• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권7호
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• pp.638-648
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• 2007

CIPIC HRTF database의 주성분 분석(PCA)을 통해 개인의 HRIR이 정규 직교화된 소수의 기저함수들의 선형 결합으로 잘 묘사됨을 알 수 있다. 이 기저함수들은 음원의 고도각, 청취자 마다 달라지는 HRIR의 변화를 표현할 수 있다. 선형결합에 사용되는 기저함수들의 가중치들은 음원의 고도각에 따라 특이한 경향을 지닌다. 또한, 각각의 음원 위치에서 가중치의 표준편차 크기순으로 기저함수의 중요도를 결정할 수 있다. 이 논문에서는 각 음원 위치마다 중요한 3개 기저함수의 가중치를 청취자가 직접 조절하게 함으로써 맞춤형 HRIR을 생성하는 방법을 제안한다. 주관평가 결과, 청취자의 음원 고도각 인지 성능과 음원 앞-뒤 구분 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권7A호
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• pp.520-528
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• 2003

본 논문에서는 다자간 화상회의 시스템에서 합성 입체 음향을 재현하는 방법과 음향반향제거 방법을 제안한다. 합성 입체 음향은 HRTF(head related transfer function)을 이용하여 구현하고 반향제거를 위하여 주변잡음에 대하여 강건한 적응 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 SMAP(set-membership affine projection)을 변형한 것으로 적응필터의 계수를 갱신할 때 입력신호와 추정오차신호의 상호상관을 입력신호의 자기상관 행렬과 투영 차수를 곱한 추정오차신호 전력의 합으로 정규화한다. 제안하는 적응알고리즘은 SMAP 알고리즘과 비교하여 투영차수와 주변잡음에 대하여 강건한 특성을 갖는다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안하는 합성 입체음향 반향제거기의 성능이 효과적으로 반향을 제거할 수 있음을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.448-457
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• 2006

일반적으로 3D 입체음향을 생성하기 위해서는 소리가 음원으로부터 청자의 두 귀에 이르는 정보를 포함하고 있는 머리전달함수를 사용한다. 그러나 HRTF의 비개인화적인 특성 때문에 양쪽 귀까지의 거리가 같아지는 혼돈원추상에서는 앞/뒤 방향지각에 대한 혼돈을 주게 됨으로써 입체감을 저하시키게 된다. 이에 본 논문에서는 인간의 청각특성에 따른 여기에너지를 이용하여 앞/뒤 음상정위의 특성을 개선하는 방법을 제안하고자 한다. 서로 대칭되는 각 HRTF의 여기 에너지를 계산하고 각 bark 대역에 따른 에너지의 비율을 추출하는 방식으로써 각 HRTF의 스펙트럼 특성을 부각시키는 방법을 제안하였으며 청감테스트를 통해서 제안한 방식이 기존 방법보다 방향감을 개선시킴을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.141-146
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• 1999

This study aims at establishing an digital signal processing technique to control 3-D sound localization, especially focusing our eyes on the role of information provided by Head-Related Transfer Function(HRTF). In order to clarify the cues to control the auditory distance perception, two conventional models named Hirsch-Tahara model and auditory parallax model were examined. As a result, it was shown that both models have limitations to universally explain the auditory distance perception. Hence, the auditory parallax model was extended so as to apply in broader cases of auditory distance perception. The results of the experiment by simulating HRTFs based on the extented parallax model showed that the cues provided by the new model were almost sufficient to control the perception of auditory distance from an actual sound source located within about 2 m.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.1361-1369
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• 2000

For the implementation of 3D Sound Localization system, the binaural filtering by HRTFs is generally employed. But the HRTF filter is of high order and its coefficients for all directions have to be stored, which imposes a rather large memory requirement. To cope with this, research works have centered on obtaining low dimensional HRTF representations without significant loss of information and synthesizing the original HRTF efficiently, by means of feature extraction methods for multivariate dat including PCA. In these researches, conventional linear PCA was applied to the frequency domain HRTF data and using relatively small number of principal components the original HRTFs could be synthesized in approximation. In this paper we applied neural network based nonlinear PCA model (NLPCA) and the nonlinear PLS repression model (NLPLS) for this low dimensional HRTF modeling and analyze the results in comparison with the PCA. The NLPCA that performs projection of data onto the nonlinear surfaces showed the capability of more efficient HRTF feature extraction than linear PCA and the NLPLS regression model that incorporates the direction information in feature extraction yielded more stable results in synthesizing general HRTFs not included in the model training.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.541-546
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• 1999

자유 공간에서 음원으로부터 사람의 귀로 음향적인 전단 과정을 표현하는 머리전달함수는 사람이 음원의 위치를 판단할 수 있는 중요한 정보를 포함하고 있으며, 이를 이용하여 실질적으로는 존재하지 않는 음원을 근사적으로 생성할 수 있는 입체 음향 시스템을 구현할 수 있다 그러나 개인의 것이 아닌 일반적인 머리전달함수를 사용함으로 인해 앞뒤 판정 오차, 고도 판정 오차와 같은 음상 정위 능력이 저하된다. 이 논문에서는 머리전달함수의 스펙트럼 놋치(notch) 레벌을 증가시켜 수직면상에서의 앞뒤 판정 오차와 고도 판정 오차를 줄였다. 제안된 방법의 성능을 정지된 음원과 움직이는 음원에 대하여 주관 평가를 통해 증명하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.671-676
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• 2006

일반적으로 가상 스피커 구현을 위한 음상정위 방법으로 HRTF(Head Related Transfer Function) DB를 원음에 convolution하는 기법을 사용하게 된다. 그러나 비개인화된 HRTF는 가상 스피커 구현에 있어 사용자에 따라 상/하 또는 앞/뒤 방향에 대해서 혼돈을 가져올 수 있어 정위감을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 상/하, 앞/뒤 정위감을 개선하기 위해 가상 스피커 주변의 HRTF를 그룹화하여 만들어진 새로운 HRTF를 사용한 가상 스피커에 대하여 연구한다. 효과적인 HRTF 그룹화를 위해 필요한 HRTF 개수, 위치 등을 실험을 통해 결정하며, 청감 평가를 수행한다. 생성된 HRTF를 사용한 가상 스피커의 성능 평가 결과, 상/하, 앞/뒤 정위감이 개선됨을 실험을 통해 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제23권1호
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• pp.30-39
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• 2004

본 연구는 3차원 공간상에 있어서의 음상정위를 제어하기 위한 디지털 신호처리 기술, 특히, 음상의 거리정위에 있어서의 머리전달함수 (HRTF)의 역할에 착안한 신호처리 기술을 확립하기 위한 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 논문에서는 청각에 있어서의 거리 지각을 제어하기 위한 중요한 요소를 밝혀내기 위해 기존의 Hirsch-Tahara 모델과 음향적 시차 모델에 대해서 청각 실험을 행했다. 그 결과 이 두 모델에 있어서는 음상의 거리지각을 설명하기에는 한계와 전 방향에 있어서는 적용할 수 없는 문제점이 있었다. 이러한 문제점들을 고려해 본 논문에서는 음향적 시차 모델을 전 방향에 있어서 적용 가능하도록 확장된 음향적 시차 모델을 제안해 그 유효성에 대해 청취 실험을 통해 고찰했다. 그 결과, 본 논문에서 제안한 확장된 음향적 시차 모델을 이용하면 수평면 상의 전 방향에 있어서 약 2m 까지의 범위 내에서는 실제 음원에서 지각할수 있는 거리와 거의 같은 수준으로 음상의 거리를 제어함으로써 본 모델의 유효성을 인간을 대상으로한 청취실험을 통해 증명했다.

• 방송과미디어
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• 제16권4호
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• pp.31-45
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• 2011

사용자가 원하는 3D 사운드 혹은 소리의 공간감을 원하는 대로 재현할 수 있는 오디오 시스템은 오랜 기간 동안 인류가 가지고 싶었던 꿈의 기계였다. 그러나 과연 개인 혹은 사용자가 원하는 3D 사운드라는 것이 무엇이며 어떻게 정의하여야 하는지는 명확하지 않다. 이것은 매우 주관적인 개념일 뿐만 아니라 개인에 따라 다를 수 있으며, 그 평가에 대한 객관적인 방법 또한 존재하지 않는다. 관련된 연구를 살펴보면, 원하는 소리의 파동 전파 자체를 시공간 상에서 물리적으로 재현하는 WFS(Wave Field Synthesis)나 Ambisonics, 또는 머리전달함수(HRTF: Head Related Transfer Function)를 기반으로 한 많은 연구들이 있다. 이렇게 재현된 음장(sound field)을 보면 이들이 인지되고 평가되는 등의 객관화를 위하여는 청취 환경에 따라 그 특성이 바뀌고 동일한 환경에서도 청취자에 따라 다르게 인지되는 근본적인 문제점을 가지고 있다. 음장 재현 방법의 이러한 근본적인 문제는 놀랍게도 과거의 스테레오 시스템에서 볼 수 있는 밸런스 노브(balance knob)로부터 그 해결의 실마리를 찾을 수 있다. 밸런스 노브는 보편적인 최적의 소리를 찾는 대신에 청취자가 원하는 음향 효과를 얻을 때까지 직접적으로 소리를 청취하고, 스스로 조절하여 평가할 수 있는 매개체의 역할을 수행한다. 만일 밸런스 노브와 같이 청취자가 원하는 3D 사운드를 스스로 평가하고 조절하기 위한 방법을 마련할 수 있다면? 즉, 청취자가 시공간적으로 원하는 3D 사운드를 실시간으로 청취하고 변화시킬 수 있는 인터페이스를 구현할 수 있다면? 과연 그러한 것이 어떻게 가능할 수 있는지 체계적인 검토가 이루어질 수 있다면 매우 좋을 것이다. 본 고는 이러한 것을 가능케 할 수 있는 즉, 청취자가 자유 자재로 원하는 음장을 형성할 수 있는 렌더링 기법 및 즉각적인 피드백이 가능한 인터페이스를 소개하고 있다. 인터페이스는 현재까지 오디오 시스템에서 주로 사용되는 주파수 이퀄라이져(frequency equalizer)와 매우 유사한 특징이 있다. 이러한 점을 감안하여 "Spatial Equalizer$^{(R)}$"라는 이름을 붙여 보았다. Spatial Equalizer$^{(R)}$는 공간 상에 하나의 점 또는 다수의 점으로 표시되는 가상 음원을 사용자가 조종하여 원 소리의 공간감을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 공간 상에 다수의 점 음원들의 위치를 변화시키거나 크기를 변화시킴으로써 청취자가 원하는 공간감을 구현할 수 있도록 하고 있다. 중요한 것은 종전의 이퀄라이져와 같이 Spatial Equalizer$^{(R)}$에 의해 형성되는 음장이 어떤 객관적인 척도에 의해서 평가되는 대신 사용자에 의해 직접 주관적으로 평가되고, 선택된다는 점이다.

• 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.