(51) Int. Cl. (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) G10L 19/00 (2006.01) G10L 19/02 (2006.01) (21) 출원번호 10-2008-0019090 (22) 출원일자 2008 년 02 월 29 일 심사청구일자 2008 년 02 월 29 일 (65) 공개번호 10-2009-0093529 (43) 공개일자 2009 년 09 월 02 일 (56) 선행기술조사문헌 J.Herre et al., 'Spatial Audio Coding: Next-generation efficient and compatible coding of multi-channel audio', 117th AES Convention Paper 6186, 2004 October 28-31 San Francisco, CA, USA JONG-HWA KIM, 'Lossless Wideband Audio Compression:Prediction and Transform', Technische Universitat Berlin. 2004 (45) 공고일자 2009년12월04일 (11) 등록번호 10-0929961 (24) 등록일자 2009년11월26일 (73) 특허권자 서울시립대학교산학협력단 서울동대문구전농동 90 (72) 발명자 최혁 서울용산구이촌동 300-3 렉스아파트 14-507 최준환 서울구로구신도림동 639 번지우성아파트 202 동 1305 호 송원석 서울송파구거여 2 동거여아파트 304 동 102 호 (74) 대리인 양문옥 전체청구항수 : 총 9 항심사관 : 서호선 (54) 음향신호에부가정보를삽입하는시스템및삽입방법 (57) 요약 본발명은음향신호에부가정보를삽입하는시스템및삽입방법에관한것으로, 본발명에따른부가정보를삽입하는시스템은음향신호를다수의프레임으로분할하는프레임분할부, 상기프레임을서브프레임으로분할하는서브프레임분할부, 상기각각의서브프레임을푸리에변환하는푸리에변환부, 상기푸리에변환된상기서브프레임을서브밴드로분할하는서브밴드분할부, 상기음향신호에대한부가정보를상기다수의서브밴드의에너지를조절하여삽입하는정보삽입부를구비하여음악, 오디오북, 전화통화등모든음향신호가전송될때관련된부가정보를음향신호에삽입하여전달함으로써길거리, 각종대중교통수단및대중장소등의스피커에서출력하는음향신호로부터무선디바이스등을이용하여부가정보를추출획득하게됨으로써보다향상된모바일환경을향유할수있게된다. 대표도 - 1 -
이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 10726 부처명 서울특별시 연구사업명 서울시산학연협력사업 (2005년도보유기술사업화지원사업 ) 연구과제명 디지털콘텐츠의안전한유통을위한불법복제추적기술 주관기관 서울시립대학교산학협력단 연구기간 2005년 12월 1일 ~ 2007년 11월 30일 - 2 -
특허청구의범위청구항 1 음향신호를다수의프레임으로분할하는프레임분할부, 상기프레임을서브프레임으로분할하는서브프레임분할부, 상기각각의서브프레임을푸리에변환하는푸리에변환부, 상기푸리에변환된상기서브프레임을서브밴드로분할하는서브밴드분할부, 상기음향신호에대한부가정보를상기다수의서브밴드의에너지를조절하여삽입하는정보삽입부를구비하는것을특징으로하는음향신호에부가정보를삽입하는시스템. 청구항 2 제 1항에있어서, 상기서브밴드분할부와상기정보삽입부사이에는상기다수의서브밴드들중에서가장큰에너지크기를가지는높은서브밴드와가장작은에너지크기를가지는낮은서브밴드를구분하고, 상기높은서브밴드와상기낮은서브밴드의에너지크기차이가미리설정한차이값이되도록하는에너지편차표준화부가구비되는것을특징으로하는음향신호에부가정보를삽입하는시스템. 청구항 3 제 1항에있어서, 상기정보삽입부는상기다수의서브밴드중높은서브밴드와낮은서브밴드의중간크기의에너지크기를가지는중간서브밴드의에너지크기를상기디지털신호에따라상기높은서브밴드또는상기낮은서브밴드의에너지크기로바꾸는것을특징으로하는음향신호에부가정보를삽입하는시스템. 청구항 4 제 1항에있어서, 상기디지털신호에헤더를삽입하는헤더삽입부를구비하는것을특징으로음향신호에부가정보를삽입하는시스템. 청구항 5 제 1항에있어서, 상기정보삽입부에서정보가삽입된상기서브밴드들을푸리에역변환시키는푸리에역변환부와상기서브프레임들을결합하는서브프레임결합부와, 상기프레임들을결합하는프레임결합부를구비하는것을특징으로하는음향신호에부가정보를삽입하는시스템. 청구항 6 음향신호를다수의프레임으로분할하고, 상기프레임을다수의서브프레임으로분할하고, 상기각각의서브프레임을푸리에변환한후다수의서브밴드로분할하고, 상기음향신호에대한부가정보를상기다수의서브밴드의에너지를조절하여삽입하는것을특징으로하는음향신호에부가정보를삽입하는방법. 청구항 7 제 6항에있어서, 상기다수의서브밴드들중에서가장큰에너지크기를가지는높은서브밴드와가장작은에너지크기를가지는낮은서브밴드를구분하고, 상기높은서브밴드와상기낮은서브밴드의에너지크기차이가미리설정한차이값이되도록상기높은서브밴드와상기낮은서브밴드중의어느한쪽의에너지크기를조절하는것을특징으로하는음향신호에부가정보를삽입하는방법. 청구항 8 제 7항에있어서, 상기다수의서브밴드는상기높은서브밴드와상기낮은서브밴드의중간크기의에너지크기를가지는중간서브밴드를포함하고, 상기서브프레임이삽입되는상기디지털신호에따라상기중간서브밴드의에너지크기를상기높은서브밴드또는상기낮은서브밴드의에너지크기로조절시키는것을특징으로하는음향신호에부가정보를삽입하는방법. 청구항 9 제 6항에있어서, 상기음향신호가스테레오음향신호이고, 상기스테레오음향신호중일측방향의음향신호가상기부가정보가삽입되도록변조되면, 타측방향의음향신호를상기일측방향의음향신호가 - 3 -
가지는에너지크기에대한상호관계와동일해지도록변조하는것을특징으로하는음향신호에부가정보를삽 입하는방법. 명세서 발명의상세한설명 <1> 기술분야 본발명은부가정보가삽입된음향신호의처리방법에관한것으로, 더욱상세하게는음향신호에부가정보를 삽입하는시스템및삽입방법에관한것이다. <2> <3> <4> 배경기술근래에무선이동통신기술의급격한발달로개인의무선디바이스의보유는매우보편화되어있다. 이무선디바이스에는다양한기술및서비스들이융합됨에따라기능과사용편의성이지속적으로향상되고있다. 한편, 각종음악과오디오북들은청취자가원하는오디오데이터를확보한상태에서는각종오디오재생장치를통하여언제든지청취할수있다. 하지만불특정한다양한장소, 예를들어공공장소, 광고및전시장그리고라디오방송, 에서청취가이루어진경우에는청취한음악을이후에재청취하고자하는경우에청취자가해당음악등에대한정보를보유하여야한다. 하지만불특정장소에서청취만한상태에서는해당음악에대한아무런정보를보유하지못하기때문에재청취를위하여해당음악에대한데이터를확보하기는매우문제점이있다. 발명의내용 <5> 해결하고자하는과제 본발명은음향신호에부가정보를삽입하는시스템및삽입방법을제공하기위한관한것이다. <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> 과제해결수단음향신호에부가정보를삽입하는시스템은음향신호를다수의프레임으로분할하는프레임분할부, 상기프레임을서브프레임으로분할하는서브프레임분할부, 상기각각의서브프레임을푸리에변환하는푸리에변환부, 상기푸리에변환된상기서브프레임을서브밴드로분할하는서브밴드분할부, 상기음향신호에대한부가정보를상기다수의서브밴드의에너지를조절하여삽입하는정보삽입부를구비한다. 상기서브밴드분할부와상기정보삽입부사이에는상기다수의서브밴드들중에서가장큰에너지크기를가지는높은서브밴드와가장작은에너지크기를가지는낮은서브밴드를구분하고, 상기높은서브밴드와상기낮은서브밴드의에너지크기차이가미리설정한차이값이되도록하는에너지편차표준화부가구비할수있다. 상기정보삽입부는상기다수의서브밴드중높은서브밴드와낮은서브밴드의중간크기의에너지크기를가지는중간서브밴드의에너지크기를상기디지털신호에따라상기높은서브밴드또는상기낮은서브밴드의에너지크기로바꿀수있다. 상기디지털신호에헤더를삽입하는헤더삽입부를구비할수있다. 상기정보삽입부에서정보가삽입된상기서브밴드들을푸리에역변환시키는푸리에역변환부와상기서브프레임들을결합하는서브프레임결합부와, 상기프레임들을결합하는프레임결합부를구비할수있다. 음향신호에부가정보를삽입하는방법은음향신호를다수의프레임으로분할하고, 상기프레임을다수의서브프레임으로분할하고, 상기각각의서브프레임을푸리에변환한후다수의서브밴드로분할하고, 상기음향신호에대한부가정보를상기다수의서브밴드의에너지를조절하여삽입한다. 상기다수의서브밴드들중에서가장큰에너지크기를가지는높은서브밴드와가장작은에너지크기를가지는낮은서브밴드를구분하고, 상기높은서브밴드와상기낮은서브밴드의에너지크기차이가미리설정한차이값이되도록상기높은서브밴드와상기낮은서브밴드중의어느한쪽의에너지크기를조절할수있다. - 4 -
<13> <14> 상기다수의서브밴드는상기높은서브밴드와상기낮은서브밴드의중간크기의에너지크기를가지는중간서브밴드를포함하고, 상기서브프레임이삽입되는상기디지털신호에따라상기중간서브밴드의에너지크기를상기높은서브밴드또는상기낮은서브밴드의에너지크기로조절시킬수있다. 상기음향신호가스테레오음향신호이고, 상기스테레오음향신호중일측방향의음향신호가상기부가정보가삽입되도록변조되면, 타측방향의음향신호를상기일측방향의음향신호가가지는에너지크기에대한상호관계와동일해지도록변조할수있다. <15> 효과본실시예에따른음향신호에부가정보를삽입하는시스템및삽입방법은음악, 오디오북, 전화통화등모든음향신호가전송될때관련된부가정보를음향신호에삽입하여전달함으로써길거리, 각종대중교통수단및대중장소등의스피커에서출력하는음향신호로부터무선디바이스등을이용하여부가정보를추출획득하게됨으로써보다향상된모바일환경을향유할수있게된다. <16> <17> <18> <19> <20> <21> <22> <23> <24> <25> <26> <27> 발명의실시를위한구체적인내용도 1은무선디바이스에서청취중인음향신호에대한부가정보를획득하는예를설명하기위한도면이다. 도 1에도시된바와같이본실시예는임의의어떤장소에서스피커 (10) 를통하여출력되는오디오신호를무선디바이스 (11) 사용자가청취하는경우스피커 (10) 에서출력되는음향신호를소정범위이내에서무선디바이스 (11) 를이용하여음향신호를수신하면, 이수신된음향신호에서음향신호에포함된부가정보 (13) 를무선디바이스 (11) 가획득하여무선디바이스 (11) 의디스플레이를출력하도록한다. 이에따라사용자는공간과장소에구속되지않고, 실시간으로음악, 오디오북과같은다양한음향을청취하면서해당음향에대한각종부가정보를취득할수있기때문에보다진보된모바일환경을향유할수있다. 이하에서는이와같은모바일환경의제공을위하여부가정보를음향신호를삽입하는방법과부가정보가삽입된음향신호로부터부가정보를취득하는방법에대한실시예를설명한다. 도 2는본실시예에따른음향신호에부가정보를삽입하는시스템을도시한도면이다. 도 2에도시된바와같이본실시예에서의음향신호에부가정보를삽입하는시스템은먼저음악, 오디오북, 각종통화시수신되는음향신호를다수의프레임으로분할하는프레임분할부 (100) 와, 각각의프레임들을복수개의서브프레임으로분할하는서브프레임분할부 (101) 와, 각각의서브프레임을푸리에변환하는푸리에변환부 (102) 를구비한다. 그리고푸리에변환으로얻어진각각의서브프레임의주파수대역에서다수의서브밴드들분할하는서브밴드분할부 (103) 와, 서브밴드들의에너지크기를비교하여에너지편차를표준화하는에너지편차표준화부 (104) 와, 디지털신호로된부가정보를서브밴드의에너지변조로삽입하는정보삽입부 (105) 를구비한다. 또한시스템은음향신호에삽입되는부가정보, 예를들어음악의경우곡명, 가수이름, 청취를위한인터넷접속정보, 등을디지털신호화하는이진화부 (110) 와, 이디지털신호를오류정정부호화하는오류정정부호화부 (111) 와, 오류정정부호화된디지털신호에헤더를삽입하는헤더삽입부 (112) 를구비하고, 헤더가삽입된디지털신호는정보삽입부 (105) 에서에너지변조로음향신호에삽입된다. 그리고시스템은부가정보가삽입된각각의서브프레임을푸리에역변환하는푸리에역변환부 (120), 서브프레임결합부 (121), 프레임결합부 (122) 를각각구비한다. 이하에서는각각의구성및시스템의작용상태에대하여상세히설명한다. 도 3은본실시예에따른음향신호를프레임및서브프레임으로분할하는예를도시한도면이다. 도 3에도시된바와같이프레임분할부 (100) 는사용자의무선디바이스 (11), 예를들어녹음기능을가지는휴대폰, PDA, 노트북컴퓨터, 등에녹음된음향신호를시간축상으로동일한길이를가지는다수의프레임으로분할한다. 그리고서브프레임분할부 (101) 는분할된프레임중미리설정한위치 ( 예를들어부가정보가삽입될시작위치 ) 의프레임을다수의서브프레임 (P1)(P2)(P3) 으로분할한다. 본실시예에서프레임은 3개의서브프레임으로분할될수있다. 그러나서브프레임의분할개수는보다다양하게실시될수있다. 그리고프레임분할부 (100) 와서브프레임분할부 (101) 는분할시에사다리꼴또는레이즈 - 5 -
드코사인 (raised cosine) 형태의윈도우를이용하여프레임들간에또는서브프레임들간에부드러운중첩이 이루어지도록한다. <28> <29> <30> <31> <32> <33> <34> <35> <36> <37> <38> <39> 이하에서는각각의서브프레임을제 1서브프레임 (P1), 제 2서브프레임 (P2), 제 3서브프레임 (P3) 이라고한다. 그리고각각의서브프레임 (P1)(P2)(P3) 은샘플링되어디지털데이터화될수있다. 푸리에변환부 (10 2) 는제 1서브프레임 (P1), 제 2서브프레임 (P2) 그리고제 3서브프레임 (P3) 각각을푸리에변환한다. 도 4는본실시예에따라각각의서브프레임을푸리에변환한후서브밴드를분할하는하나의예를도시한도면이고, 도 5a는음향신호에부가정보를삽입하기전특정위치의서브밴드들의에너지레벨을각서브프레임별로나타낸도면이고, 도 5b는음향신호에부가정보를삽입한후특정위치의서브밴드들의에너지레벨을각서브프레임별로나타낸도면이다. 도 4에도시된바와같이서브밴드분할부 (103) 는각각의푸리에변환된서브프레임 (P1)(P2)(P3) 을소정주파수이상의범위에위치하며, 부가정보를삽입할주파수대역을다수의서브밴드로분할한다. 서브밴드의분할수는입력되는부가정보의크기에따라다양하게이루어질수있다. 그리고서브밴드의분할을위한소정주파수대역의범위는인간의귀에민감한 4kHz 주변보다높거나낮은주파수대역을이용할수있다. 따라서대략 5 ~ 10 khz 또는 1 ~ 3kHz 등보다다양하게이용될수있다. 도 5a에도시된바와같이이하에서는제 1서브프레임 (P1) 에서분할된특정위치의서브밴드를제 1서브밴드 (S1) 라고하고, 제 2서브프레임 (P1) 에서분할된상기특정위치의서브밴드를제 2서브밴드 (S2) 라고하고, 제 3 서브프레임 (P3) 에서분할된상기특정위치의서브밴드를제 3서브밴드 (S3) 라고한다. 여기서의특정위치는동일한주파수대역위치가될수있다. 에너지편차표준화부 (104) 는푸리에변환후얻어진각각의서브밴드 (S1)(S2)(S3) 의에너지, 예를들어표준편차또는평균크기 (Amplitude), 를산출한후, 제 1서브밴드 (S1) 와제 2서브밴드 (S2) 그리고제 3서브밴드 (S3) 의에너지크기를구분한다. 이때가장큰에너지크기를가지는서브밴드와가장작은에너지크기를가지는서브밴드를비교하여두서브밴드의에너지차가미리설정한차이값 (d) 또는그이상이되도록한다. 도 5a에도시된바와같이예를들어, 에너지편차표준화부 (104) 는제 1프레임 (F1) 의제 3서브프레임 (P3) 의제 3서브밴드 (S3) 가가장큰에너지값을가지고, 제 2서브프레임 (P2) 의제 2서브밴드 (S2) 가가장작은에너지값을가진다고판단하고, 제 3서브밴드 (S3) 와제 2서브밴드 (S2) 의에너지차이가미리설정한차이값 (d) 이상 ( 또는초과 ) 이라고판단하면에너지편차표준화가적용하지않는다. 그러나다른프레임 (F2)(F3)(F4) 에서가장큰에너지를가지는서브밴드와가장작은에너지를가지는서브밴드의에너지차이가차이값 (d) 미만 ( 또는이하 ) 인경우에는가장큰에너지크기를가지는서브밴드의에너지값을키우거나, 또는가장작은에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기를줄이거나, 또는하나의서브밴드의에너지크기를일부줄이고, 다른하나의서브밴드의에너지크기를늘여서두서브밴드의에너지차이가차이값이상 ( 또는초과 ) 이되도록한다. 즉, 도 5a의실시예의경우에는제 1프레임 (F1) 이후부터의프레임들 (F2)(F3)(F4) 은모두에너지편차표준화가이루어진다. 이러한에너지편차표준화의결과는도 5b를참조할수있다. 이와같은에너지편차표준화과정은서브프레임간의에너지크기차이가너무작어서부가정보를나타내기위한신호가효과적으로삽입되지않은이후부가정보의추출이제대로이루어지지않는것을방지한다. 정보삽입부 (105) 는디지털신호로된부가정보를삽입하는데, 부가정보는서브밴드 (P1)(P2)(P3) 의에너지변조를통해삽입된다. 이정보삽입부 (105) 에부가정보가삽입되는작용에설명하기전에삽입전부가정보를처리하는구성들에대하여먼저설명한다. 삽입을위한부가정보는이진화부 (110) 에서디지털신호로부호화된다. 그리고이진화부 (110) 에서디지털신호로된부가정보는오류정정부호화부 (111) 에서오류정정부호로부호화된다. 본실시예에서는오류정정부호는 BCH 코드 (Bose, Chaudhuri, Hocquenghem Code) 를사용한다. 그러나그외에다른오류정정부호를사용할수있다. 헤더삽입부 (112) 는부가정보의가장앞에헤더를삽입하여최종적으로삽입될부가정보에대한디지털시퀀스를생성한다. 이때헤더는고정된 PN 시퀀스 (Pseudo Random Noise Sequence) 로서부가정보의추출을위한시스템은이 PN 시퀀스를알고있어야한다. 이와같이부가정보의디지털시퀀스가완성되면이디지털시퀀스는 - 6 -
정보삽입부 (105) 에전달된다. <40> <41> <42> <43> <44> <45> <46> <47> <48> <49> <50> <51> <52> <53> 그리고부가정보의디지털시퀀스가제공되고, 각각의프레임에대한에너지편차표준화가완료되면이후정보삽입부 (105) 는부가정보를음향신호에정보삽입을진행한다. 정보삽입부 (105) 의정보삽입은도 5b에도시된바와같이삽입할정보의디지털신호가 "0" 인경우에는제 1 프레임 (F1) 및제 2프레임 (F2) 에서와같이중간에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기를낮추어제일작은에너지레벨을가지는서브밴드의에너지레벨과같은상태로바꾸고, 삽입할정보가 "1" 인경우에는제 3 프레임 (F3) 및제 4프레임 (F4) 에서와같이중간에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기를키워서가장큰에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기와같은상태로바꾼다. 또는이와반대의방법으로각각의디지털신호를삽입한다. 이러한삽입방법으로부가정보의모든디지털시퀀스를각프레임의각서브밴드별로차례로삽입한다. 이러한삽입방법으로부가정보를삽입하게되면부가정보의길이에따라서브밴드는다량으로분할될수있고, 이에따라다량의디지털데이터가하나의프레임에삽입된다. 즉예를들어하나의서브프레임에서 8개의서브밴드가분할되는경우하나의서브프레임에는 1바이트의디지털신호가저장될수있다. 한편, 음향신호는모노신호또는스테레오신호일수있다. 따라서만약음향신호가모노신호인경우에는전술한바와같이정보삽입을수행하지만스테레오신호인경우에는좌측과우측두신호에대한처리가필요하다. 도 6a는스테레오음향신호에부가정보를삽입하기전서브밴드들의에너지레벨을예시적으로도시한도면이고, 도 6b는스테레오음향신호에부가정보를삽입한후서브밴드들의에너지레벨을예시적으로도시한도면이다. 도 6a와도 6b에도시된바와같이음향신호가스테레오신호인경우에좌측과우측신호중서브밴드별에너지차가더큰쪽을선택하여모노신호에대한정보삽입방법과동일한방법으로정보를삽입한다. 본실시예에서는우측의에너지차이가더큰것으로예시하고있으므로우측의음향신호에정보를삽입한다. 그리고좌측의신호는각프레임들에서의에너지크기에대한상호관계가우측의에너지크기에대한상호관계와동일해지도록강제로조절한다. 그리고푸리에역변환부 (120) 는각서브밴드를푸리에역변환하고, 서브프레임결합부 (121) 는푸리에역변환된각서브밴드를서브프레임별로결합한다. 그리고각서브프레임들은프레임결합부 (122) 에서결합된후최종적으로음향신호로출력된다. 이와같이부가정보가삽입된음향신호가출력되면이를청취하는청취자는부가정보를추출할수있는시스템을가진모바일디바이스 (11) 등을이용하여해당음향신호로부터부가정보를추출할수있다. 이하에서는음향신호에삽입된부가정보를추출하는시스템에대하여설명한다. 도 7은본실시예에따라부가정보가삽입된음향신호에서부가정보를추출하는시스템에대한구성도이다. 도 7에도시된바와같이시스템은음향신호에서최소의온전히보존된프레임의시작점을찾는프레임동기화부 (200) 를구비한다. 프레임동기화부 (200) 는음향신호의초반부를스킵 (skip) 하는초반스킵부 (201), 동기화용프레임분할부 (202), 동기화용서브프레임분할부 (203), 동기화용푸리에변환부 (204), 동기화용서브밴드분할부 (205), 프레임싱크스코어링부 (206), 프레임싱크맞춤부 (207) 를구비한다. 그리고시스템은동기화부 (200) 에서프레임동기화가완료되면실제적으로음향신호에서부가정보를추출하기프레임분할부 (210), 서브프레임분할부 (211), 푸리에변환부 (212), 서브밴드분할부 (213), 정보추출부 (214), 헤더검출부 (215), 오류정정역부호화부 (216) 및이진화복원부 (217) 를구비한다. 이하에서는각각의구성과이들구성의작용에대하여구체적으로설명한다. 동기화부 (200) 의초반스킵부 (201) 는음향신호를샘플링하여초기샘플에서 "n" 개샘플만큼건너뛴다. 이때의 "n" 은 "0" 에서시작하여 1개의프레임길이가될때까지반복하여증가한다. 초반스킵부 (201) 에서스킵이이루어지면동기화프레임분할부 (202) 는음향신호를각각의시간축상으로다수의프레임으로분할한다. 그리고동기화서브프레임분할부 (203) 는각프레임을 3개의서브프레임으로분할한다. 또한동기화푸리에변환부 (204) 는각서브프레임을푸리에변환한다. 그리고서브밴드분할부 (205) 는푸리에변환이후미리설정된주파수대역 ( 즉, 부가정보삽입시이용된주파수대역 ) 을다수의서브밴드로분할 - 7 -
한다. <54> <55> <56> <57> <58> <59> <60> <61> <62> <63> 그리고프레임싱크스코어링부 (206) 는각서브프레임에해당하는각서브밴드의에너지크기를비교하여에너지크기가큰순서대로각각의서브프레임의에너지를산출한다. 이때중간에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기가가장큰에너지크기를가지는서브밴드또는가장작은에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기에근접하면상대적으로높은점수를부여한다. 반면에중간에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기가가장큰에너지크기를가지는서브밴드또는가장작은에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기의중간지점에근접하면상대적으로낮은점수를부여한다. 그리고각서브밴드별로계산된점수를합하여최종점수를계산한다. 이와같은과정을 1개의프레임길이가될때까지반복한다. 그리고프레임싱크맞춤부 (207) 는최종점수가최대가되는샘플링위치를찾고, 초반건너뜀길이를구한다. 그리고이초반건너뜀길이만큼신호의초반부를건너뜀으로써프레임동기화를완료한다. 프레임동기화가완료되면프레임분할부 (210) 는동기위치부터음향신호를프레임단위로분할한다. 그리고서브프레임분할부 (211) 는각프레임을 3개의서브프레임으로분할한다. 또한푸리에변환부 (212) 는각서브프레임을푸리에변환하고, 서브밴드분할부 (213) 는푸리에변환된주파수대역에서부가정보삽입시이용된주파수대역을다수의서브밴드로분할한다. 계속해서정보추출부 (214) 는각서브밴드별로에너지크기를비교하여디지털신호를추출한다. 디지털신호의추출은각서브프레임의해당서브밴드의에너지크기를계산하여에너지크기가큰순서대로각서브밴드를구분한다. 이때중간크기를가지는서브밴드가가장큰에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기에가까우면 "1" 로추출하고, 작은에너지크기를가지는서브밴드의에너지크기에가까우면 "0" 으로추출하거나또는그반대의방법으로디지털신호를추출하여각프레임별로추출된디지털신호를나열하여이진수열을만든다. 또는다른실시예로중간크기를가지는서브밴드의에너지크기에대한임계값을미리설정하여중간크기를가지는서브밴드가이임계값이상이되거나이하가되는것을판단하여부가정보의디지털신호를판단, 추출할수있다. 헤더검출부 (215) 는추출된이진수열에서헤더로삽입한 PN 시퀀스와가장가까운부분을찾아서삽입된정보의시작점을찾는다. 그리고오류정정역부호화부 (216) 는삽입된정보의시작점부터시작하여오류정정역부호화를진행하여이진수형태로표현된부가정보를복원한다. 그리고이진화복원부 (217) 는복원된부가정보를원래의정보형태로복원함으로써최종적으로음향신호에삽입된부가정보의추출이이루어진다. 그리고이후이를복원한시스템은시스템과연동된무선디바이스 (11) 등의디스플레이또는기타의출력또는표시장치를통하여표시하게됨으로써사용자는해당음향신호에대한부가정보를획득하게된다. 한편, 전술한부가정보추출시스템의구성에서동기화용프레임분할부 (202) 와프레임분할부 (210), 동기화용서브프레임분할부 (203) 와서브프레임분할부 (211), 동기화용푸리에변환부 (204) 와푸리에변환부 (212) 그리고동기화용서브밴드분할부 (205) 와서브밴드분할부 (213) 는시스템에서하나의신호처리구성으로구현되어하나의구성이두가지의다른목적을얻기위한구성으로작용될수있다. 즉이들구성은본실시예에서이해의편의를위하여기능적으로구분한것으로하드웨어는동일한구성요소일수있고, 그외의다른구성들도실시를위하여하드웨어가병합또는구분되어구현될수있다. 이상과같은본실시예에따른음향신호에부가정보를삽입하는시스템및삽입방법을이용한실험예에서는 "egosys near 05" 스피커의좌우를 50cm 이격시키고, 비트레이트를 84.8bps로하여실험한결과스피커의전방으로 5m 이상의근거리에서음향신호에포함된부가정보를획득할수있었다. 따라서이와같은본실시예의음향신호에서부가정보를추출하는시스템및추출방법은음악, 오디오북, 전화통화등모든음향신호가전송될때관련된부가정보를음향신호에삽입하여전달함으로써길거리, 각종대중교통수단및대중장소등의스피커에서출력하는음향신호로부터무선디바이스 (11) 등을이용하여부가정보를추출획득하게됨으로써보다향상된모바일환경을향유할수있게된다. <64> 도면의간단한설명 도 1 은무선디바이스에서청취중인음향신호에대한부가정보를획득하는예를설명하기위한도면이다. - 8 -
<65> <66> <67> <68> <69> <70> <71> <72> 도 2는본실시예에따른음향신호에부가정보를삽입하는시스템에대한구성도이다. 도 3은본실시예에따른음향신호를프레임및서브프레임으로분할하는예를도시한도면이다. 도 4는본실시예에따라각각의서브프레임을푸리에변환한후서브밴드를분할하는하나의예를도시한도면이다. 도 5a는음향신호에부가정보를삽입하기전특정위치의서브밴드들의에너지레벨을각서브프레임별로나타낸도면이다. 도 5b는음향신호에부가정보를삽입한후특정위치의서브밴드들의에너지레벨을각서브프레임별로나타낸도면이다. 도 6a는스테레오음향신호에부가정보를삽입하기전서브밴드들의에너지레벨을예시적으로도시한도면이다. 도 6b는스테레오음향신호에부가정보를삽입한후서브밴드들의에너지레벨을예시적으로도시한도면이다. 도 7은본실시예에따라부가정보가삽입된음향신호에서부가정보를추출하는시스템에대한구성도이다. 도면 도면 1-9 -
도면 2 도면 3-10 -
도면 4 도면 5a - 11 -
도면 5b - 12 -
도면 6a - 13 -
도면 6b - 14 -
도면 7-15 -