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지각 특성 및 라우드니스를 이용한 입체음향의 성능 개선
Enhancement of the 3D Sound's Performance using Perceptual Characteristics and Loudness 원문보기

방송공학회논문지 = Journal of broadcast engineering, v.16 no.5, 2011년, pp.846 - 860  

구교식 (숭실대학교 전자공학과) ,  차형태 (숭실대학교 전자공학과)

초록
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인간의 청각기관은 소리의 방향과 거리인지에 있어서 양 귀에 들어오는 소리세기의 차이, 위상의 차이, 그리고 주파수 스펙트럼의 차이 등의 정보들을 복합적으로 이용한다. 이런 정보를 종합적으로 포함하고 있는 것을 머리전달함수라 하며, 이를 이용하여 실질적으로 존재하지 않는 음원을 근사적으로 생성할 수 있는 입체음향 시스템을 구현할 수 있다. 그러나 비개인화 된 머리전달함수는 음상정위 성능을 떨어뜨리는 주된 원인이 된다. 이에 본 논문에서는 이 머리전달함수를 이용한 3차원 음상정위를 위해 사람의 청각 특성을 이용한 알고리즘을 제안한다. 청자가 정확한 방향을 인지하기 위해 1차로 측정된 머리전달함수의 청각 자극 에너지를, 2차로 전역 마스킹 임계치와 라우드니스를 이용하여 방향감을 강조하였다. 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위해 청감 테스트를 수행하였으며 실험결과 기존의 알고리즘에 비해 입체음향의 전체적인 인지도가 50% 이상 증가하였음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The binaural auditory system of human has ability to differentiate the direction and the distance of the sound sources by using the information which are inter-aural intensity difference(IID), inter-aural time difference(ITD) and/or the spectral shape difference(SSD). These information is generated ...

주제어

#Head related transfer function   #3d sound   #Psychoacoustics   #Sound localization   #Loudness  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
음상정위 성능을 떨어뜨리는 주된 원인은? 이런 정보를 종합적으로 포함하고 있는 것을 머리전달함수라 하며, 이를 이용하여 실질적으로 존재하지 않는 음원을 근사적으로 생성할 수 있는 입체음향 시스템을 구현할 수 있다. 그러나 비개인화 된 머리전달함수는 음상정위 성능을 떨어뜨리는 주된 원인이 된다. 이에 본 논문에서는 이 머리전달함수를 이용한 3차원 음상정위를 위해 사람의 청각 특성을 이용한 알고리즘을 제안한다.
가상현실이란 무엇을 뜻하는가? 이 중에서도 가상현실 분야는 현재 가장 활발히 연구가 진행되고 있는 분야 중 하나라 할 수 있다. 가상현실이란 어떤 특정한 환경이나 상황을 컴퓨터를 이용하여 시뮬레이션 함으로서 그것을 사용하는 사람이 재현된 공간 안에 실제로 존재하는 것처럼 만들어주는 일을 뜻한다[1]. 구체적인 예로서는 비행기 조종 훈련이나 수술 실습부터 우리가 실제로 겪을 수 없는 원자로 내에서의 작업이나 깊은 심해, 우주 저편에서의 활동 등 다양하며 이는 인간의 오감 중에서 시각, 청각, 촉각에 해당하는 그래픽, 사운드 및 운동감 기술의 실시간적인 상호작용으로 구현되어질 수 있다.
머리전달함수에 포함된 정보에는 어떤 것들이 있는가? 인간의 청각기관은 소리의 방향과 거리인지에 있어서 양 귀에 들어오는 소리세기의 차이, 위상의 차이, 그리고 주파수 스펙트럼의 차이 등의 정보들을 복합적으로 이용한다. 이런 정보를 종합적으로 포함하고 있는 것을 머리전달함수라 하며, 이를 이용하여 실질적으로 존재하지 않는 음원을 근사적으로 생성할 수 있는 입체음향 시스템을 구현할 수 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (20)

  1. 김기홍, 김용완, 명현, 정혁, 김기호, "3D Sound 기술", 정보과학회지, 19 권, 5호, 30-37쪽, 2001년5월 

    원문보기 상세보기

  2. 구교식, 차형태, "머리전달함수의 심리음향적 특성을 이용한 전/후 음상정위 특성 개선," 방송공학회논문지, 11권, 4호, 448-457쪽, 2006년 12월 

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  3. 강성훈, 강경옥, 입체음향, 기전연구사 

  4. 구교식, 차형태, "개선된 머리전달함수를 이용한 3차원 입체음향 성능 개선 연구," 한국음향학회지, 28권, 6호, 557-565쪽, 2009년8월 

  5. Chong-Jin Tan, Woon-Seng Gan, "User-defined spectral manipulation of HRTF for improved localisation in 3D sound systems, Electronics letters, Vol.34 No.25, pp. 2387-2389, Dec. 1998 

  6. 김경훈, 김시호, 배건성, 최송인, 박만호, "헤드폰 기반의 입체음향 생성에서 앞/뒤 음상정위 특성 개선," 한국통신학회논문지, 29권, 8c호, 1142-1148쪽, 2004년 8월 

  7. 이채봉, "고역 주파수 영역에서 HRTF의 간략화에 관한 연구," 한국신호처리시스템학회논문지, 12권1호, 1-6쪽, 2011년 1월 

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  8. 김용국, 전찬준, 김홍국, 이용주, 장대영, 강경옥, "헤드폰 청취환경에서의 실감오디오 재현을 위한 음상 외재화 기법," 대한전자공학회논문지, 47권, 5호, 1-8쪽, 2010년 9월 

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  9. 황성목, 박영진, 박윤식, "보편적인 기저함수를 이용한 중앙면상의 머리전달함수 모델링," 한국소음진동공학회논문집, 18권, 4호, 448-457쪽, 2008년4월 

    원문보기 상세보기 crossref

  10. 이영한, 김홍국, "가상현실 환경에서의 3차원 사운드 생성을 위한 거리 변화에 따른 구조적 머리전달함수 모델," 말소리, 59권, 89-99쪽, 2006년 9월 

  11. 안태수, 이두호, "머리전달함수 측정법의 실험적 비교," 한국소음진동공학회논문집, 19권, 12호, 1260-1268쪽, 2009년12월 

    원문보기 상세보기 crossref

  12. 이윤재, 박영진, 박윤식, "머리전달함수측정시스템의 개발과 분석," 제어로봇시스템학회논문지, 16권, 2호, 202-205쪽, 2010년 2월 

    원문보기 상세보기 crossref

  13. ISO/IEC, JTC1/SC29/WG11 MPEG, Information technology-coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5 Mbits/s-Part 3: Audio, IS11172-3 (MPEG-1), 1992 

  14. E. Zwicker and H. Fastil,, Psychoacoustics, Facts and Models, Springer 2nd Edition, 1999 

  15. C. J. Moore, Hearing, Academic Press, 1995 

  16. C. I. Cheng and G. H. Wakefield, "Introduction to Head-Related Transfer Functions(HRTFs)," J. Audio Eng. Soc. pp. 231-249, April. 2001. 

  17. ISO 532: acoustics method for calculating loudness level. Geneva: International Organization for Standardization, 1975 

  18. J. B. Allen and D. A. Berkley, "Image method for efficiently simulating small-room acoustics," Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 65, No. 4, pp.943-950, Apr. 1979 

    상세보기 crossref

  19. http://interface.cipic.ucdavis.edu/sound/hrtf.html 

  20. ITU-T P.800, Methods for subjective determination of transmission quality 

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