KR101954880B1 - 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치 및 방법 - Google Patents

스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스피치를 텍스트로 얻은 텍스트 자료를 자막 데이터와 비교하여 일치하는 위치를 찾아내기 위해, 스미스-워터만(Smith-Waterman) 알고리즘을 활용하고 여기서 얻은 데이터로 자막 싱크를 자동으로 맞추는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로서, 입력되는 영상신호에서 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 분리하는 역다중화부와, 상기 역다중화부에서 분리된 음성 데이터를 스피치(Speech)를 텍스트로 변환하는 텍스트 생성부와, 상기 텍스트 생성부에서 생성된 스피치 텍스트를 자막 데이터와 시간적 비교를 통해 그 시간 차이를 검출하는 시간차 비교부와, 상기 시간차 비교부에서 검출된 시간 차이를 스미스-워터만 알고리즘을 이용하여 음성 데이터를 기반으로 자막 데이터의 싱크를 조절하는 싱크 조절부를 포함하여 구성되는데 있다.

Description

스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치 및 방법{Apparatus and Method for Automatic Subtitle Synchronization with Smith-Waterman Algorithm}
본 발명은 자동 자막 싱크 조절 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 Speech to Text로 얻은 텍스트 자료를 자막 데이터와 비교하여 일치하는 위치를 찾아내기 위해, 스미스-워터만(Smith-Waterman) 알고리즘을 활용하고 여기서 얻은 데이터로 자막 싱크를 자동으로 맞추는 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 많은 사용자는 컴퓨터, DVD(Digital Versatile Disc) 플레이어, PMP(Portable Multimedia Player) 등의 영상 기기를 이용하여 다양한 영상을 감상하고 있다.
이러한 다양한 영상에는 영화 감상, 외국어 학습 등을 위해 자막 파일이 함께 있는 경우가 있는데, 이러한 자막 파일에는 영상과 연동하여 재생되는 텍스트 정보로서의 자막정보를 포함하며 Micro DVD, RealText, SubRip 및 SAMI 등의 다양한 포맷이 있다.
이러한 자막 파일을 통해 음성을 들을 수 없는 사용자나 외국어 학습을 위해 시각 정보가 필요한 사용자에게는 영상 감상의 효율성 및 편리성을 제공해준다.
그러나 영상 파일이 손상되어 자막이 현재 시청중인 부분의 음성과 자막이 시간적으로 일치하지 않게 되는 경우가 있다. 이럴 경우 영화에 대한 이해도가 떨어지고 심하면 심리적으로 불안해 질 수 있다.
이를 해결하기 위해, 음성과 자막의 싱크를 조절하기 위한 다양한 프로그램이 개발되고 있지만, 사용자가 스스로 자막의 싱크를 조절해야 함에 따라, 사용자가 이를 이용하여 자막의 위치를 단순히 듣고 원래대로 복원하기란 매우 어려움을 가진다.
공개특허공보 제10-1997-0078578호 (공개일자 1997.12.12.) 등록특허공보 제10-0678938호 (등록일자 2007.01.30.)
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 스피치를 텍스트로 얻은 텍스트 자료를 자막 데이터와 비교하여 일치하는 위치를 찾아내기 위해, 스미스-워터만(Smith-Waterman) 알고리즘을 활용하고 여기서 얻은 데이터로 자막 싱크를 자동으로 맞추는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치의 특징은 입력되는 영상신호에서 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 분리하는 역다중화부와, 상기 역다중화부에서 분리된 음성 데이터를 스피치(Speech)를 텍스트로 변환하는 텍스트 생성부와, 상기 텍스트 생성부에서 생성된 스피치 텍스트를 자막 데이터와 시간적 비교를 통해 그 시간 차이를 검출하는 시간차 비교부와, 상기 시간차 비교부에서 검출된 시간 차이를 스미스-워터만 알고리즘을 이용하여 음성 데이터를 기반으로 자막 데이터의 싱크를 조절하는 싱크 조절부를 포함하여 구성되는데 있다.
바람직하게 상기 자동 자막 싱크 조절 장치는 상기 역다중화부에서 분리된 영상 데이터 및 음성 데이터를 디코딩하는 오디오/비디오 디코딩부와, 상기 싱크 조절부에서 싱크 조절된 자막 데이터를 디코딩하는 자막 디코딩부와, 상기 디코딩된 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 스피커나 모니터 등을 통해 출력시키는 출력부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 싱크 조절부는 검출된 시간 차이만큼 자막 데이터를 조절하여 음성 데이터와 싱크를 맞추는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 방법의 특징은 (A) 영상 신호가 입력되면, 역다중화부를 통해 입력되는 영상신호에서 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 분리하는 단계와, (B) 텍스트 생성부를 통해 역다중화부에서 분리된 음성 데이터를 스피치(Speech)를 텍스트로 변환하는 단계와, (C) 시간차 비교부를 통해 상기 생성된 스피치 텍스트를 자막 데이터와 시간적 비교를 통해 그 시간 차이를 검출하는 단계와, (D) 싱크 조절부를 통해 상기 검출된 시간 차이를 스미스-워터만 알고리즘을 이용하여 음성 데이터를 기반으로 자막 데이터의 싱크를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.
바람직하게 상기 자동 자막 싱크 조절 방법은 자막 디코딩부를 통해 상기 싱크 조절된 자막 데이터를 디코딩하는 단계와, 오디오/비디오 디코딩부를 통해 상기 역다중화부에서 분리된 영상 데이터 및 음성 데이터를 디코딩하는 단계와, 출력부를 통해 상기 디코딩된 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 스피커나 모니터 등을 통해 출력시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (D) 단계는 검출된 시간 차이만큼 자막 데이터를 조절하여 음성 데이터와 싱크를 맞추는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치 및 방법은 손상된 영상파일을 통해 음성과 자막의 싱크가 맞지 않는 경우, 자동으로 싱크가 조절되어 손상된 영상파일을 재생하는 경우에도 음성과 자막의 오류 없이 편안하게 영상을 감상할 수 있는 효과가 있다.
또한 손상된 영상 파일에서 추출된 음성 데이터가 자막 파일의 어느 곳에 위치하지는 찾아 낼 수 있어, 파일 복원에 큰 도움이 될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치의 구성을 나타낸 블록도
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 본 발명의 자동 자막 싱크 조절 장치는 입력되는 영상신호에서 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 분리하는 역다중화부(100)와, 상기 역다중화부(100)에서 분리된 음성 데이터를 스피치(Speech)를 텍스트로 변환하는 텍스트 생성부(200)와, 상기 텍스트 생성부(200)에서 생성된 스피치 텍스트를 자막 데이터와 시간적 비교를 통해 그 시간 차이를 검출하는 시간차 비교부(300)와, 상기 시간차 비교부(300)에서 검출된 시간 차이를 스미스-워터만 알고리즘을 이용하여 음성 데이터를 기반으로 자막 데이터의 싱크를 조절하는 싱크 조절부(400)와, 상기 역다중화부(100)에서 분리된 영상 데이터 및 음성 데이터를 디코딩하는 오디오/비디오 디코딩부(500)와, 상기 싱크 조절부(400)에서 싱크 조절된 자막 데이터를 디코딩하는 자막 디코딩부(600)와, 상기 디코딩된 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 스피커나 모니터 등을 통해 출력시키는 출력부(700)로 구성된다.
이때, 상기 싱크 조절부(400)는 검출된 시간 차이만큼 자막 데이터를 조절하여 음성 데이터와 싱크를 맞추는 것을 말한다.
그리고 상기 스미스-워터만(Smith-Waterman) 알고리즘은 다이나믹 프로그래밍(Dynamic Programming)을 이용하여 임의의 서열과 데이터베이스에 저장된 서열들을 비교하는 기본적인 서열 정렬법이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1과 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 부재를 지칭한다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 먼저 영상 신호가 입력되면(S10), 역다중화부(100)를 통해 입력되는 영상신호에서 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 분리한다(S20). 이때, 입력되는 영상 신호는 방송국으로부터 수신되는 방송 신호 또는 소정의 저장 매체에 저장된 영상 신호일 수 있다.
이어, 텍스트 생성부(200)를 통해 역다중화부(100)에서 분리된 음성 데이터를(S30) 스피치(Speech)를 텍스트로 변환한다(S40). 이때 음성 데이터를 텍스트로 변환하는 방법은 "Voice to Speech 프로그램", "바이보이스 프로그램" 등과 같이 이미 공지되어 있는 기술로, 이를 적용하여 손쉽게 변환이 가능하다.
그리고 시간차 비교부(300)를 통해 상기 생성된 스피치 텍스트를 자막 데이터와 시간적 비교를 통해 그 시간 차이를 검출한다(S50).
이어 싱크 조절부(400)를 통해 상기 검출된 시간 차이를 스미스-워터만 알고리즘을 이용하여 음성 데이터를 기반으로 자막 데이터의 싱크를 조절한다(S60). 이때, 상기 스미스-워터만(Smith-Waterman) 알고리즘은 다이나믹 프로그래밍(Dynamic Programming)을 이용하여 임의의 서열과 데이터베이스에 저장된 서열들을 비교하는 기본적인 서열 정렬법을 말한다.
한편, 상기 싱크의 조절은 검출된 시간 차이만큼 자막 데이터를 조절하여 음성 데이터와 싱크를 맞추는 것을 말한다. 따라서 자막 데이터가 음성 데이터보다 시간 간격 t 만큼 뒤지고 있는 것으로 검출되면, 싱크 조절부(400)는 자막 데이터의 출력을 시간 간격 t 동안 지연시킨다. 이러한 지연은 자막 데이터를 영상 데이터 및 음성 데이터의 재생 시에 시간 간격 t 동안 버퍼링시킨 후 출력시킴으로써, 가능할 수 있으며, 이에 따라 자막 데이터는 영상 데이터 및 음성 데이터와 동기화될 수 있다.
상기 시간적 비교 결과, 시간 차이가 없는 경우에는 별도의 싱크 조절은 수행되지 않는다.
그리고 자막 디코딩부(600)를 통해 상기 싱크 조절된 자막 데이터를 디코딩한다(S70).
또한, 오디오/비디오 디코딩부(500)를 통해 상기 역다중화부(100)에서 분리된 영상 데이터 및 음성 데이터를 디코딩한다(S80).
그리고 출력부(700)를 통해 상기 디코딩된 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 스피커나 모니터 등을 통해 출력시킴으로써(S90), 자막 데이터와 음성 데이터의 싱크가 자동을 맞춰진 영상 신호를 제공할 수 있게 된다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 입력되는 영상신호에서 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 분리하는 역다중화부와,
    상기 역다중화부에서 분리된 음성 데이터를 스피치(Speech)를 텍스트로 변환하는 텍스트 생성부와,
    상기 텍스트 생성부에서 생성된 스피치 텍스트를 자막 데이터와 시간적 비교를 통해 그 시간 차이를 검출하는 시간차 비교부와,
    상기 시간차 비교부에서 검출된 시간 차이를 스미스-워터만 알고리즘을 이용하여 음성 데이터를 기반으로 자막 데이터의 싱크를 조절하는 싱크 조절부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자동 자막 싱크 조절 장치는
    상기 역다중화부에서 분리된 영상 데이터 및 음성 데이터를 디코딩하는 오디오/비디오 디코딩부와,
    상기 싱크 조절부에서 싱크 조절된 자막 데이터를 디코딩하는 자막 디코딩부와,
    상기 디코딩된 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 스피커나 모니터 등을 통해 출력시키는 출력부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 싱크 조절부는 검출된 시간 차이만큼 자막 데이터를 조절하여 음성 데이터와 싱크를 맞추는 것을 특징으로 하는 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 장치.
  4. (A) 영상 신호가 입력되면, 역다중화부를 통해 입력되는 영상신호에서 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 분리하는 단계와,
    (B) 텍스트 생성부를 통해 역다중화부에서 분리된 음성 데이터를 스피치(Speech)를 텍스트로 변환하는 단계와,
    (C) 시간차 비교부를 통해 상기 생성된 스피치 텍스트를 자막 데이터와 시간적 비교를 통해 그 시간 차이를 검출하는 단계와,
    (D) 싱크 조절부를 통해 상기 검출된 시간 차이를 스미스-워터만 알고리즘을 이용하여 음성 데이터를 기반으로 자막 데이터의 싱크를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 자동 자막 싱크 조절 방법은
    자막 디코딩부를 통해 상기 싱크 조절된 자막 데이터를 디코딩하는 단계와,
    오디오/비디오 디코딩부를 통해 상기 역다중화부에서 분리된 영상 데이터 및 음성 데이터를 디코딩하는 단계와,
    출력부를 통해 상기 디코딩된 영상 데이터, 음성 데이터 및 자막 데이터를 스피커나 모니터 등을 통해 출력시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 (D) 단계는 검출된 시간 차이만큼 자막 데이터를 조절하여 음성 데이터와 싱크를 맞추는 것을 특징으로 하는 스미스-워터만 알고리즘을 이용한 자동 자막 싱크 조절 방법.
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