KR20050026098A - 음악 콘텐트의 재생을 향상하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

음악 콘텐트의 재생을 향상하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 방법에 있어서, 모노 및 스테레오 신호가 스테레오 입력 신호 스트림의 왼쪽 및 오른쪽 신호 콘텐트를, 각각, 가산(3) 및 감산(4)에 의해 도출된다. 이 후, 모노 신호 스트림은 대역 정지 필터 디바이스(5)를 이용하여 필터되고, 스테레오 신호 스트림과 필터된 모노 신호 스트림을 더하고(6) 스테레오 신호 스트림과 필터된 모노 신호 스트림을, 각각, 감산함으로써(7) 스테레오 출력 신호 스트림이 얻어진다. 상기 방법은 가라오케 응용의 음성 억제에 대해 적용될 수 있다.

Description

음악 콘텐트의 재생을 향상하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO IMPROVE THE REPRODUCTION OF MUSIC CONTENT}
본 발명은 대역 정지 필터 디바이스를 이용하여 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 방법에 관한 것이다. 그러한 방법은, TV, DVD 플레이어, 미시-세트(misi-set) 등과 같이, 가라오케가 관심의 대상의 특징인 임의의 디지털 또는 아날로그 오디오 디바이스에 적용될 수 있다.
사람의 음성 대역폭은 300Hz에서 4kHz에 이른다. 하지만, 모든 사람의 음성은 다르기 때문에, 이것은 단지 대략적인 값이다. 음성이 음악으로부터 제거되어야 할 때, 단지 원곡의 높은 주파수 및 하부 콘텐트만이 필터를 통과하도록 음성은 취소될 수 있다. 그러한 방법은 일본 특허 공보 JP-A-4271700로부터 알려져 있다. 이 알려진 방법에서, 스테레오 음질의 느낌을 유지하는 가라오케를 위한 음악을 생성하기 위해 음성 신호가 음향 신호 요소로부터 배제되는 동안, 왼쪽과 오른쪽 입력 신호의 구분이 유지된다. 단점은 상기 주파수 대역폭이 또한 음악에 대해 억압된다는 것이다.
도 1은 종래 기술의 음성 제거 필터 디바이스를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 기본적인 음성 제거 필터 디바이스를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 향상된 음성 제거 필터 디바이스를 도시하는 도면.
도 4는 추가로 향상된 음성 제거 필터 디바이스를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 그러한 단점을 피하거나 적어도 줄이는 것이고, 오디오 장치에 적용되어, 음악 재생이 크게 향상되면서 상대적으로 낮은-비용의 제품을 만들어내는 음성 제거 필터를 제공하는 것이다.
그러므로, 본 발명에 따라서, 도입 문단에서 설명된 음성 신호를 제거하기 위한 방법은 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 모노톤 및 스테레오의 신호 스트림이, 각각, 스테레오 입력 신호 스트림의 왼쪽과 오른쪽 신호 콘텐트를 더하고 감산하여 도출되고, 모노의 신호 스트림이 상기 대역 정지 필터 디바이스를 이용해 필터링되고, 스테레오 출력 신호 스트림이 스테레오의 신호 스트림과 필터된 모노 신호 스트림을 더하고 스테레오 신호 스트림과 필터된 모노 신호 스트림을, 각각, 감산함으로써 얻어진다는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 음성 신호를 제거하기 위한 방법에 관한 것뿐만 아니라, 상기 방법의 음성 억제 필터 디바이스가 적용된, 대역 정지 필터 디바이스를 이용하여 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 음성 억제 필터 디바이스에 관한 것이다. 따라서, 이 음성 억제 필터 디바이스는, 스테레오 입력 신호 스트림의 왼쪽 그리고 오른쪽 신호 콘텐트를, 각각, 가산하고 감산함으로써 상기 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 모노 및 스테레오 신호 스트림을 도출하기 위한 제 1 가산 및 제 1 감산 디바이스로서, 상기 모노 신호 스트림은 상기 대역 정지 필터 디바이스를 이용하여 필터되는, 제 1 가산 및 제 1 감산 디바이스가 제공되고, 스테레오 신호 스트림과 필터된 모노 신호 스트림을 더하고 스테레오 신호 스트림과 필터된 모노 신호 스트림을, 각각, 뺌으로서 스테레오 출력 신호 스트림을 얻기위한 제 2 가산 및 제 2 감산 디바이스가 제공되는 것을 특징으로 한다.
대역 정지 필터 디바이스에 평행한 제 1 향상에 있어서, 저역 필터 디바이스가 제공되고, 이때, 주파수 대역의 상측은 대역 정지 필터 디바이스의 주파수 대역의 하측에 인접하다. 제 2 향상에 있어서, 오버플로우(overflow)에 대해 대역 정지 필터 디바이스를 보호하기 위해 스케일 축소 디바이스가 제공되는 반면, 제 3 향상에 있어서, 모노와 스테레오 신호 스트림에 대한 채널들 사이의 비대칭을 얻기 위해 스케일링 디바이스가 제공된다.
본 발명은 상기 방법에서 적용된 및/또는 상기 음성 억제 필터 디바이스에서 적용된 스테레오 입력 신호 스트림을 처리하기 위한 알고리즘에 추가로 연관한다.
본 발명은 또한 상기 음성 억제 필터가 제공된 오디오 장치에 관한 것이고, 상기 오디오 장치에서 신호 처리 수단에서 수행되거나 상기 오디오 장치와 협력할 수 있는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이며, 정보 캐리어(carrier)로서, 수행 명령이 상기 신호 처리 수단에 의해 실행될 명령을 포함하고, 상기 명령어들은 상기 신호 처리 수단이 상기 방법을 수행하도록 하는, 정보 캐리어에 관한 것이다.
본 발명은 다음에 설명되는 것과 같은 예 및 첨부되는 도면들을 참조로 명백할 것이다.
도 1의 종래 기술의 음성 제거 필터 디바이스는 왼쪽 및 오른쪽 입력 신호의 음성 억제를 위한 대역 정지 필터(1, 2)를 도시한다. 상기 대역 정지 필터(1, 2)는 300Hz 내지 4kHz 범위의 음성 주파수를 억제한다; 이것은 사람의 음성 대역폭의 대략적인 값이다. 하지만, 이 음성 제거 필터는 또한 상기 주파수 대역 안의 음악을 억제한다; 이것은 대단한 단점으로 여겨진다.
본 발명을 도시하기 위해, 라이브 밴드가 등장하는 무대를 상상할 수 있다. 예를 들어, 왼쪽에 피아노가 있고, 중앙에 드러머가 그리고 오른쪽에 백 보컬이 있다. 스테레오 영역 안의 이러한 위치는 스테레오 녹음 중에 모방될 수 있다. 제거되어야 하는, 리드 보컬은 스테레오 영역 의 중앙에 위치한다. 만약 스테레오 채널 콘텐트에 제거가 행해지면, 리드 보컬은 제거되지만 스테레오 중앙으로부터 혼합된 음악 요소는 남게된다. 두 개의 채널들의 콘텐트를 더해줌으로서, 모든 소리 정보는 유지되는 반면, 보컬 필터링 후에 모든 스테레오 중앙으로부터 혼합된 음악 정보가 모노 기반으로 유지된다. 스테레오 요소를 필터된 음악에 다시 추가하고 제거함으로서, 스테레오 정보는 다시 복귀한다. 도 2에 나타난, 이 구현의 결과는 종래 기술의 음성 필터링을 적용한 경우보다 더 나은 듯하다.
도 2의 기본 음성 제거 필터는, 각각, 제 1 가산 및 감산 디바이스(3, 4), 대역 정지 필터(5), 그리고, 각각, 제 2 가산 및 감산 디바이스(6, 7)를 포함한다. 가산 디바이스(3)를 이용함으로써, 왼쪽 및 오른쪽 입력 신호는 모노 신호를 형성하도록 더해지는 반면, 감산 디바이스(4)를 이용함으로써, 이러한 입력 신호들로부터 스테레오 신호가 얻어진다. 모노 신호는 300Hz 내지 4kHz의 대역 정지 필터(5)에 의해 필터된다. 가산 디바이스(6)를 이용하여, 스테레오 신호 및 필터된 모노 신호는 서로에게 더해지는 반면, 감산 디바이스(7)를 이용하여, 필터된 모노 신호 및 스테레오 신호는 서로로부터 제거된다. 가산 및 감산 디바이스(6, 7)의 출력 신호는 음성이 억제되지만, 음악의 질은 강하게 유지되는, 스테레오 출력 신호를 형성한다.
이 구현의 또 다른 추가의 장점은 백 보컬이 제거되지 않는다는 것이다. 흔히, 이런 것들은 혼합된 스테레오이다. 이것은 리드 보컬과 간섭하지 않으면서 개방된 소리를 제공한다. 어떤 음악에서는, 두 개의 백 보컬 녹음이 행해진다. 하나는 왼쪽을 위해 다른 하나는 오른쪽 스테레오 필드를 위해 행해진다. 이것은 더 많은 가수가 존재한다는 인상을 준다. 모든 이러한 음성은 본 구현에 의해 완벽하게 복구된다.
불행히도 모든 악기가 스테레오 중앙으로부터 혼합되는 것은 아니다. 도 2의 실시예에 있어서, 베이스 기타, 베이스 드럼 및 스네어 드럼(snare drum)은 음악의 주축이므로, 이것들은 항상 모노 혼합된다. 300 Hz 이하의, 베이스 드럼과 베이스 기타의 하부 주파수는 복구되지만 더 높은 주파수는 손실된다. 이것은 소리 품질의 손실로 해석된다. 즉, 여전히 베이스를 느끼지만 명확한 선과 기타 슬랩(slap)은 더 이상 들을 수 없다. 스네어 드럼에 있어서 상황은 더 나빠진다. 소리는 거의 완전히 손실될 것이다. 이 단점은 다운스케일(downscale) 프로세스에 의해 줄어들 수 있다. 다운스케일 요인(G1)은 필터를 오버플로우로부터 보호하기 위해 더해진다. 이 요인은 프로세스의 끝에서 요인(G2)에 의해 보상된다. 다운스케일 요인의 삽입은 도 3의 향상된 실시예에서 나타난다. 이 실시예는 도 2의 그것에 매우 근사하다; 차이는 보상 디바이스(10, 11)가 왼쪽 및 오른쪽 출력 채널에 삽입되는 반면, 다운스케일 디바이스(8, 9)가 왼쪽 및 오른쪽 입력 채널에 삽입된다는 것이다.
이어지는 감산 때문에, 다운스케일링 요인(G1)은 두 개의 채널에 대해 동일하다. 그렇지 않으면, 리드 보컬은 제거되지 않을 것이다. 상기 스케일링 요인(G2)은 실제 단순히 마스터 볼륨(master volume)이다. 그렇게 함으로써, 두 가지 장점이 얻어진다. 왼쪽과 오른쪽 채널 사이의 더 큰 차이 때문에, 소리는 훨씬 더 다이내믹하다. 소리의 품질은 종전보다는 원래에 훨씬 더 가깝다. 스테레오 요인이 모노 요인보다 더 중요하게 되기 때문에 잔존하는 음성은 적어진다. 하지만, 여전히 덜 중요한 단점이 존재한다: 하부-주파수는 또한 구분된다. 그러므로, 추가의 향상 실시예에 있어서, 300Hz의 컷 오프(cut off) 주파수를 갖는 추가의 저역 필터는 베이스 하부-층을 향상하기 위해 삽입된다. 이 추가의 향상된 실시예는 도 4에 나타나고, 이것은 도 3의 그것에 매우 근사하다; 차이는 0 내지 300Hz의 대역폭을 가진 추가의 저역 필터 디바이스(12)가 대역 정지 필터(5)와 병렬로 삽입되는 반면, 추가의 가산 디바이스(13) 및 스케일링 디바이스(14, 15)가 삽입된다는 것이다. 스테레오 채널 안의 스케일링 디바이스(14)를 이용하여 스케일링 요인(G3)의 삽입에 의해, 소리가 재생되었을 때 향상된 스테레오 인상을 가능하게 하는 비대칭성이 음성 제거 필터에 도입된다. 더욱이, 스테레오 콘텐트에 비교해 모노 콘텐트는 다운스케일되기 때문에, 필터에 의해 거부되지 않을 음성의 나머지 부분은 도 3의 실시예에서보다 더 부드럽게 들릴 것이다.
위에서 개시된 실시예는 알고리즘에 의해 구현될 수 있고, 이 중 적어도 일부는 상기 음성 제거 필터를 포함하는 오디오 장치 안의 신호 처리 수단에서 수행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태일 수 있다. 지금까지, 도면의 부분이 특정 프로그램 가능한 기능을 수행하는 유닛으로 도시되었지만, 이러한 유닛들은 컴퓨터 프로그램의 하부 부분으로 고려될 수 있다.
본 발명은 설명된 실시예에 제한되지 않는다; 다음의 청구항의 범위 내의 변경은 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 대역 정지 필터 디바이스를 이용하여 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 방법에 응용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 대역 정지 필터 디바이스를 이용하여 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 방법으로서,
    스테레오 입력 신호 스트림으로부터 모노 및 스테레오 신호 스트림이 스테레오 입력 신호 스트림의 왼쪽 및 오른쪽 신호 콘텐트를, 각각, 가산 및 감산에 의해 도출되고, 상기 모노 신호 스트림은 상기 대역 정지 필터 디바이스를 이용해 필터링되며, 상기 스테레오 신호 스트림과 상기 필터된 모노 신호 스트림을 가산하고 상기 스테레오 신호 스트림과 필터링된 모노 신호 스트림을, 각각, 감산함으로써 스테레오 출력 신호 스트림이 얻어지는 것을 특징으로 하는, 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 방법.
  2. 대역 정지 필터 디바이스를 이용하여 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 음성 억제 필터 디바이스로서,
    제 1 가산 및 제 1 감산 디바이스가 스테레오 입력 신호 스트림의 왼쪽 및 오른쪽 신호 콘텐트를, 각각, 가산 및 감산함으로써 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 모노 및 스테레오 신호 스트림을 도출하도록 제공되고, 상기 모노 신호 스트림은 상기 대역 정지 필터 디바이스를 이용하여 필터링되고, 상기 스테레오 신호 스트림과 상기 필터링된 모노 신호 스트림을 더하고, 상기 스테레오 신호 스트림과 상기 필터링된 모노 신호 스트림을, 각각, 감산함으로써 상기 스테레오 출력 신호 스트림을 얻기 위해 제 2 가산 및 제 2 감산 디바이스가 제공되는 것을 특징으로 하는, 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 음성 억제 필터 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서, 대역 정지 필터 디바이스와 병렬로 저역 필터 디바이스가 제공되고, 이것의 주파수 대역의 상측이 상기 대역 정지 필터 디바이스의 주파수 대역의 하측에 인접한 것을 특징으로 하는, 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 음성 억제 필터 디바이스.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 다운스케일링 디바이스가 오버플로우에 대해서 상기 대역 정지 필터 디바이스를 보호하도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 음성 억제 필터 디바이스.
  5. 제 3항에 있어서, 이득(gain) 요소가 상기 모노 및 상기 스테레오 신호 스트림 사이의 비대칭을 얻도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 스테레오 입력 신호 스트림으로부터 음성 신호를 제거하기 위한 음성 억제 필터 디바이스.
  6. 제 1항에 따른 방법에 적용되고 및/또는 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 음성 억제 필터 디바이스 안에 적용되는 스테레오 입력 신호 스트림을 처리하기 위한 알고리즘.
  7. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 음성 억제 필터가 제공된, 오디오 장치,
  8. 오디오 장치 안의 신호 처리 수단 상에서 수행하거나, 제 7항에 따른 음성 억제 필터 디바이스를 포함하는 오디오 장치와 협력할 수 있는 컴퓨터 프로그램.
  9. 신호 처리 수단에 의해 실행될 명령을 포함하는 정보 캐리어로서, 상기 명령은 상기 신호 처리 수단이 제 1항에 따른 방법을 수행할 수 있도록 하는, 정보 캐리어.
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