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차세대 디지털 TV 방송을 위한 오디오 규격 비교 분석 및 제언
Audio Format Comparative Study and Suggestion for Next Generation DTV 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.30 no.6, 2011년, pp.337 - 343  

이재홍 (연세대학교 차세대 DTV 방송기술 연구센터)

초록
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3D 디지털 시험 방송 개시와 함께, 다가오는 UHDTV 시대에 대비 한 차세대 디지털 방송 방식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 현행 사용 중이거나 연구되고 있는 주요 서라운드 오디오 규격을 비교 분석하고 차세대 디지털 방송용 오디오 규격을 제시한다. 현재 주목받고 있는 손실 및 비손실 압축 방식을 채용한 디지털 서라운드 오디오 규격인 Dolby True HD와 DTS HD MA (Master Audio) 규격과 함께 일본 NHK 연구소가 제안한 UHDTV용 22.2 채널 서라운드 규격에 대해 비교 검토한다. 이를 기초로 하여 우리나라의 주택 사정을 감안한 3D 서라운드 7.1 손실 압축 오디오 규격과 하이파이 오디오와의 호환성을 중시하는 2.0, 4.0 비손실 압축규격을 차세대 디지털 방송용 규격으로 제시한다. 이와 함께 개인별 HRTF (Head Related Transfer Function) 생성을 통하여 홀로그래픽 사운드에 근접하는 3차원 입체 음장 제공을 해줄 수 있는 바이노럴 (binaural) 헤드폰용 2 채널 오디오 데이터를 부음성 규격으로 별도로 전송 방안도 함께 제시한다. 각 전송 규격 별 소요 비트 레이트 율도 함께 산출하여 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

With commencing trial 3D digital broadcasting, the studies on next generation digital broadcasting technology for coming UHDTV era is being actively progressing. In this paper, I propose surround audio formats for next-generation digital TV broadcasting, along with comparative study of major surroun...

주제어

#오디오 규격   #서라운드 입체 음향   #차세대 디지털 방송   #3D 사운드   #바이노럴 사운드  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 기본적으로 현재의 디지털 방송 규격과의 호완성이 우수하고 고효율 압축율이 가능한데다 확장 가능한 서라운드 채널이 13 채널까지 늘어 난 E-AC-3을 기본으로 하여 지상파 방송의 경우 최대 7.1 채널을 제공하는 것을 제안하는데 3D나 UHDTV가 제공하는 화면의 몰입감을 오디오적인 면에서도 보다 적극적으로 지원하기 위하여 전방 및 후방에 높이를 달리하는 스피커를 배치함으로서 수평 서라운드 음장 형성에 수직적인 음장 형성 요소를 부가하여 3D입체 음향을 보다 충실하게 제공 하는 3D 7.1 채널 서라운드 규격을 제시한다. 한편 음악 프로그램과 같은 경우 보다 우수한 음질의 서비스 제공을 위한 옵션으로서 비손실 압축 규격인 FLAC 규격에 의한 스레레오 2.
  • 방송 프로그램에서는 바이노럴로 녹음된 오디오를 부 (副) 오디오 서비스로서 별도의 2 채널로 제공 하면 사용자는 개인별로 머리 모양 (頭形)에 가장 맞는 모델을 스마트 TV의 도움으로 선택하여 기억 시켜 놓는다. 이 후 스마트 TV 내에서 선택한 모델에 따른 최적의 HRTF 로 처리한 오디오를 헤드폰 단자를 통하여 별도로 제공한다.
  • 방송 프로그램에서는 바이노럴로 녹음된 오디오를 부 (副) 오디오 서비스로서 별도의 2 채널로 제공 하면 사용자는 개인별로 머리 모양 (頭形)에 가장 맞는 모델을 스마트 TV의 도움으로 선택하여 기억 시켜 놓는다. 이 후 스마트 TV 내에서 선택한 모델에 따른 최적의 HRTF 로 처리한 오디오를 헤드폰 단자를 통하여 별도로 제공한다. 이때 주 (主) 오디오 서비스는 일반 다채널 서라운드 오디오를 제공한다.
  • 이러한 차세대 디지털 방송 서비스를 위하여 가장 중심이 되는 지상파 TV 방송을 상정하여 보면 제한된 주파수 대역에 보다 고효율의 비디오 압축 방식 사용이 된다 하더라도 오디오 데이터용으로서 할당 될 수 있는 데이터 양은 제한될 수 밖에는 없다. 이러한 점을 고려하여 오디오 데이터 량은 최대 2 Mbps가 넘지 않을 것을 전제로 하여 사용할 오디오 규격 및 서라운드 채널 수 등을 상정하여 보았다.
  • 이를 위해 돌비 디지털 플러스 (E-AC-3)가 제공하는 장점인 이른바 ‘Core plus extension’ 방법의 채용을 제안한다.
  • 이와 함께 앞으로 스마트 TV 등 CPU를 탑재한 TV의 확산을 이용하여 사용자 개인별로 HRTF 서라운드 음장 처리를 하여 홀로그래픽 사운드에 근접하는 3D 입체 음향 제공을 위한 바이노럴 오디오를 부 오디오 신호로서 제공하는 것도 함께 제안한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
차세대 디지털 방송 규격은 무엇인가? 한편 차세대 디지털 방송 규격으로서 UHDTV는 일본 NHK가 2000년대 초부터 선도적으로 연구 개발을 하고 있는데 국내에서도 기본적인 UHDTV에 대한 연구가 본격화 되고 있다. 그러나 대부분의 차세대 방송기술에 대한 연구가 H.
2007년 이후부터 DVD를 대신하는 디스크는 무엇인가? 홈 엔터테인먼트 용으로서 2007년 이후부터 DVD를 대신하여 블루 레이 (Blu Ray) 디스크의 보급이 일반화 되고 있다. 이 규격에서 제공하는 25 Gbyte 이상의 여유있는 데이터 양에 따라, 시청자는 30 Mbps를 넘는 H.
블루 레이 (Blu Ray) 디스크로 시청자가 경험할 수 있는 부분은 무엇인가? 홈 엔터테인먼트 용으로서 2007년 이후부터 DVD를 대신하여 블루 레이 (Blu Ray) 디스크의 보급이 일반화 되고 있다. 이 규격에서 제공하는 25 Gbyte 이상의 여유있는 데이터 양에 따라, 시청자는 30 Mbps를 넘는 H.264 규격의 비디오와 비손실 방식의 Dolby True HD, DTS HD MA 규격이 제공하는 고품질 비디오/오디오 신호의 우수 성을 경험 하고 있다 [1-2]. 따라서 차세대 디지털 방송 서비스도 이에 상응하는 품질의 오디오 신호를 제공 할필요가 있다.
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참고문헌 (10)

  1. 김광기, 한민수, 서성일, 백승권, 장대영, "MPEG Surround 멀티채널 오디오 부호화 기술," 한국전자공학회지, 제33권, 제9호, 972-983쪽, 2006. 

  2. Mike Smyth, "An Overview of the Coherent Acoustics Coding System," DTS white paper, June 1999. 

  3. K. Hamasaki, T. Nishiguchi, R. Okumura, Y. Nakayama, and A. Ando, "A 22.2 multichannel sound system for ultrahighdefinition TV (UHDTV)," SMPTE Motion Imaging J., pp. 40-49, Apr. 2008. 

  4. 日本 音聲 符號化 作業班 "高度衛星 디지털 放送의 音聲符號化暫定方式 案에 관한 中間 報告," 2008年 1月. 

  5. Akio Ando, "Conversion of Multichannel Sound Signal Maintaining Physical Properties of Sound in Reproduced Sound Field," IEEE Trans. on Audio, Speech, and Language Processing, vol. 19, issue 6, pp.1469-1475, 2010. 

  6. ITU-R Rec. BS.775-2, "Multi-channel stereophonic sound system with or without accompanying picture," ITU, Geneva, Switzerland, 2006. 

  7. Andersen, Robert L., Crockett, Brett G., Davidson, et al "Introduction to Dolby Digital Plus, an Enhancement to the Dolby Digital Coding System," AES Preprint 6196, Oct. 2004. 

  8. "Evaluations of Multichannel Audio Codecs," EBU Report, Sept. 2007. 

  9. Stefan Meltzer and Gelard Moser, "MPEG 4 HE-AAC v2," EBU technical Review, Jan. 2006. 

  10. Harald Fuchs, Olaf Korte and Johannes Hilpert, "Digital broadcasting with MPEG surround," EBU technical Review, 2009 Q3. 

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