IIR Filter Design of HRTF for Real-Time Implementation of 3D Sound by Synthetic Stereo Method

합성 스테레오 방식 3차원 입체음향의 실시간 구현을 위한 머리전달 함수의 IIR 필터 설계

In this paper, we proposed an algorithm for the approximation of high order FIR filters by low order IIR filters to efficient implementing two channel 3-D surround sound systems using Head-related transfer functions(HRTFs). The algorithm is based on a concept of the balanced model reduction. The binaural sounds using the approximated HRTFs are reproduced by headphone, and serves as a cue of sound image localization. HRTFs of dummy-head are approximated from 512-order FIR filters by 32-order IIR filters and compare with each other. .Experiment of sound image are carried out for 10 participants. We perform the experiment based on computer simulation and hardware experiment with TMS320C32. The results of the experiments show that the localization using the approximated HRTFs is the same accuracy as the case of FIR filters that simulate the HRTFs.

본 논문에서는 2 채널 입체음향 시스템을 효율적으로 구현하기 위하여 고차의 FIR 필터로 구현된 머리 전달함수를 저차의 IIR 필터로 근사시키는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 균형화모델감소법의 개념을 바탕으로 한다. 근사화된 머리전달함수를 헤드폰을 통해 바이노럴 사운드로 재생하면 입체음향이 구현된다. 더미 헤더의 머리전달함수를 512차 FIR 필터에서 32차 IIR 필터로 근사화하여 기존의 머리전달함수와 성능을 비교한다. 이를 위해 10명을 대상으로 음상 정위에 대한 실험을 한다. 실험은 컴퓨터 시뮬레이션과 TMS320C32를 이용한 하드웨어 실험을 병행한다. 실험을 통해 기존의 FIR 필터를 사용한 경우와 같이 IIR 필터로 근사화된 머리전달함수를 사용한 경우도 동일하게 인지되는 것을 확인할 수 있다.