• 한국음향학회지
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• 제30권4호
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• pp.181-189
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• 2011

디지털 신호처리 기술의 발달로 게임, 멀티미디어 콘텐츠, 가상현실 등에서 입체음향에 대한 관심이 증대되었다. 입체음향에 대한 많은 연구에서는 현실감을 증가시키기 위한 여러 가지 단서를 제시하고 있다. 그러나 이런 단서들은 입체음향이 인간의 두 귀가 정상인 바이노럴 환경에서 생성됨을 기본 바탕으로 삼고 있다. 따라서 이 단서들을 한쪽의 귀에만 적용하는 모노럴 환경에 적용하게 되면 그 성능이 감소된다. 이에 모노럴 환경에서도 효율적인 입체음향 구현을 위한 여러 가지 단서들이 연구되고 있는데 가장 대표적인 것이 양이 단서 (Duplex theory)이다. 양이 단서는 음이 방사되는 방향에 따라서 귓바퀴 등의 인간의 신체에 의해 영향을 받게 된다는 것으로 이 특성을 강조시키면 모노럴 환경에서도 각 방향에 따른 방향감을 개선시킬 수 있게 된다. 본 논문에서는 인간의 청각 특성을 이용하여 모노럴 환경에서 음상 정위감을 개선시키기 위한 알고리즘을 제안한다. 서로 대칭되는 각 머리전달함수의 여기에너지를 계산하고 각 bark 대역에 따른 비율을 추출한 후 이를 이용하여 각 방향에 해당하는 특성을 부각시키는 방법을 제안하였으며 청감테스트를 통하여 제안한 방식이 모노럴 환경의 입체음향 시스템에서 향상된 입체음향을 재생함을 확인할 수 있었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.254-255
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• 2012

임의의 위치에 음상을 정위하는 기본적인 방법으로, 머리전달함수(HRTF : Head Related Transfer Function)을 원음에 convolution하는 기법이 사용된다. 또한 머리전달함수의 주파수 영역에서의 보간을 이용하여 이동음 효과를 생성할 수 있다. 하지만 더미헤드를 이용하여, 각각의 고도각과 방위각에서 측정된 머리전달함수는 사용자에 따라 정위감을 저하시킬 수 있으며, 클릭음 발생, 보간 특성의 변화등의 문제점이 발생하게 된다. 또한 좌표로 표현되는 영상과는 달리, 소리는 들려오는 방향을 정확한 좌표로 표현하기가 힘들다. 이에 본 논문에서는, 이동음 궤적상의 머리전달함수와 그 주변의 머리전달함수를 선형 보간법으로 그룹화하여 생성된 새로운 머리전달함수를 이용하여 이동음을 구현하는 방법을 제안한다. 또한, 생성된 머리전달함수를 이용하여 구현한 이동음의 청감평가를 수행하여 개선 효과를 확인하였다.

• 음성과학
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• 제11권4호
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• pp.29-42
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• 2004

This paper presents an implementation of real-time speaker localization using audio-visual information. Four channels of microphone signals are processed to detect vertical as well as horizontal speaker positions. At first short-time average magnitude difference function(AMDF) signals are used to determine whether the microphone signals are human voices or not. And then the orientation and distance information of the sound sources can be obtained through interaural time difference. Finally visual information by a camera helps get finer tuning of the angles to speaker. Experimental results of the real-time localization system show that the performance improves to 99.6% compared to the rate of 88.8% when only the audio information is used.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.807-810
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• 2000

입체음향 시스템에서 모노음에 방향감을 제어하기 위한 방법으로 FIR 필터 형태의 머리전달함수( HRTF : Head-Related Transfer Function)를 사용한다. 그러나 이때 사용되는 FIR형태의 머리전달함수는 높은 차수를 가지고 있어 실시간 음상정위 처리가 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 FIR 형태의 머리전달함수를 ARMA 시스템 인지기법을 이용하여 저차의 IIR필터 형태로 모델링하여 실시간 데이터 처리가 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제안하는 ARMA 시스템 인지기법을 이용하게 되면 주어진 고차의 FIR형태의 머리전달함수를 다양한 안정성을 갖는 IIR모델들을 얻을 수 있으며, 이들 중 적절한 스펙트럼오차를 갖는 저차의 IIR모델을 선택 할 수 있다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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• pp.269-272
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• 1998

본 논문에서는 스테레오 스피커를 통해 입체 음향을 재생할 때 발생하는 크로스 토크(corss talk)를 제거하기 위한 트랜스오럴 필터를 실시간으로 구현하였다. 실시간 처리를 위하여 일반적인 트랜스오럴 필터를 재구성하였으며, 범용 DSP(Digital Signal Processor) 칩인 TMS320C40을 사용하였다. 메인 프로그램은 C-언어를 이용하여 작성하였으며, 빠른 연산을 필요로 하는 컨벌루션 함수는 어셈블러 언어를 이용하여 최적화 하였다. 구현된 트랜스오럴 필터의 평가를 위해서 더미 헤드를 이용하여 녹음된 binaural 신호와 DSP를 이용하여 실시간으로 합성된 binaural 신호를 스테레오 스피커를 통해 재생하여 청취 실험하였다. 청취 실험한 결과 머리 밖에서 음상 정위가 이루어지고 공간감과 거리감은 헤드폰으로 청취할 때 보다 우수하게 나타났다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 1998년도 춘계학술발표 논문집
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• pp.212-216
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• 1998

청취자가 음원의 위치와 방향을 감지할 수 있도록 원하는 지점에 음상을 정위시키는 일과 특정 공간내에서 방사되는 음원의 반사와 확산효과를 모델링하여 가상 공간 음향을 실현하는 일을 효과적으로 접목시키기 위한 3가지 유형의 입체음향 생성방법을 제시한다. 그리고 각 방법의 유효성 및 적합성을 검토하기 위해 실시한 심리음향 평가방법과 그에 대한 결과를 토대로 생성발법들간의 성능을 비교 평가한다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.101-104
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• 1999

완벽한 가상 현실을 재현하려면 사람의 오감을 실제 세계 수준으로 정교하게 재현해야 한다. 현재 시각 효과는 상당히 발전해 있으나, 청각적, 음향적 부분은 아직도 발전 정도가 상대적으로 낮다. 가상 현실을 위한 음향은 크게 HRTF등을 이용한 음상 정위와, 음장 재현으로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 가상 현실 체험자의 이동에 따라 효과적으로 음장을 재현하는 방법에 대해 논하고자 한다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 크게 전처리 부분과 실시간 처리 부분으로 구성되어 있으며 전처리 과정에서 음장을 계산하여 실시간 처리 부분에서 체험자의 위치를 추적하여 음장을 재현한다.

• 방송공학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.846-860
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• 2011

인간의 청각기관은 소리의 방향과 거리인지에 있어서 양 귀에 들어오는 소리세기의 차이, 위상의 차이, 그리고 주파수 스펙트럼의 차이 등의 정보들을 복합적으로 이용한다. 이런 정보를 종합적으로 포함하고 있는 것을 머리전달함수라 하며, 이를 이용하여 실질적으로 존재하지 않는 음원을 근사적으로 생성할 수 있는 입체음향 시스템을 구현할 수 있다. 그러나 비개인화 된 머리전달함수는 음상정위 성능을 떨어뜨리는 주된 원인이 된다. 이에 본 논문에서는 이 머리전달함수를 이용한 3차원 음상정위를 위해 사람의 청각 특성을 이용한 알고리즘을 제안한다. 청자가 정확한 방향을 인지하기 위해 1차로 측정된 머리전달함수의 청각 자극 에너지를, 2차로 전역 마스킹 임계치와 라우드니스를 이용하여 방향감을 강조하였다. 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위해 청감 테스트를 수행하였으며 실험결과 기존의 알고리즘에 비해 입체음향의 전체적인 인지도가 50% 이상 증가하였음을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제30권5호
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• pp.255-264
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• 2011

3차원 공간에서 음원으로부터 사람의 귀로 음향적인 전달 과정을 표현하는 머리전달함수는 사람이 음원의 위치를 판단할 수 있는 중요한 정보를 포함하고 있으며, 이를 이용하여 실질적으로는 존재하지 않는 음원을 근사적으로 생성할 수 있다. 그러나 각 청자에 특화되지 않는 머리전달함수를 사용함으로 인해 전후 방향이나 상하 방향의 혼동이 발생하게 되어 음상정위 성능이 저하된다. 이 논문에서는 머리전달함수를 통해 생성된 입체음향을 인간의 청각 특성을 사용하여 개선하는 알고리즘을 제안한다. 머리전달함수가 적용된 사운드 신호의 전역 마스킹 값을 계산한 후, 청자에게 크게 영향을 미치는 주파수 대역만을 추출하여 이를 강조함으로서 각 방향에 해당하는 인지 특성을 부각시키는 방법을 제안하였으며, 제안된 방법의 성능을 청감테스트를 통해 증명하였다.

• 한국음향학회지
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• 제28권6호
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• pp.557-565
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• 2009

인간의 청각기관은 소리의 방향과 거리인지에 있어서 여러 가지의 정보들을 복합적으로 이용한다. 이러한 양 귀에 들어오는 소리세기의 차이, 위상의 차이, 그리고 주파수 스펙트럼의 차이 등의 정보들을 종합적으로 포함하고 있는 것이 머리전달함수 (HRIF: Head Related Transfer Function)이다. 2채널 음향재생 시스템에서 이 머리전달함수를 이용하여 다채널 입체음향을 재생하는 방법이 많이 쓰이고 있다. 그러나 머리전달함수의 비개인화적인 특성 때문에 양쪽 귀까지의 거리가 같아지는 혼돈원추 상에서는 앞/뒤 방향 지각에 대한 혼돈을 주게 됨으로써 입체감을 저하시키게 된다. 본 논문에서는 입체음향을 생성하기 위해 머리전달함수를 사용하는 과정예서 발생하는 혼돈원추 문제점을 해결하기 위한 알고리즘을 제안한다. 각 머리전달함수의 주파수 차 및 인간의 청각 특성을 이용하여 각 방향에 해당하는 머리전달함수의 주파수 스펙트럼 특성을 조절하였다. 본 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 음상정위 테스트 및 청감 테스트를 실시하였으며 실험 결과 헤드폰을 기반으로 한 2채널 입체음향 시스템에서 향상된 입체음향을 재생하였다. 더불어 구현된 입체음향의 음질의 열화도 적음을 확인할 수 있었다.