KR100201308B1 - 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

개시된 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법 및 그 장치는 음성신호의 길이를 가변하여 재생하는 경우, 배경음이 손실되는 것을 보상하기 위하여 별도의 배경음과 가변된 음성신호를 합성하여 재생하도록 하는 것이다.

본 발명은 기록매체에 기록되어 있는 합성신호(음성신호+배경음)를 변속처리하는 음성신호 변속처리부를 구비하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성장치에 있어서, 음성신호 변속처리부에서 출력된 변속 합성신호와 외부에서 인가된 외부 배경음을 합성하여 출력하는 합성기와, 음성신호 변속처리부에 제어신호를 출력하여 외부에서 인가된 합성신호의 변속동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터로 구성되어, 가변재생모드가 선택되면 음성신호 변속처리부를 제어하여 합성신호 변속재생모드를 수행하는 제1과정과, 제1과정에 의해 변속 재생된 합성신호와 외부에서 인가된 별도의 외부 배경음을 합성하여 출력하는 제2과정을 수행한다.

따라서, 본 발명은 음성신호와 배경음이 합성된 합성신호를 변속 재생하는 경우 신호특성을 상실한 배경음을 제거하고 순수한 변속음성신호와 외부 배경음을 합성하여 출력함으로써 청취자는 항상 깨끗한 음질의 응성신호와 배경음을 청취할 수 있는 이점이 있다.

Description

음성신호 가변재생시 배경음 합성방법 및 그 장치

본 발명은 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법 및 그 장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는 음성신호의 길이를 가변하여 재생하는 경우, 배경음이 손실되는 것을 보상하기 위하여 별도의 배경음과 가변된 음성신호를 합성하여 재생 하도록 하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 카세트 테이프 또는 비디오 테이프에 기록된 음성신호의 재생속도를 가변시키는 경우 그 음색이 변화된다. 즉 속도를 빠르게 재생시키면 원래의 음의 높이로부터 벗어나서 '삐리삐리'하는 소리처럼 들리게 된다. 그리고 속도를 느리게 재생시키면 통상적으로 말하는 '테이프 늘어지는 소리 '가 나게 된다.

이러한 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 종래에는 본 출원인에 의해 출원된 바 있는 음성신호 변속재생장치(특허출원 제 94-24514 호)(출원일자:1994년 9월 28일)가 제시되었다. 이러한 종래의 음성신호 변속재생방식은 제1도에 도시된 바와 같이, 음성신호의 무성음과 유성음을 분리하여 규칙적으로 반복되는 유성음의 일부분을 복사하여 추가하거나 혹은 삭제함으로써 음성신호의 길이를 가변하도록 한 것이다.

이러한 음성신호 변속재생장치를 이용하여 기존의 기록매체에 기록된 음성신호를 재생하는 경우 음성신호가 변질됨이 없이 정상적인 재생음을 청취할 수 있게된다.

그런데, 전술한 바와 같은 경우 음성신호에 배경음이 합성되어 있는 합성신호를 변속 재생할 때 배경음의 음성신호 레벨이 매우 낮아 배경음의 신호특성이 상실되는 경우가 발생하게 된다. 즉 음성신호의 변속과정에서 변속된 재생음은 그 레벨이 매우 낮기 때문에 배경음의 신호특성은 거의 상실되어 청취자는 마치 음성신호와 잡음을 혼용하여 듣게 되는 결과가 발생하게 된다.

본 발명의 목적은 합성신호(음성신호+배경음)를 변속 재생하는 경우 레벨이 낮은 배경음을 필터링한 후 음성신호와 외부에서 제공되는 별도의 배경음을 합성하여 재생하도록 함으로써 항상 깨끗한 음성신호와 배경음을 청취할 수 있도록 한 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 배경음 합성방법을 수행할 수 있도록 한 음성신호 가변재생시 배경음 합성장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 종래 기술에 따른 음성신호 가변재생방식을 나타낸 도면.

제2도는 본 발명에 따른 응성신호 가변재생시 배경음 합성장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.

제3도는 제2도에 도시된 마이크로 컴퓨터의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 음성신호 변속처리부 2 : 필터

3 : 스위칭소자 4 : 합성기

5 : 마이크로 컴퓨터

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음성신호 가변재생시 배경음합성방법은 음성신호와 배경음이 합성된 합성신호를 가변하여 재생하는 음성신호변속처리부를 구비하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법에 있어서, 가변재생모드가 선택되면 음성신호 변속처리부를 제어하여 합성신호 변속재생모드를 수행하는 제1과정과, 제1과정에 의해 변속 재생된 합성신호와 외부에서 인가된 별도의 외부 배경음을 합성하여 출력하는 제 2 과정을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 음성신호 가변재생시 배경음 합성장치는 기록매체에 기록되어 있는 합성신호(음성신호+배경음)를 변속처리하는 음성신호 변속처리부를 구비하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성장치에 있어서, 음성신호 변속처리부에서 출력된 변속 합성신호와 외부에서 인가된 외부 배경음을 합성하여 출력하는 합성기와, 음성신호 변속처리부에 제어신호를 출력하여 외부에서 인가된 합성신호의 변속동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법 및 그 장치를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 음성신호 가변재생시 배경음 합성장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이, 기록매체(도시되어 있지 않음)로부터 재생된 합성신호(음성신호+배경음)를 변속 처리하여 변속된 합성신호로 변환하는 음성신호 변속처리부(1)와, 음성신호 변속처리부(1)에 의해 변속 처리된 합성신호의 배경음을 제거하여 순수한 변속음성신호만을 필터링하는 필터(2)와, 별도의 음성신호 재생장치로부터공급된 외부 배경음을 스위칭하는 스위칭소자(3)와, 필터(2)로부터 출력된 변속음성신호와 스위칭소자(3)를 통하여 인가된 외부 배경음을 합성하는 합성기(4)와, 음성신호 변속처리부(1)와 스위칭소자(3)의 동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터(5)로 구성되어 있다.

상술한 음성신호에 합성된 배경음이란, 일반적으로 영화, 드라마 또는 시낭송과 같은 분야에서 음성신호나, 또는 영상신호를 시청하거나, 청취하는 사람에게 좀더 효과적으로 느낄 수 있도록 하기 위해 음악 등과 같은 오디오신호를 음성신호나, 또는 영상신호와 함께 입력시키는데, 이때 음성신호 이외의 신호인 오디오신호를 의미한다 .

상술한 내용을 비디오 테이프 레코더나, 또는 카세트 테이프와 같은 기록매체 상에 기록하여 놓은 후 사용자가 재생하는 경우 음성신호와 함께 기록된 오디오 신호를 배경음으로 하여 음성신호와 함께 출력된다.

상술한 음성신호는 대부분의 사용자가 어학 학습용 반복해서 듣기 위한 음성신호로서 , 음성신호는 배경음인 오디오신호에 비해 그 주파수 대역이 낮게 설정되어 음성신호와 합성된 후 기록매체 상에 기록된다.

한편, 상술한 배경음이 합성된 음성신호를 가변시켜 재생하고자 하는 경우 음성신호로부터 무음 및 유음을 검출하고, 검출된 유음을 삭제 또는 부가시켜 음성신호를 혹은 빠르게, 흑은 느리게 재생하게 된다.

이때, 배경음은 음성신호에 합성되어 있기 매문에 음성신호를 가변속 재생시키기 위해 유음을 삭제 또는 부가시키는 과정에서 배경음의 레벨이 달라지게 되고, 이는 음성신호와 외부로 출력되는 과정에서 잡음으로 작용하게 된다.

또한, 상술한 외부 배경음은 CD, 음악 자기 테이프 또는 라디오 수신기에서 출력되는 오디오 신호로서 , 사용자가 임의로 연결시켜 원하는 음악 및 효과 음이 출력될 수 있도록 한다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법 및 그 장치의 작응을 제3도을 참조하여 구체적으로 설명한다.

제3도는 제2도에 도시된 마이크로 컴퓨터의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.

초기에 일반재생모드가 선택되면, 마이크로 컴퓨터(5)는 음성신호 변속처리부(1)에 '로우' 신호를 출력하여 음성신호 변속재생모드가 수행되지 않도록 제어한다(S1).

따라서 음성신호 변속처리부(1)는 기록매체로부터 인가된 정상상태의 합성신호(음성신호+배경음)를 변속처리하지 않는 상태로 출력한다. 이렇게 출력된 합성신호(음성신호+배경음)는 필터(2)로 인가되는데, 합성신호중 음성신호와 배경음의 전압레벨이 소정레벨 이상의 값을 가지므로 필터(2)는 음성신호 변속처리부(1)의 신호처리과정에서 발생한 전압레벨이 매우 낮은 노이즈성분만을 필터링한 후 합성기(4)에 합성신호(음성신호+배경음)를 출력하게 된다.

즉, 음성신호 변속처리부(1)는 입력되는 음성신호에 대해 약 80개의 샘플링 개수와 160개의 음성신호를 샘플링하여 1프레임 분량의 샘플링 데이터가 입력되었다고 판단하는데, 이때, 1프레임 분량의 샘플릭 데이터가 입력되면 평균크기의 차함수(AHDF;Average Magnitude Difference Function) 방식의 신호처리과정을 거쳐 무음과 유음으로 분리하기 위한 음성신호의 주기를 찾게 된다.

상술한 과정을 통해 검출된 주기를 이용하여 분리된 유음 삭제 , 또는 부가시켜 음성신호를 변조하게 되는데, 이때 각각의 신호의 마디부분에는 신호간의 충돌이 발생하여 원하지 알는 리플(Ripple)성분이 발생하게 되고, 이를 방지하기 위해 음성신호의 주기를 기준으로 하여 각 신호성분마다 일정한 창함수(Window)를 씌운 후 변조과정을 진행하게 된다.

이때, 배경음의 전압레벨이 급격히 낮아지게 된다. 그러므로, 상술한 필터(2)의 기준 전압레벨이 변조과정중에 낮아진 배경음의 전압레벨보다는 높게 설정되어 변조과정중 낮아진 배경음에 대한 신호는 필터링이 되도록 한다.

한편, 마이크로 컴퓨터(5)는 현재 정상재생동작이 수행되고 있어 별도의 외부 배경음을 합성할 필요가 없으므로 스위칭소자(3)를 턴 오프시켜 외부 배경음이 합성기(4)에 입력되는 것을 방지한다. 따라서 합성기(4)는 필터(2)로부터 공급된 합성신호(음성신호+배경음)를 정상적으로 출력하게 된다.

이후, 마이크로 컴퓨터(5)는 외부로부터 가변재생모드가 선택되었는가를 판단하고(S2), 가변재생모드가 선택되지 않았다고 판단되면 단계(51)로 귀환하여 일반재생모드를 계속 수행한다.

만약 상술한 단계(S2)에서 가변재생모드가 선택되었다고 판단되면, 마이크로컴퓨터(5)는 음성신호 변속처리부(1)에 '하이' 신호를 출력하여 외부에서 인가된합성신호를 변속 재생하도록 제어한다(53). 이렇게 변속 재생된 합성신호(음성신호+배경음)는 필터(2)에 의해 필터링되는데, 이때 변속 재생된 합성신호중 배경음은 변속재생과정에서 전압레벨이 급격히 낮아지므로 필터(2)를 통과할 때 음성신호 변속처리부(1)의 신호처리과정에서 발생된 노이즈 성분과 함께 필터링된다. 따라서 필터(2)의 출력은 합성신호(음성신호+배경음)중 순수한 변속음성신호만이 출력된다. 이렇게 출력된 순수한 변속음성신호는 합성기(4)에 인가된다.

이때 마이크로 컴퓨터(5)는 외부에서 배경음 합성기능이 선택되었는가를 체크한다(S4). 이 단계(S4)에서 배경음 합성기능이 선택되었다고 판단되면 마이크로 컴퓨터(5)는 스위칭소자(3)에 제어신호를 출력하여 스위칭소자(3)를 턴 온시킨다. 스위칭소자(3)가 턴 온됨에 따라 외부에서 인가된 외부 배경음은 스위칭소자(3)를 통하여 합성기(4)에 인가되고, 합성기(4)는 스위칭소자(3)를 통하여 인가된 외부배경음과 필터(2)를 통하여 인가된 순수한 변속응성신호를 합성한 후, 합성된 합성신호(변속음성신호+외부 배경음)를 출력한다. 따라서 청취자는 음성신호와 깨끗한 배경음을 동시에 청취할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명의 음성신호 가변재생시 배경응 합성방법 및 그 장치에 의하면, 음성신호와 배경음이 합성된 합성신호를 변속 재생하는 경우 신호특성을 상실한 배경음을 제거하고 순수한 변속음성신호와 외부 배경음을 합성하여 출력함으로써 청취자는 항상 깨끗한 음질의 음성신호와 배경음을 청취할 수 있게 된다.

또한 별도의 외부 배경음을 변속 재생된 음성신호와 합성하여 출력하도록 함으로써 청취자가 외부 배경음을 임의로 선택함에 따라 전혀 새로운 느낌의 음성신호를 청취할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 음성신호와 배경음이 합성된 합성신호를 가변하여 재생하는 음성신호 변속처리부를 구비하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법에 있어서, 가변재생모드가 선택되면, 음성신호 변속처리부를 제어하여 합성신호 변속재생모드를 수행하는 제 1 과정; 및상기 제1과정에 의해 변속 재생된 합성신호와 외부에서 인가된 별도의 외부 배경음을 합성하여 출력하는 제 2 과정을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1과정을 수행한 후, 배경음 합성기능이 선택되었는가를 판단하여 배경음 합성기능이 선택되었으면 상기 제 2 과정을 진행하고, 배경음 합성기능이 선택되지 않았으면 상기 음성신호 변속처리부에서 신호 처리된 변속 합성신호만을 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1과정을 수행한 후, 상기 음성신호 변속처리부에서 변속 처리된 합성신호중 배경음을 제거하고 순수한 변속음성신호만을 출력하는 과정을 더 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성방법.
4. 기록매체에 기록되어 있는 합성신호(음성신호+배경음)를 변속처리하는 음성신호 변속처리부를 구비하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성장치에 있어서, 상기 음성신호 변속처리부에서 출력된 변속 합성신호와 외부에서 인가된 외부 배경음을 합성하여 출력하는 합성기; 및 상기 음성신호 변속처리부에 제어신호를 출력하여 외부에서 인가된 합성신호의 변속동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 하는 음성신호가변재생시 배경음 합성장치.
5. 제4항에 있어서, 기준 정압레벨이 음성변조과정에서 낮아진 배경음의 전압레벨보다 높게 설정되어 상기 음성신호 변속처리부에서 출력된 변속 합성신호중 신호처리과정에서 신호특성이 상실된 배경음을 제거한 후 순수한 변속음성신호만을 출력하도록 하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 마이크로 컴퓨터의 제어신호에 따라 외부에서 인가된 외부 배경음이 상기 합성기에 인가되는 것을 스위칭하는 스위칭소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성신호 가변재생시 배경음 합성장치.