• Title/Summary/Keyword: 3-D sound localization

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Low Power DSP Implementation of 3D Sound Localization

  • Sakamoto, Noriaki;Kobayashi, Wataru;Onoye, Takao;Shirakawa, Isao
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -1
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    • pp.253-256
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    • 2000
  • This paper describes a DSP implementation of a real-time 3D sound localization algorithm with the use of a low power embedded DSP. A distinctive feature of this implementation is that the audible frequency band is divided into three, in accordance with the sound reflection and diffraction phenomena through different media from a certain sound source to human ears, and then in each subband a specific implementation procedure of the 3D sound localization is devised so as to operate real-time at a low frequency of 50MHz on a 16bit fixed-point DSP. Thus out DSP implementation can provide a listener with 3D sound effects through a headphone at low cost and low power consumption.

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3D Acoustic Image Localization Algorithm by Embedded DSP

  • Kobayshi, Wataru;Sakamoto, Noriaki;Onoye, Takao;Shirakawa, Isao
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -1
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    • pp.264-267
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    • 2000
  • This paper describes a real-time 3D sound localization algorithm to be implemented with the use of a Bow power embedded DSP. This algorithm first divides the audible frequency band into three, on the basis of the analysis of the sound reflection and diffraction effects through different media from a certain sound source to human ears, and then in each subband a specific procedure is devised fur the 3D sound localization so as to operate real-time on a low power embedded DSP This algorithm aims at providing a listener with the 3D sound effects through a headphone at low cost and low power consumption.

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현실적인 3D 입체음향 구현을 위한 HRTF의 앞/뒤 음상정위 특성 개선 (Improvement of sound localization for real 3D Sound)

  • 구교식;한상일;서보국;차형태
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.415-416
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    • 2007
  • HRTF DB, including the information of the sounds which is arrived to our ears, is generally used to make a 3D sound. But it can decline some three-dimensional effects by the confusion between front and back directions due to the non-individual HRTF depending on each listener. In this paper, we propose a new method to use psychoacoustic theory that reduces the confusion of sound image localization. And we make use of an excitation energy by the sense of hearing. This method is brought HRTF spectrum characteristics into relief to draw out the energy ratio about the bark band and control low frequency band. Informal listening tests show that the proposed method improves the front-back sound localization characteristics much better than the conventional methods.

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3D영상에 정합되는 스테레오 오디오 (Stereo Audio Matched with 3D Video)

  • 박성욱;정태윤
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.153-158
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    • 2011
  • 본 연구에서는 동일한 내용의 영상을 2D로 감상할 때와 3D로 감상할 때 함께 재생되는 음향이 어떻게 달라져야하는지를 확인하는 주관적 실험을 수행하고 그 결과를 고찰하였다. 먼저 음향 정보는 음원이 자체적으로 제공하는 정보인 음원의 거리와 방위각(즉 위치) 그리고 음원의 환경 혹은 장면(scene)이 제공하는 정보인 공간감으로 분리가 가능하므로 이에 맞게 동일 내용의 2D/3D 영상이 음원의 위치 선정에 미치는 영향 평가 실험과 동일한 내용의 2D/3D 장면이 음향 공간감에 주는 영향 평가 실험을 수행하였다. 첫 번째 실험 결과 3D 영상을 감상하는 경우 2D 영상을 감상할 때 보다 스크린을 기준으로 음원의 거리와 방위각을 확대하여 인지한다는 결과를 얻을 수 있었다. 이는 2D 영상용 소리보다 거리와 방위각이 큰 3D 영상용 소리를 만들어야 한다는 것을 의미한다. 또한 3D 영상용 소리는 3D 영상뿐만 아니라 2D 영상과도 잘 어울린다는 결과를 얻었다. 두 번째 실험 결과, 3D 영상을 감상하는 경우 2D 영상을 감상할 때 보다 잔향이 더 많은 소리를 선호함을 알 수 있었다. 이는 3D 영상을 감상할때 공간감이 강화되기 때문으로 해석된다. 본 연구의 결과는 기본적으로 2D 영상용 음향을 제작하던 음향엔지니어가 3D영상용 음향을 제작하는 데 활용할 수 있으며, 2D to 3D 음향을 자동으로 변형하는 연구의 기초가 될 것이다. 더 나아가서 본 연구의 결과를 기반으로 제한된 대역폭에서 2D 와 3D를 동시에 지원하는 방송 시스템을 설계하는데 적용해 본다면, 방송 데이터 규격은 스테레오 영상, 음원의 위치가 강조된 3D 음향과 공간감을 주는 잔향 정보로 구성하는 것이 적절하다고 할 수 있다.

헤드폰 기반의 입체음향 생성에서 앞/뒤 음상정위 특성 개선 (Improvement of front-back sound localization characteristics in headphone-based 3D sound generation)

  • 김경훈;김시호;배건성;최송인;박만호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권8C호
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    • pp.1142-1148
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    • 2004
  • 일반적으로 2채널의 헤드폰에서 입체음향을 생성하기 위해서는 HRTF(Head Related Transfer Function) DB를 이용한 바이노럴(binaural) 합성기법을 사용하게 된다(1). 그러나 비 개인화 된 HRTF DB를 이용하여 생성된 2채널 입체음향은 사용자에 따라 앞/ 뒤 또는 상/하 방향에 대해서 혼돈을 가져와 입체감을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 앞/뒤 음상정위의 혼돈을 개선하기 위해 스펙트럼 단서를 부각시키는 기존의 알고리즘을 분석하고 이를 토대로 혼돈 방향의 HRTF의 차이 성분을 이용하여 스펙트럼 특성을 강조하는 방법을 제안하였다. 또한, 제안한 방식이 기존의 방법에 비해 앞/뒤 방향감이 개선됨을 청감평가 실험을 통해 확인하였다.

비균일 음속 다중경로환경에서 선배열 센서를 이용한 근거리 표적의 3차원 위치추정 기법 (3-D Near Field Localization Using Linear Sensor Array in Multipath Environment with Inhomogeneous Sound Speed)

  • 이수형;최병웅
    • 한국음향학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.184-190
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    • 2006
  • 최근에 Lee 등은 1차원 수평배열 센서만을 사용하여 다중경로를 통해 들어오는 신호로부터 표적의 3차원 위치를 추정하였다. 그러나 이 기법에서 음속은 수심에 상관없이 일정하다고 가정하였기 때문에 음속이 수심에 따라 다양하게 변화하는 실제 해양환경에서는 그 추정 성능이 현저하게 저하된다. 따라서 본 논문에서는 비균일 음속 환경에 적합한 근거리 표적의 3차원 위치추정 기법을 제안한다. 제안한 기법에서는 선형의 음속구조를 가지는 근거리 다중경로 환경에서 음파전달 모델을 기반으로 한 위치추정함수를 구성하였으며 이로부터 표적의 방위각, 거리 및 깊이를 3차원 탐색을 통하여 추정하였다. 선형 음속구조 및 실제 환경과 유사한 비선형 음속구조를 적용하여 제안한 기법의 성능을 기존의 기법과 비교, 분석하였으며 기존의 기법에 비해 거리 추정 오차는 최대 100m, 깊이 추정 오차는 50m정도 감소됨을 확인하였다.

스테레오 시스템을 위한 머리전달함수의 개선 (HRTF Enhancement Algorithm for Stereo ground Systems)

  • 구교식;차형태
    • 한국음향학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.207-214
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    • 2008
  • 입체음향을 구현하는 방법으로는 다수의 스피커를 사용하는 다채널 음향재생 시스템과 2개의 스피커나 스테레오 헤드폰을 이용하는 2채널 음향재생 바이노럴 시스템이 있다. 그 중에서 공간 및 비용 상의 문제로 인하여 2채널을 이용한 음향재생시스템이 주목을 받고 있다. 일반적으로 2채널로 입체음향을 재생하기 위해서는 소리가 음원으로부터 청자의 두 귀에 이르는 경로를 모델링한 머리전달함수 (HRTF : Head Related Transfer Function)를 이용하지만 혼돈원추 상에서 음상정위의 혼돈을 주게 되므로 입체감을 저하시킨다는 단점이 있다. 본 논문에서는 2채널 입체음향 시스템을 효과적으로 구현하기 위하여 머리전달함수를 개선하는 알고리즘을 제안한다. HRTF 그룹화 및 심리음향을 이용하여 각 방향에 해당하는 주파수 스펙트럼 특성을 부각시키는 방법을 적용하였으며 시뮬레이션을 통하여 제안한 알고리즘이 정확한 방향감을 생성할 수 있음을 확인하였다.

주파수영역 빔형성 기법을 이용한 3차원 소음원 가시화 (Study on 3D Sound Source Visualization Using Frequency Domain Beamforming Method)

  • 황은수;이재형;이욱;최종수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.490-495
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    • 2009
  • An approach to 3D visualization of multiple sound sources has been developed with the application of a moving array technique. Frequency-domain beamforming algorithm is used to generate a beam power map and the sound source is modeled as a point source. When a conventional delay and sum beamformer is used, it is considered that 2D distribution of sensors leads to have deficiency in spatial resolution along a measurement distance. The goal of moving an array in this study is to form 3D array aperture surrounding multiple sound sources so that the improved spatial resolution in a virtual space can be expected. Numerical simulation was made to examine source localization capabilities of various shapes of array. The 3D beam power maps of hemispherical and spherical distribution are found to have very sharp resolution. For experiments, two sound sources were placed in the middle of defined virtual space and arc-shaped line array was rotated around the sources. It is observed that spherical array show the most accurate determination of multiple sources' positions.

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주파수영역 빔형성 기법을 이용한 3차원 소음원 가시화 (Study on 3D Sound Source Visualization Using Frequency Domain Beamforming Method)

  • 황은수;이재형;이욱;최종수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권9호
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    • pp.907-914
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    • 2009
  • An approach to 3D visualization of multiple sound sources has been developed with the application of a moving array technique. Frequency domain beamforming algorithm is used to generate a beam power map and the sound source is modeled as a point source. When a conventional delay and sum beamformer is used, it is considered that 2D distribution of sensors leads to have deficiency in spatial resolution along a measurement distance. The goal of moving an array in this study is to form 3D array aperture surrounding multiple sound sources so that the improved spatial resolution in a virtual space can be expected. Numerical simulation was made to examine source localization capabilities of various shapes of array. The 3D beam power maps of hemispherical and spherical distribution are found to have very sharp resolution. For experiments, several sound sources were placed in the middle of defined virtual space and arc-shaped line array was rotated around the sources. It is observed that spherical array shows the most accurate determination of multiple sources' positions.

대화형 로봇의 화자 추종을 위한 sound localization (Sound localization for Teller Following of A dialog type Humanoid Robot)

  • 심현민;이종실;권오상;이응혁;홍승홍
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.111-114
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    • 2001
  • In this paper, we supposed teller following algorithm that using sound localization for developing dialog type humanoid robot. A sound localization is studied for develop the techniques of an efficient 3-D sound system based on the psychoacoustics of spatial hearing with multimedia or virtual reality. When a robot talk with human, it is necessary that robot follow human for improved human interface and adaptive noise canceling. We apply this algorithm to robot system.

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