실감음향 서비스를 위한 초다채널 오디오 부호화에 관한 연구
A Study on Ultra Multi-channel Audio Coding for Realistic Audio Services
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초록
3D 영화나 UHD 방송과 같은 실감나는 고화질 비디오의 출현과 함께 이를 뒷받침하는 현실감 넘치는 사운드를 재생하기 위한 초다채널 오디오 신호 기반의 실감 음향 서비스는 필수적이다. 일반적으로 초다채널 오디오 신호는 10.2에서 22.2 이상의 채널 수를 가지므로 처리해야 될 데이터 양이 매우 크기 때문에 유/무선 네트워크나 통신환경에서 실감음향 서비스가 가능하도록 만들기 위해서는 초다채널 오디오 신호를 효율적으로 부호화하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 10.2 채널 이상의 초다채널 오디오 신호를 낮은 비트율과 복잡도를 가지고 처리하기 위한 재생 공간 분할 기반의 초다채널 오디오 부호하 방법을 제안한다. 제안된 방법은 5.1 채널 재생 환경과 MPEG Surround나 SSLCC 같은 다채널 오디오 부호화기의 사용을 고려하여 고안되었으며, 입력된 초다채널 신호를 Center, Left Front, Left Back, Right Front, Right Back의 5개 공간으로 나눠 각 공간별로 부호화를 수행한다. 공간별로 하나의 다운믹스 신호와 원신호 복원을 위한 파워비 파라미터를 추출하고, 5개의 다운믹스 신호는 다시 기존의 다채널 오디오 부호화기에 의해서 부호화함으로써 초다채널 오디오 신호를 효율적으로 부호화 할 수 있다. 검증을 위해 제안된 초다채널 오디오 부호화기를 구현하였으며, 200 kbps 미만의 낮은 비트율로 10.2 채널 오디오 신호를 부호화할 수 있음을 확인하였다. 제안된 초다채널 오디오 부호화기는 비트율과 복잡도의 최소화에 초점을 맞춰서 구현된 것으로 복원된 신호의 음질의 열화를 피할 수 없기 때문에 가변 서브밴드 처리나 잔차신호 적용 등과 같은 음질 향상 방안에 관한 연구는 향후 과제로 남아있다.
Abstract
Realistic audio services based on ultra multi-channel audio signals are indispensable for realistic high quality video such as 3D movies and UHD broadcasting. Generally, since the ultra multi-channel audio signals to be more than 10.2 channels has very high data rate, an efficient ultra multi-channel audio coding method is required to enable the realistic audio services in a wired/wireless network or communication environment. In this paper, we propose the ultra multi-channel audio coding based on space division of more than 10.2 channels playback layout for efficiently handling the ultra multi-channel audio signals with low bit rate and complexity. The proposed method is originated by considering the conventional 5.1 channel playback system and the usage of the multi-channel audio coder such as MPEG Surround or SSLCC. Input ultra multi-channel audio signals are divided into five spaces such as Center, Left Front, Left Back, Right Front, and Right Back and allocated signals to each space are independently encoded. One down-mix and power ratio parameters for each space are extracted through the encoding process and five down-mix signals from each space are coded by the conventional multi-channel audio coding. We implemented a simple ultra multi-channel audio coder adopting the down-mixing and the power ratio of the audio signal to check the feasibility of the proposed method and we confirmed that the proposed ultra multi-channel audio coding has low bit-rate to be less than 200 kbps for 10.2 channel audio signals. Since the proposed method focused on low bit-rate and complexity and it may be suffered from the degradation of sound quality, researches on the improvement of sound quality using a variable subband and a residual signal processing remain as future works.
참고문헌 (15)
- T. Holman, "The history and future of DSPs in consumer audio equipment-Part II:emerging areas and the future", ICCE2008 (2008)
- K. Hamasaki, "5.1 and 22.2 multichannel sound productions using an integrated surround sound panning system", 2005 NAB BEC Proceedings (2005)
- Y. Lee, "Virtual height speaker rendering for Samsung 10.2-channel vertical surround system", 131st AES Convention (2011)
- D. Jang, "Present and future of UHD sound technology", Korea Society Broadcast Engineers Magazine, 17(5), pp.47~59 (2012)
- Herre, J., "MPEG-H 3D audio-the new standard for coding of immersive spatial audio", IEEE Journal of selected topics in signal processing, 9(5), pp.770~779 (2015)
- "ISO", IEC 23008-3:2015, MPEG-H (High efficiency coding and media deliver in heterogeneous environments), Part 3: 3D Audio, 2015
- M. Neuendorf, "The ISO", MPEG unified speech and audio coding standard-consistent high quality for all content types and at all bit rates, 2013, pp.61(12), 956~977
- "ISO", IEC 23003-3:2012, Information Technology-MPEG Audio Technologies-Part 3: Unified Speech and Audio Coding, 2012
- J. Herre, "The reference model architechture for MPEG spatial audio coding", Proceedings of the 118th AES Convention (2005)
- "ISO", IEC 23003-1:2007, Information technology-MPEG audio technologies-part 1:MPEG surround, 2007
- H. Moon, "A multi-channel audio compression method with virtual source location information for MPEG-4 SAC", IEEE Transactions on Consumer Electronics, 51(4), pp.1253~1259 (2005)
- 백승권, "Angle-Based Virtual Source Location Representation for Spatial Audio Coding", ETRI Journal, 28(2), pp.219~222 (2006), 한국전자통신연구원
- 김광기, "Improved Channel Level Difference Quantization for Spatial Audio Coding", ETRI Journal, 29(1), pp.99~102 (2007), 한국전자통신연구원
- F. Baumgarte, "Binaural cue coding—part I: psychoacoustic fundamentals and design principles", IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, 11(6), pp.509~519 (2003)
- Zwicker, Eberhard, "Psychoacoustics: Facts and models, Vol. 2" (1999), Springer