• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(4)
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• pp.135-138
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• 2001

Many researchers have developed the techniques of an efficient 3-D sound system based on the psycho-acoustics of spatial hearing with multimedia or virtual reality In this paper, we propose an idea for the improved 3-D sound system using conventional stereo headphones to obtain a better sound diffusion from the mono-sound recorded at an anechoic chamber. We use the HRTF (Head Related Transfer Function) for the sound localization and the wavelet filter bank with time delay for the sound diffusion. We investigate the effects of the 3-B sound depending on the length of time delay at lowest frequency band. Also the correlation coefficient of the signals between the left channel and the right channel is measured to identify the sound diffusion.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
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• pp.199-202
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• 2001

본 논문에서는 3D사운드 생성 기술 중 대표적인 방법인 원음에 HRTF(머리전달함수)를 콘볼루션(convolution)하는 방식으로 음상정위 모듈을 구현하였으며 음장감을 부여하기 위하여 잔향(reverberation) 효과를 추가하고 크로스토크 현상을 제거하기 위하여 트랜스오럴 필터를 추가하였다. 본 논문에서는 sampling rate conversion을 사용하여 decimation과 interpolation을 수행하여 44.1KHz의 sampling rate로 된 coefficient를 downsample하거나 upsample한 HRTR(머리전달함수)를 사용하여 콘볼루션(convolution)을 수행했다. 본 논문에서는 3D사운드 생성과정에서 필요한 연산과정을 최소화하여 일반 PC의 computing power로도 sampling rate conversion된 데이터를 처리하여 줄 수 있는 알고리즘을 제시하고 구현하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (상)
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• pp.15-18
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• 2002

본 논문에서는 다양한 채널을 가진 음악 과일에 대하여 입체 음향 효과를 줄 수 있는 시스템을 개발 하였다. 그러기 위하여 3D 사운드 기술 중에 가장 대표적으로 알려진 HRTF(머리전달 함수)를 원음에 콘볼루션(Convolution)하는 방식으로 음상정위 모듈을 구현하였으며 음장감을 부여하기 위해 잔향 효과(Reverberation)효과를 추가하고 크로스토크 현상 제거를 위해 트랜스오럴(Transaural) 필터를 추가하였다. 이런 입체음향 기술을 가지고 여러 채널을 가진 음악 파일에 적용시켜서 다채널 입체음향 효과를 낸 수 있는 시뮬레이터를 구현해 보았다. 시스템 구현에는 한정된 채널이 아닌 다양한 채널에 대한 효과를 낼 수 있도록 하였으며 기본적인 실험으로는 미디를 바탕으로한 5개의 채널에 대하여 실험하여 이를 증명해 보았다.

• 방송공학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.846-860
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• 2011

인간의 청각기관은 소리의 방향과 거리인지에 있어서 양 귀에 들어오는 소리세기의 차이, 위상의 차이, 그리고 주파수 스펙트럼의 차이 등의 정보들을 복합적으로 이용한다. 이런 정보를 종합적으로 포함하고 있는 것을 머리전달함수라 하며, 이를 이용하여 실질적으로 존재하지 않는 음원을 근사적으로 생성할 수 있는 입체음향 시스템을 구현할 수 있다. 그러나 비개인화 된 머리전달함수는 음상정위 성능을 떨어뜨리는 주된 원인이 된다. 이에 본 논문에서는 이 머리전달함수를 이용한 3차원 음상정위를 위해 사람의 청각 특성을 이용한 알고리즘을 제안한다. 청자가 정확한 방향을 인지하기 위해 1차로 측정된 머리전달함수의 청각 자극 에너지를, 2차로 전역 마스킹 임계치와 라우드니스를 이용하여 방향감을 강조하였다. 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위해 청감 테스트를 수행하였으며 실험결과 기존의 알고리즘에 비해 입체음향의 전체적인 인지도가 50% 이상 증가하였음을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제30권5호
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• pp.255-264
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• 2011

3차원 공간에서 음원으로부터 사람의 귀로 음향적인 전달 과정을 표현하는 머리전달함수는 사람이 음원의 위치를 판단할 수 있는 중요한 정보를 포함하고 있으며, 이를 이용하여 실질적으로는 존재하지 않는 음원을 근사적으로 생성할 수 있다. 그러나 각 청자에 특화되지 않는 머리전달함수를 사용함으로 인해 전후 방향이나 상하 방향의 혼동이 발생하게 되어 음상정위 성능이 저하된다. 이 논문에서는 머리전달함수를 통해 생성된 입체음향을 인간의 청각 특성을 사용하여 개선하는 알고리즘을 제안한다. 머리전달함수가 적용된 사운드 신호의 전역 마스킹 값을 계산한 후, 청자에게 크게 영향을 미치는 주파수 대역만을 추출하여 이를 강조함으로서 각 방향에 해당하는 인지 특성을 부각시키는 방법을 제안하였으며, 제안된 방법의 성능을 청감테스트를 통해 증명하였다.

• 한국음향학회지
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• 제28권6호
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• pp.557-565
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• 2009

인간의 청각기관은 소리의 방향과 거리인지에 있어서 여러 가지의 정보들을 복합적으로 이용한다. 이러한 양 귀에 들어오는 소리세기의 차이, 위상의 차이, 그리고 주파수 스펙트럼의 차이 등의 정보들을 종합적으로 포함하고 있는 것이 머리전달함수 (HRIF: Head Related Transfer Function)이다. 2채널 음향재생 시스템에서 이 머리전달함수를 이용하여 다채널 입체음향을 재생하는 방법이 많이 쓰이고 있다. 그러나 머리전달함수의 비개인화적인 특성 때문에 양쪽 귀까지의 거리가 같아지는 혼돈원추 상에서는 앞/뒤 방향 지각에 대한 혼돈을 주게 됨으로써 입체감을 저하시키게 된다. 본 논문에서는 입체음향을 생성하기 위해 머리전달함수를 사용하는 과정예서 발생하는 혼돈원추 문제점을 해결하기 위한 알고리즘을 제안한다. 각 머리전달함수의 주파수 차 및 인간의 청각 특성을 이용하여 각 방향에 해당하는 머리전달함수의 주파수 스펙트럼 특성을 조절하였다. 본 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 음상정위 테스트 및 청감 테스트를 실시하였으며 실험 결과 헤드폰을 기반으로 한 2채널 입체음향 시스템에서 향상된 입체음향을 재생하였다. 더불어 구현된 입체음향의 음질의 열화도 적음을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제29권6호
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• pp.381-387
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• 2010

다채널 오디오 코딩 시스템을 평가함에 있어서 음색 요소뿐만 아니라 공간감 요소 역시 큰 중요성을 갖는다. 이러한 이유로 양이 시간차 왜곡 (Interaural Time Difference Distortion, ITDDist), 양이 크기차 왜곡 (Interaural Level Difference Distortion, ILDDist), 양이 상관관계 왜곡 (Interaural Cross Correlation Distortion, IACCDist)과 같은 공간감 요소를 추가하여 기존의 음질 객관 평가 권고안인 ITU-R Rec. BS. 1387-1을 다채널 오디오 시스템에 적용하기 위한 시도가 있었다. 이 다채널 오디오 시스템을 위한 확장 모델에서는 Duplex 이론에 따라, 양이 시간차 왜곡은 1.5kHz 이하의 저주파 영역에 대해서만 계산되었으며, 양이 크기차 왜곡은 2.5kHz 이상의 고주파 영역에 대해서만 계산되었다. 하지만 고주파 영역에 있어서 포락선의 양이 시간차는 공간감 인지에 있어서, 특히 음상 정위에 있어서 중요한 역할을 한다. 이러한 고주파 영역 포락선의 양이 시간차 공간감 인지에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위해 해당 인자를 계산하는 방법이 본 논문에서 소개된다. 또한, 이렇게 계산된 고주파 영역 포락선의 양이 시간차는 다채널 오디오의 주관평가 결과와 높은 상관관계를 가짐을 확인한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제42권1호
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• pp.71-77
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• 2005

본 논문에서는 5.1채널 입체음향 오디오 신호를 2채널의 헤드폰으로 재생하기 위한 HRTF (Head Related Transfer Function) 기반의 입체음향 생성 시스템에 대하여 다룬다. 각 채널의 모노 입력신호는 HRTF를 이용한 바이노럴(binaural) 필터링을 통해 가상적으로 음상정위되며, 입체감과 공간감을 증가시키기 위해 잔향효과가 추가된다. 연산량 감소를 위해 음상정위 성능을 저하시키지 않는 범위에서 HRTF의 임펄스 응답 탭 수를 줄였으며, 잔향효과를 위한 음장제어부에서는 초기반사열중 주요한 성분만을 지연기로 모델링하였다. 또한 비개인화된 HRTF DB에 의란 앞/뒤 혼돈 문제를 줄이기 위하여 앞/뒤 스펙트럼의 차를 가중치로 하여 HRTF 스펙트럼을 강조하는 방법을 적용하였다. 구현한 시스템의 성능 평가 결과, 단순한 스테레오 방법이나 2채널 Down Mixing 방식에 비해 현실감 있고 방향성 있는 입체음향을 느낄 수가 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.381-386
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• 2008

최근 게임, 멀티미디어 콘텐츠, 가상현실 등을 제공하는 멀티미디어 장치에서 2개의 스피커나 헤드폰을 이용하여 3차원 입체 음향효과를 내고자 하는 가상 입체음향 기법에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. 가상 입체음향 기법 중 가장 대표적인 것으로는 소리가 음원으로부터 청자의 두 귀에 이르는 정보를 포함하고 있는 머리전달함수를 사용하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 혼돈원추 상에서 음상정위의 혼돈을 주게 됨으로서 입체감이 저하된다는 단점이 있다. 본 논문에서는 인간의 청각특성에 따른 여기에너지를 이용하여 현실감있는 입체음향을 생성하는 알고리즘을 제안하고자 한다. 서로 대칭되는 각 머리전달함수의 여기에너지를 계산하고 각 bark 대역에 따른 비율을 추출한 후 앞방향에 해당하는 머리전달함수의 저주파 영역을 보상해줌으로서 스펙트럼 특성을 부각시키는 새로운 방법을 제안하였으며 청감테스트를 통하여 제안한 방식이 기존의 방법보다 방향감을 개선시킴을 확인할 수 있었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 1999년도 KOBA 방송기술 워크샵
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• pp.75-78
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• 1999

본 논문에서는 멀티미디어 컨텐트 생성을 위한 입체음향 생성 저작도구 개발에 관하여 논의한다. Windows 95/98, Windows NT 환경의 PC 상에서 동작하는 입체음향 생성 저작도구는 일반적인 음향 편집기가 갖는 편집기능 및 음향 효과 기능 이외에 음상정위 기능, 음장제어 기능의 입체음향 기능을 가지고 있으며 스피커를 통하여 입체음향을 청취할 경우 발생하는 크로스톡크를 제거하는 기능도 가지고 있다. 개발된 저작도구를 이용하여 Mono, Stereo 형태로 저장된 음향파일을 순수한 소프트웨어 만으로 가공하여 바이노럴(Binaural) 형태의 입체음향을 생성하여 가상 음원의 위치 및 이동궤적을 정의할 수 있으며 가상공간이 갖는 공간감을 구현할 수 있다 또한 편리한 사용자 인터페이스 환경을 제공하여 GUI를 통하여 3차원 공간 상의 가상음원의 위치 및 이동 궤적과 가상공간을 사용자가 지정할 수 있도록 하였다 입체음향 생성저작도구는 일반 PC 환경에서 사용자가 가공하고자 하는 임의의 오디오 파일을 입체음향으로 생성할 수 있는 GUI 환경을 제공하며, 저비용으로 효과적인 입체음향 컨텐트를 제작할 수 있도록 함으로써, 게임 및 멀티미디어 컨텐트 제작의 고부가가치화와 입체음향 기술의 산업화에 기여할 것으로 기대된다.