対象指向性の３ｄ音声ディスプレイ装置

专利摘要:
対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むディスプレイ装置であって、ディスプレイ表示スクリーン上に表示された対象内容と連携して、ディスプレイ装置の後ろに配置された複数の小型スピーカーの形態のマトリクス状のスピーカー装置内で対象の位置と一致して配置されたスピーカーから音声が出力されるディスプレイ装置を開示する。対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むディスプレイ装置は、サラウンドスピーカーシステムのデコーダから出力された音声信号の中からセンターチャンネルスピーカーに対応する音声信号を受信し、かつ対象に基づいて音源に分類するセンターチャンネルデコーダと、センターチャンネルデコーダによって分類された前記対象に基づく音源の座標を設定するセンターチャンネルマトリクスと、対象に基づく音源のそれぞれの座標の値と一致するスピーカーの出力音声を増幅するマトリクス増幅器と、ディスプレイモニタの後ろにマトリクス形状に配置された複数のスピーカーとを備え、これによりディスプレイモニタ上に表示された対象の座標に対応するスピーカーを介して音声が出力される。
公开号:JP2011515942A
申请号:JP2011500702
申请日:2009-03-18
公开日:2011-05-19
发明作者:スン−ミン パク
申请人:パク スン−ミンＰＡＲＫ，Ｓｅｕｎｇ−Ｍｉｎ；
IPC主号:H04N5-60

专利说明:

[0001] 本発明は、対象指向性の３Ｄ座標表示を含むディスプレイ装置に関し、詳細には、ディスプレイ装置のスクリーン上に表示された対象内容と連携して、ディスプレイの後ろに配置された複数の小型スピーカー形態のマトリクス状のスピーカー装置内で、対象の座標と一致する位置にあるスピーカーから音声が出力される対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むディスプレイ装置に関する。]
背景技術

[0002] 生活水準の向上に従い、多くの人が家庭でホームシアターを使用して映画を観たり音楽を聴くことを楽しんでいる。ホームシアターシステムを実現するには、図１に示されるように、大型スクリーンと併せてサラウンド音声を構築するために左右のフロントスピーカー、サブウーファー、後方のサラウンドスピーカー、左右のサラウンドスピーカー及びセンタースピーカーが必要である。上記のスピーカーの中でもセンタースピーカーは、音の流れをはっきりさせるために左右のフロントスピーカーの間に配置され、これにより完璧な音像を実現する。それは一般にセリフを出力するための音声であり、それと同時に左右のフロントスピーカーと同じ位置に配置される。さらにセンタースピーカーは、テレビセットに近づけて（一般にはテレビセットの上または下）人間の耳の高さに配置される。センタースピーカーは、システムにおいて鍵となるスピーカーということができる。] 図１
[0003] テレビモニターは、ＤＶＤ、ＨＤＴＶ及びデジタルエアーシステムの助けを借りてＬＣＤやＰＤＰを経てＣＲＴからＯＬＥＤに進歩している。スクリーンサイズは、どんどん大きくなっている。居間や１つの部屋の中にサラウンド環境が設置される場合、スピーカーを適切に配置することは困難である。センタースピーカーの場合、これは、エフェクトコンポーネントチャンネルとしてではなく映画の中に多数含まれるセリフを出力するため、その配置は非常に重要である。]
[0004] センタースピーカーはセリフを明瞭に出力するように構成されているため、スピーカーの周波数応答特性が極めて重要である。人間が聞くことができる可聴周波数は２０から２０，０００Ｈｚである。人間の声の中心周波数は主に１０，０００Ｈｚにある。人は、１０，０００Ｈｚを下回る周波数に関してより低い音の方向、及び１０，０００Ｈｚを超える周波数に関してより高い音の方向を認識しようとする。よってセンタースピーカーは、スクリーンの中央に配置されるべきであるが、実際にはスクリーンの中央にこれを配置することは不可能であるため、代わりにセンタースピーカーはテレビセットの下または上に配置される。結果として、センタースピーカーは、完璧な音領域を出力することはできない。しかしながら劇場の場合にはセンタースピーカーをスクリーンの後ろに設置することが可能であり、完璧な音領域の効果を得ることができる。]
[0005] スクリーンサイズはどんどん大きくなっているが、センタースピーカーは依然としてスクリーンの中央に配置されている。映画の中で話す人や物が左側や右側にあるいは上側や下側に位置している場合でも、映画の中のその人のセリフはスクリーンの中央からのみ出力されるため、映画の鑑賞者がバランスのとれたセリフを聞くことは不可能である。]
発明が解決しようとする課題

[0006] 本発明は、セリフや音声を発する人または物などの対象のセリフや音声を、スクリーンの対象が位置する場所から出力することができる対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むディスプレイ装置を提供することを課題とする。]
[0007] また本発明は、音のファーアンドニア効果の助けを借りて、映画の鑑賞者が３Ｄ音声を聞くことを可能にする対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むディスプレイ装置を提供することを課題とする。]
課題を解決するための手段

[0008] 上記課題を達成するために、本発明は、サラウンドスピーカー、ビデオ映像を出力する再生装置及びディスプレイモニタを含むディスプレイ装置において、サラウンドスピーカーシステムのデコーダから出力された音声信号の中からセンターチャンネルスピーカーに対応する音声信号を受信し、かつ対象に基づいて音源に分類するセンターチャンネルデコーダと、センターチャンネルデコーダによって分類された対象に基づく音源の座標を設定するセンターチャンネルマトリクスと、対象に基づく音源のそれぞれの座標の値と一致するスピーカーの出力音声を増幅するマトリクス増幅器と、ディスプレイモニタの後ろにマトリクス形状に配置された複数のスピーカーとを備え、これによりディスプレイモニタ上に表示された対象の座標に対応するスピーカーを介して音声が出力される対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むディスプレイ装置を提供する。]
発明の効果

[0009] 本発明では、単一のセンタースピーカーを使用せずに複数のマトリクススピーカーシステムを使用するため、たとえスクリーンのサイズが大きくなってもセンタースピーカーを大きくする必要がない。音源対象がスクリーン上で位置する場所からのみ音が出力されるため、ダイナミックサラウンド法によってダイナミックかつ臨場感のある音領域を実現することができる。センタースピーカーを映画の鑑賞者の耳の高さに配置することが可能である。近年ますます大型化しているスクリーンのサイズに関係なく、コンパクトなサイズのスピーカーをスクリーンの後ろに設置することができる。ディスプレイ装置は、従来のシステムとの完璧な適合性を備えながらさらに薄く作製することが可能である。]
[0010] 本発明明細書は、単に例示の目的で提示されていて、本発明を限定するものではない。本発明は、添付の図面を参照することによってより理解される。]
図面の簡単な説明

[0011] 従来のサラウンドスピーカーシステムの概略を示す斜視図
連続して再生される映画の中で、人の位置によって音声を生成することができるスピーカーの位置を示す説明図
連続して再生される映画の中で、人の位置によって音声を生成することができるスピーカーの位置を示す説明図
連続して再生される映画の中で、人の位置によって音声を生成することができるスピーカーの位置を示す説明図
連続して再生される映画の中で、人の位置によって音声を生成することができるスピーカーの位置を示す説明図
連続して再生される映画の中で、人の位置によって音声を生成することができるスピーカーの位置を示す説明図
連続して再生される映画の中で、人の位置によって音声を生成することができるスピーカーの位置を示す説明図
本発明による対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含む記録媒体を形成することができる装置を説明するブロック図
図８の記録媒体を形成するための方法のフローチャート
図８のオーサリングツールで行われた作業の結果として記録媒体が記憶される例を示す説明図
一般モードの差込み式のオーサリングツールを示す説明図
オーバーレイモードの差込み式のオーサリングツールを示す説明図
本発明によるデコード装置の構造を示すブロック図] 図８
実施例

[0012] 図２は、本発明による装置の外部構成を示す図である。
複数の小型スピーカー１が、ディスプレイモニタ５の後ろに配置される。スピーカー２から出力される音が通過するように、ほとんど目では見られない複数の小さな穴がディスプレイモニタに形成される。例えばディスプレイモニタは、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、プロジェクタまたはスクリーンであってよい。スピーカー１及び２は、適切な数でディスプレイモニタのＸ軸及びＹ軸上にマトリクス式に設置される。対応するスピーカーは、スクリーンの対象の位置に同期して音声を出力することができる。対象は恐らく人、またはオートバイなどのようにスクリーン上を移動する際に音を発する物であるため、３Ｄ方式で対象を認識することが可能である。Ｚ軸に基づいたリモート効果と併せてＸ軸及びＹ軸上の位置座標認識の助けを借りて、映画の鑑賞者はスピーカーから出力される音声を３Ｄ音声として認識することができる。左右のスピーカー３及び４は、ディスプレイモニタの左右に配置される。] 図２
[0013] 図３ないし７は、一例として映画（ＰｏｕｎｄｓＢｅａｕｔｙ、２００６）のシーンを使用することによって本発明を記述する図である。
登場人物のセリフは、登場人物が位置するスピーカーから出力されるため、映画の鑑賞者はより現実に近い映画を楽しむことができる。この時、２人の登場人物が同時にセリフを話す場合は、対応するセリフは対応する登場人物が位置するスピーカーからそれぞれ出力される。] 図３
[0014] 図８は、本発明による装置のエンコードシステムの構造を示すブロック図である。
従来のエンコードシステムでは、マトリクス音声を実現するにはセンターチャンネルエンコードシステムが必要であった。センターチャンネルはサラウンドオーサリング工程の過程において抽出され、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標パンナーを使用して表示される像に一致するセンターチャンネル位置情報が記録され、作成されたデータはセンターチャンネルエンコーダを介して記憶され、センターチャンネルの音声信号と共にその他のサブトラックに記録される] 図８
[0015] 映画またはＤＶＤ出版物を制作するのに使用される従来のサラウンドオーサリングツールでは、付加的データ８及びビデオ６などの音声９、テキスト７などがオーサリングツールの回収口１０に入力され、それぞれビデオトラック１１、テキストトラック１２、その他のトラック１３及び音声トラック１４に分類され記憶される。左右のフロントスピーカー、サブウーファー、左右のサラウンドスピーカー及び後方のサラウンドスピーカーのための音声が音声トラック１４に記憶される。対象の音源は、センターチャンネル分離パンナーを使用して音声トラック１４から分離される。センターチャンネルＸ−Ｙ−Ｚパンナー１８を使用して表示される対象と一致するセンターチャンネル位置情報が記録され、位置情報を含むデータはセンターチャンネルエンコーダ１９を介して、その他のトラック１３に記憶される。音声トラックに十分なスペースがある場合、上記のデータを音声トラックに埋め込みそこに記憶することもできる。エンコードデータは、オーサリングツールの発信口２０を通ってデコード装置に伝送されるか、または、ＤＶＤ、ブルーレイ、ハードディスクなどのメディア記録媒体に記憶される。上記のデータは、対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むディスプレイ装置で実施することができる。]
[0016] 図９は、図８のエンコード手順のフローチャートである。] 図８ 図９
[0017] センターチャンネルＸ−Ｙ−Ｚ座標パンナーによって、ノーマルモードとオーバーレイモードが実現する。ノーマルモードは、音の動きが認められる場合及び音の動きが固定される場合に使用することができる。オーバーレイモードでは、適合されるスクリーンを見ながら音の動きを生成することが可能である。センターチャンネル座標パンナーは差込み式で設けられるため、ユーザは、オーサリング処置の過程でスクリーンを見ながら音の位置と動きを容易に記録することができる。センターチャンネルのために加えられた作業のみが従来のオーサリングツール内で行われるため、上記の作業は複雑なものではない。]
[0018] 図１０は、オーサリングツールで行われた作業の結果が記録媒体に記憶される例の図である。図１１は、差込み式のオーサリングツールのノーマルモードの図である。図１２は、差込み式のオーサリングツールのオーバーレイモードの図である。] 図１０ 図１１ 図１２
[0019] 図１２のオーバーレイモードで差込み式のオーサリングツールを実行するための手順を説明する。] 図１２
[0020] スクリーン構成：
スクリーンのサイズは、設定される縦横比によって自動的に決まる。スクリーン上で、左右の辺はＸとして設定され、上下の辺はＹとして設定される。前後の辺に対応する深さはＺとして設定される。ＭＩＤＩが使用される場合、対応する値は１から１２８までで表示することができる。Ｘバス及びＹバスの場合中間値はＣとして表示され、Ｚの場合それは０として示される。それをより効果的に明確にするために、スクリーン上にＬ／Ｒ、Ｈ／Ｌ及びＦ／Ｒを表示することができる。これらの値は、それらをＸバス、Ｙバス及びＺ深さに変換することによって選択することができる。マウスが移動したりパラメータダイアルが回転される際、対応する値が表示される。]
[0021] ソース表示及び減衰パラメータ：
ソースの位置はボール形状として規定され、減衰値は減衰パラメータ２１の形態に規定される。減衰値が１００％のとき、音声はスクリーンの全体から出力される。減衰値が０％のとき、音声はボール形状のものが位置する場所の１つのスピーカーのみから出力される。減衰の形状を、音のレベルがそれに沿って段階的に低下する渦巻き形状にすることができる。その渦巻線によって−３ｄＢ、−６ｄＢ及び１２ｄＢの順に音を段階的に下げることが可能であり、よってより実用的な減衰効果を得ることができる。]
[0022] 音のファーアンドニア感覚の表示：
スクリーン上に１つのダイアモンド形状が形成される。このダイアモンド形状の片側のラインをドラッグすることによってそれを自由に変化させることができる。音のファーアンドニア効果を表示するためにこの片側のラインをＸ深さパラメータとして定義することができる。すなわち、音のファーアンドニア感覚を生み出すことが可能であり、よって映画の鑑賞者は同じスクリーン上で遠くの音と近くの音を認識することができる。上記のパラメータは、ファーアンドニア効果を得る目的で規定される。ソースに対応するボール形状が選択され、このボールは、キーボードの［Ｃｔｒｌ］キーなどの変換キーを使用することによって前後に移動させることができる。]
[0023] Ｘ及びＹ表示器：
ボールの動きに応じて、Ｘ表示器２４及びＹ表示器２５に対応する位置をランダムに表すことが可能である。一定の所望の値を直接入力することができる。音源が固定されている場合、手順をより早く終えることができる。]
[0024] 標準化パラメータ：
パラメータ２２を使用して所与のソースに応じて自動的に音を標準化することができる。音の大きさは、上記の値を調節することによって調節することができる。]
[0025] ＬＦＥパラメータ：
センターチャンネルの場合、固有の効果を得るためにセンターチャンネルのより低いレベルの音をサブウーファーに伝送することによって、よりダイナミックな効果を生み出すことが可能である。サブウーファーへのより低いレベルの音の伝送は、ＬＦＥ（低周波数効果）パラメータを使用することによって決定することができる。]
[0026] モードスイッチ：
センターパンナーに関するモードは、モードスイッチ２７を使用することによって選択することができる。ノーマルモードの場合、中央の像の動きをサラウンド式に表現することができる。オーバーレイモードの場合、時間コードに応じて現在の作業スクリーンを適切に挿入することによってこの作業を行うことができる点が便利である。ステレオモード、デュアルモード及びマトリクススピーカーモードを追加することも可能である。]
[0027] モノラル／ステレオパン法則スイッチ：
このスイッチは、左右のバランスを調節するために使用することができる。スイッチ２８は、−ｄＢ、−３ｄＢ、−６ｄＢ及び均等パワーモードで使用することができる。それが−６ｄＢの位置にあるとき、すなわちそれが、モノポジション（右中心）における−ｄＢでの標準値を推測することによって左または右の方向に傾けられるとき、音声レベルは−６ｄＢの大きさまで自動的に下げられる。よって映画の鑑賞者がスクリーンの中央で座って見るとき、左側と右側で最もバランスのとれた音声効果を最大限にすることが可能である。]
[0028] ボリュームパラメータ：
センターチャンネルに関する全体の出力値は調節することができる。入力レベルが小さい場合でも、ボリュームパラメータ２９を使用してレベルを増幅させることができる。より高いレベルの音をより低いレベルの音にしたり、より低いレベルの音をより高いレベルの音にしたりするのに標準化パラメータを使用することができるが、これに反して設定された値に基づいて音声レベルを上げたり下げたりするにはボリュームパラメータを使用することができる。]
[0029] 時間コード及び同一ソース変換スイッチ：
現在の作業は、時間コードリーダー部の助けを借りてチェックすることができる。時間コード３０は、１つのシーケンスの時間コードとして同一方法の中で進む。時間コードの一部は必要であればドラッグされ、特定の所望の時間を入力することができ、これにより特定の所望の位置に直接移動することが可能である。センターチャンネル内で複数のソースが使用される際、ソース変換スイッチによって、追加のセンターパンナーを開放せずに別のセンターチャンネルトラックに直接移動することが可能になる。]
[0030] 作業がオーバーレイモードで行われる際の結果のデータが図１０に示される。現在のスクリーン及び図３ないし７のスクリーンの時間コードトラック３１が、時間コードによってビデオトラック３２上に整列され、対象の音源は、スクリーンと同期してセンターチャンネルトラックＭ１及びＭ２（３３、３４）内に配置され、センターチャンネルの座標は、スクリーンのセリフに一致してＸバストラック３５、Ｙバストラック３６及びＺ深さ３７のトラックにそれぞれ記憶される。韓国語のテキスト３８及び英語テキスト３９に関して特定のトラックが追加される場合もある。本発明の好ましい実施形態では、センターチャンネルトラックは、Ｍ１及びＭ２の形で形成されると推測されるが、１つのスクリーン上の対象の音声が複数の位置から出力されるように設定された場合、センターチャンネルトラックの数は恐らく増加するであろう。例えばモニタスクリーン上に表示される対象の数が３であるとき、センターチャンネルの数は３に設定される。対象が同時に音源を出力した場合、センターチャンネルトラックの音源グラフ表示が同時に出力され、対象のスクリーン上での座標がＸ及びＹバストラックに記憶される。] 図１０ 図３
[0031] よって、スクリーンと一致するセリフ及び音声を対象のスクリーン上での位置と一致させることにより、対応するスピーカーから出力することができる。]
[0032] 本発明によるマトリクススピーカーエンコード法は、従来のサラウンド音声オーサリングツールに適合可能であり、Ｘ−バス、Ｙ−バス及びＺ深さに関するパラメータトラックが追加される。追加されたトラックは、文字データによる一連のテキストトラックまたは音声トラック及びＡｕｘトラックを使用して適合されてよい。このとき対応するパラメータは、Ｘ、Ｙ及びＺ座標の値として表される。Ｘ、Ｙ及びＺ座標は、３Ｄ法で左右、上下及び深さ（遠くと近くの感覚）を表現するパラメータであると同時にスクリーンのセリフと正確に同期している。各パラメータを使用されるマトリクススピーカーの最大数と一致させることによって、より有効なオーサリング作業を可能にすることができる。最も頻繁に使用される方法は、１から１２８までの数でこれを表現するＭＩＤＩ（電子楽器デジタルインタフェース）を適用する方法である。]
[0033] 見終わったデータはＤＶＤまたはブルーレイなどの媒体に焼き付けたり、あるいはウェブ、ゲーム、ブロードキャスト、映画などで使用するために埋め込み音声ファイルの形態でデータを作製することもできる。]
[0034] 図１３は、本発明によるデコード装置の構造を示すブロック図である。] 図１３
[0035] ＤＶＤ／ブルーレイプレーヤ４０、テレビチューナ／衛星ブロードキャスト４１などの外部ビデオ機器から入力されたビデオ信号が、ビデオ入力ユニット４３及びビデオ処理ユニット４４を介して本発明によるマトリクス音声サポートモニタ５１に入力され、ここに表示される。ＤＶＤ／ブルーレイプレーヤ４０、テレビチューナ／衛星ブロードキャスト４１及び外部ソース４２の音声信号は、音声入力ユニット４５を介してサラウンドデコーダ４７に入力される。センターチャンネルに関する音源は、サラウンドデコーダからセンターチャンネルデコーダに伝送され、他の音源はスピーカーシステムの他のスピーカー５２から出力される。センターチャンネルデコーダ４８は、サラウンドスピーカーシステムのサラウンドデコーダから出力された音声の中からセンターチャンネルスピーカーに対応する音声を受信し、対象に基づいて音源に分類し、センターチャンネルマトリクスに伝送する。センターチャンネルマトリクス４９は、センターチャンネルデコーダによって分類された対象に基づく音源の座標を設定し、それぞれ設定された座標の音源をマトリクス増幅器５０が増幅し、増幅された音源が、マトリクス音声サポートモニタ５１に入力されたビデオ信号と同期してＸマトリクスバスとＹマトリクスバスを介して対応する座標に相当するスピーカーに出力される。]
[0036] 音声信号の中から対応する対象（人または物）に対応するセリフや音声は、センターチャンネルデコーダを介してマトリクス音声サポートモニタのスピーカーに出力されるが、他の音声は、サラウンドデコーダ１２を介して他のスピーカー（左右のフロントスピーカー、サブウーファー、左右のサラウンドスピーカー、後方のサラウンドスピーカーなど）に出力される。]
[0037] 本発明によるエンコードデータは、オーサリングツールの発信口２０を通ってデコード装置に伝送されるか、または、ＤＶＤ、ブルーレイ、ハードディスクなどのメディア記録媒体に記憶されるか、または、対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むディスプレイ装置上に表示される。]
[0038] 本発明は、その趣旨から逸脱することなく複数の形態に組み込むことができるため、上記に記載した例は、先行する記載のいずれかの詳細に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に定義される範囲の中にあるものと広く解釈される。したがって特許請求の範囲に適合しこれに拘束される全ての変更形態及び修正形態、あるいはこのような適合及び拘束の均等物は、添付の特許請求の範囲に包含されることが意図されるものである。]

权利要求:

請求項1
サラウンドスピーカー、ビデオ映像を出力する再生装置、ディスプレイモニタを含むディスプレイ装置において、サラウンドスピーカーシステムのデコーダから出力された音声信号の中からセンターチャンネルスピーカーに対応する音声信号を受信し、対象に基づいて音源に分類するセンターチャンネルデコーダと、そのセンターチャンネルデコーダによって分類された対象に基づく音源の座標を設定するセンターチャンネルマトリクスと、その対象に基づく音源のそれぞれの座標の値と一致するスピーカーの出力音声を増幅するマトリクス増幅器と、ディスプレイモニタの後ろにマトリクス形状に配置された複数のスピーカーとを備え、これによりディスプレイモニタ上に表示された対象の座標に対応するスピーカーを介して音声が出力される対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むことを特徴とするディスプレイ装置。
請求項2
ディスプレイモニタが、その中を通って音を出力することができる複数の小さな穴を備える請求項１に記載のディスプレイ装置。
請求項3
差込み式のオーサリングツールを使用して、ビデオ、テキスト、音声信号、追加データを取り込んでそれらをエンコードすることによって記録媒体を形成する装置において、その記録媒体が、対象指向性の３Ｄ音声座標である平面ＸＹ座標並びに深さＺ座標を有するように、ＸＹＺパラメータを入力するためのツールを含むオーサリングツールを備え、対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含む記録媒体を形成することを特徴とするディスプレイ装置。
請求項4
請求項３に記載のディスプレイ装置を用いて生成される対象指向性の３Ｄ音声座標表示を含むことを特徴とする記録媒体。