Shanks 변환을 이용한 좌표계 이동시의 입체 음향 재현 기법

Abstract

최근 VR 과 AR 기술의 발전에 따라 입체 음향 재현 기술의 필요성이 커지고 있다. 대표적인 입체 음향 재현 기술로 앰비소닉을 들 수 있는데, 이 기술은 3D의 경우 구형 조화 함수를, 2D의 경우에는 원통형 조화 함수를 이용하여 음장을 표현한다. 이때 마이크를 음향 재현 중심을 기준으로 배치해야 하지만, 그럴 수 없을 경우 마이크를 음향 재현 중심에서 떨어진 곳에 배치해야 한다. 이와 같은 상황에서, 음향 재현 중심에서 떨어진 곳에서 취득된 신호를 이용해 음향 재현 중심의 음장을 예측하는 문제에 대해 다루었다. 이를 위해 앰비소닉 신호의 좌표계 이동이 필요하게 되는데, 좌표계 이동식은 복잡한 형태의 무한 급수로 이루어져있다. 실제 상황에서 무한 급수를 사용할 수 없기 때문에 유한한 급수의 합으로 표한하면 절단 오차가 발생하고, 이는 정확한 음장의 표현을 할 수 없게 만든다.

본 연구는 복수의 원형 배열 마이크로폰을 이용한 조화 함수의 좌표계 이동에 대해 다루었으며, Shanks 변환을 사용해 절단 오차를 줄인 더 정확한 음장 예측 방법을 제시한다. 시뮬레이션을 통해 2D 공간에서 이동된 좌표계에서의 조화 함수 계수 및 음압의 정확도가 기존의 방법보다 훨씬 개선되는 것을 확인하였다.