In rendering a virtual sound, an adaptive inverse filtering is needed for crosstalk cancellation. Although various adaptive filtering algorithms have been proposed for crosstalk cancellation, few have been effective. The least-mean square (LMS) algorithm is known to be accurate, but it has a slow convergence rate, especially for colored inputs. In the past, perceptual characteristics of human auditory system have not been considered. In this paper, we present a novel crosstalk cancellation for fixed speaker-based spatial audio rendering using psychoacoustic model. The performance of crosstalk cancellations is evaluated according to parts of output. The performance of crosstalk cancellation of one part is evaluated by the mean-squared error between filtered output and desired output. The performance of crosstalk cancellation of the other part is evaluated by comparing filtered output to masking threshold of other part signal. Experimental results show that the proposed crosstalk canceller converges faster than previous method and the proposed crosstalk canceller outperforms previous method in perceptual.
멀티미디어 시장의 급속한 팽창과 이에 따른 오디오 기술 응용분야의 확대로 현장감 있는 음향을 체험할 수 있는 입체 음향 기술에 대한 요구가 증가하고 있다. 여러 음향 시스템 중에서 가장 간단하게는 하나의 음원으로 부터 나오는 시스템을 생각할 수 있다. 하지만 이런 시스템에서는 입체적인 음향 특성을 기대하기는 어렵다. 반면에 2개의 음원으로부터 나오는 시스템으로부터는 훨씬 나은 입체적인 음향 특성을 기대할 수 있다. 그리고 사람은 2개의 귀를 가지고 있기 때문에 양쪽 귀에 들어가는 소리를 각각 조절하기 위해서는 최소한 2개의 음원으로부터 나오는 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 2개의 스피커를 가지고 stereophonic sound를 재생할 때 생기는 간섭을 제거하는 문제를 다루었다.
기존에 LMS 적응 필터를 가지고 구현된 간섭 제거기는 다른 적응 필터에 비해서 비교적 정확한 수렴 성능을 가지고 있지만 수렴 속도 면에서는 느린 성능을 가지고 있다. 특히 colored 입력 신호에 대해서는 더욱 느려지는 성능을 가지고 있다. 간섭 제거기의 궁극적인 목적이 실제 음악 또는 영화를 재생하는 데 사용되는 점을 생각해 보면 LMS 적응 필터를 가지고 구현된 간섭 제거기는 한계가 있다. 또한 이는 수학적인 전개에 의해 구현된 방법으로써 사람의 귀가 가지고 있는 perceptual 특성을 고려하지 않았다. 본 논문에서는 LMS 적응 필터를 이용한 간섭 제거기가 적응이 될 때 사람의 귀가 가지고 있는 perceptual 특성을 고려해서 좀더 정확하고 빠르게 적응하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 우선 청취자의 양쪽 귀에 들어오는 출력을 각각 간섭 성분과 간섭 성분이 아닌 부분으로 나눈다. 보통 간섭 성분은 적응을 통해서 0으로 수렴하게 되고 간섭 성분이 아닌 부분은 입력의 delay된 신호로 수렴하게 된다. 하나의 적응 필터는 한쪽 귀에는 간섭 성분이 아닌 부분의 적응에 관여하고 다른 한쪽 귀에는 간섭 성분이 0으로 적응하는 데 동시에 관여하기 때문에 두 부분을 각각 적응할 때 보다는 mean-squared error가 더 크게 된다. 하지만 실시간에서는 각각 적응하는 것이 불가능하기 때문에 본 논문에서는 간섭 성분의 주파수 성분 중에서 간섭 성분이 아닌 부분의 신호에 의해 masking이 되는 부분에 대해서는 결과적으로 수학적인 오차는 있지만 청취자 귀에는 들리지 않으므로 간섭 성분이 아닌 부분의 적응에 좀 더 치중하는 방법을 제안하였다. 이는 기존의 방법에 비해서 간섭 성분이 아닌 부분의 mean-squared error를 줄이고 수렴 속도를 향상시키는 결과를 가져왔다. 또, 이와 같은 결과가 합리적이기 위해서 간섭 성분들이 간섭 성분이 아닌 부분에 의해 masking 됨을 실험적으로 확인하였다.
