• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2014년도 제49차 동계학술대회논문집 22권1호
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• pp.19-21
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• 2014

본 논문에서는 기존의 산조가야금의 음을 합성하여 아두이노(Arduino)와 DSP(Digital Signal Processor)를 이용한 물리적 모델링 기반의 현 없는 산조 가야금을 구현한다. 아두이노는 저렴한 가격에 마이크로컨트롤러를 효율적으로 제어하며, DSP는 높은 분해능과 빠른 A/D변환 기능을 지원하여 복잡한 음 합성 연산의 빠른 처리를 만족시킨다. 또한 기존 가야금의 복잡한 연주법을 초보자도 쉽게 다루기 위해 가야금의 현을 대신해 터치 패널을 사용한다. 본 논문에서는 기본적인 I/O동작은 아두이노 MEGA 2560보드를, 음 합성의 복잡한 연산을 위해 CCSv5(Code Composer Studio) 툴과 DSP칩을 내장한 DSK5510 보드를 이용하여 기능을 검증한다. 모의실험 결과 현 없는 가야금의 합성음은 기존의 음과 매우 유사하였으며, 초보자도 쉽게 제어하고 연주가 가능한 환경을 구현하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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• pp.299-302
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• 1998

가야금과 바이올린의 소리 발생 특성을 이해하기 위하여 모드해석을 수행하였다. 바이올린과 가야금은 크게 현과 몸체 그리고 이 둘을 연결하는 부분으로 구성되어 있다. 소리는 이들의 유기적인 관계로부터 발생된다. 실험을 통해 살펴본 결과, 저주파 대역에서 바이올린의 진동은 크게 앞, 뒷판의 진동, 몸체와 목 부분 사이의 비틀림 진동, 바이올린 전체가 하나의 보처럼 진동하는 현상으로 나누어 볼 수 있었다. 가야금 상판의 진동 형상은 약간 휘어진 형태를 가지며, 전체적으로 평판의 진동과 같은 모습을 보였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.291-294
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• 2004

본 논문에서는 Smith에 의해 제안된 이중 지연 라인을 갖는 양방향 디지털 도파관 모델을 SDL(sing1e delay line)모델로 변환하여 가야금의 단위 음이 만들어지는 과정을 나타내었다. 각 단계의 시스템은 선형적이며 단일 지연 라인과 LPF로 구성된다. 가야금의 임펄스 응답을 기본 입력신호로 하였으며. 실제 가야금의 조율 시스템인 안족은 선분 적합성을 이용한 근사화 과정을 거쳐 구현하였으며 이를 이용한 모의실험을 하였다. 실제 가야금을 조율하듯 안족에 의한 조율과 실제 음과 유사한 단위 음 생성을 할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제23권7호
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• pp.521-531
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• 2004

본 논문에서는 개선된 디지털 도파관 이론을 이용하여 산조 가야금을 물리적으로 모델링하였다. 산조 가야금의 몸통 특성은 역 필터링 방법과몸통의 임펄스응답 이용하여 구현하였다 또한 안족의 위치에 따른 기본주파수의 변화를 조사, 선분 적합성을 이용한 근사화 과정을 거쳐 단위음을 합성하는 모의 실험을 하였다. 실제 가야금을 조율하듯 안족에 의한 조율로 실제 음과 유사한 단위음 합성을 할 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.102-107
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• 2006

본 논문에서는 가야금의 안족과 몸통의 임펄스 응답을 이용하여 가야금의 사운드를 합성하였다. 디지털 도파관을 이용한 물리적 모델링에서 가야금의 소리를 제어하는 부분은 현과 몸통, 안족의 세 가지 시스템으로 구성되며, 이 시스템은 직렬 선형적으로 결합된다. 가야금 현의 모델은 지연라인만으로 구현되었고, 몸통과 안족은 각각의 임펄스 응답으로부터 추정하였다. 몸통의 임펄스 응답으로부터 3 개의 공명 주파수를 찾아 이를 공명기로 구현하여 몸통으로 대체하고, 안족은 기본 주파수 대역에 대하여 고역통과필터 특성을 갖는 시스템으로 구현하였다. 합성된 가야금 사운드의 오차(RMSE)는 주로 0.01-0.03 의 아주 작은 값의 분포를 보였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.279-282
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• 2004

산조 가야금의 경우 몸체의 뒷판에 세 개의 구멍(공명혈)이 있다. 이 구멍은, 몸체를 일정한 부피를 가진 용기로 보았을 때, 그 용기의 입구의 단면적, 다시 말해, 헬름홀츠 공진기 (Helmholtz Resonator) 입구의 단면적과 같다. 본 논문에서는 이 공명혈의 역할을 알아보기 위해, 1) 우선 기성의 산조 가야금 몸체의 세 공명혈을 모두 막은 상태, 일부만 막은 상태, 열려있는 상태에서의 몸체의 충격응답 전달함수를 측정, 분석하여 개략적으로 알아보았고, 이어서 2) 뒷판에 구멍이 전혀 없는 실험용의 산조 가야금 몸체의 제작을 의뢰하여, 뒷판 중앙에 구멍을 점차적으로 넓게 뚫어가면서, 각 단계별로 몸체의 충격응답을 측정하여, 구멍의 크기와 몸체의 충격응답 전달특성 변화 간의 상관관계를 분석 해보았다.

• 한국음향학회지
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• 제25권8호
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• pp.362-369
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• 2006

본 논문에서는 기존의 산조 가야금의 물리적 모델링을 개선하여 오른손 주법에 따른 음을 합성하였다. 가야금 현의 모델에 사용된 루프 필터의 파라미터를 녹음된 단위음의 감쇠 영역으로부터 추정하여 정확도를 향상시키고 계산량을 줄였다. 몸통은 임펄스 응답으로부터 주 공명 주파수를 추출하여 설계한 공명기로 대체되었으며, 주 공명 주파수가 제거 된 임펄스 응답은 크기가 줄어든 여기신호로 사용되었다 안족의 주파수 응답은 15차 all-pole 필터로 근사화 하였다. 가야금의 오른손 연주법 중 연퉁기기는 피드포워드 콤 필터로 구현하였으며 필터의 파라미터는 녹음된 단위음으로부터 추출하였다. 개선된 산조 가야금의 물리적 모델을 이용한 뜯기와 퉁기기, 연퉁기기의 합성음은 원래 음과 매우 유사하였다.

• 한국음향학회지
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• 제28권3호
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• pp.229-238
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• 2009

본 논문에서는 TMS3320F2812 신호처리기를 이용하여 가야금과 태평소의 사운드 엔진을 구현하였다. Commuted Waveguide Synthesis (CWS) 기반의 가야금과 태평소 모델을 신호처리기에 탑재하고 악기 선택 버튼을 두어 해당 악기의 사운드 샘플을 매 일정 시간마다 합성하도록 하였다. 합성음은 SPI 통신을 이용하여 DAC로 전송되며 오디오 인터페이스를 거쳐 스피커를 통해 재생된다. 합성 모델의 지연 라인은 합성음의 피치를 조절하는데, 이 지연라인의 길이를 결정하기 위해 GPIO를 이용하여 한 샘플을 합성하는데 필요한 시간을 측정하였다. 가야금은 $28.6{\mu}s$, 태평소는 $21{\mu}s$가 소요되었다. 태평소와 가야금의 동시 발음수를 고려하였을 때 태평소는 동시 발음수 1을 가지므로 $21{\mu}s$, 가야금은 일반적으로 동시 발음수가 2이므로 $57.2{\mu}s$의 연산시간이 필요하다. 이는 실시간 연주가 충분히 가능한시간이다. 제안한 사운드 엔진의 경우, 인터럽트 서비스 루틴에서 각 사운드 샘플의 합성과 DAC로의 전송이 일어난다. 인터럽트 서비스 루틴은 시스템의 안정성을 보장하기 위해 타이머의 주기 매칭 이벤트를 이용하여 $60{\mu}s$마다 주기적으로 호출된다. 이와 같이 합성된 음을 녹음하여 원음과 스펙트럼으로 비교한 결과, 가야금은 원음과 매우 유사한 음을 합성할 수 있었고, 태평소는 '무(無), 황(黃), 태(太), 중(仲)' 음을 제외한 나머지 음에 대해서 태평소의 음색을 잘 표현하는 음을 합성 할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제16권3호
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• pp.5-12
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• 1997

본 논문에서는 가야금 음의 분석결과를 바탕으로 가야금 음의 합성에 적합한 3 오퍼레이터 FM 합성방식을 고안하였다. 고안된 알고리즘에 사용될 파라메터를 MATLAB을 이용하여 추출하여 C언어를 이용하여 음을 합성하였다. 합성된 음을 주관적인 방법과 객관적인 방법으로 비교한 결과 두 음이 아주 흡사함을 확인했다. 제안된 합성방식을 DSP를 이용하여 구현하여 만든 합성음도 원음과 비슷한 음질을 가지는 것을 확인했다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.740-746
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• 2018

지금까지 컴퓨터악기 제작시도는 크게 샘플링 (sampling)방식과 피지컬 모델링(physical modeling)의 2가지 방식이 주를 이루었다. 샘플링 방식은 샘플링 과정에서 배음의 많은 부분이 삭제되기 때문에 현의 배음을 강조하는 익사이터(exciter) 효과가 미미하다. 하지만 피지컬 모델링 방식에서는 많은 배음을 지닌 음을 만들어 낼 수 있으며 이 배음 중 특별한 주파수대의 배음을 강조함으로써 더욱 실음에 가까운 음색을 만들어 낼 수 있다. 여기서는 현의 피지컬 모델링에 있어서 현의 특정 주파수대의 배음을 강조하는 익사이터를 구현함에 있어 화이트노이즈(백색소음)을 이용하는 방법을 제안한다. 그리고 가야금 소리의 엔벨로프(envelope)와 스펙트럼 비교를 통해 익사이터를 갖는 피지컬모델링 방식이 샘플링 방식 및 기존의 피지컬 방식보다 실제 가야금 소리에 더 적합함을 확인하였다.