KR0144780B1

KR0144780B1 - Digital audio signal decoding apparatus

Info

Publication number: KR0144780B1
Application number: KR1019950012799A
Authority: KR
Inventors: 이상근
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 1998-07-15
Also published as: KR960043830A

Abstract

본 발명은 MPEG과 AC-3의 압축알고리즘에 의해 각각 부호화되고 압축된 오디오 비트스트림을 호환있게 복호화할 수 있도록 한 MPEG과 AC-3 겸용 디지탈 오디오신호의 복호화장치에 관한 것이다. 본 발명의 디지탈 오디오신호의 복호화장치는 부호화기로부터 부호화된 오디오 비트스트림에 사용한 오디오 압축방식을 나타내는 비트데이타를 부가하여 전송시 이를 수신하여 부가된 오디오 압축방식의 비트데이타를 디코딩하는 디코더와, MPEG의 압축알고리즘에 의해 압축부호화된 오디오 비트스트림을 디코딩하여 원래 오디오신호로 복원하는 MPEG 오디오 디코더와,AC-3의 압축알고리즘에 의해 압축부호화된 오디오 비트스트림을 디코딩하여 원래 오디오신호로 복원하는 AC-3오디오디코더, 및 디코딩된 오디오 압축방식의 비트데이타에 따라 MPEG 오디오디코더와 AC-3오디오디코더중 해당하는 하나의 오디오디코더만이 동작가능한 인에이블상태가 되도록 제어하는 제어부로 구성된다.The present invention relates to an apparatus for decoding a digital audio signal for both MPEG and AC-3, which enables to decode compatible audio bitstreams encoded and compressed by MPEG and AC-3 compression algorithms, respectively. An apparatus for decoding a digital audio signal according to the present invention includes a decoder which adds bit data indicating an audio compression method used to an encoded audio bit stream from an encoder, decodes the bit data of the audio compression method added by receiving it during transmission, and MPEG. MPEG audio decoder that decodes the audio bitstream compressed by the compression algorithm and restores it to the original audio signal, and AC-3 decodes the audio bitstream compressed by the compression algorithm of AC-3 and restores it to the original audio signal. An audio decoder and a control unit for controlling only one audio decoder of the MPEG audio decoder and the AC-3 audio decoder to be in an operable enabled state according to the decoded bit data of the audio compression scheme.

Description

MPEG and AC-3 Combined Digital Audio Signal Decoder

제1도는 TS패킷의 구조를 나타낸 도면.1 is a diagram showing the structure of a TS packet.

제2도는 제1도의 구조를 갖는 디지탈 오디오 신호의 일반적인 복호화 장치를 나타낸 구성도.2 is a block diagram showing a general decoding apparatus of a digital audio signal having the structure of FIG.

제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MPEG과 AC-3겸용 디지털 오디오신호의 복호화장치를 나타내는 구성도.3 is a block diagram showing an apparatus for decoding an MPEG-3 AC-3 digital audio signal according to a preferred embodiment of the present invention.

제4도는 제3도의 장치에서 오디오 비트스트림에 사용된 오디오 압축방식을 판독하는 과정을 설명하기 위한 흐름도.4 is a flowchart for explaining a process of reading an audio compression scheme used for an audio bitstream in the apparatus of FIG.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

31:TS디코더 32:제어부31: TS decoder 32: control unit

33:비디오디코더 34:MPEG오디오디코더33: Video decoder 34: MPEG audio decoder

35:AC-3오디오디코더 36:모니터35: AC-3 audio coder 36: monitor

37:스피커37: Speaker

본 발명은 다양한 오디오 압축 부호화방식에 의해 각각 부호화된 오디오 비트스트림을 호환성있게 복호화할 수 있는 디지탈 오디오신호의 복호화 장치에 관한 것으로서, 특히 MPEG과 AC-3의 압축알고리즘에 의해 부호화된 오디오 비트스트림을 모두 복호화 할 수 있는 MPEG과 AC-3겸용 디지탈 오디오신호의 복호화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a digital audio signal decoding apparatus capable of compatible decoding of audio bitstreams respectively encoded by various audio compression coding schemes. In particular, the present invention relates to audio bitstreams encoded by compression algorithms of MPEG and AC-3. The present invention relates to a decoding apparatus for digital audio signals for both MPEG and AC-3 that can be decoded.

근래에, 고품질의 비디오 및 오디오를 위하여, 비디오신호 및 오디오신호를 디지탈적으로 처리하는 새로운 기술들이 제시되었다. 오디오신호의 경우, 오디오신호를 부호화하여 압축한 후에 전송 또는 저장하고, 사람이 인지할 수 없을 정도의 오차를 가진 오디오신호로 복원할 수 있는 많은 오디오신호의 부호화/복호화방법들이 연구되어 왔다. 그래서, 각종 오디오신호의 부호화/복호화기법의 연구개발에 맞추어 최근 디지탈오디오기기 및 멀티미디어에 사용될 오디오신호 부호화 및 복호화방식을 위해 ISO MPEG의 국제 표준화가 활발히 진행되어 스테레오방송을 위한 MPEG 1 오디오규격이 1993년 확정되었고, 5.1채널을 위한 MPEG 2 오디오규격화가 현재 진행중이다. 또한, 현재미국영화산업을 중심으로 하용되고 있는 미국의 돌비(Dolby)사의 독자적인 압축알고리즘인 AC-3은 1993년 11월에 미국의 HDTV디지탈 오디오 표준으로 정해졌다. 하지만, 디지탈 비디오 디스크(Digital Vdio Disc;DVD)와 같은 매체는 MPEG과 AC-3의 오디오 압축방식중에서 선택하는 것으로 결정할 것으로 보인다. 따라서, 그 호환성을 위해서 MPEG과 AC-3의 압축알고리즘에의해 부호화된 오디오 비트스트림을 모두 복호화할 수 있는 MPEG과 AC-3겸용 디지탈 오디오신호의 복화화장치가 요구되어 졌다.따라서, 본 발명의 목적은 부호화시 사용된 오디오 압방식에 관한 정보를 오디오 비트스트림에 동봉하여 전송하고, 복화화시 오디오압축방식에 관한 정보를 판독하여 해당되는 복호화를 부행할 수 있도록 한 MPEG과 AC-3겸용 디지탈 오디오신호의 복호화장치를 제공함에 있다. 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본발명의 MPEG과 AC-3겸용 디지탈 오디오신호의 복호화장치는 MPEG 내지 AC-3의 압축알고리즘증 하나에 의해 압축 부호화된 오디오 비트스트림과 비디오 비트스트림을 패킷화하고 다중화하여 트랜스포트 스트림(TS)으로 전송되는 비트스트림을 복호화하기 위한 장치에 있어서, 오디오 비트스트림에 사용된 압축방식을 나타내는 비트데이타가 부가되어 전송되는 TS 비트스트림을 수신하며, 수신한 TS 비트스트림을 디코딩하여 비디오와 오디오 비트스트림으로 분리하여 출력하고, 부가된 비트데이타를 제어부로 출력하는 TS디코더와, 상기 TS디코더에서 출력된 비디오 비트스트림을 디코딩하여 원래 비디오신호로 복원하는 비디오 디코더와, 상기 TS 디코더에서 출력된 비트데이타에 의해 MPEG 오디오디코더와 AC-3 오디오디코더중 하나를 동작가능한 인에이블상태로 만드는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 의해 인에블상태가 되면 상기 TS 디코더에서 출력된 오디오 비트스트림을 디코딩하여 원래 오디오신호로 복원하는 MPES 오디오디코더, 및 상기 제어부의 제어에 의해 인에이블상태가 되면 상기 TS 디코더에서 출력된 오디오 비트스트림을 디코딩하여 원래 오디오신호로 복원하는 AC-3 오디오디코더를 포함한다.Recently, new techniques for digitally processing video signals and audio signals have been proposed for high quality video and audio. In the case of an audio signal, many audio signal encoding / decoding methods have been studied that can encode or compress an audio signal, transmit or store the audio signal, and restore the audio signal to an audio signal having an error that cannot be recognized by a human. Therefore, in accordance with the research and development of various audio signal encoding / decoding techniques, international standardization of ISO MPEG has been actively progressed for the audio signal encoding and decoding method used for digital audio equipment and multimedia, and the MPEG 1 audio standard for stereo broadcasting has been developed in 1993. It was finalized in 2008 and standardization of MPEG 2 audio for 5.1 channels is underway. In addition, in November 1993, AC-3, Dolby's proprietary compression algorithm, which is currently used in the US film industry, was set as the US's HDTV digital audio standard. However, media such as Digital Video Discs (DVDs) will likely decide to choose between audio compression schemes of MPEG and AC-3. Therefore, there has been a demand for a decoding apparatus for MPEG and AC-3 digital audio signals capable of decoding both audio bitstreams encoded by MPEG and AC-3 compression algorithms for compatibility. The objective is to use digital encoding for both MPEG-3 and AC-3 to transmit information about the audio compression method used in the encoding to the audio bitstream, and to read the information about the audio compression method during decoding and perform the corresponding decoding. An apparatus for decoding an audio signal is provided. In order to achieve the above object, the MPEG-AC-3 digital audio signal decoding apparatus of the present invention packetizes and multiplexes an audio bitstream and a video bitstream, which are compression-coded by one of the compression algorithms of MPEG to AC-3. In the apparatus for decoding a bitstream transmitted to the transport stream (TS), the bit data indicating the compression method used in the audio bitstream is added to receive the transmitted TS bitstream, and receives the received TS bitstream A TS decoder that decodes and outputs the video and audio bitstreams separately, and outputs the added bit data to the controller; a video decoder that decodes the video bitstream output from the TS decoder and restores the original video signal; MPEG-3 audio decoder and AC-3 audio decoder by bit data output from decoder A control unit for making one of the operable enabled states, an MPES audio decoder for decoding an audio bitstream output from the TS decoder and restoring an original audio signal when the control unit controls the control unit to enable the control unit; And an AC-3 audio decoder which decodes the audio bitstream output from the TS decoder and restores the original audio signal when the enabled state is controlled by the control.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다. 비트스트림 형태로 부호화된 오디오 및 비디오데이타를 디지탈 매체에 저장하거나 케이블, 네트워크 또는 위성을 통하여 전송하기 위해서는 이 비트스트림을 패킷화하고 다중화하여야 한다. 이를 위해 오디오 및 비디오데이타에 해당하는 비트스트림을 PES(Packetized Elementary Stream)패킷화 하고 이를 프로그램 스트림(Program Stream;PS)또는 트랜스포트 스트림(Transport Stream;TS)두가지중 하나로 만들어 사용 하고 있다. 제1도는 위에서 언급한 TS 패킷의 구조를 나타낸 도면으로, 비디오데이타에 해당하는 비트스트림과 그 비디오데이타에 대응하는 오디오데이타의 비트스트림이 각각 패킷화되고 그 비트스트림 패킷이 하나의 연속되는 스트림이 된다. 이는 시간적으로 다중화하여 비디오와 오디오의 비트스트림을 합치는 역할을 된다. 비트사용량으로 비교하면 비디오가 오디오보다 많이 필요하므로 비디오 비트스트림이 차지하는 시간이 상대적으로 길다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to store audio and video data encoded in the form of a bitstream in digital media or to transmit it through a cable, a network, or a satellite, the bitstream must be packetized and multiplexed. To this end, a bitstream corresponding to audio and video data is packetized and packetized elementary stream (PES) is packaged and used as either a program stream (PS) or a transport stream (TS). 1 is a diagram illustrating the structure of a TS packet as described above, wherein a bitstream corresponding to video data and a bitstream of audio data corresponding to the video data are each packetized, and the bitstream packet includes one continuous stream. do. This serves to combine the bitstreams of video and audio by multiplexing in time. Compared to bit usage, the video bitstream takes a relatively long time because more video is needed than audio.

제2도는 제1도의 TS 패킷구조를 갖는 비디오 및 오디오 비트스트림의 일반적인 복호화장치를 나타낸 구성도이다. TS 디코더(21)는 전송되는 TS 비트스트림 데이터를 수신받아 디코딩하고 비디오 비트스트림과 오디오 비트스트림으로 분리하여 출력한다. 비디오디코더(23)는 TS 디코더(21)로부터 인가되는 비디오데이타의 비트스트림을 디코딩하여 모니터(27)에 디스플레이 한다. 오디오디코더(25)는 TS디코더(21)로부터인가되는 오디오데이타의 비트스트림을 디코딩하여 스피커(29)로 송출한다. 만약, 전송되어진 TS 비트스트림데이타의 오디오 비트스트림에 사용된 압축방식이 MPEG인 경우에 오디오디코더는 MPEG 칩으로 구현되야 한다. 반면에, AC-3의 압축방식이 사용된 경우에 오디오디코더는 AC-3칩으로 구현되야 한다. 그래서, 본 발명의 디지탈 오디오신호의 복호화장치는 전송되어진 TS 비트스트림 데이터의 오디오 비트스트림에 사용된 압축방식에 따라 적응적으로 복호화할 수 있도록 제 3도와 같이 구성된다. 제3도는 본 본 발명에 따른 MPEG과 AC-3겸용 디지탈 오디오신호와 복호화장치를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 디지탈 오디오신호의 복호화장치는 제2도에 도시된 종래 디지탈 오디오신호의 복호화장치에 대해서 압축방식에 대응하는 각각의 오디오디코더(34,35)와, TS디코더(31)에 의해 전송되어진 오디오 비트스트림의 압축개발이 해독되면 이에 따라 MPEG오디오디코더(34)와 AC-3 오디오디코더(35)중 해당하는 하나를 동작가능한 인에이블상태로 제어하는 제어부(32)를 더 구비하도록 구성된다. 이와같이 구성된 본 발명의 MPEG 과 AC-3겸용 디지탈 오디오신호의 복호화장치에 대한 동작이 제4도를 참조하여 좀더 구체적으로 설명한다. 제 4도는 제3도의 장치에서 전송되어진 TS비트스트림중 오디오 비트스트림에 사용된 오디오 압축방식을 판독하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 먼저, 전송되어진 TS비트스트림내에는 오디오 비트스트림에 사용된 압축방식에 관한 정보가 수록된다. 여기서, 오디오압축방식은 1비트 표현으로 쉽게 구분할 수 있다. TS디코더(31)는 전송되는 비트스트림데이타를 수신받아 디코딩하고 비디오 비트스트림과 오디오 비트스트림으로 분리하여 출력한다. TS디코더(31)는 또한 수신한 TS비트스트림 데이터에 수록된 오디오 비트스트림의 압축방식을 나타낸 비트데이타를 디코딩하여(단계401), 그 정보를 제어부(32)로 출력한다(단계 402). 제어부(32)는 입력된 오디오 비트스트림에 사용된 압축방식에 관한 정보에 따라 오디오디코더(34)와 MPEG 오디오디코더(35)를 제어한다(단계 403) 즉, 제어부(32)는 TS 디코더(31)로부터 인가된 정보에 의해 오디오 비트스트림에 사용된 압축방식이 MPEG으로 인식되면 제1상태에 제1제어신호(CTL1)를 MPEG 오디오디코더(34)를 동작가능한 인에이블상태가 되도록 제어한다. 이때, 제어부(32)는 AC-3 오디오디코더(35)의 인에이블단자(ENB)에 제2상태의 제2제어신호(CTL2)를 인가하여 동작이 불가능한 디스에이블상태가 되도록 제어한다. 반대로, 제어부(32)는 TS 디코더(31)로부터 인가된 정보에 의해 오디오비트스트림에 사용된 압축방식이 AC-3 으로인식되면 제2상태의 제1제어신호(1)를 MPEG 오디오디코더(34)의 인에이블단자(ENB)에 인가하여 MPEG 오디오디코더(34)를 동작불가능한 디스에이블상태가 되도록 제어하고, AC-3 오디오디코더(35)의 인에이블단자(ENB)에는 제1상태의 제2제어신호(CTL2)를 인가하여 동작가능한 인에이블상태가 되도록 제어한다. 비디오디코더(33)는 TS 디코더(21)로부터 인가되는 비디오데이타의 비트스트림을 디코딩하여 모니터(36)에 디스플레이한다. MPEG 오디오디코더(34)와 AC-3 오디오디코더(35)중 인에이블상태인 오디오디코더는 TS디코더(31)로 부터 인가되는 오디오데이타의 비트스트림을 디코딩하여 스피커(37)로 송출한다.2 is a block diagram showing a general decoding apparatus of a video and audio bitstream having the TS packet structure of FIG. The TS decoder 21 receives and decodes the transmitted TS bitstream data and outputs the TS bitstream data separately from the video bitstream and the audio bitstream. The video decoder 23 decodes a bitstream of video data applied from the TS decoder 21 and displays it on the monitor 27. The audio decoder 25 decodes a bitstream of audio data applied from the TS decoder 21 and sends it to the speaker 29. If the compression scheme used for the audio bitstream of the transmitted TS bitstream data is MPEG, the audio decoder should be implemented with an MPEG chip. On the other hand, when the AC-3 compression method is used, the audio decoder must be implemented with an AC-3 chip. Thus, the digital audio signal decoding apparatus of the present invention is configured as shown in FIG. 3 so as to be adaptively decoded according to the compression scheme used for the audio bitstream of the transmitted TS bitstream data. 3 is a block diagram showing an MPEG-AC-3 digital audio signal and decoding apparatus according to the present invention. As shown, the digital audio signal decoding apparatus according to the present invention includes the respective audio decoders 34 and 35 corresponding to the compression method and the TS decoder 31 for the conventional digital audio signal decoding apparatus shown in FIG. When the compression development of the audio bitstream transmitted by the C-decoder is decoded, the controller 32 further controls the corresponding one of the MPEG audio decoder 34 and the AC-3 audio decoder 35 to an operable enabled state. It is configured to have. The operation of the apparatus for decoding MPEG-2 and AC-3 digital audio signals of the present invention configured as described above will be described in more detail with reference to FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of reading an audio compression scheme used for an audio bitstream among TS bitstreams transmitted by the apparatus of FIG. 3. First, information about a compression scheme used for an audio bitstream is stored in the transmitted TS bitstream. Here, the audio compression method can be easily distinguished by a 1-bit representation. The TS decoder 31 receives and decodes the transmitted bitstream data, and separates the bitstream data into video bitstreams and audio bitstreams. The TS decoder 31 also decodes bit data indicating the compression method of the audio bitstream contained in the received TS bitstream data (step 401), and outputs the information to the controller 32 (step 402). The control unit 32 controls the audio decoder 34 and the MPEG audio decoder 35 according to the information about the compression method used for the input audio bitstream (step 403), that is, the control unit 32 controls the TS decoder 31. When the compression scheme used for the audio bitstream is recognized as MPEG by the information applied from the control unit, the first control signal CTL1 is controlled to enable the MPEG audio decoder 34 to be operable in the first state. At this time, the controller 32 applies the second control signal CTL2 of the second state to the enable terminal ENB of the AC-3 audio decoder 35 to control the disabled state to be disabled. On the contrary, if the compression method used for the audio bitstream is AC-3 by the information applied from the TS decoder 31, the control unit 32 converts the MPEG audio decoder 34 to the first control signal 1 in the second state. Is applied to the enable terminal ENB to control the MPEG audio decoder 34 to be in an inoperable disable state, and the enable terminal ENB of the AC-3 audio decoder 35 has a second state in a first state. The control signal CTL2 is applied to control the controller to be in an operable enable state. The video decoder 33 decodes the bitstream of the video data applied from the TS decoder 21 and displays it on the monitor 36. The audio decoder in the enabled state of the MPEG audio decoder 34 and the AC-3 audio decoder 35 decodes a bitstream of audio data applied from the TS decoder 31 and sends it to the speaker 37.

상술한 바와 같이 , 본 발명은 MPEG과 AC-3겸용 디지탈 오디오신호의 복호화장치에 관한 것으로 MPEG과 AC-3의 압축방식에 해당하는 오디오디코더를 부호화된 오디오 비트스트림에 사용된 압축방식에 따라 선택적으로 사용하여 오디오 비트스트림을 복호화할 수 있도록 하므로써 MPEG과 AC-3의 압축 알고리즘에 의해 부호화된 오디오 비트스트림을 모두 복호화할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the present invention relates to an apparatus for decoding a digital audio signal for both MPEG and AC-3, wherein an audio decoder corresponding to the MPEG and AC-3 compression scheme is selected according to the compression scheme used for the encoded audio bitstream. By enabling the audio bitstream to be decoded, the audio bitstream encoded by the MPEG and AC-3 compression algorithms can be decoded.

Claims

An apparatus for decoding a bitstream transmitted by a transport stream (TS) by packetizing and multiplexing an audio bitstream and a video bitstream compression-coded by one of the compression algorithms of MPEG to AC-3, wherein the audio bitstream Receives the TS bitstream transmitted by adding bit data indicating the compression method used in the decoding, decodes the received TS bitstream into video and audio bitstreams and outputs them, and outputs the added bit data to the controller Decoder; A video decoder which decodes the video bitstream output from the TS decoder and restores the original video signal; A controller for making one of an MPEG audio decoder and an AC-3 audio decoder in an enabled state by bit data output from the TS decoder; An MPEG audio decoder which decodes the audio bitstream output from the TS decoder and restores the original audio signal when it is enabled under the control of the controller; And an AC-3 audio decoder which decodes the audio bitstream output from the TS decoder and restores the original audio signal when it is enabled under the control of the controller. .

The method of claim 1, wherein the controller is further configured to enable the MPEG audio decoder and disable the AC-3 audio decoder when the compression scheme used for the audio bitstream is recognized by the bit data output from the TS decoder. MPEG- and AC-3 dual-purpose digital audio signal decoding apparatus characterized in that.

The method of claim 1, wherein the controller enables the AC-3 audio decoder and decodes the MPEG audio decoder when the compression scheme used for the audio bitstream is AC-3 by the bit data output from the TS decoder. MPEG and AC-3 combined digital audio signal decoding device characterized in that the enable