KR20060128925A - 음악 입력 신호에 대한 템포 애매성의 척도를 결정하기위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음악 입력 신호(1)에 대한 템포 애매성의 척도를 결정하기 위한 방법을 기술한다. 이 방법은 음악 입력 신호(1)의 후보 템포들(2)을 식별하는 단계; 그 상대 강도들에 따라 후보 템포들(2)을 랭킹화하는 단계; 및 랭킹화된 후보 템포들(2')의 서로에 대한 관계를 포함하는 템포 체계(4)를 컴파일링하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 음악 입력 신호(1)에 대한 템포 애매성의 척도를 결정하기 위한 적절한 시스템(7)을 기술한다.

음악 입력 신호, 후보 템포, 템포 애매성 체계, 오디오 처리 디바이스

Description

음악 입력 신호에 대한 템포 애매성의 척도를 결정하기 위한 방법 및 시스템{Method and system for determining a measure of tempo ambiguity for a music input signal}

본 발명은 일반적으로, 음악 입력 신호에 대한 템포 애매성의 척도를 결정하기 위한 방법 및 시스템과, 템포 체계에 따라 악곡을 선택하기 위한 오디오 처리 디바이스에 관한 것이다.

악곡의 템포 또는 비트(beat)는 인간이 음악에서 느끼는 지각적 개념이다. 인간들은 악곡이 항상 단일 템포를 갖는 것으로 인지하는 것은 아니라는 것이 알려져 있다. 악곡의 템포적 순환 구조에 따라, 일부 청취자는 예로서, 가장 빠른 비트에 춤을 추거나 탭핑(tapping)할 수 있으나, 다른 사람들은 보다 느린 비트에 보다 편안하게 춤을 추거나 탭핑한다. 악곡에 따라 탭핑을 청할 때, 청취자는 다른 레이트로 탭핑을 함을 알았다. 탭핑 레이트들은 일반적으로, 음악의 미터에 의존하는 스칼라 값을 갖는 정수 스칼라들에 의해 관련이 있다. 현저히 빠른 펄스, 예로서, 180bpm을 갖는 악곡에 대해, 일부 청취자들은 펄스 레이트 절반에서 탭핑할 수 있다. 다른 한편, 비교적 느린 악곡에 대하여, 일부 청취자들은 두배의 펄스 레이트에서 탭핑하는 것을 선호할 수 있다. 부가적으로, 특정 악곡에 대하여, 다른 악곡 에 대해서 보다, 탭핑 레이트에 대하여 청취자들에 걸쳐 보다 많은 일치, 즉, 템포 인지에 보다 적은 애매성이 존재한다.

특정 악곡에 대한 템포 애매성은 특정 템포 또는 펄스를 청취자가 인지할 가능성의 척도로서 간주될 수 있다. 악곡에 따라, 몇몇 템포들이 다른 비율들로 인지될 수 있거나, 실질적으로, 모든 청취자들이 하나의 템포나 펄스에 일치할 수 있다. 악곡 청취시, 다양한 템포들을 인지하는 청취자들 사이의 이러한 경향은 인간 개성 및 기질의 결과이며, 리듬감이 작거나 없는 청취자의 경우에 발생할 수 있는 템포 추적 에러들과는 무관하다. 이하에서, 표현들 "템포, "펄스", "분당 비트들" 및 그 약어 "bpm" 모두는 동일한 의미를 갖는다.

음악이 특정 기능을 제공할 때, 예를 들어, 사람이 피트니스 스튜디오(fitness studio) 또는 물리요법 실행시 조깅, 사이클링 또는 로잉(rowing) 장치에서 트레이닝하는데 비트 또는 레이트를 제공할 때, 템포 인지의 애매성은 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 보다 빠른 템포로 움직이는 사람은 또한 그 트레이닝 또는 요법 프로그램에 대해 너무 빠르게 조깅 또는 사이클링할 수 있다. 한편, 일반적으로, 보다 느린 템포를 인지하는 사람은 보다 느린 펄스로 움직여, 그 결과, 그 트레이닝 목적을 달성하지 못한다.

두 악곡 사이의 템포의 강한 불일치는 이 악곡들에 걸쳐지거나, 크로스-페이징(cross fading)시 불편한 부조화 효과를 미칠 수 있다. 음악 콜렉션에 정통한 인간 DJ는 그 경험에 기초하여 틀어줄 악곡들을 하나씩 순서대로 선택할 수 있으며, 음악 콜렉션에 대한 깊은 지식을 필요로 한다. 인간 DJ는 특정 악곡이 빠른 비트를 가진다 할지라도, 이는 또한 대응하는 느린 템포를 갖는 다른 악곡이 선행하거나 후속할 수 있도록 인지가능한 보다 느린 비트를 가짐을 알 수 있다. 그러나, 점진적으로 다수의 라디오 스테이션들이 그러한 바와 같이, 음악 선택이 컴퓨터에 의해 실행되는 경우, 그 결과로 생긴 부조화 템포 불일치는 듣기에 매우 불편할 수 있다.

공진 필터-뱅크 방법, 복수의 에이전트 방법들 및 확률 방법들과 같이, 음악 입력 신호로부터 음악적 템포를 도출하기 위해 다양한 방법들을 사용할 수 있다. 현재의 방법들은 단지 bpm을 위한 단일 값을 제공하며, 종종 부정확하고, 때때로, 심지어 사용자 개입을 필요로 한다. 이들은 템포의 인지시 존재하는 인지된 애매성을 정확하게 나타내지 못한다. 불가능하지는 않더라도, 악곡을 위한 템포를 단일값으로 표현하기 곤란하게 만드는 것은 템포 인지시의 이 근원적인 애매성이다.

따라서, 본 발명의 목적은 사용자 개입 없이, 음악 입력 신호에 대한 템포 애매성의 척도를 쉽게 제공하기 위해 사용될 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 음악 입력 신호에 대한 템포 애매성의 척도를 결정하기 위한 방법을 제공하며, 여기서, 방법은 음악 입력 신호의 후보 템포들을 식별하고, 그 상대 강도들에 따라 후보 템포들을 랭킹화하고, 랭킹화된 후보 템포들의 서로에 대한 관계를 포함하는 템포 체계를 컴파일링하는 것을 포함한다.

악곡에 대한 시간 서명이 특정 펄스, 예를 들어, 바(bar)당 3비트를 갖는 것을 나타내는 경우에도, 악곡의 장르, 악기들의 유형, 그들이 연주되는 방식, 청취자의 무드 및 복수의 다른 인자들에 따라, 악곡의 청취시 청취자들에 의해 다른 보다 느리거나 보다 빠른 템포들이 인지될 수 있다. 어떤 청취자는 1/2 노트 또는 1/4 노트 레벨로 보다 빠른 템포를 검출할 수 있는 반면, 다른 청취자는 균등하게 보다 느린 템포를 잘 인지할 수 있다. 다른 청취자들에 의해 인지되는 임의의 다른 템포들과 함께, 이들 템포들은 악곡에 대한 "후보 템포들"이다.

"음악 입력 신호"는 음악 데이터 파일, MP3 음악 파일 등으로부터 발생될 수 있는 신호이다. 음악 입력 신호는 또한 예를 들어, 마이크로폰으로부터의 아날로그 신호일 수도 있으며, 이는 필수적이지는 않지만, 추가 디지털 신호 처리를 위해 디지털 형태로 변환되는 것이 바람직하다. 음악 입력 신호는 시작에서부터 종료까지 노래의 완전한 렌더링일 수 있거나, 발췌구일 수 있다. 단순성을 위해, 이하 텍스트에서, "음악 입력 신호" 또는 "음악 출력 신호"에 대한 임의의 언급은 모두 "악곡"을 지칭하는 것으로 간주되며, 그 반대도 마찬가지이다.

음악 입력 신호에 대한 템포 애매성의 척도를 결정하기 위한 적절한 시스템은 음악 입력 신호의 후보 템포들을 식별하기 위한 템포 식별 유닛; 그 상대 강도들에 따라 후보 템포들을 랭킹화하기 위한 랭킹 유닛; 및 랭킹화된 후보 템포들의 서로에 대한 관계를 포함하는 템포 체계를 컴파일링하기 위한 템포 체계 컴파일러를 포함한다.

이와 같은 방법 및 시스템은 템포 체계로 컴파일링된 악곡의 템포 애매성의 척도를 자동으로 결정하는 용이한 방식을 제공하며, 따라서, 사용자가 템포 체계에 따라 악곡을 선택 및 사용할 수 있게 한다.

종속 청구항 및 하기의 설명은 본 발명의 특정 유리한 실시예들 및 특징들을 설명한다.

후보 템포들은 본질적으로 다수의 방식들로 랭킹화될 수 있다. 그러나, 후보 템포들 중으로부터 우세 템포가 식별되고, 임의의 잔여 후보 템포들은 하위 템포들로서 식별되는 것이 바람직하다. 후보 템포들은 그 다음 우세로부터 하위로 진행하는 순서로 랭킹화될 수 있다. 특정 악곡의 청취시, 청취자들의 대부분이 하나의 특정 템포를 인지하는 경향이 있는 반면, 청취자들 중 소수가 다른 템포를 인지할 수 있다. 이 경우, 청취자들의 대부분에 의해 인지된 템포는 소수에 의해 인지된 템포 보다 높은 랭킹을 받는다. 보다 높고 보다 낮은 등급 사이의 관계는 이 악곡에 대한 템포 애매성의 척도이다. 보다 높은 랭킹의 템포 후보는 "우세 템포"로서 기술될 수 있는 반면, 보다 낮은 랭킹의 템포는 "하위"이다. 균등하게, 특정 악곡에 대하여, 하나의 특정 템포가 거의 모든 청취자들에 의해 인지되고, 단지 무시할 수 있는 수의 청취자들이 다른 템포를 인지할 수 있다. 이 경우, 악곡에 대한 단 하나의 후보 템포, 즉, 하나의 우세 템포가 존재하며, 애매성은 없다. 다른 한편, 다른 악곡에 대한 청취자들은 그들 중 하나 이상이 우세하며 나머지는 하위인 몇몇 다른 템포들을 인지할 수 있다. 3개, 4개 또는 훨씬 더 많은 템포들이 청취자들에 의해 인지될 수 있으며, 모두 그 인지될 가능성에 따라 랭킹화될 수 있다. 인지된 템포들이 균등한 랭킹을 받도록 다수의 템포들이 다소 균등한 강도로 인지될 수 있다. 악곡에 할당된 "오피셜(official)" 템포는 반드시 우세하게 인지되는 템포가 아닐 수 있으며, 그러므로 보다 낮은 랭킹을 받을 수 있다.

따라서, 본 발명의 이 실시예에서, 템포 애매성은 임의의 하위 템포들에 대한 임의의 우세 템포의 상대적 강도들 또는 가능성들의 척도이다. 애매성 척도는 인지되는 우세 및 하위 템포 후보들의 가능성들 사이의 비율일 수 있다. 보다 구체적으로, 이는 L2/L1으로서 산출될 수 있으며, 여기서, L1은 가장 우세한 템포의 가능성(0.0 내지 1.0의 범위)이고, L2는 두 번째로 가장 우세한 템포의 가능성이다. 이 방식으로, 템포 애매성 척도는 0.0과 1.0 사이에 들도록 정규화된다. 가장 단순한 경우에, 악곡은 하나의 우세 템포를 특징으로 하며, 어떠한 하위 템포들도 검출되지 않는다. 이 경우, 단일 템포는 1.0의 가능성을 가지며, 따라서, 0.0의 애매성 값이 할당된다. 2개의 템포들이 검출되는 다른 간단한 경우에, 대략 균등한 강도를 각각 갖는 템포들은 각각 균등하게, 청취자에 의해 인지될 가능성을 가지며, 그래서 그 가능성 값들은 같다. 따라서, 애매성 척도는 1.0이다. 둘 이상의 템포들이 인지되기 쉬운 경우, 전체 템포 애매성은 상술한 바와 같이 산출되지만, 단지 2개의 가장 우세한 템포 후보들을 사용하여 산출될 수 있다. 랭킹화된 템포 값들, 그 가능성의 척도들 및 전체 템포 애매성은 템포 애매성 체계로 컴파일될 수 있으며, 이는 검출된 템포들의 bpm 값들이 감소하는 랭킹 또는 강도의 순서로 나열되고, 각 하위 템포들의 가능성 값들이 이어지며, 마지막으로, 전체 템포 애매성이 나열되도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 템포 애매성 체계는 예를 들어, 포인터들 또는 기준들을 포함하는 리스트로 컴파일되는 음악 신호에 할당된다. 리스트는 검색될 수 있는 데이터베이스를 나타내는 악곡에 대한 포인터 및 그와 연관된 템포 체계에 대한 다른 포인터를 포함할 수 있으며, 악곡 타이틀, 템포, 애매성 척도 등에 의해 검색가능할 수 있다. 음악 데이터베이스는 템포 체계들의 리스트와는 별개로 저장 디바이스에 존재할 수 있거나, 이들은 동일 디바이스, 예로서, 퍼스널 컴퓨터, CD 또는 DVD 등 상에 저장될 수 있다. 음악 데이터베이스는 하나의 위치에 저장되거나, 몇몇 디바이스들, 예를 들어, 음악 CD들의 콜렉션에 걸쳐 분포될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 템포 체계는 템포 체계 및 그것이 나타내는 정보가 음악 데이터 파일로부터 간단히 판독되고, 별개의 데이터베이스로부터 이를 최초 배치 및 검색하기 위해 어떠한 여분의 노력도 필요하지 않도록, 음악 입력 신호를 포함하는 음악 데이터 파일에, 예를 들어, MP3 음악 파일의 헤더의 ID 태그의 전용 부분에 직접 삽입될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 후보 템포들은 음악 신호의 전처리된 버전에 의해 유도된 일련의 공진기 필터 뱅크들의 출력들로부터 식별된다. 이런 시스템은 템포의 인간 인지의 다수의 양태들을 닮은 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명의 양호한 실시예에서, 템포 식별 유닛은 음악 입력 신호를 다른 주파수 대역들로 분할하기 위한 대역 통과 필터들의 어레이를 포함한다. 이들 주파수 대역들 각각은 차례로, 복수의 공진기 필터 뱅크들에 전달될 수 있다.

특히 본 발명의 양호한 실시예에서, 공진기들의 각 어레이 또는 뱅크는 각 주파수 대역이 동일한 방식으로 처리될 수 있도록, 동일한 구성의 공진기 필터들을 포함한다. 공진기 필터는 그 공진 주파수에 대응하는 음악 펄스 또는 템포를 식별할 것이다. 공진기 필터 어레이내의 각 공진기 필터는 관련 후보 템포, 예를 들어, 60bpm, 80bpm, 120bpm 등에 대응할 수 있다. 특히 본 발명의 유리한 실시예는 모든 공통 bpm 값들을 커버하도록 그 공진기 뱅크들내에 상당히 많은 수의 공진기들을 포함한다. 대안적으로, 필터들은 특정 관심 템포들로 조정될 수 있는 방식으로 실현될 수 있다.

각 공진기 필터의 에너지 출력은 그 다음에 공진기 에너지 계산기에서 시간에 걸쳐 산출될 수 있다.

유사 주파수들을 가지는 공진기들의 출력들, 예를 들어, 120bpm으로 조정된 모든 공진기들의 출력들은 그 다음 각 템포 후보에 대한 총 에너지 값을 제공하도록 에너지 합산 유닛에서 함께 합산된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 시스템은 후보 템포들에 대한 합산 총 에너지 값들을 비교하고, 그들을 상대 에너지 강도들의 순서로 랭킹화하기 위한 랭킹 유닛을 포함한다. 이는 적절한 음악 입력 신호의 처리 및 공진기 필터 뱅크 구성/구조에서, 보다 높은 에너지 값들을 갖는 템포들이 청취자들에 의해 우세한 것으로 인지되기가 보다 쉽다는 것이 나타나 있기 때문이다. 템포 체계 컴파일러는 그후, 상대 강도 값들을 검사하고, 이들 값들에 기초하여, 악곡에 대한 템포 체계를 컴파일한다.

본 발명의 다른 양호한 실시예는 사용자로 하여금 템포 체계가 결정되는 방식 및 템포 체계가 생성된 악곡과 연관되는 방식을 제어할 수 있게 한다. 이를 위해, 사용자는 예를 들어, 출력이 템포 후보로서 고려될 공진기의 주파수에 대해 순서화되어야 하는 임계 레벨을 지정할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 사용자는 다른 템포 후보들 사이의 관계를 위한 파라미터들, 예로서, 우세와 하위 템포 후보들 사이의 최대 허용가능 크기차를 지정하기를 바랄 수 있다. 또한, 사용자는 템포 체계가 인코딩되는 방식을 지정할 수 있으며, 템포 체계가 별개의 위치에 저장되는지 또는 음악 출력 파일에 포함되는지 여부를 지정할 수 있다. 따라서, 시스템은 사용자 상호작용을 위한 적절한 인터페이스를 포함한다.

템포 체계는 그 템포(들)에 따라 악곡을 분류하기 위해 사용될 수 있다. 관계는 악곡의 다른 템포들 사이에서 기술된다. 템포 체계내에 제공된 정보를 사용하여, 악곡은 특정 템포, 하나의 단일 우세 템포 또는 복수의 템포들로 배치될 수 있다. 따라서, 악곡은 그 템포 체계에 기초하여 음악 데이터베이스로부터 선택될 수 있으며, 다른 부적절한 악곡들이 배제된다.

본 발명에 따라 생성된 템포 체계는 특정 템포 체계에 따라 데이터베이스내의 타이틀들의 선택으로부터 악곡을 선택하는 적절한 오디오 처리 디바이스에 의해 사용된다. 오디오 처리 디바이스는 예로서, 레코딩 스튜디오내의 독립형 디바이스일 수 있거나, 다른 디바이스, 예로서, 퍼스널 컴퓨터 또는 홈 엔터테인먼트 디바이스의 일부로서 포함될 수 있다. 여기서, "오디오 처리 디바이스"는 오디오 신호들 또는 오디오 데이터를 처리, 선택, 저장, 검색 및 입력 및/또는 출력 할 수 있는 디바이스이다.

상술된 바와 같이 템포 체계를 생성하기 위한 시스템은 오디오 처리 디바이스내에 포함될 수 있다. 대안적으로, 악곡 및 그 연계된 템포 체계는 본 발명에 따른 메모리 디바이스상에 저장될 수 있다. 이런 메모리 디바이스는 예로서, CD, 하드 디스크, DVD, 메모리 스틱 등일 수 있다. 템포 체계는 음악 데이터파일내에 포함되거나, 메모리의 별개의 섹터 또는 블록에 저장될 수 있다. 이 경우에, 오디오 처리 디바이스는 템포 체계를 생성하기 위한 시스템을 포함할 필요가 없다. 디바이스가 메모리로부터 템포 체계를 검색하고, 이를 연계된 악곡에 할당할 수 있는 것으로 충분하다.

오디오 처리 디바이스의 양호한 실시예에서, 음악 쿼리 시스템은 특정 템포 체계를 갖는 악곡을 알아내기 위해 음악 데이터베이스를 검색할 수 있다. 사용자는 특정 우세 템포, 템포 애매성 척도, 및 특정 가능성 값들을 갖는 하위 템포들을 갖는 악곡을 요청할 수 있다. 음악 쿼리 시스템은 그후, 적절한 악곡을 알아내기 위해, 하나 이상의 음악 데이터베이스들을 검색할 수 있다. 사용자는 악곡의 장르, 예로서, 재즈 악곡 또는 힙합이어야 하는 경우를 추가로 지정할 수 있다. 템포 애매성 값의 범위도 특정 범위내에 놓여지도록 지정될 수 있다. 이 방식으로 템포 파라미터들을 지정함으로써, 사용자는 템포 애매성의 높은 레벨들을 갖는 악곡 또는 단일의 명료한 템포를 갖는 악곡 및 전혀 템포 애매성을 갖지 않는 악곡을 사용자의 요청들에 따라 알아내도록 음악 쿼리 시스템을 사용할 수 있다.

양호한 실시예에서, 오디오 처리 디바이스는 피트니스 스튜디오 또는 물리요법 실행에 사용되는 트레이닝 장치 또는 가정용 트레이너 같은 운동 장치에 통합될 수 있다. 오디오 처리 디바이스는 사용자의 트레이닝 스케줄에 적합하도록 템포 체계에 따라 음악 데이터베이스로부터 악곡들을 선택할 수 있다. 전자 디바이스는 사용자의 특정 요구들에 따라 이상적으로 구성가능하다. 사용자가 일반적으로, 하나 이상의 후보 템포들을 특징으로 하는 악곡의 보다 빠른 템포로 이동하고, 따라서, 가능한 해로운 효과들을 갖는 과도하게 빠른 페이스를 초래하는 경우, 디바이스는 원하는 트레이닝의 페이스에 일치하는 템포를 가지며 어떠한 애매성도 갖지 않는 악곡을 구체적으로 선택할 수 있다. 대안적으로, 디바이스는 트레이닝의 페이스 보다 느린 우세 템포를 갖지만, 사용자가 보다 빠른 템포로 자신을 페이스조절하는 경향이 있기 때문에, 운동의 페이스에 적합하도록 보다 빠른 하위 템포를 나타내는 악곡들을 선택할 수 있다.

다른 양호한 실시예에서, 오디오 처리 디바이스는 휴대용 트레이닝 디바이스, 예로서, 휴대용 조깅 보조기에 포함될 수 있다. 사용자는 트레이닝 목적들, 예로서, 최대 심박률을 명시할 수 있으며, 운동에 동반하도록 예로서, MP3 파일들의 형태로, 원하는 음악 파일들을 오디오 처리 디바이스에 미리 로딩할 수 있다. 마찬가지로, 디바이스가 메모리 스틱 또는 스마트 카드로부터 음악 데이터 파일들을 판독하기 위해 적절한 인터페이스를 구비할 수 있다. 오디오 처리 디바이스는 음악 파일들이 필요에 따라 인터넷으로부터 다운로드될 수 있도록 이동 전화에 연결 또는 통합될 수 있다. 사용자는 음악 선택을 위해 원하는 템포 애매성들 및 템포 체계들을 지정할 수 있으며, 예로서, 그는 빠른 템포와, 저면에 깔린 보다 느린 템포를 갖는 음악을 선호할 수 있다. 오디오 처리 디바이스는 사용자의 조깅 속도를 결정하기 위한 수단을 특징짓고, 이에 따라 악곡 선택을 적응시킬 수 있다.

특히 양호한 실시예에서, 오디오 처리 디바이스는 사용자의 심박률이 결정될 수 있고, 음악 선택이 필요에 따라 적응될 수 있도록 심박률 모니터에 연결될 수 있다. 예로서, 사용자가 악곡의 보다 빠른 템포로 조깅하고, 그 심박률이 규정된 값을 초과하는 경우, 오디오 처리 디바이스는 보다 느린 템포를 가지는 보다 적절한 악곡을 선택하고, 이 악곡을 차츰 뚜렸해지게 할 수 있다.

오디오 처리 디바이스의 다른 실시예는 원하는 시퀀스에 따라 음악 데이터베이스로부터 악곡들을 선택하기 위한 자동 DJ 장치를 포함한다. 이런 자동 DJ 장치는 레코딩 스튜디오, 라디오 또는 TV 스테이션, 디스코텍 등의 전문형 디바이스일 수 있거나, PC, 가정용 엔터테인먼트 디바이스, PDA, 이동 전화 등에 포함될 수 있다. 자동 DJ 장치는 선택된 악곡들을 재생하기 위한 오디오 출력부를 포함할 수 있거나, 이는 음악을 재생하기 위한 별개의 수단에 연결될 수 있다. 이는 원격 음악 데이터베이스, 예로서, 인터넷 또는 로컬 음악 데이터베이스, 예로서, 가정용 엔터테인먼트 디바이스상의 MP3 파일들의 목록에 연결하기 위한 수단을 특징으로 할 수 있다. 사용자는 음악 유형들의 원하는 시퀀스를 지정할 수 있으며, 예로서, 노래들의 제 1 세트가 록-앤-롤이고, 다음 세트가 힙합이며, 이어지는 세트가 댄스이고, 이 세트는 순차적으로 느린 세트에 의해 이어진다. 자동 DJ 장치는 지정된 시퀀스에 적합하도록 템포 체계들 및 장르들에 대해 음악 데이터베이스를 검색하고, 원하는 순서로 악곡들의 리스트를 컴파일한다. 최종 악곡의 배제시, 각 악곡은 다른 것에 의해 이어진다. 제 1 노래가 점차 강해지는 동안, 제 1 노래는 점차 사라져간다. 자동 DJ 장치는 악곡들 사이에서 단지 최소량의 템포 불일치가 발견될 수 있도록 그 템포 체계들에 기초하여 노래들을 선택하고, 결과적으로, 두 노래들 사이의 전이 또는 크로스-페이딩이 귀에 유쾌해진다. 예로서, 노래들의 시퀀스는 제 1 노래가 180bpm의 우세 템포를 가지고, 제 2 노래는 높은 템포 애매성의 척도를 갖는 두 개의 템포-90bpm과 180bpm-를 특징으로 하며, 제 3 노래는 90bpm의 우세 템포를 갖는다. 제 1 및 제 3 노래들은 낮은 애매성 값들을 갖는 하위 템포들을 추가로 특징으로 할 수 있다. 하나씩 순서대로 재생시, 템포는 180으로부터 90으로 표시없이 연속적으로 이행한다.

본 발명에 따른 시스템은 컴퓨터 프로그램으로서 실현되는 것이 바람직할 수 있다. 필터 뱅크들, 공진기 필터 뱅크들, 에너지 합산 유닛, 랭킹 유닛, 템포 체계 컴파일러 등과 같은 음악 입력 신호에 대한 애매성의 척도를 결정하기 위한 모든 콤포넌트들은 컴퓨터 프로그램 모듈들의 형태로 실현될 수 있다. 임의의 필요한 소프트웨어 또는 알고리즘은 현존하는 하드웨어 디바이스가 본 발명의 특징들로부터 이득을 얻도록 적응될 수 있도록 개별 프로세서에 인코딩되거나, 하나의 하드웨어 디바이스의 프로세서에 인코딩될 수 있다. 대안적으로, 음악 입력 신호에 대한 애매성의 척도를 결정하기 위한 구성요소들은 본 발명이 디지털 및/또는 아날로그 음악 입력 신호들에 적용될 수 있도록 하드웨어 모듈들을 사용하여 균등하게 실현될 수 있다.

본 발명의 다른 목적들 및 특징들은 첨부 도면과 연계하여 고려되는 하기의 상세한 설명들로부터 명백해질 것이다. 그러나, 도면은 단지 예시의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 한계들의 정의로서 그려진 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 악곡에 대한 템포 애매성의 척도를 결정하기 위한 시스템의 개략적인 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 템포 체계에 기초하여 악곡들을 선택하기 위한 트레이닝 장치의 개략적인 블록도.

이하의 도면들의 설명에서, 시스템은 일반적인 방식의 사용자 인터페이스로 사용자가 내리는 명령들을 해석하는 수단을 포함하는 것은 물론이다.

도 1은 음악 입력 신호(1)에 대한 템포 체계(4)를 산출하는 시스템(7)을 도시하고 있으며, 음악 입력 신호(1)는 먼저, 4개 대역 통과 필터(11)에 의해 4개의 넓은 주파수 영역들로 분할된다. 여기서, 음악 입력 신호(1)는 그 고주파수 성분, 중고주파수 성분(mid-high frequency component), 중저주파수 성분(mid-low frequency component) 및 저주파수 성분을 나타내는 4개 주파수 대역들로 분할된다. 이들 주파수 대역들은 각각 반파 정류기 유닛(15)에 공급되며, 이 반파 정류기 유닛에서 이들은 추가 처리 준비를 위해, 고역 통과 필터링, 미분 및 반파 정류됨으로써 제 1 처리를 겪는다. 고역 통과 필터링은 템포 및 리듬 인지에 중요한 이벤트 개시와 통상적으로 연관된 신호의 날카로운 변화(sharp transition)들을 강조한다.

반파 정류기들(15)의 출력들은 그 다음 각각 공진기 필터 뱅크(resonator filter-bank)(12)에 전달된다. 각 공진기 필터 뱅크(12)는 동일한 세트의 공진기 필터들을 포함한다. 공진 주파수들은 미리 규정된 값들의 범위로부터, 사용자(16) 에 의해 선택된 값들의 세트 또는 미리 규정된 값들을 사용하여 관심 템포 범위로 조정될 수 있다. 각 공진기를 위한 에너지 출력은 주어진 기간에 걸쳐 공진기의 출력 신호를 적분함으로써, 대응 에너지 합산 유닛(13)에서 시간에 걸쳐 산출된다. 각 공진기 또는 후보 템포를 위한 합산된 에너지 출력은 합산 유닛(14)에 전달되고, 여기서, 유사한 주파수들을 갖는 공진기들의 출력들은 각 후보 템포를 위한 모든 주파수 대역들에 걸친 총 값(2)을 제공하도록 함께 합산된다.

총 에너지 값들(2)은 그 다음 랭킹 유닛(ranking unit)(9)에서 비교된다. 랭킹 유닛(9)은 그 상대 에너지 강도들에 따라 후보 템포들을 랭킹화된 템포 후보들(2')로 분류한다. 미리 규정된 임계 레벨보다 높은 값들만이 고려된다. 임계 레벨은 미리 규정된 값일 수 있거나 또는 사용자(16)에 의해 수정될 수 있다. 보다 높은 값들은 우세 템포들로서 식별되는 반면, 보다 낮은 값들은 하위 템포들로서 식별된다.

랭킹화된 템포들(2')간의 관계는 이 악곡을 위한 템포 체계(4)를 제공하도록 템포 체계 컴파일러(10)에 의해 산출된다. 애매성의 척도는 0.0과 1.0 사이에 들도록 정규화되며, 여기서 0.0의 값은 템포 애매성의 부재를 나타내는 반면, 1.0의 값은 둘 이상의 균등한 강도의 템포 후보들을 나타낸다. 템포 체계(4)는 하나 이상의 우세 템포들에 이어지는 임의의 하위 템포들 및 애매성 척도로 구성된다.

템포 체계(4)는 데이터베이스(3)에 별개로 출력될 수 있거나, 예로서, 에디터(5)에 의해 MP3 음악 파일 헤더의 전용 ID 태그에 템포 체계(4)를 기록하고, 음악 파일(6)을 메모리 디바이스 및/또는 데이터베이스(17)에 저장함으로써, 사용 자(16)에 의해 지정된 방식으로 음악 입력 신호(1)와 결합될 수 있다.

도 2는 홈 트레이너, 로잉 기계(rowing machine), 사이클링 기계(cycling machine) 등과 같은 공지된 디바이스(21)에 연결 또는 통합된 오디오 처리 디바이스(20)를 도시한다. 오디오 처리 디바이스(20)는 사용자(22)의 트레이닝 프로그램을 보조하기 위해, 템포 체계에 기초하여 악곡들을 선택한다. 사용자 인터페이스(25)에 의해, 사용자(22)는 템포 및 템포 변경들에 관하여 및/또는 원하는 심박률 및 심박률 변경들에 관하여, 워크아웃 관리를 지정할 수 있다. 워크아웃 콘트롤러(26)는 사용자의 워크아웃 진행을 감시한다.

워크아웃에 동반하는 음악은 하나 이상의 소스들로부터 선택된다. SD 카드 또는 MMS 카드(31)를 위한 카드 판독기(27)는 사용자가 선호 음악의 그 자신의 개인적인 수집물을 제공할 수 있게 한다. 대안적으로, 오디오 처리 디바이스(20)는 내부 음악 데이터베이스(28), 예로서, MP3 음악 파일들의 수집물로부터, 또는 외부 데이터베이스(29)로부터, 예로서, 인터넷으로부터 악곡들을 찾고 다운로딩함으로써, 음악을 선택할 수 있다. 카드(31)상에 또는 데이터베이스들(28, 29)내에 저장된 음악 파일들(6)은 템포 체계(4) 및 음악 데이터를 포함한다. 지정된 템포를 갖는 노래가 발견되지 않는 경우, 워크아웃 콘트롤러(26)는 원하는 템포에 일치할 때까지 속도 상승 또는 속도 하강시킨다. 선택된 음악(23)은 음악 출력 디바이스(24), 본 경우에는, 헤드폰 세트를 경유하여 출력된다.

펄스 모니터 또는 스텝 카운터(30)는 사용자의 트레이닝 진행에 대한 피드백을 제공한다. 워크아웃 콘트롤러(26)는 이 피드백 및 미리 결정된 워크아웃 관리 에 기초하여, 사용자(22)가 너무 빠르게 또는 충분히 빠르지 못하게 이동하는지 여부를 결정할 수 있다. 음악 선택은 이에 따라, 음악 파일들(6)내의 템포 체계들(4)에 따라 소스들(26, 27, 28) 중 하나로부터 보다 적절한 악곡을 선택하거나, 필요에 따라 조깅자가 속도 상승 또는 속도 하강하도록 조장하기 위해 음악 속도를 조절하여, 그에 따라 그 심박율을 증가 또는 감소시킴으로써 조절된다.

비록 본 발명을 양호한 실시예들 및 그 변형들의 형태로 설명하였지만, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고, 다양한 부가적인 변경들 및 변형들이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예로서, 복수의 에이전트 방법 또는 확률 방법과 같이, 상술된 방법 이외의 일반적으로 알려진 방법이 음악 입력 신호로부터 음악 템포를 유도하기 위해 사용될 수 있다.

명료성을 위해, 본 출원 전반에 걸친 "단수형(a 또는 an)"의 사용은 복수형(plurality)을 배제하지 않으며, "포함하는"은 다른 단계들 또는 요소들을 배제하지 않는다는 것도 이해해야 한다. "유닛"은 단일 구성요소(single entity)로서 명시적으로 설명되지 않은 한, 복수의 블록들 또는 디바이스들을 포함할 수 있다.

Claims (13)

1. 음악 입력 신호(1)에 대한 템포 애매성(tempo ambiguity)의 척도를 결정하기 위한 방법에 있어서,

   - 상기 음악 입력 신호(1)의 후보 템포들(2)을 식별하는 단계,

   - 상기 후보 템포들(2)을 그 상대 강도들에 따라 랭킹화하는 단계, 및

   - 상기 랭킹화된 후보 템포들(2')의 서로에 대한 관계를 포함하는 템포 체계(tempo scheme)(4)를 컴파일링하는 단계를 포함하는, 템포 애매성 척도 결정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 우세 템포(dominant tempo) 및 임의의 하위 템포(subordinate tempo)들이 상기 후보 템포들(2) 중에서 식별되는, 템포 애매성 척도 결정 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 템포 애매성 체계(4)는 상기 음악 입력 신호(1)에 할당되는, 템포 애매성 척도 결정 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 템포 애매성 체계(4)는 음악 파일(6)내의 음악 입력 신호(1)와 조합되는, 템포 애매성 척도 결정 방법.
5. 음악 입력 신호(1)에 대한 템포 애매성의 척도를 결정하기 위한 시스템(7)에 있어서,

   - 상기 음악 입력 신호(1)의 후보 템포들(2)을 식별하기 위한 템포 식별 유닛(8),

   - 상기 후보 템포들(2)을 그 상대 강도들에 따라 랭킹화하기 위한 랭킹 유닛(9), 및

   - 상기 랭킹화된 후보 템포들(2')의 서로에 대한 관계를 포함하는 템포 체계(4)를 컴파일하기 위한 템포 체계 컴파일러(10)를 포함하는, 템포 애매성 척도 결정 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 템포 식별 유닛(8)은 음악 입력 신호를 다른 주파수 대역들로 분할하기 위한 복수의 대역 통과 필터들(11), 상기 주파수 대역들 각각의 후보 템포들을 식별하기 위한 복수의 공진기 필터 뱅크들(12), 상기 공진기 필터 뱅크들(12)의 각 공진기 필터에 대한 에너지 값을 산출하기 위한 복수의 공진기 에너지 계산기들(13) 및 상기 다른 주파수 대역들의 유사 공진기들에 대한 산출된 에너지 값들을 합산하기 위한 복수의 에너지 합산 유닛들(14)을 포함하는, 템포 애매성 척도 결정 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 생성된 특정 템포 체계에 따라 악곡을 선택하기 위한 오디오 처리 디바이스.
8. 제 7 항에 있어서, 제 5 항 또는 제 6 항에 따른 시스템을 포함하는 오디오 처리 디바이스.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 특정 템포 체계에 기초하여 데이터베이스로부터 음악 데이터 파일을 선택하기 위한 음악 쿼리(query) 시스템을 포함하는 오디오 처리 디바이스.
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 후속 악곡들 사이의 최소의 템포 불일치를 갖는 크로스-페이딩(cross-fading)이 달성되도록 사용자 지정 템포 체계에 따라 음악 데이터베이스로부터 악곡을 선택하기 위한 자동 DJ 장치를 포함하는 오디오 처리 디바이스.
11. 운동 장치 또는 트레이닝 디바이스에 있어서,

    원하는 템포로 운동하기 위해, 사용자의 요구들에 부합되도록 악곡을 템포 체계에 기초하여 선택하기 위해 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 오디오 처리 디바이스를 포함하는, 운동 장치 또는 트레이닝 디바이스.
12. 제품이 오디오 처리 디바이스 상에서 구동될 때, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드 부분들을 포함 하는 프로그램가능한 오디오 처리 디바이스의 메모리에 직접 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품.
13. 메모리 매체에 있어서,

    음악 데이터 파일과, 제 3 항 또는 제 4 항의 방법에 따라 이에 링크되거나 결합되는 연관된 템포 체계를 저장하는, 메모리 매체.

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