KR100283802B1

KR100283802B1 - Tempo 변환 기능을 갖는 컴퓨터 음악반주기

Info

Publication number: KR100283802B1
Application number: KR1019970082680A
Authority: KR
Inventors: 박주성
Original assignee: 김승영; 주식회사 금영
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2001-11-22
Also published as: KR19990062352A

Abstract

본 발명은 TEMPO변환 기능을 갖는 컴퓨터 음악반주기에 관한 것으로, VOICE CHORUS DATA를 저장한 VOICE CHORUS DATA 저장장치와, VOICE CHORUS DATA 저장장치로부터 AUDIO MPEG ENCODED DATA를 받아 내부의 버퍼에 저장하는 AUDIO MPEG DECODER와, AUDIO MPEG DECODER로부터의 디지털 신호를 아나로그 신호로 변환시키는 D/A 변환장치, AMP 및 SPEAKER, 시스템제어장치로부터의 콘트롤데이타 출력을 받아 VOICE CHORUS DATA 저장장치에 데이터 출력 요청 명령을 인가하는 CONTROLLER, MIDI제어장치에 MIDI제어신호를 보내는 SYSTEM 제어장치, MIDI제어신호를 발생하는 MIDI 제어장치로 구성된 종래의 컴퓨터 음악반주기에 있어서, TEMPO 변환을 위한 ENCODED DATA를 상기 VOICE CHORUS DATA 저장장치로 인가하는 PRE-ENCODING장치 및 상기 ENCODED DATA를 실시간으로 DECODING하는 TEMPO변환 DECODING장치가 구성됨을 특징으로 한다.

Description

TEMPO변환 기능을 갖는 컴퓨터 음악반주기

본 발명은 TEMPO변환 기능을 갖는 컴퓨터 음악반주기에 관한 것이다.

컴퓨터 음악반주기 자체는 이미 공지화된 기술이므로 이에 대한 근원적인 기술설명은 생략하고 제1도의 도시를 근거로하여 종래 컴퓨터 음악반주기의 기술적 구성을 간단히 살핀다.

종래의 컴퓨터 음악반주기는 VOICE CHORUS DATA 저장장치(1), AUDIO MPEG DECODER(2), D/A 변환장치(3), MP 및 SPEAKER(4), CONTROLLER(5), SYSTEM 제어장치(6), MIDI 제어장치(7)로 구성되어 있다.

다음, 이들의 작동 설명을 살핀다.

종래의 경우 VOICE CHORUS를 SPEAKER에 출력하기 위해 SYSTEM제어장치(6)에서 CONTROLLER(5)에 CONTROL DATA를 출력하고, CONTROLLER(5)는 VOICE CHORUS DATA 저장장치(1)에 DATA 출력 요청 명령을 내 보내게 되고, 상기 VOICE CHORUS DATA 저장장치(1)는 AUDIO MPEG ENCODED DATA를 AUDIO MPEG DECODER(2)에 내 보낸다.

상기 AUDIO MPEG DECODER(2)는 AUDIO MPEG ENCODED DATA를 DECODING하여 AUDIO MPEG DECODER(2)내부에 있는 BUFFER에 저장해 두며, SYSTEM 제어장치(6)는 MIDI제어장치(7)에 MIDI제어신호를 내보내고 MIDI제어 신호와 동기가 맞도록 CONTROLLER(5)에 COMMAND를 출력하게 된다.

상기 CONTROLLER(5)는 STSTEM 제어장치(6)로부터 받은 C0MMAND에 따라 SYNC CONTROL신호를 AUDIO MPEG DECODER(2)에 출력한다.

이때 AUDIO MPEG DECODER(2)는 CONTROLLER(5)로부터 SYNC CONTROL신호를 받으면 BUFFER내에 있는 AUDIO MPEG DECODED DATA를 D/A 변환장치(3)에 출력하게 되고, D/A 변환장치(3)는 변환된 ANALOG신호를 AMP 및 SPEAKER(4)에 출력하도룩 되어 있다.

이하 종래기술의 문제점을 살핀다.

종래의 경우는 AUDIO MPEG DECODER(2)가 TEMPO CONTROL 장치를 내장하고 있

지 않았기 때문에 SYSTEM 제어장치(6)로부터 TEMPO변환 요구를 받으면 CONTROLLER(5)는 AUDIO MPEG DECODER(2)에 VOICE MUTE 신호를 출력하고 AUDIO MPEG DECODER(2)는 이 신호를 받아 DIGITAL신호 출력을 정지시킨다.

즉, AUDIO MPEG DECODER(2)가 TEMPO CONTROL 장치를 내장하고 있지 않기 때문에 VOICE CHORUS가 TEMPO가변이 요구되는 시점에 TEMPO가변이 되지 않고 MUTE되는 문제점을 갖고 있다.

다시 설명하면, 리듬의 템포는 자유롭게 가변시킬 수 있지만 입력되어 있는 사람의 목소리(코러스)까지 정상적인 템포변화를 이루지 못하는 것이다.

즉, 그러한 문제 때문에 정상적인 상태로(리듬속도에 맞추어) 입력되어 있는 음성코러스의 템포변환을 종래의 반주기를 통해서는 이룩할 수 없는 것인데, 템포를 빠르게 조정하면 남자의 음성이 여자의 음성처럼 들리면서 음이 매우 가늘고 발음이 불분명하고 조잡하게 들리는 등 비정상적인 출력상태가 되며, 반대로 템포를 느리게 조정하면 알아듣기 불가능할 정도로 음의 상태가 불명확해지면서 매우 저음의 거슬리는 소리로 변화되어 버린다.

이러한 예는 LP Player에 얹혀 회전하고 있는 LP판의 회전속도를 인위적으로 빠르게, 흑은 느리게 하였을 때 나타나는 현상과 흡사하다.

그러므로 음성코러스의 템포가 리듬과 함께 빠르게 혹은 느리게 조정되면서도 음의 높낮이나 발음, 박자 등이 정확하게 맞지 않으면 음악반주기로서의 기능이 상실된다고 해도 과언이 아닐 것이다.

상기한 문제 때문에 종래의 컴퓨터 음악반주기는 음성코러스의 템포를 변환시킬 수가 없었던 것이다.

따라서, 본 발명의 안출목적은, VOICE CHORUS기능을 갖는 컴퓨터 음악 반주기의 VOICE CHORUS DATA에 대한 TEMP변환기능을 구현하는 기술에 관한 것으로 특히 MIDI음악 연주중에 TEMPO변환이 요청된 경우 MIDI음악의 TEW0변환은 물론 VOICE CHORUS의 TEMPO변환까지 가능하도록 하는 컴퓨터 음악반주기를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, VOICE CHORUS DATA를 저장한 VOICE CHORUS DATA 저장장치와 VOICE CHORUS DATA 저장장치로부터 AUDIO MPEG ENCODED DATA를 받아 내부의 버퍼에 저장하는 AUDIO MPEG DECODER와, AUDIO MPEG DECODER로부터의 디지털 신호를 아나로그 신호로 변환시키는 D/A 변환장치, AMP 및 SPEAKER, 시스템제어장치로부터의 콘트롤데이타 출력을 받아 VOICE CHORUS DATA 저장장치에 데이터 출력 요청 명령을 인가하는 CONTROLLER, MIDI제어장치에 MIDI제어신호를 보내는 SYSTEM 제어장치, MIDI제어신호를 발생하는 MIDI 제어장치로 구성된 종래의 컴퓨터 음악반주기에 있어서,

TEMPO 변환을 위한 ENCODED DATA를 상기 VOICE CHORUS DATA 저장장치로 인가하는 PHE-ENCODING장치 및 상기 ENCODED DATA를 실시간으로 DECODING하는 TEMPO변환 DECODING장치가 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 PRE-ENCODING장치는 CHORUS DATA입력장치, CHORUS DATA분석구간 분류장치, CHORUS DATA합성구간 분류장치 및 Maximum-correlation 값 계산장치로 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 TEMPO변환 DECODING장치는 VOICE CHORUS DATA저장장치로부터 얻어진 PARAMETER [예, 분석구간S-s), 합성구간값(S-s), Maximum-correlation 값(K)〕를 사용하여 변환된 tempo의 파형을 실시간으로 재생시키는 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래 컴퓨터 음악반주기를 나타낸 블록도.

제2도는 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 따른 블록도.

제3도는 제2도상의 PH-ENCODING장치의 구성을 나타낸 블록도.

제4도는 본 발명에 있어서 TEMPO변환 DECODING장치를 통해 변환된 tempo의 파형을 실시간으로 재생시키는 상태를 나타낸 그래프.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐트릴 수 있는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 PRE-ENCODING장치는, AUDIO MPEG DECODER(12)내에 있는 TEMPO 변환 DECODING장치(13)가 REAL-TIME(실시간)으로 DATA를 DECODING하도록 TEMPO변환에 관련된 DATA 및 PARAMETER를 추출하는 장치이다.

TEMPO변환 PRE-ENCODING장치(10)의 상세 BLOCK도는 제3도에 도시하였으며 그 동작설명은 다음과 같다.

즉, 코러스데이타 입력장치에서 입력된 데이터를 코러스데이타 분석구간 분류장치에서 분류하여 S_s를 계산하고 이를 다시 코러스데이타 합성구간 분류장치에서 분류하여 S-s를 계산하며 이를 다시 Maximum-correlation값 계산장치에서 최종적으로 계산하여 K값을 계산한다.

이를 상세히 설명하면, CHORUS DATA입력장치(20)는 윈래의 음성신호를 일정한 간격으로 sampling한 data를 입력시키는 장치이며 CHORUS DATA 분석구간 분류장치(21)는, CHORUS DATA입력장치(20)로부터 입력된 신호를 일정한 분석구간(이하 기호 S-a로 표현) 즉, 일정한 간격으로 잘라내어 tempo변환의 기본 data를 만드는 장치이다.

그리고 CHORUS DATA 합성구간 분류장치(22)는 CHORUS DATA 분석구간 분류장치(21)에서 분류된 분석구간 data각각에 대해 정해진 tempo가변 단계에 따라 해당비율을 곱한 합성구간(이하 S_s로 표현) data를 만드는 장치이다.

그리고 Maximum-correlation 계산장치(23)는 CHORUS DATA 합성구간 분류장치(22)에서 구한 각각의 S_s에 대해 앞 뒤 일정구간의 cross-correlation을 구하여 그 값이 최대가 되는 Maximum-correlation 값(이하 K로 표현)을 구하는 장치인데, Maximum-correlation 값은 두 개의 S-s가 있을 때 그 구간 사이의 동기가 일치되는 점으로 합성구간을 재배치 시키기 위한 것이다

예를 들어, 지금 기준 tempo의 130%에 해당하는 tempo가변을 하고자 할 경우를 살펴본다.

과정1: CHORUS DATA 분석구간 분류장치(21)가 S_s를 구하고

과정2: CHORUS DATA 합성구간 분류장치(22)가 S_s/S_a=1.3이 되는 S_s를 구한다.

과정3: Maximum-correlation값 계산장치(23)가 K값을 구한다.

과정4: 상기 과정1, 과정2, 과정3에서 구한 S_a, S_s, K를 활용하여 합성구간을 재배치하면 130%로 tempo가 가변된 신호를 합성할 수 있다.

여기서 상기 과정1, 과정2, 과정3에 대한 것은 상기 PRE-ENCODING장치(10)가 수행하게 되고 과정4에 대한 것은 TEMPO 변환 DECODING장치(13)가 수행한다.

한편, SYSTEM제어장치(17)가 TEMPO변환요구 COMMAND를 CONTROLLER(16)에 내보내면 CONTROLLER(16)는 VOICE CHORUS DATA저장장치(11)에 VOICE CHORUS DATA 요청신호를 보내게 되고 VOICE CHORUS DATA저장장치(11)는 AUDIO MPEG 및 TEMPO ENCODED DATA를 AUDIO MPEG DEDODER(12)에 내보낸다.

이때 CONTROLLER(16)는 TEMPO CONTROL SIGNAL을 AUDIO MPEG DECODER(12)에 보내게 되고 AUDIO MPEG DECODER(12)는 AUDIO MPEG DECODER(12) 내부에 있는 TEMPO변환 DECODING장치(13)에 TEMPO CONTROL SIGNAL을 전달해 준다.

TEMPO변환 DECODING장치(13)는 전달받은 TEMPO CONTROL SIGNAL을 읽어 TEMPO 변환 요구단계를 파악하게 된다.

여기서 파악된 TEMPO변환 요구단계에 따라 AUDIO MPEG DECODER(12)가 VOICE CHORUS DATA저장장치(11)로부터 읽어낸 AUDIO MPEG 및 TEMPO ENCODED DATA내에서 해당 TEMPO의 PARAMETER 및 DATA를 읽어 TEMPO 변환된 DIGITAL SIGNAL을 합성하고 이를 D/A 변환장치(14)로 내보낸다.

TEMPO변환 DECODING장치(13)의 실행에 의한 그래프는 제4도와 같은데 이를 설명하면, PRE-ENCODING장치(10)에서 구한 S_s값과, K값(K값의 개수는 S_s개수와 동일함)을 가지고 1*S_s + K1 2*S_s + K2, 3*S_s + K3....의 방법으로 신호를 합성해 나가면 결국 제4도의 C), d), e)의 과정을 거쳐 f)와 같은 tempo가 가변된 합성 신호를 얻게 된다.

따라서 컴퓨터 음악반주기 분야에서 현재까지 구현하지 못하였던 VOICE CHORUS의 TEMPO변환을 이룰 수 있다.

그리고 본 발명은 컴퓨터 음악반주기나 컴퓨터 가요반주기 이외에도 음성출력 TEMPO가변이 요구되는 어학학습기 분아 및 CD PLAYER 등에도 응용하여 사용할 수 있어 산업적 이용가치가 크다 하겠다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 PRE-ENCODED VOICE CHORUS DATA를 활용하여 VOICE CHORUS의 TEMPO변환을 실시간(REAL TIME)으로 구현시키는 기술에 관한 것으로 컴퓨터 음악반주기 분야에서 현재까지 VOICE CHORUS의 TEMPO변환을 구현하지 못했던 기술적 한계를 극복함과 동시에 컴퓨터 음악반주기의 기능을 탁월하게 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims

VOICE CHORUS DATA를 저장한 VOICE CHORUS DATA 저장장치와, VOICE CHORUS DATA 저장장치로부터 AUDIO MPEG ENCODED DATA를 받아 내부의 버퍼에 저장하는 AUDIO MPEG DECODER와, AUDIO MPEG DECODER로부터의 디지털 신호를 아나로그 신호로 변환시키는 D/A 변환장치, AMP 및 SPEAKER, 시스템제어장치로부터의 콘트롤데이타 출력을 받아 VOICE CHORUS DATA 저장장치에 데이터 출력 요청 명령을 인가하는 CONTROLLER, MIDI제어장치에 MIDI제어신호를 보내는 SYSTEM 제어장치, MIDI제어신호를 발생하는 MIDI 제어장치로 구성된 종래의 컴퓨터 음악반주기에 있어서,

TEMPO 변환을 위한 ENCODED DATA를 상기 VOICE CHORUS DATA 저장장치로 인가하는 PRE-ENCODING장치 및 상기 ENCODED DATA를 실시간으로 DECODING하는 TEMPO변환 DECODING장치가 구성됨을 특징으로 하는 TEMPO변환 기능을 갖는 컴퓨터 음악반주기.
제1항에 있어서 PRE-ENCODING장치는 CHORUS DATA입력장치, CHORUS DATA분석구간 분류장치, CHORUS DATA합성구간 분류장치 및 Maximum-correlation 값 계산장치로 구성됨을 특징으로 하는 TEMPO변환 기능을 갖는 컴퓨터 음악반주기.
제1항에 있어서, TEMPO변환 DECODING장치는 VOICE CHORUS DATA저장장치로부터 얻어진 PARAMETER [예, 분석구간값(S_a), 합성구간(S_s), Maximum-correlation 값(K)]를 사용하여 변환된 tempo의 파형을 실시간으로 재생시키는 것을 특징으로 하는 TEMPO변환 기능을 갖는 컴퓨터 음악반주기.