KR101833463B1 - 음향 신호 품질 개선 시스템 및 그 방법 - Google Patents

음향 신호 품질 개선 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음향 신호 품질 개선 시스템 및 그 방법을 개시한다. 즉, 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태를 확인하여, 상기 이전 데이터가 삽입된 데이터 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 송출하는 송신장치; 및 상기 송출되는 음향 신호를 수신하여 상기 삽입된 신규 데이터를 추출하는 수신장치를 포함함으로써, 기 삽입된 음향 통신 데이터를 보호함과 동시에 신규 데이터가 삽입됨으로 인해 발생될 수 있는 음향 신호의 품질 저하를 최소화할 수 있다.

Description

음향 신호 품질 개선 시스템 및 그 방법{AUDIO SIGNAL QUALITY IMPROVEMENT SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 음향 신호 품질 개선 방안에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 데이터가 기 삽입된 상태로 입력되는 음향 신호에 대해 데이터 삽입 여부 및 데이터 재삽입 가능 여부를 판단하고, 데이터 재삽입이 가능할 경우, 이전 데이터가 삽입된 영역을 추출하여 해당 영역에 신규 데이터를 삽입함으로써, 신규 데이터가 삽입됨으로 인해 발생될 수 있는 음향 신호의 품질 저하를 최소화하는 음향 신호 품질 개선 시스템 및 그 방법, 그리고 송신장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
최근, 음향 신호에 사람이 인지하기 어려운 소정의 데이터를 삽입하여 수신 측으로 전달함으로써, 데이터 통신을 수행하는 기법에 대한 연구가 진행되고 있다.
음향 신호에 데이터를 삽입하여 통신을 수행하는 방법으로는 상기 음향 신호의 일부 주파수 대역을 디지털 필터를 사용하여 잘라낸 후 무선 통신에 주로 사용되는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 신호를 삽입하거나 상기 음향 신호에 대해 주파수 변환을 수행한 후 일부 주파수 대역의 위상을 변환하는 방식으로 데이터를 삽입하는 기법이 있다.
이렇게 음향 신호를 이용하여 데이터 통신을 수행하는 기법에서는 상기 음향 신호 자체가 가지는 효용성을 유지하면서 음향 통신이 가능하게 하는 것이 중요한 이슈로 대두되고 있다.
이는 음향 신호에 데이터가 삽입되는 경우, 음향 신호에 대한 왜곡이 발생하여 음향 신호의 품질이 저하될 수 있기 때문이다. 즉, 음향 신호는 시간에 따른 신호 특성의 변화가 크기 때문에 길이가 긴 주파수 변환에서 데이터가 삽입되는 경우, 데이터 삽입 과정에서 음향 신호의 시간적 변화 특성을 상쇄시킴으로 인해 심각한 음질 저하가 발생할 수 있다.
특히, 데이터가 기 삽입된 음향 신호에 데이터가 재 삽입될 경우, 데이터 삽입 시점에 따라 기존의 동기 및 데이터가 삽입된 영역 이외에, 원본 신호가 유지된 부분에도 삽입되게 되어, 동기화 성능 저하 및 음질 저하를 추가 유발시킬 수 있다.
또한, 음향 신호에 데이터가 삽입된 컨텐츠를 원 저작권자가 아닌 다른 사람이 획득할 경우, 기존에 삽입된 데이터의 임의적 변경이 가능할 수 있으므로, 원 저작권자가 전달하고자 하는 데이터의 왜곡이 발생될 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 송신장치가 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하고, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입이 가능할 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 데이터 영역 상에 상기 신규 데이터를 삽입하여 송출하면, 수신장치가 상기 송출되는 음향 신호를 수신하여 상기 삽입된 신규 데이터를 추출하는 음향 신호 품질 개선 시스템 및 그 방법을 제공하여 신규 데이터가 삽입됨으로 인해 발생될 수 있는 음향 신호의 품질 저하를 최소화하는데 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 또 다른 목적은, 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하며, 상기 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하고, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입이 가능할 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 상기 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 송출하는 송신장치 및 그 동작 방법을 제공하여 신규 데이터가 삽입됨으로 인해 발생될 수 있는 음향 신호의 품질 저하를 최소화하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따라 음향 신호 품질 개선 시스템이 제공되며: 이 시스템은, 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태를 확인하여, 상기 이전 데이터가 삽입된 데이터 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 송출하는 송신장치; 및 상기 송출되는 음향 신호를 수신하여 상기 삽입된 신규 데이터를 추출하는 수신장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따라 송진장치가 제공되며: 이 장치는, 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하여 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하는 상태확인부; 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입이 가능할 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 제공하는 데이터삽입부; 및 상기 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 송출하는 음향송출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 상태확인부는, 상기 이전 데이터 삽입에 대응하여 상기 음향 신호 상에 삽입된 동기 신호의 검출을 통해 상기 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 상태확인부는, 상기 동기 신호 및 상기 이전 데이터 중 적어도 어느 하나에 삽입된 플래그 정보의 확인을 통해 상기 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 데이터삽입부는, 상기 동기 신호 및 상기 신규 데이터 중 적어도 어느 하나에 상기 데이터 재삽입 가능 여부를 나타내기 위한 플래그 정보를 삽입하여 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따라 음향 신호 품질 개선 방법이 제공되며: 이 방법은, 송신장치가 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하는 상태확인단계; 상기 송신장치가 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입이 가능할 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 데이터 영역 상에 상기 신규 데이터를 삽입하여 송출하는 데이터재삽입단계; 및 수신장치가 상기 송출되는 음향 신호를 수신하여 상기 삽입된 신규 데이터를 추출하는 데이터추출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 신호 품질 개선 방법.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따라 송신장치의 동작 방법이 제공되며: 이 방법은, 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하는 데이터삽입인지단계; 상기 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하는 상태확인단계; 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입이 가능할 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 제공하는 데이터삽입단계; 및 상기 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 송출하는 음향송출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 데이터삽입인지단계는, 상기 이전 데이터 삽입에 대응하여 상기 음향 신호 상에 삽입된 동기 신호의 검출을 통해 상기 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 상태확인단계는, 상기 동기 신호 및 상기 이전 데이터 중 적어도 어느 하나에 삽입된 플래그 정보의 확인을 통해 상기 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 데이터삽입단계는, 상기 동기 신호 및 상기 신규 데이터 중 적어도 어느 하나에 상기 데이터 재삽입 가능 여부를 나타내기 위한 플래그 정보를 삽입하여 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따라 컴퓨터 판독 기록매체가 제공되며: 이 기록매체는, 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하며, 상기 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하고, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입이 가능할 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하며, 상기 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 송출하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음향 신호 품질 개선 시스템 및 그 방법에 의하면, 데이터가 기 삽입된 상태로 입력되는 음향 신호에 대해 데이터 삽입 여부 및 데이터 재삽입 가능 여부를 판단하고, 데이터 재삽입이 가능할 경우, 이전 데이터가 삽입된 영역을 추출하여 해당 영역에 신규 데이터를 삽입함으로써, 기 삽입된 음향 통신 데이터를 보호함과 동시에 신규 데이터가 삽입됨으로 인해 발생될 수 있는 음향 신호의 품질 저하를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음향 신호 품질 개선 시스템의 개략적인 구성도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플래그(Flag) 정보 삽입 방안을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송신장치의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 음향 신호 품질 개선 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송신장치의 동작 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음향 신호 품질 개선 시스템의 개략적인 구성도를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 시스템은 데이터가 기 삽입된 상태로 입력되는 음향 신호 상에 신규 데이터를 재삽입하여 송출하는 송신장치(100) 및 상기 송신장치(100)로부터 송출되는 음향 신호를 수신하여 삽입된 신규 데이터를 추출하는 수신장치(100)를 포함하는 구성을 갖는다. 여기서, 상기 송신장치(100) 및 수신장치(200)는 예컨대, 스마트폰, TV, 노트북과 같이 온/오프라인 사이트로부터 방송형태로 송출되는 음향 신호를 수신하는 장치를 지칭하게 된다.
상기 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 확인한다.
보다 구체적으로, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호 삽입 여부를 탐색함으로써 이전 데이터에 대한 삽입 상태를 확인하게 된다. 다시 말해, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호 상에 상기 이전 데이터 삽입에 대응하여 삽입된 동기 신호의 검출을 통해 상기 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하게 된다. 한편, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호가 검출되지 않을 경우, 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단하게 된다.
아울러, 송신장치(100)는 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태를 확인한다.
보다 구체적으로, 송신장치(100)는 동기 신호 확인을 통해 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태를 확인한다. 다시 말해, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 이전 데이터 삽입을 위한 동기 신호 또는 상기 이전 데이터에 삽입된 플래그(Flag) 정보를 확인함으로써, 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하게 된다. 이때, 송신장치(100)는 동기 신호 또는 데이터에 삽입된 플래그 정보의 값이 예컨대, '0'일 경우 원제작자가 음향 신호의 데이터 재삽입을 금지한 것으로 판단하여, 데이터 재삽입 과정을 중지하게 되며, 반대로, 플래그 정보의 값이 '1'일 경우 데이터 재삽입이 가능한 것으로 판단하여 동기 신호 및 이전 데이터가 삽입된 시간 및 주파수 영역을 확인하게 된다. 한편, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호가 검출되지 않아, 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단할 경우, 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 시간 및 주파수 영역을 선택하게 될 것이다. 여기서, 플래그 정보의 경우 음향 신호의 데이터 재삽입을 위해서 도 2에 도시한 바와 같이, 동기 신호의 일부 영역에 삽입되거나, 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 데이터의 일부 영역에 삽입되게 된다.
또한, 송신장치(100)는 신규 데이터를 삽입하여 송출한다.
보다 구체적으로, 송신장치(100)는 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태가 확인될 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 송출한다. 다시 말해, 송신장치(100)는 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태가 확인될 경우, 이전 데이터 삽입을 위해 삽입된 동기 신호를 유지한 상태에서, 이전 데이터가 삽입된 영역에 신규 데이터를 대체 삽입하여 송출하게 된다. 이를 위해, 송신장치(100)는 상기 이전 데이터가 삽입된 영역을 예컨대, FFT(Fast Fourier Transform) 또는 MCLT(Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 주파수 축 신호로 변환하고, 삽입하고자 하는 신규 데이터를 채널 코딩(Channel Coding) 및 확신 스펙트럼(Spread Spectrum) 방식을 적용하여 비트 스트림(Bit Stream)를 형태로 변환하여 위상 변화를 통해 주파수 축으로 변환된 상기 이전 데이터가 삽입된 영역에 삽입하게 되며, 이후, 신규 데이터가 삽입된 주파수 축 신호를 예컨대, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 또는 IMCLT(Inverse Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 시간 축 신호로 변환하여 송출하게 된다. 한편, 송신장치(100)는 음향 신호에 대해 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단하여 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 영역이 선택될 경우, 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 두 영역 모두에 대해 주파수 축 신호로 변환하여 각각 동기 신호 및 데이터를 삽입하고, 동기 신호 및 데이터가 삽입된 음향 신호를 시간 축 신호로 변환하여 송출하게 된다.
상기 수신장치(100)는 송신장치(100)로부터 송출되는 음향 신호를 수신하여 삽입된 신규 데이터를 추출한다.
보다 구체적으로, 수신장치(100)는 송신장치(100)로부터 송출되는 음향 신호를 수신하여 동기 신호를 검출하여 동기화를 수행하며, 시간 축에서 신규 데이터가 삽입된 영역을 선택하여 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 MCLT(Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 주파수 축 신호로 변환하고, 주파수 축에서 신규 데이터가 삽입된 영역의 위상을 추출하여 추출된 신호에 대한 역확산(De-spreading) 및 채널 코딩(Channel Coding) 과정을 수행함으로써, 최종 신규 데이터를 추출하게 된다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 송신장치(400)의 보다 구체적인 구성을 설명하기로 한다.
즉, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하여 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하는 상태확인부(110); 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입이 가능할 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 제공하는 데이터삽입부(120); 및 상기 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 송출하는 음향송출부(130)를 포함하는 구성을 갖는다.
상기 상태확인부(110)는 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 확인한다.
보다 구체적으로, 상태확인부(110)는 입력되는 음향 신호 상에 상기 이전 데이터 삽입에 대응하여 삽입된 동기 신호의 검출을 통해 상기 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하게 된다. 한편, 상태확인부(110)는 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호가 검출되지 않을 경우, 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단하게 된다.
아울러, 상태확인부(110)는 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태를 확인한다.
보다 구체적으로, 상태확인부(110)는 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 이전 데이터 삽입을 위한 동기 신호 또는 상기 이전 데이터에 삽입된 플래그(Flag) 정보를 확인함으로써, 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하게 된다. 이때, 상태확인부(110)는 동기 신호 또는 데이터에 삽입된 플래그 정보의 값이 예컨대, '0'일 경우 원제작자가 음향 신호의 데이터 재삽입을 금지한 것으로 판단하여, 데이터 재삽입 과정을 중지하게 되며, 반대로, 플래그 정보의 값이 '1'일 경우 데이터 재삽입이 가능한 것으로 판단하여 동기 신호 및 이전 데이터가 삽입된 시간 및 주파수 영역을 확인하게 된다. 한편, 상태확인부(110)는 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호가 검출되지 않아, 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단할 경우, 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 시간 및 주파수 영역을 선택하게 될 것이다. 여기서, 플래그 정보의 경우 음향 신호의 데이터 재삽입을 위해서 도 2에 도시한 바와 같이, 동기 신호의 일부 영역에 삽입되거나, 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 데이터의 일부 영역에 삽입되게 된다.
상기 데이터삽입부(120)는 신규 데이터를 삽입한다.
보다 구체적으로, 데이터삽입부(120)는 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태가 확인될 경우, 이전 데이터 삽입을 위해 삽입된 동기 신호를 유지한 상태에서, 이전 데이터가 삽입된 영역에 신규 데이터를 대체 삽입하게 된다. 이를 위해, 데이터삽입부(120)는 상기 이전 데이터가 삽입된 영역을 예컨대, FFT(Fast Fourier Transform) 또는 MCLT(Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 주파수 축 신호로 변환하고, 삽입하고자 하는 신규 데이터를 채널 코딩(Channel Coding) 및 확신 스펙트럼(Spread Spectrum) 방식을 적용하여 비트 스트림(Bit Stream)를 형태로 변환하여 위상 변화를 통해 주파수 축으로 변환된 상기 이전 데이터가 삽입된 영역에 삽입하게 되며, 이후, 신규 데이터가 삽입된 주파수 축 신호를 예컨대, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 또는 IMCLT(Inverse Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 시간 축 신호로 변환하여 제공하게 된다. 한편, 데이터삽입부(120)는 음향 신호에 대해 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단하여 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 영역이 선택될 경우, 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 두 영역 모두에 대해 주파수 축 신호로 변환하여 각각 동기 신호 및 데이터를 삽입하고, 동기 신호 및 데이터가 삽입된 음향 신호를 시간 축 신호로 변환하여 제공하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 음향 신호 품질 개선 시스템에 따르면, 데이터가 기 삽입된 상태로 입력되는 음향 신호에 대해 데이터 삽입 여부 및 데이터 재삽입 가능 여부를 판단하고, 데이터 재삽입이 가능할 경우, 이전 데이터가 삽입된 영역을 추출하여 해당 영역에 신규 데이터를 삽입함으로써, 기 삽입된 음향 통신 데이터를 보호함과 동시에 신규 데이터가 삽입됨으로 인해 발생될 수 있는 음향 신호의 품질 저하를 최소화할 수 있다.
이하에서는, 도 5 및 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 음향 신호 품질 개선 방법을 설명하기로 한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 전술한 도 1 내지 도 4에 도시된 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설명하기로 한다.
우선, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 음향 신호 품질 개선 시스템의 동작 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 송신장치(100)가 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호 삽입 여부를 탐색함으로써 이전 데이터에 대한 삽입 상태를 확인하게 된다(S110-S120).
바람직하게는, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호 상에 상기 이전 데이터 삽입에 대응하여 삽입된 동기 신호의 검출을 통해 상기 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하게 된다. 한편, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호가 검출되지 않을 경우, 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단하게 된다.
그리고 나서, 송신장치(100)는 동기 신호 확인을 통해 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태를 확인한다(S130-S140).
바람직하게는, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 이전 데이터 삽입을 위한 동기 신호 또는 상기 이전 데이터에 삽입된 플래그(Flag) 정보를 확인함으로써, 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하게 된다. 이때, 송신장치(100)는 동기 신호 또는 데이터에 삽입된 플래그 정보의 값이 예컨대, '0'일 경우 원제작자가 음향 신호의 데이터 재삽입을 금지한 것으로 판단하여, 데이터 재삽입 과정을 중지하게 되며, 반대로, 플래그 정보의 값이 '1'일 경우 데이터 재삽입이 가능한 것으로 판단하여 동기 신호 및 이전 데이터가 삽입된 시간 및 주파수 영역을 확인하게 된다. 한편, 송신장치(100)는 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호가 검출되지 않아, 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단할 경우, 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 시간 및 주파수 영역을 선택하게 될 것이다. 여기서, 플래그 정보의 경우 음향 신호의 데이터 재삽입을 위해서 도 2에 도시한 바와 같이, 동기 신호의 일부 영역에 삽입되거나, 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 데이터의 일부 영역에 삽입되게 된다.
그런 다음, 송신장치(100)는 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태가 확인될 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 송출한다(S150-S160).
바람직하게는, 송신장치(100)는 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태가 확인될 경우, 이전 데이터 삽입을 위해 삽입된 동기 신호를 유지한 상태에서, 이전 데이터가 삽입된 영역에 신규 데이터를 대체 삽입하여 송출하게 된다. 이를 위해, 송신장치(100)는 상기 이전 데이터가 삽입된 영역을 예컨대, FFT(Fast Fourier Transform) 또는 MCLT(Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 주파수 축 신호로 변환하고, 삽입하고자 하는 신규 데이터를 채널 코딩(Channel Coding) 및 확신 스펙트럼(Spread Spectrum) 방식을 적용하여 비트 스트림(Bit Stream)를 형태로 변환하여 위상 변화를 통해 주파수 축으로 변환된 상기 이전 데이터가 삽입된 영역에 삽입하게 되며, 이후, 신규 데이터가 삽입된 주파수 축 신호를 예컨대, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 또는 IMCLT(Inverse Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 시간 축 신호로 변환하여 송출하게 된다. 한편, 송신장치(100)는 음향 신호에 대해 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단하여 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 영역이 선택될 경우, 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 두 영역 모두에 대해 주파수 축 신호로 변환하여 각각 동기 신호 및 데이터를 삽입하고, 동기 신호 및 데이터가 삽입된 음향 신호를 시간 축 신호로 변환하여 송출하게 된다.
이후, 수신장치(100)가 송신장치(100)로부터 송출되는 음향 신호를 수신하여 삽입된 신규 데이터를 추출한다(S170).
바람직하게는, 수신장치(100)는 송신장치(100)로부터 송출되는 음향 신호를 수신하여 동기 신호를 검출하여 동기화를 수행하며, 시간 축에서 신규 데이터가 삽입된 영역을 선택하여 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 MCLT(Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 주파수 축 신호로 변환하고, 주파수 축에서 신규 데이터가 삽입된 영역의 위상을 추출하여 추출된 신호에 대한 역확산(De-spreading) 및 채널 코딩(Channel Coding) 과정을 수행함으로써, 최종 신규 데이터를 추출하게 된다.
이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 송신장치(200)의 구동 방법을 살펴보기로 한다.
먼저, 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호 삽입 여부를 탐색함으로써 이전 데이터에 대한 삽입 상태를 확인하게 된다(S210-S230).
바람직하게는, 상태확인부(110)는 입력되는 음향 신호 상에 상기 이전 데이터 삽입에 대응하여 삽입된 동기 신호의 검출을 통해 상기 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하게 된다. 한편, 상태확인부(110)는 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호가 검출되지 않을 경우, 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단하게 된다.
그리고 나서, 동기 신호 확인을 통해 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태를 확인한다(S240-S270).
바람직하게는, 상태확인부(110)는 입력되는 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태가 인지될 경우, 이전 데이터 삽입을 위한 동기 신호 또는 상기 이전 데이터에 삽입된 플래그(Flag) 정보를 확인함으로써, 데이터 재삽입 가능 여부를 확인하게 된다. 이때, 상태확인부(110)는 동기 신호 또는 데이터에 삽입된 플래그 정보의 값이 예컨대, '0'일 경우 원제작자가 음향 신호의 데이터 재삽입을 금지한 것으로 판단하여, 데이터 재삽입 과정을 중지하게 되며, 반대로, 플래그 정보의 값이 '1'일 경우 데이터 재삽입이 가능한 것으로 판단하여 동기 신호 및 이전 데이터가 삽입된 시간 및 주파수 영역을 확인하게 된다. 한편, 상태확인부(110)는 입력되는 음향 신호에 대한 동기 신호가 검출되지 않아, 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단할 경우, 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 시간 및 주파수 영역을 선택하게 될 것이다. 여기서, 플래그 정보의 경우 음향 신호의 데이터 재삽입을 위해서 도 2에 도시한 바와 같이, 동기 신호의 일부 영역에 삽입되거나, 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 데이터의 일부 영역에 삽입되게 된다.
그런 다음, 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태가 확인될 경우, 상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 제공한다(S280-S290).
바람직하게는, 데이터삽입부(120)는 상기 음향 신호에 대한 데이터 재삽입 가능 상태가 확인될 경우, 이전 데이터 삽입을 위해 삽입된 동기 신호를 유지한 상태에서, 이전 데이터가 삽입된 영역에 신규 데이터를 대체 삽입하게 된다. 이를 위해, 데이터삽입부(120)는 상기 이전 데이터가 삽입된 영역을 예컨대, FFT(Fast Fourier Transform) 또는 MCLT(Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 주파수 축 신호로 변환하고, 삽입하고자 하는 신규 데이터를 채널 코딩(Channel Coding) 및 확신 스펙트럼(Spread Spectrum) 방식을 적용하여 비트 스트림(Bit Stream)를 형태로 변환하여 위상 변화를 통해 주파수 축으로 변환된 상기 이전 데이터가 삽입된 영역에 삽입하게 되며, 이후, 신규 데이터가 삽입된 주파수 축 신호를 예컨대, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 또는 IMCLT(Inverse Modified Complex Lapped Transform) 등의 변환 알고리즘을 통해 시간 축 신호로 변환하여 제공하게 된다. 한편, 데이터삽입부(120)는 음향 신호에 대해 별도의 데이터가 삽입되지 않은 신호로 판단하여 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터를 삽입하기 위한 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 영역이 선택될 경우, 동기 신호 및 신규 데이터가 삽입될 두 영역 모두에 대해 주파수 축 신호로 변환하여 각각 동기 신호 및 데이터를 삽입하고, 동기 신호 및 데이터가 삽입된 음향 신호를 시간 축 신호로 변환하여 제공하게 된다.
이후, 상기 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 송출한다(S300).
바람직하게는, 음향송출부(130)는 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 데이터삽입부(120)로부터 전달받아 온/오프라인 사이트를 통해 방송형태로 수신장치(200)에 송출하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 음향 신호 품질 개선 방법에 따르면, 데이터가 기 삽입된 상태로 입력되는 음향 신호에 대해 데이터 삽입 여부 및 데이터 재삽입 가능 여부를 판단하고, 데이터 재삽입이 가능할 경우, 이전 데이터가 삽입된 영역을 추출하여 해당 영역에 신규 데이터를 삽입함으로써, 기 삽입된 음향 통신 데이터를 보호함과 동시에 신규 데이터가 삽입됨으로 인해 발생될 수 있는 음향 신호의 품질 저하를 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 음향 신호 품질 개선 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명에 따른 음향 신호 품질 개선 시스템 및 그 방법에 따르면, 데이터가 기 삽입된 상태로 입력되는 음향 신호에 대해 데이터 삽입 여부 및 데이터 재삽입 가능 여부를 판단하고, 데이터 재삽입이 가능할 경우, 이전 데이터가 삽입된 영역을 추출하여 해당 영역에 신규 데이터를 삽입한다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100: 송신장치
110: 상태확인부 120: 데이터삽입부
130: 음향송출부
200: 수신장치

Claims (9)

  1. 이전 데이터 삽입에 대응하여 음향 신호에 삽입되는 동기 신호의 검출을 통해 상기 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하는 상태확인부;
    상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 제공하는 데이터삽입부; 및
    상기 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 송출하는 음향송출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상태확인부는,
    상기 동기 신호 및 상기 이전 데이터 중 적어도 어느 하나에 삽입된 플래그 정보의 확인을 통해 상기 데이터의 재삽입 가능 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터삽입부는,
    상기 동기 신호 및 상기 신규 데이터 중 적어도 어느 하나에 상기 데이터의 재삽입 가능 여부를 나타내기 위한 플래그 정보를 삽입하여 제공하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  5. 이전 데이터 삽입에 대응하여 음향 신호에 삽입되는 동기 신호의 검출을 통해 상기 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하는 데이터삽입인지단계;
    상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 제공하는 데이터삽입단계; 및
    상기 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 송출하는 음향송출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신장치의 동작 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 이전 데이터 삽입에 대응하여 음향 신호에 삽입되는 동기 신호의 검출을 통해 상기 음향 신호에 대한 이전 데이터 삽입 상태를 인지하며,
    상기 이전 데이터가 삽입된 영역 상에 신규 데이터를 삽입하여 제공하고,
    상기 신규 데이터가 삽입된 음향 신호를 송출하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
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