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시선에 따른 영상 음향 정위 일치에 관한 연구

Study on the Localization Concordance of Video and Audio

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.13 no.6, 2018년, pp.1293 - 1300  

이규원 (서울과학기술대학교 전자IT미디어공학과) ,  최해근 (서울과학기술대학교 전자IT미디어공학과) ,  박소연 (서울과학기술대학교 전자IT미디어공학과) ,  박구만 (서울과학기술대학교 전자IT미디어공학과) ,  김성권 (서울과학기술대학교 전자IT미디어공학과)

초록
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$360^{\circ}$ 영상은 많은 영상정보를 담고 있어 유용하나, 눈에 보이는 물체의 방향과 그 물체의 소리가 들려오는 방향이 다른 경우 시청자에게 피로도를 느끼게 하여 감각적 이질감이 증대되어 그 활용도가 떨어지고 있다. 이에 본 논문에서는 $360^{\circ}$ 영상에서 시선에 따른 음향 정위가 얼마나 일치하는지를 백분율로 나타내는 기준을 제안하며, 제시한 영상 음향 정위 일치율을 이용하여 몰입도를 증대시키는 $360^{\circ}$ 영상의 제작 가능성을 제시한다. 제안한 영상 음향 정위 일치율은, 입체음향 콘텐츠 제작, 재생 솔루션의 정위 성능을 측정, 평가에 유용하고, 더욱 실감성 높은 시스템을 제작하는데 기여할 것으로 기대한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The $360^{\circ}$ video has a lot of image information and usefulness; however, the position of the audio source judged by hearing is different from the position on the screen. Therefore, human feels tired, the immersion decrease and user cant watch the video for Moreer time. In this pape...

주제어

표/그림 (14)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 2장에서 실제 청각 특성에 관해 설명하고, 이를 밑바탕으로 만든 360° 영상 제작, 재생 시스템이 얼마나 실제와 유사하게 음향 정위를 구현해 내는지 분석할 수 있는 지표인 영상 음향 정위 일치율을 제안한다.
  • 본 논문에서는 360° 영상에서 시선이 이동할 때, 그에 따른 영상에서 음원의 위치와 음향으로 표출된 음원의 위치 사이의 일치율을 정의하였으며, 영상 음향 정위 일치율을 개선하기 위하여, 360° 영상 카메라 를 중심으로 4방향에서 음원을 획득하여, 믹싱되는 시스템을 제안하였다.
  • 본 연구에서는 360° 영상에서 영상 음향 정위 일치율의 개선을 위하여 360° 영상 카메라에 카메라를 중심으로 4방향에 마이크를 부착해 녹음하였으며, 시청자의 시선에 따라 영상이 회전할 때, 4채널 오디오의 볼륨과 패닝을 조절하여 영상의 시선에 맞게 믹싱해 스테레오로 출력해주는 시스템을 제작하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
ITD는 어떠한 요소인가? 사람은 두 개의 귀를 가지고 있기 때문에 소리의 방향을 인식할 수 있는데, 이때, 가장 중요하게 작용 하는 요소는 ITD (Inter-aural Time Difference)와 ILD (Inter-aural Level Difference)이다[4].
미디어 기술은 어떠한 방향으로 진화해 왔나? 미디어 기술은 초창기부터 이용자가 마치 실제상황에 있는 것처럼 느끼도록 하는 방향으로 진화해 왔으며, 특히, 360° 영상 기술은 직사각형 모니터 화면에 영상을 국한하지 않고 마치 이용자가 서 있는 곳을 기준으로 모든 방향의 영상정보를 제공하며, 차세대 실감 미디어 기술로써 초기에는 많은 집중을 받았다. 그러나, 개인방송 같은 열악한 환경에서 제작되는 360° 영상은 음상정위가 맞추어지지 않아, 시청자의 집중도를 분산시키며, 감각적 이질감의 한계를 넘지 못해 상용화에 어려움을 겪고 있는 문제점이 있었다.
미디어 기술이 가진 문제점은? 미디어 기술은 초창기부터 이용자가 마치 실제상황에 있는 것처럼 느끼도록 하는 방향으로 진화해 왔으며, 특히, 360° 영상 기술은 직사각형 모니터 화면에 영상을 국한하지 않고 마치 이용자가 서 있는 곳을 기준으로 모든 방향의 영상정보를 제공하며, 차세대 실감 미디어 기술로써 초기에는 많은 집중을 받았다. 그러나, 개인방송 같은 열악한 환경에서 제작되는 360° 영상은 음상정위가 맞추어지지 않아, 시청자의 집중도를 분산시키며, 감각적 이질감의 한계를 넘지 못해 상용화에 어려움을 겪고 있는 문제점이 있었다. 또한, 360° 영상기술에 상응하는 다양한 입체음향 솔루션이 개발되고 있지만, 입체음향 표출 시스템이 얼마나 영상 속 음원의 위치에 따라 실제 청각과 유사한 경험을 제공하는지를 평가할 수 있는 뚜렷한 기준이 없었다[1-2]. 사람은 물체의 위치를 시각으로 인식할 수 있고, 청각으로도 인식할 수 있는데, 자연환경에서는 눈에 보이는 물체의 위치와 귀로 판단한 물체의 위치가 일치하는 상황이 대부분이지만, 스피커를 통해 음향을 확성하거나, 스크린으로 영상을 재생하게 되면 위치가 불일치되는 상황이 생기고, 이는 시청자가 피로를 느끼게 한다.
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참고문헌 (10)

  1. Y. Kim, H. Myung, H. Jung, and K. Kim, "3D Sound Technology," Communications of Korean Institute of Information Scientists and Engineers, vol. 19, no. 5, May 2001, pp. 30-37. 

  2. C. Song, C. Yang, S. Park, J. Ku, and H. Park, "Audio Object Localization for 2D Stereo to 3D Virtual Audio Contents Converting," Proc. of Information and Control Symp., Chung-Ang University, Korea, Apr. 2014, pp. 164-165. 

  3. T. Joe, S. Kim, G. Park, E. Go, J. Yang, and Y. Kim, "A study for change of audio data according to rotation degree of VR video," J. of Korea Institute of Electronic Communication Science, vol. 12, no. 6, Dec. 2017, pp. 1135-1142. 

  4. T. Francart, A. Lenssen, and J. Wouters, "Enhancement of interaural level differences improves sound localization in bimodal hearing," J. Acoust. Soc. Am., vol. 130, no. 5, Nov. 2011, pp. 2817-2826. 

  5. J. Kim, S. Kim, Y. Lee, S. Yeo, and H. Cho, "A Study of Immersive Audio Improvement of FTV using an effective noise," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 10, no. 2, Feb. 2015, pp. 233-238. 

  6. N. L. Aronson and W. M Hartmann, "Testing, correction, and extending the Woodworth model for interaural time difference," J. Acoust. Soc. Am., vol. 135, no. 2, Feb. 2014, pp. 817-823. 

  7. C. Han, B. Park, J. Seo, and H. Kim, "Direction of arrival Estimation using Frequency Domain Binaural Model," Proc. of KIIT Summer Conference, Kumoh National Institute of Technology, Korea, June 2007, pp. 233-237. 

  8. S. Kim, Y. Lee, and Y. Lee, "3D Sound System Based on Audio/Video Analysis," In Proc. IEEK SUMMER Conf., Maison GLAD Jeju, Korea, July 2013, pp. 1924-1927. 

  9. R. C. G. Smith and S. R. Price, "Modelling of Human Low Frequency Sound Localization Acuity Demonstrates Dominance of Spatial Variation of Interaural Time Difference and Suggests Uniform Just-Noticeable Differences in Interaural Time Difference," PLoS ONE, vol. 9, no. 2, Feb. 2014, e89033. 

  10. T. Kawashima and T. Sato, "Adaptation in Sound Localization Processing Induced by Interaural Time Difference in Amplitude Envelope at High Frequencies," PLoS ONE, vol. 7, no. 7, July 2012, e41328. 

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