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[국내논문] 방송 오디오 신호로부터 음악 신호 검출에 관한 연구
A Study of Automatic Detection of Music Signal from Broadcasting Audio Signal 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SP, 신호처리, v.47 no.5=no.335, 2010년, pp.81 - 88  

윤원중 (단국대학교 컴퓨터과학 및 통계학과) ,  박규식 (단국대학교 컴퓨터과학 및 통계학과)

초록
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본 논문에서는 실제 방송 환경에 적용 가능한 방송용 음원 모니터링 시스템을 구축하기 위한 사전연구로 방송 오디오 신호로부터 음악신호 구간을 자동으로 검출할 수 있는 시스템을 제안하였다. 음악구간과 비음악구간의 구분을 위한 특징으로는 사람의 음성 발화 특성을 반영하여 에너지 표준편차와 log 에너지 표준편차 그리고 log 에너지 평균 등 3개의 간단한 시간영역 특징들을 사용하였으며 최종 음악신호 구간 판별은 각 에너지 한계값(threshold)을 이용한 Rule-base 분류를 기반으로 하였다. 실제 FM 라디오 방송 신호를 24시간 녹음하여 진행한 모의실험에서 음악구간 인식률은 96%, 비-음악구간 인식률은 87%를 나타내어 방송용 음원 모니터링 시스템의 전처리기로 손색이 없음을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we proposed an automatic music/non-music signal discrimination system from broadcasting audio signal as a preliminary study of building a sound source monitoring system in real broadcasting environment. By reflecting human speech articulation characteristics, we used three simple time...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 방송용 음원 모니터링 시스템의 사전연구로 방송용 오디오 신호로부터 음악신호만을 자동검출할 수 있는 알고리즘에 대한 연구를 진행하였다. 자동 음악구간 검출기는 TV나 라디오 방송에서 아나운서/MCZDJ/게스트들의 음성을 제외한 음악 구간들만을 검출하여 음원 인식 모듈로 전달하게 된다.
  • 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 광고와 음악의 주된 의사전달 방법의 차이에 주목하였다. 광고는 전달하고자 하는 메시지를 주로 음성을 통해서 표현하는데 반해, 음악은 가사와 멜로디 모두를 통해서 표현한다는 것이다.
  • 본 논문은 실제 방송 환경에 적용 가능한 방송용 음원 모니터링 시스템을 구축하기 위한 사전연구로 방송 신호로부터 음악신호 구간만을 자동으로 검출할 수 있는 시스템에 대해 연구하였다. 음원 모니터링 시스템은 FM 라디오나 TV 신호로부터 음악신호 구간만을 검출하여 음원을 검색해 해당 음악 콘텐츠에 대한 저작권 보호와 지적 재산권을 행사할 수 있는 시스템으로 다양한 유형의 오디오 신호가 포함된 방송신호로부터 얼마나 정확히 음악신호 구간만을 검출할 수 있느냐가 전체 시스템의 성능을 좌우한다.
  • 이번장에서는 이와 같은 분류구조를 갖게 된 이론적 배경을 실제 FM 라디오 방송 신호에 대한 파라미터 분석을 통해 설명하고자 한다.
  • 이에 본 논문에서는 사람의 음성 발화 특징, 즉 사람의 음성신호에는 호흡이나 발언간의 순간 등으로 음성신호가 존재하지 않는 정적구간이 많이 존재한다는 사실에 주목하였다. 반면, 가수의 음성이 포함된 음악의 경우에는 가수의 음성뿐만 아니라 다른, 악기들의 연주가 함께 존재하기 때문에 신호 정적 구간은 거의 없게 된다.

가설 설정

  • 즉, 이는 신호 에너지가 존재하는 구간과 존재하지 않는 구간의 출현이 빈번한 음성구간의 경우 에너지 편차가 많다는 것을 의미하고, 악기들의 연주에 가수의 음성이 더해지는 음악구간의 경우 상대적으로 에너지 편차가 작다는 것을 의미한다. 또한, 광고 신호의 경우에도 기본적인 배경음악(BGM: background music)에 광고 메시지를 음성으로 전달하는 것으로 가정한다면 신호 에너지 편차가 음성보다는 작고 음악보다는 클 것이라는 가정이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 원리에 기반해 에너지 표준편차 (staimdard deviation), Log 에너지 표준편차, Log 에너지 평균 등 3개의 간단한 시간-영역 특징 파라메터를 추출하였으며, 최종 음성신호 구간 판별은 각 에너지 한계값 (threshold)을 이용한 Rule-base 분류를 기반으로 하였다.
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참고문헌 (9)

  1. J. Saunders, "Real-time discrimination of broadcast speech/music", in Proc. ICASSP 1996, vol 2, pages 993-996, Atlanta, May 1996. 

  2. E. Scheirer and M. Slaney, "Construction and Evaluation of a Robust Multifeature Speech/Music Discriminator", in Proc. ICASSP 1997, pages 1331?1334, Munich, Germany 

  3. C. Panagiotakis and G. Tziritas, "A Speech/Music Discriminator Based on RMS and Zero-Crossings", IEEE Trans. Multimedia, vol. 7(1), pp. 155-166, Feb. 2005. 

  4. 이경록, 서봉수, 김진영, "오디오 인덱싱을 위한 음성/음악 분류 특징 비교", 한국음향학회지, 제 20권, 2호, pp. 10-15, 2001. 

  5. 장형종, 엄정권, 인준식, "FM 방송 중 블록 단위음성 음악 판별 시스템의 설계 및 구현", 한국퍼지및 지능시스템학회 추계학술대회논문집, 제 17권, 2호, 2007. 

  6. 금지수, 임성길, 이현수, "스펙트럼 분석과 신경망을 이용한 음성/음악 분류", 한국음향학회지, 제 26권, 5호, pp. 207-213, 2007. 

  7. 김봉완, 최대림, 이용주, "멜 켑스트럼 모듈레이션 에너지를 이용한 음성/음악 판별", 말소리, 제 64호, pp. 89-103, 2007. 

  8. 최무열, 김형순, "MFCC의 단구간 시간 평균을 이용한 음성/음악 판별 파라미터 성능 향상", 말소리, 제 64호, pp. 155-169, 2007. 

  9. 강현우, "FM 라디오 환경에서의 실시간 음악 판별 시스템 구현", 정보처리학회논문지, 16권 B편, 2호, pp. 151-156, 2009. 

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