시각 예술 분야에 있어 합성의 도입은 시간과 공간의 제약에서 벗어난 다양한 표현을 구사할 수 있게 해주었다. 디지털 이전의 합성에서는 기술적 한계로 인해 사실적인 표현에 제약을 받았지만, 디지털 합성이 완전하게 자리 잡은 이후에는 적어도 합성을 통한 이미지 표현에서는 한계가 거의 사라졌다고 해도 과언이 아니다. 합성에 관한 기존의 연구 논문은 제작 기법에 관한 기술적인 연구이거나, 합성이 영상예술의 시공간 개념과 의미 변화에 주를 둔 논문이 대부분이었고, 디지털 합성으로 인한 매체들의 표현 방법의 변화가 어떻게 이루어졌는가에 대한 연구의 필요성을 느꼈다. 또한, 그로 인해 예술을 바라보는 시각에 대한 변화에도 되돌아볼 필요성을 느끼게 되었다. 따라서 이 논문에서는 기술적이 부분이나 시공간 확장에 대한 개념적 이론을 다루기보다는 합성이 가지는 예술의 표현 방법에서 드러난 형질에 따라 시각적으로 자연스러운지, 이질적인지, 또 이질적이면서 자연스러운지 분류해보고 앞으로의 디지털 매체 합성 방향과 다양성에 대해 기대해 본다.
본 논문에서는 HMM기반 음성합성시스템에서 합성음의 음질 개선을 위한 방법으로 스펙트럼 정보에 기반한 여기신호 추출방법을 제안한다. 제안된 방법은 스펙트럼 정보와 여기신호를 함께 통계적 모델로 만든 후에 합성 과정에서 스펙트럼 정보를 기반으로 여기신호를 추출해 냄으로써 스펙트럼 파라메터에 가장 적합한 여기신호를 사용할 수 있다. 제안된 방법으로 합성음의 음질을 MUSHRA 테스트 및 WB-FESQ점수를 통해 확인해 본 결과, 비슷한 조건에서 기존에 사용되는 STRAIGHT 방법을 이용한 합성음보다 좋은 음질을 얻을 수 있었다.
본 연구는 디지털 합성(Composition)에 있어 포스트 프로덕션에서 해야될 작업 중 분리 렌더 시스템(Separating System)을 이용한 효과적인 합성 연구에 관한 것이다. 분리 렌더는 결과적으로 제작상의 시간과 경비를 절감시켜 줄 뿐만 아니라, 제작의 퀄리티(Quality)에 직접적으로 영향을 주기 때문에 이팩츠 합성(Effects Composition)이나 특수영상 제작에 있어 없어서는 안될 중요한 부분이다. 이 분리 렌더 시스템을 이용해서 현재 진행되는 작업상의 문제를 최소화 시킬 수 있다. 또한 영상효과 제작이나 특수영상 제작중에 발생 되어지는 여러 가지 복잡한 문제점(합성)들을 이를 통해 줄여줄 뿐만 아니라, 영상합성 단계에 있어 효과적인 디지털 영상과 렌더 테이터 관리를 동시에 만들어 주기 때문이다. 이러한 방법적 연구와 결과치의 자료들을 데이터화 한다면 디지털영상 산업계에 많은 이점을 줄 것으로 기대한다.
본 논문에서는 디지털 주파수 합성기의 구조에 대하여 연구하였다. 디지털 주파수 합성기는 높은 스펙트럼 순도로 빠른 주파수 전환이 가능하고, 현대의 확산 스펙트럼 무선통신 시스템에 널리 사용된다. 롬 기반의 디지털 주파수 합성기는 싸인 파형의 크기를 저장한 롬 테이블을 사용한다. 본 논문에서는 롬의 크기를 줄이는 세 가지 새로운 기술을 제안하였다. 새로운 기법 중 한 가지는 여러 개의 계층적 구조를 사용하였다. 다른 기법들은 계층적 롬 구조를 간단한 보간 기법으로 결합하였다. 이러한 기법으로 12비트의 싸인 파형을 생성하였다. 실험 결과 새롭게 제안한 기법은 기존 방법[1]에 비해 ROM 크기를 24%까지 줄일 수 있다.
디지털 합성 이미지는 이미지가 담고 있는 진정성을 왜곡하기 때문에 사회적인 문제가 되고 있다. 이러한 디지털 합성 이미지들은 인터넷, 잡지 또는 정치적 광고를 위한 이미지들에서 흔히 볼 수 있다. 이러한 왜곡된 매체들은 이미지가 담고 있는 정보에 대한 신뢰도를 떨어트릴 수 있다. 본 논문에서는 이와 같이 대중에게 전달되는 정보의 혼란을 예방하기 위한 연구로써 디지털 합성 이미지를 판독하는데 목적이 있다. 대부분의 합성 이미지들은 이미지 크기 조절 및 회전을 이용하는 방법을 사용하기 때문에 합성 영역에 보간 (Interpolation)이 적용되게 된다. 본 논문은 보간의 흔적을 검출하는 연구로써 이미 보간이 적용된 영역과 그렇지 않은 영역에 재보간을 적용하여 두 영영간의 주파수 패턴을 검출하는 실험을 하였다. 이를 통해 합성에 사용된 보간 흔적을 검출하였으며 이미지 리터칭에 사용된 필터링 영역도 검출할 수 있었다.
논문에서는 두 가지 혼돈맵들을 연결시킨 하나의 합성맵을 기초로 사용하는 독립된 하나의 합성상태머신을 설계하는 방법 및 그 결과를 제시하였다. 혼돈2진스트림발생기로 사용하기 위하여 혼돈합성맵에 관한 디지털회로를 설계하였다. 두 가지 혼돈함수들- 톱니함수와 비뚤어진 로지스틱 함수-로 구성되는 혼돈합성함수의 이산화 진리표를 작성하였고, 디지털회로의 수학적 모델로써 간략화 된 부울대수식들을 제시하였다. 결과로써 혼돈합성함수의 맵에 관한 디지털회로들을 제시하였다.
디지털 도파관 모델은 악기의 물리적 모델링에 사용되는 일반적인 방법이다. 디지털 도파관 모델에서 파동의 움직임은 시간 또는 공간을 기준으로 해석 가능하다. 음의 샘플링이 시간을 기준으로 이루어지므로 악기 모델은 시간에 의한 파동의 움직임으로 묘사되는 것이 일반적이다. 본 논문에서는 현에 대한 공간 기준의 디지털 도파관 모델에 악기 몸체 모델을 추가해 악기 음을 합성하였다. 그렇게 함으로써 합성 음의 음질을 향상시키고 악기 모델의 음색 조절 변수들을 효과적으로 처리할 수 있었다. 공간 기준 샘플링에서 현 및 몸체에서 발생하는 미소 지연 오차에 대해 설명하고 FD (Fractional Delay) 필터를 이용해 미소 지연을 처리하는 방법을 보였다. 그리고 지연에 수에 따른 합성음의 변화를 설명하고 그 결과를 시간 기준 디지털 도파관 모델과 비교하였다.
디지털 기술의 급속한 발전에 따라 멀티미디어 기술 또한 그 개념이 점점 더 확장되어 가고 있다. 먼저 TV방송에서는 디지털 방송이 시작 되었고 영화 산업 또한 아날로그에서 디지털로 변화하고 있다. 이러한 컴퓨터 그래픽스 관련 멀티미디어 기술의 핵심 중 하나가 영상합성이다. 현재 많은 컴퓨터 그래픽스 기술이 개발되고 있으나 아직까지는 영상 합성 분야의 제작 환경이 고가의 장비와 전문 인력의 부족으로 컴퓨터 보다는 인간의 수작업에 더 많이 의존하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이러한 컴퓨터 그래픽스 분야에서 3D 그래픽스와 디지털 소스의 새로운 영상 합성 방법을 제시했다. 즉, 배경에 사용하게 될 동영상을 Tracking기법으로 평면의 2차원 공간상에서의 물체를 3차원 공간으로 개념을 확장 한 후 이를 다시 3D 그래픽스 저작도구를 사용하여 디지털 소스인 동영상과 3D 모델을 정확하게 3차원 공간상에 일치시킴으로써 보다 쉽고 효율적으로 영상합성을 활용 할 수 있도록 했다.
본 논문에서는 FAX문서에 직접 서명을 실행하는 디지털 서명 방식을 제안한다. 서명 비트를 합성하기 위해 기주사된 복수개의 참조 주사선중 키에 의해 선택된 주사선의 변화화소와 부호화주사선의 변화화소의 거리의 우기성을 이용하여 합성 비트열에 따라 거리를 신축조작하는 합성알고리즘을 제안한다. 앞서 제시한 방식에 비해 서명의 확산이 가능하므로 부분 서명에 의해 문서전체에 대한 서명이 구현되어 서명 속도가 개선되며 합성 전제조건의 제거로 합성 가능량이 증가한다. 또한 제안하는 디지털 서명구조에 의해 디지털 서명의 제 3 조건인 송신 부인 봉쇄를 구현한다. 디지털 서명된 송신 문서는 원 문서와 시각적으로 구분이 어려워 제 3자에게는 통상의 문서교환으로 인식될 것이다.
본 논문에서는 디지털 FM 스테레오 합성 신호 발생기(FM stereo composite signal generator)의 구현 결과를 제시하였다. 직접 디지털 주파수 합성기(DDFS)를 응용하여 단일 칩으로 디지털화 하였으며, $1.0\mu\textrm{m}$ CMOS 게이트어레이 기술로 구현하였다. 설계 결과는 시뮬레이션을 통해 신호 발생 과정을 검증하였고, 디지털 칩을 실장한 평가용 인쇄회로기판을 제작하여 신호 발생 값을 비교 분석하였다. 측정 결과 디지털-아날로그 변환기의 비트 수가 12비트일 때 신호 대 잡음비가 74dB가 측정되었으며, 이는 아날로그 회로보다 14dB 더 우수한 것이다. 범용 스테레오 입출력으로 16비트 디지털-아날로그 변환기를 사용할 경우 아날로그 방식보다 훨씬 우수한 스펙트럼 순수도를 얻을 수 있을 것으로 기대한다. 디지털 FM 스테레오 합성 신호 발생기는 신호 대 잡음비, 정확도, 튜닝 안정성,그리고 집적도측면에서 기존의 아날로그회로보다 우수한 특성을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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