KR100280834B1 - Synthesis method of artificial indoor shock response function - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 실내 잔향 효과를 통한 실감나는 음향 신호 재생 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a realistic sound signal reproduction technology through the room reverberation effect.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은 인공적인 잔향을 부가할 때 금속성 음의 발생과 거칠게 들리는 잔향 등의 부자연스러운 현상을 방지하기 위한 인공 실내 충격 응답 함수를 효과적으로 합성하는 기술을 개발하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to develop a technique for effectively synthesizing an artificial indoor shock response function for preventing unnatural phenomena such as the generation of metallic sound and rough sounding reverberation when adding artificial reverberation.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은 인공 실내 충격 응답으로서 시간에 따라 크기가 감소하는 펄스 열(pulse train)을 합성함에 있어서, 펄스 개수의 밀도가 시간에 따라 증가하도록 하고 펄스 간격 설정에 임의성(randomness)을 주는 인공 실내 충격 응답 합성 방법을 개발한다.In the present invention, in synthesizing a pulse train whose magnitude decreases with time as an artificial indoor shock response, an artificial indoor shock that causes the density of the number of pulses to increase with time and gives randomness to the pulse interval setting. Develop a response synthesis method.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 입체음향, 방송, 오락 등에서 음향을 재생할 때에 인공적인 잔향 효과 부가시 이용됨.The present invention is used to add an artificial reverberation effect when reproducing sound in stereophonic sound, broadcasting, entertainment, and the like.

Description

인공 실내 충격 응답 함수의 합성 방법Synthesis method of artificial indoor shock response function

본 발명은 실내 잔향 효과 구현 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공 실내 충격 응답 함수를 소프트웨어적으로 합성하여 원음 신호와의 컨볼류션(convolution)을 통해 실내 잔향 효과를 구현하는 인공 실내 충격 응답 함수 합성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for implementing an indoor reverberation effect, and more particularly, to an artificial indoor shock response function for realizing an indoor reverberation effect through convolution with an original sound signal by synthesizing the artificial indoor shock response function in software. It relates to a method of synthesis.

일반적으로 실내 잔향 효과의 소프트웨어적인 구현은 원음 신호에 실내 충격 응답 함수를 컨볼류션(convolution) 시키거나, 낮은 차수의 잔향 필터를 설계하여 구현함으로써 이룰 수 있었다.In general, the software implementation of the room reverberation effect can be achieved by convoluting the indoor shock response function to the original sound signal or by designing a low order reverberation filter.

실내 충격 응답 함수는 실내를 음향학적으로 모델링하거나 실제 측정을 통해 얻을 수 밖에 없었다. 그러나, 실내를 음향학적 모델링하는 작업은 이론적으로 복잡하고 시간과 노력이 많이 소요되는 어려움이 있었다. 실제 측정 또한 번거로움을 피할 수 없고 측정할 수 있는 실내 공간이 한정된다는 데에 어려움이 있었다.The room shock response function could only be obtained by acoustic modeling of the room or through actual measurements. However, the acoustic modeling of the room is theoretically complicated and time-consuming and difficult. Actual measurement also has been difficult to avoid, and it was difficult to limit the indoor space that can be measured.

또한, 낮은 차수의 잔향 필터를 설계하면 잔향 효과 구현 시간을 줄일 수 있지만 자연스러운 잔향을 얻기 위하여 잔향 필터 구조와 필터 계수 결정을 경험과 시행착오에 의존해야 하기 때문에 필터 설계에 어려움이 있었다. 즉, 낮은 차수의 잔향 필터 설계를 설계할 때에, 잔향 밀도가 충분하지 않으면 잔향효과가 부드럽지 않게 되거나 잔향이 주기적으로 발생하면 금속성 음이 발생하는 등의 부자연스러운 현상들을 방지하기 위한 필터 설계를 경험과 시행착오에 의존해야 하는 어려움이 있었다.In addition, designing a low order reverberation filter can reduce the reverberation time, but it is difficult to design the filter because the reverberation filter structure and filter coefficient determination must be dependent on experience and trial and error to obtain natural reverberation. In other words, when designing a low order reverberation filter design, if the reverberation density is not sufficient, the reverberation effect is not smooth, or the reverberation occurs periodically to prevent unnatural phenomena such as metallic sound. And the difficulty of relying on trial and error.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 실내 충격 응답 함수를 복잡한 실내 모델링이나 직접 측정에 의존하지 않고 간단한 알고리즘으로 인공적으로 합성하여 원음신호에 컨볼류션 시킴으로써 자연스러운 실내 잔향 효과를 소프트웨어적으로 구현하는 데에 있어서, 부드러운 잔향 효과를 얻기 위한 충분한 잔향 밀도를 갖는 인공 실내 충격 응답 함수를 합성하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to naturally reverberate the indoor shock response function by convolving the original sound signal by artificially synthesizing the indoor shock response function with a simple algorithm without resorting to complex indoor modeling or direct measurement. In implementing the effect in software, it is to synthesize an artificial indoor impact response function with sufficient reverberation density to achieve a smooth reverberation effect.

본 발명의 다른 목적은 인공 실내 충격 응답 함수의 합성에 있어서 주기적인 잔향 발생을 방지하여 잔향 구현시 발생할 수 있는 금속성 음을 방지하는 데 있다.Another object of the present invention is to prevent the occurrence of periodic reverberation in the synthesis of the artificial indoor shock response function to prevent metallic sound that may occur when the reverberation is implemented.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 인공 실내 충격 응답 함수 합성 모듈로부터 인공 실내 충격 응답 함수를 합성하고, 상기 인공 실내 충격 응답 함수를 원음 신호에 컨볼류션 시켜 주기성을 갖지 않으면서 잔향 밀도가 시간에 따라 증가하도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above objects, the present invention synthesizes an artificial indoor shock response function from an artificial indoor shock response function synthesizing module, and convolves the artificial indoor shock response function to an original sound signal so that reverberation density is reduced without having periodicity. It is characterized by increasing according to.

또한, 본 발명은 인공 실내 충격 응답 함수 합성 모듈로부터 인공 실내 충격 응답 함수를 합성하고, 상기 인공 실내 충격 응답 함수를 원음 신호에 컨볼류션 시켜 주기성을 갖지 않으면서 잔향 밀도가 시간에 따라 증가하도록 하며, 상기 인공 실내 충격 응답 함수 합성은 합성된 인공 실내 충격 응답 함수가 저장될 배열(h[len]; len은 배열의 길이)을 잡고 배열 값을(h[1]=1, h[n]=0 (n≠1)으로) 초기화 하는 제 1 단계와, 인공 실내 충격 응답 함수 합성 파라미터(nd: 1에서 len 사이의 정수, g1과 g2: 절대값의 크기가 0.5 이하인 실수)들을 결정하는 제 2 단계와, 1과 2nd사이의 랜덤 정수(d)를 발생시키는 제 3 단계와, n+d 번째 배열값 h[n+d]에 g1h[n]을 더해주고, n+2d 번째 배열값 h[n+2d]에 g2h[n]을 더해주는 제 4 단계와, n을 1씩 증가시키면서, n이 배열 길이(len)를 넘을 때까지 상기 제 3 단계부터 반복 수행하여 합성된 인공 실내 충격 응답 함수 배열 h[n]을 얻는 제 4 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체인 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention synthesizes the artificial indoor shock response function from the artificial indoor shock response function synthesis module, by convolving the artificial indoor shock response function to the original sound signal so that the reverberation density increases with time without having a periodicity The artificial indoor shock response function synthesis is obtained by holding an array (h [len]; len is the length of the array) in which the artificial indoor shock response function is to be stored, and setting the array value (h [1] = 1, h [n] = Determine the first step of initializing 0 (n ≠ 1) and the artificial indoor shock response function synthesis parameters (n d : integer between 1 and len, g 1 and g 2 : real number with absolute magnitude less than or equal to 0.5) And a third step of generating a random integer d between 1 and 2n d , adding g 1 h [n] to the n + d th array value h [n + d], and n + 2d the second array value, and a fourth step of the h [n + 2d] for enhanced g 2 h [n], while increasing n by 1, n is greater than the array length (len) To characterized in that the first a computer-readable recording medium recording a program for executing the fourth step of obtaining a repeated artificial room impulse response function array h [n] by performing the synthesis at step 3.

본 발명은 실내 잔향 효과를 소프트웨어적으로 구현하기 위하여 충분한 잔향 밀도와 금속성 음 발생 방지를 위하여 주기성을 갖지 않는 인공 실내 충격 응답 함수를 합성한다.The present invention synthesizes an artificial indoor shock response function that does not have periodicity to prevent sufficient reverberation density and metallic sound generation to implement the room reverberation effect in software.

도 1은 본 발명에 의한 인공 실내 충격 응답 함수 합성 방법을 설명하기 위해 도시한 도면.1 is a view showing for explaining the artificial indoor shock response function synthesis method according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 인공 실내 충격 응답 함수 합성 모듈의 플로우 차트도.Figure 2 is a flow chart of the artificial indoor shock response function synthesis module according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은 본 발명에 의한 인공 실내 충격 응답 함수 합성 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a view for explaining the artificial indoor shock response function synthesis method according to the present invention.

도시된 바와 같이, 인공 실내 충격 응답 함수 합성 모듈(103)로부터 인공 실내 충격 응답 함수(100)를 합성하고, 인공 실내 충격 응답 함수(100)를 원음 신호(101)에 컨볼류션 시킴으로써 실내 잔향 효과가 부가된 신호(102)를 얻는다. 실내 잔향이 부가된 신호(102)를 스피커나 헤드폰에 연결하여 잔향 효과가 부가된 음을 재현할 수 있다.As shown, the indoor reverberation effect by synthesizing the artificial indoor shock response function 100 from the artificial indoor shock response function synthesizing module 103 and convolving the artificial indoor shock response function 100 to the original sound signal 101. Obtain the added signal 102. The reverberation effect sound can be reproduced by connecting a signal 102 having room reverberation to a speaker or a headphone.

이하, 인공 실내 충격 응답 함수 합성 모듈(103)의 구현을 위한 알고리즘을 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an algorithm for implementing the artificial indoor shock response function synthesis module 103 will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명에 의한 인공 실내 충격 응답 함수 합성 모듈의 플로우 챠트도 이다.Figure 2 is a flow chart of the artificial indoor shock response function synthesis module according to the present invention.

먼저, 합성된 인공 실내 충격 응답 함수가 저장될 배열 h[len]을 잡고 배열 값을 h[1]=1, h[n]=0 (n≠1)으로 초기화시킨다(200). 여기서, len은 배열의 길이로 잔향 지속 시간을 의미한다. 잔향 시간(reverberation time)이 T60이고, 음의 표본화 주기(sampling period)가 T 라면 len은 T60/T를 정수화 시킨 값으로 결정된다.First, an array h [len] to which the synthesized indoor shock response function is to be stored is held and the array value is initialized to h [1] = 1 and h [n] = 0 (n ≠ 1) (200). Where len is the length of the array and means the reverberation duration. If the reverberation time is T 60 and the negative sampling period is T, len is determined as the integer T 60 / T.

다음 단계로, 인공 실내 충격 응답 함수 합성 파라미터 nd, g1, g2를 결정한다(201). nd는 1에서 len 사이의 정수이고, g1과 g2는 절대값의 크기가 0.5 이하인 실수이다. nd가 커질수록 잔향이 길게 지속되며, g1과 g2가 클수록 잔향의 강도가 커진다.Next, the artificial indoor shock response function synthesis parameters n d , g 1 , g 2 are determined (201). n d is an integer between 1 and len, and g 1 and g 2 are real numbers with an absolute magnitude less than or equal to 0.5. The larger the n d , the longer the reverberation lasts. The larger the g 1 and g 2 , the greater the intensity of the reverberation.

다음 단계로, 1과 2nd사이의 랜덤 정수 d를 발생시킨다(202).In the next step, and it generates a random integer between 1 and d 2n d (202).

다음 단계로, n+d번째 배열값 h[n+d]에 g1h[n]을 더해주고, n+2d번째 배열값 h[n+2d]에 g2h[n]을 더해준다(203). 물론 배열의 인덱스 n+d나 n+2d가 배열 길이 len을 넘어서면 상기의 과정을 생략한다.The next step, n + d-th array values h [n + d] to g 1 h [n] for more haejugo, n + 2d-th array values h [n + 2d] to g 2 h [n] the adds (203 ). Of course, if the index n + d or n + 2d of the array exceeds the len length, the above process is omitted.

다음 단계로, n을 1씩 증가시키면서(204), n이 배열 길이 len을 넘을 때까지 상기 단계(202)부터 반복하고 나면 합성된 인공 실내 충격 응답 함수 배열 h[n]을 얻는다.As a next step, repeating from step 202 until n exceeds the array length len, increasing n by 1 (204), then a synthesized artificial indoor shock response function array h [n] is obtained.

위와 같은 알고리즘에 의해 얻은 인공 실내 충격 응답 함수는 실내 충격 응답 함수를 이루고 있는 펄스들 사이의 간격이 랜덤하기 때문에, 주기적 잔향으로부터 발생할 수 있는 금속성 음을 방지할 수 있다.The artificial indoor shock response function obtained by the above algorithm has a random interval between pulses constituting the indoor shock response function, thereby preventing metallic sound that may occur from periodic reverberation.

또한, 도 2의 단계(203)에서와 같이 배열의 인덱스를 1에서 증가시켜 가며 각 인덱스에서 한 개의 펄스로부터 두 개의 펄스를 발생시키기 때문에, 배열의 인덱스가 커질수록 펄스의 밀도가 증가한다. 즉, 인덱스가 증가할수록 촘촘한 펄스를 얻을 수 있기 때문에 충분한 잔향 밀도를 통한 부드러운 잔향 효과를 구현할 수 있다.Also, as in step 203 of FIG. 2, since the index of the array is increased from 1 and two pulses are generated from one pulse at each index, the density of the pulse increases as the index of the array increases. In other words, as the index increases, a tighter pulse can be obtained, so that a smooth reverberation effect can be realized through sufficient reverberation density.

이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함으로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above can be variously substituted, modified and changed within the scope without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains and the accompanying drawings. It is not limited to.

상술한 바와 같은 본 발명의 인공 실내 충격 응답 함수 합성에 의한 실내 잔향 효과의 소프트웨어적 구현 방법에 따르면, 주기적 잔향에 의한 금속성 음을 방지하여 자연스러운 잔향 효과를 얻을 수 있다.According to the software implementation method of the room reverberation effect by synthesizing the artificial room shock response function of the present invention as described above, a natural reverberation effect can be obtained by preventing metallic sound caused by periodic reverberation.

또한, 충분한 잔향 밀도를 갖는 인공 실내 충격 응답 함수에 의해 부드러운 잔향 효과를 얻을 수 있다.In addition, a soft reverberation effect can be obtained by an artificial indoor impact response function having a sufficient reverberation density.

Claims (5)

인공 실내 충격 응답 함수 합성 모듈로부터 인공 실내 충격 응답 함수를 합성하고, 상기 인공 실내 충격 응답 함수를 원음 신호에 컨볼류션 시켜 주기성을 갖지 않으면서 잔향 밀도가 시간에 따라 증가하도록 하는 것을 특징으로 하는 인공 실내 충격 응답 함수 합성 방법.Synthesizing the artificial indoor shock response function from the artificial indoor shock response function synthesis module and convolving the artificial indoor shock response function to the original sound signal so that the reverberation density increases with time without having periodicity. Indoor shock response function synthesis method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인공 실내 충격 응답 함수의 소프트웨어적인 합성은, 실내 충격 응답 함수 배열의 인덱스를 증가시켜가며 랜덤 정수를 발생시켜 발생된 랜덤 정수로부터 두 개 이상의 배열값에 영향을 주도록 하는 것을 특징으로 하는 인공 실내 충격 응답 함수 합성 방법.The software synthesis of the artificial indoor shock response function increases the index of the indoor shock response function array and generates a random integer to affect two or more array values from the generated random integer. Response function synthesis method. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 발생된 랜덤 정수로부터 영향을 받는 두 개 이상의 배열값은, 현재의 인덱스로부터 랜덤 정수만큼 떨어진 배열값과 랜덤 정수의 두 배만큼 떨어진 배열값에, 현재 인덱스가 참조하는 배열값과 각각 정해진 이득을 곱한 값을 더해주는 것을 특징으로 하는 인공 실내 충격 응답 함수 합성 방법.The two or more array values affected by the generated random integers have a predetermined value and an array value referenced to the array value referenced by the current index, respectively, to the array value separated by a random integer from the current index and the array value doubled by a random integer. A method for synthesizing an artificial indoor shock response function, comprising adding a multiplication value. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인공 실내 충격 응답 함수 합성은 합성된 인공 실내 충격 응답 함수가 저장될 배열(h[len]; len은 배열의 길이)을 잡고 배열 값을(h[1]=1, h[n]=0 (n≠1)으로) 초기화 하는 제 1 단계와,The artificial indoor shock response function synthesis is obtained by holding an array (h [len]; len is the length of the array) in which the artificial artificial shock response function is to be stored, and setting the array value (h [1] = 1, h [n] = 0. (n ≠ 1) the first step of initialization, 인공 실내 충격 응답 함수 합성 파라미터(nd: 1에서 len 사이의 정수, g1과 g2: 절대값의 크기가 0.5 이하인 실수)들을 결정하는 제 2 단계와,A second step of determining artificial indoor shock response function synthesis parameters (n d : integer between 1 and len, g 1 and g 2 : real number with absolute magnitude less than or equal to 0.5), 1과 2nd사이의 랜덤 정수(d)를 발생시키는 제 3 단계와,A third step of generating a random integer d between 1 and 2n d , n+d 번째 배열값 h[n+d]에 g1h[n]을 더해주고, n+2d 번째 배열값 h[n+2d]에 g2h[n]을 더해주는 제 4 단계와,and n + d-th array values h [n + d] to g 1 h [n] haejugo more, n + 2d-th value of the array h [n + 2d] Step 4 adds the g 2 h [n] to the, n을 1씩 증가시키면서, n이 배열 길이(len)를 넘을 때까지 상기 제 3 단계부터 반복 수행하여 합성된 인공 실내 충격 응답 함수 배열 h[n]을 얻는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인공 실내 충격 응답 함수 합성 방법.and a fourth step of obtaining a synthesized artificial shock response function array h [n] by repeating the above step from the third step until n is increased by 1, while n exceeds the array length len. Artificial indoor shock response function synthesis method. 인공 실내 충격 응답 함수 합성 모듈로부터 인공 실내 충격 응답 함수를 합성하고, 상기 인공 실내 충격 응답 함수를 원음 신호에 컨볼류션 시켜 주기성을 갖지 않으면서 잔향 밀도가 시간에 따라 증가하도록 하며, 상기 인공 실내 충격 응답 함수 합성은 합성된 인공 실내 충격 응답 함수가 저장될 배열(h[len]; len은 배열의 길이)을 잡고 배열 값을(h[1]=1, h[n]=0 (n≠1)으로) 초기화 하는 제 1 단계와,Synthesizing the artificial indoor shock response function from the artificial indoor shock response function synthesizing module and convolving the artificial indoor shock response function to the original sound signal so that the reverberation density increases with time without having periodicity, and the artificial indoor shock Response function synthesis takes the array (h [len]; len is the length of the array) where the synthesized artificial indoor shock response function is to be stored and sets the array value (h [1] = 1, h [n] = 0 (n ≠ 1 The first step to initialize) 인공 실내 충격 응답 함수 합성 파라미터(nd: 1에서 len 사이의 정수, g1과 g2: 절대값의 크기가 0.5 이하인 실수)들을 결정하는 제 2 단계와,A second step of determining artificial indoor shock response function synthesis parameters (n d : integer between 1 and len, g 1 and g 2 : real number with absolute magnitude less than or equal to 0.5), 1과 2nd사이의 랜덤 정수(d)를 발생시키는 제 3 단계와,A third step of generating a random integer d between 1 and 2n d , n+d 번째 배열값 h[n+d]에 g1h[n]을 더해주고, n+2d 번째 배열값 h[n+2d]에 g2h[n]을 더해주는 제 4 단계와,and n + d-th array values h [n + d] to g 1 h [n] haejugo more, n + 2d-th value of the array h [n + 2d] Step 4 adds the g 2 h [n] to the, n을 1씩 증가시키면서, n이 배열 길이(len)를 넘을 때까지 상기 제 3 단계부터 반복 수행하여 합성된 인공 실내 충격 응답 함수 배열 h[n]을 얻는 제 4 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.The program for executing the fourth step of obtaining the synthesized artificial indoor shock response function array h [n] by repeating from the third step until n exceeds the array length len by increasing n by 1 is recorded. Computer-readable recording media.
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