A Tracking of Head Movement for Stereophonic 3-D Sound

스테레오 입체음향을 위한 머리 움직임 추정

There are two methods in 3-D sound reproduction: a surround system, like 3.1 channel method and a binaural system using 2-channel method. The binaural system utilizes the sound localization principle of a human using two ears. Generally, a crosstalk between each channel of 2-channel loudspeaker system should be canceled to produce a natural 3-D sound. To solve this problem, it is necessary to trace a head movement. In this paper, we propose a new algorithm to correctly trace the head movement of a listener. The Proposed algorithm is based on the detection of face and eye. The face detection uses the intensity of an image and the position of eyes is detected by a mathematical morphology. When the head of the listener moves, length of borderline between face area and eyes may change. We use this information to the tracking of head movement. A computer simulation results show That head movement is effectively estimated within +10 margin of error using the proposed algorithm.

입체음향을 구현하는 방법은 두 가지가 있으며, 5.1 채널과 같은 서라운드 시스템(surround system)을 이용하는 방법과 2 채널의 바이노럴 시스템(binaural system)을 이용하는 방법이 있다. 바이노럴 시스템은 사람이 두 귀를 이용하여 음상을 정위하는 원리를 이용하는 방법이다. 일반적으로 라우더 스피커 시스템에서 각 채널사이에 발생하는 크로스토크(crosstalk)는 본래의 입체음향을 재생하기 위해서는 제거되어야만 한다. 이 문제를 해결하기 위해서는 머리의 움직임을 추정할 필요가 있다. 본 논문에서는 청취자의 머리 움직임을 제대로 추정하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 얼굴과 눈의 영역 검출을 기본으로 한다. 얼굴 검출은 이미지의 밝기 값을 이용하고 눈 검출은 수학적 형태학(mathematical morphology)을 이용한다. 청취자의 머리가 움직일 때 얼굴 영역과 눈 사이의 경계선의 길이가 변한다. 이 정보를 이용하여 머리 움직임을 추정한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안하는 알고리즘이 +10오차 범위 내에서 머리의 움직임을 효율적으로 추정하는 것을 확인하였다.