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입체 음향을 스테레오로 서라운드처럼 듣는다

  • 등록 2016.08.31 17:25:16
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저비용, 고품질의 2채널 오디오 시스템 특허출원 증가


스테레오 시스템을 기반으로 한 입체 음향 구현 기술이 꾸준히 개발되면서 관련 특허출원도 증가하고 있다. 특허청에 따르면, 최근 3년간 입체 음향 기술 관련 국내 특허출원은 2013년 342건, 2014년 329건, 2015년 382건으로 총1,053건이 집계됐다. 출원 기술을 오디오 재생 장치 관점에서 구분하면, 두 개의 스피커(2채널)로 출력하는 스테레오 시스템 기술이 393건, 추가적인 스피커(멀티 채널)가 필요한 서라운드 시스템 기술은 243건이었다. 두 가지 기술을 포함한 공통 기술은 417건이었다. 이것은 입체 음향의 표준 규격인 5.1채널 오디오가 대중화된 이후에도 2채널 오디오를 활용해 입체음향을 구현하려는 연구개발이 활발히 이루어졌다는 것을 시사한다.


특허기술 다출원인은 삼성(168건), 프라운호퍼(독일, 116건), 퀄컴(미국, 88건), 돌비(미국, 63건), 한국전자통신연구원(59건) 순으로 나타났다. 뒤이어 국내 대학교(58건)와 중소기업(40건)이 가세하면서 내국인 출원비중은 60% 수준으로 점차 늘어나고 있다.


▲ 국내외 출원인별 출원 현황


특허출원 기술 동향을 살펴보면, 입체 음향 구현 기술은 궁극적으로 3차원 실 공간에서 느끼는 음원의 방향감과 거리감(음장감)을, 스피커를 통해 그대로 재현하기 위한 방향으로 발전했다. 이를 위해 소프트웨어적으로 가상 음원을 출력하는 2채널 방식은 ▲ 더미 헤드를 이용한 바이노럴 레코딩 기술, ▲ 음파의 공간전달함수(RTF, Room Transfer Function)를 적용한 음장모의 기술, ▲ 머리전달함수(HRTF, Head Related Transfer Function)를 써서 360° 전방위에서 가상 음원을 연출하는 인지적 재생 기술 등이 개량 발명되고 있다. 일반인이 저렴하고 간편하게 즐길 수 있는 2채널 방식은 대화형 방송 콘텐츠, 가상현실, 증강현실, 게임, 의료 산업 등에 적합하며, 나아가 난청인을 대상으로 개인별 맞춤형 입체 음향을 제공할 수도 있다. 여기서 공간전달함수는 실제 공간에서 발생된 소리에 대해 특정 위치의 임펄스 응답을 녹음해서 시간축을 주파수축으로 변환한 값을 말하며, 이를 이용하면 녹음된 음원에 공간감을 줄 수 있다. 또한 소리는 인간의 두상과 귀의 형상에 따라 다르게 느껴지는데, 이 소리의 발생 위치를 360도 방위각과 180도 고도각 사이 특정 간격으로 나누고 각각의 위치에서 발생된 소리가 양 귓속에 도달하는 시점의 임펄스 응답을 구한 값이 바로 머리전달함수이다.


스피커를 통해 실질음원을 출력하는 멀티 채널 방식은 ▲ 소리 객체별 분리 녹음기술, ▲ 7.1채널 또는 9.1채널에서 256채널에 이르는 고채널화 기술, ▲ 스피커 배치 기술 ▲ 채널별 특징 파라미터를 이용한 업·다운 믹싱 기술, ▲ 잡음 및 크로스 토크 제거 기술 등이 발명되고 있다. 멀티 채널 방식은 많은 스피커를 요구하므로 고가이고 설치 시 숙련된 전문가가 필요해 영화관, 공연장, 오디오 매니아들 위주로 보급되고 있다. 


김희성 기자 (npnted@hellot.net)






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