KR20000039747A - 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법 - Google Patents
입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20000039747A KR20000039747A KR1019980055168A KR19980055168A KR20000039747A KR 20000039747 A KR20000039747 A KR 20000039747A KR 1019980055168 A KR1019980055168 A KR 1019980055168A KR 19980055168 A KR19980055168 A KR 19980055168A KR 20000039747 A KR20000039747 A KR 20000039747A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- listener
- speaker
- inverse
- delay function
- distance information
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 32
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
- H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S3/00—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
- H04S3/02—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic of the matrix type, i.e. in which input signals are combined algebraically, e.g. after having been phase shifted with respect to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
- H04S2420/01—Enhancing the perception of the sound image or of the spatial distribution using head related transfer functions [HRTF's] or equivalents thereof, e.g. interaural time difference [ITD] or interaural level difference [ILD]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Algebra (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
Abstract
본 발명은 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법에 관한 것이다.
본 발명은 머리 전달 함수 데이터베이스로부터 표준 반경에 있는 각 스피커 위치에서 청자까지의 머리 전달 함수를 이용하여 단순화된 단일 입출력 역지연 함수를 구성하는 단계와, 상기 단일 입출력 역지연 함수로부터 다중 입출력 역지연 함수를 구성하여 여러 스피커 위치 조합에 대해 역지연 함수 데이터베이스를 구성하는 단계와, 스피커, 청자 위치 입력기로부터 스피커-청자간 각도 정보와 거리 정보를 분리하는 단계와, 상기 분리된 각도 정보로부터 역지연 함수를 불러오고, 상기 거리 정보로부터 거리 정보 행렬을 구성한 후 이의 역행렬을 구하는 단계와, 상기 역지연 함수와 거리 정보 행렬의 역행렬을 이용하여 크로스톡 제거기를 구성하는 단계와, 상기 크로스톡 제거기로 입력된 입체 음향 또는 스테레오 음향을 다중의 스피커 시스템과 스피커-청자 전달계를 통해 청자에게 전달하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의하면 청취자에게 보다 현장감 및 몰입감을 증대시킬 수 있다.
Description
본 발명은 스피커를 이용한 음향 재생 방법에 관한 것으로, 특히 HRTF를 기반으로 하여 스피커가 청취자로부터 표준 반경에 위치하였을 때 크로스톡(cross talk) 제거기를 데이터베이스화 하여 일반적인 거리에 위치하였을 경우에도 실시간으로 적용할 수 있는 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법에 관한 것이다.
헤드폰을 위해 만들어진 입체 음향 또는 스테레오 음향은 두 개 또는 그 이상의 스피커를 통해서 재생되면 스피커들과 청취자의 위치에 따라서, 또한 스피커들과 청취자가 처한 음장의 특성에 따라서 청취자가 두 귀를 통해 듣게 되는 소리는 원음과 매우 달라질 수 있다. 그것은 2개의 스피커 재생 예에서 오른쪽 스피커에서 나온 소리가 오른쪽 귀로만 전달되지 않고 왼쪽으로도 전달되며, 마찬가지로 왼쪽 스피커에서 나온 소리가 왼쪽 귀로만 전달되지 않고 오른쪽 귀로도 전달되기 때문이다. 이러한 크로스톡(cross talk) 현상은 원래의 입체 음향 또는 스테레오음을 스피커로 내보내기 전에 적당히 처리함으로써 약화시키거나 제거할 수 있다.
종래의 크로스톡 제거기 구성 방법은 단순한 게인 조정을 통한 스테레오 강화 기법이거나, 단순한 지연 및 이득 보상기에 머무르는 경우도 있었으며, 디지털 신호 처리를 이용하는 최근의 방법들도 스피커 위치와 청자의 위치가 정해지면 거기에 알맞은 크로스톡 제거기를 구성하지만, 조금이라도 스피커나 청자의 위치가 변하면 다시 갱신해주어야 하였다. 또한 문제는 적응 필터 기법을 이용하여도 제거기 구성에 상당한 계산 시간이 걸리게 된다는 것이다.
본 발명은 스테레오음 또는 입체 음향을 한 조의 스피커를 통해 재생할 때 좌우의 스피커 소리가 혼합되어 청자에게 들림으로써 일어나는 크로스톡 문제를 효과적으로 제거하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 머리 전달 함수 데이터베이스로부터 단순화된 단일 입출력 역지연 함수를 구성하는 단계와, 상기 단일 입출력 역지연 함수로부터 다중 입출력 역지연 함수를 구성하여 여러 스피커 위치 조합에 대해 역지연 함수 데이터베이스를 구성하는 단계와, 스피커, 청자 위치 입력기로부터 스피커-청자간 각도 정보와 거리 정보를 분리하는 단계와, 상기 분리된 각도 정보로부터 역지연 함수를 불러오고, 상기 거리 정보로부터 거리 정보 행렬을 구성한 후 이의 역행렬을 구하는 단계와, 상기 역지연 함수와 거리 정보 행렬의 역행렬을 이용하여 크로스톡 제거기를 구성하는 단계와, 상기 크로스톡 제거기로 입력된 입체 음향 또는 스테레오 음향을 다중의 스피커 시스템과 스피커-청자 전달계를 통해 청자에게 전달하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도.
도 2는 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법중에서 2입력 2출력 시스템의 일 실시 예를 설명하기 위한 구성도.
도 3은 크로스톡 제거기가 성공적으로 작동하였을 경우 도 2의 스테레오음-청자간 전달 함수가 스피커를 통과한 지연이 되는 것을 보여주는 도면.
도 4 및 도 5는 재생 시스템의 물리적인 전달 경로를 도시한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 입체 음향/스테레오 음향 12 : 역지연 함수 구성
13 : 크로스톡 제거기 구성 14 : 다중 스피커 출력 시스템
15 : 청자 16 : 스피커, 청자 위치 정보 입력기
17 : 역지연 함수 DB 18 : 머리 전달 함수 DB
19 : 크로스톡 제거기 20 : 스피커-청자 전달 함수
본 발명에서는 두 개 이상의 스피커와 청취자간의 상대적인 위치가 주어졌을 때 효과적으로 크로스톡 제거기를 생성해주는 방법을 제시한다. 제시된 방법은 HRTF를 기반으로 스피커가 청취자로부터 표준 반경에 위치하였을 때의 크로스톡 제거기를 데이터베이스화하여 일반적인 거리에 위치하였을 경우에도 실시간으로 확장 적용할 수 있게 하였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도이다.
머리 전달 함수 데이터베이스(18)로부터 표준 반경에 있는 각 스피커 위치에서 청자(15)까지의 머리 전달 함수를 이용하여 단순화된 단일 입출력 역지연 함수 Q0(z)를 구성한 후 다중 입출력 역지연 함수 C(z)를 구성(12)하여 여러 스피커 위치 조합에 대해 역지연 함수 데이터베이스(17)를 구성한다. 이러한 방법을 통한 데이터베이스의 구축은 실시간 또는 비실시간적으로 행해진다. 역지연 함수 데이터베이스(17)를 이용하여 일반 반경에서의 스피커 위치에 대한 실시간 크로스톡 제거기(19)의 구성 방법은 다음과 같다. 스피커, 청자 위치 입력기(16)로부터 스피커-청자간 각도 정보와 거리 정보를 분리하여 각도 정보로부터는 역지연 함수(17)를 불러오고, 거리 정보로부터는 거리 정보 행렬 M(z)를 구성, 이의 역행렬을 구한다. 불러온 역지연 함수와 M(z)의 역행렬을 이용하여 크로스톡 제거기 Q(z)(19)를 구성한다. 이러한 크로스톡 제거기는 기 생성된 입체 음향 또는 스테레오 음향(11)을 입력으로 하여 다중의 스피커 시스템(14)과 스피커-청자 전달계(20)를 거쳐 청자(15)에게 전달하게 하므로써 원 입체 음향 또는 스테레오음의 변질을 최소화하여 청자에게 전달한다.
도 2는 입체 음향 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법 기술중에서 2입력 2출력 시스템의 일 실시 예를 설명하기 위한 구성도이다.
크로스톡 제거기 Q(z)는 디지털 신호화된 원 스테레오 음향 신호와 스피커 구동 신호 사이에 위치하게 되며, 2입력 2출력 시스템이 된다. 크로스톡 제거기를 통과한 두 신호는 역시 2입력 2출력 시스템인 스피커-청자간 전달 함수 H(z)를 통해서 청자의 양쪽 귀까지 도달하게 된다. 결국 크로스톡 제거기가 목표하는 것은 제거기 Q(z)와 재생계 H(z)의 곱이 항등함수 I가 되게 하는 것으로 볼 수 있다. 그러나 이 경우 Q(z)가 실시간 구현이 불가능한 형태로 나타나므로 H(z)Q(z)가 적당한 지연시스템 z-dI가 되도록 Q(z)를 만든다. 즉, 크로스톡 제거기 Q(z)의 형태는 H(z)의 역지연(Delayed-inverse)이 된다.
도 3은 크로스톡 제거기가 성공적으로 작동하였을 경우 도 2의 스테레오음-청자간 전달 함수가 스피커를 통과하여 지연되는 것을 보여주고 있다.
도 4 및 도 5는 재생 시스템의 물리적인 전달 경로를 도시하고 있다.
도 4과 같이 표준 반경 r0위에 두 스피커가 청자의 정면 방향으로부터 θ1과 θ2의 각도로 놓여있다고 가정하면 다음과 같이 4개의 스피커-청자간 전달함수를 정의할 수 있다.
HL(θ1, z) : 스피커 1과 좌측 귀 사이의 HRTF
HR(θ1, z) : 스피커 1과 우측 귀 사이의 HRTF
HL(θ2, z) : 스피커 2와 좌측 귀 사이의 HRTF
HR(θ2, z) : 스피커 2와 우측 귀 사이의 HRTF
그러면 도 5에서와 같이 일반 위치 r1, r2거리에 있는 스피커와 청자간 전달함수는 머리 전달 함수로만 표현된 부분과 r0에 대한 거리 변화를 표현하는 부분의 곱으로 표현된다. 거리에 관련된 함수는 역함수를 구하기 쉬운 형태이므로 머리 전달 함수로 표현된 부분의 역지연 함수를 구한다. 이러한 역지연 함수를 여러 경우의 스피커 위치 조합에 대하여 구하고 데이터베이스화한다.
사용자가 스피커의 위치와 청자의 위치를 주면 표준 반경의 스피커 위치에 대한 데이터베이스와 이득 및 거리 보정 행렬을 이용하여 크로스톡 제거기를 즉각 구성한다. 이때 이득 및 거리 보정 행렬은 거리 관련 함수의 역행렬이 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정하고 있는 것은 아니다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 스피커를 통한 스테레오음 또는 입체 음향 재생시 크로스톡 제거기를 효과적으로 구성할 수 있도록 함으로써 청취자에게 보다 현장감 및 몰입감을 증대시킬 수 있다.
Claims (2)
- 머리 전달 함수 데이터베이스로부터 단순화된 단일 입출력 역지연 함수를 구성하는 단계와,상기 단일 입출력 역지연 함수로부터 다중 입출력 역지연 함수를 구성하여 여러 스피커 위치 조합에 대해 역지연 함수 데이터베이스를 구성하는 단계와,스피커, 청자 위치 입력기로부터 스피커-청자간 각도 정보와 거리 정보를 분리하는 단계와,상기 분리된 각도 정보로부터 역지연 함수를 불러오고, 상기 거리 정보로부터 거리 정보 행렬을 구성한 후 이의 역행렬을 구하는 단계와,상기 역지연 함수와 거리 정보 행렬의 역행렬을 이용하여 크로스톡 제거기를 구성하는 단계와,상기 크로스톡 제거기로 입력된 입체 음향 또는 스테레오 음향을 다중의 스피커 시스템과 스피커-청자 전달계를 통해 청자에게 전달하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단일 입출력 역지연 함수는 표준 반경에 있는 각 스피커 위치에서 청자까지의 머리 전달 함수를 이용하여 구성하는 것을 특징으로 하는 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980055168A KR20000039747A (ko) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980055168A KR20000039747A (ko) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000039747A true KR20000039747A (ko) | 2000-07-05 |
Family
ID=19562973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980055168A KR20000039747A (ko) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20000039747A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100574868B1 (ko) * | 2003-07-24 | 2006-04-27 | 엘지전자 주식회사 | 3차원 입체 음향 재생 방법 및 장치 |
| KR100596175B1 (ko) * | 2004-09-07 | 2006-07-06 | 학교법인연세대학교 | 폴-제로 디워핑을 이용한 크로스톡 제거방법 및 크로스톡제거필터 |
| KR100611106B1 (ko) * | 2004-07-06 | 2006-08-10 | 한국전자통신연구원 | 3차원 오디오 재생 휴대용 단말기 |
| KR100613875B1 (ko) * | 2004-08-04 | 2006-08-17 | 학교법인 울산공업학원 | 웨이블릿을 이용한 입체음향시스템 및 그 방법 |
| US8320592B2 (en) | 2005-12-22 | 2012-11-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method of reproducing virtual sound of two channels based on listener's position |
-
1998
- 1998-12-15 KR KR1019980055168A patent/KR20000039747A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100574868B1 (ko) * | 2003-07-24 | 2006-04-27 | 엘지전자 주식회사 | 3차원 입체 음향 재생 방법 및 장치 |
| KR100611106B1 (ko) * | 2004-07-06 | 2006-08-10 | 한국전자통신연구원 | 3차원 오디오 재생 휴대용 단말기 |
| KR100613875B1 (ko) * | 2004-08-04 | 2006-08-17 | 학교법인 울산공업학원 | 웨이블릿을 이용한 입체음향시스템 및 그 방법 |
| KR100596175B1 (ko) * | 2004-09-07 | 2006-07-06 | 학교법인연세대학교 | 폴-제로 디워핑을 이용한 크로스톡 제거방법 및 크로스톡제거필터 |
| US8320592B2 (en) | 2005-12-22 | 2012-11-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method of reproducing virtual sound of two channels based on listener's position |
| US9426575B2 (en) | 2005-12-22 | 2016-08-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method of reproducing virtual sound of two channels based on listener's position |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6067361A (en) | Method and apparatus for two channels of sound having directional cues | |
| JP2529933B2 (ja) | 臨場感および音像を有する音響の再生方法 | |
| US4569074A (en) | Method and apparatus for reproducing sound having a realistic ambient field and acoustic image | |
| US5841879A (en) | Virtually positioned head mounted surround sound system | |
| US6144747A (en) | Head mounted surround sound system | |
| US4472834A (en) | Loudspeaker system | |
| US5661812A (en) | Head mounted surround sound system | |
| US6002775A (en) | Method and apparatus for electronically embedding directional cues in two channels of sound | |
| CN102271299B (zh) | 声音信号处理装置和声音信号处理方法 | |
| EP0730812B1 (en) | Apparatus for processing binaural signals | |
| US20050265558A1 (en) | Method and circuit for enhancement of stereo audio reproduction | |
| US20020006206A1 (en) | Center channel enhancement of virtual sound images | |
| TW200932028A (en) | Crosstalk cancellation for closely spaced speakers | |
| JP3663461B2 (ja) | 周波数選択的空間感向上システム | |
| KR20020059725A (ko) | 입력 오디오 스테레오신호를 처리하기 위한 2개의 방법 및2개의 장치와, 오디오 스테레오신호 재생시스템 | |
| KR20000039747A (ko) | 입체 음향 재생 시스템을 위한 크로스톡 제거 방법 | |
| CA2290518A1 (en) | Loudspeaker array for enlarged sweet spot | |
| EP1021062B1 (en) | Method and apparatus for the reproduction of multi-channel audio signals | |
| JPH07123498A (ja) | ヘッドホン再生システム | |
| JPH0343839B2 (ko) | ||
| CN102970640A (zh) | 扬声器装置 | |
| CN105357624A (zh) | 扬声器重放的双声道信号处理方法、装置及系统 | |
| JP2002291100A (ja) | オーディオ信号再生方法、及びパッケージメディア | |
| JPH06217400A (ja) | 音響装置 | |
| KR100443404B1 (ko) | 멀티채널 스피커에서 실시간으로 크로스톡을 제거하여 입체음향을 재생하는 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19981215 |
|
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 19981215 Comment text: Request for Examination of Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20001013 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20010625 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20001013 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |