[논문]오디오 객체 부호화 표준 - MPEG SAOC

정양원; 오현오

초록
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본 논문에서는 최근 MPEG에서 표준화가 진행되고 있는 오디오 객체 부호화 기술 SAOC (Spatial Audio Object Coding)을 소개한다. SAOC는 이전에 MPEG에서 표준화된 PS (Parametric Stereo), MPEG Surround와 같은 파라메트릭 부호화 기술의 연장선 상에서 특히 오디오 객체 신호를 몇 개의 파라미터를 이용해 부호화함으로써, 사용자에게 음향 장면 구성의 자유도를 제공할 수 있는 객체 기반 서비스에 적합한 기술이다.

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This paper introduces MPEG SAOC (Spatial Audio Object Coding) that has been standardized in MPEG audio subgroup. MPEG SAOC is a trendy parametric coding technology conceptually similar to PS (Parametric Stereo) and the MPEG Surround. SAOC especially parameterizes and codes the spatial information fo...

This paper introduces MPEG SAOC (Spatial Audio Object Coding) that has been standardized in MPEG audio subgroup. MPEG SAOC is a trendy parametric coding technology conceptually similar to PS (Parametric Stereo) and the MPEG Surround. SAOC especially parameterizes and codes the spatial information for the object signals comprising a downmixed audio scene and thus lets users render one's preferred scene in an interactive manner.

주제어

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가설 설정

먼저 모든 오브젝트의 원 신호를 갖고 있을 경우 얻을 수 있는 출력을 A3S (여기서 S 는 Sj 로 구성된 행렬) 라 하면, 이것은 다운믹스 신호인 X 에 적절한 연산 (C3 행렬)을 적용하여 구한 출력과 유사하다고 가정할 수 있다.
먼저 모든 오브젝트의 원 신호를 갖고 있을 경우 얻을 수 있는 출력을 AG (여기서 S 는 S, 로 구성된 행!) 라 하면, 이것은 다운믹스 신호인 X 에 적절한 연산 (C, 행렬)을 적용하여 구한 출력과 유사하다고 가정할 수 있다.

제안 방법

즉, 완전히 제거를 하는 경우 남아있는 오디오 신호의 왜곡이 매우 심하거나, 왜곡을 최소화하기 위해 제거 (attenuation)을 일정 수준에서 제한해야만 하는 문제를 가지고 있었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 MPEG Sunound에서 사용되던 residual 신호의 bitstream 전송 개념을 SAOC에 도입하였다.

성능/효과

Gaming 혹은 Rich Media의 경우도 앞선 사례와 마찬 가지로 SAOC의 활용 가능성이 높은 응용 분야이다. 게임의 가상 공간속 player간의 대화나 효과을 각각의 오디오 객체로 표현하여 SAOC로 전송하게 되면, 전송 효율에서 매우 유리한 장점을 가진다.
Gaming 혹은 Rich Media의 경우도 앞선 사례와 마찬 가지로 SAOC의 활용 가능성이 높은 응용 분야이다. 게임의 가상 공간속 player간의 대화나 효과을 각각의 오디오 객체로 표현하여 SAOC로 전송하게 되면, 전송 효율에서 매우 유리한 장점을 가진다.
이상의 표준화 과정을 통해 성능 향상, 기능 추가 등을 위해, Downmix preprocessor, MBO (Multichannel Background Object), EAO (Enhanced Audio Object), Preset 등의 기술들이 RM에 추가 포함되면서 SAOC encoder 및 decoder architecture 역시 CfP 단계의 RM으로부터 크게 달라지게 되었다.
이상의 표준화 과정을 통해 성능 향상, 기능 추가 등을 위히], Downmix preprocessor, MK) (Multichannel Background Object), EAO (Enhanced Audio Object), Preset 등의 기술들이 RM에 추가 포함되면서 SACC encoder 및 deccder architecture 역시 CfP 단계의 RM으로부터 크게 달라지게 되었다.

후속연구

객체 기반, 人]용자 입력, Transcoding 등 오디오 표준화에서 처음 시도되는 개념들로 인해, 성능 평가 방법 등 많은 부분에서 기존의 표준화 paradigm과 다른 이슈들을 풀어오면서 표준화가 이뤄졌고, 그 사례들은 이후 다른 표준화 및 연구 과제에서 활용될 수 았을 것이다.
현재 MPEG SAOC는 FCD 단계를 지나 표준화의 최종 단계인 FDIS를 예정해 두고 있다. 객체 기반, 사용자 입력, Transcoding 등 오디오 표준화에서 처음 시도되는 개념들로 인해, 성능 평가 방법 등 많은 부분에서 기존의 표준화 paradigm과 다른 이슈들을 풀어오면서 표준화가 이뤄졌고, 그 사례들은 이후 다른 표준화 및 연구 과제에서 활용될 수 있을 것이다.
종래의 오디오 부호화 기술이 주어진 신호의 부호화 / 복호화가 목표였다면, SAOC는 주어진 신호의 부호화 / 복호화 / 재구성이 그 목표가 된다. 이러한 재구성의 필요성과 가능한 응용 분야를 살펴보는 것이 SAOC 기술을 이해하는 데 더 도움이 될 것이라 판단된다.
종래의 오디오 부호화 기술이 주어진 신호의 부호화 / 복호화가 목표였다면, SAOC는 주어진 신호의 부호화 / 복호화 / 재구성이 그 목표가 된다. 이러한 재구성의 필요성과 가능한 응용 분야를 살펴보는 것이 SAOC 기술을 이해하는 데 더 도움이 될 것이라 판단된다.

참고문헌 (15)

ISO/IEC Int. Std. 11172-3:1993, Information technology - Coding of moving pictures and associated audio for digitatl storage media at up to about 1.5Mbit/s - Part 3: Audio,, 1993
ISO/IEC Int. Std. 13818-7:1997, Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 7:Advanced Audio Coding (AAC), 1997
ISO/IEC Int. Std. 14496-3:1999, Information technology - Coding of audio-visual objects - Part 3: Audio, 1999
ISO/lEC Int. Std. 14496-3, Amd,1:2003, Information technology - Coding of audio-visual objects - Part 3: Audio, 2003
ISO/IEC Int. Std. 14496-3, Amd.2:2004, Information technology - Coding of audio-visual objects - Part 3: Audio, 2004
http://www.ebu.ch/CMSimages/en/tec_doc_t3296_tcm6-10497. pdf
ISO/1EC Int. Std. 23003-1:2007, MPEG audio technologies - Part 1: MPEG Surround, 2007
F. Baumgarte and C. Faller, "Binaural Cue Coding - Part I: Psychoacoustic fundamentals and design principles," IEEE Trans. on Speech and Audio Proc., vol. 11, no. 6, Nov. 2003

상세보기
C. Faller and F. Baumgarte, "Binaural Cue Coding - Part II: Schemes and applications," IEEE Trans. on Speech and Audio Proc., vol. 11, no. 6, Nov. 2003

상세보기
lSO/IEC JTC1/SC29/WG11 (MPEG) Doc. M13632, “From Channel-Oriented to Object-Oriered Spatial Audio Coding,” Klagenfurt, July 2006
ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 (MPEG) Doc. N8853, "Final Call for Proposals on Spatial Audio Object Coding," Morocco, January 2007
ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 (MPEG) Doc. N9250, “Report on Spatial Audio Object Coding RM0 Selection,” Lausanne, July 2007
ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 (MPEG) Doc. N13843, "ISO/IEC FCD 23003-2:200x, Spatial Audio Object Coding," London, July 2009
T. Lee, J-H. Yoo, and D. Jang, “A Personalized preset-based audio system for interactive service,” in AES 121st convention, preprint 6904, San Francisco, USA, Oct., 2006
ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 (MPEG) Doc. M14159, “Comments on Draft Call for Proposals on Spatial Audio Object Coding,” Marrakech, Jan 2007

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