재생하기 위한 트위터 유닛(Tweeter uint), 중간 주파수 음향 신호를 재생하기 위한 미드레인지 유닛(Midrange unit), 저주파 음향 신호를 재생하기 위한 적어도 하나의 우퍼 유닛(woofer unit) 등을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
도 1a는 전자 장치(100)의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)에 포함된 복수의 스피커 유닛은 고주파수 대역의 음향 신호 즉, 임계 주파수 이상의 고역 음향 신호를 출력하는 복수의 트위터 유닛(Tweeter uint)(10), 중간 주파수 대역 및 저주파수 대역의 음향 신호 즉, 임계 주파수 미만의 중저역 음향 신호를 출력하는 복수의 미드레인지 유닛(20)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 복수의 트위터 유닛(10)은 스피커 어레이의 중앙 부분에 배치된 복수의 제1 트위터 유닛(11, 12, 13) 및 복수의 제1 트위터 유닛(11, 12, 13)의 우측 및 좌측으로 이격 배치된 복수의 제2 트위터 유닛(14, 15)를 포함할 수 있다.
이 경우, 복수의 제1 트위터 유닛(11, 12, 13)은 일렬로 배치된 복수의 트위터 유닛(11, 12, 13)을 포함할 수 있다. 일 예로, 복수의 제1 트위터 유닛(11, 12, 13)은 일렬로 배치된 3 개의 트위터 유닛(11, 12, 13)을 포함할 수 있다. 그리고, 복수의 제2 트위터 유닛(14, 15)은 복수의 트위터 유닛(11, 12, 13)의 우측에 배치된 우측 트위터 유닛(14) 및 복수의 트위터 유닛(11, 12, 13)의 좌측에 배치된 좌측 트위터 유닛(15)을 포함할 수 있다. 즉, 우측 트위터 유닛(14)은 스피커 어레이의 중앙 부분에 배치된 복수의 트위터 유닛(11, 12, 13) 중 최우측 트위터 유닛(11)의 우측에 배치되고, 좌측 트위터 유닛(15)은 스피커 어레이의 중앙 부분에 배치된 복수의 트위터 유닛(11, 12, 13) 중 최좌측 트위터 유닛(13)의 좌측에 배치될 수 있다. 다만, 복수의 트위터 유닛의 개수 및/또는 배치 위치는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 미드레인지 유닛(21, 22)은 복수의 제2 트위터 유닛(14, 15)의 일 측에 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 미드레인지 유닛(21, 22)은 우측 트위터 유닛(14)의 우측에 배치된 제1 미드레인지 유닛(21) 및 좌측 트위터 유닛(15)의 좌측에 배치된 제2 미드레인지 유닛(22)을 포함할 수 있다. 다만, 복수의 미드레인지 유닛의 개수 및 배치 위치는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 장치(100)는 복수의 마이크를 포함하는 마이크 어레이(30)를 포함할 수 있다. 마이크 어레이(30)는 복수 개의 마이크 일정한 간격으로 배치되도록 구현될 수 있다. 한편, 도 1a에서는 마이크 어레이(30)가 4 개의 마이크를 포함하는 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예에 따라 마이크 어레이(30)는 사용자의 방향을 식별하는데 이용될 수 있다.
도 1b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스피커 어레이의 구현 수치를 설명하기 위한 도면이다.
일 예에 따라 전자 장치(100)는 작은 체적의 스피커 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 스피커 유닛 별 거리 간 수치는 도 1b에 도시된 바와 같을 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 최근 헤드폰/헤드셋/이어폰과 같은 프라이빗 음향 출력 기기를 통해 사용자에게 입체 음향을 제공할 수 있는 메타버스, VR, 게임, 개인 영상 업로드 컨텐츠 등과 같은 컨텐츠의 사용량이 증가하고 있다.
사용자가 프라이빗 음향 출력 기기를 사용할 경우, L(Left) 채널 신호는 사용자의 왼쪽 귀로만 들어가며 반대로, R(Right) 채널 신호는 사용자의 오른쪽 귀로만 들어가게 된다. 예를 들어, Binaural Audio Contents의 경우, 프라이빗 음향 출력 기기로 청취 시 완벽한 입체 음향 체험이 가능하게 된다.
반면, 일반 스피커의 경우, L 채널(또는 R 채널)의 신호는 사용자의 왼쪽 귀 뿐 아니라 오른쪽 귀에도 들어가게 된다. 이와 같은 크로스토크(Crosstalk) 현상으로 인해 입체 음향 효과 반감될 수 밖에 없다.
이하에서는 작은 체적의 스피커 어레이에서 입체 음향 효과를 최대화하기 위하여 효과적으로 크로스토크를 제거할 수 있는 다양한 실시 예에 대해 설명하도록 한다.
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2a에 따르면 전자 장치(100)은 스피커 어레이(110), 마이크 어레이(120), 메모리(130) 및 하나 이상의 프로세서(140)를 포함한다.
스피커 어레이(110)는 복수의 스피커 유닛을 포함한다. 일 예에 따라, 도 1a에 도시된 바와 같이, 복수의 스피커 유닛은 복수의 트위터 유닛(10) 및 복수의 미드레인지 유닛(20)을 포함할 수 있다. 이에 대해 도 1a에서 자세히 설명하였으므로, 추가 설명은 생략하도록 한다.
마이크 어레이(120)는 사용자 음성이나 기타 소리를 입력받아 오디오 데이터로 변환할 수 있다.
이 경우, 마이크 어레이(120)는 복수의 마이크를 포함할 수 있다. 일 예에 따라, 스피커 어레이(120)는 도 1a에 도시된 마이크 어레이(30)로 구현되며, 전자 장치(100)의 기 정해진 위치, 예를 들어, 중앙 영역에 배치될 수 있다.
메모리(130)는 다양한 실시 예를 위해 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 데이터 저장 용도에 따라 전자 장치(100)에 임베디드된 메모리 형태로 구현되거나, 전자 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리 형태로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)의 구동을 위한 데이터의 경우 전자 장치(100)에 임베디드된 메모리에 저장되고, 전자 장치(100)의 확장 기능을 위한 데이터의 경우 전자 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리에 저장될 수 있다.
한편, 전자 장치(100)에 임베디드된 메모리의 경우 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 또한, 전자 장치(100)에 탈부착이 가능한 메모리의 경우 메모리 카드(예를 들어, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 등), USB 포트에 연결가능한 외부 메모리(예를 들어, USB 메모리) 등과 같은 형태로 구현될 수 있다.
하나 이상의 프로세서(140)는 전자 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 하나 이상의 프로세서(130)는 전자 장치(100)의 각 구성과 연결되어 전자 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(130)는 스피커 어레이(110), 마이크 어레이(120) 및 메모리(130)와 전기적으로 연결되어 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(140)는 하나 또는 복수의 프로세서로 구성될 수 있다.
하나 이상의 프로세서(140)는 메모리(130)에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션(instruction)을 실행함으로써, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 동작을 수행할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(140)는 CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), APU (Accelerated Processing Unit), MIC (Many Integrated Core), DSP (Digital Signal Processor), NPU (Neural Processing Unit), 하드웨어 가속기 또는 머신 러닝 가속기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(140)는 전자 장치의 다른 구성요소 중 하나 또는 임의의 조합을 제어할 수 있으며, 통신에 관한 동작 또는 데이터 처리를 수행할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(140)는 메모리에 저장된 하나 이상의 프로그램 또는 명령어(instruction)을 실행할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 하나 이상의 명령어를 실행함으로써, 본 개시의 일 실시 예에 따른 방법을 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 방법이 복수의 동작을 포함하는 경우, 복수의 동작은 하나의 프로세서에 의해 수행될 수도 있고, 복수의 프로세서에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 일 실시 예에 따른 방법에 의해 제1 동작, 제2 동작, 제3 동작이 수행될 때, 제1 동작, 제2 동작, 및 제3 동작 모두 제1 프로세서에 의해 수행될 수도 있고, 제1 동작 및 제2 동작은 제1 프로세서(예를 들어, 범용 프로세서)에 의해 수행되고 제3 동작은 제2 프로세서(예를 들어, 인공지능 전용 프로세서)에 의해 수행될 수도 있다.
하나 이상의 프로세서(140)는 하나의 코어를 포함하는 단일 코어 프로세서(single core processor)로 구현될 수도 있고, 복수의 코어(예를 들어, 동종 멀티 코어 또는 이종 멀티 코어)를 포함하는 하나 이상의 멀티 코어 프로세서(multicore processor)로 구현될 수도 있다. 하나 이상의 프로세서(140)가 멀티 코어 프로세서로 구현되는 경우, 멀티 코어 프로세서에 포함된 복수의 코어 각각은 캐시 메모리, 온 칩(On-chip) 메모리와 같은 프로세서 내부 메모리를 포함할 수 있으며, 복수의 코어에 의해 공유되는 공통 캐시가 멀티 코어 프로세서에 포함될 수 있다. 또한, 멀티 코어 프로세서에 포함된 복수의 코어 각각(또는 복수의 코어 중 일부)은 독립적으로 본 개시의 일 실시 예에 따른 방법을 구현하기 위한 프로그램 명령을 판독하여 수행할 수도 있고, 복수의 코어 전체(또는 일부)가 연계되어 본 개시의 일 실시 예에 따른 방법을 구현하기 위한 프로그램 명령을 판독하여 수행할 수도 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 방법이 복수의 동작을 포함하는 경우, 복수의 동작은 멀티 코어 프로세서에 포함된 복수의 코어 중 하나의 코어에 의해 수행될 수도 있고, 복수의 코어에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 일 실시 예에 따른 방법에 의해 제 1동작, 제2 동작, 및 제3 동작이 수행될 때, 제1 동작, 제2 동작, 및 제3 동작 모두 멀티 코어 프로세서에 포함된 제1 코어에 의해 수행될 수도 있고, 제1 동작 및 제2 동작은 멀티 코어 프로세서에 포함된 제1 코어에 의해 수행되고 제3 동작은 멀티 코어 프로세서에 포함된 제2 코어에 의해 수행될 수도 있다.
본 개시의 실시 예들에서, 프로세서는 하나 이상의 프로세서 및 기타 전자 부품들이 집적된 시스템 온 칩(SoC), 단일 코어 프로세서, 멀티 코어 프로세서, 또는 단일 코어 프로세서 또는 멀티 코어 프로세서에 포함된 코어를 의미할 수 있으며, 여기서 코어는 CPU, GPU, APU, MIC, DSP, NPU, 하드웨어 가속기 또는 기계 학습 가속기 등으로 구현될 수 있으나, 본 개시의 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하나 이상의 프로세서(130)를 프로세서(130)로 명명하도록 한다.
도 2b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 일 구현 예를 나타내는 블럭도이다.
도 2b에 따르면 전자 장치(100')는 스피커 어레이(110), 마이크 어레이(120), 메모리(130), 하나 이상의 프로세서(140), 통신 인터페이스(150), 사용자 인터페이스(160) 및 디스플레이(170)를 포함할 수 있다. 그러나, 이와 같은 구성은 예시적인 것으로서, 본 개시를 실시함에 있어 이와 같은 구성에 더하여 새로운 구성이 추가되거나 일부 구성이 생략될 수 있음을 물론이다. 한편, 도 2b에 도시된 구성 중 도 2a에 도시된 구성과 중복되는 구성에 대해서는 자세한 설명은 생략하도록 한다.
통신 인터페이스(150)는 회로(circuitry)를 포함한다. 그리고, 통신 인터페이스(150)는 전자 장치(100)의 구현 예에 따라 다양한 통신 방식을 지원할 수 있다.
예를 들어, 통신 인터페이스(150)는 블루투스(Bluetooth), AP 기반의 Wi-Fi(와이파이, Wireless LAN 네트워크), 지그비(Zigbee), 유/무선 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network), 이더넷(Ethernet), IEEE 1394, HDMI(High-Definition Multimedia Interface), USB(Universal Serial Bus), MHL(Mobile High-Definition Link), AES/EBU(Audio Engineering Society/ European Broadcasting Union), 옵티컬(Optical), 코액셜(Coaxial) 등과 같은 통신 방식을 통해 외부 장치, 외부 저장 매체(예를 들어, USB 메모리), 외부 서버(예를 들어 클라우드 서버) 등과 통신을 수행할 수 있다.
이 경우, 통신 인터페이스(150)는 외부 장치, 서버 등으로부터 데이터를 수신하고, 외부 장치, 서버 등으로 데이터를 송신할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(150)는 R 채널 및 L 채널을 포함하는 음향 신호를 수신할 수 있다. 여기에서, 음향 신호는 스테레오 신호 또는 다채널 신호일 수 있다.
사용자 인터페이스(160)는 회로를 포함한다. 그리고, 사용자 인터페이스(160)는 사용자 명령을 입력받을 수 있다. 이를 위해, 사용자 인터페이스(160)는 버튼, 터치 패드, 마우스 및 키보드와 같은 장치로 구현되거나, 디스플레이 기능 및 조작 입력 기능도 함께 수행 가능한 터치 스크린 등으로 구현될 수 있다.
디스플레이(170)는 자발광 소자를 포함하는 디스플레이 또는, 비자발광 소자 및 백라이트를 포함하는 디스플레이로 구현될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이(170)는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이, LED(Light Emitting Diodes), 마이크로 LED(micro LED), Mini LED, PDP(Plasma Display Panel), QD(Quantum dot) 디스플레이, QLED(Quantum dot light-emitting diodes) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있다. 디스플레이(170) 내에는 a-si TFT, LTPS(low temperature poly silicon) TFT, OTFT(organic TFT) 등과 같은 형태로 구현될 수 있는 구동 회로 및 백라이트 유닛 등도 함께 포함될 수 있다.
일 예에 따라, 디스플레이(170)의 전면에는 다양한 유형의 터치 입력을 감지하기 위한 터치 센서가 배치될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이(170)는 사용자 손에 의한 터치 입력, 스타일러스 펜과 같은 입력 장치에 의한 터치 입력, 특정 정전 물질에 의한 터치 입력 등 다양한 유형의 터치 입력을 감지할 수 있다. 여기서, 입력 장치는 전자 펜, 스타일러스 펜, S-펜 등 다양한 용어로 지칭될 수 있는 펜 형의 입력 장치로 구현될 수 있다. 일 예에 따라 디스플레이(170)는 평면(flat) 디스플레이, 커브드(curved) 디스플레이, 폴딩(folding) 또는/및 롤링(rolling) 가능한 플렉서블 디스플레이 등으로 구현될 수도 있다.
그 밖에 전자 장치(100')는 구현 예에 따라 카메라(미도시), 센서(미도시), 튜너(미도시) 및 복조부(미도시) 등을 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(140)는 사용자의 방향을 식별한다.
그리고, 프로세서(140)는 사용자의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향인 것으로 식별되면, 제1 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 스피커 어레이(110)를 제어한다. 여기에서, 제1 출력 모드는 빔포밍(beamforming)을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이다.
또한, 프로세서(140)는 사용자의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향이 아닌 것으로 식별되면, 제2 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 스피커 어레이(110)를 제어한다. 여기에서, 제2 출력 모드는 빔포밍 없이 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 음향 신호 출력 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 프로세서(140)는 마이크 어레이(120)에 포함된 복수의 마이크를 통해 사용자 음성을 수신할 수 있다(S310).
이 경우, 사용자 음성은 임의의 발화 또는 기설정된 트리거 워드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 음성 채팅, AI 음성 서비스 등을 이용하기 위해 발화할 수 있으며, 이 경우, 복수의 마이크 유닛을 통해 사용자 음성이 수신될 수 있다. 한편, 후술하는 바와 같이, 사용자 음성을 전자 장치(100)에서 사용자의 방향을 식별하는데 이용될 수 있다. 이 경우, 기설정된 트리거 워드는 전자 장치(100)에서 사용자의 방향 감지를 위해 미리 정의된 단어, 문장 등을 포함할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 복수의 마이크를 통해 수신된 사용자 음성에 기초하여 사용자의 방향을 식별할 수 있다(S320).
여기에서, 사용자의 방향은 전자 장치(100)를 기준으로 사용자 음성을 발화한 사용자가 어느 방향에 위치하는지에 대한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 방향은 전자 장치(100)를 기준으로 사용자가 위치하는 각도일 수 있다. 여기에서, 사용자의 각도는 전자 장치(100)와 수평인 각도를 0 도로 하고, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 각도가 360 도(0 도와 동일)까지 증가하는 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 사용자의 각도는 전자 장치(100)의 정면 방향을 0 도로 하고 시계 방향을 + 방향, 반시계 방향을 - 방향으로 하여 180 도까지 증가하는 형태일 수도 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 DOA(Direction of Arrival) 기법 등을 이용하여 사용자의 방향을 식별할 수 있다.
여기에서, DOA 기법은 마이크 어레이(120)에 포함된 복수의 마이크 중 각각의 마이크를 통해 수신되는 음성 신호 간의 상관 관계를 이용하여 음성 신호에 대한 방향 정보를 획득하는 기법이다. 구체적으로, DOA 기법에 따르면, 음성 신호가 복수의 마이크에 특정 입사각으로 수신되는 경우, 프로세서(140)는 각 마이크에 음성 신호가 도착하는 거리의 차이에 따른 지연 거리 및 지연 시간 등을 바탕으로 음성 신호의 입사각을 획득하고, 획득된 입사각을 바탕으로 수신된 음성 신호에 대한 방향 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 복수의 마이크를 통해 수신된 음성 신호를 지연시키고, 지연된 음성 신호들 간의 상호 상관 값을 산출할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 상호 상관 값이 최대가 되는 지연 시간을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 결정된 지연 시간, 음성 신호의 속도(가령, 음속) 및 마이크 간의 거리를 이용하여 음성 신호의 입사각을 추정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 특정 방향의 음성 신호가 제1 마이크로 수신되는 제1 수신 시간 및 제2 마이크로 수신되는 제2 수신 시간과의 시간 차이에 기초하여 음성 신호가 수신되는 방향을 결정할 수 있다. 이를 위해, 메모리(130)에는 미리 측정된 수신 시간 차이 값과 수신 방향 상의 상관 관계 데이터가 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 제1 수신 시간과 제2 수신 시간 사이의 수신 시간 차이(예를 들면, 0 초)에 기초하여 모든 방향("0 도"에서 "360 도" 사이의 방향) 중 해당 수신 시간 차이에 대응되는 특정 방향(예를 들면, "90 도")을 상관 관계 데이터로부터 획득할 수 있다.
이 외에도, 프로세서(140)는 MUSIC(Multiple signal Classification), GCCPHAT(Generalized Cross Correlation with Phase Transform) 등과 같은 다양한 입사각 추정 알고리즘을 이용하여 음성 신호에 대한 방향 정보를 획득할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 사용자의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향인지를 식별할 수 있다.
여기에서, 전자 장치(100)의 정면 방향은 전자 장치(100)와 수평인 각도를 0도로 하였을 때, 시계 방향으로 각도가 90도가 되는 방향일 수 있다.
예를 들어, 도 4의 410 및 420와 같이, 사용자(1)가 전자 장치(100)와 수평인 축으로부터 시계 방향으로 각도가 θ1 및 θ2인 지점에 각각 위치하는 경우를 가정한다. 여기에서, 수평인 축의 각도가 0 도인 것으로 가정한다.
이 경우, 도 4의 410에서 θ1가 90 도인 경우, 프로세서(140)는 사용자(1)의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향인 것으로 식별할 수 있다. 또한, 도 4의 420에서 θ2가 40 도인 경우, 프로세서(140)는 사용자(1)의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향이 아닌 것으로 식별할 수 있다.
한편, 전술한 예에서는 전자 장치(100)의 정면 방향은 전자 장치(100)로부터 90 도가 되는 방향인 것으로 설명하였다. 다만, 이는 일 예이고, 프로세서(140)는 측정된 사용자의 각도가 기설정된 각도 범위 내에 속하는 경우(가령, 90 도-θ < 사용자의 각도 < 90 도+θ), 사용자의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향인 것으로 식별할 수도 있다. 여기에서, θ는 전자 장치(100)의 제조 단계에서 기설정될 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 사용자의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향인 것으로 식별되면(S330-Y), 제1 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 스피커 어레이(110)를 제어할 수 있다(S400).
여기에서, 제1 출력 모드는 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이다.
구체적으로, 프로세서(140)는 사용자의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향인 것으로 식별되면, 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호가 사용자의 오른쪽 귀 방향으로 지향 출력되고, L 채널 신호가 사용자의 왼쪽 귀 방향으로 지향 출력되도록 스피커 어레이(110)를 제어할 수 있다.
이에 따라, 사용자가 전자 장치(100)의 정면 방향에 위치하는 경우, R 채널 신호가 사용자의 오른쪽 귀에 들어가고 L 채널 신호가 사용자의 왼쪽 귀에 들어가게 된다는 점에서, 사용자에게 입체 음향 효과를 제공할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 사용자의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향이 아닌 것으로 식별되면(S330-N), 제2 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 스피커 어레이(110)를 제어할 수 있다(S500).
여기에서, 제2 출력 모드는 빔포밍 없이 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이다.
예를 들어, 프로세서(140)는 사용자(1)의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향이 아닌 것으로 식별되면, 스피커 어레이(110)에 포함된 복수의 스피커 유닛을 통해 모노 음향 신호를 출력할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 R 채널 신호와 L 채널 신호를 합성하여 모노 채널에 대응되는 모노 음향 신호를 생성하고, 복수의 트위터 유닛(10) 및 복수의 미드레인지 유닛(20)을 통해 모노 음향 신호를 출력할 수 있다.
도 5를 참조하면, 전자 장치(100)는 사용자(1)가 전자 장치(100)의 정면 방향에 위치하지 않은 경우, 스윗 스팟(sweet spot)이 넓은 모노 음향 신호(2)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 전자 장치(100)의 정면 방향에 위치하지 않은 경우에도, 크로스토크 없이 자연스러운 음향 효과를 제공할 수 있다.
한편, 전술한 예에서 전자 장치(100)가 모노 음향 신호를 출력하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 예이며, 전자 장치(100)는 스윗 스팟이 넓은 음장을 형성할 수 있는 다양한 유형의 음향 신호를 출력할 수 있다.
한편, 일 예에 따르면, 전자 장치(100)는 사용자가 전자 장치(100)의 정면 방향에 위치하는 경우, 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리에 따라 빔포밍을 이용하여 적절한 음장을 형성하여 크로스토크를 효과적으로 제거할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라 전자 장치와 사용자 간의 거리에 따라 전자 장치가 음향 신호를 출력하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6을 참조하면, 프로세서(140)는 사용자의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향인 것으로 식별되면, 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리를 식별할 수 있다(S410).
구체적으로, 도 7을 참조하면, 프로세서(140)는 사용자의 방향이 전자 장치(100)의 정면 방향인 것으로 식별되면, 탐지 신호(또는 탐지 음파 신호)를 출력하도록 스피커 어레이(110)를 제어할 수 있다(S411).
여기에서, 탐지 신호는 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리를 측정하기 위해 이용되는 신호일 수 있다. 탐지 신호는 음향 신호에 대한 사용자의 청취에 방해가 되지 않도록 고주파 신호 또는 비가청대역의 신호로 구현될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 빔포밍을 이용하여 탐지 신호를 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 빔포밍을 통해 탐지 신호가 전자 장치(100)의 전면 방향으로 지향 출력되도록 복수의 트위터 유닛(10)을 제어할 수 있다.
이를 위해, 메모리(130)는 전자 장치(100)의 전면 방향에 대응되는 빔포밍 필터 셋을 포함할 수 있다.
여기에서, 빔포밍 필터 셋은 복수의 빔포밍 필터를 포함할 수 있다. 빔포밍 필터는 음향 신호를 처리하여 특정한 위치에 포커싱시키기 위한 필터일 수 있다.
그리고, 빔포밍 필터 셋에 포함된 빔포밍 필터의 개수는 복수의 트위터 유닛의 개수와 동일할 수 있다. 또한, 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터 각각은 복수의 트위터 유닛 각각에 대응될 수 있다. 즉, 빔포밍 필터를 통과한 음향 신호는 빔포밍 필터에 대응되는 트위터 유닛을 통해 출력될 수 있다.
즉, 음향 신호가 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터를 통과한 후 복수의 트위터 유닛을 통해 출력되면, 출력된 음향 신호들 간의 중첩과 상쇄로 인해, 음향 신호가 전자 장치(100)의 전면 방향에 포커싱되도록 음장이 형성될 수 있다. 이를 위해, 음향 신호가 전자 장치(100)의 전면 방향에 포커싱되도록, 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터의 계수가 미리 결정될 수 있다.
이에 따라, 프로세서(140)는 빔포밍 필터 셋을 이용하여 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 탐지 신호를 전자 장치(100)의 전면 방향으로 출력할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 탐지 신호를 복수의 빔포밍 필터에 각각 입력할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 버퍼 등을 이용하여 탐지 신호를 복수 개 생성하고, 복수의 탐지 신호를 복수의 빔포밍 필터에 입력할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 복수의 빔포밍 필터를 통과한 복수의 탐지 신호를 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력할 수 있다.
이와 같이, 프로세서(140)는 빔포밍을 이용하여 탐지 신호를 출력할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력된 탐지 신호를 마이크 어레이(120)에 포함된 복수의 마이크를 통해 수신할 수 있다(S412).
예를 들어, 도 8과 같이, 프로세서(140)는 빔포밍을 이용하여 복수의 트위터 유닛(11 내지 15)을 통해 탐지 신호를 출력할 수 있다.
이 경우, 탐지 신호는 전자 장치(100)의 정면 방향의 특정한 위치에 포커싱된다는 점에서, 출력된 탐지 신호는 전자 장치(100)의 전면 방향에 있는 사용자(1)를 향하게 된다. 이 경우, 출력된 탐지 신호는 사용자(1)에 의해 반사되어 복수의 마이크(30)를 통해 수신될 수 있다(도 8의 ①).
또한, 빔포밍 시 발생되는 사이드 로브(side lobe)로 인해, 출력된 탐지 신호는 복수의 트위터 유닛(11 내지 15)의 주변에 위치한 복수의 마이크(30)를 통해 직접 수신될 수 있다(도 8의 ②).
그리고, 프로세서(140)는 출력된 탐지 신호와 수신된 탐지 신호를 이용하여 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리를 식별할 수 있다(S413).
구체적으로, 프로세서(140)는 출력된 탐지 신호가 복수의 마이크를 통해 수신된 시간 및 출력된 탐지 신호가 사용자에 의해 반사되어 복수의 마이크를 통해 수신된 시간에 기초하여 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리를 식별할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 수신된 탐지 신호의 ToF(time of flight)를 식별할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력된 탐지 신호가 복수의 마이크를 통해 직접 수신되면, 수신된 탐지 신호의 ToF를 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력된 탐지 신호가 사용자에 의해 반사되어 복수의 마이크를 통해 수신되면, 수신된 탐지 신호의 ToF를 판단할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 출력된 탐지 신호와 수신된 탐지 신호의 상관 관계(correlation)를 이용하여 탐지 신호의 ToF를 식별할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 출력된 탐지 신호와 수신된 탐지 신호 간의 상호 상관 함수(cross correlation function)를 산출할 수 있다. 상호 상관 함수는 두 함수들 간의 상관 정도를 나타내는 함수이므로, 출력된 탐지 신호와 수신된 탐지 신호 간의 상호 상관 함수는 두 신호 간의 상관 관계에 비례하는 값을 출력할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 산출된 상호 상관 함수의 값이 최대인 시점을 식별할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 탐지 신호가 출력된 시점부터 상호 상관 함수의 값이 최대인 시점까지의 시간을 탐지 신호의 ToF인 것으로 식별할 수 있다.
또는, 프로세서(140)는 산출된 상호 상관 함수의 값이 기설정된 임계 값을 초과하는 시점을 식별할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 탐지 신호가 출력된 시점부터 상호 상관 함수의 값이 기설정된 임계 값을 초과하는 시점까지의 시간을 탐지 신호의 ToF인 것으로 식별할 수 있다.
이와 같이, 프로세서(140)는 상호 상관을 이용하여 탐지 신호의 ToF를 획득할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 스피커 어레이(110)와 마이크 어레이(120) 간의 거리 및 및 탐지 신호의 ToF에 기초하여 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리를 식별할 수 있다.
구체적으로, 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력된 후 복수의 마이크를 통해 수신된 탐지 신호의 ToF와 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력된 후 사용자에 의해 반사되어 복수의 마이크를 통해 수신된 탐지 신호의 ToF 간의 비율은 복수의 트위터 유닛(10)과 복수의 마이크 간의 거리와 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리 간의 비율과 같을 수 있다.
여기에서, 복수의 트위터 유닛(10)과 복수의 마이크 간의 거리는 전자 장치(100)에서 복수의 트위터 유닛(10)의 위치와 복수의 마이크의 위치에 따라 미리 정해진 값으로, 이러한 거리에 대한 정보가 메모리(130)에 저장되어 있을 수 있다.
따라서, 프로세서(140)는 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력된 후 복수의 마이크를 통해 수신된 탐지 신호의 ToF와 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력된 후 사용자에 의해 반사되어 복수의 마이크를 통해 수신된 탐지 신호의 ToF 간의 비율을 복수의 트위터 유닛(10)과 복수의 마이크 간의 거리에 적용하여, 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리를 판단할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 탐지 신호를 이용하여 식별된 거리 및 복수의 마이크를 통해 수신된 음성 신호의 레벨(즉, 크기)에 따라 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리를 판단할 수도 있다.
예를 들어, 탐지 신호가 사용자에 의해 반사되어 복수의 마이크를 통해 수신된 시점에 사용자가 발화한 사용자 음성이 복수의 마이크를 통해 수신된 경우를 가정한다. 이 경우, 프로세서(140)는 복수의 마이크를 통해 수신된 음성 신호의 레벨에 대한 정보를 탐지 신호를 이용하여 식별된 거리에 매칭하여 메모리(130)에 저장할 수 있다.
이후, 프로세서(140)는 복수의 마이크를 통해 음성 신호가 수신되면, 수신된 음성 신호의 레벨과 메모리(130)에 저장된 레벨을 비교하여, 이들 레벨 간의 비율을 식별하고, 식별된 비율을 메모리(130)에 저장된 거리에 적용하여, 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리를 식별할 수 있다. 이와 같이, 프로세서(140)는 탐지 신호를 이용하지 않아도, 메모리(130)에 저장된 정보를 이용하여 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리를 식별할 수 있다.
예를 들어, 메모리(130)에 저장된 음성 신호의 레벨이 a이고, 거리가 d인 경우를 가정한다. 이후, 프로세서(140)는 복수의 마이크를 통해 음성 신호가 수신되면, 수신된 음성 신호의 레벨을 식별할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 수신된 음성 신호의 레벨이 a/2인 경우, 현재 음성을 발화한 사용자와 전자 장치(100) 간의 거리가 d/2인 것으로 식별할 수 있다.
한편, 전술한 예에서는 복수의 트위터 유닛(10)을 이용하여 탐지 신호를 출력하는 것으로 설명하였다. 다만, 이는 일 예이고, 프로세서(140)는 빔포밍을 이용하여 탐지 신호를 복수의 트위터 유닛(10) 및 복수의 미드레인지 유닛(20)을 통해 출력할 수도 있다. 이를 위해, 빔포밍에 이용되는 스피커 유닛의 개수에 대응되는 빔포밍 필터가 메모리(130)에 저장되어 있을 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 식별된 거리에 따라 빔포밍을 통해 음향 신호를 출력할 수 있다(S420).
구체적으로, 프로세서(140)는 식별된 거리에 따라 빔포밍을 통해 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하도록 스피커 어레이(110)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 식별된 거리에 따라 빔포밍을 통해 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하도록 복수의 트위터 유닛(10)을 제어할 수 있다.
이를 위해, 메모리(130)는 복수의 거리에 대응되는 복수의 빔포밍 필터 셋을 포함할 수 있다. 빔포밍 필터는 음향 신호를 처리하여 특정한 위치에 포커싱시키기 위한 필터일 수 있다.
그리고, 빔포밍 필터 셋에 포함된 빔포밍 필터의 개수는 복수의 트위터 유닛의 개수와 동일할 수 있다. 또한, 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터 각각은 복수의 트위터 유닛 각각에 대응할 수 있다. 즉, 빔포밍 필터를 통과한 음향 신호는 빔포밍 필터에 대응되는 트위터 유닛을 통해 출력될 수 있다.
즉, 음향 신호가 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터를 통과한 후 복수의 트위터 유닛을 통해 출력되면, 출력된 음향 신호들 간의 중첩과 상쇄로 의해, 음향 신호가 빔포밍 필터 셋에 대응되는 거리에 포커싱되도록 음장이 형성될 수 있다. 이를 위해, 음향 신호가 특정한 거리에 포커싱되도록, 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터의 계수가 미리 결정될 수 있다.
이 경우, 메모리(130)는 복수의 거리 별로 R 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋 및 L 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋을 포함할 수 있다.
여기에서, R 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터의 계수는 음향 신호가 전자 장치(100)로부터 특정한 거리만큼 떨어진 지점에 위치한 사용자의 오른쪽 귀의 위치에 포커싱되도록 미리 결정될 수 있다. 또한, L 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터의 계수는 음향 신호가 전자 장치(100)로부터 특정한 거리만큼 떨어진 지점에 위치한 사용자의 왼쪽 귀의 위치에 포커싱되도록 미리 결정될 수 있다.
이에 따라, R 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋을 통과한 후 출력된 R 채널 신호는 전자 장치(100)로부터 특정한 거리만큼 떨어진 사용자의 오른쪽 귀로 들어가고, L 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋을 통과한 후 출력된 L 채널 신호는 전자 장치(100)로부터 특정한 거리만큼 떨어진 사용자의 왼쪽 귀로 들어갈 수 있게 된다.
프로세서(140)는 메모리(130)에 저장된 복수의 빔포밍 필터 셋 중 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리에 대응되는 빔포밍 필터 셋을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하도록 스피커 어레이(110)를 제어할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(140)는 메모리(130)에 저장된 복수의 빔포밍 필터 셋 중 전자 장치(100)와 사용자 간의 거리에 대응되는 R 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋 및 L 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋을 식별할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 R 채널 신호를 R 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터에 각각 입력할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 버퍼 등을 이용하여 R 채널 신호를 복수 개 생성하고, 복수의 R 채널 신호를 복수의 빔포밍 필터에 입력할 수 있다. 이어서, 프로세서(140)는 복수의 빔포밍 필터를 통과한 복수의 R 채널 신호를 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 L 채널 신호를 L 채널 신호를 위한 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터에 각각 입력할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 버퍼 등을 이용하여 L 채널 신호를 복수 개 생성하고, 복수의 L 채널 신호를 복수의 빔포밍 필터에 입력할 수 있다. 이어서, 프로세서(140)는 복수의 빔포밍 필터를 통과한 복수의 L 채널 신호를 복수의 트위터 유닛(10)을 통해 출력할 수 있다.
이에 따라, 전자 장치(100)에서 출력된 R, L 음향 신호는 전자 장치(100)의 전면 방향에서 사용자가 위치한 지점에 포커싱되어, 사용자에게 입체 음향 효과를 제공할 수 있다.
한편, 전술한 예에서는 복수의 트위터 유닛(10)을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 것으로 설명하였다. 다만, 이는 일 예이고, 프로세서(140)는 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 복수의 트위터 유닛(10) 및 복수의 미드레인지 유닛(20)을 통해 출력할 수도 있다. 이를 위해, 빔포밍에 이용되는 스피커 유닛의 개수에 대응되는 빔포밍 필터가 메모리(130)에 저장되어 있을 수 있다.
한편, 전자 장치(100)와 사용자의 거리에 대응되는 빔포밍 필터 셋에 따라 R 채널 신호 및 L 채널 신호의 빔폭 및 빔 각도가 결정될 수 있다.
빔포밍된 음향 신호는 전자 장치(100)로부터 특정한 거리만큼 떨어진 지점에 포커싱되어야 한다. 따라서, 도 9의 910과 같이, 사용자(1)가 근거리에 위치하는 경우, 빔포밍된 음향 신호에 의해 형성되는 빔(911)은 근거리에 위치한 사용자에게 크로스토크 없이 스테레오 음향을 제공할 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 도 9의 920과 같이, 사용자(1)가 원거리에 위치하는 경우, 빔포밍된 음향 신호에 의해 형성되는 빔(921)은 원거리에 위치한 사용자에게 크로스토크 없이 스테레오 음향을 제공할 수 있도록 형성될 수 있다.
이 경우, 사용자가 원거리에 위치하는 경우보다 근거리에 위치할 때, 전자 장치(100)에 의해 형성되는 빔의 빔폭 및 빔 각도가 더 좁을 수 있다.
한편, 일 실시 예에 따르면, 사용자가 원거리에 위치하는 경우에도, 좁은 빔 각도로 날카로운 빔(즉, 빔 폭이 작은 빔)을 형성하여 원거리에 위치한 사용자에게 스테레오 음향을 제공할 수도 있다. 하지만, 날카로운 빔을 형성하기 위해서는 많은 스피커 유닛이 필요하다. 따라서, 일 실시 예에 따르면, 스피커 유닛의 개수를 고려하여, 원거리에 위치한 사용자에게 스테레오 음향을 제공하기 위해, 빔 각도를 넓히고, 넓어진 빔 각도에 따라 빔 폭을 조정할 수도 있다.
한편, 일 실시 예에 따르면, 본 개시의 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
한편, 본 개시에서 사용된 용어 "부" 또는 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "부" 또는 "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 음향 출력 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예는 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 로봇(100))를 포함할 수 있다.
상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접 또는 상기 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    스피커 어레이;
    복수의 마이크를 포함하는 마이크 어레이;
    적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리; 및
    상기 스피커 어레이, 상기 마이크 어레이 및 상기 메모리와 연결되어 상기 전자 장치를 제어하는 하나 이상의 프로세서;를 포함하며,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 명령어를 실행함으로써,
    상기 복수의 마이크를 통해 수신된 사용자 음성에 기초하여 사용자의 방향을 식별하고, 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 제1 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하고, 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 아닌 것으로 식별되면, 제2 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하며,
    상기 제1 출력 모드는, 빔포밍(Beamforming)을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이고,
    상기 제2 출력 모드는, R 채널 신호 및 L 채널 신호를 이용하여 상기 제1 출력 모드보다 스윗 스팟이 넓은 음장을 제공하는 모드인, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 상기 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호가 사용자의 오른쪽 귀 방향으로 지향 출력되고 L 채널 신호가 사용자의 왼쪽 귀 방향으로 지향 출력되도록 상기 스피커 어레이를 제어하는, 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 상기 전자 장치와 상기 사용자 간의 거리를 식별하고, 상기 식별된 거리에 따라 상기 빔포밍을 통해 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하는, 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 탐지 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하고, 상기 출력된 탐지 신호가 상기 복수의 마이크를 통해 수신된 시간 및 상기 출력된 탐지 신호가 상기 사용자에 의해 반사되어 상기 복수의 마이크를 통해 수신된 시간에 기초하여 상기 전자 장치 및 상기 사용자 간 거리를 식별하는, 전자 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 빔포밍을 통해 상기 탐지 신호가 상기 전자 장치의 정면 방향으로 지향 출력되도록 상기 스피커 어레이를 제어하는, 전자 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 메모리는, 복수의 거리에 대응되는 복수의 빔포밍 필터 셋을 포함하며,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 복수의 빔포밍 필터 셋 중 상기 식별된 거리에 대응되는 빔포밍 필터 셋을 식별하고, 상기 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 상기 식별된 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터에 입력하고, 상기 복수의 빔포밍 필터를 통과한 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 상기 스피커 어레이를 통해 출력하며,
    상기 식별된 거리에 대응되는 빔포밍 필터 셋에 따라 상기 R 채널 신호 및 L 채널 신호의 빔폭 및 빔 각도가 결정되는, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스피커 어레이는, 복수의 스피커 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 스피커 유닛은,
    임계 주파수 이상의 고역 음향 신호를 출력하는 복수의 트위터(tweeter) 유닛 및 상기 임계 주파수 미만의 중저역 음향 신호를 출력하는 복수의 미드레인지(midrange) 유닛을 포함하는, 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 트위터 유닛은,
    상기 스피커 어레이의 중앙 부분에 배치된 복수의 제1 트위터 유닛 및 상기 복수의 제1 트위터 유닛의 좌측 및 우측으로 이격 배치된 복수의 제2 트위터 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 미트레인지 유닛은,
    상기 복수의 제2 트위터 유닛의 일 측에 배치되는, 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제1 트위터 유닛은, 일렬로 배치된 복수의 트위터 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 제2 트위터 유닛은, 상기 복수의 제1 트위터 유닛의 좌측에 배치된 좌측 트위터 유닛 및 상기 복수의 제1 트위터 유닛의 우측에 배치된 우측 트위터 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 미드레인지 유닛은, 상기 좌측 트위터 유닛의 좌측에 배치된 제1 미드레인지 유닛 및 상기 우측 트위터 유닛의 우측에 배치된 제2 미드레인지 유닛을 포함하는, 전자 장치.
  10. 스피커 어레이 및 복수의 마이크를 포함하는 마이크 어레이를 포함하는 전자 장치의 음향 출력 방법에 있어서,
    상기 복수의 마이크를 통해 수신된 사용자 음성에 기초하여 사용자의 방향을 식별하는 단계; 및
    상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 제1 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하고, 상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 아닌 것으로 식별되면, 제2 출력 모드로 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 출력 모드는, 빔포밍(Beamforming)을 이용하여 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하는 모드이고,
    상기 제2 출력 모드는, R 채널 신호 및 L 채널 신호를 이용하여 상기 제1 출력 모드보다 스윗 스팟이 넓은 음장을 제공하는 모드인, 음향 출력 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 상기 빔포밍을 이용하여 R 채널 신호가 사용자의 오른쪽 귀 방향으로 지향 출력되고 L 채널 신호가 사용자의 왼쪽 귀 방향으로 지향 출력되도록 상기 스피커 어레이를 제어하는, 음향 출력 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 상기 전자 장치와 상기 사용자 간의 거리를 식별하고, 상기 식별된 거리에 따라 상기 빔포밍을 통해 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하는, 음향 출력 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 사용자의 방향이 상기 전자 장치의 정면 방향인 것으로 식별되면, 탐지 신호를 출력하도록 상기 스피커 어레이를 제어하는 단계; 및
    상기 출력된 탐지 신호가 상기 복수의 마이크를 통해 수신된 시간 및 상기 출력된 탐지 신호가 상기 사용자에 의해 반사되어 상기 복수의 마이크를 통해 수신된 시간에 기초하여 상기 전자 장치 및 상기 사용자 간 거리를 식별하는 단계;를 더 포함하는, 음향 출력 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 빔포밍을 통해 상기 탐지 신호가 상기 전자 장치의 정면 방향으로 지향 출력되도록 상기 스피커 어레이를 제어하는, 음향 출력 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    복수의 거리에 대응되는 복수의 빔포밍 필터 셋 중 상기 식별된 거리에 대응되는 빔포밍 필터 셋을 식별하고, 상기 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 상기 식별된 빔포밍 필터 셋에 포함된 복수의 빔포밍 필터에 입력하고, 상기 복수의 빔포밍 필터를 통과한 R 채널 신호 및 L 채널 신호를 상기 스피커 어레이를 통해 출력하며,
    상기 식별된 거리에 대응되는 빔포밍 필터 셋에 따라 상기 R 채널 신호 및 L 채널 신호의 빔폭 및 빔 각도가 결정되는, 음향 출력 방법.
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