KR20220094865A - 익스텐트 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법 및 장치 - Google Patents

익스텐트 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법 및 장치 Download PDF

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KR20220094865A
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Abstract

익스텐트 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 익스텐트(extent) 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법은 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 대한 정보 및 청취자 위치에 정보를 식별하는 단계; 상기 청취자 위치와 상기 익스텐트 음원의 기준 영역의 관계에 기초하여 상기 익스텐트 음원 내 가상 음원의 위치를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 가상 음원의 위치에 기초하여 오디오 신호를 렌더링하는 단계를 포함하고, 상기 기준 영역은, 상기 익스텐트 음원의 위치 및 크기에 기초하여 결정될 수 있다.

Description

익스텐트 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법 및 장치 {Method and Apparatus for Processing Audio Signal based on Extent Sound Source}
본 발명은 익스텐트 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 익스텐트 음원의 기준 영역을 설정하고, 기준 영역과 청취자 간의 위치 관계에 따라 가상 음원을 정위함으로써 오디오 신호를 렌더링하는 기술에 관한 것이다.
최근, VR 기술이나, 게임에 대한 수요나 높아짐에 따라, 현실감 있는 공간 음향을 재현하기 위한 오디오 기술의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 공간 음향을 재현하기 위한 객체 기반 오디오 신호는 음원을 객체로 보고, 객체의 위치와 청취자의 관계를 고려하여 렌더링된 오디오 신호를 의미한다.
기존의 객체 기반 오디오 신호는 음원을 공간 상의 점으로 처리하나, 실제 환경에서 음원은 공간 상의 음원은 다양한 형태로 존재할 수 있따다. 예를 들어, 자연 현상에서 분수, 폭포, 강, 부서지는 파도소리 등은 일정한 영역의 전체에서 소리가 발생할 수 있다.
선 혹은 면과 같이 일정한 영역의 전체에서 소리가 발생하는 음원을 익스텐트(extent) 음원이라고 한다. 따라서, 현실감 있는 공간 음향을 재현하기 위해서는, 익스텐트 음원을 고려하여 오디오 신호를 처리하는 기술이 요구된다.
본 발명은 익스텐트 음원의 기준 영역을 설정하고, 기준 영역과 청취자 간의 위치 관계에 따라 가상 음원을 정위함으로써 적은 연산량으로 익스텐트 음원을 처리할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 익스텐트 음원의 모든 영역에 개별적으로 가상 음원을 정위하지 않고도, 익스텐트 음원에 대한 오디오 신호를 렌더링함으로써 사실적인 공간 음향을 제공할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 익스텐트(extent) 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법은 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 대한 정보 및 청취자 위치에 정보를 식별하는 단계; 상기 청취자 위치와 상기 익스텐트 음원의 기준 영역의 관계에 기초하여 상기 익스텐트 음원 내 가상 음원의 위치를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 가상 음원의 위치에 기초하여 오디오 신호를 렌더링하는 단계를 포함하고, 상기 기준 영역은, 상기 익스텐트 음원의 위치 및 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 가상 음원의 위치를 결정하는 단계는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자 위치에 대응하여 상기 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다.
상기 가상 음원의 위치를 결정하는 단계는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 상기 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다.
상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자의 정면에 위치하는 가상 음원에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 위치한 가상 음원에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 익스텐트(extent) 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법은 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 대한 정보 및 청취자 위치에 정보를 식별하는 단계; 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는지 판단하는 단계; 상기 청취자의 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자 위치에 대응하여 상기 가상 음원의 정위(sound localization) 지점을 결정하는 단계; 상기 청취자의 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 상기 가상 음원의 정위 지점을 결정하는 단계; 및 상기 정위 지점에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자의 정면에 위치하는 정위 지점에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 위치한 정위 지점에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 익스텐트(extent) 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법을 수행하는 처리 장치에 있어서, 상기 처리 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 대한 정보 및 청취자 위치에 정보를 식별하고, 상기 청취자 위치와 상기 익스텐트 음원의 기준 영역의 관계에 기초하여 상기 익스텐트 음원 내 가상 음원의 위치를 결정하고, 상기 결정된 가상 음원의 위치에 기초하여 오디오 신호를 렌더링하고, 상기 기준 영역은, 상기 익스텐트 음원의 위치 및 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자 위치에 대응하여 상기 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 상기 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자의 정면에 위치하는 가상 음원에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 위치한 가상 음원에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 익스텐트(extent) 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법을 수행하는 처리 장치에 있어서, 상기 처리 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 익스텐트 음원의 공간 좌표에 대한 정보 및 청취자 위치의 공간 좌표에 정보를 식별하고, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는지 판단하고, 상기 청취자의 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자 위치에 대응하여 상기 가상 음원의 정위(sound localization) 지점을 결정하고, 상기 청취자의 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 상기 가상 음원의 정위 지점을 결정하고, 상기 정위 지점에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자의 정면에 위치하는 정위 지점에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 위치한 정위 지점에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 익스텐트 음원의 기준 영역을 설정하고, 기준 영역과 청취자 간의 위치 관계에 따라 가상 음원을 정위함으로써 적은 연산량으로 익스텐트 음원을 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 익스텐트 음원의 모든 영역에 개별적으로 가상 음원을 정위하지 않고도, 익스텐트 음원에 대한 오디오 신호를 렌더링함으로써 사실적인 공간 음향을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른, 오디오 신호의 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른, 익스텐트 음원을 공간 좌표계 상으로 표시한 도면이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른, 익스텐트 음원의 기준 영역을 도시한 도면이다.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 일실시예에 따른, 익스텐트 음원과 청취자의 위치 관계를 공간 좌표계 상으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른, 익스텐트 음원에 대한 청취자의 위치에 따른 HRTF의 적용하는 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른, 오디오 신호의 처리 방법을 흐름도로 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, 오디오 신호의 처리 장치를 도시한 도면이다.
본 발명은, 익스텐트(extent) 음원에 대한 오디오 신호(102)를 적은 연산량으로 렌더링하기 위하여, 익스텐트 음원의 기준 영역을 설정하고, 기준 영역과 청취자 간의 위치 관계에 따라 가상 음원을 정위함으로써 오디오 신호(102)를 처리하는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 익스텐트 음원에 기초한 오디오 신호(102)의 처리 방법은 처리 장치(101)에 의하여 수행될 수 있다. 처리 장치(101)는 스마트폰, PC, 태블릿과 같은 전자 장치의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 처리 장치(101)는 오디오 신호(102)로부터 익스텐트 음원에 대한 오디오 신호(103)를 생성할 수 있다. 익스텐트 음원에 대한 오디오 신호(103)는 익스텐트 음원을 고려하여 객체 기반의 오디오 신호(103)로 렌더링된 오디오 신호(103)를 의미할 수 있다.
처리 장치(101)는, 익스텐트 음원의 기준 영역에 청취자 위치가 포함되는지 여부를 판단하고, 판단한 결과에 따라 가상 음원의 위치를 결정하고, 결정된 가상 음원의 위치에 기초하여 오디오 신호(102)를 렌더링할 수 있다.
본 발명에서, 익스텐트 음원은, 선 또는 면일 수 있으며, 선이나 면의 종류는 기재된 예시로 한정되지 않는다. 즉, 익스텐트 음원이 선인 경우, 익스텐트 음원은 직선, 곡선 등 다양한 형태일 수 있으며, 익스텐트 음원이 면인 경우, 익스텐트 음원은 삼각형, 사각형, 오각형 등 다양한 형태일 수 있다.
기준 영역은 익스텐트 음원 내 가상 음원의 위치를 결정하기 위하여, 결정될 수 있다. 기준 영역이란, 익스텐트 음원의 위치 및 크기에 따라 결정되는 영역을 의미할 수 있으며, 3차원 공간 상의 영역을 의미할 수 있다. 기준 영역은, 익스텐트 음원의 공간 좌표에 기초하여 결정될 수 있다. 기준 영역에 대한 구체적인 설명은 도 4에서 후술한다.
구체적으로, 처리 장치(101)는, 익스텐트 음원의 위치에 대한 공간 좌표와 청취자 위치의 공간 좌표를 식별할 수 있다. 처리 장치(101)는, 익스텐트 음원의 위치에 대한 공간 좌표와 청취자 위치의 공간 좌표에 기초하여 익스텐트 음원의 기준 영역에 청취자 위치가 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른, 익스텐트 음원을 공간 좌표계 상으로 표시한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 도 2의 익스텐트 음원(200)은 3차원 공간상에서 xy평면에 포함된 사각형 형태의 면일 수 있다. 그리고, 도 2의 익스텐트 음원(200)의 공간 좌표는, (-2, 1, 0), (2, 1, 0), (-2, -1, 0), (2, -1, 0), (0, 0, 0) 과 같이 익스텐트 음원(200)의 영역에 포함된 모든 점일 수 있다.
익스텐트 음원(200)에 대한 오디오 신호를 생성하기 위한 방법으로, 도 2와 같이, 익스텐트 음원(200)의 영역에 포함되는 모든 점들을 가상 음원(202)으로 결정할 수 있다. 다만, 이 경우, 과도하게 많은 가상 음원(202)이 포함됨에 따라 오디오 신호를 포함한 컨텐츠 데이터의 크기나 연산량이 과도하게 커지질 수 있다.
따라서, 익스텐트 음원(200)의 공간 좌표에 기초한 익스텐트 음원(200)의 위치 및 크기, 및 청취자 위치를 이용하여 가상 음원(202)을 결정하는 것이, 연산 효율이나, 데이터의 크기에 대한 측면에서 유리할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 익스텐트 음원의 기준 영역을 도시한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 도 3의 익스텐트 음원(300)은 3차원 공간상에서 면일 수 있다. 처리 장치는, 공간 상에서 청취자 위치(301, 302, 303)가 익스텐트 음원(300)에 대응하는 면의 법선에 포함되는 경우, 청취자 위치가 익스텐트 음원(300)의 기준 영역에 포함된 것으로 결정할 수 있다.
일례로, 도 3을 참조하면, 청취자 위치(301)는, 익스텐트 음원(300)에 대응하는 면의 법선에 포함되기 때문에, 처리 장치는, 청취자 위치(301)가 익스텐트 음원(300)의 기준 영역에 포함되는 것으로 결정할 수 있다.
청취자 위치(301)가 익스텐트 음원(300)의 기준 영역에 포함되는 경우, 처리 장치는, 청취자 위치(301)에 대응하여 익스텐트 음원(300) 내 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다. 즉, 처리 장치는, 청취자 위치(301)에 대응하여 익스텐트 음원(300) 내에서 가상 음원의 정위(sound localization) 지점을 결정할 수 있다.
구체적으로, 청취자 위치(301)가 익스텐트 음원(300)의 기준 영역에 포함되는 경우, 처리 장치는, 익스텐트 음원(300) 내에서 청취자 위치(301)와 가장 가까운 위치를 가상 음원의 위치로 결정할 수 있다. 즉, 처리 장치는, 청취자 위치(301)가 익스텐트 음원(300)의 기준 영역에 포함되는 경우, 익스텐트 음원(300)에 대응하는 면에서 청취자 위치(301)와 가장 가까운 점을 가상 음원의 정위 지점으로 결정할 수 있다.
일례로, 도 3을 참조하면, 청취자 위치(302, 303)는, 익스텐트 음원(300)에 대응하는 면의 법선에 포함되지 않기 때문에, 처리 장치는, 청취자 위치(302, 303)가 익스텐트 음원(300)의 기준 영역에 포함되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
청취자 위치(302, 303)가 익스텐트 음원(300)의 기준 영역에 포함되는 경우, 처리 장치는, 익스텐트 음원(300)의 가장자리 영역에 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다. 즉, 처리 장치는, 익스텐트 음원(300)의 가장자리 영역에 가상 음원의 정위 지점을 결정할 수 있다. 가장자리 영역에 대한 구체적인 설명은 도 4에서 후술한다.
도 4a 내지 4d은 본 발명의 일실시예에 따른, 익스텐트 음원과 청취자의 위치 관계를 공간 좌표계 상으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 도 4a 내지 4d의 익스텐트 음원(400)은 도 2와 마찬가지로 3차원 공간상에서 xy평면에 포함된 사각형 형태의 면일 수 있다. 본 발명에서, 청취자 위치(401-404)는, 점으로 특정될 수 있다. 청취자 위치(401-404)는, 공간 좌표 상 어디에도 위치할 수 있다. 도 4a 내지 4d에서, 청취자 위치(401-404)는, (-4, 0, 2), (-2, 0, 2), (2, 0, 2), (4, 0, 2) 중 어느 하나일 수 있다.
도 4b는, 도 2의 익스텐트 음원(400)에 대하여 청취자 위치(401)가 (-4, 0, 2)인 경우를 도시한 도면이다.
도 4b에서, 청취자 위치(401)가 (-4, 0, 2)인 경우, 청취자 위치(401)가 익스텐트 음원(400)의 기준 영역에 포함되지 않을 수 있다. 처리 장치는, 청취자 위치(401)가 익스텐트 음원(400)의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 익스텐트 음원(400)의 가장자리 영역에 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다.
구체적으로, 도 4b를 참조하면, 처리 장치는, 가장자리 영역(예: 익스텐트 음원(400)의 모서리(좌표 (-2, 1,0)과 (-2, -1, 0)을 잇는 선분) 내 청취자 위치(401)와 가장 가까운 지점(예: 좌표 (-2, 0 ,0))을 가상 음원의 위치로 결정할 수 있다. 즉, 처리 장치는, 익스텐트 음원(400)에 대응하는 면에서 청취자 위치(401)와 가장 가까운 점을 가상 음원의 정위 지점으로 결정할 수 있다.
처리 장치는, 가장자리 영역에 위치한 가상 음원에 대한 청취자의 주파수 반응에 기초하여 오디오 신호를 렌더링할 수 있다. 일례로, 도 4b에서, 청취자 위치(401)가 (-4, 0, 2)인 경우, 처리 장치는, 우측 HRTF(Head Related Transfer Function)를 적용함으로써 음상 정위를 처리할 수 있다. 구체적으로, 도 4b의 경우, 처리 장치는, 45도 우측 HRTF를 적용하여 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
도 4c는, 도 2의 익스텐트 음원(400)에 대하여 청취자 위치(404)가 (4, 0, 2)인 경우를 도시한 도면이다.
도 4c에서, 청취자 위치(404)가 (4, 0, 2)인 경우, 청취자 위치(404)가 익스텐트 음원(400)의 기준 영역에 포함되지 않을 수 있다. 처리 장치는, 청취자 위치(404)가 익스텐트 음원(400)의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 익스텐트 음원(400)의 가장자리 영역에 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다.
구체적으로, 도 4c를 참조하면, 처리 장치는, 가장자리 영역(예: 익스텐트 음원(400)의 모서리(좌표 (2, 1,0)과 (2, -1, 0)을 잇는 선분) 내 청취자 위치(404)와 가장 가까운 지점(예: 좌표 (2, 0 ,0))을 가상 음원의 위치로 결정할 수 있다. 즉, 처리 장치는, 익스텐트 음원(400)에 대응하는 면에서 청취자 위치(404)와 가장 가까운 점을 가상 음원의 정위 지점으로 결정할 수 있다.
처리 장치는, 가장자리 영역에 위치한 가상 음원에 대한 청취자의 주파수 반응에 기초하여 오디오 신호를 렌더링할 수 있다. 일례로, 도 4c에서, 청취자 위치(404)가 (-4, 0, 2)인 경우, 처리 장치는, 좌측 HRTF를 적용함으로써 음상 정위를 처리할 수 있다. 구체적으로, 도 4c의 경우, 처리 장치는, 45도 좌측 HRTF를 적용하여 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
도 4d는, 도 2의 익스텐트 음원(400)에 대하여 청취자 위치가 (-2, 0, 2) 또는 (2, 0, 2)인 경우를 도시한 도면이다.
도 4d에서, 청취자 위치(402, 403)가 (-2, 0, 2) 또는 (2, 0, 2)인 경우, 청취자 위치(402, 403)가 익스텐트 음원(400)의 기준 영역에 포함될 수 있다. 처리 장치는, 청취자 위치(402, 403)가 익스텐트 음원(400)의 기준 영역에 포함되는 경우, 청취자 위치(402, 403)에 대응하여 익스텐트 음원(400) 내 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다.
청취자 위치(402, 403)에 대응하여 익스텐트 음원(400) 내 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다. 즉, 처리 장치는, 청취자 위치(402, 403)에 대응하여 익스텐트 음원(400) 내에서 가상 음원의 정위 지점을 결정할 수 있다.
구체적으로, 청취자 위치(402, 403)가 익스텐트 음원(400)의 기준 영역에 포함되는 경우, 처리 장치는, 익스텐트 음원(400) 내에서 청취자 위치(402, 403)와 가장 가까운 위치(예: 청취자 위치가 (-2, 0, 2)인 경우 (-2, 0, 0), 청취자 위치가 (2, 0, 2)인 경우 (2, 0, 0))를 가상 음원의 위치로 결정할 수 있다.
즉, 처리 장치는, 청취자 위치(402, 403)가 익스텐트 음원(400)의 기준 영역에 포함되는 경우, 익스텐트 음원(400)에 대응하는 면에서 청취자 위치(402, 403)와 가장 가까운 점을 가상 음원의 정위 지점으로 결정할 수 있다.
처리 장치는, 청취자의 정면에 위치하는 가상 음원에 대한 청취자의 주파수 반응에 기초하여 오디오 신호를 렌더링할 수 있다. 일례로, 도 4d에서, 청취자 위치(402, 403)가 (-2, 0, 2), (2, 0, 2)인 경우, 처리 장치는, HRTF를 적용함으로써 음상 정위를 처리할 수 있다. 구체적으로, 도 4d의 경우, 처리 장치는, 0도 HRTF를 적용하여 오디오 신호를 렌더링할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른, 익스텐트 음원에 대한 청취자의 위치에 따른 HRTF의 적용하는 예를 도시한 도면이다.
도 5의 참조하면, 청취자 위치((a) 내지 (j))에 따라 가상 음원의 위치가 결정되는 위치 및 HRTF의 적용 방향이 결정될 수 있다. 일례로, 청취자 위치가 도 5의 (a), (b) 또는 (c)인 경우, 청취자 위치는 익스텐트 음원(500)기준 영역에 포함되지 않고, 익스텐트 음원(500) 내에서 도 5의 (a), (b) 또는 (c)와 가장 가까운 지점인 A로 가상 음원의 위치가 결정될 수 있다.
청취자 위치가 도 5의 (a)인 경우, 청취자와 A의 각도(청취자 기준 우측 45도)에 따라, -45도 HRTF가 적용될 수 있다. 청취자 위치가 도 5의 (b)인 경우, 청취자와 A의 각도(청취자 기준 우측 35도)에 따라, -35도 HRTF가 적용될 수 있다. 청취자 위치가 도 5의 (c)인 경우, 청취자와 A의 각도(청취자 기준 우측 20도)에 따라, -20도 HRTF가 적용될 수 있다.
일례로, 청취자 위치가 도 5의 (d), (e), (f) 또는 (g)인 경우, 익스텐트 음원(500) 내에서 도 5의 (d), (e), (f) 또는 (g)와 가장 가까운 지점으로 가상 음원의 위치가 결정될 수 있다. 청취자 위치가 도 5의 (d), (e), (f) 또는 (g)인 경우, 청취자 위치가 기준 영역에 포함되기 때문에, 0도 HRTF가 적용될 수 있다.
일례로, 청취자 위치가 도 5의 (h), (i) 또는 (j)인 경우, 청취자 위치는 익스텐트 음원(500)기준 영역에 포함되지 않고, 익스텐트 음원(500) 내에서 도 5의 (h), (i) 또는 (j)와 가장 가까운 지점인 B로 가상 음원의 위치가 결정될 수 있다.
청취자 위치가 도 5의 (h)인 경우, 청취자와 B의 각도(청취자 기준 좌측 45도)에 따라, 45도 HRTF가 적용될 수 있다. 청취자 위치가 도 5의 (i)인 경우, 청취자와 B의 각도(청취자 기준 좌측 35도)에 따라, 35도 HRTF가 적용될 수 있다. 청취자 위치가 도 5의 (j)인 경우, 청취자와 B의 각도(청취자 기준 좌측 20도)에 따라, 20도 HRTF가 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른, 오디오 신호의 처리 방법을 흐름도로 도시한 도면이다.
단계(601)에서, 처리 장치는, 익스텐트 음원의 기준 영역에 대한 정보 및 청취자 위치에 정보를 식별할 수 있다. 익스텐트 음원의 기준 영역에 대한 정보 및 청취자 위치에 정보는 공간 좌표로 식별될 수 있다.
단계(602)에서, 처리 장치는, 청취자 위치가 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는지 판단할 수 있다. 처리 장치는, 청취자 위치(301, 302, 303)가 익스텐트 음원에 대응하는 면의 법선에 포함되는 경우, 청취자 위치가 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함된 것으로 결정할 수 있다.
단계(603)에서, 처리 장치는, 청취자의 위치가 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 청취자 위치에 대응하여 가상 음원의 위치를 결정할 수 있다. 즉, 처리 장치는, 청취자의 위치가 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 청취자 위치에 대응하여 익스텐트 음원 내 정위 지점을 결정할 수 있다.
단계(604)에서, 처리 장치는, 청취자의 위치가 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 가상 음원의 정위 지점을 결정할 수 있다.
처리 장치는, 익스텐트 음원 내에서 청취자 위치와 가장 가까운 위치를 가상 음원의 위치로 결정할 수 있다. 즉, 처리 장치는, 익스텐트 음원에 대응하는 면 또는 선에서, 청취자 위치와 가장 가까운 점을 가상 음원의 위치로 결정할 수 있다.
단계(605)에서, 처리 장치는, 가상 음원의 위치에 기초하여 오디오 신호를 렌더링할 수 있다. 처리 장치는, 결정된 가상 음원의 위치에 대한 청취자의 주파수 반응에 기초하여 오디오 신호를 렌더링할 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: 처리 장치
102: 오디오 신호
103: 익스텐트 음원에 대한 오디오 신호

Claims (16)

  1. 익스텐트(extent) 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법에 있어서,
    상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 대한 정보 및 청취자 위치에 정보를 식별하는 단계;
    상기 청취자 위치와 상기 익스텐트 음원의 기준 영역의 관계에 기초하여 상기 익스텐트 음원 내 가상 음원의 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 가상 음원의 위치에 기초하여 오디오 신호를 렌더링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기준 영역은,
    상기 익스텐트 음원의 위치 및 크기에 기초하여 결정되는,
    처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가상 음원의 위치를 결정하는 단계는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자 위치에 대응하여 상기 가상 음원의 위치를 결정하는, 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가상 음원의 위치를 결정하는 단계는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 상기 가상 음원의 위치를 결정하는, 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자의 정면에 위치하는 가상 음원에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는, 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 위치한 가상 음원에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는, 처리 방법.
  6. 익스텐트(extent) 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법에 있어서,
    상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 대한 정보 및 청취자 위치에 정보를 식별하는 단계;
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는지 판단하는 단계;
    상기 청취자의 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자 위치에 대응하여 가상 음원의 정위(sound localization) 지점을 결정하는 단계;
    상기 청취자의 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 상기 가상 음원의 정위 지점을 결정하는 단계; 및
    상기 정위 지점에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계
    를 포함하는 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자의 정면에 위치하는 정위 지점에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는, 처리 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 오디오 신호를 렌더링하는 단계는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 위치한 정위 지점에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는, 처리 방법.
  9. 익스텐트(extent) 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법을 수행하는 처리 장치에 있어서,
    상기 처리 장치는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 대한 정보 및 청취자 위치에 정보를 식별하고, 상기 청취자 위치와 상기 익스텐트 음원의 기준 영역의 관계에 기초하여 상기 익스텐트 음원 내 가상 음원의 위치를 결정하고, 상기 결정된 가상 음원의 위치에 기초하여 오디오 신호를 렌더링하고,
    상기 기준 영역은, 상기 익스텐트 음원의 위치 및 크기에 기초하여 결정되는,
    처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자 위치에 대응하여 상기 가상 음원의 위치를 결정하는, 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 상기 가상 음원의 위치를 결정하는, 처리 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자의 정면에 위치하는 가상 음원에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는, 처리 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 위치한 가상 음원에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는, 처리 장치.
  14. 익스텐트(extent) 음원에 기초한 오디오 신호의 처리 방법을 수행하는 처리 장치에 있어서,
    상기 처리 장치는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 익스텐트 음원의 공간 좌표에 대한 정보 및 청취자 위치의 공간 좌표에 정보를 식별하고, 상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는지 판단하고, 상기 청취자의 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자 위치에 대응하여 가상 음원의 정위(sound localization) 지점을 결정하고, 상기 청취자의 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 상기 가상 음원의 정위 지점을 결정하고, 상기 정위 지점에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는,
    처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 청취자의 정면에 위치하는 정위 지점에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는, 처리 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 청취자 위치가 상기 익스텐트 음원의 기준 영역에 포함되는 경우, 상기 익스텐트 음원의 가장자리 영역에 위치한 정위 지점에 대한 상기 청취자의 주파수 반응에 기초하여 상기 오디오 신호를 렌더링하는, 처리 장치.
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