KR100357090B1 - 주파수가다른오디오의플레이어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주파수가 다른 오디오의 플레이어장지에 관한 것으로써, 특히 MPEG(Moving Pictures Experts Group)등 압축된 오디오를 디코딩할때 어떠한 샘플링(samplimg) 주파수의 스트림이 입력되어도 하나의 클락(clock)을 이용하여 시스템의 사용 주파수 오디오 데이타를 복원할 수 있도록 한 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명의 주파수가 다른 오디오 플레이어장치는 전송되는 스트림신호를 디지탈 오디오 신호로 디코딩하고, 상기 디코딩된 신호의 주파수를 시스템에서 사용되는 샘플링 주파수로 변환하는 오디오 디코더와, 상기 오디오 디코더에서 디코딩되고 주파수 변환된 디지탈 오디오신호를 아나로그 오디오 신호를 변환하여 스피커로 출력하는 D/A컨버터와, 상기 오디오 디코더를 제어하는 컨트롤러로 구성되어 오디오 시스템을 간단화함으로써 여러 입력 주파수의 오디오 데이타를 복원할 수 있도록 한 것이다.

Description

주파수가 다른 오디오의 플레이어장치
본 발명은 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치에 관한 것으로써, 특히MPEG(Moving Pictures Experts Group)등 압축된 오디오를 디코딩할때 어떠한 샘플링(sampling) 주파수의 스트림이 입력되어도 하나의 클락(clock)을 이용하여 시스템의 사용 주파수 오디오 데이타를 복원할 수 있도록 한 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치에 관한 것이다.
현재 가장 많이 사용하고 있는 디지탈 오디오(Digital Audio)의 샘플링(Sampling) 주파수는 44.1KHz이다.
여기서 상기 샘플링 주파수는 컴팩트 디스크에서 채용된 이후 디지탈 오디오의 대명사처럼 사용하였다.
그러나, 방송용이나 DATR(Digital Audio Tape Recorder)등에서는 32KHz와 48KHz도 많이 사용되고 있으며, 48KHz가 음질상 주파수의 특성이 뛰어나다는 것은 주지의 사실이다.
또한 MPEG이나 돌비 AC-3 시스템같은 오디오 데이타 압축용 시스템에서는 32KHz, 44.1KHz, 48KHz 모두를 지원하고 있다.
따라서, 상기 시스템들을 구성하기 위해서는 필히 32KHz, 44.1KHz, 48KHz의 세주파수를 모두 지원할 필요가 있는 것이다.
일반적으로, 현재 아나로그 오디오(Analog Audio)를 복원하기 위해 실현되고 있는 오디오 플레이어장치는 제1도에 도시된 바와같이, 사용주파수 32KHz, 44.1KHz, 48KHz의 주파수 신호를 셀렉팅(selecting)하는 셀렉터(40)와, 상기 셀렉터(40)에서 선택되어 출력된 주파수와, 전송 스트림신호를 인가받아 디지탈 오디오 신호로 디코딩(decoding)하는 오디오 디코더(10)와, 상기 오디오 디코더(10)에서출력된 디지탈 오디오신호와, 상기 셀렉터(40)에서 출력되는 셀렉트신호를 인가받아 아나로그 오디오 신호로 변환하여 스피커(50)로 출력하는 D/A 컨버터(20)와, 상기 셀렉터(40)와 오디오 디코더(10)를 각각 제어하는 컨트롤러(30)로 구성된다.
이때, 상기 오디오 디코더(10)에서 디코딩된 디지탈 오디오신호는 상기 셀렉터(40)로 부터 인가되는 클럭신호에 맞추어 상기 D/A 컨버터(20)로 입력된다.
또한, 상기 D/A컨버터(20)는 셀렉터(40)로 부터 인가되는 클럭(clock)신호에 맞추어 원래의 아나로그 신호로 복원된 오디오신호가 스피커(50)로 출력된다.
그러나, 상기 셀렉터(40)에서 D/A 컨버터(20)로 입력되는 클럭신호는 원래의 오디오 신호의 샘플링 주파수(sampling frequency) 또는 그의 정수배이어야 하는데 MPEG이나 돌비(Dolby) 시스템에서는 세개의 주파수 32KHz와 44.1KHz 및 48KHz가 필요하다.
따라서 소스 시그널(source signal)의 주파수를 알아내어 셀렉터(40)를 통해 주파수를 선택하여 주어야 한다.
그리고 상기 선택에 맞는 3개의 클럭 또는 오실레이터(oscillator)가 필요하게 되는 것이다.
그러므로 상기와 같은 종래의 오디오 플레이어장치는 각 주파수에 맞게 각각의 클럭이 필요하며, 이들중 하나의 주파수를 선택하기 위한 셀렉터 및 그밖의 로직(Logic)이 필요하여 시스템 구성상 아주 복잡한 문제점이 있다.
따라서, 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 현재 사용되고 있는 디지탈 오디오 주파수를 위해 다수개의 주파수 각각에 따른 동기클럭과, 상기 각각의 주파수 신호를 선택하기 위한 주변의 로직(Logic)회로를 생략함으로써, 시스템을 간단화하면서 어떠한 스트림 주파수 신호가 입력되어도 그 시스템에 대한 여러 주파수의 오디오 데이타를 복원해낼 수 있도록 한 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치는 전송되는 스트림신호를 디지탈 오디오 신호로 디코딩하고, 상기 디코딩된 신호의 주파수를 시스템에서 사용되는 샘플링 주파수로 변환하는 오디오 디코더와, 상기 오디오 디코더에서 디코딩되고 주파수 변환된 디지탈 오디오신호를 아나로그 오디오 신호를 변환하여 스피커로 출력하는 D/A컨버터와, 상기 오디오 디코더를 제어하는 컨트롤러로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치의 구성 및 동작원리를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제2도는 본 발명의 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치의 블록구성도를 도시한 것으로써, 전송되는 스트림신호를 디지탈 오디오신호로 디코딩하고, 상기 디코딩된 신호의 주파수를 시스템에서 사용되는 샘플링 주파수로 변환하는 오디오 디코더(10)와, 상기 오디오 디코더(10)에서 디코딩되고 주파수 변환된 디지탈 오디오 신호를 아나로그 오디오 신호로 변환하여 스피커(50)로 출력하는 D/A 컨버터(20)와, 상기 오디오 디코더(10)를 제어하는 컨트롤러(30)로 구성한다.
또한, 상기 오디오 디코더(10)는 제4도에 도시한 바와같이, 전송되는 입력 스트림 신호를 압축하여 디코딩하는 MPEG 디코더(11)와, 상기 MPEG 디코더(11)에서압축하여 디코딩한 데이타신호를 기록하는 버퍼(13)와, 상기 컨트롤러(30)의 컨트롤 신호를 인가받아 상기 버퍼(13)에 기록된 데이타 주파수 신호를 시스템에 적합한 샘플링 주파수로 변환하는 주파수 변환기(12)로 구성된다.
여기서, 상기 주파수 변환기(12)는 제5도에 도시한 바와같이, 입력되는 디지탈 오디오 데이타를 보간하는 인터폴레이터(12a)와, 상기 인트폴레이터(12a)에서 보간된 주파수 신호를 분리하여 저역통과시키는 필터(12b)와, 상기 필터(12b)에서 저역통과시킨 주파수 신호에서 샘플링 주파수를 필터링하는 데시메이터(12c)로 구성한다. 이러한 구성에 따른 본 발명의 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치는 오디오 디코더(10)의 MPEG 디코더(11)에서 압축된 전송 스트림 데이타가 디코딩되어 디지탈 오디오신호를 출력하면, 주파수 컨버터(12)는 인터폴레이터(12a)와, 필터(12b) 및 데시메이터(12c)에서 원오디오신호의 피치가 유지되도록 필터링하여 원신호로 복원시켜 시스템의 샘플링 주파수로 변환시켜 주는 것이다.
예를들면, 48KHz로 플레이되는 된 오디오 시스템일 경우, 32KHz 및 44.1KHz등의 디지탈 데이타를 48KHz로 변환시키는 것이다.
다시말해 입력되는 스트림상의 오디오 데이타가 44.1KHz로 압축 또는 코딩되어 있는 오디오 데이타라면 상기 오디오 디코더(10)의 MPEG 디코더(11)에서 상기 오디오 데이타를 디코딩하여 44.1KHz의 오디오 데이타를 상기 버퍼(13)에 기록하고, 상기 기록된 오디오 데이타를 주파수 컨버터(12)로 출력하여, 상기 컨트롤러(30)에서는 상기 주파수 컨버터(12)에 44.1KHz의 주파수 오디오 데이타를 48KHz의 주파수 오디오 데이타로 변환하도록 명령을 내리며, 상기 명령을 받은 주파수 컨버터(12)에서는 샘플링 주파수 48KHz 또는 그 정수배의 클럭에 맞추어 44.1KHz의 주파수 오디오 데이타를 48KHz 주파수 오디오 데이타로 변환하여 디지탈 오디오신호를 D/A 컨버터(20)로 출력하는 것이다.
상기 주파수 변환기(12)에서 주파수 변환된 오디오 데이타신호를 인가받은 D/A 컨버터(20)에서는 샘플링 주파수 48KHz의 클럭신호에 따라 디지탈 오디오 데이타신호를 아나로그 오디오 데이타신호로 변환하여 스피커(50)로 출력하므로 상기 스피커(50)에서는 사용자가 원하는 오디오를 얻을 수 있도록 한 것이다.
또한 입력되는 스트림상의 오디오 데이타의 주파수가 어떠한 주파수를 가지더라도 상기에서 설명한 바와같이 시스템의 샘플링 주파수로 변환되어 사용자가 원하는 오디오 데이타를 출력하는 것이다.
여기서, 상기 컨트롤러(30)는 오디오 시스템의 샘플링 주파수를 MPEG 디코더(11)에 알려주고, 상기 MPEG 디코더(11)는 전송 입력 오디오 데이타신호를 디코딩한 후, 다시 오디오 시스템의 샘플링 주파수로 컨버젼(conversion)하도록 제어신호를 인가시키는 기능을 수행하는 것이다.
제5도는 본 발명의 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치의 주파수 변환기(12)의 주파수 변환을 위한 인터폴레이선(interpolation)도로써, 44.1KHz로 입력되는 오디오 데이타의 샘플들에 대해 인터폴레이션을 한 것이다.
제5도의 인터폴레이션 그래프에서 48KHz 간격의 샘플값을 구하여 출력시켜주는 장치가 바로 상기에서 설명한 주파수 변환기(12)인 것이다.
상기의 주파수 변환기(12)의 동작을 도면 제4도를 참조하여 설명하면 다음과같다. 제4도에 도시된 바와같이 입력되는 오디오 데이타의 주파수(F)는 인터폴레이터(12a)에서 보간되어 필터(12b)에서 상기 보간된 주파수 신호를 분리하여 저역통과시켜 데시메이터(12c)에서 샘플주파수(F')를 얻도록 하는데 여기서 상기 입력 오디오 데이타 주파수(F)와 필터링을 통해 얻어지는 샘플링 주파수(F')의 관계를 살펴보면
의 관계가 성립된다.
다시말해 상기 인터폴레이터(12a)는 입력 오디오 데이타 샘플(xn)사이의 인터폴레이션값을 "0"으로 지정한다.
즉, 아래의 그림과 같이
입력 오디오 데이타 샘플(xn)들 사이에 L-1개의 "0"값이 존재하도록 하는 것이다. 또한 필터(12b)는
이라는 특성으로 상기 인터폴레이터(12a)에서 보간된 오디오 데이타의 주파수 신호를 로우패스시켜 주는 것이다.
상기 필터(12b)에서 로우패스된 신호의 M개의 입력 샘플테이타마다 한개씩 데이타 신호를 뽑아내어 시스템의 샘플링 주파수로 변환시켜 주는 것이다.
상기와 같은 디지탈 필터링 방법으로 샘플링 주파수 컨버젼장치를 구현하여 입력 오디오 데이타에 대한 주파수에 상관없이 상기의 장치 및 방법에 의해 오디오 시스템의 샘플주파수로 변환하여 주는 것이다.
상술한 바와같이, 본 발명의 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치는 디지탈 오디오 주파수를 위해 여러개의 클럭을 사용하고, 이를 셀렉션하기 위한 주변로직을 없애므로써 오디오 시스템 구성을 간단화할 수 있고, 또한 주파수 변환부분을 디코더 장치와 통합하여 아이직(ASIC)화함으로써 하나의 IC로 구현할 수 있어 시스템에 대한 가격상승없이 여러 주파수의 오디오 데이타를 복원해낼 수 있는 커다란 효과가 있다.
제1도는 종래의 오디오 플레이어장치의 블록구성도
제2도는 본 발명의 주파수가 다른 오디오 플레이어장치의 블록구성도
제3도는 제2도의 샘플링 주파수에 따른 그래프
제4도는 제2도의 주파수 변환기의 내부 블록구성도
제5도는 제4도의 주파수 변환기의 인터플레이션도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 오디오 디코더 11 : MPEG 디코더
12 : 주파수변환기 13 : 버퍼
12a : 인터플레이터 12b : 필터
12c : 데시메이터 20 : D/A 컨버터
30 : 컨트롤러 40 : 셀렉터
50 : 스피커

Claims (3)

  1. 전송되는 스트림신호를 디지탈 오디오 신호로 디코딩하고,
    상기 디코딩된 신호의 주파수를 시스템에서 사용되는 샘플링 주파수로 변환하는 오디오 디코더와,
    상기 오디오 디코더에서 디코딩되고 주파수 변환된 디지탈 오디오신호를 아나로그 오디오 신호를 변환하여 스피커로 출력하는 D/A컨버터와,
    상기 오디오 디코더를 제어하는 컨트롤러로 이루어짐을 특징으로 하는 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오디오 디코더는 전송되는 입력 스트림신호를 압축하여 디코딩하는 MPEG 디코더와,
    상기 MPEG 디코더에서 압축하여 디코딩한 테이타신호를 기록하는 버퍼와,
    상기 컨트롤러의 컨트롤 신호를 인가받아 상기 버퍼에 기록된 데이타 주파수 신호를 시스템에 적합한 샘플링 주파수로 변환하는 주파수 변환기로 구성됨을 특징으로 하는 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 주파수 변환기는 입력되는 디지탈 오디오 데이타를 보간하는 인터폴레이터와,
    상기 인트폴레이터에서 보간된 주파수 신호를 분리하여 저역통과시키는 필터와, 상기 필터에서 저역통과시킨 주파수 신호에서 샘플링 주파수를 필터링하는 데시메이터로 구성됨을 특징으로 하는 주파수가 다른 오디오의 플레이어장치.
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