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MPEG-H 3D 오디오 바이노럴 렌더링 기술 표준화

전기의 세계 = The proceedings of KIEE, v.64 no.2, 2015년, pp.27 - 31  

박영철 (연세대학교 컴퓨터정보통신공학과) ,  이태규 (연세대학교 전기전자공학과) ,  윤대희 (연세대학교 전기전자공학과)

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문제 정의

  • 본 기고에서는 MPEG-H 3D 오디오의 바이노럴 렌더링 기술이 표준화 되는 과정과 현황을 먼저 설명하고, MPEG-H 3D 오디오의 바이노럴 렌더링의 기술적 특징을 대략적으로 살펴보고자 한다.
  • UHD, HMD 등 많은 고 몰입도 멀티미디어 시스템의 등장으로 사람이 가상현실을 일상적으로 사용하는 날이 멀지 않았다. 본 기고에서는 이러한 고 몰입도 멀티미디어 시스템에서 사용될 수 있는 MPEG-H 바이노럴 렌더링 기술을 소개하였다. 이 기술은 높은 복잡도를 줄이기 위하여 많은 새로운 접근법들을 채용함으로써 고효율의 바이노럴 렌더링 시스템을 구성할 수 있도록 한다.
  • RM을 선정하기 위하여 크게 네가지의 청음 평가를 수행하였는데, 첫째는 코덱의 성능을 평가하기 위한 3개의 비트레이트에 서의 음질 테스트, 둘째는 3D 오디오의 경우 다수의 사용자가 사용할 가능성이 높기 때문에 Sweet-spot이 아닌 지점에서도 충분한 퀄리티의 입체음향을 제공하는지에 대한 Off-sweet spot에서의 퀄리티 측정, 세번째는 모바일 환경을 고려한 헤드폰에서의 바이노럴 렌더링 테스트, 마지막으로는 스피커가 정해진 위치에 배치되어 있지 않을 때에도 충분한 입체 음향을 제공하는지에 대한 테스트 등이 이루어 졌다. 주목할 점은 CO(Channel + Object) 기반 및 HOA의 Immersive 오디오 컨텐츠를 헤드폰에서 효과적으로 재생하기 위한 기술로써 바이노럴 렌더링이 MPEG-H 표준의 범위에 포함하게 되었다는 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
BRIR의 특징은 무엇인가? 이를 BRIR(Binaural Room Impulse Response)이라 부른다. 그러나 BRIR은 일반적으로 HRIR(Head Related Impulse Response, HRTF의 시간영역 신호)에 비하여 상당히 긴길이를 가지기 때문에, 많은 저장용량과 함께 높은 연산 량이 요구된다. UHD나 HMD에서 재생되는 오디오 콘텐츠가 충분한 몰입감을 주지 못하는 주요한 원인이 이러한 높은 연산량과 머리 전달 함수의 개인적 차이 때문 이라고 할 수 있다.
바이노럴 렌더링은 어떤 과정을 의미하는가? 머리 전달 함수(Head Related Transfer Function, HRTF)은 특정 3차원 공간상의 위치 에서부터 사람의 두 귀까지의 전달함수로서 사람이 어떻게 3차원 공간상에서 소리의 방향을 인지하는데 사용 되는 단서들은 포함하고 있다[3]. 머리 전달 함수를 사용하여 모노(mono) 오디오 신호를 필터링하면 바이노럴 (binaural) 신호가 얻어지고, 이를 헤드폰 또는 이어폰으로 재생하게 될 경우 원하는 위치에 음상이 정위된다. 이프로세스를 바이노럴 렌더링(Binaural Rendering)이라고 한다.
CE(Core Experiment)는 무엇인가? MPEG 오디오 표준의 경우 CE(Core Experiment)라는 과정을 거쳐 RM 코덱의 성능을 발전 시켜왔다. CE란 RM 선정 이후 RM을 기반으로 새롭게 제안된 성능을 개선하거나 새로운 기능을 제공하는 기술을 추가 또는 삽입함으로써 선정된 RM의 성능을 개선하는 과정이다. 당연히 CE 과정에서 새롭게 제안된 기술에 대하여 해당 기술의 당위성을 검증하고 성능을 측정 및 비교하는 과정을 거친다.
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