KR19990041134A

KR19990041134A - 머리 관련 전달 함수를 이용한 3차원 사운드 시스템 및 3차원 사운드 구현 방법

Info

Publication number: KR19990041134A
Application number: KR1019970061688A
Authority: KR
Inventors: 정동욱
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-15
Also published as: US6504933B1

Abstract

2 채널 스테레오 신호의 각 신호를 고역 통과 필터에 입력하여 직류 성분을 제거한 후, 직류 성분이 제거된 신호를 위치 조정 머리 관련 전달 함수(HRTF)의 크기 특성을 구현한 유한 임펄스 응답 필터로 개별적으로 처리함으로써 3차원의 사운드를 구현한다. 머리 관련 전달 함수는 음이 고막에 도달하기 전에 외이(外耳)에서 행해지는 일종의 필터링을 의미하며, 음이 귀에 도달하는 방향에 따라 이 머리 관련 전달 함수의 특성도 달라진다. 본 발명은 이와 같은 머리 관련 전달 함수를 적절히 수정하여 모델링한 위치 조정 머리 관련 전달 함수F를 음원에 적용함으로써 실제 음원의 위치와는 상관없이 청자가 느끼는 방향으로 음원의 위치를 바꾸어 3 차원의 사운드를 구현한다.

Description

머리 관련 전달 함수를 이용한 3차원 사운드 시스템 및 3차원 사운드 구현 방법

본 발명은 3차원 사운드 시스템(sound system) 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 머리 관련 전달 함수(head related transfer function, 이하 'HRTF'라 함)를 이용하여 2 채널(channel) 스테레오(stereo) 신호로부터 3 차원 사운드를 구현하는 시스템 및 그 구현 방법에 관한 것이다.

3 차원 사운드 시스템의 궁극적인 목적은 녹음 당시의 원음의 음상(音像)을 재생 시에 그대로 복원해내는 것이며, 더 나아가 그 음상을 인위적으로 통제할 수 있도록 하는 것이다. 이와 같은 원음 음상 정보의 복원 및 음상의 인위적 통제라는 측면에서 보면 음의 녹음(또는 부호화)시에 3차원 사운드 기술을 적용하는 것이 재생(또는 복호화)시에 3차원 사운드 기술을 적용하는 것보다 효과적이다.

그러나, 녹음 시에 3차원 사운드 기술을 적용하는 것에 대해서는 많은 연구가 진행되고 있지만, 아직까지는 실제 녹음 시스템에는 거의 도입되지 못하고 있다. 이에 따라, 일상 생활에서 접하는 대부분의 녹음 시스템들, 예컨대 오디오, 비디오, TV 등에서 적용되는 신호는 대부분 2채널 스테레오 신호이다.

한편, 몇몇 재생 시스템들, 특히 영화관이나 홈 씨어터(home theater) 시스템 등은 2채널 스테레오 신호에 서라운드(surround) 신호가 더해진 멀티 채널 재생 방식(예컨대, 돌비, 프로-로직, AC-3)을 적용하여 3차원 사운드 효과를 구현하고 있다. 그러나, 이런 재생 방식을 위한 레코딩의 종류는 매우 제한되어 있을 뿐만 아니라 이러한 시스템을 갖추는 데 적지 않은 비용이 든다는 문제점이 있다.

따라서, 기존의 2채널 스테레오 신호로부터 2개의 스피커만을 사용하여 3차원 사운드 효과를 구현할 수 있는 시스템들이 개발되고 있다. 이러한 2채널 신호용 3차원 시스템에서 가장 많이 사용하는 기술이 스테레오 강조(stereo ehancement) 기술이다.

이러한 스테레오 강조 기술의 예는 미국 특허 제4,748,669호에 나타나 있다.

스테레오 강조 기술은 왼쪽 채널 신호(이하, 'L' 신호라 함)와 오른쪽 채널 신호(이하,'R' 신호라 함)로 이루어진 스테레오 신호로부터 합 신호(L+R)와 차 신호(R-L 또는 L-R)를 구한 후, 차 신호를 다이나믹하게 강조하여 보다 깊이 있고 넓은 음장을 만들어 내기 위한 것이다.

즉, 스테레오 강조 기술은 각 주파수별로 차 신호를 분석하여 차 신호의 크기가 작으면, 차 신호의 크기를 상대적으로 더 크게 하고 합 신호의 크기는 상대적으로 더 작게 함으로써 보다 깊이 있고 넓은 음장을 만드는 것이다.

그러나, 이러한 스테레오 강조 기술은 채널간 신호를 더하거나 빼는 등 신호를 혼합 처리함으로써 원래 음원의 방향성이 왜곡되어 진다는 문제점이 있다.

그리고, 이러한 혼합 처리로 인해 양 채널이 공통으로 가지는 신호 성분, 즉 모노 성분이 새로 생김으로써 청자의 전방 중앙으로 사운드 이미지가 집중되게 되므로, 채널간 분리도가 큰 신호의 경우 스테레오 강조 기술에 의하면 오히려 음상이 축소된다는 문제점이 있다.

또한 원 신호가 많은 처리 과정을 거치게 되므로 재생된 음이 부자연스럽게 되어 오래 들었을 경우 피곤해지는 문제점이 있으며, 무엇보다도 스테레오 강조 기술은 그 효과가 2차원에 국한된다는 한계가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인간의 청각 특성을 반영한 머리 관련 전달 함수를 이용하여 2채널 스테레오 신호로부터 3차원 사운드를 재현하기 위한 것이다.

또한, 채널간 신호를 독립하게 처리함으로써 원 음원의 방향성을 유지하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 사운드 시스템을 도시한 블록도이다.

도 2a, 도 2b는 각각 음원이 정면(0。)과 측면(90。)에 있을 때의 머리 관련 전달 함수의 크기 특성을 나타내는 그래프이고,

도2c는 도2b의 머리 관련 전달 함수 크기 특성을 도2a의 머리 관련 전달 함수 크기 특성으로 나눈 그래프이다.

도3a, 도3b, 도3c, 도3d는 위치 조정 머리 관련 전달 함수의 크기 특성을 유한 임펄스 응답 필터로 구현하는 단계를 나타내는 그래프이다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 사운드 시스템을 도시한 블록도이다.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 3차원 사운드 시스템을 도시한 블록도이다.

이러한 과제를 달성하기 위해 본 발명은, 2 채널 스테레오 신호의 각 신호를 고역 통과 필터에 입력하여 직류 성분을 제거한 후, 직류 성분이 제거된 신호를 위치 조정 머리 관련 전달 함수(head related transfer function, 이하 'HRTF'라 함)의 크기 특성을 구현한 유한 임펄스 응답(finite impulse response; 이하 'FIR'이하 함) 필터로 개별적으로 처리함으로써 3차원의 사운드를 구현한다.

머리 관련 전달 함수는 음이 고막에 도달하기 전에 외이(外耳)에서 행해지는 일종의 필터링을 의미한다. 인간의 귀 모양은 비대칭적이기 때문에 음원의 방향에 따라 HRTF의 특성이 달라지게 된다. 따라서, 동일한 음원이 서로 다른 방향에 위치한 경우 각 음원에 대한 HRTF는 서로 다르므로 청자는 그 음원의 위치를 구분할 수 있다.

본 발명은 이와 같은 HRTF를 적절히 수정하여 모델링한 위치 조정 HRTF를 음원에 적용함으로써 실제 음원의 위치와는 상관없이 청자가 느끼는 방향으로 음원의 위치를 바꾸어 3 차원의 사운드를 구현한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 고역 통과 필터를 통해 직류 성분이 제거된 각 신호는 FIR 필터 이외에 저주파수 보상 필터에 인가된다. 저주파수 보상 필터는 스테레오 신호를 마이크로폰으로 녹음하는 경우에 손실된 저주파수 성분을 보상하기 위한 것이며, 또한 저주파 성분인 음성의 방향성을 유지해 주기 위한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 3차원 사운드 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 사운드 시스템의 전체 블록도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 사운드 시스템은 고역 통과 필터(110, 120), FIR 필터(130, 140)와 이득 제어부(150, 160)로 이루어진다.

도 1에 도시한 바와 같이, 외부에서 입력된 2 채널 입력 신호 즉, 왼쪽 입력 신호 및 오른쪽 입력 신호(Lin, Rin)는 각각 고역 통과 필터(HPF: high pass filter)(110, 120)에 입력되고, 고역 통과 필터(110, 120) 직류(DC) 성분, 즉 주파수가 0에 가까운 신호 성분들을 제거한다.

고역 통과 필터(110, 120)에 의해 직류 성분이 제거된 L1, R1 신호는 각각 서로 다른 목표 위치를 가지는 위치 조정 HRTF인 M1(e^jω), M2(e^jω)을 구현한 FIR 필터(130, 140)에 입력된다. FIR 필터(130, 140)에 입력된 신호(L1, R1)는 뒤에서 설명하는 바와 같이 위치 조정 HRTF인 M1(e^jω), M2(e^jω)에 의해 필터링되어 신호 L2, R2로 출력되기 때문에 청자는 실제 음원의 위치와 다른 두 곳에 음원이 위치한 것으로 인식한다.

이들 신호(L2, R2)는 각각 이득 제어부(150, 160)에 입력되어 원하는 신호 레벨로 출력된다.

다음은 위치 조정 HRTF에 대하여 상세하게 설명한다.

위치 조정 HRTF란 특정 위치의 음원을 다른 위치에 있는 것으로 인식하게 하는 함수로서, 예를 들어 어떤 음원이 X 위치에 있을 때 청자의 HRTF를 A(e^jω)라 하고, Y 위치에 있을 때의 HRTF를 B(e^jω)라 하면, 위치 조정 HRTF M(e^jω)은 다음의 식으로 구해진다. (여기서, A(e^jω) 및 B(e^jω)는 실험을 통해 얻어진다.)

M(e^jω)=B(e^jω)/A(e^jω)

따라서, 음원이 X 위치에 있을 때의 HRTF인 A(e^jω)에 M(e^jω)를 곱하면, 음원이 Y 위치에 있을 때의 HRTF인 B(e^jω)가 되므로, X 위치에서 발생하는 신호를 위치 조정 HRTF M(e^jω)로 필터링해 줌으로써 청자가 음원이 Y 위치에 있다고 느끼게 할 수 있다.

그러나, HRTF의 크기 특성과 위상 특성은 매우 복잡하기 때문에 실제로 HRTF를 구현하는 것은 쉬운 일이 아니다. 따라서, 이러한 복잡한 특성을 갖는 HRTF를 보다 효율적이고 효과적으로 구현하기 위해 본 발명의 실시예에서는 HRTF의 크기 특성만을 이용하였다. 이는 일반적으로 HRTF의 크기 특성이 위상 특성에 비해 훨씬 더 중요하기 때문이다.

도 2a, 도 2b, 도 2c는 이러한 HRTF의 크기 특성의 한 예를 나타낸 그래프로서, 가로축은 주파수, 세로축은 HRTF의 크기를 나타낸다.

여기서, 도 2a는 스피커 따위의 음원이 정면에 위치할 때의 HRTF의 크기 특성

|A(e^jω)|

을 나타내며, 도 2b는 음원이 정면에서 90°되는 곳에 위치했을 때의 HRTF의 크기 특성

|B(e^jω)|

을 나타낸다. 따라서 음원이 정면에 있는 경우 재생된 음원이 측면에서 들리도록 하기 위해서는

|A(e^jω)|

을 위치 조정 HRTF의 크기 특성

|M(e^jω)|

으로 보상해 주어야 한다. 이 때 위치 조정 HRTF의 크기 특성

|M(e^jω)|

은

|B(e^jω)|

/

|A(e^jω)|

로 구해지며, 이 크기 특성은 도 2c에 나타나 있다.

본 발명의 실시예에서, 이러한 위치 조정 HRTF M(e^jω)의 크기 특성은 하나의 유한 임펄스 응답 필터를 통해 구현하였다.

도 3a, 도 3b, 도 3c와 도 3d는 위치 조정 HRTF M(e^jω)의 크기 특성을 FIR 필터로 구현하는 단계를 나타내는 그래프이다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 먼저 위치 조정 HRTF M(e^jω)의 크기 특성

|M(e^jω)|

을 구한다. 이 크기 특성은 앞에서도 언급한 바와 같이, 목표로 하는 위치의 HRTF의 크기 특성을 현재 음원 위치의 HRTF의 크기 특성으로 나눔으로써 구한다.

그 다음, 도 3b에 도시한 바와 같이

|M(e^jω)|

의 특징을 나타내는 극대점과 극소점들을 구한다.

그리고 나서, 도 3c에 도시한 바와 같이 이들 극대, 극소점들을 보간 및 샘플링 처리함으로써 N개의 샘플을 갖는

|M(k)|

(k=1, 2, .., N)를 구한다. 이 때, 보간은 인간의 청각 특성 모델을 고려하여 로그 스케일의 주파수 영역에서 수행한다.

그 후, 도 3d에 도시한 바와 같이 주파수 샘플링 방법으로 FIR 필터 계수를 구한다. 이 때, FIR 필터 계수는 선형 위상 특성을 나타내도록 한다.

본 실시예에서 FIR 필터 계수는 다음의 식으로 구현한다.

여기서, N은 짝수이며, α는 (N-1)/2이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면 직류 성분이 제거된 L1. R1 신호를 각각 위치 조정 HRTF인 M1(e^jω), M2(e^jω)으로 필터링함으로써 목표로 하는 위치 예를 들면, 청자의 좌우에 음원이 각각 위치한 것으로 청자가 느끼게 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 3차원 사운드 시스템의 블록도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예는 고역 통과 필터(110, 120), FIR 필터(130, 140), 이득 제어부(150, 160), 저주파수 보상 필터(170, 180)와 혼합기(190, 200)로 이루어진다. 도 4에서, 고역 통과 필터(110, 120), FIR 필터(130, 140)와 이득 제어부(150, 160)는 도 1에 도시한 본 발명의 제1 실시예와 동일한 기능을 하기 때문에 중복되는 설명은 피한다.

도 4에서 직류 성분이 제거된 두 스테레오 채널 신호(L1, R1)는 FIR 필터(130, 140) 이외에 저주파수 보상 필터(170, 180)에도 인가된다. 저주파수 보상 필터(170, 180)는 채널 신호의 저주파 성분을 보상하기 위한 것으로서, 다음과 같은 이유로 설치한다.

HRTF 데이터는 보통 마이크로폰을 통해 측정하여 얻어지는데 이 마이크로 폰의 주파수 응답 특성은 약 2.5KHz 이하의 저주파수 대역에서 서서히 떨어지는 것으로 알려져 있다. 따라서, 이러한 저주파수 영역에서 손실된 정보를 보상하기 위해 저주파수 보상 필터(170, 180)를 사용한다.

이러한 저주파수 보상 필터(170, 180)는 음성 신호의 방향성을 유지하기 위해서도 또한 사용된다. 일반적으로 음성 신호는 양 채널의 신호가 거의 같은 모노 신호의 특징을 갖는데 본 실시예에서와 같이 사운드의 방향성이 3 차원으로 확대되어 음성 신호가 원래의 방향성을 유지하지 않는 경우 음성이 산만하게 들리는 경향이 있다. 따라서, 음성 신호는 원래의 방향성을 그대로 유지해 주는 것이 청취감이나 대화내용의 인지도 등에서 더 바람직하다.

도 4에서, 저주파수 보상 필터로(170, 180)부터 출력된 신호(L3, R3)와 FIR 필터(130, 140)로부터 출력된 신호(L2, R2)는 각각 혼합기(190, 200)에 입력되어 서로 혼합되고, 혼합된 신호는 이득 제어부(150, 160)에 각각 인가된다.

도 4에서는 2채널 신호를 각각 독립적으로 저주파수 보상 필터에 인가하였지만, 2 채널 신호를 혼합한 신호를 인가하여도 되며, 이러한 실시예가 도 5에 도시되어 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 3차원 사운드 시스템의 블록도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예는 고역 통과 필터(110, 120), FIR 필터(130, 140), 이득 제어부(150, 160), 저주파수 보상 필터(210)와 혼합기(190, 200, 220)로 이루어진다. 도 5에서, 고역 통과 필터(110, 120), FIR 필터(130, 140), 이득 제어부(150, 160), 저주파수 보상 필터(210)와 혼합기(190, 200)는 도 1 및 도 4에 도시한 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에서와 동일한 기능을 하기 때문에 중복되는 설명은 피한다.

본 발명의 제3 실시예에서, 직류 성분이 제거된 2채널 신호(L1, R1)는 혼합기(220)에 입력되어 이들 두 신호가 혼합되고, 혼합된 신호는 저주파수 보상 필터(210)에 인가되어 저주파 성분이 보상된다. 보상된 혼합 신호는 왼쪽 신호와 오른 쪽 신호로 다시 분리되어 각각 혼합기(190, 200)에 입력되어 FIR 필터의 출력 신호(L2, R2)와 각각 혼합된다.

본 발명에 따르면, 위치 조정 HRTF를 구현한 FIR 필터에 2 채널 스테레오 신호를 인가함으로써 간단하게 3차원 사운드 효과를 얻을 수 있으며, FIR 필터에 두 채널 스테레오 신호를 각각 독립하게 인가하여 처리하기 때문에, 전방에 모노 사운드 이미지가 나타나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 저주파수 보상 필터로 저주파수 성분을 보상하기 때문에 음성의 방향성을 유지할 수 있다.

Claims

제1 신호와 제2 신호를 가지는 2 채널 신호로부터 3 차원의 사운드를 구현하는 사운드 시스템에 있어서,

상기 제1 신호의 직류 성분을 제거하기 위한 제1 고역 통과 필터;

상기 제2 신호의 직류 성분을 제거하기 위한 제2 고역 통과 필터;

상기 제1 고역 통과 필터의 출력 신호를 입력으로 하며, 제1 위치에 있는 상기 제1 신호의 음원이 제2 위치에 있는 것으로 인식되도록 하는 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M1(e^jω)를 구현한 제1 FIR 필터;

상기 제2 고역 통과 필터의 출력 신호를 입력으로 하며, 제3 위치에 있는 상기 제2 신호의 음원이 제4 위치에 있는 것으로 인식되도록 하는 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M2(e^jω)를 구현한 제2 FIR 필터;

상기 제1 FIR 필터의 출력 신호의 이득을 제어하기 위한 제1 이득 제어부;

상기 제2 FIR 필터의 출력 신호의 이득을 제어하기 위한 제2 이득 제어부를 포함하는 3차원 사운드 시스템.
제1항에서,

상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 각각 스테레오 신호의 왼쪽 신호와 오른쪽 신호인 3차원 사운드 시스템.
제2항에서,

상기 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M1(e^jω)는 상기 제2 위치의 머리 관련 전달 함수 Y1(e^jω)를 상기 제1 위치의 머리 관련 전달 함수 X1(e^jω)로 나눈 값이며,

상기 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M2(e^jω)는 상기 제4 위치의 머리 관련 전달 함수 Y2(e^jω)를 상기 제3 위치의 머리 관련 전달 함수 X2(e^jω)로 나눈 값인 3차원 사운드 시스템.
제3항에서,

상기 제1 FIR 필터와 상기 제2 FIR 필터는 각각 상기 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M1(e^jω)와 상기 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M2(e^jω)의 크기 특성을 이용하는 3차원 사운드 시스템.
제4항에서,

상기 제1 FIR 필터 및 제2 FIR 필터는,

각각 상기 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수의 크기 특성 |M1(e^jω)| 과 상기 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수의 크기 특성 |M2(e^jω)| 을 샘플링하고 보간 처리하여 샘플링된 크기 특성 |M1(k)| 과 |M2(k)| 를 구하고, 상기 샘플링된 크기 특성 |M1(k)| 과 |M2(k)| 에 주파수 샘플링 방법을 적용함으로써 각각 구하는 선형 위상 특성의 제1 FIR 필터 계수와 제2 FIR 필터 계수로 구현되는 3차원 사운드 시스템.
제1 신호와 제2 신호를 가지는 2 채널 신호로부터 3 차원의 사운드를 나타내는 오디오 시스템에 있어서,

상기 제1 신호의 직류 성분을 제거하기 위한 제1 고역 통과 필터;

상기 제2 신호의 직류 성분을 제거하기 위한 제2 고역 통과 필터;

상기 제1 고역 통과 필터의 출력 신호를 입력으로 하며, 제1 위치에 있는 상기 제1 신호의 음원이 제2 위치에 있는 것으로 인식되도록 하는 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M1(e^jω)를 구현한 제1 FIR 필터;

상기 제2 고역 통과 필터의 출력 신호를 입력으로 하며, 제3 위치에 있는 상기 제2 신호의 음원이 제4 위치에 있는 것으로 인식되도록 하는 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M2(e^jω)를 구현한 제2 FIR 필터;

상기 제1 고역 통과 필터의 출력과 상기 제2 고역 통과 필터의 출력 신호의 저주파수 성분을 보상하기 위한 저주파수 보상 필터:

상기 제1 FIR 필터의 출력과 상기 저주파수 보상 필터의 출력을 혼합하기 위한 제1 혼합기;

상기 제2 FIR 필터의 출력과 상기 저주파수 보상 필터의 출력을 혼합하기 위한 제2 혼합기;

상기 제1 혼합기의 출력 신호의 이득을 제어하기 위한 제1 이득 제어부;

상기 제2 혼합기의 출력 신호의 이득을 제어하기 위한 제2 이득 제어부를 포함하는 3차원 사운드 시스템.
제6항에서,

상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 각각 스테레오 신호의 왼쪽 신호와 오른쪽 신호인 3차원 사운드 시스템.
제7항에서,

상기 저주파수 성분은 2.5KHz 이하의 주파수인 3차원 사운드 시스템.
제7항에서,

상기 저주파수 보상 필터는 상기 제1 고역 통과 필터의 출력과 상기 제2 고역 통과 필터의 출력을 개별적으로 필터링하는 3차원 사운드 시스템.
제7항에서,

상기 저주파수 보상 필터는 상기 제1 필터의 출력과 상기 제2 필터의 출력을 혼합한 출력 신호를 필터링하는 3차원 사운드 시스템
제7항에서,

상기 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M1(e^jω)는 상기 제2 위치의 머리 관련 전달 함수 Y1(e^jω)를 상기 제1 위치의 머리 관련 전달 함수 X1(e^jω)로 나눈 값이며,

상기 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M2(e^jω)는 상기 제4 위치의 머리 관련 전달 함수 Y2(e^jω)를 상기 제3 위치의 머리 관련 전달 함수 X2(e^jω)로 나눈 값인 3차원 사운드 시스템.
제11항에서,

상기 제1 FIR 필터와 상기 제2 FIR 필터는 각각 상기 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M1(e^jω)와 상기 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M2(e^jω)의 크기 특성을 이용한 3차원 사운드 시스템.
제12항에서,

상기 제1 FIR 필터 및 제2 FIR 필터는,

각각 상기 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수의 크기 특성 |M1(e^jω)| 과 상기 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수의 크기 특성 |M2(e^jω)| 을 샘플링하고 보간 처리하여 샘플링된 크기 특성 |M1(k)| 과 |M2(k)| 를 구하고, 상기 샘플링된 크기 특성 |M1(k)| 과 |M2(k)| 에 주파수 샘플링 방법을 적용함으로써 각각 얻어지는 선형 위상 특성의 제1 FIR 필터 계수와 제2 FIR 필터 계수로 구현되는 3차원 사운드 시스템.
제1 신호와 제2 신호를 가지는 2 채널 신호로부터 3 차원의 사운드를 구현하는 방법에 있어서,

상기 제1 신호와 제2 신호를 각각 고역 통과 필터로 필터링하여 직류 성분을 제거하는 단계;

상기 직류 성분이 제거된 제1 신호를, 제1 위치에 있는 상기 제1 신호의 음원이 제2 위치에 있는 것으로 인식되도록 하는 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수로 필터링하는 단계;

상기 직류 성분이 제거된 제2 신호를, 제3 위치에 있는 상기 제2 신호의 음원이 제4 위치에 있는 것으로 인식되도록 하는 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수로 필터링하는 단계;

상기 제1 및 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수로 필터링된 신호의 이득을 조정하는 단계를 포함하는 3차원 사운드 구현 방법.
제14항에서,

상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 각각 스테레오 신호의 왼쪽 신호와 오른쪽 신호인 3차원 사운드 구현 방법.
제15항에서,

상기 제1 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M1(e^jω)는 상기 제2 위치의 머리 관련 전달 함수 Y1(e^jω)를 상기 제1 위치의 머리 관련 전달 함수 X1(e^jω)로 나눈 값이며,

상기 제2 위치 조정 머리 관련 전달 함수 M2(e^jω)는 상기 제4 위치의 머리 관련 전달 함수 Y2(e^jω)를 상기 제3 위치의 머리 관련 전달 함수 X2(e^jω)로 나눈 값인 3차원 사운드 구현 방법.
제14항에서,

직류 성분이 제거된 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 각각 필터링하여 저주파수 성분을 보상하고, 저주파 성분이 보상된 상기 제1 신호 및 제2 신호를 각각 상기 제1 FIR 필터의 출력과 제2 FIR 필터의 출력에 혼합하는 단계를 더 포함하는 3차원 사운드 구현 방법.
제17항에서,

상기 저주파수 성분은 2.5KHz 이하의 주파수인 3차원 사운드 시스템.