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문제 정의
- 최근들어 일반 가정에서도 영화관과 같은 입체음향효과를 즐기기 위해 홈 씨어터와 같은 멀티채널 오디오 시스템에 대한 수요가 급증하고 있다. 멀티채널 오디오 시스템은 실감나는 입체음향효과를 극대화 시키는데 그 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해 그동안 활발한 연구가 진행되어 왔고, 다양한 스피커 배치와 개수의 사용으로 오디오 렌더링 기술을 꾸준히 발전시켜 왔다[1-2].
- 본 논문에서는 스테레오를 이용해 멀티채널 포맷변환을 위한 업믹싱 기법을 제안하고 있다. 음원 재합성 과정에서는 본 논문에서 제안하고 있는 채널별 모듈을 이용해 실험적으로 스테레오와 기존의 업믹싱 기법들을 주관적 음질 평가를 통해 비교하였다.
- 본 논문에서는 앞선 연구의 기존 알고리즘이 가지고 있는 채널 포맷 변환 과정 중 입력신호가 가지는 공간정보의 왜곡을 최소화 하는 전방채널 재합성방안 [10]을 이용하고 이를 기반으로 효과적인 입체음향과 풍부한 음장 효과를 극대화하기 위한 업믹스 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘들은 목표로 하고 있는 USC 10.
- 이전 장에서는 멀티채널 오디오 신호로의 변환과정 중 음원 분석과정을 통해 좌･우 두 채널이 공통적으로 가지고 있는 주요성분, 패닝게인, 잔향성분을 분리하기 위한 알고리즘들을 소개 하였다. 이 장에서는 변환하고자 하는 채널 포맷에서 스테레오 입력을 가지는 공간정보의 유지와 확장된 스피커 채널 환경에서 입체음향효과를 극대화시키기 위한 음원 재합성 과정에 대해서 제안한다. 변환하고자 하는 채널포맷은 그림 3에 나타나 있는 USC 10.
가설 설정
- ‘주요성분’을 녹음하기 위한 개개의 악기나 보컬 신호 근처에 위치한 몇 개의 마이크로폰과, ‘잔향(ambient)(잔향, 박수, 바람, 다양한 배경음) 성분’을 녹음하기 위한 몇 몇의 마이크로폰이 적절히 위치한다. 녹음된 음원을 이용하여 믹싱할 때에는 주요성분은 전방채널, 잔향성분들은 후방채널로 전달된다고 가정한다 [12]. 잔향 성분은 입력 스테레오 신호가 가지고 있는 잔향, 배경음에 해당하는 음원이며, 공간적 특성을 나타내는 성분이다.
- 멀티채널 오디오 시스템에서 각각의 스피커에 어떤 신호가 전달되어야 할 것인가에 대한 정의를 하기 위하여 먼저 멀티채널 레코딩 환경을 정의한다. 멀티채널 레코딩 시에 멀티 마이크로폰이 녹음실 안의 각각의 지정된 위치에 있다고 가정한다. ‘주요성분’을 녹음하기 위한 개개의 악기나 보컬 신호 근처에 위치한 몇 개의 마이크로폰과, ‘잔향(ambient)(잔향, 박수, 바람, 다양한 배경음) 성분’을 녹음하기 위한 몇 몇의 마이크로폰이 적절히 위치한다.
- 2채널 외에도 다양한 채널 포맷과 채널 추가 과정에서도 이용될 수 있는 호환성을 지니고 있다. 식 (1)과 같은 스테레오 신호모델은 기존의 많은 채널변환 연구에서 공통적으로 가정하고 있으며, 이 신호모델을 기반으로 단 구간 퓨리에 변환(short time Fourier transform)에 의해 얻어진 주파수 신호를 청각특성을 기반으로 하는 서브밴드단위인 임계대역(critical band)[11]으로 나누어서 입력 신호모델을 분석 하였다. 본 논문의 구성은 2장에서 멀티채널 환경과 음원 분석에 대한 소개와 음원 분석 알고리즘을 설명하고 3장에서는 멀티채널 포맷 변환을 위한 음원 재합성 과정을 채널별로 제안하였다.
- 식 (1)과 같이 스테레오 신호는 레벨차이를 가지는 공통된 음원과 잔향이나 기타 배경음의 합으로 이루어져 있다고 가정 하였다. 여기서 스테레오 좌･우의 신호가 레벨 차이만을 가지는 음원들로만 구성되어 있다면 좌･우의 채널의 정규화된 상호 상관도(normalized cross corrrelation)는 ‘1’이 된다.
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