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영어

This paper describes a modified spectral modeling synthesis algorithm for digital Piri, which is a Korean woodwind instrument. The standard spectral modeling synthesis (SMS) considers the sound as a combination of deterministic and stochastic components and it usually takes long time to synthesize sounds and needs numerous parameters. In order to improve this drawback, it is necessary to modify the SMS. Thus, a novel approach for analysis, transformation and synthesis of the sound has been proposed. Moreover, it is possible to generate various sound duration flexibly using this modified SMS. Piri was a target to simulate the modified SMS. To synthesize sounds with the proposed method, it is firstly necessary to obtain a trimmed sound in the sustain region from the original Piri sound. Then, two parameter sets are required: a parameter set describing the characteristic of the Piri, such as deterministic frequencies, magnitudes and stochastic, and a parameter set including the window size, hop size and number of peaks. Finally, a flexible time scaling algorithm based on frame reallocation and interpolation technique is applied. Namely, the extracted parameters in the sustain region can be reallocated and interpolated to change the length of the synthesized sound with a real stretching factor. When synthesized sounds are compared with original sounds through their waveforms and spectra, the proposed method well synthesizes sounds which are similar to originals. The method is also applied successfully for other Korean instruments, Taepyeongso.

한국어

본 논문은 디지털 피리 구현을 위한 효과적인 스펙트럼 모델링인 개선된 스펙트럼 모델링 합성 방법(modified spectral modeling method)을 제안한다. 일반적으로 스펙트럼 모델링 합성은 사운드를 정현파 성분과 노이즈 성분의 합으로 표현하는데 사운드를 분석하고 합성하는데 있어 많은 시간과 합성 파라미터가 필요하다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 기존의 스펙트럼 모델링 방법에 대한 수정이 요구되는데 본 논문에서는 사운드의 분석(analysis)과 변형(transformation) 그리고 합성(synthesis)에 대한 새로운 접근 방법을 제안하고, 또한 합성 사운드의 길이를 유동적으로 조절할 수 있도록 개선하였다. 한국의 전통 관악기인 피리를 대상으로 하여 변형된 스펙트럼 모델링 합성 방법을 시뮬레이션 하였다.
제안한 방법을 이용하여 사운드를 합성하기 위해서는 먼저, 피리의 원음으로부터 일부 사운드를 획득하고, 이 사운드를 분석하여 피리의 정현파 성분을 합성하기 위한 파라미터와 노이즈 성분을 합성하기 위한 파라미터를 추출한다.
다음으로, 프레임 재배치와 보간법을 바탕으로 한 사운드 길이 조절 알고리듬을 적용하면 사운드의 길이가 실수 배 만큼 늘어난 피리 사운드를 합성할 수 있다. 제안한 방법을 이용하여 합성한 사운드는 원음과 스펙트럼으로 비교해 보았을 때 원음과 매우 유사하였으며 또한, 한국의 대표적인 전통 관악기인 태평소 사운드 합성에 제안한 알고리듬을 적용한 결과 태평소 사운드 역시 원음과 매우 유사한 결과를 보였다.