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가상 음원 이미징을 위한 향상된 진폭 패닝 기법

Enhanced Amplitude Panning for Virtual Source Imaging

Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea = 전자공학회논문지 v.50 no.3 , 2013년, pp.139 - 145  
현동일 (연세대학교 전기전자공학과 ) ;  박영철 ( 연세대학교 컴퓨터정보통신공학부 ) ;  윤대희 ( 연세대학교 전기전자공학과)
초록

본 논문에서는 스테레오 패닝 시스템에 대해 기존의 진폭 패닝이 가지는 문제점을 분석하였다. 이러한 문제점이 피드포워드 빗형 필터 형태로 발생하는 것을 관찰하고 이를 해결하기 위하여 피드백 빗형 필터를 사용한 스테레오 진폭 패닝 시스템을 제안하였다. 방향 인지에 대해 중요한 단서인 양이간레벨차의 차이가 최소가 되도록 하여 빗형 필터를 설계하였으며 제안된 시스템이 방향 인지에 관련된 대역에 대해 선택적으로 동작하도록 주파수 대역을 설정하였다. 제안된 시스템의 성능을 주관적 음질 평가를 통하여 검증하였다.

Abstract

In this paper, the problems of the conventional amplitude panning method for a stereophonic panning system are analyzed. We observed that the distortion showed a feedforward comb filter response. As a remedy to this distortion, we propose a stereophonic panning system using a feedback comb filter. The comb filter is designed to minimize the difference between interaural level difference(ILD) of the proposed system and that of HRTF because ILD is most salient cue for the perception of the source direction. The proposed system is configured to operate selectively for the frequency band related to the source direction. The performance of the proposed system is verified by subjective listening tests.

주제어

#진폭 패닝   #빗형 필터  

본문요약 

문제 정의
  • 본 논문에서는 크로스토크로 인한 왜곡을 감소시키기 위하여 피드백 빗형 필터를 적용한 시스템을 제안하였다.

    기존의 진폭 패닝은 구현이 쉬운 반면에 크로스토크로 인하여 가상 음원의 위치가 스피커 쪽에 치우치게 되는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 크로스토크로 인한 왜곡을 감소시키기 위하여 피드백 빗형 필터를 적용한 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 여전히 적은 연산량을 필요로 하며 움직이는 음원에 대해서도 적용이 용이한 장점을 가진다.

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질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3차원 입체 음향 시스템
3차원 입체 음향 시스템은 무엇으로 구분될 수 있는가?
크게 헤드폰 환경과 스피커 환경으로 구분

3차원 입체 음향 시스템 (3D audio system)은 청자의 주변에 가상의 음원을 위치시키는 것을 목적으로 하며 음악 뿐 아니라 게임, 가상현실 (virtual reality), 증강현실 (augmented reality) 등 다양한 분야에 적용되어왔다. 3차원 입체 음향 시스템은 크게 헤드폰 환경과 스피커 환경으로 구분될 수 있다. 일반적으로 헤드폰 환경에서는 가상 음원 이미징 (virtual source imaging)을 위해 머리전달함수 (HRTF: head-related transfer function) 렌더링 기법이 사용된다[1].

3차원 입체 음향 시스템
3차원 입체 음향 시스템 적용 분야에는 어떤 것이 있는가?
청자의 주변에 가상의 음원을 위치시키는 것을 목적으로 하며 음악 뿐 아니라 게임, 가상현실 (virtual reality), 증강현실 (augmented reality) 등

3차원 입체 음향 시스템 (3D audio system)은 청자의 주변에 가상의 음원을 위치시키는 것을 목적으로 하며 음악 뿐 아니라 게임, 가상현실 (virtual reality), 증강현실 (augmented reality) 등 다양한 분야에 적용되어왔다. 3차원 입체 음향 시스템은 크게 헤드폰 환경과 스피커 환경으로 구분될 수 있다.

진폭 패닝(amplitude panning) 기법
진폭 패닝(amplitude panning) 기법의 장단점은?
구현이 간단하다는 장점을 가지지만 크로스토크로 인한 왜곡으로 인하여 여전히 음상의 방향이 의도된 방향보다 바깥방향으로 인지된다

또 다른 방법으로는 각 스피커에서 출력되는 음원의 진폭만을 조절함으로써 가상 음원을 이미징하는 기법인 진폭 패닝(amplitude panning) 기법이 있다[3]. 진폭 패닝 기법은 구현이 간단하다는 장점을 가지지만 크로스토크로 인한 왜곡으로 인하여 여전히 음상의 방향이 의도된 방향보다 바깥방향으로 인지된다.

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저자의 다른 논문

현동일(5) 박영철(85) 윤대희(147)

참고문헌 (14)

  1. 1. K. C. Foo, M. J. Hawksford, and M. P. Hollier, "Three-dimensional sound localization with multiple loudspeakers using a pair-wise association paradigm and embedded HRTFs," in Proc. 104th Conv. AES, May 1998, preprint 4745. 
  2. 2. W. G. Gardner, 3-D audio using loudspeakers, Ph.D. thesis, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Mass, USA, 1997. 
  3. 3. D. Griesinger, "Stereo and surround panning in practice," in Proc. 112th Conv. AES, May 2002, preprint 5564. 
  4. 4. B. B. Bauer, "Phasor Analysis of Some Stereophonic Phenomena," J. Acoust. Soc. Am., Vol. 33, pp. 1536-1539, 1961. 
  5. 5. J. C. Bennett, K. Barker, and F. O. Edeko, "A New Approach to the Assessment of Stereophonic Sound System Performance," J. Audio Eng. Soc., Vol. 33, pp. 314-321, 1985. 
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  7. 7. V. Pulkki and M. Karjalainen, "Localization of amplitude-panned virtual sources, part I: Stereophonic panning," J. Audio Eng. Soc., Vol. 49, pp. 739-752, 2001. 
  8. 8. J. Blauert. Spatial Hearing. MIT Press, Cambridge, MA, 1983. 
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  11. 11. F. L. Wightman and D. J. Kistler, Binaural and Spatial Hearing in Real and Virtual Environments. Princeton, NJ: Lawrence Erlbaum, ch. 1, pp. 1-23, 1997. 
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  13. 13. Larcher, V., and J.-M. Jot, "Techniques d'interpolation de filtres audio-numeriques. Application a la reproduction spatiale des sons sur ecouteurs," in Proc. the 4th congress of the French Soc. of Acoust., 1997 
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