• 대한음성학회지:말소리
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• 제59호
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• pp.89-99
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• 2006

This paper proposes a new structural head-related transfer function(HRTF) model to produce sounds in a virtual environment. The proposed HRTF model generates 3-D sounds by using a head model, a pinna model and the proposed distance model for azimuth, elevation, and distance that are three aspects for 3-D sounds, respectively. In particular, the proposed distance model consists of level normalization block distal region model, and proximal region model. To evaluate the performance of the proposed model, we setup an experimental procedure that each listener identifies a distance of 3-D sound sources that are generated by the proposed method with a predefined distance. It is shown from the tests that the proposed model provides an average distance error of $0.13{\sim}0.31$ meter when the sound source is generated as if it is 0.5 meter $\sim$ 2 meters apart from the listeners. This result is comparable to the average distance error of the human listening for the actual sound source.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권5C호
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• pp.309-316
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• 2011

본 논문에서는 입체음향시스템을 위한 대표적인 상호간섭제거 기법인 머리전달함수만 (head related transfer function, HRTF) 이용한 기법과 두 귀에 도달하는 소리의 시간차와 세기차를 (interaural time/intensity difference, ITD와 IID) HRTF와 함께 이용한 기법의 상태지수와 ITD/IID 수준을 보이고, 이로부터 두 기법의 유효청취범위를 보인다. 입체음향시스템의 유효청취범위는 청취자가 의도된 음향의 입체감을 왜곡 없이 느낄 수 있는 공간으로 등역 (equalization zone) 또는 sweet spot으로도 부른다.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.571-577
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• 2010

항공기를 조종하는 상황은 극도로 복잡하고 세밀한 정보처리과정으로 여겨진다. 조종사를 비롯한 모든 사람들은 자신에게 필요한 정보에 주의를 기울이므로 적절한 정보를 선택적으로 처리하는 정보처리과정을 통해 직무를 수행한다. 이러한 주의의 특성 가운데 공간적 정보의 처리는 단일한 감각양식으로 제시되는 정보의 처리보다 이중감각적 연결(crossmodal link)을 통해 동시에 제시되는 공간정보가 주의 처리에 대한 용이성 효과를 나타낸다. 본 연구에서는 시각적 공간정보 제시와 함께 청각적으로도 정보를 제시하여 전투기 조종 상황에서의 적기 탐색과 같은 시스템에 적용할 수 있는 가능성을 실험적으로 검증하였다. 본 연구에서 수행된 두 가지 실험은 목표물에 대한 공각적 추적을 시각정보와 함께 음원으로부터 청취자의 두 귀에 입사하는 신호간의 차이를 반영한 입체음향 기술인 머리전달함수(Head-Related Transfer Function; HRTF)를 이용해 생성된 공간적 청각정보를 제시하는 방법으로 수행되었다. 실험의 결과는 청각적으로 제시되는 공간정보가 실제의 위치에서 발생하지 않는 머리전달함수를 통한 가상적 제시일 경우라도 그 주의처리에서 시각적 공간정보만 제시하는 경우보다 용이성 효과를 나타냈으며, 이는 기존 시스템에서 이미 구축되어 있는 간단한 스테레오 시스템만으로도 머리전달함수와 같은 입체음향 생성기술을 이용한 이중감각 연결을 통해 공간적 정보 제시의 적용이 가능하다는 것을 제안해주는 결과이다.

• 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.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.215-218
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• 2000

입체음향 생성을 위한 기존의 방법은 크게 바이노럴 녹음기법과 머리전달함수(HRTF)를 이용한 바이노럴 합성 기법으로 나눌 수 있다. 현재 바이노럴 기법은 기존 스테레오 시스템에 비해 공간감, 몰입감 측면에서는 탁월한 효과가 있지만, 음질의 저하와 정면 음상 정위가 잘되지 않는다는 치명적인 단점 때문에 프로페셔널 오디오 분야에서는 거의 사용되지 않고 몇몇 PC 게임용으로만 사용되고 있다. 본 논문은 정확한 정면 음상 정위를 위해 '3채널 더미헤드를 이용한 바이노럴 녹음기법' 을 제안하고, 기존 스테레오 녹음기법과의 호환성 유지를 위해 녹음 현장에서 직접 사용될 수 있는 3채널 더미헤드를 사용한 'Weighted Diffuse-field equalization 기법'에 대해 제안하며, 3 채널 더미헤드를 이용하여 기존 HRTF 데이터를 대체할 수 있는 정면 음상 정위에 강인한 '3 채널 더미헤드 HRTF 측정 기법'에 대해 제안한다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2000년도 춘계 학술대회 및 국제 감성공학 심포지움 논문집 Proceeding of the 2000 Spring Conference of KOSES and International Sensibility Ergonomics Symposium
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• pp.76-80
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• 2000

본 논문은 입체 음상 정위 시스템에 있어서 청취자의 머리 크기와 음상 정위를 원하는 위치와의 거리에 따른 머리전달함수 (HRTF; Head Related Transfer Function)의 보정 방법에 관한 것이다. 제안된 방법은 먼저 표준 반경에서 표준 머리 크기의 더미 헤드를 이용해 측정된 표준 머리전달함수 데이터베이스로부터 실제의 왼쪽 또는 오른쪽 귀를 기준으로 한 방위각과 고도각을 산출한다. 이렇게 산출된 방위각과 고도각을 기준으로 머리전달함수 데이터베이스의 인덱스를 보정한다. 음상 정위하고자 하는 3차원 공간상의 위치를 입력받게 되면, 입력받은 위치로부터 청취자의 왼쪽 또는 오른쪽 귀를 기준으로 한 방위각과 고도각을 산출한 후에 보정된 머리전달함수 데이터베이스로부터 머리전달함수를 가져와서 입력 모노 신호를 보정된 머리전달함수와 콘볼루션하여 입체음향을 생성하게 된다.제안된 방법에 의해 청취자의 머리 크기 및 거리에 따라 보정된 머리전달함수를 사용함으로써 청취자에게 보다 실감나는 3차원 음상 정위 효과를 제공할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 추계학술발표논문집
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• pp.421-424
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• 2002

본 연구에서는 ARM720T core를 사용한 보드에서 머리 전달 함수(HRTF)를 이용한 입체음향 시스템을 구현하였다. ARM720T core를 탑재한 EP7312칩은 저전력 고성능 프로세서로서의 이점을 갖고 있기 때문에 HRTF의 특성을 이용한 입체음향 실시간 구현이 가능하다. 또한 ARM 프로세서를 사용함으로, DAC제어부 부분을 제외한 메인 프로세싱 부분은 ARM 계열의 다른 프로세서에서도 쉽게 사용 가능하단 이점이 있다. HRTF를 이용하여 2채널의 입체음향을 구현하는 방식은 콘볼루션에서 많은 계산량이 소요된다. 본 연구에서는 실시간 구현 시 계산량을 줄이기 위해 시간영역의 콘볼루션을 사용하지 않고 주파수 영역에서의 가중 중복 합산방식을 이용하여 계산하였다. 본 연구의 연구 결과는 가상현실이나 방송음향장비 뿐만 아니라 저전력을 요구하는 휴대용 멀티미디어 기기에서 MP3/AAC/WMA와 같은 오디오 압축 장치부분에 활용되어 질 수 있다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권8호
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• pp.841-848
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• 2008

Based on the averaged Korean head shapes that are the results of digital Korean project by KISTI and Catholic university, experimental apparatus of head dummies of Korean male and female are developed in order to measure head-related transfer functions(HRTF) by using a reverse engineering and rapid prototyping techniques. For the Korean dummies, HRTFs are measured using the substitution method ever 12kHz frequency bands. At every azimuth angle $15^{\circ}$ HRTFs are measured for elevation angles $-30^{\circ}$, $0^{\circ}$ and $-30^{\circ}$. The measured HRTFs are compared with those of KEMAR(knowles electronic manikin for acoustic research) dummy head, which shows $3{\sim}5\;dB$ difference over $4{\sim}5\;kHz$ kHz frequency band.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제15권3E호
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• pp.37-44
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• 1996

A new method for efficient modeling of the Head-Related Transfer Functions(HRTF's) without loss of any directional information is proposed. In this paper, the HRTF's were empirically measured in a real room and modeled as the ARMA models with common AR coefficients and different MA coefficients. To assess the validity of the proposed ARMA model, psychophysical tests show that the proposed ARMA model, in comparison with the conventional MA model, requires a small number of parameters to represent empirical HRTF's and improves the back-to-front confusions in sound-field localization. Thus, significant simplifications in the implementations of sound-field synthesis systems could be obtained by using the proposed ARMA model.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
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• pp.199-202
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• 2001

본 논문에서는 3D사운드 생성 기술 중 대표적인 방법인 원음에 HRTF(머리전달함수)를 콘볼루션(convolution)하는 방식으로 음상정위 모듈을 구현하였으며 음장감을 부여하기 위하여 잔향(reverberation) 효과를 추가하고 크로스토크 현상을 제거하기 위하여 트랜스오럴 필터를 추가하였다. 본 논문에서는 sampling rate conversion을 사용하여 decimation과 interpolation을 수행하여 44.1KHz의 sampling rate로 된 coefficient를 downsample하거나 upsample한 HRTR(머리전달함수)를 사용하여 콘볼루션(convolution)을 수행했다. 본 논문에서는 3D사운드 생성과정에서 필요한 연산과정을 최소화하여 일반 PC의 computing power로도 sampling rate conversion된 데이터를 처리하여 줄 수 있는 알고리즘을 제시하고 구현하였다.