KR20090130630A - 주파수 비교 방법을 이용한 발성연습 보조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소리의 음은 주파수에 의해 결정된다는 특성을 이용하여 음악 파일에 담겨있는 음 데이터와 마이크를 통해 사용자가 노래하는 음을 비교하여 일정치 이상 차이가 나면 경고메시지와 교정 방향을 출력해 노래를 연습하고자 하는 사람들에게 더욱 정확한 박자에 정확한 음을 낼 수 있도록 도움을 주는 장치이다. 또한 반주와 가사표시기능, 음성의 높낮이 비교 시각화, 녹음기능을 제공해 더욱 효과적인 가사 암기와 음 연습을 가능하게 한다.

또한 휴대용 음악재생기로도 활용이 가능하며, 구간반복기능도 있어 어학연습용 음성 재생기로도 사용이 가능하다. 이를 위해 음과 박자, 반주, 가사 정보를 포함할 수 있는 음원 데이터를 사용한다는 점과 마이크를 통해 들어온 음과 음원 데이터에 담긴 음을 비교하여 결과를 출력한다는 것을 특징으로 한다.

발성연습, 노래연습, 음치교정, 음악 재생, 주파수 비교, 가사 암기.

Description

주파수 비교 방법을 이용한 발성연습 보조기{Vocal Trainer using Frequency Comparison method}

본 발명은 노래 연습을 할 때 도움을 주는 장치에 관한 것으로써, 특히 음의 높낮이는 주파수에 의해 결정된다는 성질을 이용해 사람이 감지하기 어려운 음의 차이를 기계를 이용하여 더 정확한 음을 낼 수 있도록 도움을 주는 방법과 그를 기계적으로 구현한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 음의 높이를 측정할 때는 마이크를 이용해 음성신호를 장치에 입력시켜 파형을 분석하여 입력된 음성신호의 주파수를 분석하여 그 주파수가 어떤 음에 해당하는지를 확인하게 된다. 이 방법을 이용해 피아노, 기타 등의 악기의 음을 정확히 조율하기도 한다. 사람의 귀로 듣고 악기를 조율하는 것 보다 주파수를 비교하여 조율을 하면 사람의 귀로 느끼기 어려운 차이까지 감지하여 정확한 조율이 가능해 진다.

하지만, 이런 경우에는 한 번에 하나의 음에 대해서만 주파수 게이지의 바늘 을 보며 조절을 하게 되기 때문에 연주를 준비하기 위한 악기조율에는 사용할 수 있지만, 박자에 따라 계속 음이 바뀌는 노래연습에는 사용이 불가능하다.

본 발명은 마이크를 통해 입력되는 사용자의 음성신호의 주파수를 음원 데이터에 있는 음의 주파수와 비교하면서 사용자의 음이 원래 내야 하는 음과 같은 음인지를 분석하여 그 음이 사용자가 지정한 범위를 벗어날 경우 사용자에게 경고를 줌과 동시에 음을 높은 쪽과 낮은 쪽 중 어느 쪽으로 교정해야 하는지 알려줌으로써 더욱 정확한 음을 내는 연습을 할 수 있도록 도움을 주는데 그 목적이 있다.

본 발명은 기준 데이터의 주파수와 입력 신호 주파수를 비교하는 방법을 이용하기 위해 음 데이터와 사용자에게 들려줄 수 있는 반주 데이터를 포함하고 있는 음악 파일 포맷을 이용한다. 이는 MP3와 같은 PCM방식의 음성데이터에 MIDI와 같은 형식의 FM방식의 음 데이터를 합쳐서 구성하거나, 아니면 MIDI형태만으로도 구성이 가능하다. 사용자가 연습을 시작하면 반주가 시작되며 반주가 나오는 시점에 맞는 가사를 출력한다. 이때 그 반주가 나오는 시점에 맞는 음 데이터를 마이크를 통해 들어오는 음성신호의 음과 비교하여 사용자가 설정한 허용치 이상으로 다를 경우 사용자에게 경고와 음의 방향을 알려주는 데 그 특징이 있다.

본 발명은 실시간으로 가사를 출력해 가사 암기를 용이하도록 돕는 효과가 있으며, 사용자가 때와 장소에 구애받지 않고, 더욱 정확한 음을 내는 연습을 하는 것을 가능하게 한다. 특히 음악 재생기와 녹음기의 기능을 겸하고 있어 기존 장치에 결합이 용이하여 활용도를 높일 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

USB케이블(1)을 이용해 컴퓨터로부터 본체(2)에 내장된 메모리에 음원파일을 전송받는다. 본체(2)위에 노출되어 있는 조작버튼(3)을 이용하여 연주를 시작하면 이어폰 연결부(5)를 통해 연결된 이어폰(4)을 통해 반주음성이 출력되며, 화면(6)에는 가사가 출력된다. 노래가 시작되는 부분부터는 본체에 내장된 마이크(7), 혹은 외부마이크연결단자(8)에 연결되어있는 외부마이크(9)를 통해 사용자의 음성이 입력되며, 제2도의 순서에 따라서 나온 결과가 화면(6)에 출력된다. 제2도의 내용은 구체적으로 다음과 같다. 본체에서는 연습자의 목소리의 주파를 측정하여 재생중인 음악의 주파수와 맞는지 비교하게 된다. 사람의 목소리가 완벽히 정확한 음을 내고 유지하기는 어렵기 때문에 허용 오차를 설정할 수 있도록 한다. 허용 오차는 사용자의 숙련도에 따라 사용자가 직접 설정할 수 있다. 사용자가 내는 목소리가 허용 범위의 주파수를 벗어나면 음의 높낮이를 감지해 음을 낮추라는 메시지 혹은 높이라는 메시지를 화면에 출력하게 한다. 정확한 음을 내고 있는 동안은 사용자의 성취감을 돋우기 위해 칭찬하는 메시지가 출력된다. 사용자의 숙련도에 따라 선택적으로 박자에 맞는 메트로놈 소리와 사용자가 내야 하는 음이 보조로 이어폰을 통해 함께 나오게 하거나 끌 수 있다. 또한 조작버튼을 이용해 원하는 구간을 설정하 면 그 구간에 대해 반복연습을 수행하며, 녹음 기능을 선택하면 마이크를 통해 들어온 사용자의 음성과 반주를 합성해 녹음, 저장된 파일은 본 장치의 재생기능을 이용해 다시 들어볼 수 있다.

제1도는 본 발명의 장치 외관과 외부 접속 장치 등의 위치를 나타낸 단면도

제2도는 본 발명의 주파수 비교 알고리즘의 순서도

제3도는 본 발명의 내부 장치 연결에 대한 블록도

Claims (7)

1. 마이크를 통해 들어오는 신호와 저장된 음 데이터를 비교하여 그 결과를 출력하는 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   장치의 기능을 집적 회로와 펌웨어의 구성으로 구현하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   입력데이터와 비교를 위해 MIDI형식과 PCM방식이 혼합되거나 MIDI로 구성된 반주 및 음원 파일의 데이터 구조 및 형식을 이용하는 것을 특징으로 하는 장치
4. 제 1항에 있어서,

   구간을 반복하여 주파수를 비교하며 연습 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   사용자의 숙련도에 따라 오차범위를 다르게 설정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   사용자의 숙련도에 따라 멜로디나 메트로놈을 음소거 할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   마이크로 받은 입력과 저장된 반주파일을 합성해 녹음 및 저장 할 수 있는 회로구성과 소프트웨어를 갖춘 것을 특징으로 하는 장치.

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