KR20050026884A - 디지털 오디오 신호의 고품질 신장 및 압축을 제공하기위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (36)
- 오디오 신호 세그먼트들의 시간 변경(temporal modification)을 위한 시스템에 있어서,오디오 신호로부터 데이터 프레임들을 추출하는 단계;각 데이터 프레임의 콘텐츠를 조사하고, 사전 설정된 기준(pre-established criteria)에 따라 각 데이터 프레임의 타입을 분류하는 단계;각 데이터 프레임의 상기 분류 타입에 특정한 시간 변경 프로세스를 사용하여, 적어도 하나의 데이터 프레임들의 적어도 일부를 시간적으로 변경하는 단계를 포함하는 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 프레임 타입의 분류는 오직 분류되는 상기 프레임에만 기초하는 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 프레임 타입의 분류는 하나 이상의 이웃 프레임들로부터 추출된 정보에 적어도 부분적으로 기초하는 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 프레임들은 연속적으로 처리되는 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 분류는 각 데이터 프레임의 주기성에 적어도 부분적으로 기초하는 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 프레임 타입은 음성 프레임들(voiced frame) 및 무음성 프레임들(unvoiced frame)을 포함하는 시스템.
- 제6항에 있어서,상기 프레임 타입들은 혼합 프레임들(mixed frames) - 상기 혼합된 프레임들은 음성 및 무음성 세그먼트들 모두를 포함함 - 을 포함하는 시스템.
- 음성을 포함하는 오디오 신호 세그먼트들의 시간 변경을 위한 방법에 있어서,수신된 오디오 신호로부터 데이터 프레임들을 연속적으로 추출하는 단계;상기 연속적으로 추출된 데이터 프레임들의 현재 프레임의 각 세그먼트의 콘텐츠 타입 - 상기 콘텐츠 타입들은 음성 세그먼트들, 무음성 세그먼트들 및 혼합 세그먼트들을 포함함 - 을 판단하는 단계; 및음성 세그먼트 시간 변경 프로세스(voiced segment temporal modification process), 무음성 세그먼트 시간 변경 프로세스(unvoiced segment temporal modification process) 및 혼합 세그먼트 시간 변경 프로세스(mixed segment temporal modification process)로부터, 상기 현재 프레임의 적어도 하나의 세그먼트에 대해 대응되는 시간 변경 프로세스를 자동적으로 선택 및 적용함으로써, 상기 현재 프레임의 적어도 하나의 세그먼트를 시간적으로 변경하는 단계를 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,각각의 프레임 - 상기 프레임들의 각각은, 길이가 대략 1 피치 주기인 적어도 하나의 세그먼트를 포함함- 에 대한 평균 피치 주기(average pitch period)를 평가하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,상기 현재 프레임의 각 세그먼트의 상기 콘텐츠 타입을 판단하는 단계는 각 프레임에 대한 정규화 상호 상관(normalized cross correlation)을 계산하는 단계, 및 각 세그먼트의 상기 콘텐츠 타입을 판단하기 위한 소정의 임계값들과 각 정규화 상호 상관의 최대 피크값을 비교하는 단계를 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,적어도 하나의 세그먼트의 상기 콘텐츠 타입은 음성 세그먼트이고, 상기 적어도 하나의 세그먼트를 시간적으로 변경하는 단계는 상기 현재 프레임의 길이를 늘리기 위해 상기 음성 세그먼트를 신장시키는(stretching) 단계를 포함하는 방법
- 제11항에 있어서,상기 음성 세그먼트를 신장시키는 단계는,상기 세그먼트 중의 적어도 하나를 템플릿으로 인식하는 단계;상호 상관 피크가 소정의 임계값을 초과하는 일치 세그먼트(matching segment)를 검색하는 단계; 및상기 프레임의 상기 일치 세그먼트들을 정렬 및 병합하는 단계를 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서,상기 세그먼트들 중의 적어도 하나를 템플릿으로서 인식하는 단계는 상기 프레임의 끝으로부터 템플릿을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 일치 세그먼트를 검색하는 단계는 일치를 확인하기 위하여 상기 오디오 신호의 가까운 과거(recent past)를 검사하는 단계를 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서,상기 세그먼트들 중의 적어도 하나를 템플릿으로서 인식하는 단계는 상기 프레임의 시작으로부터 템플릿을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 일치 세그먼트를 검색하는 단계는 일치를 확인하기 위하여 상기 오디오 신호의 가까운 미래(near future)를 검사하는 단계를 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서,상기 세그먼트들 중의 적어도 하나를 템플릿으로서 인식하는 단계는 상기 프레임의 시작 및 끝의 사이로부터 템플릿을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 일치 세그먼트를 검색하는 단계는 일치를 확인하기 위하여 상기 오디오 신호의 가까운 미래 및 가까운 과거를 검사하는 단계를 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서,상기 현재 프레임 내의 다른 위치들에서 연속적인 템플릿들이 확인되도록, 상기 템플릿을 위한 선택 지점들(selection points)을 바꾸는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,시간적으로 변경된 세그먼트들의 평균 압축 비율(average compression ration)이 전체 목표 압축 비율(overall target compression ration)에 대응되는지를 판단하는 단계를 더 포함하고,상기 전체 목표 압축 비율이 대략 유지되었음을 보장하기 위한 필요에 따라 적어도 하나의 다음 현재 프레임(next current frame)을 위한 다음 목표 압축 비율이 자동적으로 조정되는 방법.
- 제8항에 있어서,적어도 하나의 세그먼트의 상기 콘텐츠 타입은 무음성 세그먼트이고, 상기 적어도 하나의 세그먼트를 시간적으로 변경하는 단계는 상기 현재 프레임의 길이를 증가시키기 위해 적어도 하나의 합성 세그먼트(syntheic segment)를 자동적으로 생성하고 상기 현재 프레임으로 삽입하는 단계를 포함하는 방법.
- 제18항에 있어서,상기 적어도 하나의 합성 세그먼트를 자동적으로 생성하는 단계는상기 현재 프레임의 푸리에 변환을 자동적으로 계산하는 단계;위상(phase)의 무작위 순환(randum rotation)을 상기 FFT 계수들에 도입하는 단계; 및각각의 세그먼트에 대한 상기 역 FFT(inverse FET)를 계산하여 상기 적어도 하나의 합성 세그먼트를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,적어도 하나의 세그먼트의 상기 콘텐츠 타입은 혼합 세그먼트이고, 상기 혼합 세그먼트는 음성 및 무음성 컴포넌트들 모두를 포함하는 방법.
- 제20항에 있어서,상기 혼합 세그먼트를 시간적으로 변경하는 단계는,상기 세그먼트들 중의 적어도 하나를 템플릿으로 인식하는 단계;상호 상관 피크가 소정의 임계값을 초과하는 일치 세그먼트를 검색하는 단계;일시적인 음성 세그먼트(interim voiced segment)를 생성하기 위하여 상기 프레임의 상기 일치 세그먼트들을 정렬 및 병합하는 단계;일시적인 무음성 세그먼트를 생성하기 위하여, 적어도 하나의 합성 세그먼트를 자동적으로 생성하고 상기 현재 프레임에 삽입하는 단계;상기 현재 세그먼트에 대하여 계산된 정규화 상호 상관 피크에 대해 상기 일시적인 음성 세그먼트 및 상기 일시적인 무음성 세그먼트의 각각에 가중치를 부여하는 단계; 및부분적으로 합성 신장된 세그먼트를 생성하기 위하여 상기 임시적인 음성 세그먼트 및 상기 임시적인 무음성 세그먼트를 추가하고, 윈도우화시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,적어도 하나의 세그먼트의 상기 콘텐츠 타입은 음성 세그먼트이고, 상기 적어도 하나의 세그먼트를 시간적으로 변경하는 단계는 상기 현재 프레임의 길이를 감소시키기 위하여 상기 음성 세그먼트를 압축시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제22항에 있어서,상기 음성 세그먼트를 압축시키는 단계는,상기 세그먼트들 중의 적어도 하나를 템플릿으로 인식하는 단계;상호 상관 피크가 소정의 임계값을 초과하는 일치 세그먼트를 검색하는 단계;상기 템플릿과 상기 일치 사이에서 상기 신호를 잘라내는(cutting out) 단계; 및상기 프레임의 상기 일치 세그먼트들을 정렬 및 병합하는 단계를 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,적어도 하나의 세그먼트의 상기 콘텐츠 타입은 무음성 세그먼트이고, 상기 적어도 하나의 세그먼트를 시간적으로 변경하는 단계는 상기 현재 프레임의 길이를 감소시키기 위하여 상기 무음성 세그먼트를 압축하는 단계를 포함하는 방법.
- 제24항에 있어서,상기 무음성 세그먼트를 압축하는 단계는,상기 프레임의 제1 위치로부터의 상기 프레임의 제2 위치로 상기 프레임의 세그먼트를 이동시키는 단계;상기 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 상기 프레임의 일부를 제거하는 단계; 및상기 프레임의 나머지를 나타내는 상기 신호와 상기 세그먼트의 엣지(edge)를 혼합하기 위한 사인 윈도우 함수(sine windowing function)를 사용하여, 상기 프레임의 나머지를 나타내는 상기 신호에 상기 프레임의 상기 이동된 세그먼트를 부가하는 단계를 포함하는 방법.
- 디지털 오디오 신호의 세그먼트들의 동적인 시간 변경(dynamic temporal modification)을 제공하기 위한 컴퓨터 구현 프로세스에 있어서,디지털 오디오 신호의 하나 이상의 연속 프레임을 수신하고,수신된 바에 따라 상기 디지털 오디오 신호의 각 프레임을 디코딩하며,소정의 세그먼트 콘텐트 타입들 - 각각의 세그먼트 콘텐츠 타입은 연관된 타입에 특정한 시간 변경 프로세스(type-specific time modification process)를 가짐- 의 그룹으로부터 상기 디코딩된 오디오 신호의 세그먼트들의 콘텐츠 타입을 판단하고,각각의 세그먼트 콘텐츠 타입에 특정된 상기 연관된 타입에 특정한 시간 변경 프로세스를 사용하여, 상기 디코딩된 오디오 신호의 하나 이상의 세그먼트의 시간 스케일을 변경하기 위한 컴퓨팅 장치를 사용하는 것을 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제26항에 있어서,소정의 세그먼트 콘텐츠 타입들의 상기 그룹은 음성 타입 세그먼트들 및 무음성 타입 세그먼트들을 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제27항에 있어서,소정의 세그먼트 콘텐츠 타입들의 상기 그룹은 혼합 타입 세그먼트들 - 상기 혼합 타입 세그먼트들은 음성 콘텐츠 및 무음성 콘텐츠의 혼합을 나타냄 - 을 더 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제27항에 있어서,하나 이상의 세그먼트의 상기 시간 스케일을 변경하는 단계는, 목표 시간 변경 비율을 대략적으로 달성하기 위하여 상기 하나 이상의 세그먼트를 시간적으로 신장 및 시간적으로 압축시키는 단계를 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제29항에 있어서,후속 세그먼트들의 상기 목표 시간 변경 비율이 자동적으로 조정되어, 적어도 하나의 선행 세그먼트의 실제 시간 스케일 변경에 대하여 평균 목표 시간 변경 비율을 획득하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제27항에 있어서,세그먼트들의 상기 콘텐츠 타입을 판단하는 단계는 각각의 세그먼트의 서브 세그먼트들에 대한 정규화 상호 상관(normalized cross correlation)을 계산하는 단계 및 각각의 세그먼트의 상기 콘텐츠 타입을 판단하기 위한 소정의 임계값과 각각의 정규화 상호 상관의 최대 피크를 비교하는 단계를 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제27항에 있어서,적어도 하나의 세그먼트는 음성 타입 세그먼트이고, 음성 타입 세그먼트의 상기 시간 스케일을 변경하는 단계는 상기 적어도 하나의 음성 타입 세그먼트의 길이를 증가시키기 위하여 대략 하나 이상의 피치 주기만큼 적어도 하나의 음성 타입 세그먼트를 신장시키는 단계를 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제27항에 있어서,상기 적어도 하나의 음성 타입 세그먼트를 신장시키는 단계는,길이가 대략 1 피치 주기인 적어도 하나의 서브 세그먼트를 템플릿으로서 인식하는 단계;상호 상관 피크가 소정의 임계값을 초과하는 일치 서브-세그먼트를 검색하는 단계; 및상기 프레임의 일치 세그먼트들을 정렬 및 병합하는 단계를 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제27항에 있어서,적어도 하나의 세그먼트는 무음성 타입 세그먼트이고, 무음성 형태 세그먼트들의 상기 시간 스케일을 변경하는 단계는,상기 적어도 하나의 무음성 타입 세그먼트의 하나 이상의 서브 세그먼트들로부터 적어도 하나의 합성 세그먼트를 자동적으로 생성하는 단계; 및상기 적어도 하나의 무음성 타입 세그먼트의 길이를 증가시키기 위하여 상기 적어도 하나의 합성 세그먼트를 상기 적어도 하나의 무음성 타입 세그먼트에 삽입하는 단계를 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제34항에 있어서,상기 적어도 하나의 합성 세그먼트를 자동적으로 생성하는 단계는,상기 적어도 하나의 무음성 타입 세그먼트의 적어도 하나의 서브 세그먼트의 푸리에 변환(Fourier transform)을 자동적으로 계산하는 단계;상기 계산된 FFT 상수들 중의 적어도 일부의 위상을 랜덤화하는(randomizing) 단계; 및상기 적어도 하나의 합성 세그먼트를 생성하기 위하여 상기 계산된 FFT 상수들에 대한 역FFT를 계산하는 단계를 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
- 제34항에 있어서,상기 적어도 하나의 합성 세그먼트를 상기 적어도 하나의 무음성 타입 세그먼트에 삽입하기 위한 하나 이상의 삽입 지점(insertion point)을 자동적으로 판단하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 구현 프로세스.
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