KR101371157B1 - Controlling Sound Perspective by Panning - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가상음원의 위치정보, 반경이 동일한 원호 상에 배치되는 다수 스피커 각각의 위치정보 및 원호의 중심점 위치정보를 추출하는 제1단계; 원호의 중심점에서 가상음원까지의 거리(가상음원 반경, r)와 원호의 중심점에서 스피커까지의 거리(스피커 반경, rspk)를 비교하는 제2단계; 및, 가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값, 가상음원의 위치정보, 및 스피커의 위치정보에 따라 각각의 스피커에 대한 이득값을 계산하는 제3단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패닝을 이용한 입체음향 구현 기법으로서, 본 발명의 기술적 구성에 따르면 서라운드 스피커가 배치되고 그 중심에 청취자가 있을 때, 음원의 위치를 스피커 외측에 있다고 가정할 경우에는 음원의 위치와 스피커의 각도를 고려한 레벨조정이 포함된 패닝 규칙을 적용하고, 음원의 위치가 스피커 내측에 있다고 가정할 경우에는 스피커와 음원의 거리에 따른 스피커 레벨 조정 기법을 적용하고, 음원의 위치가 스피커의 반경 근처인 경우(경계지역) 2개의 수식에서 나온 결과를 보간하여 자연스러운 레벨변화가 이루어지도록 하여 음원의 공간이동을 보다 자연스럽게 구현할 수 있다.The present invention includes a first step of extracting the location information of the virtual sound source, the location information of each of the plurality of speakers disposed on the same arc and the center point location information of the arc; A second step of comparing the distance (virtual sound source radius, r) from the center point of the arc to the virtual sound source and the distance (speaker radius, rspk) from the center point of the arc to the speaker; And a third step of calculating a gain value for each speaker according to the comparison value between the virtual sound source radius and the speaker radius, the location information of the virtual sound source, and the location information of the speaker. According to the technical configuration of the present invention, when the surround speaker is disposed and there is a listener at the center thereof, the level adjustment considering the position of the sound source and the angle of the speaker when assuming that the position of the sound source is outside the speaker If the included panning rule is applied, and the position of the sound source is assumed to be inside the speaker, the speaker level adjustment method according to the distance between the speaker and the sound source is applied, and the position of the sound source is near the radius of the speaker (border area). Interpolate the results from the two equations so that the natural level changes are made, making the spatial movement of the sound source more natural. It can be implemented.
Description
본 발명은 패닝을 이용하여 입체음향을 구현하는 방법에 관한 것으로서, 음원과 스피커의 상대적 위치에 상관없이 음원의 공간 이동을 자연스럽게 재생하기 위한 기술이다.
The present invention relates to a method of implementing stereoscopic sound using panning, and is a technique for naturally reproducing spatial movement of a sound source regardless of a relative position of a sound source and a speaker.
통상적으로 현실감을 높여 주는 입체음향 시스템은 HRTF(head related transfer function)을 사용하여 2채널의 스피커로 구현하는 방법과 앰플리튜드 패닝(Amplitude Panning)을 이용하여 다채널의 스피커로 구현하는 방법으로 분류되는데, 이 가운데 다채널 스피커에 의한 앰플리튜드 패닝(Amplitude Panning) 방법은 음색이 변하지 않고 가상 음상을 위한 계산량이 적어 입체음향 시스템에 주로 이용되고 있다.In general, three-dimensional sound systems that enhance the realism are classified into two-channel speakers using head related transfer function (HRTF) and multi-channel speakers using amplitude panning. Among them, the Amplitude Panning method using multi-channel speakers is mainly used in stereo sound systems because the tone does not change and the amount of calculation for the virtual sound is small.
대표적인 앰플리튜드 패닝(Amplitude Panning)인 방법인 VBAP(Vector Base Amplitude Panning)는 HRTF(head related transfer function)를 사용하지 않기 때문에 음색이 변하지 않고 계산량이 적어 구현이 용이하나, 스피커의 출력 크기를 계산할 때 가상음원과 스피커 사이의 각도만 고려되고 거리는 고려되지 않아 청취자와 스피커 간의 거리가 동일하지 않을 경우 정위감이 저하되는 문제점이 있다.Vector Base Amplitude Panning (VBAP), which is a typical method of Amplitude Panning, does not use a head related transfer function (HRTF), so it is easy to implement because the tone does not change and the calculation amount is small. Since only the angle between the virtual sound source and the speaker is considered and the distance is not considered, the stereotactic feeling is deteriorated when the distance between the listener and the speaker is not the same.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 특허발명 "가상 음향 재생 방법 및 그 장치"(특허출원 제10-2004-0067435호)는 가상음원의 위치 정보 및 N개의 스피커의 위치 정보를 추출하는 과정, 가상음원 및 각 스피커의 위치 정보를 바탕으로 가상음원과 각 스피커간의 상대적인 각도를 계산하여 그 N개의 스피커중 가상음원을 둘러싸고 있는 세 개의 스피커를 선정하는 과정, 선정된 각 스피커에 대한 출력 크기와 각 스피커간의 거리에 따른 딜레이값을 계산하는 과정, 각 스피커에 대한 게인과 딜레이값을 바탕으로 각 스피커의 출력값을 결정하는 과정을 포함한다.Patented invention "virtual sound reproduction method and apparatus" (patent application No. 10-2004-0067435) created to solve this problem is a process of extracting the position information of the virtual sound source and the position information of the N speakers, the virtual sound source And calculating the relative angles between the virtual sound source and each speaker based on the location information of each speaker, and selecting three speakers surrounding the virtual sound source among the N speakers. Calculating the delay value according to the distance, and determining the output value of each speaker based on the gain and the delay value for each speaker.
그러나 이러한 특허발명의 경우 가상음원의 위치가 스피커 반경보다 큰 경우와 작은 경우에 대하여 동일한 수식이 적용되고 있는데, 가상음원의 위치가 스피커 반경보다 큰 경우에는 별 문제가 없으나 가상음원의 위치가 스피커 반경보다 작은 경우에는 입체 음향 재현이 부자연스럽다는 문제점이 있다.However, in this patent invention, the same formula is applied to the case where the position of the virtual sound source is larger than the speaker radius and the case where the position of the virtual sound source is larger than the speaker radius. In the smaller case, there is a problem that stereoscopic reproduction is unnatural.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 가상음원과 스피커의 상대적 위치를 고려하여 가상음원이 스피커 반경 내부에 있는 경우와 외부에 있는 경우로 구분하여 그 각각의 경우에 스피커 패닝 수식을 달리 적용하고 경계 부위에서 발생되는 레벨의 불연속성은 보간기법을 이용하여 해결함으로써 자연스러운 레벨 변화를 유도하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention created to solve the above problems is divided into the case where the virtual sound source is inside the speaker radius and the outside in consideration of the relative position of the virtual sound source and the speaker to apply the speaker panning formula differently in each case The purpose is to induce a natural level change by solving the discontinuity of the level generated at the boundary region by using an interpolation technique.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.Technical features of the present invention are as follows.
본 발명은 가상음원의 위치정보, 반경이 동일한 원호 상에 배치되는 다수 스피커 각각의 위치정보 및 원호의 중심점 위치정보를 추출하는 제1단계; 원호의 중심점에서 가상음원까지의 거리(가상음원 반경, r)와 원호의 중심점에서 스피커까지의 거리(스피커 반경, rspk)를 비교하는 제2단계; 및, 가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값, 가상음원의 위치정보, 및 스피커의 위치정보에 따라 각각의 스피커에 대한 이득값을 계산하는 제3단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The present invention includes a first step of extracting the location information of the virtual sound source, the location information of each of the plurality of speakers disposed on the same arc and the center point location information of the arc; A second step of comparing the distance (virtual sound source radius, r) from the center point of the arc to the virtual sound source and the distance (speaker radius, rspk) from the center point of the arc to the speaker; And a third step of calculating a gain value for each speaker according to the comparison value between the virtual sound source radius and the speaker radius, the location information of the virtual sound source, and the location information of the speaker.
본 발명의 기술적 구성에 따르면 서라운드 스피커가 배치되고 그 중심에 청취자가 있을 때, 음원의 위치를 스피커 외측에 있다고 가정할 경우에는 음원의 위치와 스피커의 각도를 고려한 레벨조정이 포함된 패닝 규칙을 적용하고, 음원의 위치가 스피커 내측에 있다고 가정할 경우에는 스피커와 음원의 거리에 따른 스피커 레벨 조정 기법을 적용하고, 음원의 위치가 스피커의 반경 근처인 경우(경계지역) 2개의 수식에서 나온 결과를 보간하여 자연스러운 레벨변화가 이루어지도록 하여 음원의 공간이동을 보다 자연스럽게 구현할 수 있다.
According to the technical configuration of the present invention, when a surround speaker is disposed and a listener is at the center thereof, assuming that the position of the sound source is outside the speaker, a panning rule including level adjustment in consideration of the position of the sound source and the angle of the speaker is applied. If the location of the sound source is inside the speaker, the speaker level adjustment method according to the distance between the speaker and the sound source is applied, and if the location of the sound source is near the radius of the speaker (boundary area) It is possible to realize the spatial movement of the sound source more naturally by interpolating so that a natural level change is made.
도1은 입체음향을 구현하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도2는 가상음원의 위치가 스피커 반경보다 작은 경우를 도시하는데, 청취자는 스피커 반경의 중심에 있는 것으로 가정한다. 여기서 사각박스(1 내지 4)는 스피커를 표시하는 것이고, 원은 가상음원을 표시하는 것이다.
도3은 가상음원의 위치가 스피커 반경보다 큰 경우를 도시하는데, 청취자는 스피커 반경의 중심에 있는 것으로 가정한다. 여기서 사각박스(1 내지 4)는 스피커를 표시하는 것이고, 원은 가상음원을 표시하는 것이다.
도4는 가상음원의 위치가 스피커 반경 근처의 경계 영역에 있는 경우를 도시하는데, 청취자는 스피커 반경의 중심에 있는 것으로 가정한다. 여기서 사각박스(1 내지 4)는 스피커를 표시하는 것이고, 원은 가상음원을 표시하는 것이다.
도5는 가상음원과 스피커의 상대적 위치에 따른 이득값을 구하는 과정을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a system for implementing stereoscopic sound.
Fig. 2 shows the case where the position of the virtual sound source is smaller than the speaker radius. It is assumed that the listener is at the center of the speaker radius. Here, the
Fig. 3 shows the case where the position of the virtual sound source is larger than the speaker radius. It is assumed that the listener is at the center of the speaker radius. Here, the
Fig. 4 shows the case where the position of the virtual sound source is in the boundary region near the speaker radius. It is assumed that the listener is at the center of the speaker radius. Here, the
5 is a flowchart illustrating a process of obtaining a gain value according to a relative position of a virtual sound source and a speaker.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
도1은 입체음향을 구현하는 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a system for implementing stereoscopic sound.
본 발명의 입체음향 구현 시스템은 입체음향생성시스템, 사운드카드/오디오인터페이스, 앰프, 스피커 등을 포함하여 구성된다.The stereophonic sound implementing system of the present invention includes a stereophonic sound generating system, a sound card / audio interface, an amplifier, a speaker, and the like.
입체음향생성시스템은 스피커 각각의 위치정보와 가상음원의 위치정보에 따라 각각의 스피커에 대한 이득값을 계산하고 사운드카드/오디오인터페이스를 통하여 오디오 신호를 출력하는 역할을 한다.The stereo sound generation system calculates a gain value for each speaker according to the location information of each speaker and the location information of the virtual sound source, and outputs an audio signal through the sound card / audio interface.
앰프는 입체음향생성시스템으로부터 출력되는 오디오 신호를 증폭한다.The amplifier amplifies the audio signal output from the stereophonic sound generating system.
스피커는 앰프에서 증폭된 오디오 신호를 재생하는 역할을 한다.The speaker plays the audio signal amplified by the amplifier.
입체음향생성시스템에서 이루어지는 각각의 스피커에 대한 이득값을 계산하는 과정은 도5에 전체적인 흐름도가 도시되어 있는데 구체적인 내용은 다음과 같다.The process of calculating the gain value for each speaker made in the stereophonic sound generating system is shown in FIG. 5 as a general flow chart.
(1) 제1단계(1)
가상음원의 위치정보, 반경이 동일한 원호 상에 배치되는 다수 스피커 각각의 위치정보 및 원호의 중심점 위치정보를 추출하는 과정이다.It is a process of extracting the location information of the virtual sound source, the location information of each of the plurality of speakers disposed on the same arc and the center point location information of the arc.
도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 각각의 스피커는 청취자가 있는 것으로 가정한 원호의 중심점에서 동일한 반경 상에 배치된다.As shown in Figs. 2 to 4, each speaker is arranged on the same radius at the center point of the arc that assumes the listener.
가상음원의 위치정보와 스피커의 위치정보는 원호의 중심점을 원점으로 하는 직교좌표계(x,y)로 표시될 수도 있고 극좌표계(r,θ)로 표시될 수도 있다.The location information of the virtual sound source and the location information of the speaker may be represented by an orthogonal coordinate system (x, y) having the center point of the arc as an origin or may be represented by the polar coordinate system (r, θ).
이러한 가상음원의 위치정보, 스피커의 위치정보 및 원호의 중심점 위치정보는 입체음향생성시스템에 입력된 값으로부터 추출한다.The location information of the virtual sound source, the location information of the speaker, and the location information of the center point of the arc are extracted from the values input to the 3D sound generating system.
즉 2차원 평면상에 배치되는 스피커의 위치값과 이러한 2차원 평면상에서 가상음원의 이동 경로를 입력하면 시간에 따른 가상음원의 위치정보와 스피커의 위치정보를 추출할 수 있다.That is, by inputting the position values of the speaker arranged on the two-dimensional plane and the moving path of the virtual sound source on the two-dimensional plane, the positional information of the virtual sound source and the positional information of the speaker can be extracted over time.
(2) 제2단계(2) Step 2
원호의 중심점에서 가상음원까지의 거리(가상음원 반경, r)와 원호의 중심점에서 스피커까지의 거리(스피커 반경, rspk)를 비교하는 과정이다.It is the process of comparing the distance from the center point of the arc to the virtual sound source (virtual sound source radius, r) and the distance from the center point of the arc to the speaker (speaker radius, rspk).
이러한 비교는 가상음원의 위치정보와 스피커의 위치정보가 극좌표계로 표시될 경우 쉽게 비교가 가능하다. 물론 직교좌표계로 표시된 경우에도 원호의 중심점과의 상대적 거리를 산출하여 비교하면 된다.This comparison can be easily compared when the location information of the virtual sound source and the location information of the speaker are displayed in polar coordinates. Of course, in the case of the Cartesian coordinate system, the relative distance from the center point of the arc can be calculated and compared.
(3) 제3단계(3)
가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값, 가상음원의 위치정보, 및 스피커의 위치정보에 따라 각각의 스피커에 대한 이득값을 계산하는 과정이다.A process of calculating a gain value for each speaker according to a comparison value between a virtual sound source radius and a speaker radius, location information of the virtual sound source, and speaker location information.
여기서 가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값은 3가지로 구분된다.Here, the comparison between the virtual sound source radius and the speaker radius is divided into three types.
다시 말하면, (ⅰ) 가상음원의 위치가 스피커 반경 내부에 있는 경우(r ≤ r1, 여기서 r1 ＜ rspk ＜ r2), (ⅱ) 가상음원의 위치가 스피커 반경 근처의 경계 영역에 있는 경우(r1 ＜ r ＜ r2) 및, (ⅲ) 가상음원의 위치가 스피커 반경 외부에 있는 경우(r ≥ r2) 가운데 어느 하나로 결정되어 분류된다.In other words, when (i) the position of the virtual sound source is inside the speaker radius (r ≦ r1, where r1 <rspk <R2), (ii) where the position of the virtual sound source is in the boundary region near the speaker radius (r1 <r <r2), and (iii) when the position of the virtual sound source is outside the speaker radius (r ≥ r2) It is either determined and classified.
여기서 r1 및 r2는 스피커 반경 근처의 값으로서 경계 영역의 정하는 기준값이 되는데, 미리 일정한 값으로 설정할 수 있다. 예를 들어 스피커 반경의 ± 5%에 해당하는 반경 영역을 경계 영역으로 정하거나 이와 다른 값을 기준으로 경계 영역을 정할 수 있다.Here, r1 and r2 are values near the speaker radius, which are reference values for determining the boundary area, and may be set to a predetermined value in advance. For example, the radius area corresponding to ± 5% of the speaker radius may be defined as the boundary area, or the boundary area may be determined based on a different value.
이러한 비교값의 분류에 따라 3가지 연산식이 달리 적용되어 각각의 스피커에 대한 이득값이 계산된다.According to the classification of the comparison value, three equations are applied differently to calculate a gain value for each speaker.
도2와 같이 가상음원의 위치가 스피커 반경 내부에 있는 경우 각각의 스피커에 대한 이득값은 스피커 반경과 가상음원에서 각 스피커까지 거리를 반영한 연산식으로 계산된다. When the position of the virtual sound source is within the speaker radius, as shown in FIG. 2, the gain value for each speaker is calculated by a formula that reflects the speaker radius and the distance from the virtual sound source to each speaker.
여기서 i번째 스피커에 대한 이득값(Gi,in)을 계산하는 연산식은,Here, the equation for calculating the gain value (Gi, in) for the i-th speaker is
Gi,in = (2rspk - di)/(2rspk) Gi, in = (2rspk-di) / (2rspk)
di: 가상음원에서 i번째 스피커까지 거리di: Distance from virtual sound source to i-th speaker
로 주어진다..
도2의 경우 총 4개의 스피커가 사용되었으며, 스피커 반경(rspk)는 미리 정해진 값으로 처리되고, 가상음원의 위치 이동에 따라 가상음원에서 각 스피커까지의 거리(di)가 변하게 된다.In the case of FIG. 2, a total of four speakers are used, and the speaker radius rspk is processed to a predetermined value, and the distance di from the virtual sound source to each speaker changes as the position of the virtual sound source moves.
예를 들어 스피커 반경(rspk)이 10 미터이고, d1 이 7 미터라면, G1,in 는 (2 x 10 - 7) / (2 x 10) = 0.65 가 되며, 나머지 G2,in, G3,in, G4,in 도 같은 방법으로 d2, d3, d4에 해당하는 값을 입력하여 구할 수 있다.For example, if the speaker radius (rspk) is 10 meters and d1 is 7 meters, G1, in becomes (2 x 10-7) / (2 x 10) = 0.65, and the rest of G2, in, G3, in, G4, in can also be obtained by inputting values corresponding to d2, d3, and d4 in the same manner.
도3에 도시된 바와 같이 가상음원의 스피커 반경 외부에 있는 경우 각각의 스피커에 대한 이득값은 원호의 중심점에서 보았을 때 좌측에서 가상음원에 가장 근접한 스피커(1번째 스피커)와 우측에서 가상음원에 가장 근접한 스피커(2번째 스피커)에 대한 이득값은 가상음원 반경, 스피커 반경, 가상음원 위상각(원호 상의 임의의 한점과 원호의 중심점을 연결하는 직선(기준선)이 원호의 중심점에서 가상음원을 연결하는 직선과 이루는 각), 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 각각의 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)을 반영한 연산식으로 계산되고 나머지 스피커에 대한 이득값은 '0(zero)'으로 처리한다.As shown in Fig. 3, the gain value for each speaker is outside the speaker radius of the virtual sound source as shown in the center point of the arc and the speaker closest to the virtual sound source on the left side (first speaker) and the virtual sound source on the right side. The gain values for the adjacent speakers (the second speaker) are the virtual sound source radius, the speaker radius, and the virtual sound source phase angle (a straight line connecting any one point on the arc and the center point of the arc to connect the virtual sound source at the center point of the arc). Calculated by the formula that reflects the angle formed with the straight line) and the speaker phase angle (the angle formed by the reference line with the straight line connecting each speaker at the center point of the arc), and the gain value of the remaining speakers is treated as 'zero'. .
여기서 1번째 스피커에 대한 이득값을 계산하는 연산식(G1,out) 및 2번째 스피커에 대한 이득값을 계산하는 연산식(G2,out)은 각각,Here, the equation (G1, out) for calculating the gain value for the first speaker and the equation (G2, out) for calculating the gain value for the second speaker, respectively,
G1,out = [1 - (r - rspk)/(rmax - rspk)]ㆍcosθmG1, out = [1-(r-rspk) / (rmax-rspk)]
G2,out = [1 - (r - rspk)/(rmax - rspk)]ㆍsinθmG2, out = [1-(r-rspk) / (rmax-rspk)]
θm = (θpan - θ1)/(θ2 - θ1)θm = (θpan-θ1) / (θ2-θ1)
θpan:가상음원 위상각(원호 상의 임의의 한점과 원호의 중심점을 연결하는 직선(기준선)이 원호의 중심점에서 가상음원을 연결하는 직선과 이루는 각)θpan: Virtual sound source phase angle (angle formed by a straight line (reference line) connecting an arbitrary point on the arc and the center point of the arc with a straight line connecting the virtual sound source at the center point of the arc)
θ1:1번째 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 1번째 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)θ1: 1st speaker phase angle (angle that the reference line forms with the straight line connecting the 1st speaker at the center point of the arc)
θ2:2번째 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 2번째 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)θ2: 2nd speaker phase angle (angle that the reference line forms with the straight line connecting the 2nd speaker at the center point of the arc)
rmax:가상음원이 들리지 않을 최대 거리rmax: Maximum distance at which the virtual sound source cannot be heard
로 주어진다..
G1,out 및 G2out을 제외한 나머지 스피커에 대한 이득값은 모두 '0'으로 처리되는 바, G3,out 및 G4,out 은 모두 '0'이 된다.The gains for all the speakers except G1, out and G2out are all treated as '0', so G3, out and G4, out are all '0'.
가상음원이 들리지 않을 최대 거리(rmax)는 스피커가 배치되는 공간의 규모나 형태 등을 고려하여 적절히 설정되는데(예를 들어 경계값인 r1의 2배), 여러 번의 시행착오를 거쳐 주어진 공간 내에서 최적의 값을 구할 수 있다.The maximum distance (rmax) at which the virtual sound source cannot be heard is set appropriately in consideration of the size and shape of the space in which the speaker is placed (for example, twice the boundary value r1), and within a given space through several trials and errors. The optimal value can be found.
도4에 도시된 바와 같이 가상음원의 위치(r)가 스피커 반경 근처의 경계 영역에 있는 경우(r1 ＜ r ＜ r2) 각각의 스피커에 대한 이득값은 가상음원의 위치가 스피커 반경 내부에 있는 경우 각각의 스피커에 대한 이득값 및 가상음원의 위치가 스피커 반경 외부에 있는 경우 각각의 스피커에 대한 이득값에 가중치(Wmix)가 반영되어 계산된다. As shown in Fig. 4, when the position r of the virtual sound source is in the boundary region near the speaker radius (r1 <r <r2), the gain value for each speaker is obtained when the position of the virtual sound source is within the speaker radius. When the gain value for each speaker and the position of the virtual sound source are outside the speaker radius, the weight Wmix is reflected in the gain value for each speaker.
여기서 i번째 스피커에 대한 이득값(Gi)은,Here, the gain value Gi for the i-th speaker is
Gi = WmixㆍGi,in + (1 - Wmix)ㆍGi,out Gi = WmixGi, in + (1-Wmix) Gi, out
로 주어지는데,Given by
Wmix = (r2-r)/(r2-r1)Wmix = (r2-r) / (r2-r1)
Gi,in = (2rspk - di)/(2rspk) Gi, in = (2rspk-di) / (2rspk)
di: 가상음원에서 i번째 스피커까지 거리di: Distance from virtual sound source to i-th speaker
이다.to be.
Gi,out는 원호의 중심점에서 보았을 때 좌측에서 가상음원에 가장 근접한 스피커(1번째 스피커)와 우측에서 가상음원에 가장 근접한 스피커(2번째 스피커)에 대하여만 Gi, out is only for the speaker closest to the virtual sound source from the left (first speaker) and the speaker closest to the virtual sound source from the right (second speaker) when viewed from the center point of the arc.
G1,out = [1 - (r - rspk)/(rmax - rspk)]ㆍcosθmG1, out = [1-(r-rspk) / (rmax-rspk)]
G2,out = [1 - (r - rspk)/(rmax - rspk)]ㆍsinθmG2, out = [1-(r-rspk) / (rmax-rspk)]
θm = (θpan - θ1)/(θ2 - θ1)θm = (θpan-θ1) / (θ2-θ1)
θpan:가상음원 위상각(원호 상의 임의의 한점과 원호의 중심점을 연결하는 직선(기준선)이 원호의 중심점에서 가상음원을 연결하는 직선과 이루는 각)θpan: Virtual sound source phase angle (angle formed by a straight line (reference line) connecting an arbitrary point on the arc and the center point of the arc with a straight line connecting the virtual sound source at the center point of the arc)
θ1:1번째 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 1번째 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)θ1: 1st speaker phase angle (angle that the reference line forms with the straight line connecting the 1st speaker at the center point of the arc)
θ2:2번째 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 2번째 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)θ2: 2nd speaker phase angle (angle that the reference line forms with the straight line connecting the 2nd speaker at the center point of the arc)
rmax:가상음원이 들리지 않을 최대 거리rmax: Maximum distance at which the virtual sound source cannot be heard
로 주어지고, 나머지 스피커에 대하여는 '0'이 부여된다.It is given by, and '0' is given to the remaining speakers.
이와 같이 가상음원의 위치가 스피커의 반경보다 큰 경우와 작은 경우에 서로 다른 연산식을 적용하고 가상음원의 위치가 스피커 반경의 경계 영역에 있는 경우는 스피커 반경보다 큰 경우와 작은 경우에 적용되었던 연산식이 둘 다 적용된다. 다만 경계 영역에서는 그 각각의 연산식에 가중치를 적용하여 조합된 연산식을 사용함으로써 경계 영역에서 자연스러운 패닝 효과를 거둘 수 있다. In this way, different equations are applied when the position of the virtual sound source is greater than or less than the radius of the speaker. Both expressions apply. However, in the boundary region, a natural panning effect can be obtained in the boundary region by using a combination of equations by applying weights to the respective expressions.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Addition or deletion of a technique, and limitation of a numerical value are included in the protection scope of the present invention.
Claims (8)
원호의 중심점에서 가상음원까지의 거리(가상음원 반경, r)와 원호의 중심점에서 스피커까지의 거리(스피커 반경, rspk)를 비교하는 제2단계; 및,
가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값, 가상음원의 위치정보, 및 스피커의 위치정보에 따라 각각의 스피커에 대한 이득값을 계산하는 제3단계;
를 포함하여 구성되고,
제3단계의 가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값은,
가상음원의 위치가 스피커 반경 내부에 있는 경우(r ≤ r1, 여기서 r1 ＜ rspk ＜ r2),
가상음원의 위치가 스피커 반경 근처의 경계 영역에 있는 경우(r1 ＜ r ＜ r2) 및,
가상음원의 위치가 스피커 반경 외부에 있는 경우(r ≥ r2)
가운데 어느 하나로 결정되고,
이러한 비교값에 따라 가상음원의 위치가 스피커 반경 내부에 있는 경우 각각의 스피커에 대한 이득값은 스피커 반경과 가상음원에서 각 스피커까지 거리를 반영한 연산식으로 계산되는 것을 특징으로 하는 패닝을 이용한 입체음향 구현 기법. A first step of extracting the location information of the virtual sound source, the location information of each of the plurality of speakers arranged on the same arc and the center point location information of the arc;
A second step of comparing the distance (virtual sound source radius, r) from the center point of the arc to the virtual sound source and the distance (speaker radius, rspk) from the center point of the arc to the speaker; And
Calculating a gain value for each speaker according to a comparison value between the virtual sound source radius and the speaker radius, the location information of the virtual sound source, and the location information of the speaker;
And,
The comparison value between the radius of the virtual sound source and the speaker radius of the third stage,
When the position of the virtual sound source is inside the speaker radius (r ≤ r1, where r1 <rspk <R2),
When the position of the virtual sound source is in the boundary region near the speaker radius (r1 <r <r2), and
When the position of the virtual sound source is outside the speaker radius (r ≥ r2)
Is determined by either
If the position of the virtual sound source is within the speaker radius according to the comparison value, the gain value for each speaker is calculated by a formula that reflects the speaker radius and the distance from the virtual sound source to each speaker. Implementation technique.
원호의 중심점에서 가상음원까지의 거리(가상음원 반경, r)와 원호의 중심점에서 스피커까지의 거리(스피커 반경, rspk)를 비교하는 제2단계; 및,
가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값, 가상음원의 위치정보, 및 스피커의 위치정보에 따라 각각의 스피커에 대한 이득값을 계산하는 제3단계;
를 포함하여 구성되고,
제3단계의 가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값은,
가상음원의 위치가 스피커 반경 내부에 있는 경우(r ≤ r1, 여기서 r1 ＜ rspk ＜ r2),
가상음원의 위치가 스피커 반경 근처의 경계 영역에 있는 경우(r1 ＜ r ＜ r2) 및,
가상음원의 위치가 스피커 반경 외부에 있는 경우(r ≥ r2)
가운데 어느 하나로 결정되고,
이러한 비교값에 따라 가상음원의 위치가 스피커 반경 외부에 있는 경우 각각의 스피커에 대한 이득값은 원호의 중심점에서 보았을 때 좌측에서 가상음원에 가장 근접한 스피커(1번째 스피커)와 우측에서 가상음원에 가장 근접한 스피커(2번째 스피커)에 대한 이득값은 가상음원 반경, 스피커 반경, 가상음원 위상각(원호 상의 임의의 한점과 원호의 중심점을 연결하는 직선(기준선)이 원호의 중심점에서 가상음원을 연결하는 직선과 이루는 각), 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 각각의 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)을 반영한 연산식으로 계산되고 나머지 스피커에 대한 이득값은 '0'인 것을 특징으로 하는 패닝을 이용한 입체음향 구현 기법.A first step of extracting the location information of the virtual sound source, the location information of each of the plurality of speakers arranged on the same arc and the center point location information of the arc;
A second step of comparing the distance (virtual sound source radius, r) from the center point of the arc to the virtual sound source and the distance (speaker radius, rspk) from the center point of the arc to the speaker; And
Calculating a gain value for each speaker according to a comparison value between the virtual sound source radius and the speaker radius, the location information of the virtual sound source, and the location information of the speaker;
And,
The comparison value between the radius of the virtual sound source and the speaker radius of the third stage,
When the position of the virtual sound source is inside the speaker radius (r ≤ r1, where r1 <rspk <R2),
When the position of the virtual sound source is in the boundary region near the speaker radius (r1 <r <r2), and
When the position of the virtual sound source is outside the speaker radius (r ≥ r2)
Is determined by either
According to this comparison, when the position of the virtual sound source is outside the speaker radius, the gain value for each speaker is the closest to the virtual sound source on the left (first speaker) and the virtual sound source on the right when viewed from the center point of the arc. The gain values for the adjacent speakers (the second speaker) are the virtual sound source radius, the speaker radius, and the virtual sound source phase angle (a straight line connecting any one point on the arc and the center point of the arc to connect the virtual sound source at the center point of the arc). Panning, which is calculated by a formula that reflects the angle formed by a straight line) and the speaker phase angle (angle formed by a reference line connected to a straight line connecting each speaker at the center point of the arc), and the gain value of the remaining speakers is '0'. Stereo sound implementation using
원호의 중심점에서 가상음원까지의 거리(가상음원 반경, r)와 원호의 중심점에서 스피커까지의 거리(스피커 반경, rspk)를 비교하는 제2단계; 및,
가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값, 가상음원의 위치정보, 및 스피커의 위치정보에 따라 각각의 스피커에 대한 이득값을 계산하는 제3단계;
를 포함하여 구성되고,
제3단계의 가상음원 반경과 스피커 반경의 비교값은,
가상음원의 위치가 스피커 반경 내부에 있는 경우(r ≤ r1, 여기서 r1 ＜ rspk ＜ r2),
가상음원의 위치가 스피커 반경 근처의 경계 영역에 있는 경우(r1 ＜ r ＜ r2) 및,
가상음원의 위치가 스피커 반경 외부에 있는 경우(r ≥ r2)
가운데 어느 하나로 결정되고,
이러한 비교값에 따라 가상음원의 위치가 스피커 반경 근처의 경계 영역에 있는 경우 각각의 스피커에 대한 이득값은 가상음원의 위치가 스피커 반경 내부에 있는 경우 각각의 스피커에 대한 이득값 및 가상음원의 위치가 스피커 반경 외부에 있는 경우 각각의 스피커에 대한 이득값에 가중치가 반영되어 계산되는 것을 특징으로 하는 패닝을 이용한 입체음향 구현 기법.A first step of extracting the location information of the virtual sound source, the location information of each of the plurality of speakers arranged on the same arc and the center point location information of the arc;
A second step of comparing the distance (virtual sound source radius, r) from the center point of the arc to the virtual sound source and the distance (speaker radius, rspk) from the center point of the arc to the speaker; And
Calculating a gain value for each speaker according to a comparison value between the virtual sound source radius and the speaker radius, the location information of the virtual sound source, and the location information of the speaker;
And,
The comparison value between the radius of the virtual sound source and the speaker radius of the third stage,
When the position of the virtual sound source is inside the speaker radius (r ≤ r1, where r1 <rspk <R2),
When the position of the virtual sound source is in the boundary region near the speaker radius (r1 <r <r2), and
When the position of the virtual sound source is outside the speaker radius (r ≥ r2)
Is determined by either
According to this comparison value, the gain value for each speaker when the position of the virtual sound source is in the boundary area near the speaker radius is obtained. Is calculated outside the speaker radius, the weight is reflected in the gain value for each speaker.
i번째 스피커에 대한 이득값(Gi,in)을 계산하는 연산식은,
Gi,in = (2rspk - di)/(2rspk)
di: 가상음원에서 i번째 스피커까지 거리
인 것을 특징으로 하는 패닝을 이용한 입체음향 구현 기법.In claim 1,
The equation for calculating the gain value (Gi, in) for the i-th speaker is
Gi, in = (2rspk-di) / (2rspk)
di: Distance from virtual sound source to i-th speaker
Stereo sound implementation using panning, characterized in that.
1번째 스피커에 대한 이득값을 계산하는 연산식(G1,out) 및 2번째 스피커에 대한 이득값을 계산하는 연산식(G2,out)은 각각,
G1,out = [1 - (r - rspk)/(rmax - rspk)]ㆍcosθm
G2,out = [1 - (r - rspk)/(rmax - rspk)]ㆍsinθm
θm = (θpan - θ1)/(θ2 - θ1)
θpan:가상음원 위상각(원호 상의 임의의 한점과 원호의 중심점을 연결하는 직선(기준선)이 원호의 중심점에서 가상음원을 연결하는 직선과 이루는 각)
θ1:1번째 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 1번째 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)
θ2:2번째 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 2번째 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)
rmax:가상음원이 들리지 않을 최대 거리
인 것을 특징으로 하는 패닝을 이용한 입체음향 구현 기법.3. The method of claim 2,
The equation (G1, out) for calculating the gain value for the first speaker and the equation (G2, out) for calculating the gain value for the second speaker, respectively,
G1, out = [1-(r-rspk) / (rmax-rspk)]
G2, out = [1-(r-rspk) / (rmax-rspk)]
θm = (θpan-θ1) / (θ2-θ1)
θpan: Virtual sound source phase angle (angle formed by a straight line (reference line) connecting an arbitrary point on the arc and the center point of the arc with a straight line connecting the virtual sound source at the center point of the arc)
θ1: 1st speaker phase angle (angle that the reference line forms with the straight line connecting the 1st speaker at the center point of the arc)
θ2: 2nd speaker phase angle (angle that the reference line forms with the straight line connecting the 2nd speaker at the center point of the arc)
rmax: Maximum distance at which the virtual sound source cannot be heard
Stereo sound implementation using panning, characterized in that.
i번째 스피커에 대한 이득값(Gi)은,
Gi = WmixㆍGi,in + (1 - Wmix)ㆍGi,out
로 주어지고,
여기서,
Wmix = (r2-r)/(r2-r1)
Gi,in = (2rspk - di)/(2rspk)
di: 가상음원에서 i번째 스피커까지 거리
이고,
Gi,out는 원호의 중심점에서 보았을 때 좌측에서 가상음원에 가장 근접한 스피커(1번째 스피커)와 우측에서 가상음원에 가장 근접한 스피커(2번째 스피커)에 대하여만
G1,out = [1 - (r - rspk)/(rmax - rspk)]ㆍcosθm
G2,out = [1 - (r - rspk)/(rmax - rspk)]ㆍsinθm
θm = (θpan - θ1)/(θ2 - θ1)
θpan:가상음원 위상각(원호 상의 임의의 한점과 원호의 중심점을 연결하는 직선(기준선)이 원호의 중심점에서 가상음원을 연결하는 직선과 이루는 각)
θ1:1번째 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 1번째 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)
θ2:2번째 스피커 위상각(기준선이 원호의 중심점에서 2번째 스피커를 연결하는 직선과 이루는 각)
로 주어지고, 나머지 스피커에 대하여는 '0'이 부여되는 것을 특징으로 하는 패닝을 이용한 입체음향 구현 기법.
4. The method of claim 3,
The gain value Gi for the i-th speaker is
Gi = WmixGi, in + (1-Wmix) Gi, out
Lt; / RTI >
here,
Wmix = (r2-r) / (r2-r1)
Gi, in = (2rspk-di) / (2rspk)
di: Distance from virtual sound source to i-th speaker
ego,
Gi, out is only for the speaker closest to the virtual sound source from the left (first speaker) and the speaker closest to the virtual sound source from the right (second speaker) when viewed from the center point of the arc.
G1, out = [1-(r-rspk) / (rmax-rspk)]
G2, out = [1-(r-rspk) / (rmax-rspk)]
θm = (θpan-θ1) / (θ2-θ1)
θpan: Virtual sound source phase angle (angle formed by a straight line (reference line) connecting an arbitrary point on the arc and the center point of the arc with a straight line connecting the virtual sound source at the center point of the arc)
θ1: 1st speaker phase angle (angle that the reference line forms with the straight line connecting the 1st speaker at the center point of the arc)
θ2: 2nd speaker phase angle (angle that the reference line forms with the straight line connecting the 2nd speaker at the center point of the arc)
The stereophonic implementation using panning, characterized in that is given to, and the remaining speaker '0' is given.
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|---|---|---|---|
| KR1020120068841A KR101371157B1 (en) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Controlling Sound Perspective by Panning |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| KR1020120068841A KR101371157B1 (en) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Controlling Sound Perspective by Panning |
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|---|---|---|---|---|
| WO2011054860A2 (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Apparatus and method for calculating driving coefficients for loudspeakers of a loudspeaker arrangement and apparatus and method for providing drive signals for loudspeakers of a loudspeaker arrangement based on an audio signal associated with a virtual source |
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