KR100770118B1 - 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는노래방 기기 - Google Patents

유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는노래방 기기 Download PDF

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Abstract

유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기가 제공된다. 본 발명에 따른 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기는, 노래방 시스템의 반주기와 앰프 사이에 연결되며, 외부 저장장치로부터 음원이 입력되는 음원입력부; 상기 음원 입력부를 통해 입력되는 음원으로부터 보컬성분에 해당하는 특정한 좌·우 음원비율을 찾아내는 독립성분 분석 알고리즘에 의해 보컬성분을 추출하는 보컬성분 추출부; 및 상기 음원으로부터 상기 추출된 보컬성분을 감쇠시킨 음향을 출력하는 음향출력부를 포함한다.
노래방 기기, 보컬성분 감쇠, 음원, 노래 반주기

Description

유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기{Karaoke system with USB Host play and vocal reduction}
도 1은 본 발명에 따른 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기를 포함하는 노래방 시스템의 구조를 설명하는 도.
도 2는 본 발명에 따른 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기의 동작을 나타내는 흐름도.
본 발명은 노래방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가요반주기와 앰프 사이에 연결되어 유에스비 호스트 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기에 관한 것이다.
국내 노래방은 폭넓게 확산되어 있고 노래방은 하나의 문화로써 어디에서나 즐길 수 있는 공간으로 되었고, 노래방에서만 쓰이는 오디오 장비로 다양하게 이루어져 있고 발전하여 왔다. 일반적으로 노래방 서비스는 정해진 시간 동안 제한된 공간에서 노래하면서 스트레스를 푸는 일회성 서비스의 성격이고, 최근에는 이를 개선하여 별도의 저장시스템을 구비하여 자신이 부른 노래를 카세트 테이프나 시디 디스크 상에 기록하여 반영구적으로 이용할 수 있게 하는 서비스가 이루어지고 있다.
또한, 인터넷 등 디지털 미디어 기술의 발달로 다양한 콘텐츠를 제공하고자 하는 시도도 이루어지고 있다. 대표적인 예로 노래 반주기가 인터넷과 연결되어 자기가 부른 노래를 서버에 저장하여 나중에 다운로드 받을 수도 있고 친구에게 휴대폰으로 노래선물을 보낼 수도 있다.
그러나 이와 같은 카세트 테이프나 시디 디스크 상에 기록하는 노래방 시스템은 디지털 미디어의 변화에 맞지 않고 그 활용도가 미비하고, 디지털로 변환하는 과정이 병행되어야 하는 등 불편한 점이 많다. 또한, 인터넷망을 이용하는 시스템의 경우에는 사용자가 반드시 해당 서비스에 가입하여야 하므로, 사적 정보의 공개에 따른 폐단도 발생할 수 있는 문제점이 있다.
그리고 MP3 플레이어, 음향 수신기 및 TV 수상기를 이용해 간단히 노래 반주에 맞추어서 노래를 부를 수 있도록 된 MP3 플레이어를 이용한 노래방기기가 있지만, 기존 노래반주기와 연결할 경우 둘 중 하나를 포기해야 설치가 가능한 단점이 있어 MP3 플레이어의 기능을 사용하면 기존 노래반주기의 노래를 부르지 못하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인터넷 등에 널리 확산되어 있는 디 지털 데이터를 이용해서 휴대용 MP3 플레이어에서 즐겨 듣던 노래나 인터넷의 MP3 노래방에서 즐겨 부르는 노래를 노래방에서도 직접 불러 볼 수 있는 있고, 가수의 보컬을 없애고 자기의 목소리로 불러볼 수 있으며 부른 노래를 휴대용 외부 저장장치에 저장할 수 있는 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기는, 노래방 시스템의 반주기와 앰프 사이에 연결되며, 외부 저장장치로부터 음원이 입력되는 음원입력부; 상기 음원 입력부를 통해 입력되는 음원으로부터 보컬성분에 해당하는 특정한 좌·우 음원비율을 찾아내는 독립성분 분석 알고리즘에 의해 보컬성분을 추출하는 보컬성분 추출부; 및 상기 음원으로부터 상기 추출된 보컬성분을 감쇠시킨 음향을 출력하는 음향출력부를 포함한다.
또한, 상기 보컬성분의 감쇠 레벨을 조절할 수 있는 보컬 감쇠레벨 조절부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 앰프로부터의 마이크 입력과 상기 음향출력부로터의 음향출력을 결합한 출력을 상기 음원입력부를 통해 상기 외부 저장장치에 저장하는 노래출력부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 외부 저장장치로부터 가사 데이터를 입력받아 배경화면 상에 온 스크린 디스플레이로 상기 가사 데이터를 표시하는 온 스크린 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
상기 보컬성분 추출부는, 상기 특정한 좌·우 음원비율을 찾기 위해 wTx에 대한 커토시스(kurtosis)를 최대 또는 최소로 하는 w를 결정하며, 여기서, w는 좌·우 음원비율을 나타내는 벡터, wT는 w의 전치행렬 벡터, x는 좌·우 음원의 크기를 나타내는 벡터이다.
상기 커토시스는
Figure 112007035679708-pat00001
에 의해 정의되며, 여기서, v는 확률변수를 나타내고, E는 평균을 구하는 연산을 나타내며, v에 wTx를 대입하고, 상기 커토시스가 최대 또는 최소가 되는 경우가 미분식이 0이 될 때를 이용하여 상기 특정한 좌·우 음원비율을 결정한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 노래방 기기를 포함하는 노래방 시스템의 구조를 도시한 것이다.
노래방 기기(100)는 노래 반주기(110)와 앰프(120) 사이에 연결된다.
도 1에는 노래방 기기(100)의 후면과 전면이 도시되어 있다.
노래방 기기(100)는 노래 반주기(110)로부터 영상입력(IN1) 및 음향입력(IN2)을 입력받아 영상출력(OUT1)을 TV 모니터(130)로 출력하고 음향출력(OUT2)을 앰프(120)로 출력한다. 또한, 마이크(140)로부터의 마이크입력(IN3)이 앰프(120)로 입력되면, 앰프(120)로부터 출력되는 음성입력(IN4)을 입력받는다.
노래방 기기(100)의 전면에는 외부의 저장장치(도시하지 않음)를 접속할 수 있는 USB(Universal Serial Bus: 범용 시리얼 버스) 포트(101), 선곡된 노래를 예약하기 위한 예약 키패드(102), 음향처리를 위한 이펙트 키패드(103), LCD(106)에 표시된 것을 TV 모니터(130)로 출력하기 위한 LCD/TV 선택 키패드(104), 보컬의 감쇠 레벨을 조절하기 위한 보컬 감쇠레벨 조절부(105), 외부 저장장치에서의 파일 검색 및 재생시 이미지나 비디오 영상을 표시하는 LCD(106), 자신이 부른 곡을 저장하기 위한 레코딩 키패드(107) 및 노래방 기기의 각종 기능을 선택하기 위한 기능선택 키패드(108)를 구비한다.
노래방 기기(100)는 외부 저장장치를 사용하는 경우, USB 포트(101)를 통해 입력되는 음원으로부터 보컬성분을 제거하고 음향출력(OUT2)을 앰프(120)로 출력한다. 또한, 노래방 기기(100)는 외부 저장장치를 사용하지 않을 경우에는, 노래 반주기(110)로부터 입력되는 음향입력(IN2)을 입력받아 음향출력(OUT2)을 앰프(120)로 출력한다.
도 2는 본 발명에 따른 노래방 기기의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
노래방 기기(100)는 음원 입력부(210), 보컬성분 추출부(220) 및 음향출력 부(230)를 구비한다.
음원입력부(210)는 외부 저장장치(도시하지 않음)로부터 음원을 입력받는다. 외부 저장장치는 MP3 플레이어 등 휴대형 장치일 수 있다. 음원입력부(210)는 도 1에 도시된 USB 포트(101) 중 음원을 입력받는 부분을 나타낸다.
보컬성분 추출부(220)는 음원입력부(210)를 통해 입력되는 음원으로부터 보컬성분에 해당하는 특정한 좌·우 음원비율을 찾아내는 독립성분 분석 알고리즘에 의해 보컬성분을 추출한다.
보컬성분 추출부(220)에서 사용되는 독립성분 분석 알고리즘은 다음과 같다.
일반적으로, 독립성분 분석(ICA; Independent Component Analysis)이란 선형적으로 혼합된 신호들로부터 통계적으로 상호 독립적인 신호들을 분리해내는 기술이다. 독립성분을 분리해내기 위해 본 발명에서는 커토시스(kurtosis)를 최대화 또는 최소화하는 것이다. 평균이 0인 확률변수 v에 대한 커토시스는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112007035679708-pat00002
여기서, E는 기대치(또는 평균)를 계산하는 연산을 나타낸다.
스트레오 음원신호 x(Left, Right)에 대해서 하나의 독립성분인 보컬성분을 구하기 위해, 좌우의 음원비율을 나타내는 열벡터 w(n1,n2)를 도입하면 wTx는 보컬 성분만을 의미한다. v=wTx를 [수학식 1]에 대입한다.
보컬성분 추출부(220)는 wTx에 대한 커토시스(kurtosis)를 최대 또는 최소로 하는 w를 결정하며, 여기서, w는 좌·우 음원비율을 나타내는 벡터, wT는 w의 전치행렬 벡터, x는 좌·우 음원의 크기를 나타내는 벡터이다.
보컬성분인 wTx에 대한 커토시스를 최대화 또는 최소화시키는 과정을 통해 다음과 같은 알고리즘을 얻을 수 있다.
첫째, 열벡터 w의 초기값 w(0)를 임의로 생성한다. 이 때 w(0)의 놈(norm)은 1이어야 한다. 놈을 1로 하는 이유는 음원의 크기가 변하지 않도록 하기 위한 것이다.
둘째, w(k)=E{x(w(k-1)Tx)3}-3w(k-1)를 통해 w를 갱신한다. 이 때 k는 갱신한 수이다. 이 식은 커토시스에 대한 [수학식 1]을 w에 대해 미분해서 얻은 것이다. 이는 커토시스가 최대 또는 최소가 되는 경우가 미분식이 0이 될 때를 이용한 것이다.
셋째, w(k)를 놈 1로 만든다.
넷째, w(k)Tw(k-1)가 1에 충분히 가까울 때까지 둘째 및 셋째의 과정을 반복한다.
이러한 과정에서 알고리즘이 종료된다는 것은 w(k)와 w(k-1)가 거의 같게 된 다는 것을 의미한다. 상기 알고리즘은 w가 놈 1인 특정한 벡터로 수렴한다. 이와 같이 갱신의 결과가 수렴하면서 변하지 않을 때가 존재하는 반복 계산 법칙을 고정점 알고리즘(fixed point algorithm)이라 한다.
음향출력부(230)는 음원으로부터 추출된 보컬성분을 감쇠시킨 음향(OUT5)을 출력한다. 음향출력부(230)로부터 출력되는 음향(OUT5)은 앰프(120)를 통해 스피커(도시하지 않음)로 출력된다.
또한, 노래방 기기(100)는 보컬성분의 감쇠 레벨을 조절할 수 있는 보컬 감쇠레벨 조절부(105)를 구비한다. 보컬 감쇠레벨 조절부(105)는 음향출력부(230)에서 감쇠되는 보컬성분의 감쇠레벨을 조절한다. 보컬 감쇠레벨 조절부(105)가 최대로 설정되면, 보컬성분을 완전히 제거할 수 있다.
또한, 노래방 기기(100)는 마이크 입력부(250) 및 노래출력부(260)를 더 구비할 수 있다.
마이크 입력부(250)는 앰프(120)로부터 마이크 입력(IN4)을 입력받는다.
노래출력부(260)는 마이크 입력(IN4)과 상기 음향출력부(230)로부터의 음향출력(OUT5)을 결합한 출력(OUT6)을 음원입력부(210)를 통해 외부 저장장치에 저장한다.
또한, 노래방 기기(100)는 데이터입력부(270), 온 스크린 디스플레이(OSD; On Screen Display) 처리부(280), 영상출력부(290) 및 배경화면 선택부(295)를 더 구비할 수 있다.
데이터입력부(270)는 외부 저장장치로부터 가사 데이터(IN6)를 입력받는다. 데이터입력부(270)는 USB 포트(101) 중 가사 데이터(IN6)를 입력받는 부분을 나타낸다.
온 스크린 디스플레이 처리부(280)는 입력된 가사 데이터를 배경화면 상에 온 스크린 디스플레이로 표시하기 위한 신호를 출력한다.
영상출력부(290)는 배경영상에 노래 가사를 포함하는 영상신호(OUT7)를 출력한다. 여기서, 배경영상은 노래반주기로 입력되거나 외부 저장장치로부터 입력될 수 있다.
배경영상 선택부(295)는 영상신호(OUT7)에 포함되는 배경영상을 선택한다.
도 3은 본 발명에 따른 노래방 기기의 작동방법을 흐름도로 도시한 것이다.
도 3에 도시된 S300 단계 내지 S390 단계는 도 2에 도시된 노래방 기기(100)의 전체 동작을 제어하는 콘트롤러(도시하지 않음)에 의해 수행된다.
외부 저장장치가 연결되었는지 여부를 판정하고(S300 단계), 외부 저장장치가 연결되어 있지 않으면, 노래반주기 입력을 출력으로 보낸다(S310 단계). 외부 저장장치가 연결되어 있으면, 예약이나 선곡이 되어 있는지를 판정한다(S320 단계). 예약이나 선곡이 되어 있지 않으면, S310 단계로 진행한다.
예약이나 선곡이 되어 있으면, 노래반주기의 입력을 차단하고 노래방기기의 입력을 보낸다(S330 단계). 예약이나 선곡된 1곡을 재생한다(S340 단계). TV 모니터에 "반주기의 노래를 부를 경우 선곡 후 시작버튼을 누르세요"라는 메시지를 출력한다(S350 단계). 노래반주기로부터 입력이 있는지 여부를 판정한다(S360 단계). 노래반주기로부터 입력이 없으면, S320 단계로 진행한다.
노래반주기로부터 입력이 있으면, 노래방기기의 입력을 차단하고 노래반주기의 입력을 보낸다(S370 단계). TV 모니터에 "노래방기기의 노래를 부를 경우 곡이 다시 시작하기 전에 취소버튼을 누르세요"라는 메시지를 출력한다(S380 단계). 노래반주기로부터 입력이 있는지 여부를 판정한다(S390 단계).
노래반주기로부터 입력이 있으면, S370 단계로 진행하고, 노래반주기로부터 입력이 없으면, S320 단계로 진행한다.
상기의 방식으로 노래방 기기를 기존의 노래반주기와 함께 사용할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
본 발명에 따른 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기를 기존의 노래 반주기와 연결하여 사용하는 노래방 시스템에 의하면, 휴대용 MP3 플레이어 등에서 즐겨 듣던 노래를 가수의 보컬을 없애고 노래방에서 직접 불러 볼 수 있으며, MP3 파일로 저장할 수 있다. 또한 기존의 노래반주기를 사용해서 부른 노래를 MP3 파일로 저장할 수 있다.
이러한 노래방기기는 기존의 노래반주기에 연결하여 사용이 가능하므로 기존의 노래반주기를 교체하는 비용이나 수고 없이 추가로 장착할 수 있다.

Claims (6)

  1. 노래방 시스템의 반주기와 앰프 사이에 연결되며, 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기에 있어서,
    외부 저장장치로부터 음원이 입력되는 음원입력부;
    상기 음원 입력부를 통해 입력되는 음원으로부터 보컬성분에 해당하는 특정한 좌·우 음원비율을 찾아내는 독립성분 분석 알고리즘에 의해 보컬성분을 추출하는 보컬성분 추출부; 및
    상기 음원으로부터 상기 추출된 보컬성분을 감쇠시킨 음향을 출력하는 음향출력부를 포함하며,
    상기 보컬성분 추출부는 상기 특정한 좌·우 음원비율을 찾기 위해 wTx에 대한 커토시스(kurtosis)를 최대 또는 최소로 하는 w를 결정하고,
    여기서, w는 좌·우 음원비율을 나타내는 벡터, wT는 w의 전치행렬 벡터, x는 좌·우의 음원의 크기를 나타내는 벡터인 것을 특징으로 하는 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보컬성분의 감쇠 레벨을 조절할 수 있는 보컬 감쇠레벨 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 앰프로부터의 마이크 입력과 상기 음향출력부로터의 음향출력을 결합한 출력을 상기 음원입력부를 통해 상기 외부 저장장치에 저장하는 노래출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외부 저장장치로부터 가사 데이터를 입력받아 배경화면 상에 온 스크린 디스플레이로 상기 가사 데이터를 표시하기 위한 신호를 출력하는 온 스크린 디스플레이 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 커토시스는
    Figure 112007065519120-pat00003
    에 의해 정의되며, 여기서, v는 확률변수를 나타내고, E는 평균을 구하는 연산을 나타내며,
    v에 wTx를 대입하고, 상기 커토시스가 최대 또는 최소가 되는 경우가 미분식이 0이 될 때를 이용하여 상기 특정한 좌·우 음원비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 유에스비 호스트 플레이 기능 및 보컬 감쇠 기능을 가지는 노래방 기기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050033356A (ko) * 2003-10-06 2005-04-12 엘지전자 주식회사 노래방 기능을 갖는 영상표시기기 및 그 제어방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050033356A (ko) * 2003-10-06 2005-04-12 엘지전자 주식회사 노래방 기능을 갖는 영상표시기기 및 그 제어방법

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