KR102380232B1 - Method and apparatus for 3D sound reproducing - Google Patents
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Abstract
오디오 신호 렌더링 방법이 개시된다. 오디오 신호 렌더링 방법은 높이 입력 채널 신호를 포함하는 멀티채널 신호 및 렌더링 타입을 수신하는 단계-여기서 멀티채널 신호는 어플라우즈 사운드 특성 및 일반 사운드 특성 중 적어도 하나를 포함함-, 렌더링 타입에 기초하여 제 1 다운믹스 매트릭스 및 제 2 다운믹스 매트릭스 중 적어도 하나를 선택하는 단계 및 멀티채널 신호를 렌더링하는 단계를 포함하고,렌더링하는 단계는 렌더링 타입이 멀티채널 신호가 어플라우즈 사운드 특성을 포함하는 것을 가리키는 것에 기초하여 제1 다운믹스 매트릭스를 이용하여 제1 프레임을 렌더링하는 단계 및 렌더링 타입이 멀티채널 신호가 일반 사운드 특성을 포함하는 것을 가리키는 것에 기초하여 제2 다운믹스 매트릭스를 이용하여 제2 프레임을 렌더링하여, 복수의 출력 채널 신호로 고도감을 갖는 사운드 이미지를 제공하는 단계 중 적어도 하나에 의해 수행되고, 복수의 출력 채널 신호의 레이아웃은 5.0 채널 또는 5.1 채널 중 하나일 수 있다. An audio signal rendering method is disclosed. An audio signal rendering method includes receiving a multi-channel signal including a height input channel signal and a rendering type, wherein the multi-channel signal includes at least one of an applause sound characteristic and a general sound characteristic, based on the rendering type selecting at least one of a first downmix matrix and a second downmix matrix, and rendering a multichannel signal, wherein the rendering includes a rendering type such that the multichannel signal includes an applause sound characteristic. rendering the first frame using the first downmix matrix based on indicating and rendering the second frame using the second downmix matrix based on the rendering type indicating that the multichannel signal includes a general sound characteristic. rendering and providing a sound image having a sense of height with the plurality of output channel signals, wherein the layout of the plurality of output channel signals may be one of 5.0 channels or 5.1 channels.
Description
본 발명은 입체 음향 재생 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 다채널 오디오 신호를 재생하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for reproducing a stereophonic sound, and more particularly to a method and apparatus for reproducing a multi-channel audio signal.
영상 및 음향 처리 기술의 발달에 힘입어 고화질 고음질의 컨텐츠가 다량 생산되고 있다. 고화질 고음질의 컨텐츠를 요구하던 사용자는 현실감 있는 영상 및 음향을 원하고 있으며, 이에 따라 입체 영상 및 입체 음향에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Thanks to the development of image and sound processing technology, high-definition, high-quality content is being produced in large quantities. Users who have requested high-definition and high-quality content want realistic images and sounds, and accordingly, research on stereoscopic images and stereophonic sound is being actively conducted.
입체 음향은 복수 개의 스피커를 수평면상의 다른 위치에 배치하고, 각각의 스피커에서 동일한 또는 상이한 음향 신호를 출력함으로써 사용자가 공간감을 느끼도록 하는 기술이다. 그러나, 실제 음향은 수평면상의 다양한 위치에서 발생할 뿐만 아니라 상이한 고도에서도 발생할 수 있다. 따라서, 상이한 고도에서 발생하는 음향 신호를 수평면상에 배치된 스피커를 통해 재생하는 기술이 필요하다.Stereoscopic sound is a technology that allows a user to feel a sense of space by arranging a plurality of speakers at different positions on a horizontal plane and outputting the same or different sound signals from each speaker. However, actual sound can occur not only at various locations on the horizontal plane, but also at different altitudes. Accordingly, there is a need for a technique for reproducing sound signals generated at different altitudes through speakers arranged on a horizontal plane.
본 발명은 입체 음향 재생 방법 및 장치에 관한 것으로, 고도 음향 신호를 포함하는 다채널 오디오 신호를 수평면 레이아웃 환경에서 재생하기 위한 방법에 관한 것입니다.The present invention relates to a method and apparatus for reproducing a stereophonic sound, and to a method for reproducing a multi-channel audio signal including a high-level sound signal in a horizontal layout environment.
본 발명의 일 실시 예에 의한, 입체 음향 재생 방법은 다채널 오디오 신호를 획득하는 단계; 상기 다채널 오디오 신호의 채널 정보 및 주파수에 따라 재생될 채널로 렌더링하는 단계; 및 상기 렌더링된 신호들을 믹싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a method for reproducing a stereophonic sound includes: acquiring a multi-channel audio signal; rendering a channel to be reproduced according to channel information and frequency of the multi-channel audio signal; and mixing the rendered signals.
상기 입체 음향 재생 방법은 상기 다채널 오디오 신호에서 어플라우즈 신호를 분리하는 단계를 더 포함하고, 상기 렌더링하는 단계는 상기 어플라우즈 신호는 2D 렌더링 방법에 따라 렌더링되거나 상기 어플라우즈 신호의 각 채널 별로 수평면상 배치된 출력 채널 중 가장 가까운 채널로 렌더링되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The stereophonic sound reproducing method further includes the step of separating the applause signal from the multi-channel audio signal, wherein the rendering comprises either rendering the applause signal according to a 2D rendering method or each of the applause signal and rendering to the nearest channel among the output channels arranged on a horizontal plane for each channel.
상기 믹싱하는 단계는 상기 렌더링된 어플라우즈 신호를 에너지 부스트 방식에 따라 믹싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The mixing may include mixing the rendered applause signal according to an energy boost method.
상기 어플라우즈 신호를 분리하는 단계는 상기 다채널 입력 신호에 토널하지 않은 광대역 신호가 존재하고, 상기 광대역 신호의 레벨이 채널 별로 유사한지 여부, 짧은 구간의 임펄스 형태가 반복되는지 여부 및 채널간 연관성이 낮은지 여부 중 적어도 하나에 기초하여 상기 다채널 입력 신호가 상기 어플라우즈 신호를 포함하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과에 따라 상기 어플라우즈 신호를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Separating the applause signal includes whether a non-tonal wideband signal exists in the multi-channel input signal, whether the level of the wideband signal is similar for each channel, whether an impulse shape of a short section is repeated, and correlation between channels determining whether the multi-channel input signal includes the applause signal based on at least one of whether ? and separating the applause signal according to the determination result.
상기 렌더링하는 단계는 상기 다채널 오디오 신호를 상기 채널 정보에 기초하여 수평면 채널 신호 및 오버헤드 채널 신호로 분리하는 단계; 상기 오버헤드 채널 신호를 저주파 신호와 고주파 신호로 분리하는 단계; 상기 저주파 신호는 상기 저주파 신호의 각 채널 별로 수평면상 배치된 출력 채널 중 가장 가까운 채널로 렌더링하는 단계; 상기 고주파 신호는 3D 렌더링 방법에 따라 렌더링하는 단계; 상기 수평면 채널 신호는 2D 렌더링 방법에 따라 렌더링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The rendering may include dividing the multi-channel audio signal into a horizontal plane channel signal and an overhead channel signal based on the channel information; separating the overhead channel signal into a low frequency signal and a high frequency signal; rendering the low-frequency signal to the nearest channel among output channels arranged on a horizontal plane for each channel of the low-frequency signal; rendering the high-frequency signal according to a 3D rendering method; and rendering the horizontal channel signal according to a 2D rendering method.
상기 믹싱하는 단계는 상기 채널 정보 및 주파수에 따라 상기 렌더링된 신호들에 적용할 게인을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 게인을 상기 렌더링된 신호들에 적용하고 믹싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The mixing may include: determining a gain to be applied to the rendered signals according to the channel information and the frequency; and applying and mixing the determined gain to the rendered signals.
상기 믹싱하는 단계는 상기 렌더링된 신호들의 파워 값에 기초하여, 상기 파워 값이 보존되도록 상기 렌더링된 신호들을 믹싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The mixing may include mixing the rendered signals based on the power values of the rendered signals so that the power values are preserved.
본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 방법은 다채널 오디오 신호를 획득하는 단계; 상기 다채널 오디오 신호를 재생될 채널로 렌더링하는 단계; 및 상기 렌더링된 신호들의 파워 값에 기초하여, 상기 파워 값이 보존되도록 상기 렌더링된 신호들을 믹싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A stereoscopic sound reproduction method according to an embodiment of the present invention includes: obtaining a multi-channel audio signal; rendering the multi-channel audio signal to a channel to be reproduced; and, based on the power value of the rendered signals, mixing the rendered signals so that the power value is preserved.
상기 믹싱하는 단계는 상기 렌더링된 신호들의 파워 값에 기초하여, 소정 구간 단위로 믹싱하는 단계; 상기 렌더링된 신호들 중 저주파 신호를 분리하는 단계; 상기 저주파 신호는 이전 구간에서의 상기 렌더링된 신호들의 파워 값에 기초하여 상기 렌더링된 신호들을 믹싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The mixing may include: mixing in units of a predetermined section based on the power values of the rendered signals; separating a low-frequency signal from among the rendered signals; The low frequency signal may include mixing the rendered signals based on the power values of the rendered signals in the previous section.
상기 렌더링하는 단계는 상기 다채널 오디오 신호의 채널 정보 및 주파수에 따라 재생될 채널로 렌더링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The rendering may include rendering to a channel to be reproduced according to channel information and frequency of the multi-channel audio signal.
본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치는 다채널 오디오 신호를 획득하고, 상기 다채널 오디오 신호의 채널 정보 및 주파수에 따라 재생될 채널로 렌더링하는 렌더러; 상기 렌더링된 신호들을 믹싱하는 믹서를 포함하는 것을 특징으로 한다.A stereophonic sound reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a renderer that obtains a multi-channel audio signal and renders it to a channel to be reproduced according to channel information and a frequency of the multi-channel audio signal; and a mixer for mixing the rendered signals.
본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치는 다채널 오디오 신호를 획득하고, 상기 다채널 오디오 신호를 재생될 채널로 렌더링하는 렌더러; 및 상기 렌더링된 신호들의 파워 값에 기초하여, 상기 파워 값이 보존되도록 상기 렌더링된 신호들을 믹싱하는 믹서를 포함하는 것을 특징으로 한다.A stereoscopic sound reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a renderer that obtains a multi-channel audio signal and renders the multi-channel audio signal as a channel to be reproduced; and a mixer for mixing the rendered signals based on the power values of the rendered signals so that the power values are preserved.
본 발명의 일 실시 예에 의한, 입체 음향 재생 장치는 음성 신호 중 고도 성분을 수평면 상에 배치된 스피커에서 고도감 있게 재생할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the stereophonic sound reproducing apparatus may reproduce the high-level component of the audio signal in a speaker disposed on a horizontal plane with a high-level sense.
본 발명의 일 실시 예에 의한, 입체 음향 재생 장치는 다채널 오디오 신호를 채널 수가 적은 환경에서 재생할 때, 음색이 변하거나 소리가 사라지는 현상을 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the stereophonic sound reproducing apparatus can minimize a change in tone or a disappearance of a sound when a multi-channel audio signal is reproduced in an environment with a small number of channels.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치의 내부 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 어플라우즈 신호를 포함하는 오디오 신호에 대한 입체 음향 재생 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 3D 렌더러의 내부 구조를 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 렌더링된 오디오 신호를 믹싱하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 렌더링된 오디오 신호를 주파수에 따라 믹싱하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 렌더링된 오디오 신호를 주파수에 따라 믹싱하는 일 예를 도시한 예시도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치의 내부 구조를 나타낸 블록도이다.1 and 2 are block diagrams illustrating an internal structure of a stereoscopic sound reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a 3D sound reproduction method according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a stereoscopic sound reproduction method for an audio signal including an applause signal according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating an internal structure of a 3D renderer according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of mixing a rendered audio signal according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of mixing a rendered audio signal according to a frequency according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram illustrating an example of mixing a rendered audio signal according to a frequency according to an embodiment of the present invention.
9 and 10 are block diagrams illustrating an internal structure of a stereoscopic sound reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, detailed descriptions of well-known functions or configurations that may obscure the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings will be omitted. Also, it should be noted that, throughout the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor shall appropriately define his/her invention as terms for the best description of his/her invention. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In the entire specification, when a part "includes" a certain element, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치의 내부 구조를 나타낸 블록도이다.1 and 2 are block diagrams illustrating an internal structure of a stereoscopic sound reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(100)는 재생될 채널로 다운 믹싱된 다채널 오디오 신호를 출력할 수 있다. The stereoscopic
입체 음향이란, 음의 고저, 음색뿐만 아니라 방향이나 거리감까지 재생하여 임장감을 가지게 하고, 음원이 발생한 공간에 위치하지 않은 청취자에게 방향감, 거리감 및 공간감을 지각할 수 있게 하는 공간 정보를 부가한 음향을 의미한다.Stereophonic sound is a sound to which spatial information is added, which reproduces not only the pitch and tone of the sound, but also the direction and sense of distance to have a sense of presence, and to allow listeners who are not located in the space where the sound source is located to perceive the sense of direction, distance, and space. it means.
이하 설명에서 오디오 신호의 채널은 음향이 출력되는 스피커의 개수를 의미할 수 있다. 채널 수가 많을수록, 음향이 출력되는 스피커의 개수가 많아질 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(100)는 채널 수가 많은 다채널 오디오 신호가 채널 수가 적은 환경에서 출력되고 재생될 수 있도록 다채널 오디오 신호를 재생될 채널로 렌더링하고 믹싱할 수 있다. 이때 다채널 오디오 신호는 고도 음향을 출력할 수 있는 채널을 포함할 수 있다. In the following description, a channel of an audio signal may mean the number of speakers from which sound is output. As the number of channels increases, the number of speakers outputting sound may increase. The stereoscopic
고도 음향을 출력할 수 있는 채널은 고도감을 느낄 수 있도록 청취자의 머리 위에 위치한 스피커를 통해 음향 신호를 출력할 수 있는 채널을 의미할 수 있다. 수평면 채널은 청취자와 수평한 면에 위치한 스피커를 통해 음향 신호를 출력할 수 있는 채널을 의미할 수 있다.A channel capable of outputting a high-level sound may mean a channel capable of outputting an acoustic signal through a speaker located above a listener's head so as to feel a sense of elevation. The horizontal plane channel may mean a channel capable of outputting an acoustic signal through a speaker positioned on a horizontal plane with the listener.
상술된 채널 수가 적은 환경은 고도 음향을 출력할 수 있는 채널을 포함하지 않고, 수평면 채널에 따라 수평면 상에 배치된 스피커를 통해 음향을 출력할 수 있는 환경을 의미할 수 있다.The above-described environment in which the number of channels is small may mean an environment in which a sound can be output through a speaker disposed on a horizontal plane according to a horizontal plane channel without including a channel capable of outputting a high-level sound.
또한, 이하 설명에서 수평면 채널(horizontal channel)은 수평면 상에 배치된 스피커를 통해 출력될 수 있는 오디오 신호를 포함하는 채널을 의미할 수 있다. 오버헤드 채널(Overhead channel)은 수평면이 아닌 고도 상에 배치되어 고도음을 출력할 수 있는 스피커를 통해 출력될 수 있는 오디오 신호를 포함하는 채널을 의미할 수 있다.Also, in the following description, a horizontal channel may mean a channel including an audio signal that may be output through a speaker disposed on a horizontal plane. The overhead channel may refer to a channel including an audio signal that is disposed on an elevation rather than a horizontal plane and may be output through a speaker capable of outputting an elevation sound.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(100)는 렌더러(110) 및 믹서(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the stereoscopic
본 발명의 일 실시 예에 의한, 입체 음향 재생 장치(100)는 다채널 오디오 신호를 렌더링하고, 믹싱하여 재생될 채널로 출력할 수 있다. 예를 들면, 다채널 오디오 신호는 22.2 채널 신호이고, 재생될 채널은 5.1 또는 7.1 채널일 수 있다. 입체 음향 재생 장치(100)는 다채널 오디오 신호의 각 채널들을 대응시킬 채널을 정함으로써 렌더링을 수행하고 재생될 채널과 대응된 각 채널들의 신호를 합쳐 최종 신호로 출력함으로써 렌더링된 오디오 신호들을 믹싱할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the stereophonic
렌더러(110)는 다채널 오디오 신호를 채널 및 주파수에 따라 렌더링할 수 있다. 렌더러(110)는 다채널 오디오 신호를 오버헤드 채널과 수평면 채널에 따른 신호를 각각 3D(dimensional) 렌더링 및 2D(dimensional) 렌더링할 수 있다. The
렌더러(110)는 오버헤드 채널을 3D 렌더링하기 위해 HRTF(Head Related Transfer filter) 필터를 통과한 오버헤드 채널을 주파수에 따라 각각 다른 방법으로 렌더링할 수 있다. HRTF 필터는 두 귀간의 레벨 차이 및 두 귀 간에서 음향 시간이 도달하는 시간 차이 등의 단순한 경로 차이뿐만 아니라, 머리 표면에서의 회절, 귓바퀴에 의한 반사 등 복잡한 경로상의 특성이 음의 도래 방향에 따라 변화하는 현상에 의하여 입체 음향을 인식할 수 있도록 한다. HRTF 필터는 오디오 신호의 음질을 변화시킴으로써 입체 음향이 인식될 수 있도록 오버헤드 채널에 포함된 오디오 신호들을 처리할 수 있다.The
렌더러(110)는 오버해드 채널 신호 중 저주파 신호에 대하여는 애드-투-클로지스트-채널(Add to the closest channel) 방법에 따라 렌더링하고, 고주파 신호에 대하여는 멀티채널 패닝(Multichannel panning) 방법에 따라 렌더링할 수 있다. 멀티 채널 패닝 방법에 의하면, 다채널 오디오 신호의 각 채널의 신호가 각 채널 신호에 렌더링될 채널마다 서로 다르게 설정된 게인 값이 적용되어 적어도 하나의 수평면 채널에 각각 렌더링될 수 있다. 게인 값이 적용된 각 채널의 신호들은 믹싱을 통해 합쳐짐으로써 최종 신호로 출력될 수 있다.The
저주파 신호는 회절성이 강하므로, 멀티 채널 패닝 방법에 따라 다채널 오디오 신호의 각 채널을 여러 채널에 각각 나누어 렌더링하지 않고, 하나의 채널에만 렌더링하여도 청취자가 듣기에 비슷한 음질을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(100)는 저주파 신호를 애드-투-클로지스트-채널 방법에 따라 랜더링함으로써 하나의 출력 채널에 여러 채널이 믹싱됨에 따라 발생될 수 있는 음질 열화를 방지할 수 있다. 즉, 하나의 출력 채널에 여러 채널이 믹싱되면 각 채널 신호 간의 간섭에 따라 음질이 증폭되거나 감소되어 열화될 수 있으므로, 하나의 출력 채널에 하나의 채널을 믹싱함으로써 음질 열화를 방지할 수 있다.Since the low-frequency signal has strong diffraction properties, according to the multi-channel panning method, each channel of the multi-channel audio signal is not divided into several channels and rendered, but only one channel is rendered to have a similar sound quality for listeners to hear. Accordingly, the stereophonic
애드 투 클로지스트 채널 방법에 의하면, 다채널 오디오 신호의 각 채널은 여러 채널에 나누어 렌더링하는 대신 재생될 채널들 중 가장 가까운 채널에 렌더링될 수 있다.According to the add-to-close channel method, each channel of the multi-channel audio signal may be rendered on the nearest channel among channels to be reproduced instead of being divided into multiple channels for rendering.
또한, 입체 음향 재생 장치(100)는 주파수에 따라 다른 방법으로 렌더링을 수행함으로써 스위트 스팟(sweet spot)을 음질 열화 없이 넓힐 수 있다. 즉, 회절 특성이 강한 저주파 신호에 대하여는 애드 투 클로지스트 채널 방법에 따라 렌더링함으로써, 하나의 출력 채널에 여러 채널이 믹싱됨에 따라 발생될 수 있는 음질 열화를 방지할 수 있다. 스위트 스팟이란, 청취자가 왜곡되지 않은 입체 음향을 최적으로 청취할 수 있는 소정 범위를 의미한다. 스위트 스팟이 넓을수록 청취자는 넓은 범위에서 왜곡되지 않은 입체 음향을 최적으로 청취할 수 있고, 청취자가 스위트 스팟에 위치하지 않는 경우, 음질 또는 음상 등이 왜곡된 음향을 청취할 수 있다.In addition, the 3D
주파수에 따라 다른 패닝(Panning) 방법으로 렌더링하는 방법에 관하여는 이하 도 4 또는 도 5에서 더 자세히 설명하기로 한다.A method of rendering using a different panning method according to a frequency will be described in more detail below with reference to FIG. 4 or FIG. 5 .
믹서(120)는 렌더러(110)에 의해 수평 채널과 대응된 각 채널들의 신호를 합쳐 최종 신호로 출력할 수 있다. 믹서(120)는 소정 구간별로 각 채널들의 신호를 믹싱할 수 있다. 예를 들면, 믹서(120)는 1 프레임 별로 각 채널들의 신호를 믹싱할 수 있다. The
본 발명의 일 실시 예에 의한 믹서(120)는 재생될 각 채널들에 렌더링된 신호들의 파워 값에 기초하여 믹싱할 수 있다. 다시 말하면, 믹서(120)는 재생될 각 채널들에 렌더링된 신호들의 파워 값에 기초하여 최종 신호의 진폭 또는 최종 신호에 적용될 게인(gain)을 결정할 수 있다. The
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(200)는 음향 분석부(210), 렌더러(220), 믹서(230) 및 출력부(240)를 포함할 수 있다. 도 2의 입체 음향 재생 장치(200), 렌더러(220) 및 믹서(230)는 도 1의 입체 음향 재생 장치(100), 렌더러(210) 및 믹서(220)와 대응되고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 2 , the stereoscopic
음향 분석부(210)는 다채널 오디오 신호를 분석하여 렌더링 모드를 선택하고, 다채널 오디오 신호에 포함된 일부 신호를 분리하여 출력할 수 있다. 음향 분석부(210)는 렌더링 모드 선택부(211)와 렌더링 신호 분리부(212)를 포함할 수 있다.The
렌더링 모드 선택부(211)는 다채널 오디오 신호에 박수 소리나 빗(rain) 소리와 같이 트랜지언트(transient)한 신호가 많은지 여부를 소정 구간별로 판단할 수 있다. 이하 설명에서 박수(applause) 소리나 빗소리와 같이 트랜지언트(transient)한, 즉 순간적이고 일시적인 신호가 많은 오디오 신호를 어플라우즈(applause) 신호로 지칭하기로 한다. The
본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(200)는 어플라우즈 신호를 분리하여, 어플라우즈 신호의 특징에 따라 채널 렌더링 및 믹싱을 처리할 수 있다.The stereoscopic
렌더링 모드 선택부(211)는 어플라우즈 신호가 다채널 오디오 신호에 포함되어 있는지 여부에 따라 렌더링 모드를 일반(general) 모드 또는 어플라우즈 모드 중 하나로 선택할 수 있다. 렌더러(220)는 렌더링 모드 선택부(211)에 의해 선택된 모드에 따라 렌더링할 수 있다. 즉, 렌더러(220)는 선택된 모드에 따라 어플라우즈 신호에 대한 렌더링을 수행할 수 있다.The
렌더링 모드 선택부(211)는 어플라우즈 신호가 다채널 오디오 신호에 포함되어 있지 않은 경우, 일반 모드를 선택할 수 있다. 일반 모드에 의하면, 오버헤드 채널 신호는 3D 렌더러(221)에 의해 렌더링될 수 있고, 수평 채널 신호는 2D 렌더러(222)에 의해 렌더링될 수 있다. 즉, 어플라우즈 신호의 고려 없이 렌더링이 수행될 수 있다.The
렌더링 모드 선택부(211)는 어플라우즈 신호가 다채널 오디오 신호에 포함되어 있는 경우, 어플라우즈 모드를 선택할 수 있다. 어플라우즈 모드에 의하면, 어플라우즈 신호가 분리되고, 분리된 어플라우즈 신호에 대해 렌더링이 수행될 수 있다.The rendering
렌더링 모드 선택부(211)는 다채널 오디오 신호에 포함되어 있거나 다른 장치로부터 별도로 수신된 어플라우즈 비트 정보를 이용하여 어플라우즈 신호가 다채널 오디오 신호에 포함되어 있는지 여부를 소정 구간별로 판단할 수 있다. 어플라우즈 비트 정보는 MPEG 계열의 코덱에 의하면 bsTsEnable 또는 bsTempShapeEnableChannel 플래그 정보를 포함하여, 상술된 플래그 정보에 의해 렌더링 모드가 렌더링 모드 선택부(211)에 의해 선택될 수 있다.The rendering
또한, 렌더링 모드 선택부(211)는 판단하고자 하는 소정 구간의 다채널 오디오 신호의 특성에 기초하여 렌더링 모드를 선택할 수 있다. 즉, 렌더링 모드 선택부(211)는 소정 구간의 다채널 오디오 신호의 특성이 어플라우즈 신호를 포함하는 오디오 신호의 특성을 가지는지 여부에 따라 렌더링 모드를 선택할 수 있다. Also, the
렌더링 모드 선택부(211)는 소정 구간의 다채널 오디오 신호에 다수의 입력 채널에 토널(Tonal) 하지 않은 광대역(wideband) 신호가 존재하고, 그 신호의 레벨이 채널 별로 유사한지 여부, 짧은 구간의 임펄스(impulse) 형태가 반복되는지 여부 및 채널 간 연관성(correlation)이 낮은지 여부 중 적어도 하나의 조건에 기초하여 어플라우즈(applause) 신호가 다채널 오디오 신호에 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. The
렌더링 모드 선택부(211)는 어플라우즈(applause) 신호가 현재 구간에서 다채널 오디오 신호에 포함되어 있는 것으로 판단한 경우, 렌더링 모드를 어플라우즈 모드로 선택할 수 있다.The
렌더링 신호 분리부(212)는 렌더링 신호 선택부(211)에 의해 어플라우즈 모드가 선택된 경우, 다채널 오디오 신호에 포함된 어플라우즈 신호를 일반 음향 신호와 분리할 수 있다. The rendering
MPEG USAC 계열에서의 bsTsdEnable 플래그가 사용되는 경우, 해당 채널의 고도(elevation)에 관련 없이 플래그 정보에 따라 수평 채널 신호와 같이 2D 렌더링될 수 있다. 또한, 오버헤드 신호도 플래그 정보에 따라 수평 채널 신호로 가정되어 믹싱될 수 있다. 즉, 렌더링 신호 분리부(212)는 플래그 정보에 따라 소정 구간의 다채널 오디오 신호에 포함된 어플라우즈 신호를 분리할 수 있고, 분리된 어플라우즈 신호는 수평 채널 신호와 같이 2D 랜더링될 수 있다.When the bsTsdEnable flag in the MPEG USAC series is used, 2D rendering may be performed like a horizontal channel signal according to flag information regardless of the elevation of the corresponding channel. In addition, the overhead signal may also be mixed by being assumed to be a horizontal channel signal according to flag information. That is, the rendering
플래그가 사용되지 않는 경우, 렌더링 신호 분리부(212)는 채널들간의 신호를 분석하여 어플라우즈 신호 성분을 분리할 수 있다. 오버헤드 신호 중에서 분리된 어플라우즈 신호는 2D 렌더링되고, 어플라우즈 신호가 아닌 나머지 신호는 3D 렌더링될 수 있다.When the flag is not used, the rendering
렌더러(220)는 오버 헤드 신호를 3D 랜더링 방법에 따라 렌더링하는 3D 렌더러(221)와 수평면 채널 신호 또는 어플라우즈 신호를 2D 랜더링 방법에 따라 렌더링하는 2D 렌더러(222)를 포함할 수 있다.The
3D 렌더러(221)는 오버 헤드 신호를 주파수에 따라 각각 다른 방법으로 렌더링할 수 있다. 3D 랜더러(221)는 저주파 신호는 애드 투 클로지스트 채널 방법으로 랜더링하고, 고주파 신호는 3D 랜더링 방법에 따라 랜더링할 수 있다. 이하에서, 3D 랜더링 방법은 오버헤드 신호를 랜더링하는 방법을 의미하는 것으로, 3D 랜더링 방법은 멀티 채널 패닝 방법을 포함할 수 있다.The
2D 렌더러(222)는 수평면 채널 신호 또는 어플라우즈 신호를 2D 랜더링 방법, 애드 투 클로지스트 채널 방법 및 에너지 부스트(energy boost) 방법 중 적어도 하나의 방법에 따라 렌더링할 수 있다. 이하에서 2D 랜더링 방법은 수평면 채널 신호를 랜더링하는 방법을 의미하는 것으로, 2D 랜더링 방법은 다운믹스 수식(Downmix Equation) 또는 VBAP 방법을 포함할 수 있다.The
3D 렌더러(221)와 2D 렌더러(222)는 각각 매트릭스화하여 간략화될 수 있다. 3D 렌더러(221)는 입력 채널, 출력 채널, 주파수의 함수로 정해질 수 있는 3D 다운믹스 매트릭스를 통해 다운 믹싱할 수 있다. 2D 렌더러(222)는 입력 채널, 출력 채널의 함수로 정해질 수 있는 2D 다운믹스 매트릭스를 통해 다운믹싱될 수 있다. 즉, 3D 또는 2D 다운믹스 매트릭스는 입력 채널, 출력 채널 또는 주파수에 따라 결정될 수 있는 계수들을 포함함으로써, 입력된 다채널 오디오 신호를 다운믹싱할 수 있다.The
이는 렌더링 시 음향 신호의 위상(phase) 부분보다는 주파수 별 진폭 부분이 중요하므로 3D 렌더러(221)와 2D 렌더러(222)는 각각 주파수 값에 따라 결정될 수 있는 계수들을 포함하는 다운믹스 매트릭스를 이용하여 렌더링함으로써 렌더링의 연산량을 간략화할 수 있다. 다운믹스 매트릭스를 통해 렌더링된 신호는 믹서(230)의 파워 보존 모듈에 따라 믹싱되고, 최종 신호로 출력될 수 있다. Since the amplitude part for each frequency is more important than the phase part of the sound signal during rendering, the
믹서(230)는 렌더링된 신호들을 각 채널별로 연산하여 최종 신호를 출력할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 믹서(230)는 각 채널에 포함된 신호들의 파워 값들에 기초하여 렌더링된 신호들을 믹싱할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(200)는 렌더링된 신호의 파워값에 기초하여 믹싱함으로써 주파수 보강 또는 상쇄에 따라 발생될 수 있는 음색 왜곡을 감소시킬 수 있다.The
출력부(240)는 믹서(230)에 의해 믹싱된 신호를 스피커를 통해 최종 출력시킬 수 있다. 이때 출력부(240)는 믹싱된 신호의 채널에 따라 각각 다른 스피커를 통해 음향 신호를 출력시킬 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 방법을 도시한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a 3D sound reproduction method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 단계 S301에서 입체 음향 재생 장치(100)는 채널 정보 및 주파수에 따라 다채널 오디오 신호를 렌더링할 수 있다. 입체 음향 재생 장치(100)는 채널 정보에 따라 3D 렌더링 또는 2D 렌더링을 수행하되, 저주파 신호에 대하여는 저주파 신호의 특성을 고려하여 렌더링할 수 있다.Referring to FIG. 3 , in step S301 , the stereophonic
단계 S303에서, 입체 음향 재생 장치(100)는 단계 S301에서 렌더링된 신호들을 믹싱하여 최종 신호를 생성할 수 있다. 입체 음향 재생 장치(100)는 다채널 오디오 신호의 각 채널의 신호들을 출력할 채널을 정함으로써 렌더링하고, 렌더링된 신호들을 합하거나 연산함으로써 믹싱하고, 최종 신호를 생성할 수 있다.In operation S303, the stereophonic
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 어플라우즈 신호를 포함하는 오디오 신호에 대한 입체 음향 재생 방법을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a stereoscopic sound reproduction method for an audio signal including an applause signal according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 단계 S401에서 입체 음향 재생 장치(200)는 다채널 오디오 신호에 어플라우즈 신호가 포함되어 있는지 판단하기 위해 다채널 오디오 신호를 소정 구간 별로 분석할 수 있다.Referring to FIG. 4 , in step S401 , the stereophonic
단계 S403에서, 입체 음향 재생 장치(200)는 입력된 다채널 오디오 신호에 어플라우즈 신호가 포함되어 있는지 여부를 소정 구간 별로 판단할 수 있다. 예를 들면, 1 프레임 별로 판단될 수 있다. 입체 음향 재생 장치(200)는 플래그 정보 또는 판단하고자 하는 소정 구간의 다채널 오디오 신호를 분석함으로써 어플라우즈 신호의 포함 여부를 소정 구간 별로 판단할 수 있다. 입체 음향 재생 장치(200)는 어플라우즈 신호를 오버 헤드 신호 또는 수평면 채널 신호와는 분리하여 처리함으로써 어플라우즈 신호를 믹싱할 때 발생될 수 있는 음질 왜곡을 최소화할 수 있다.In step S403, the stereophonic
단계 S405에서, 어플라우즈 신호가 포함되어 있는 것으로 판단된 경우, 입체 음향 재생 장치(200)는 어플라우즈 신호를 분리하여, 단계 S407에서 어플라우즈 신호와 수평면 채널의 신호를 2D 렌더링할 수 있다. If it is determined in step S405 that the applause signal is included, the stereophonic
수평면 채널의 신호는 다운 믹스 수식(Downmix Equation) 또는 VBAP(vector base amplitude panning) 방법에 따라 2D 렌더링될 수 있다. A signal of a horizontal plane channel may be 2D rendered according to a downmix equation or a vector base amplitude panning (VBAP) method.
어플라우즈 신호는 애드 투 클로지스트 채널 방법에 따라 고도 음향을 포함하는 채널을 수평면에 투영하였을 경우 가장 가까운 채널에 렌더링되거나 2D 렌더링 방법에 따라 렌더링된 후, 에너지 부스트 방식에 따라 믹싱될 수 있다.The applause signal may be rendered to the nearest channel when a channel including an elevation sound is projected on a horizontal plane according to the add-to-close channel method, or may be rendered according to the 2D rendering method and then mixed according to the energy boost method.
어플라우즈 신호는 2D 또는 3D 렌더링 방법에 따라 렌더링하여 믹싱하는 경우, 믹싱된 신호에 트랜지언트한 성분의 개수가 많아져 화이트닝(whitening) 현상이 발생하거나 채널간 크로스-연관성(correlation)이 높아져 음상이 좁아질 수 있다. 따라서, 화이트닝 현상이나 음상이 좁아지는 현상을 방지하기 위해 입체 음향 재생 장치(200)는 저주파 신호를 3D 렌더링할 때 사용되는 애드 투 클로지스트 채널 방법 또는 에너지 부스트 방식에 따라 어플라우즈 신호를 렌더링하고 믹싱할 수 있다.When the applause signal is rendered and mixed according to the 2D or 3D rendering method, the number of transient components in the mixed signal increases and whitening occurs or the cross-correlation between channels increases and the sound image deteriorates. can be narrowed. Therefore, in order to prevent the whitening phenomenon or the narrowing of the sound image, the stereophonic
에너지 부스트 방식은, 여러 채널의 오디오 신호들이 하나의 채널로 믹싱되는 경우에, 트랜지언트한 주기가 바뀌어 음색이 화이트닝되는 현상을 막기 위해서 수평면 채널 신호의 에너지를 키워주는 방법으로 믹싱하는 방법을 의미한다. 에너지 부스트 방식은 렌더링된 어플라우즈 신호를 믹싱하는 방법에 관한 것이다. The energy boost method refers to a method of mixing by increasing the energy of a horizontal channel signal in order to prevent tone whitening due to a change in a transient period when audio signals of multiple channels are mixed into one channel. The energy boost method relates to a method of mixing a rendered applause signal.
에너지 부스트 방식에 따른 어플라우즈 신호를 믹싱하는 방법은 아래 수학식 1에 따라 수행될 수 있다.A method of mixing the applause signal according to the energy boost method may be performed according to
[수학식 1][Equation 1]
(주파수 도메인에서의 처리) (Processing in the frequency domain)
ωin,out은 다운 믹싱 게인(downmixing gain)을 의미하는 것으로, 어플라우즈 신호는 다채널 오디오 신호의 각 채널들이 재생될 채널로 렌더링되고, 믹싱될 때 각 채널별로 다운 믹싱 게인이 적용될 수 있다. 다운 믹싱 게인은 각 채널들이 렌더링되는 채널에 따라 소정 값으로 미리 결정될 수 있다. xin=out[l,k]은 출력 레이아웃에 대응되도록 렌더링된 어플라우즈 신호를 나타내는 것으로 어느 하나의 어플라우즈 신호를 의미한다. l은 음향 신호의 소정 구간을 식별하기 위한 값이고, k는 주파수를 나타낸다. xin=out[l,k]/|xin=out[l,k]| 는 입력된 어플라우즈 신호의 위상 값을 나타내고, 수학식 1의 루트 안의 값들은 동일한 출력 채널에 대응된 어플라우즈 신호들의 파워, 즉 에너지 값들의 합을 의미할 수 있다.ω in, out means downmixing gain, and the applause signal is rendered as a channel to which each channel of a multi-channel audio signal is to be reproduced, and when mixed, a downmixing gain may be applied to each channel. . The downmixing gain may be predetermined as a predetermined value according to a channel to which each channel is rendered. x in=out [l,k] represents an applause signal rendered to correspond to the output layout, and means any applause signal. l is a value for identifying a predetermined section of an acoustic signal, and k represents a frequency. x in=out [l,k]/|x in=out [l,k]| represents the phase value of the input applause signal, and the values in the root of
수학식 1을 참조하면, 출력 레이아웃의 한 채널에 렌더링된 다수의 어플라우즈 신호에 다운 믹싱 게인이 적용된 값들의 파워 값만큼 재생될 각 채널의 게인이 수정될 수 있다. 따라서, 어플라우즈 신호는 에너지 값들의 합만큼 진폭이 커질 수 있고, 위상차로 인해 발생될 수 있는 화이트닝 현상이 방지될 수 있다.Referring to
단계 S409에서, 입체 음향 재생 장치(200)는 어플라우즈 신호가 포함되어 있지 않은 것으로 판단된 경우, 수평 채널의 신호를 2D 렌더링할 수 있다.In operation S409 , when it is determined that the applause signal is not included, the stereophonic
단계 S411에서, 입체 음향 재생 장치(200)는 오버헤드 채널 신호를 입체 음향 신호가 제공될 수 있도록 HRTF 필터로 필터링할 수 있다. 오버헤드 채널 신호가 주파수 도메인의 신호이거나 필터 뱅크 샘플인 경우, 스펙트럼의 상대적인 웨이팅(weighting)만 제공하기 위한 필터이므로 단순한 곱셈으로 HRTF 필터링이 수행될 수 있다.In operation S411, the stereophonic
단계 S413에서, 입체 음향 재생 장치(200)는 오버헤드 채널 신호를 고주파와 저주파로 분리할 수 있다. 예를 들면, 입체 음향 재생 장치(200)는 1kHz를 기준으로 그 이하의 주파수를 갖는 음향 신호를 저주파로 분리할 수 있다. 저주파 성분은 회절이 강한 음향적인 특징에 따라 애드 투 클로지스트 채널 방법에 따라 렌더링될 수 있다.In operation S413 , the stereophonic
단계 S415에서, 입체 음향 재생 장치(200)는 고주파 신호로 분리된 신호는 3D 렌더링 방법에 따라 렌더링할 수 있다. 3D 렌더링 방법은 멀티 채널 패닝 방법을 포함할 수 있다. 멀티 채널 패닝(panning)이란 다채널 오디오 신호의 각 채널 신호들이 재생될 채널들에 배분되는 것을 의미할 수 있다. 이때, 패닝 계수가 적용된 각 채널 신호들이 재생될 채널들에 배분될 수 있다. 고주파 신호의 경우, 고도감이 올라갈수록 두 귀간의 레벨 차이(Interaural level difference, ILD)가 줄어드는 특성을 제공하기 위해 서라운드 채널에 신호가 배분될 수 있다. 또한, 프론트 채널과 패닝되는 다수의 채널의 개수에 의해 음향 신호의 방향이 정위될 수 있다.In operation S415, the stereophonic
단계 S417에서, 입체 음향 재생 장치(100)는 저주파 신호는 상술된 애드 투 클로지스트 채널 방법에 따라 렌더링할 수 있다. 하나의 채널에 많은 신호, 즉 다채널 오디오 신호의 여러 개의 채널 신호가 섞이게 되면 각기 다른 위상으로 인해 음질이 상쇄되거나 증폭됨에 따라 음질 열화가 발생될 수 있다. 애드 투 클로지스트 채널 방법에 의하면, 입체 음향 재생 장치(100)는 상술된 음질 열화의 발생을 방지하기 위해 각 채널 수평면에 투영하였을 경우 가장 가까운 채널로 이하 표 1과 같이 매핑할 수 있다. In operation S417, the stereophonic
표 1을 참조하면, 오버헤드 채널들 중 가까운 채널이 복수 개 존재하는 TBC와 VOG 같은 채널은 음상 정위를 위해 패닝 계수(panning coeffiecient)에 의해 5.1 채널에 배분될 수 있다.표 1에 도시된 매핑 관계는 예시에 불과하며, 이에 한하지 않고 각 채널들은 다르게 매핑될 수 있다.Referring to Table 1, channels such as TBC and VOG having a plurality of close channels among the overhead channels may be allocated to 5.1 channels by a panning coefficient for sound image localization. Mapping shown in Table 1 The relationship is merely an example, and the respective channels may be mapped differently without being limited thereto.
다채널 오디오 신호가 주파수 신호 또는 필터 뱅크 신호인 경우, 저주파에 해당하는 빈(bin) 또는 밴드(band)는 애드 투 클로지스트 채널 방법, 고주파에 해당하는 빈(bin) 또는 밴드(band)는 멀티 채널 패닝 방법에 따라 렌더링될 수 있다. 빈(bin) 또는 밴드(band)는 주파수 도메인에서의 소정 단위만큼의 신호 구간을 의미할 수 있다.When the multi-channel audio signal is a frequency signal or filter bank signal, the bin or band corresponding to the low frequency is the add-to-close channel method, and the bin or band corresponding to the high frequency is the multi-channel method. It may be rendered according to a channel panning method. A bin or a band may mean a signal period of a predetermined unit in the frequency domain.
단계 S419에서, 입체 음향 재생 장치(100)는 각 채널에 렌더링된 신호들을 파워 값에 기초하여 믹싱할 수 있다. 이때 입체 음향 재생 장치(100)는 주파수 도메인에서 믹싱할 수 있다. 각 채널에 렌더링된 신호들을 파워 값에 기초하여 믹싱하는 방법에 관하여는 이하 도 6 내지 도 7에서 더 자세히 설명하기로 한다.In operation S419, the stereophonic
단계 S421에서, 입체 음향 재생 장치(100)는 믹싱된 최종 신호를 출력할 수 있다.In operation S421, the stereophonic
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 3D 렌더러의 내부 구조를 나타낸 블록도이다. 도 5의 3D 렌더러(500)는 도 2의 3D 렌더러(221)와 대응되며 중복되는 설명은 생략하기로 한다.5 is a block diagram illustrating an internal structure of a 3D renderer according to an embodiment of the present invention. The
도 5를 참조하면, 3D 렌더러(500)는 HRTF 필터(510), LPF(520), HPF(530), 애드-투-클로지스트 채널(540) 및 멀티채널 패닝(550)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
HRTF 필터(510)는 다채널 오디오 신호 중 오버헤드 채널 신호를 HRTF 필터링할 수 있다.The
LPF(520)는 HRTF 필터링된 오버헤드 채널 신호 중 저주파 성분을 분리하여 출력할 수 있다.The
HPF(320)는 HRTF 필터링된 오버헤드 채널 신호 중 고주파 성분을 분리하여 출력할 수 있다.The HPF 320 may separate and output a high-frequency component of the HRTF-filtered overhead channel signal.
애드 투 클로지스트 채널(540)는 오버헤드 채널 신호 중 저주파 성분을 각 채널 수평면에 투영하였을 경우 가장 가까운 채널로 렌더링할 수 있다.The add-to-
멀티 채널 패닝(550)는 오버헤드 채널 신호 중 고주파 성분을 멀티 채널 패닝 방법에 따라 렌더링할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 렌더링된 오디오 신호를 믹싱하는 방법을 도시한 순서도이다. 도 6의 단계 S601 내지 S605는 도 4의 단계 S419와 대응되며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.6 is a flowchart illustrating a method of mixing a rendered audio signal according to an embodiment of the present invention. Steps S601 to S605 of FIG. 6 correspond to steps S419 of FIG. 4 , and overlapping descriptions will be omitted.
도 6을 참조하면, 단계 S601에서 입체 음향 재생 장치(100)는 렌더링된 오디오 신호를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in operation S601 , the stereophonic
단계 S603에서, 입체 음향 재생 장치(100)는 각 채널별로 렌더링된 신호들의 파워값들을 획득하여, 단계 S605에서 각 채널별로 획득된 파워 값에 기초하여 믹싱함으로써 최종 신호를 생성할 수 있다.In operation S603 , the stereophonic
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 렌더링된 오디오 신호를 주파수에 따라 믹싱하는 방법을 도시한 순서도이다. 도 7의 단계 S701 및 단계 S703은 도 6의 단계 S601 및 단계 S603과 대응되며 중복되는 설명은 생략하기로 한다.7 is a flowchart illustrating a method of mixing a rendered audio signal according to a frequency according to an embodiment of the present invention. Steps S701 and S703 of FIG. 7 correspond to steps S601 and S603 of FIG. 6 , and overlapping descriptions will be omitted.
도 7을 참조하면, 단계 S701에서 입체 음향 재생 장치(100)는 렌더링된 오디오 신호를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 7 , in step S701 , the stereophonic
단계 S703에서, 입체 음향 재생 장치(100)는 파워 보존 모듈(power preserving module)에 따라 각 채널별로 렌더링된 신호들의 파워값들을 획득하고, 단계 S705에서, 획득된 파워값에 기초하여 믹싱할 수 있다. 각 채널별로 렌더링된 신호들의 파워값들은 각 채널별로 렌더링된 신호들의 제곱의 합을 구함으로써 획득될 수 있다.In step S703, the stereophonic
[수학식 2][Equation 2]
(주파수 도메인에서의 처리) (Processing in the frequency domain)
xin,out은 어느 하나의 채널에 렌더링된 오디오 신호들이고, xout은 어느 하나의 채널에 렌더링된 신호들의 총 합을 나타내고, l은 다채널 오디오 신호의 현재 구간을 나타낸다. k는 주파수를 나타내고, yout은 파워 보존 모듈에 따라 믹싱된 신호를 나타낸다. x in and out are audio signals rendered on any one channel, x out indicates the total sum of signals rendered on any one channel, and l indicates a current section of the multi-channel audio signal. k represents the frequency, and y out represents the signal mixed according to the power conservation module.
파워 보존 모듈에 의하면, 상술된 각 채널별로 렌더링된 신호들의 파워값들에 기초하여 최종 믹싱된 신호의 파워가 믹싱되기 전의 파워로 유지될 수 있도록 믹싱될 수 있다. 따라서, 파워 보존 모듈에 따르면, 믹싱된 신호가 렌더링된 신호들이 더해질 때 보강 또는 상쇄 간섭으로 인해 음향 신호가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.According to the power conservation module, the power of the final mixed signal may be mixed based on the power values of the signals rendered for each channel described above so that the power before mixing may be maintained. Accordingly, according to the power conservation module, it is possible to prevent the acoustic signal from being distorted due to constructive or destructive interference when the mixed signal is added to the rendered signals.
수학식 2를 참조하면, 입체 음향 재생 장치(100)는 파워 보존 모듈에 따라 각 채널별로 렌더링된 신호들의 총 합에 대한 위상(phase)에 각 채널 별로 렌더링된 신호들의 파워값을 적용함으로써 렌더링된 신호를 믹싱할 수 있다. Referring to
단계 S701에서 획득된 신호가 시간 도메인인 경우, 주파수 도메인으로 변환된 후, 수학식 2에 따라 믹싱될 수 있다. 이때 시간 도메인의 음향 신호는 주파수 또는 필터 뱅크 스키마에 따라 주파수 도메인으로 변환될 수 있다.When the signal obtained in step S701 is in the time domain, it may be converted to the frequency domain and then mixed according to Equation (2). In this case, the acoustic signal in the time domain may be converted into the frequency domain according to a frequency or a filter bank scheme.
그러나, 입체 음향 재생 장치(100)가 소정 구간별로 파워 보존 모듈을 적용하는 경우, 소정 구간 별로, 각 신호들의 파워값을 추정하게 되는데, 저주파의 경우, 파워값을 추정할 수 있는 구간이 파장에 비해 충분하지 않다. 따라서, 각 구간마다 추정된 파워값이 달라질 수 있어 파워 보존 모듈이 적용된 구간의 경계에서 불연속적인 부분이 생길 수 있다. 반면, 고주파의 경우, 파워값을 추정할 수 있는 구간이 파장에 비해 충분하므로, 구간의 경계에서 불연속적인 부분이 발생될 가능성이 낮을 수 있다. 즉, 이하에서 설명될 원폴 스무딩 방법(one-pole smoothing)은 파워값을 추정할 수 있는 구간이 파장에 비해 충분한지 여부에 따라 적용될 수 있다.However, when the stereophonic
본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(100)는 단계 S707에서, 단계 S705에서 믹싱된 신호에 저주파 신호에 해당하는 부분이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 믹싱된 신호에 저주파 신호에 해당하는 부분이 존재하는 경우, 입체 음향 재생 장치(100)는 단계 S709 내지 단계 S711에서 아래 수학식 3의 원폴 스무딩 방법을 이용하여 파워 보존 모듈이 적용된 구간의 경계에서 발생된 불연속적인 부분을 제거할 수 있다.The stereophonic
[수학식 3][Equation 3]
(주파수 도메인에서의 처리) (Processing in the frequency domain)
Pout은 이전 구간의 Pout과 현재 구간의 믹싱된 신호의 총 합의 파워값에 기초하여 획득될 수 있다. P out may be obtained based on the power value of the total sum of P out of the previous section and the mixed signal of the current section.
Pin은 이전 구간의 Pin과 현재 구간의 렌더링된 각 신호들의 파워값들의 총 합에 기초하여 획득될 수 있다. P in may be obtained based on the total sum of P in of the previous section and the power values of each rendered signal of the current section.
이전 구간의 Pout 또는 Pin에 적용될 수 있는 γ에 따라 이전 구간의 파워값이 수식에 적용될 수 있는데, γ은 저주파의 파장이 길수록 또는 주파수 값이 작을 수록 작은 값을 가지도록 결정될 수 있다.The power value of the previous section may be applied to the equation according to γ that can be applied to P out or P in of the previous section, and γ may be determined to have a smaller value as the wavelength of the low frequency is longer or the frequency value is smaller.
본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(100)는 불연속적인 부분을 제거하기 위해, 이전 구간에서 렌더링된 신호들 또는 렌더링된 신호들을 더한 신호의 파워값에 기초하여 믹싱된 신호의 게인을 조절할 수 있다.The stereophonic
더하여, 수학식 3과 비슷하게 출력 신호의 게인을 이전 구간의 출력 신호의 게인 값에 기초하여 획득될 수 있도록 함으로써 불연속적인 부분을 제거하기 위해 수학식 4와 같이 처리될 수도 있다.In addition, similarly to Equation 3, the gain of the output signal may be obtained based on the gain value of the output signal of the previous section, and thus may be processed as in Equation 4 to remove the discontinuous portion.
[수학식 4][Equation 4]
(주파수 도메인에서의 처리) (Processing in the frequency domain)
본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(100)는 불연속적인 부분을 제거하기 위해, 이전 구간에서 렌더링된 신호들 또는 렌더링된 신호들을 더한 신호에 적용된 게인값에 기초하여 믹싱된 신호의 게인을 조절할 수 있다.The stereophonic
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 렌더링된 오디오 신호를 주파수에 따라 믹싱하는 일 예를 도시한 예시도이다.8 is an exemplary diagram illustrating an example of mixing a rendered audio signal according to a frequency according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 렌더링된 오디오 신호(801, 802)를 더한 믹싱 과정 중의 신호(803)를 참조하면, 렌더링된 오디오 신호들(801, 802)은 위상 차이로 인해, 더한 값의 진폭이 증폭됨에 따라 소리가 크게 들리게 될 수 있다.Referring to FIG. 8 , referring to the
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(100)는 파워 보존 모듈을 적용함으로써, 믹싱 과정 중의 신호(803)의 게인을 렌더링된 오디오 신호들(801, 802)의 파워값에 기초하여 결정할 수 있다. Accordingly, the stereophonic
파워 보존 모듈에 따라 믹싱된 신호(804)는 렌더링된 오디오 신호들(801, 802)과 비슷한 크기의 진폭을 가지도록 조절되었으나, 소정 구간별로 파워 보존 모듈이 적용됨에 따라 구간마다 불연속적인 부분을 포함할 수 있다.The
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치(100)는 원폴 스무딩 기법에 따라서, 이전 구간의 파워 값을 참조하여, 믹싱된 신호를 스무딩 처리함으로써 최종 신호(805)를 구할 수 있다.Accordingly, the stereophonic
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 입체 음향 재생 장치의 내부 구조를 나타낸 블록도이다.9 and 10 are block diagrams illustrating an internal structure of a stereoscopic sound reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 입체 음향 재생 장치(900)는 3D 렌더러(910), 2D 렌더러(920), 웨이팅 적용부(930), 믹서(940)를 포함할 수 있다. 도 9의 3D 렌더러(910), 2D 렌더러(920) 및 믹서(940)는 도 2의 3D 렌더러(221), 2D 렌더러(222) 및 믹서(230)와 대응되고, 중복되는 설명은 생략할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the 3D
3D 렌더러(910)는 다채널 오디오 신호 중 오버헤드 채널 신호에 대하여 렌더링할 수 있다.The
2D 렌더러(920)는 다채널 오디오 신호 중 수평면 채널 신호에 대하여 렌더링할 수 있다.The
웨이팅 적용부(930)는 3D 렌더러(910)에 의해 렌더링될 수 있는 레이아웃 중 재생될 신호의 채널 레이아웃과 일치하지 않는 경우, 다채널 오디오 신호를 재생될 채널 레이아웃에 따라 출력하기 위한 구성요소이다. 재생될 채널의 레이아웃이란 재생될 채널 신호가 출력될 스피커들의 배치 정보를 의미할 수 있다.The
2D 렌더러(920)가 VBAP 방법으로 렌더링하는 경우, 임의의 레이아웃 채널 환경에서도 수평면 채널 신호에 대한 렌더링이 가능하다. VBAP 방법에 의하면 입체 음향 재생 장치(900)는 벡터 기반의 간단한 계산 만으로 임의의 스피커 환경에서의 패닝 게인을 구하여 다채널 오디오 신호를 렌더링할 수 있다. 따라서, 임의의 재생 채널 레이아웃이 3D 렌더러(910)에 의해 렌더링되는 레이아웃과 유사한 정도에 따라 웨이팅이 결정될 수 있다. 예를 들면, 3D 렌더러(910)가 다채널 오디오 신호를 5.1 채널의 재생 환경으로 렌더링하는 경우, 렌더링하고자 하는 임의의 레이아웃 채널 환경이 5.1 채널의 재생 환경과 레이아웃이 얼마나 다른지에 따라서 웨이팅이 결정될 수 있다.When the
그리고, 3D 웨이팅 적용부(930)는 3D 렌더러(910) 및 2D 렌더러(920)에 의해 렌더링된 신호에 각각 결정된 웨이팅을 적용하여 출력할 수 있다. In addition, the 3D
도 10을 참조하면, 입체 음향 재생 장치(1000)는 3D 렌더러(1010), 2D 렌더러(1020) 및 믹서(1030)를 포함할 수 있다. 도 9의 3D 렌더러(1010), 2D 렌더러(1020) 및 믹서(1030)는 도 2의 3D 렌더러(221), 2D 렌더러(222) 및 믹서(230)와 대응되고, 중복되는 설명은 생략할 수 있다.Referring to FIG. 10 , the stereoscopic
3D 렌더러(1010)는 렌더링할 수 있는 레이아웃 중 출력될 채널의 레이아웃과 가장 유사한 레이아웃으로 렌더링할 수 있다. 그리고, 2D 렌더러(1020)는 3D 렌더러(1010)에 의해 렌더링된 신호를 각 채널별로 출력될 신호의 채널 레이아웃으로 다시 패닝시켜(repanning) 렌더링할 수 있다.The
예를 들면, 3D 렌더러(1010)가 다채널 오디오 신호를 5.1 채널의 재생 환경으로 렌더링하는 경우, 2D 렌더러(1020)는 VBAP 방법에 따라 렌더링하고자 하는 임의의 레이아웃 채널 환경에 따라서 3D 렌더링된 신호를 다시 패닝시켜 렌더링할 수 있다.For example, when the
본 발명의 일 실시 예에 의한, 입체 음향 재생 장치는 음성 신호 중 고도 성분을 수평면 상에 배치된 스피커에서 고도감 있게 재생할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the stereophonic sound reproducing apparatus may reproduce the high-level component of the audio signal in a speaker disposed on a horizontal plane with a high-level sense.
본 발명의 일 실시 예에 의한, 입체 음향 재생 장치는 다채널 오디오 신호를 채널 수가 적은 환경에서 재생할 때, 음색이 변하거나 소리가 사라지는 현상을 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the stereophonic sound reproducing apparatus can minimize a change in tone or a disappearance of a sound when a multi-channel audio signal is reproduced in an environment with a small number of channels.
본 발명의 일 실시 예에 의한 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장 장치 등이 있다.The method according to an embodiment of the present invention can be implemented as computer-readable code on a computer-readable recording medium (including all devices having an information processing function). The computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording devices include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage device.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.Although the foregoing description has focused on novel features of the invention as applied to various embodiments, those skilled in the art will recognize the apparatus and method described above without departing from the scope of the invention. It will be understood that various deletions, substitutions, and changes are possible in the form and details of Accordingly, the scope of the invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description. All modifications within the scope of equivalents of the claims are included in the scope of the present invention.
Claims (10)
상기 렌더링 타입에 기초하여 제 1 다운믹스 매트릭스 및 제 2 다운믹스 매트릭스 중 적어도 하나를 선택하는 단계; 및
상기 멀티채널 신호를 렌더링하는 단계를 포함하고,
상기 렌더링하는 단계는
상기 렌더링 타입이 상기 멀티채널 신호가 상기 어플라우즈 사운드 특성을 포함하는 것을 가리키는 것에 기초하여 상기 제1 다운믹스 매트릭스를 이용하여 제1 프레임을 렌더링하는 단계; 및
상기 렌더링 타입이 상기 멀티채널 신호가 상기 일반 사운드 특성을 포함하는 것을 가리키는 것에 기초하여 상기 제2 다운믹스 매트릭스를 이용하여 제2 프레임을 렌더링하여, 복수의 출력 채널 신호로 고도감을 갖는 사운드 이미지를 제공하는 단계 중 적어도 하나에 의해 수행되고,
상기 복수의 출력 채널 신호의 레이아웃은 5.0 채널 또는 5.1 채널 중 하나인, 오디오 신호 렌더링 방법.receiving a multi-channel signal comprising a height input channel signal and a rendering type, wherein the multi-channel signal includes at least one of an applause sound characteristic and a general sound characteristic;
selecting at least one of a first downmix matrix and a second downmix matrix based on the rendering type; and
rendering the multi-channel signal;
The rendering step
rendering a first frame using the first downmix matrix based on the rendering type indicating that the multi-channel signal includes the applause sound characteristic; and
Rendering a second frame using the second downmix matrix based on the rendering type indicating that the multi-channel signal includes the general sound characteristic, and providing a sound image having a sense of height with a plurality of output channel signals carried out by at least one of the steps of
The layout of the plurality of output channel signals is one of 5.0 channels or 5.1 channels.
상기 멀티채널 신호가 상기 어플라우즈 사운드 특성을 포함하면, 2차원 렌더링에 의해 상기 제1 프레임을 렌더링하는 단계를 포함하는, 오디오 신호 렌더링 방법.The method of claim 1, wherein the rendering comprises:
and if the multi-channel signal includes the applause sound characteristic, rendering the first frame by two-dimensional rendering.
상기 멀티채널 신호의 파워 값에 기초하여, 상기 파워 값이 보존되도록 상기 멀티채널 신호를 렌더링하는 단계를 포함하는, 오디오 신호 렌더링 방법.The method of claim 1, wherein the rendering comprises:
based on the power value of the multi-channel signal, rendering the multi-channel signal so that the power value is preserved.
렌더러를 포함하고,
상기 렌더러는 상기 렌더링 타입에 기초하여 제 1 다운믹스 매트릭스 및 제 2 다운믹스 매트릭스 중 적어도 하나를 선택하고,
상기 렌더링 타입이 상기 멀티채널 신호가 상기 어플라우즈 사운드 특성을 포함하는 것을 가리키는 것에 기초하여 상기 제1 다운믹스 매트릭스를 이용하여 제1 프레임을 렌더링하는 것 및 상기 렌더링 타입이 상기 멀티채널 신호가 상기 일반 사운드 특성을 포함하는 것을 가리키는 것에 기초하여 상기 제2 다운믹스 매트릭스를 이용하여 제2 프레임을 렌더링하여 복수의 출력 채널 신호로 고도감을 갖는 사운드 이미지를 제공하는 것 중 적어도 하나를 수행하고,
상기 복수의 출력 채널 신호의 레이아웃은 5.0 채널 또는 5.1 채널 중 하나인, 오디오 신호 렌더링 장치.a receiver configured to receive a multi-channel signal including a height input channel signal and a rendering type, wherein the multi-channel signal includes at least one of an applause sound characteristic and a general sound characteristic; and
contains the renderer,
the renderer selects at least one of a first downmix matrix and a second downmix matrix based on the rendering type;
rendering a first frame by using the first downmix matrix based on the rendering type indicating that the multi-channel signal includes the applause sound characteristic, and the rendering type indicating that the multi-channel signal includes the rendering a second frame using the second downmix matrix on the basis of indicating including general sound characteristics to provide a sound image having a sense of height as a plurality of output channel signals;
The layout of the plurality of output channel signals is one of 5.0 channels or 5.1 channels.
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