KR100186563B1 - 음향신호 판별방법 - Google Patents

Abstract

방송신호 또는 복합 비디오신호에 포함되어 수신되는 음향신호의 특성을 판별하는 방법에 관한 것으로, 수신된 방송신호 또는 복합 비디오신호로 부터 왼쪽음과 오른쪽음의 신호를 추출하여 이들 두신호에 대한 각각의 에너지값과 이들을 합성한 에너지값을 구하고, 이들을 상호 비교하여 모노음향 또는 스테레오음향으로 판단하는 방법을 제공한 것이다.

Description

음향신호 판별방법

본 발명은 방송신호 또는 복합 비디오신호에 포함되어 수신되는 음향신호의 특성을 판별하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 음향을 발생시키는 시스템은 스피커를 통해 모노음향과 입체(스테레오)음향을 선택적으로 출력시키는데, 원천적으로 음장부를 거치기 전에 발생된 오디오신호는 모노와 입체 오디오신호로 분리된다.

이와 같은 상기 오디오신호가 RF 방송신호 또는 복합 비디오신호에 포함되어 시스템에 수신되면 이 오디오신호가 모노 또는 스테레오 형태인지를 판별하여 해당하는 처리를 수행한다.

종래기술에 따르면, 시스템에 입력되는 오디오신호에 대한 모노/스테레오를 판단하는 가장 간단한 방법은 단순히 왼쪽음(L) 신호와 오른쪽음(R) 신호 사이의 레벨차이 만을 비교하여 음향의 조건(모노/스테레오)을 판별한다.

즉, 상기 왼쪽음(L) 신호와 오른쪽음(R) 신호의 레벨을 감산하여 차신호(L-R)를 구하고, 이 차신호의 크기를 다단계의 기준값과 비교하여 이에 해당하는 음향이 모노 음향인지, 스테레오 음향인지를 판단한다.

이때, 상기 두 신호의 레벨이 작을 경우는 어떤 신호라도 이에 대한 차신호값이 비교되지 않기 때문에 거의 모노 음향으로 판단하고, 상기 두 신호가 일정 시간차를 두고 입력되는 모노 음향신호인 경우에는 시간차를 고려하지 않아 오히려 강한 스테레오성향의 차신호로 판단하여 스테레오음향으로 인지한다.

또한, 다른 방법으로는 왼쪽음 신호와 오른쪽음 신호 사이의 상호 상관함수(Cross Correlation)를 구하는 방법으로써 입력되는 상기 두 신호 사이의 상관도를 구하여 구별한다.

즉, Z(k) = ∑L(1)*R(1-m)의 과정을 이용하여 구한 Z(k)값을 특정의 기준값과 비교하고, 그 결과로 입력신호의 모노/스테레오를 판단한다.

예를 들어 도1에 도시된 바와 같이, 상호 상관도(Cross Correlation)를 이용하는 방법은 두 신호중 어느 한 신호를 그 신호의 구간만큼 시간 축 상에서 이동(Shift)시키면서 두신호 사이의 적분값을 구하고, 이때 서로 겹쳐지는 시간에서의 상호 상관도(Correlation)는 음영부(Shade Area)에서 매우 높게 나타난다.

이와 같은 방법을 오디오 시스템의 음장부 전처리에 적용시키면 왼쪽음과 오른쪽음의 두신호 사이에서 산술된 상관도를 구하여 임의의 기준값보다 큰지를 비교하고, 이의 결과에 따라 현재 수신된 오디오신호가 모노 또는 스테레오 신호음임을 판단하다.

종래기술에 따른 상관도에 의한 판별방법은 왼쪽음과 오른쪽음 두신호를 저장하는 메모리를 각각 갖고 두신호의 이전 데이터를 저장하여야 하기 때문에 원가 상승의 요인이 되며, 두신호의 레벨차를 구하여 판별하는 방법은 신호의 세기가 큰 경우와 작은 경우 잘못판단하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 좌, 우의 음신호에 대한 에너지를 구하여 모노 및 스테레오 음향을 보다 정확하게 판별할 수 있는 음향 신호 판별방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도1a 내지 도1d는 종래기술에 따른 음향신호 판별방법을 설명하는 그래프

도2는 본 발명에 따른 음향신호의 에너지를 산출하는 다이어그램

도3은 본 발명에 따른 음향신호 판별방법을 나타낸 플로우 차트

본 발명에 따른 음향신호 판별방법은 좌, 우 음향신호를 수신하여 음향신호를 판별하는 방법에 있어서, 상기 좌, 우 음향신호를 다수의 에너지로 산출하는 단계, 상기 에너지로 음향신호의 유, 무를 판단하는 단계, 상기 좌, 우 음향의 에너지를 비교하고, 복합에너지와 에너지 합성치를 비교하여 모노 또는 스테레오음향으로 판별하는 단계를 포함하여 이루어지는 특징이 있다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 음향신호 판별방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2은 본 발명에 따른 음향신호의 에너지를 산출하는 다이어그램이고, 도3는 본 발명에 따른 음향신호 판별방법을 나타낸 플로우 차트이다.

본 발명에 따른 개념은 수신된 방송신호 또는 복합 비디오신호로 부터 왼쪽음과 오른쪽음의 신호를 추출하여 이들 두신호에 대한 각각의 에너지값과 이들을 합성한 에너지값을 구하고, 이들을 상호 비교하여 모노음향 또는 스테레오음향으로 판단하는 방법이다.

우선, 도2에 나타낸 바와 같이 방송신호 또는 복합 비디오신호로 부터 좌측 음향신호(L)와 우측 음향신호(R)를 추출하여 이들에 개별적으로 각각 동일한 음향신호를 곱으로 합성하고, 다시 이전에 곱으로 합성한 값을 일정시간(t) 지연시킨 가중치를 상기 신호를 곱으로 합성한 값과 더하여 좌측 음향에너지(LL)와 우측 음향에너지(RR)를 산출한다.

또한, 상기 좌측 음향신호(L)와 우측 음향신호(R)를 곱으로 합성하여 좌, 우측 복합신호(LR)를 산출하고, 이전에 곱으로 합성한 복합신호를 일정신가(t) 지연시킨 가중치를 상기 산출된 복합신호(LR)와 더하고, 이를 다시 승산하여 복합 에너지(LRLR)를 산출한다.

그리고, 상기 좌측 음향에너지(LL)와 우측 음향에너지(RR)를 곱으로 합성하여 에너지 합성치(LLRR)를 산출한다.

즉, 좌측 음향에너지(LL)의 경우는 LL(t) = L(t) * L(t) + a*LL(t)이고, 우측 음향에너지(RR)의 경우는 RR(t) = R(t) * R(t) + a*RR(t)이고, 복합신호(LR)의 경우는 LR(t) = R(t) * L(t) + a*LR(t)이며, 상기 복합신호(LR)에 대한 복합에너지(LRLR)의 경우는 LRLR(t) = LR(t) * LR(t)이고, 또한, 에너지합성치(LLRR)의 경우 LLRR(t) = LL(t) * RR(t) 이다.

이와 같이 수신된 방송신호 또는 복합 비디오신호로 부터 추출된 왼쪽음과 오른쪽음의 신호가 에너지로 산출되면 다음과 같은 음향신호 판별방법을 수행한다.

본 발명에 따르면 도3에 도시된 바와 같이, 현재 수신되는 음향신호가 존재하는지를 인지하기 위해 좌, 우측 음향에너지(LL,RR)를 합성한 에너지 합성치(LLRR)가 0보다 크거나 적은지를 확인한다(S10).

이때, 상기 에너지 합성치(LLRR)가 0보다 적은 음의 값을 가질 경우 수신되는 음향이 없는 것으로 보고 플로우를 종료한다.

이어, 상기 수신되는 음향이 존재할 경우 상기 좌측 음향에너지(LL)가 우측 음향에너지(RR)보다 2배 정도 크거나, 또는 상기 우측 음향에너지(RR)가 좌측 음향에너지(LL)보다 2배정도 큰지를 비교한다(S20).

상기 좌측 또는 우측의 각 음향에너지(LL,RR)가 상대적인 각각의 2배 음향에너지(RR,LL)보다 현저하게 클 경우, 상기 수신되는 음향신호를 스테레오 음향으로 판단하고(S50), 반면에 작을 경우, 좌, 우 복합신호(LR)를 에너지화 한 복합에너지(LRLR)가 상기 에너지 합성치(LLRR)에 가중치 A배를 곱한 값보다 큰지를 비교하여(S30) 상기 복합에너지(LRLR)가 크면 모노 음향으로 판단하며(S40), 작으면 스테레오 음향으로 판단한다(S50).

상기와 같이 판단된 모노 또는 스테레오 음향을 체크1로 설정하고, 이들의 가중치를 각각 '0'과 '1'로 설정한다.

한편, 이와 같은 상태에서 수신되는 음향신호가 가변될 경우 스테레오음향(체크1=1)에서 모노음향(체크1=0)으로 급격하게 변화가 발생하면 청감상에 문제가 발생하므로 이 변화된 결과를 바로 이용하지 않고 현재의 결과 체크1(t)에 이전에 사용된 체크2(t-1)에 상수B를 곱한 값을 이용하여 급격한 변화를 막도록한다.

예를 들어, 모노음향의 체크1 가중치 0에 상수 B를 곱한 스테레오음향의 체크2(t-1) 가중치 1를 더하여 음향의 변화상태 체크2(t)를 구하므로 음향의 급격한 변화를 감지한다(S60). 즉, 0+B가 체크2의 값이라는 것을 알 수 있다.

여기서 상기의 방정식은 체크2(t) = 체크2(t-1)*B + 체크1(t)이고 상기 B는 1보다 작고 0보다는 큰 상수이다.

이렇게 계산된 체크2는 변화된 에너지값에서 파생된 것이고 미리 설정된 기준값 C와 비교되어(S70) 작을 경우 모노음향으로 판단하고(S80), 다시 기준값D와 비교되어(S90) 크면 스테레오음향으로 판단하다(S110).

또한, 상기 체크2값이 상기 기준값C와 D사이에 존재하면 이전에 수신된 신호와 현재 수신된 신호 사이에 큰 변화가 없다고 판단하여 이전 음향을 그대로 유지하도록 한다(S100).

이때, 상기 기준값 C는 D보다 작으며, 둘 모두 0보다 크고 1보다 작다.

본 발명은 일부분의 음향을 판별함은 물론 연속적으로 수신되는 신호의 음향을 판별하기 위해 수신신호가 종료될 때까지 상기의 플로우로 반복 수행한다.

본 발명은 수신되는 방송신호 또는 비디오신호로 부터 좌측 오디오신호와 우측 오디오신호에 대한 에너지값으로 음향을 판별하므로 신호의 세기에 관계없이 정확하게 모노 또는 스테레오를 판별할 수 있고, 판별된 현재음향이 급격하게 변화하더라도 청취자의 청감을 고려하여 무리없이 가변시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 좌, 우 음향신호를 수신하여 음향신호를 판별하는 방법에 있어서; 상기 좌, 음향신호를 다수의 에너지로 산출하는 단계; 상기 에너지로 음향신호의 유, 무를 판단하는 단계; 상기 좌, 우 음향의 에너지를 비교하고, 복합에너지와 에너지 합성치를 비교하여 모노 또는 스테레오음향으로 판별하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 음향신호 판별방법.
2. 제1항에 있어서; 상기 복합에너지는 좌, 우 음향을 곱으로 복합하여 에너지로 산출함을 특징으로 하는 음향신호 판별방법.
3. 제1항에 있어서; 상기 에너지 합성치는 좌, 우 음향의 에너지를 곱으로 합성하여 산출함으로 특징으로 하는 음향신호 판별방법.
4. 제1항에 있어서; 상기 모노 또는 스테레오음향을 판별한 후, 상기 음향상태의 급격한 변화를 감지하는 단계; 상기 감지된 변화에 상응하는 음향상태를 재판별하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 음향신호 판별방법.
5. 제1항에 있어서; 상기 다수의 실행단계를 수신신호가 종료될 때까지 순차적으로 반복하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 음향신호 판별방법.