International journal of advanced smart convergence
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제5권4호
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pp.21-25
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2016
Recent development in multi-channel surround is emerging in various formats to provide better stereoscopic and sound effects to consumers in recent broadcasting. The ability sound localize the sound sources in space is most considerable design factor on multi-channel surround system for human earing perception model. However, this paper propose the change of the sound localization according to the spacing of the speakers, which is not covered in the existing research focus on sound system design. Presently the sound system uses the position and number of the speakers to localize the sound. In the multi-channel surround environment, the proposed design uses the sound localization is caused by the directional characteristics of the speaker, the distance between the speakers and the distance between the listener and the speaker according to the directivity is required. The proposed design is simulated using virtual measurement with MATLAB simulation environment and performances are measured.
최근 국제 표준으로 등록된 MPEG의 다채널 오디오 코딩 기술인 MPEG Surround에 대해 소개한다. 이 오디오 표준은 멀티채널 신호를 다운믹스하여 모노나 스테레오 신호를 생성하고 동시에 공간 파라미터를 추출하는 방법을 이용하여 부호화 과정을 수행한다. 복호화 과정에서는 다운믹스 신호와 공간 파라미터들을 사용하여 다채널 신호를 생성하는데, 다운믹스 신호는 AAC나 MP3등 일반 오디오 코딩 방법에 의해 부호화하며 공간 파라미터들도 매우 낮은 정보량을 사용하기 때문에 전체적으로 매우 적은 비트율을 사용하여 고음질의 신호를 생성할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 공간 파라미터들을 무시할 경우 휴대용 오디오 재생 기기에서 다운믹스 신호를 재생할 수 있으므로 기존 코딩 방법에 대해 역방향 호환성을 가진다. 본 논문의 1부에서는 MPEG Surround의 기본 구조에 대해 소개하고, 이어지는 2부에서는 헤드폰이나 이어폰을 이용하여 가상의 5.1 채널을 지원하는 바이노럴 모드를 포함해 다양한 모드와 툴들에 대해 소개한다. 여러 회사와 기관들에 의해 수행된 청취 평가의 결과도 함께 보이고 있다.
MPEG Surround is an audio coding technology that represents multi-channel audio signal with downmixed audio signal(s) and very low bitrate side information based on Binaural Cue Coding. The side information consists of Inter-Channel Level Difference, Inter-Channel Correlation, and payloads. These two parameters are correspondent to the well-known spatial parameters in psycho-acoustics, Inter-aural Level Difference (ILD) and Inter-Aural Cross Correlation (IACC). Though ICLD is to provide perceptually equivalent ILD to the listener, however, the ILD of the original multi-channel audio signal and that of the MPEG Surround encoded signal was different. The difference between two ILD values is defined as ILD Distortion (ILDD). This paper provides how ILDD can be applied to enhance sound quality in MPEG Surround and how much ILDD is decreased.
Use of the 5.1 channel audio signals suitable for the television system is improper for the radio broadcasting system, which uses the stereo audio system. Therefore, it is necessary to develop an audio down-mixer to convert 5.1 multi-channel audio signals to stereo signals for radio broadcasting. In this paper, a development of an audio down-mixer was carried out to convert 5.1 multi-channel audio signals to stereo signals. The down-mixer which was developed can use the audio signals separated from video signals, including sound signals or individual signals provided from 3-channel AES/EBU signals including Left(L), Right(R), Left Surround(Ls), Right Surround(Rs), Center(C) and Low Frequency Effect(Lfe) sounds as mixer inputs.
본 논문에서는 MPEG Surround의 다양한 모드들과 툴들에 대해서 소개한다. MPEG Surround바이노럴 모드의 경우 HRTFs (Head-Related transfer Functions)를 이용하여 가상의 5.1 채널을 지원하기 때문에 휴대용 오디오 기기에서 헤드폰이나 이어폰을 이용하여 재생할 수 있다. 또한, MPEG Surround는 부가 정보 없이 스테레오 채널을 5.1 채널을 지원하는 Enhanced Matrix 모드, 기존의 3D 코딩 신호에 적용할 수 있는 3D 스테레오 모드, 복호화 과정에서 연산량을 크게 줄일 수 있는 저전력 (Low Power)버전 등을 지원한다. 이 외에도, MPEG Surround는 아티스틱 다운믹스 신호에 대해 적용하는 Arbitrary Downmix Gain (ADG)툴, 기존의 행렬 근거 방법들에 의한 다운믹스 신호에 적용되는 행렬 호환성 (Matrix Compatibility)툴, 고비트율을 사용할 수 있을 때 적용되는 잔차 신호 코딩 (Residual Coding)툴, 박수 소리 등 특정 신호에 대해 사용될 수 있는 GES (Guided Envelope Shaping)툴 등을 지원한다. 중요한 모드 및 툴들에 대해 여러 기관에 의해 수행된 청취 평가의 결과도 함께 보이고 있다.
본 논문에서는 다시점 방송 서비스(multi-view broadcasting service)를 위한 사용자 위치추적 기반 다채널 오디오 패닝 시스템을 제안한다. 다시점 방송이란 각기 다른 시점에 해당하는 카메라들을 이용하여 촬영한 영상을 렌더링 해주는 방송 서비스이며 다채널 오디오 패닝 기법은 이러한 다시점 방송의 실감효과를 증대시키기 위한 오디오 렌더링에 필요한 기술이다. 이런 실감 오디오 기술을 다시점 방송 서비스에 적용하기 위해서 사용자의 시점정보를 얻을 수 있는 사용자 추적 기술 역시 필요하다. 이를 위해서 본 논문에서 제안한 기술은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째로, 초음파 위성 및 수신기를 이용하는 사용자 추적 기술을 제안한다. 제안한 사용자 추적 기술을 이용해 약 10 mm 근방의 높은 해상도와 약 0.15초의 빠른 간격으로 사용자의 위치정보를 얻을 수 있었다. 둘째로, 공간 파라메터 기반 다채널 오디오 패닝 기술을 제안한다. 제안한 오디오 패닝 기법은 MPEG Surround로 압축된 오디오에 대해 MPEG Surround의 공간 파라메터를 이용하여 복호화 시 패닝된 오디오를 얻는 방법이다. 제안된 방법의 성능을 평가하기위해 음질 측면과 음상 정위 측면에서 성능을 평가하였다. 음질 측정은 MUSHRA 방법으로 이루어졌으며, 제안된 방식은 약 90점에 해당하는 MUSHRA점수로 평가되었다. 또한, 음상 정위 성능은 더미헤드를 이용하여 각 패닝 오디오에 대한 각도별 주파수응답을 측정하여 방사패턴을 분석하였다. 그 결과 본 논문에서 제안된 방식은 기존 파라메터 기반 오디오 패닝 방식에 비해 향상된 음질을 보임과 동시에 음상이 올바른 위치에 정위됨을 보일 수 있었다. 마지막으로 제안된 사용자 추적 기법 및 오디오 패닝 기법을 다시점 영상 재생 시스템과 결합시킴으로써, 사용자 추적 기반 다시점 방송 시스템의 프로토타입을 구현하였다.
Kim, Kwang-Ki;Beack, Seung-Kwon;Seo, Jeong-Il;Jang, Dae-Young;Hahn, Min-Soo
ETRI Journal
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제29권1호
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pp.99-102
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2007
The channel level difference (CLD) is a main parameter in the reference model 0 (RM0) for MPEG Surround. Nevertheless, the CLD quantization method in the RM0 has problems such as the lack of theoretical background and inappropriate quantization levels. In this letter, a new CLD quantization method is proposed based on the virtual source location information which has strength in the quantization process. From experimental results, it is confirmed that the proposed scheme greatly reduces the quantization distortions measured in dB and degrees without any additional complexity.
MPEG4 High Efficiency Advanced Audio Coding (HE-AAC) and MPEG Surround are one of the most efficient combinations for low bit rate multi-channel audio coding. Based on the fact that these two codecs have identical quadrature mirror filter (QMF) analysis and synthesis structures, we propose a dual-domain connection scheme for the codecs. Specifically two time-domain connection methods are analyzed and compared to the QMF subband-domain connection method. Experimental results show that both the time-domain connection methods cause no subjective sound quality degradation compared to the QMF subband-domain connection method, which verifies that one can select either of them depending on application scenarios.
In this paper, we propose a virtual sound localization algorithm which improves the sound localization accuracy and sound color preservation for two channel and multi-channel surround speaker layouts. In conventional CPP laws, the sound direction is different from the panning angle and the sound color is different from real sound source especially when the speakers are spread out widely. To overcome this drawback, we design a virtual sound localization algorithm using directional psychoacoustic criteria (DPC) and sound color compensator (SCC). The analysis results show that in the case of the proposed system, the sound direction is the same as the panning angle in the audible frequency range and the sound color is less deviated from a real sound source than the conventional CPP law. In addition, its performance is verified by means of subjective tests using a real sound source.
최근 스마트폰이 급격하게 보급되면서 1인 1스마트폰 시대가 열렸다. 이에 스마트 TV를 이용할 때 스마트폰을 활용하여 기능을 더욱 향상시키는 기술이 주목받고 있다. 해당 프로젝트에서는 스마트 TV의 영상을 시청하고자 할 때 홈시어터 등의 장비 대신 스마트폰을 활용하고자한다. TV의 기본 2채널 스피커가 아닌 5.1 채널을 구축하고 다채널 서라운드를 지원하여 더욱 풍부한 음향이 제공되는 환경에서 스마트 TV의 영상을 관람 가능한 시스템을 구현하였다. 스마트 TV 1대와 스마트폰 3대를 이용하여 구축하였고, AllShare Framework를 통하여 디바이스 간 연결을 하고, FFmpeg과 Chord SDK로 사운드 채널 분리 및 디바이스 사운드 동기화 처리를 통하여 출력 딜레이를 최소화한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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