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스테레오-멀티채널 업믹스 시스템에서의 초기 반사음 생성 기법
Early Reflection Generation Technique in Stereo-to-Multichannel Upmix System 원문보기

한국방송공학회 2013년도 하계학술대회, 2013 June 26, 2013년, pp.8 - 11  

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

초록
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스테레오-멀티채널 업믹스(Stereo-to-Multichannel Upmix)기술은 시장의 대부분을 차지하는 스테레오 음원을 홈시어터와 같은 멀티채널 스피커 재생 환경에서 효과적으로 재생하기 위한 채널 포맷 변환 기술을 말한다. 수평적인 공간감뿐만 아니라 수직적인 공간감을 재현하기 위하여 10.2, 22.2채널 환경의 경우 고도 채널이 추가되었다. 본 논문에서는 이러한 채널 환경에서 수직, 수평적인 공간감을 재현하기 위하여 새로운 초기 반사음을 생성하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 진폭 패닝방법을 이용하여 전방의 가상 음원들에 의하여 발생되는 리시버 위치에서의 음압을 일치시킴으로써 기존 알고리즘이 가지지 못했던 이론적인 배경을 갖는다. 청취 평가 실험을 통하여 제안된 알고리즘은 음장의 수직, 수평적인 폭을 증가시키며, 좀 더 안정적인 음상 정위 성능을 가지는 것을 확인하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 수평면 밖에 존재하는 스피커를 포함하는 스테레오-멀티채널 업믹스 시스템에서의 새로운 초기 반사음 합성 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 청자 위치에서의 초기 반사음의 음압을 유지시켜준다는 점에서 물리적인 타당성을 가진다.
  • 본 논문에서는 진폭 패닝방법을 이용하여 전방의 가상 음원들에 의하여 발생하는 리시버 위치에서의 음압을 일치시키는 초기 반사음 생성 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 기존 알고리즘과는 달리 물리적인 타당성을 가진다.

가설 설정

  • 시간과 주파수 인덱스는 편의상 생략한다. 방향성 신호는 레벨 패닝을 이용하여 정위되고 방향성 신호 S 와 좌, 우 배경음 N L , N R의 경우 서로 상관도가 없다고 가정하자. 이는 수식적으로 다음과 같이 표현 가능하다.
  • 고도 채널의 경우고도 채널 위치 위쪽에 해당하는 초기 반사음들을 재생하고, 측면 채널의 경우 측면 채널보다 측면에 존재하는 초기 반사음들을 재생한다. 이를 수식적으로 나타내기 위하여 전방 벽면의 위쪽 두 꼭짓점과 리시버의 위치를 지나는 평면의 방정식을 ahx + bhy + chz + dh = 0, 전방 벽면의 좌측 두 꼭짓점과 리시버의 위치를 지나는 평면의 방정식을 alx + bly + clz + dl = 0, 전방 벽면의 우측 두 꼭짓점과 리시버의 위치를 지나는 평면의 방정식을 arx + bry + crz + dr = 0이라 가정하자. HL, HR, WL, WR 채널 각각의 공간적인 필터인δHL , δHR , δWL , δWR은 다음과 같이 정의될 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스테레오-멀티채널 블라인드 업믹스 방법는 어떤 과정으로 이루어져 있는가? 스테레오-멀티채널 블라인드 업믹스 방법은 크게 음장 분석과 음장 합성인 두 가지 과정으로 이루어져 있다[2]. 음장 분석 단계에서는 국소 푸리에 변환(short-time Fourier transform)을 이용하여 입력 신호를 주파수 축으로 변환한 후 좌-우 채널간의 공분산과 같은 정보를 이용하여 공간적 단서를 추출하고 입력 스테레오 신호를 방향성 신호(primary signal)와 배경음 신호(ambient signal)로 분리한다[3, 4, 5, 6, 7].
멀티미디어 시장에서 영화 콘텐츠를 제외한 대부분의 오디오 콘텐츠는 어떤 신호인가? 그러나 멀티미디어 시장에서 영화 콘텐츠를 제외한 대부분의 오디오 콘텐츠는 2채널 스테레오 신호이다. 따라서 멀티채널 시스템을 갖추고 있더라도, 해당 시스템에 적합한 멀티미디어 콘텐츠가 부족하기 때문에 제대로 활용되기 어려운 상황이다.
스테레오-멀티채널 블라인드 업믹스 방법의 과정 중 음장 분석 단계의 특징은? 스테레오-멀티채널 블라인드 업믹스 방법은 크게 음장 분석과 음장 합성인 두 가지 과정으로 이루어져 있다[2]. 음장 분석 단계에서는 국소 푸리에 변환(short-time Fourier transform)을 이용하여 입력 신호를 주파수 축으로 변환한 후 좌-우 채널간의 공분산과 같은 정보를 이용하여 공간적 단서를 추출하고 입력 스테레오 신호를 방향성 신호(primary signal)와 배경음 신호(ambient signal)로 분리한다[3, 4, 5, 6, 7]. 음장 합성 단계에서는 분리된 방향성 신호는 추출된 공간적 단서를 바탕으로 전방 채널에 패닝 되어 분배되고, 분리된 배경음 신호는 후방 채널에 분배된다.
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