다채널 스피커 환경에서 가상 음원을 생성하기 위한 레벨 패닝 알고리즘

Abstract

본 논문에서는 다채널 스피커를 사용하는 음향 시스템에서의 가상 음원 생성 알고리즘을 제안하고 있다. 영상 신호의 표준은 보다 높은 해상도와 더 넓은 시야각을 제공하는 HD급이나 그 이상의 UHD급 등의 규격이 점차 상용화되고 있다. 그에 따라 음향 신호 또한 더 넓어진 음향 공간에서의 효과적인 음원 생성에 대한 필요성이 증가하고 있다. 기존의 스테레오 스피커 시스템으로는 원하는 사운드 효과를 재생하는데 한계를 가질 수밖에 없기 때문에, 여러 개의 스피커를 사용한 다양한 배치의 다채널 스피커 시스템이 제안되고 있다. 그러나 다수의 스피커를 사용한 시스템에서 기존의 사운드 패닝 알고리즘과 같은 가상 음원 생성 기술을 그대로 적용할 경우, 불연속적인 방향성 문제나 음색 열하 등의 또다른 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 임의의 배치의 다채널 스피커 시스템에서 적용 가능한 벡터 기반의 가상 음원 생성 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 벡터 기반의 게인 조절 함수를 이용하여 음원의 방향감을 쉽고 효과적으로 생성할 수 있으며, 대칭 혹은 비대칭의 다채널 스피커 배치에 대해서 모두 적용 가능하다. 기존에 잘 알려진 VBAP와 MDAP의 레벨 패닝 방법과 의 청취 비교 실험을 통하여 보다 정확한 패닝 성능을 유지할 수 있는 것으로 확인되었다. In this paper, we proposes the virtual sound source panning algorithm in the multichannel system. Recently, High-definition (HD) and Ultrahigh-definition (UHD) video formats are accepted for the multimedia applications and they provide the high-quality resolution pixels and the wider view angle. The audio format also needs to generate the wider sound field and more immersive sound effects. However, the conventional stereo system cannot satisfy the desired sound quality in the latest multimedia system. Therefore, the various multichannel systems that can make more improved sound field generation are proposed. In the mutichannel system, the conventional panning algorithms have acoustic problems about directivity and timbre of the virtual sound source. To solve these problems in the arbitrary positioned multichannel loudspeaker system, we proposed the virtual sound source panning algorithm using multiple vectors base nonnegative amplitude panning gains. The proposed algorithm can be easily controlled by the gain control function to generate an accurate localization of the virtual sound source and also it is available for the both symmetric and asymmetric loudspeakers format. Its performance of sound localization is evaluated by subjective tests comparing with conventional amplitude panning algorithms, e.g. VBAP and MDAP, in the symmetric and asymmetric formats.