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실시간 오디오 업믹싱 시스템을 위한 비음수 행렬 분해 기반의 단일채널 배경 잡음 추출 기법
Monaural Ambient Sound Extraction for On-line Audio Upmixing System based on Nonnegative Matrix Factorization 원문보기

한국방송공학회 2014년도 하계학술대회, 2014 June 30, 2014년, pp.5 - 8  

이석진 (경기대학교)

초록
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본 논문에서는 비음수 행렬 분해 (NMF) 기법을 이용하여 단일 채널에서 배경음 성분을 추출하는 알고리즘에 대해 서술한다. 이러한 배경음 성분 추출은 오디오 업믹싱 시스템을 고려하여 개발되었으며, 기존의 연구를 통하여 분리된 배경음 신호가 서라운드 채널 혹은 상방향 채널에 적용될 경우 청취자의 공간감을 향상시킬 수 있다는 사실이 이미 확인된 바 있다. 다만 기존의 기법은 음향 신호를 모두 축적하여 일괄적으로 처리해야 한다는 단점이 있어, 스트리밍 시스템이나 디지털 신호 프로세서 등을 이용한 시스템에서 사용될 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 이를 해소하기 위하여 실시간 비음수 행렬 분해 기법을 이용한 배경음 추출 시스템을 고안하여 실험하였다. 실험 결과 실시간 배경음 추출 기법이 신호의 후반부에서는 원하는 대로 동작하나, 초중반에 기저가 과도하게 설정되는 문제점이 있음을 확인할 수 있었으며, 이에 대한 해결이 향후 연구 과제가 될 것이다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서 소개 및 도출된 배경음 추출 기법의 동작을 살펴보기 위하여, 음악 신호에 대하여 배경음 추출 실험을 진행하였다. 실험 대상으로는 RWC database [7]의 popular music database 중 1 번 음원을 선정하였으며, 스펙트럼 분석은 2048 길이의 Hamming 윈도우를 이용하여 50%겹침(overlap)을 통해 수행되었다.
  • 본 논문에서는 단일 채널의 음향 신호에서 비음수 행렬 분해 기법을 통하여 배경음 성분을 추출하는 알고리즘에 대해 살펴보았다. 또한, 이를 보완하여 일괄 처리가 아닌 실시간으로 배경음 성분을 추출할 수 있도록 새로운 알고리즘을 도출하였다.
  • 본 논문에서는 위와 같은 비음수 행렬 분해에 기반한 실시간 배경음 추출 기법에 대해 논의하며, 특히 실시간 비음수 행렬 분해에 기반한 기법을 도출한다. 이를 토대로 기존의 일괄적 비음수 행렬 분해 기법에 의해 추출된 결과와 비교 분석한 후, 향후 연구 방향에 대해 논의한다.
  • 본 논문에서는 위와 같은 비음수 행렬 분해에 기반한 실시간 배경음 추출 기법에 대해 논의하며, 특히 실시간 비음수 행렬 분해에 기반한 기법을 도출한다. 이를 토대로 기존의 일괄적 비음수 행렬 분해 기법에 의해 추출된 결과와 비교 분석한 후, 향후 연구 방향에 대해 논의한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
향상된 다채널 스피커 시스템의 성능을 즐기기위해 필요한것은 무엇인가? 보다 향상된 다채널 스피커 시스템의 성능을 즐기기 위해서는, 재생해야 할 음향 신호 또한 스피커 시스템에 맞도록 구성되어야 한다. 특히 최근에는 5.
기존의 비음수 행렬 분해 기법이 가지는 단점은 무엇인가? 앞서 언급된 바와 같이, 기존의 비음수 행렬 분해 기법은 모든 데이터를 축적한 뒤 일괄적으로 계산해야 한다는 단점이 있으며, 이를 극복하기 위하여 실시간으로 기저 행렬을 추정하는 알고리즘들이 개발되고 있다. 그 중 하나가 재귀적 최소 자승법 (Recursive Least Squares: RLS)의 원리를 이용하여 개발된 실시간 비음수 행렬 기법 알고리즘이다[5, 6].
다채널 오디오 시스템이 발전할 수 있었던 이유는 무엇인가? 음향 녹음 및 재생 기기의 등장으로 청취자가 가정에서 오디오를 향유하게 된 이래, 음질뿐만 아니라 공간감에 대해서도 보다 충실하고 현장감이 있는 소리를 들을 수 있기를 바라는 요구가 항상 존재해 왔다. 이에 따라 과거 모노채널 오디오 시스템에서부터 시작하여, 스테레오 시스템, 그리고 5.
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