Non-uniform Linear Microphone Array Based Source Separation for Conversion from Channel-based to Object-based Audio Content
Chan Jun Chun, Hong Kook Kim · Journal of Broadcast Engineering · 2016
오늘날 UHDTV (Ultra-High-Definition TV) 시대에 사용될 멀티미디어 부호화기로 MPEG-H에 대한 표준화가 진행되고 있다. 향후 방송용 오디오 콘텐츠는 채널 기반 오디오 콘텐츠에서 진화하여 객체 기반 오디오 콘텐츠까지도 포함하게 될 예정이다. 이에 따라, 채널 기반 오디오 콘텐츠의 객체 기반 오디오 콘텐츠로의 유기적인 변환이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 이러한 유기적인 변환을 실현 가능하게 할 수 있는 비균등 선형 마이크로폰 어레이 기반의 음원분리 기법을 제안한다. 제안된 기법은 주어진 어레이 배치에 따라 채널간의 시간차를 분석하고, 분석된 시간차에 따라 주파수별로 특정 방위각에 위치한 입력 오디오 신호의 spectral magnitude를 예측한다. 이후, azimuth와 width 파라메타를 조정함으로써 객체 오디오 생성을 위한 음원을 분리한다. 제안된 음원분리 기법의 성능을 평가하기 위하여 객관적 음원분리 지표 및 분리정확도를 측정하였고, 최소 분산 무손실 응답 빔형성기와 독립 성분 분석 기법 등 기존 음원분리 기법과의 그 성능을 비교하였다. 비교 결과, 제안된 기법이 기존 음원분리 기법들에 비하여 우수한 음원분리 성능을 보이는 것을 알 수 있었다. Recently, MPEG-H has been standardizing for a multimedia coder in UHDTV (Ultra-High-Definition TV). Thus, the demand for not only channel-based audio contents but also object-based audio contents is more increasing, which results in developing a new technique of converting channel-based audio contents to object-based ones. In this paper, a non-uniform linear microphone array based source separation method is proposed for realizing such conversion. The proposed method first analyzes the arrival time differences of input audio sources to each of the microphones, and the spectral magnitudes of each sound source are estimated at the horizontal directions based on the analyzed time differences. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed method, objective performance measures of the proposed method are compared with those of conventional methods such as an MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) beamformer and an ICA (Independent Component Analysis) method. As a result, it is shown that the proposed separation method has better separation performance than the conventional separation methods.