KR102500157B1 - 오디오 신호의 바이노럴 렌더링 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

오디오 신호의 바이노럴 렌더링 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링 방법은, 객체 기반의 입력 신호 및 상기 객체의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하는 단계; 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)을 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성하는 단계; 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 바이노럴 필터로부터 저대역 통과 필터(Low pass filter)가 적용된 바이노럴 필터를 결정하는 단계; 및 상기 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터와 상기 입력 신호를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)된 출력 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

오디오 신호의 바이노럴 렌더링 방법 및 장치{Binaural Rendering Methods And Apparatus of an Audio Signal}
본 발명은 오디오 신호의 렌더링 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 객체 기반의 오디오 신호를 바이노럴(binaural) 렌더링함에 있어, 주파수 별로 거리에 따른 감쇄율을 고려하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
오디오와 관련된 서비스는 모노, 스테레오 서비스에서 5.1 7.1 채널 등을 거쳐 상향 채널을 포함하는 9.1, 11.1, 10.2, 13.1, 15.1, 22.2 채널과 같은 다채널 서비스로 변화를 해왔다. 한편 기존의 채널 서비스와 다르게 하나의 음원 소스를 객체로 간주하고, 그 음원 소스로부터 발생하는 오디오 신호의 위치, 크기 등과 같은 정보를 저장/전송/재생하는 객체 기반의 오디오 관련 서비스도 개발이 되고 있다.
청취자에게 전달되는 오디오 신호의 크기는 음원 소스와 청취자 간의 거리에 따라 변화한다. 예를 들어, 일반적으로 오디오 소스로부터 1m 거리에서 청취자에게 전달되는 오디오 신호보다 2m 거리에서 청취자에게 전달되는 오디오 신호가 더 작게 된다. 이론적으로 자유 음장(free field) 환경에서 오디오 신호의 크기는 거리에 반비례하여 작아지게 되는데, 음원 소스와 청취자가 간의 거리가 2배가 되면, 청취자에게 들리는 오디오 신호는 6dB 감소하게 된다.
이 때, 오디오 신호가 거리에 따라 감쇄되는 정도는 주파수 별로 다를 수 있다. 관련문헌([Blauert, J. (1976)], "Spatial Hearing" (Revised Edition), The MIT Press)에 따르면, 15m 이상의 거리에서는 낮은 주파수의 감쇄율(attenuation)이 높은 주파수의 감쇄율보다 적다고 기술한다.
하지만, 이러한 감쇄율은 환경에 따라 다르게 정의될 수 있기 때문에 수학적으로 표현하기에는 어려움이 있어 기존의 기술은 오디오 신호를 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)함에 있어 주파수 별 감쇄율을 고려하지 않는 문제점을 갖는다.
본 발명은 오디오 신호를 바이노럴(binaural) 렌더링함에 있어, 주파수 별로 거리에 따른 감쇄율을 고려하여 보다 현실감 있는 오디오 신호를 생성할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링 방법은, 객체 기반의 입력 신호 및 상기 객체의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하는 단계; 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)을 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성하는 단계; 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 바이노럴 필터로부터 저대역 통과 필터(Low pass filter)가 적용된 바이노럴 필터를 결정하는 단계; 및 상기 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터와 상기 입력 신호를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)된 출력 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 미만인 경우 동일하게 결정되고, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 이상인 경우, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링 방법은, 객체 기반의 입력 신호 및 상기 객체의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하는 단계; 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)을 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성하는 단계; 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 입력 신호로부터 저대역 통과 필터(Low pass filter)가 적용된 입력 신호를 결정하는 단계; 및 상기 저대역 통과 필터가 적용된 입력 신호와 상기 바이노럴 필터를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)된 출력 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 미만인 경우 동일하게 결정되고, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 이상인 경우, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링 방법은, 객체 기반의 입력 신호 및 상기 객체의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하는 단계; 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)를 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성하는 단계; 상기 입력 신호와 상기 바이노럴 필터를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)된 입력 신호를 결정하는 단계; 및 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 바이노럴 렌더링된 입력 신호로부터 저대역 통과 필터(Low pass filter)가 적용된 출력 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 미만인 경우 동일하게 결정되고, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 이상인 경우, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링 방법은, 객체 기반의 입력 신호 및 상기 객체의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하는 단계; 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response) 및 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여, 저대역 통과 필터(Low pass filter)가 적용된 바이노럴 필터를 결정하는 단계; 상기 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터와 상기 입력 신호를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)된 출력 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 미만인 경우 동일하게 결정되고, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 이상인 경우, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링(Binaural rendering) 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 객체 기반의 입력 신호 및 상기 객체의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하고, 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)을 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성하고, 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 바이노럴 필터로부터 저대역 통과 필터(Low pass filter)가 적용된 바이노럴 필터를 결정하고, 상기 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터와 상기 입력 신호를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링된 출력 신호를 생성할 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링(Binaural rendering) 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 객체 기반의 입력 신호 및 상기 객체의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하고, 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)을 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성하고, 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 입력 신호로부터 저대역 통과 필터(Low pass filter)가 적용된 입력 신호를 결정하고, 상기 저대역 통과 필터가 적용된 입력 신호와 상기 바이노럴 필터를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링된 출력 신호를 생성할 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링(Binaural rendering) 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 객체 기반의 입력 신호 및 상기 객체의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하고, 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)를 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성하고, 상기 입력 신호와 상기 바이노럴 필터를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링된 입력 신호를 결정하고, 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 바이노럴 렌더링된 입력 신호로부터 저대역 통과 필터(Low pass filter)가 적용된 출력 신호를 생성할 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링(Binaural rendering) 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 객체 기반의 입력 신호 및 상기 객체의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하고, 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response) 및 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여, 저대역 통과 필터(Low pass filter)가 적용된 바이노럴 필터를 결정하고, 상기 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터와 상기 입력 신호를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링된 출력 신호를 생성할 수 있다.
상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고, 상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 오디오 신호를 바이노럴(binaural) 렌더링함에 있어, 주파수 별로 거리에 따른 감쇄율을 고려하여 보다 현실감 있는 오디오 신호를 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링 장치를 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 바이노럴 렌더링 방법의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 거리에 따른 차단 주파수를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 거리와 차단 주파수의 관계들 중 일부 예를 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바이노럴 렌더링 장치를 도시한 도면이다.
본 발명은 오디오 신호를 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)함에 있어, 오디오 신호의 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용함으로써 주파수 별로 거리에 따른 오디오 신호의 크기의 감쇄율을 반영한 바이노럴 렌더링을 할 수 있다. 본 발명의 바이노럴 렌더링 방법을 수행하는 바이노럴 렌더링 장치(101)는 프로세서에 대응할 수 있다.
도 1을 참조하면, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 입력 신호와 메타 데이터를 식별하고, 입력 신호와 메타 데이터를 이용하여 바이노럴 렌더링된 출력 신호를 생성한다. 여기서, 입력 신호는 객체 기반의 오디오 신호에 대응하고, 메타 데이터는 객체의 특징에 관한 정보들로써, 객체의 3차원 공간 상의 위치를 나타내는 위치 정보, 청자와 객체의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보, 객체의 게인(gain) 정보를 나타내는 게인 정보 등을 포함할 수 있다. 메타 데이터는 기재된 예시에 제한되지 않고, 다른 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에서 바이노럴 렌더링 과정은 객체 기반의 오디오 신호와 오디오 신호의 메타 데이터를 기초로 결정된 바이노럴 필터를 컨볼루션(convolution)함으로써 수행될 수 있다. 여기서, 바이노럴 필터는 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response) 필터를 의미하는 것으로, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 바이노럴 룸 임펄스 응답을 이용하여 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성할 수 있다.
바이노럴 렌더링 장치(101)는 미리 생성한 바이노럴 필터들 중 메타 데이터에서 위치 정보, 거리 정보 등에 기초하여 어느 하나의 바이노럴 필터를 선택하거나, 새로운 바이노럴 필터를 생성할 수 있다. 바이노럴 필터의 종류나 구현은 특정한 예시로 한정되지 않는다.
바이노럴 렌더링 장치(101)는 메타 데이터의 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 입력 신호, 출력 신호, 또는 바이노럴 필터에 저대역 통과 필터를 적용하여 바이노럴 렌더링된 출력 신호를 생성한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 바이노럴 렌더링 방법의 다양한 실시예를 도시한 도면이다. 저대역 통과 필터는 독립된 하나의 필터로서 다른 필터와는 독립적으로 실행이 될 수 있으므로, 바이노럴 렌더링 장치의 다양한 위치에서 적용될 수 있는데, 도 2a 내지 도 2d에서는 이를 나타낸 것이다.
도 2a는 바이노럴 필터에 저대역 통과 필터를 적용하는 예를 나타낸 것이고, 도 2b는 입력 신호에 저대역 통과 필터를 적용하는 예를 나타낸 것이다. 도 2c는 바이노럴 렌더링이 수행된 신호에 저대역 통과 필터를 적용하는 예를 나타낸 것이며, 도 2d는 바이노럴 필터를 생성하는 과정에서 저대역 통과 필터를 적용하는 방법을 나타낸 것이다. 이들은 저대역 통과 필터가 적용되는 부분의 위치가 다를 뿐 동일한 효과를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2d는 바이노럴 렌더링 장치(101)에서 수행되는 바이노럴 렌더링 과정을 구조도로 도시한 도면이다. 바이노럴 렌더링 장치(101)는 주파수 별로 거리에 따른 오디오 신호의 크기의 감쇄율을 바이노럴 렌더링에 반영하기 위하여 메타 데이터의 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 입력 신호, 출력 신호, 또는 바이노럴 필터에 저대역 통과 필터를 적용한다.
구체적으로, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 메타 데이터의 거리 정보에 기초하여 저대역 통과 필터의 차단 주파수를 결정함으로써 주파수 응답 제어를 수행할 수 있다. 다시 말해, 주파수 응답 제어는 차단 주파수에 따라 오디오 신호를 필터링하는 동작을 의미하며, 저대역 통과 필터는 차단 주파수에 따른 필터링에 이용되는 필터를 의미할 수 있다.
본 발명에서 주파수 응답 제어를 이용하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 과정은 바이노럴 필터에 저대역 통과 필터를 적용하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 실시예, 입력 신호에 저대역 통과 필터를 적용하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 실시예, 바이노럴 렌더링된 입력 신호에 저대역 통과 필터를 적용하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 실시예, 바이노럴 필터를 결정하는 과정에서 저대역 통과 필터를 적용하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 실시예 중 하나의 실시예로 수행될 수 있다.
구체적으로, 도 2a는 메타 데이터에 의해 결정된 바이노럴 필터에 저대역 통과 필터를 적용하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
단계(212)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 바이노럴 룸 임펄스 응답을 이용하여 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성한다. 단계(213)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 메타 데이터의 거리 정보와 생성된 바이노럴 필터에 저대역 통과 필터를 적용한다.
구체적으로, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 메타 데이터의 거리 정보에 기초하여 주파수 응답 제어를 위한 저대역 통과 필터의 차단 주파수를 결정하고, 결정된 차단 주파수에 따른 저대역 통과 필터를 바이노럴 필터에 적용함으로써 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터를 생성할 수 있다.
그리고, 단계(211)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 입력 신호와 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터를 컨볼루션함으로써 바이노럴 렌더링된 출력 신호를 생성할 수 있다. 바이노럴 렌더링 장치(101)는 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터를 이용함으로써, 저대역 통과 필터의 차단 주파수에 따라 필터링된 출력 신호가 생성될 수 있다.
도 2b는 입력 신호에 저대역 통과 필터를 적용하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
단계(222)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 바이노럴 룸 임펄스 응답을 이용하여 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성한다. 단계(223)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 입력 신호로부터 저대역 통과 필터가 적용된 입력 신호를 결정한다.
구체적으로, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 메타 데이터의 거리 정보에 기초하여 주파수 응답 제어를 위한 저대역 통과 필터의 차단 주파수를 결정하고, 결정된 차단 주파수에 따라 입력 신호를 필터링함으로써 저대역 통과 필터가 적용된 입력 신호를 생성할 수 있다. 즉, 저대역 통과 필터가 적용된 입력 신호는 저대역 통과 필터의 차단 주파수로 필터링된 입력 신호를 의미할 수 있다.
그리고, 단계(221)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 저대역 통과 필터가 적용된 입력 신호와 바이노럴 필터를 컨볼루션함으로써 바이노럴 렌더링된 출력 신호를 생성할 수 있다.
도 2c는 바이노럴 렌더링된 입력 신호에 저대역 통과 필터를 적용하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
단계(232)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 바이노럴 룸 임펄스 응답을 이용하여 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성한다. 단계(231)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 입력 신호와 바이노럴 필터를 컨볼루션함으로써 바이노럴 렌더링된 입력 신호를 생성할 수 있다.
그리고, 단계(231)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 메타 데이터의 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 바이노럴 렌더링된 입력 신호로부터 저대역 통과 필터가 적용된 출력 신호를 추출할 수 있다.
구체적으로, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 메타 데이터의 거리 정보에 기초하여 주파수 응답 제어를 위한 저대역 통과 필터의 차단 주파수를 결정하고, 결정된 차단 주파수에 따라 바이노럴 렌더링된 입력 신호를 필터링함으로써 저대역 통과 필터가 적용된 출력 신호를 생성할 수 있다.
도 2d는 바이노럴 필터를 결정하는 과정에서 저대역 통과 필터를 적용하여 바이노럴 렌더링을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
단계(242)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 바이노럴 룸 임펄스 응답을 이용하여 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 생성함에 있어서, 단계(243)에 따라 거리 정보에 따라 결정된 저대역 통과 필터를 적용하여 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터를 생성할 수 있다.
구체적으로, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 메타 데이터의 거리 정보에 기초하여 주파수 응답 제어를 위한 저대역 통과 필터의 차단 주파수를 결정하고, 결정된 차단 주파수에 따른 필터링이 가능한 바이노럴 필터를 생성할 수 있다.
그리고, 단계(241)에서, 바이노럴 렌더링 장치(101)는 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터와 입력 신호를 컨볼루션함으로써 바이노럴 렌더링된 출력 신호를 생성할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 거리에 따른 차단 주파수를 나타낸 도면이다.
바이노럴 렌더링 장치는 주파수 응답 제어를 이용함에 있어 저대역 통과 필터를 적용하기 위해서 거리 정보를 고려하여 저대역 통과 필터의 차단 주파수를 결정한다. 구체적으로, 바이노럴 렌더링 장치는 객체의 거리가 클수록 차단 주파수를 낮게 결정하고, 객체의 거리가 적을수록 높게 결정한다.
즉, 거리 정보에 따른 객체의 거리가 클수록 차단 주파수는 낮은 값으로 결정되고, 객체의 거리가 적을수록 차단 주파수는 높은 값으로 결정된다. 바이노럴 렌더링 장치는 객체의 거리와 차단 주파수의 관계를 미리 결정하고, 결정된 관계를 이용하여 메타 데이터의 거리 정보에 따른 차단 주파수를 결정한다.
객체의 거리와 차단 주파수의 관계는 다양한 방법으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 객체의 거리와 차단 주파수는 선형 관계를 가지며 특정 구간에 대해서는 거리와 관계없이 차단 주파수가 동일한 값으로 결정될 수 있다. 객체의 거리와 차단 주파수의 관계에 대한 상세한 설명은 도 4a 및 도 4b에서 후술한다.
도 3a 내지 도 3c는 주파수 응답 제어를 위한 저대역 통과 필터를 적용함에 있어, 객체의 거리가 커질수록 차단 주파수가 낮게 결정된 것을 도시한 도면이다. 도 3a 내지 도 3c의 그래프에서 가로축은 입력 신호의 주파수를 의미하고, 세로 축은 입력 신호의 크기(magnitude)를 의미한다.
구체적으로, 도 3a는 객체의 거리가 나머지 도 3b 및 도 3c에서 객체의 거리 보다 짧은 경우이다. 도 3a에서 차단 주파수(301)은 도 3b 및 도 3c의 차단 주파수(302, 303) 보다 높게 결정된다.
그리고, 도 3c는 객체의 거리가 나머지 도 3a 및 도 3b 보다 큰 경우이다. 이 경우, 도 3c에서 차단 주파수(303)은 도 3a 및 도 3b의 차단 주파수(301, 302) 보다 낮게 결정된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 객체의 거리와 차단 주파수의 관계들 중 일부 예를 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b의 그래프에서 가로축은 객체의 거리를 의미하고, 세로 축은 차단 주파수를 의미한다. 도 4a는 객체의 거리가 임계치 이하인 경우, 차단 주파수가 동일한 값으로 결정되고, 객체의 거리가 임계치를 초과한 경우, 기울기가 음수인 1차 선형 함수에 따라 객체의 거리에 대한 차단 주파수가 결정되는 관계를 도시한 것이다.
객체의 거리와 차단 주파수의 관계는 1차 함수의 형태로 한정되지 않는다. 다른 예로, 도 4a에서, 객체의 거리가 임계치를 초과한 경우, 2차원 이상의 곡선 등의 단조 감소 함수 형태일 수 있다. 이 때, 객체의 거리가 임계치를 초과한 경우, 단조 감소 함수에 따라 객체의 거리에 대한 차단 주파수가 결정될 수 있다.
또 다른 예로, 객체의 거리가 임계치 이하인 경우, 단순히 차단 주파수가 동일한 값으로 결정되는 것이 아니라, 거리가 클수록 일정한 기울기를 가지고 감소할 수 있다.
도 4b는 2개의 임계치가 미리 결정되고, 객체의 거리가 2개의 임계치 중 낮은 임계치보다 낮거나, 또는 2개 임계치 중 높은 임계치보다 객체의 거리가 큰 경우, 각 경우에서 차단 주파수는 동일하게 결정되고, 객체의 거리가 낮은 임계치와 높은 임계치의 사이인 경우, 기울기가 음수인 1차 선형 함수에 따라 객체의 거리에 대한 차단 주파수가 결정되는 관계를 도시한 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 객체의 거리와 차단 주파수의 관계는 위와 같이 기재한 예로 제한되지 않는다. 일례로, 복수의 임계치가 미리 결정되고, 복수의 임계치에 의해 결정되는 거리 구간 별로 다른 형태의 기울기를 갖는 함수에 따라 객체의 거리에 대한 차단 주파수가 결정될 수 있다.
따라서, 객체의 거리가 커질수록 차단 주파수가 이전의 차단 주파수보다 크지 않는 조건을 만족하는 다양한 형태의 함수가 객체의 거리와 차단 주파수의 관계에 대응할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
101: 바이노럴 렌더링 장치

Claims (13)

  1. 객체 기반 오디오 신호를 식별하는 단계;
    상기 객체 기반 오디오 신호에 대응하는 객체와 청취자 간의 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하는 단계;
    상기 메타 데이터에 포함된 객체와 청취자 간의 거리 정보에 기초하여, 상기 객체 기반 오디오 신호를 렌더링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 객체 기반 오디오 신호는, 상기 메타 데이터에 포함된 거리 정보에 따라 저대역 통과 필터(low-pass filter)를 적용한 효과로 렌더링되고,
    상기 객체 기반 오디오 신호를 렌더링하는 단계는,
    바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)을 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 결정하는 단계;
    상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 바이노럴 필터로부터 상기 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터를 생성하는 단계; 및
    상기 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터와 상기 객체 기반 오디오 신호를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)된 출력 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는, 렌더링 방법.

  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고,
    상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정되는, 렌더링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고,
    상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 미만인 경우 동일하게 결정되고, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 이상인 경우, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정되는, 렌더링 방법.
  5. 객체 기반 오디오 신호를 식별하는 단계;
    상기 객체 기반 오디오 신호에 대응하는 객체와 청취자 간의 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하는 단계;
    상기 메타 데이터에 포함된 객체와 청취자 간의 거리 정보에 기초하여, 상기 객체 기반 오디오 신호를 렌더링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 객체 기반 오디오 신호는, 상기 메타 데이터에 포함된 거리 정보에 따라 저대역 통과 필터(low-pass filter)를 적용한 효과로 렌더링되고,
    상기 상기 객체 기반 오디오 신호를 렌더링하는 단계는,
    바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)을 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 결정하는 단계;
    상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 객체 기반 오디오 신호로부터 상기 저대역 통과 필터가 적용된 객체 기반 오디오 신호를 추출하는 단계; 및
    상기 저대역 통과 필터가 적용된 객체 기반 오디오 신호와 상기 바이노럴 필터를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)된 출력 신호를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고,
    상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 미만인 경우 동일하게 결정되고, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 이상인 경우, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정되는, 렌더링 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 객체 기반 오디오 신호를 식별하는 단계;
    상기 객체 기반 오디오 신호에 대응하는 객체와 청취자 간의 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하는 단계;
    상기 메타 데이터에 포함된 객체와 청취자 간의 거리 정보에 기초하여, 상기 객체 기반 오디오 신호를 렌더링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 객체 기반 오디오 신호는, 상기 메타 데이터에 포함된 거리 정보에 따라 저대역 통과 필터(low-pass filter)를 적용한 효과로 렌더링되고,
    상기 객체 기반 오디오 신호를 렌더링하는 단계는,
    바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response)를 이용하여 상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 필터를 결정하는 단계;
    상기 객체 기반 오디오 신호와 상기 바이노럴 필터를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)된 객체 기반 오디오 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여 상기 바이노럴 렌더링된 객체 기반 오디오 신호로부터 상기 저대역 통과 필터가 적용된 출력 신호를 추출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고,
    상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 미만인 경우 동일하게 결정되고, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 이상인 경우, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정되는, 렌더링 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 객체 기반 오디오 신호를 식별하는 단계;
    상기 객체 기반 오디오 신호에 대응하는 객체와 청취자 간의 거리 정보를 포함하는 메타 데이터를 식별하는 단계;
    상기 메타 데이터에 포함된 객체와 청취자 간의 거리 정보에 기초하여, 상기 객체 기반 오디오 신호를 렌더링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 객체 기반 오디오 신호는, 상기 메타 데이터에 포함된 거리 정보에 따라 저대역 통과 필터(low-pass filter)를 적용한 효과로 렌더링되고,
    상기 객체 기반 오디오 신호를 렌더링하는 단계는,
    상기 메타 데이터에 기초한 바이노럴 룸 임펄스 응답(Binaural Room Impulse Response) 및 상기 거리 정보를 고려한 주파수 응답 제어를 이용하여, 상기 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터를 결정하는 단계;
    상기 저대역 통과 필터가 적용된 바이노럴 필터와 상기 객체 기반 오디오 신호를 컨볼루션(Convolution)함으로써 바이노럴 렌더링(Binaural rendering)된 출력 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 렌더링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고,
    상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정되는, 렌더링 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 저대역 통과 필터는 차단 주파수를 포함하고,
    상기 차단 주파수는 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 미만인 경우 동일하게 결정되고, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 임계치 이상인 경우, 상기 거리 정보에 따른 상기 객체의 거리가 클수록 낮게 결정되는, 렌더링 방법
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