KR100194658B1 - 음성 제거 장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 음성 제거 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 카세트 플레이어, 튜너, 컴팩트 디스크 플레이어 등과 같은 일반적인 오디오 기기들에서 출력하는 일반적인 음악에서 음성 신호만을 제거하여 간편하고, 현실감있는 가라오케 반주 음악을 제공하는 음성 제거 장치에 관한것이다.

상기한 종래의 음성 제거 회로는, 좌측 오디오 신호와 우측 오디오 신호 중에 모노 신호만 감쇄함으로서, 음성 신호의 성분은 많이 줄어들지만, 상기한 바와 같은 과정에서 4㎑ 이상의 음악 소리의 성분도 많이 상쇄되므로 스테레오 감이 많이 줄어들고 좌측단과 우측단에 각각 장치되는 로우 패스 필터도 모노 성분이 강한 베이스음만 필터링하여 더해주기 때문에 스테레오감을 회복하는데 별로 도움을 주지 못하는 단점이 있으나, 본 발명은 4㎑이상의 고음도 보호하여 원래의 음질 및 스테레오 감을 유지하면서, 음성 신호만을 제거하는 음성 제거 장치를 제공하기 위한 것이며, 하이 패스 필터(310, 320)를 사용하고, 베이스용 로우 패스 필터(610, 620)을 사용하여 음성 신호 대역인 200㎐와 4㎑사이에 음성신호만을 감쇄시킴으로 인해 종래의 기술에 비하여 한층 충분한 스테레오 음을 갖게 하고, 원음에 충실한 음성 제거 장치를 제공할 수가 있다

Description

음성 제거 장치

제1도는 종래의 음성 제거 장치의 블럭도이고,

제2도는 제1도의 모노 신호 입력시 주파수 특성도이고,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 음성 제거 장치의 블럭도이고,

제4도는 제3도의 모노 신호 입력시의 주파수 특성이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

300 : 하이 패스 필터 회로부 400 : 로우 패스 필터 회로부

500 : 음성 신호 제거 회로부 600 : 베이스용 로우 패스 필터 회로부

700 : 오디오 신호 합성 회로부

이 발명은 음성 제거 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 카세트 플레이어, 튜너, 컴팩트 디스크 플레이어 등과 같은 일반적인 오디오 기기들에서 출력하는 일반적인 음악에서 음성 신호만을 제거하여 간편하고, 현실감있는 가라오케 반주 음악을 제공하는 음성 제거 장치에 관한것이다.

현대의 여가 생활에서 음악은 큰 비중을 차지하고 있으며, 생활을 하는데 있어서 활력소가 된다. 현재 가라오케 시스템은 대중들에게 스트레스를 해소하는데 큰 호응을 얻으며, 일반화된 상태이다.

종래의 가라오케 시스템은 별도의 가라오케용 기기를 사용하여 가라오케 시스템을 구성하였다. 그러나 이러한 가라오케 시스템은 일반 노래방과 같은 업소에서 한정되어 사용이 되고, 상기한 가라오케 시스템은 첨단 기술의 급속한 발전 추세에 따라, 다기능, 고급화, 첨단화되어 가고 있기 때문에 단지 몇 개월전의 신상품도 곧 구식이 되고 만다.

초기에 일반인들은 노래방과 같은 일반 업소에서만 한정되어 가라오케 시스템을 이용할 수 있었다.

그러나 꾸준한 기술 개발의 결과로 간편하고 실용적인 시스템이 개발되었다. 일반적인 카세트 플레이어, 콤팩트 디스크 플레이어, 튜너등과 같은 오디오 기기를 이용하여 오디오 신호(음악)에서 사람의 음성만 제거하여, 음성만 제거한 오디오 신호를 가라오케 반주로 사용하는 것이다.

음성만 제거한 오디오 신호를 가라오케 반주로 사용하면, 임의로 가라오케의 반주를 만들거나 음원 집적 회로등을 이용한 방식보다 월등히 향상된 원음에 가까운 반주로서 가라오케를 즐길 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 종래의 음성 제거 장치에 대하여 설명한다.

제1도는 종래의 음성 제거 장치의 블럭도이고, 제2도는 제1도의 주파수 특성도이다.

제1도에 도시되어 있듯이, 종래의 음성 제거 장치의 구성은, 좌측 또는 우측의 오디오 신호를 입력받아 200㎐이하의 낮은 주파수만을 통과시키는 로우 패스 필터(103, 104)와, 우측의 오디오 신호를 입력받아 반전시켜 출력하는 인버터 회로(102)와, 상기 인버터 회로의 출력을 입력받고, 좌측의 오디오 신호를 입력받아, 상기 양 신호를 합성 작용을 하는 애더 회로(101)와, 로우 패스 필터(103, 104)를 통과한 오디오 신호를 입력받고, 상기 애더 회로(101)의 츨력을 입력받아, 상기 양신호를 합성하는 작용을 하는 애더 회로(105, 106)으로 이루어진다.

상기한 구성에 의한 종래의 음성 제거 장치의 작용은 다음과 같다.

좌측 입력단(Lin)과 우측 입력단(Rin)에 각각 오디오 신호가 입력이 되면, 우측단의 반전 회로(102)는 오디오 신호의 위상을 반전시킨다.

반전된 오디오 신호는, 상기 좌측 입력단(Lin)에 입력되는 오디오 신호와 함께 애더(101)에 입력되고, 좌측의 오디오 신호와 우측의 위상의 반전된 신호는 합성이 되어, 애더(105, 106)의 입력단으로 출력된다.

또한, 좌측과 우측의 오디오 신호는 로우 패스 필터(103, 104)에 입력되어 200㎐이하의 주파수를 갖는 신호만 출력한다.

로우 패스 필터에서 출력하는 200㎐이하의 오디오 신호는 애더(101)의 출력 신호와 함께 애더(105, 106)에 입력되고 상기 양신호를 합성을 하여 출력(Lout, Rout)한다.

부연하여 설명하면, 사람의 음성, 즉 음성 신호는 대부분 약 200㎐와 4㎑사이에 있다. 또한 음성 신호는 오디오 시스템에서 단일 신호, 즉 모노 신호이며, 악기 소리를 비롯한 음악에 관한 소리 신호는 좌측과 우측의 스테레오로 분리하므로, 좌측 입력단에 입력되는 오디오 신호와 우측 입력단에 입력되는 오디오 신호는 일부 모노 신호만을 제외하고 음악 소리와 같은 다른 오디오 신호는, 그 파형이 다른다. 따라서 좌측과 혹은 우측에서 입력되는 오디오 신호를 반전시켜 상기 양신호를 합하게 되면 음성 신호는 제거된 오디오 신호를 발생할 수 있다.

그리고, 로우 패스 필터링(Low pass filtering)을 하는 이유는 음악 소리중에서 베이스에 해당하는 소리, 즉 드럼, 베이스 기타등의 소리는 파장이 긴 신호로서 대부분이 모노이고, 음성 신호와 같은 대역이기 때문에 단순히 좌측의 오디오 신호와 우측의 오디오 신호를 상쇄하는 작용만을 하면 제거 하고자 하는 음성 신호 뿐만 아니라 베이스에 해당하는 음악 소리도 같이 상쇄되어 버리므로 기대하는 효과를 얻을 수 없으므로, 베이스에 해당하는 음악 소리를 보강하기 위하여 200㎐아하의 주파수만을 통과시키는 로우 패스 필터링을 하여 상기 베이스에 해당하는 신호를 출력하고, 음성 신호가 제거된 신호와 합하여 최종적으로 출력한다.

제2도는 종래의 음성 신호 제거 장치의 주파수 특성도이다.

사용하는 필터의 특성에 따라 주파수 특성은 조금씩 달라질 수 있는데, 제2도에서는 음성 주파수 대역에서 약 -20㏈에서 -40㏈의 감쇄 효과가 있다.

제2도에 도시되어 있듯이, 약 200㎐ 미만의 회로는 통과되고 이 이상의 주파수 대역의 신호는 점차 감쇄되고 있음을 나타낸다.

그러나 상기한 종래의 음성 제거 장치는, 좌측 오디오 신호와 우측 오디오 신호 중에 모노 신호만 감쇄함으로서, 음성 신호의 성분은 많이 줄어들지만. 상기한 바와 같은 과정에서 4㎑ 이상의 음악 소리의 성분도 많이 상쇄되므로 스테레오감이 많이 줄어들고 좌측단과 우측단에 각각 장치되는 로우 패스 필터도 모노 성분이 강한 베이스음만 필터링하여 더해주기 때문에 스테레오감을 회복하는데 별로 도움을 주지 못하는 단점이 있다.

따라서 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 4㎑이상의 고음도 보호하여 원래의 음질 및 스테레오감을 유지하면서, 음성 신호만을 제거하여 원음 재생에 한층 더 접근한 음성 제거 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로써 이 발명의 구성은, 좌측 또는 우측의 오디오 신호를 입력받아 고음을 보호할 수 있도록 고주파 대역의 오디오 신호만을 통과시키는 하이 패스 픽터 회로부와, 좌측 또는 우측의 오디오 신호를 입력받아 상기 고주파 대역 이하의 음성 신호가 포함된 오디오 신호만을 통괴시키는 로우 패스 필터 회로부와, 상기 로우 패스 필터의 출력 신호를 입력받아 베이스 부분의 오디오 신호만을 통과시키는 베이스용 로우 패스 필터 회로부와, 상기 로우 패스 필터에서 좌측 혹은 우측의 출력을 입력받고, 상기 로우 패스 필터의 반대편 출력은, 상기 출력의 위상을 반전시키며, 상기 두 신호를 합성하여 음성 신호를 제거하는 음성 신호 제거 회로부와, 상기 하이 패스 필터 회로부의 출력을 입력받고, 상기 음성 신호 제거 회로부의 출력을 입력받고, 상기 베이스용 로우 패스 필터 회로부의 출력을 입력받아, 상기 세 신호를 합성하여 최종적으로 음성 신호가 제거된 오디오 신호를 출력하는 작용을 하는 오디오 신호 합성 회로부(700)로 이루어진다.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 음성 제거 장치이고, 제4도는 제3도의 주파수 특성도이다.

제3도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 구성은, 좌측 또는 우측 오디오 신호(Lin, Rin)를 입력받아 고음을 보호할 수 있도록 고주파 대역, 즉 4㎑ 이상의 오디오 신호만을 통과시키는 하이 패스 필터 회로부(300)와, 좌측 또는 우측의 오디오 신호를 입력받아 상기 고주파 대역, 즉 4㎑ 이하의 음성 신호가 포함된 오디오 신호를 통과시키는 로우 패스 필터 회로부(400)와, 로우 패스 필터 회로부(400)의 출력 신호를 입력받아 주파수가 약 200㎐이하 되는 베이스 부분의 오디오 신호만을 통과시키는 베이스용 로우 패스 필터 회로부(600)와, 로우 패스 필터 회로부(400)에서 좌측 혹은 우측의 출력을 입력받고, 상기 좌측 혹은 우측의 반대편 출력은, 상기 출력의 위상을 반전시키며, 상기 두 신호를 합성하여 음성 신호를 제거하는 음성 신호 제거 회로부(500)와, 하이 패스 필터 회로부(300)의 출력을 입력받고, 음성 신호 제거 회로부(500)의 출력을 입력받고, 베이스용 로우 패스 필터 회로부(600)의 출력을 입력받아, 상기 세 신호를 합성하여 최종적으로 음성 신호가 제거된 오디오 신호를 출력하는 작용을 하는 오디오 신호 합성 회로부로 이루어진다.

더욱 자세히 설명하자면, 상기 하이 패스 필터 회로부(300)는, 좌측 오디오 신호(Lin)를 입력받고, 4㎑이상의 주파수를 갖는 신호만 통과시키는 제1하이 패스 필터(310)와, 우측 오디오 신호(Rin)를 입력받고, 4㎑이상의 주파수를 갖는 신호만 통과시키는 제2하이 패스 필터(320)로 이루어진다.

상기 로우 패스 필터 회로부(400)는, 좌측 오디오 신호를 입력받고, 4㎑이내의 주파수를 갖는 신호만 통과시키는 제1로우 패스 필터(410)와, 우측 오디오 신호를 입력받고, 4㎑이내의 주파수를 갖는 신호만 통과시키는 제2로우 패스 필터(420)로 이루어진다.

상기 음성 신호 제거 회로부(500)는, 제2로우 패스 필터(420)의 출력을 입력받아, 제2로우 패스 필터(420)의 출력의 위상을 반전시켜 출력하는 인버터 회로(INV520)와, 인버터 회로(INV520)의 출력을 입력받고, 제1로우 패스 필터(410)의 출력을 입력받아 합성하여 음성 신호가 제거된 오디오 신호를 출력하는 애더(ADD510)로 이루어진다.

상기 베이스용 로우 패스 필터 회로부(600)는, 제1로우 패스 필터(410)의 출력을 입력받아, 베이스 부분의 오디오 신호만을 통과시키는 제1베이스용 로우 패스 필터(610)와, 제2로우 패스 필터(420)의 출력을 입력받아, 베이스 부분의 오디오 신호만을 통과시키는 제2베이스용 로우 패스 필터(620)로 이루어진다.

상기 오디오 신호 합성 회로부(700)는, 제1베이스용 로우 패스 필터(610)의 출력을 입력받고, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP720)와, 제2베이스용 로우 패스 필터(620)의 출력을 입력받고, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP760)와, 제1하이 패스 필터(310)의 출력을 입력받아, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP710)와, 제2하이 패스 필터(320)의 출력을 입력받아, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP780)와, 애더(ADD510)의 출력을 입력받아, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP740, BP750)와 버퍼(BP710, BP720, BP740)의 출력을 입력받아, 상기 세 신호를 합성하여 좌측의 최종 음성 제거 신호를 출력하는 애더(ADD730)와, 버퍼(BP750, BP760, BP780)의 출력을 입력받아, 상기 세 신호를 합성하여 우측의 최종 음성 제거 신호를 출력하는 애더(ADD770)으로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 음성 제거 장치의 작용은 다음과 같다.

외부에서 좌측과 우측의 오디오 신호가 제1,제2하이 패스 필터(310, 320)에 입력되고, 제1,제2로우 패스 필터(410, 420)에 입력된다.

제1,제2하이 패스 필터(310, 320)에서는 입력된 오디오 신호에서 4KHz이상되는 주파수만을 통과시키며, 제1,제2로우 패스 필터(410, 420)에서는 입력된 오디오 신호에서 4㎑이상 되는 주파수만을 통과시키다.

제1,제2로우 패스 필터(410, 420)에서 출력되는 신호는 음성 신호를 포함하고 있다. 상기 제2로우 패스 필터(420)에서 출력되는 신호는 인버터(INV520)에 입력되어, 상기 신호의 위상을 반전시켜 출력한다.

상기 신호는 제1로우 패스 필터(410)의 출력과 합성하여 음성 신호가 제거된 4㎑이하의 오디오 신호가 출력된다.

제1,제2로우 패스 필터(410, 420)에서 출력하는 신호는 제1,제2베이스용 로우 패스 필터(610, 620)에 입력되어 200㎐이내의 베이스에 해당하는(드럼, 베이스, 기타) 신호만을 통과시켜 출력한다.

제1,제2로우 패스 필터(610, 620)에서 출력하는 베이스에 해당하는 신호는 버퍼(BP720, BP760)에서 일정한 이득을 갖고 안정되어 애더(ADD730, ADD770)에 입력된다.

또한, 제1,제2하이 패스 필터(310, 320)의 4㎑이상의 출력 신호는 버퍼(BP710, BP780)에서 일정한 이득을 갖고 안정되어 애더(ADD730, ADD770)에 입력된다.

애더(ADD730)에 입력되는 버퍼(BP710, BP720, BP740)의 출력은 합성되어 최종적으로 음성이 제거된 신호를 출력한다.

부연하여 설명하면, 사람의 음성, 즉 음성 신호는 대부분 약 200㎐와 4㎑사이에 있다. 또한 음성 신호는 오디오 시스템에서 단일 신호, 즉 모노 신호이며, 악기 소리를 비롯한 음악에 관한 소리 신호는 좌측과 우측의 스테레오로 분리하므로, 좌측 입력단에 입력되는 오디오 신호와 우측 입력단에 입력되는 오디오 신호는 일부 모노 신호만을 제외하고 음악소리와 같은 다른 오디오 신호는 그 파형이 다르다. 따라서 좌측과 혹은 우측에서 입력되는 오디오 신호를 반전시켜 상기 양신호를 합하게 되면 음성 신호는 제거된 오디오 신호를 발생할 수 있다. 또한, 고음을 살리기 위해 제1,제2하이 패스 필터(310, 320)를 사용하여 4㎑ 이상의 높은 주파수를 통과시킨다. 그리고 200㎐ 이하로 로우 패스 필터링 하는 것은 음성 신호 제거 회로부(500)에서 음성 신호만 감쇄시키는 것이 아니라, 음성 신호와 같은 모노 성분의 베이스 신호도 감쇄시킴으로 제1,제2로우 패스 필터(410, 420)의 출력 신호를 제1,제2 베이스용 로우 패스 필터(610, 620)로 입력하여 200㎐이하의 저음을 보강한다.

제4도는 본 발명인 음성 제거 장치의 주파수 특성도이다.

제4도는 오디오 신호 입력단(Lin, Rin)에 모노 신호를 인가하였을 때의 주파수 특성도이며, 제4도에 도시되어 있듯이 200㎐미만의 신호와 4㎑사이의 신호만이 감쇄된다는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명은 아나로그 회로 뿐만 아니라 디지탈 회로로 구성이 가능하다. 디지탈 회로로 구성할 경우에는 멀티플라이어, 어큐물레이터, 레지스터등을 사용하여 구성할 수 있으며, 각종 오디오 신호 처리 기능들과 더불어서 효율적으로 사용할 수 있다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 제1,제2하이 패스 필터(310, 320)를 사용하고, 제1,제2베이스용 로우 패스 필터(610,620)을 사용하여 음성 신호 대역인 200㎐와 4㎑사이에 음성신호만을 감쇄시킴으로 인해 종래의 기술에 비하여 한층 충분한 스테레오음을 갖게 하고, 원음을 충실한 음성 제거 장치를 제공할 수가 있다.

이 발명의 이러한 효과는 휴대 가능한 독립장치로도 구성이 가능하며, 아나로그 디지탈 신호를 이용하는 가라오케용 기기와 이와 유사한 기능을 갖는 오디오 기기등에 폭넓게 이용될 수 있다.

Claims (3)

1. 좌측 또는 우측의 오디오 신호를 입력받아 고음을 보호할 수 있도록 고주파 대역의 오디오 신호만을 통과시키는 하이 패스 필터 회로부와, 좌측 또는 우측의 오디오 신호를 입력받아 상기 고주파 대역 이하의 음성 신호가 포함된 오디오 신호만을 통과시키는 로우 패스 필터 회로부와, 상기 로우 패스 필터의 출력 신호를 입력받아 베이스 부분의 오디오 신호만을 통과시키는 베이스용 로우 패스 필터 회로부와, 상기 로우 패스 필터에서 좌측 혹은 우측의 출력을 입력받고, 상기 로우 패스 필터의 반대편 출력은, 상기 출력의 위상을 반전시키며, 상기 두 신호를 합성하여 음성 신호를 제거하는 음성 신호 제거 회로부와, 상기 하이 패스 필터 회로부의 출력을 입력받고, 상기 음성 신호 제거 회로부의 출력을 입력받고, 상기 베이스용 로우 패스 필터 회로부의 출력을 입력받아, 상기 세 신호를 합성하여 최종적으로 음성 신호가 제거된 오디오 신호를 출력하는 작용을 하는 오디오 신호 합성 회로부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음성 제거 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 음성 신호 제거 회로부는, 제2로우 패스 필터(420)의 출력 신호를 입력받아, 상기 제2로우 패스 필터(420)의 출력의 위상으로 반전시켜 출력하는 인버터 회로(INV520)와, 상기 인버터 회로(INV520)의 출력 신호를 입력받고, 로우 패스 필터(410)의 출력을 입력받아 합성하여 음성 신호가 제거된 오디오 신호를 출력하는 애더(ADD510)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음성 제거 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 오디오 신호 합성 회로부는, 제1베이스용 로우 패스 필터(610)의 출력을 입력받고, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP720)와, 제2베이스용 로우 패스 필터(620)의 출력을 입력받고, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP760)와, 제1하이 패스 필터(310)의 출력을 입력받아, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP710)와, 제2하이 패스 필터(320)의 출력을 입력받아, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP780)와, 애더(ADD510)의 출력을 입력받아, 합성하기에 적절한 신호로 출력하는 버퍼(BP740, BP750)와, 버퍼(BP710, BP720, BP740)의 출력을 입력받아, 상기 세 신호를 합성하여 좌측의 최종 음성 제거 신호를 출력하는 애더(ADD730)와, 버퍼(BP750, BP760, BP780)의 출력을 입력받아, 상기 세 신호를 합성하여 우측의 최종 음성 제거 신호를 출력하는 애더(ADD770)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음성 제거 장치.