KR100636250B1

KR100636250B1 - 스테레오 효과 증폭 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100636250B1
Application number: KR1020050094512A
Authority: KR
Inventors: 김완진; 이혁재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2006-10-19
Also published as: NL1032589C2; CN1946247A; NL1032589A1; US20070081674A1

Abstract

스테레오 녹음 장치의 스테레오 효과 증폭 방법 및 그 장치가 개시되어 있다. 본 발명은 스테레오 효과 증폭 장치에 있어서, 좌, 우 채널의 입력 신호를 지연된 소정의 지연값을 갖는 피드 포워드-크로스 믹싱에 의해 좌, 우 음의 분리도를 증폭시키는 제1신호 처리부, 제1신호 처리부에서 처리된 좌, 우 채널의 신호를 소정의 지연값을 갖는 피드백-합산에 의해 저주파 특성을 보정하는 제2신호 처리부를 포함한다.

Description

스테레오 효과 증폭 방법 및 그 장치{Method and apparatus for amplifying stereo effect}

도 1은 종래의 스테레오 효과 증폭 장치의 블록도이다.

도 2는 도 1의 장치를 이용하여 각 방위의 음원에 대한 우측 출력신호의 주파수 특성을 나타내는 지향성 패턴이다.

도 3은 본 발명의 스테레오 효과 증폭 방법을 적용한 스테레오 녹음 시스템의 전체 블록도이다.

도 4는 본 발명에 따른 스테레오 효과 증폭 장치의 상세 블록도이다.

도 5는 본 발명의 스테레오 효과 증폭 장치에 대한 주파수 특성도이다.

도 6은 종래의 기술에 따른 우측의 음원에 대한 좌우 출력 신호의 주파수 특성도이다.

도 7은 본 발명에 의한 우측의 음원에 대한 좌우 출력 신호의 주파수 특성도이다.

본 발명은 두 개의 마이크로 폰이 장착된 스테레오 녹음 시스템에 관한 것이 며, 특히 스테레오 녹음 시스템의 스테레오 효과 증폭 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

통상적으로 캠코더와 같이 소형 마이크로폰을 장착한 기기에서 스테레오로 녹음할 경우 좌, 우 마이크로폰 사이의 간격이 짧아 좌 우 신호의 차이가 거의 발생하지 않는다. 따라서 스테레오 효과 증폭 장치는 좌, 우 마이크로폰의 출력 신호의 차를 증폭 시켜서 스테레오 효과를 증폭시키는 것이다.

이러한 스테레오 효과 증폭 장치에 관련된 종래 기술이 JP 특개2001-189999(출원 일자 1999. 12. 28, 스테레오 장조 장치 및 그 스테레오 강조 방법)에 개시되어 있다.

도 1을 참조하면, 제1딜레이소자(105)는 제1의 가산기(103)의 출력(제1의 출력)(109)를 소정 시간 지연한다. 제2딜레이소자(106)는 제2의 가산기(104)의 출력(제2의 출력)(110)을 소정 시간 지연한다. 제1승산기(107)는 제1의 딜레이소자(105)의 출력에 소정 치를 승산한다. 제2승산기(108)는 제2의 딜레이소자(106)의 출력에 소정 치를 승산한다. 제1의 가산기(103)는 좌우 2개 스테레오 신호의 제1의 음성 신호 입력(예를 들면, 좌측 음성 신호)(101)와 제2의 승산기(108)의 출력을 가산해서 제1의 출력(109)을 생성하고, 제2의 가산기(104)는 좌우 2개 스테레오 신호의 제2의 음성 신호 입력(예를 들면, 우측 음성 신호)(102)와 제1의 승산기(107)의 출력을 가산해서 제2의 출력(110)을 생성한다.

따라서 좌측 음성 신호와 피드백 된 우측 출력 신호와의 차 신호는 좌측 출력신호가 된다. 그리고 좌측 출력 신호는 1 샘플 시간 지연되어 원래 신호 크기의 93.75%로 크기로 조절된 후, 우측 음성 신호와 차감하기 위해 피드백 된다. 마찬가지로, 우측 음성 신호와 피드백 된 좌측 출력 신호와의 차 신호는 우측 출력신호가 된다. 그리고 우측 출력 신호는 1 샘플 시간 지연되어 원래 신호 크기의 93.75%로 크기로 조절된 후, 좌측 음성 신호와 차감하기 위해 피드백된다.

우측(90도) 음원에 대한 응답은 좌측(270도) 음원에 대한 응답보다 크다. 따라서 우측(90도) 음원에 대한 응답은 좌측(270도) 음원에 대한 응답에 비해 스테레오 감이 강조되는 것을 보여준다. 하지만, 정면(0도)의 음원에 비해 측면의 음원에 대한 응답이 매우 커서(최대 4.2배) 지나친 음장(音場)의 확장 현상이 나타나 청취자로 하여금 부자연스러운 느낌이 들게 만든다. 또한 저주파 영역(1KHz 이하)에 나타나는 지나친 스테레오 감 강조는 바람 소리의 영향을 증폭시키는 문제점을 발생시킨다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 입력 신호의 1KHz 이상의 주파수 영역에 대해서 좌우 신호차를 증폭시키고, 정면과 측면의 음원에서의 신호 크기의 차를 줄이며, 특히 정면의 음원에서의 주파수 응답을 고르게 함으로써 음질의 왜곡없이 스테레오 감을 증폭하고, 저주파 영역에 대한 지향성 특성을 없앰으로써 바람 소리에 대한 영향을 최소화하는 스테레오 효과 증폭 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 상기 스테레오 효과 증폭 방법 및 그 장치를 적용한 스테레오 녹음 시스템을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 스테레오 효과 증폭 장치에 있어서,

좌, 우 채널의 입력 신호를 지연된 소정의 지연값을 갖는 피드 포워드-크로스 믹싱에 의해 좌, 우 음의 분리도를 증폭시키는 제1신호 처리부;

상기 제1신호 처리부에서 처리된 좌, 우 채널의 신호를 소정의 지연값을 갖는 피드백-합산에 의해 저주파 특성을 보정하는 제2신호 처리부를 포함하는 제2신호 처리부를 포함하며,

제1신호 처리부는

좌측 마이크로폰의 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하는 제1지연기;

상기 제1지연기의 출력 크기를 소정의 승산값에 따라 조정하는 제1승산기;

상기 제1승산기의 출력 신호를 우측 마이크로폰의 신호에서 빼는 제1가산기;

우측 마이크로폰의 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하는 제2지연기;

상기 제2지연기의 출력값을 소정의 승산값에 따라 조정하는 제2승산기;

상기 제2승산기의 출력 신호를 좌측 마이크로폰의 신호에서 빼는 제2가산기를 구비하는 것을 특징으로 하고,

상기 제2신호 처리부는

상기 제1, 제2가산기의 출력을 소정의 지연값에 따라 시간 지연하는 제3,제4지연기;

상기 제3, 제4지연기의 출력 신호의 크기를 소정의 승산값에 따라 조정하는 제3, 제4승산기;

상기 제3, 제4승산기의 출력 신호를 상기 제1,제2가산기의 출력 신호와 더하는 제3,제4가산기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 스테레오 녹음 장치의 스테레오 효과 증폭 방법에 있어서,

좌측 마이크로폰 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하고, 상기 지연과정의 신호 출력 크기를 소정의 승산값에 따라 조정하고, 상기 조정 과정의 출력 신호를 우측 마이크로폰 신호에서 차감하고, 상기 우측 마이크로폰 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하고, 상기 지연 과정의 출력값을 소정의 승산값에 따라 조정하고, 상기 조정 과정의 출력 신호를 좌측 마이크로폰 신호에서 차감하는 제1신호 처리 과정;

상기 제1신호 처리 과정에서 각각 차감된 출력 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하고, 상기 각각 지연된 출력 신호의 크기를 소정의 승산값에 따라 조정하고, 그 조정된 출력 신호를 상기 차감된 출력 신호와 더하는 제2신호 처리 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 스테레오 효과 증폭 방법을 적용한 스테레오 녹음 시스템 의 전체 블록도이다.

도 3의 스테레오 녹음 시스템은 A/D변환부(310), 스테레오 효과 증폭부(320), 오디오 처리부(330)를 구비한다.

A/D변환부(310)는 좌측 마이크로폰(310) 및 우측 마이크로폰(302)에서 출력되는 좌, 우 채널의 아날로그 오디오 신호를 좌, 우 채널의 디지털 오디오 신호로 변환한다.

스테레오 효과 증폭부(320)는 승산치 및 딜레이를 갖는 피드 포워드-크로스 믹싱과 피드백-합산의 결합 구조를 이용해 A/D 변환부(310)에서 출력되는 좌, 우 채널의 오디오 신호의 스테레오 효과를 증폭시킨다.

오디오 처리부(330)는 스테레오 효과 증폭부(320)에서 스테레오 효과가 증폭된 좌, 우 채널의 오디오 신호에 대해 더빙이나 믹싱 또는 레벨 조정과 같은 후처리를 수행하한다.

좌, 우 스피커(341, 342)는 오디오 처리부(330)에서 후처리된 오디오 신호를 재생한다.

도 4의 스테레오 효과 장치는 피드 포워드-크로스 믹싱 구조를 통해 좌, 우 분리도를 향상시키는 제1신호 처리부(400-1), 피드백-합산 구조를 통해 저주파 특성을 보정하는 제2신호 처리부(400-2)로 구성된다.

도 4를 참조하여 스테레오 효과 증폭 장치의 상세히 설명한다.

제1지연기(411)는 좌측 마이크로폰으로부터 입력되는 오디오 신호를 소정의 지연값에 따라 시간지연한다.

제1승산기(412)는 제1지연기(411)에서 지연된 오디오 신호의 레벨을 소정의 승산값에 따라 조정한다.

제1가산기(410)는 제1승산기(412)에서 출력되는 오디오 신호와 우측 마이크로폰으로 부터 출력되는 오디오 신호(409)를 차감한다.

제2지연기(403)는 우측 마이크로폰으로 부터 입력되는 오디오 신호를 소정의 지연값에 따라 시간지연한다.

제2승산기(404)는 제2지연기(403)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨을 소정의 승산값에 따라 조정한다.

제2가산기(402)는 제2승산기(404)에서 출력되는 오디오 신호와 좌측 마이크로폰으로부터 출력되는 오디오 신호(401)를 차감한다.

따라서 제1신호 처리부(400-1)는 한 채널의 신호에 지연값 및 승산값을 갖는 다른 채널의 신호를 차감함으로써 좌우 마이크로폰에 가까운쪽의 음원의 음압을 증폭시키고 먼쪽의 음원의 음압을 감소시켜 좌,우 분리도를 향상시킬수 있다.

제3지연기(407)는 좌 채널의 출력 오디오 신호(406)를 소정의 지연값에 따라 시간지연한다.

제3승산기(408)는 제3지연기(407)에서 출력되는 오디오 신호 레벨을 소정의 승산값에 따라 조정한다.

제3가산기(405)는 제3승산기(408)에서 출력되는 오디오 신호와 제2가산기(402)에서 출력되는 오디오 신호를 합한다.

제4지연기(415)는 우 채널의 출력 오디오 신호(414)를 소정의 지연값에 따라 시간지연한다.

제4승산기(416)는 제4지연기(415)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨을 소정의 승산값에 따라 조정한다.

제4가산기(413)는 제4승산기(416)에서 출력되는 오디오 신호와 제1가산기(410)에서 출력되는 오디오 신호를 합한다.

따라서 제2신호 처리부(400-2)는 지연값 및 승산값을 갖고 피드백-합산 형태로 제1신호 처리부(400-1)의 출력 신호와 지연 및 승산된 피드백 신호를 더함으로써 저주파수 왜곡을 보정한다.

다시 도 4를 보면, 제1,제2,제3,제4지연기(411, 403, 407, 415)는 동작 주파수가 32KHz일 경우 1 샘플을 지연시키며, 동작 주파수가 48KHz일 경우는 2 샘플을 지연시킨다. 제1,제2,제3,제4승산기(412, 404, 408, 416)의 계수는 바람직하게 0.6 으로 설정할 수 있다. 그리고 제1,제2,제3,제4지연기(411, 403, 407, 415)의 지연값은 모두 동일하게 설정하여 정면의 음원에서의 주파수 특성을 균일하게 한다. 마찬가지로 제1,제2,제3,제4승산기(412, 404, 408, 416)의 계수도 모두 동일하게 설정하여 정면의 음원에서의 주파수 특성을 균일하게 한다.

제1,제2가산기(410, 402)의 출력은 각각 좌/우 측에 존재하는 음원으로부터 채집된 마이크로폰의 신호가 증폭된 것이다. 제3,제4가산기(405, 413)는 각각 제1,제2가산기(410, 402)의 출력에 자신들의 출력(406, 414)을 피드백 시켜서 시간지연과 크기 감쇄를 거친 제3,제4승산기(408, 416)의 출력을 더한다. 이러한 승산치 및 지연값을 갖는 피드백-합산 구조는 제1,제2가산기(410, 402)의 출력 신호에 IIR 필터를 적용시키는 것과 유사하다. 이 필터는 제1가산기(410)와 제2가산기(402)의 출력 신호에서 감쇄된 저주파 성분을 증폭하고, 정면의 음원에 대해서 주파수 특성이 왜곡되지 않도록 만드는 효과를 발생시킨다.

도 5는 본 발명에 의해서 얻어진 지향성 패턴으로서 전 방위의 음원에 대한 우측 출력 신호의 주파수 특성을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 정면과 우측 음원에 대한 이득 차이는 종전의 방법보다 크게 개선되었으며(최대 1.6배), 정면 음원에서는 모든 주파수에 대한 이득이 균일하다. 또한 1KHz 이하의 저주파 영역에는 지향성이 거의 없음을 보여 준다.

도 6과 도 7은 우측의 음원에 대해 각각 기존 방법에 의한 좌우 출력 신호의 주파수 특성과 본 발명에 의한 좌우 출력 신호의 주파수 특성을 비교한 것이다. 도 6 및 도 7에서 x 좌표는 주파수(f)로 나타내고, y좌표는 이득(dB)으로 나타낸다. 도 7에 도시된 본 발명의 방식은 저주파 영역(1KHz 이하)의 감쇄가 전혀 없으며, 스테레오 감을 1KHz ~ 10KHz 사이에서 구현하는 반면에, 도 6에 도시된 종래의 방식은 저주파 영역의 감쇄가 크며, 스테레오 감이 100 ~ 10KHz 영역에서 구현되기 때문에 저주파로 구성된 바람 소리를 증폭하는 문제점을 노출하고 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.

또한 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시 스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 입력 신호의 1KHz 이상의 주파수 영역에 대해서 좌우 신호차를 증폭시키고, 정면과 측면에서의 신호 크기의 차를 줄이며, 특히 정면에서의 주파수 응답을 고르게 함으로써 음질의 왜곡없이 스테레오 감을 증폭하고, 저주파 영역에 대한 지향성 특성을 없앰으로써 바람 소리에 대한 영향을 최소화할 수 있다.

Claims

스테레오 효과 증폭 장치에 있어서,

스테레오 채널의 입력 신호를 지연된 소정의 지연값을 갖는 피드 포워드-크로스 믹싱에 의해 좌, 우 분리도를 증폭시키는 제1신호 처리부;

상기 제1신호 처리부에서 처리된 스테레오 채널의 신호를 소정의 지연값을 갖는 피드백-합산에 의해 저주파 특성을 보정하는 제2신호 처리부를 포함하는 스테레오 효과 증폭 장치.
제1항에 있어서, 제1신호 처리부는

좌측 마이크로폰의 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하는 제1지연기;

상기 제1지연기의 출력 크기를 소정의 승산값에 따라 조정하는 제1승산기;

상기 제1승산기의 출력 신호를 우측 마이크로폰의 신호에서 빼는 제1가산기;

우측 마이크로폰의 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하는 제2지연기;

상기 제2지연기의 출력값을 소정의 승산값에 따라 조정하는 제2승산기;

상기 제2승산기의 출력 신호를 좌측 마이크로폰의 신호에서 빼는 제2가산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테레오 효과 증폭 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2신호 처리부는

상기 제1, 제2가산기의 출력을 소정의 지연값에 따라 시간 지연하는 제3,제4 지연기;

상기 제3, 제4지연기의 출력 신호의 크기를 소정의 승산값에 따라 조정하는 제3, 제4승산기;

상기 제3, 제4승산기의 출력 신호를 상기 제1,제2가산기의 출력 신호와 더하는 제3,제4가산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테레오 효과 증폭 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 지연기는 동일한 지연값을 갖는 것을 특징으로 하는 스테레오 효과 증폭 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제11, 제2, 제3, 제4 지연기는 동일한 승산치값을 갖는 것을 특징으로 하는 스테레오 효과 증폭 장치.
제1항에 있어서, 상기 스테레오 효과는 1KHz - 10KHz 의 주파수 영역에서 구현되는 것임을 특징으로 하는 스테레오 효과 증폭 장치.
스테레오 녹음 장치의 스테레오 효과 증폭 방법에 있어서,

스테레오 채널의 제1측 마이크로폰 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하고, 상기 지연과정의 신호 출력 크기를 소정의 승산값에 따라 조정하고, 상기 조정 과정의 출력 신호를 스테레오 채널의 제2측 마이크로폰 신호에서 차감하고, 상기 스테레오 채널의 제2측 마이크로폰 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하 고, 상기 지연 과정의 출력값을 소정의 승산값에 따라 조정하고, 상기 조정 과정의 출력 신호를 스테레오 채널의 제1측 마이크로폰 신호에서 차감하는 제1신호 처리 과정;

상기 제1신호 처리 과정에서 각각 차감된 출력 신호를 소정의 지연값에 따라 시간 지연하고, 상기 각각 지연된 출력 신호의 크기를 소정의 승산값에 따라 조정하고, 그 조정된 출력 신호를 상기 차감된 출력 신호와 더하는 제2신호 처리 과정을 포함하는 스테레오 효과 증폭 장치.
제7항에 있어서, 상기 승산값 및 지연값은 모두 동일하게 설정하여 정면의 음원에서의 주파수 특성을 균일하게 하는 것임을 특징으로 하는 스테레오 효과 증폭 장치.
스테레오 녹음 시스템에 있어서,

좌측 마이크로폰 및 우측 마이크로폰에서 출력되는 좌, 우 채널의 아날로그 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하는 아날로그/디지털변환부;

상기 아날로그/디지털변환부에서 입력되는 좌, 우 채널의 오디오 신호를 소정의 승산치 및 지연값을 갖는 피드 포워드-크로스 믹싱과 피드백-합산 구조를 통하여 스테레오 효과를 증폭시키는 스테레오 효과 증폭부;

상기 스테레오 효과 증폭부에서 스테레오 효과가 증폭된 좌, 우 채널의 오디오 신호에 대해 오디오 후처리를 수행하는 오신호 처리부를 포함하는 스테레오 녹 음 시스템.