KR0166152B1 - 동화상 오디오데이타 제어회로 - Google Patents

동화상 오디오데이타 제어회로 Download PDF

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Abstract

[청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술 분야]
멀티미디어 시스템의 동화상(MPEG) 오디오 데이타 제어 회로에 관한 것이다.
[발명이 해결하려고 하는 기술적 과제]
동화상(MPEG) 오디오 스트림 내에 실려 있는 샘플링 주파수 정보 및 엠퍼시스 처리 정보에 따라 동화상(MPEG) 오디오 데이타가 처리되도록 한다.
[발명의 해결 방법의 요지]
본 발명의 동화상(MPEG) 오디오 데이타 제어 회로는; 컴팩트 디스크로부터 동화상(MPEG) 오디오 데이타 및 정보 데이타를 독출하는 기록 데이타 처리부와; 상기 독출된 오디오 데이타 및 정보 데이타를 디코딩하여 디코딩된 오디오 데이타를 출력하고, 오디오 데이타의 샘플링 주파수를 나타내는 제1정보 데이타 및 오디오 데이타가 컴팩트 디스크 상에 엠퍼시스 처리된 후 기록되어 있는지를 나타내는 제2정보 데이타를 출력하는 디코더와; 제1정보 데이타와 제2정보 데이타를 서로 논리 연산하여 샘플링 주파수 결정 신호와, 디엠퍼시스 처리 결정 신호를 생성하는 논리 연산 수단과; 상기 결정 신호들에 따라 디코딩된 오디오 데이타를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환기로 구성한다.
[발명의 중요한 용도]
양호한 음질을 제공하기 위한 멀티미디어 시스템.

Description

동화상(MPEG) 오디오 데이타 제어 회로
제1도는 동화상 오디오 데이타를 처리하는 멀티미디어 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.
제2도는 본 발명에 따른 동화상 오디오 데이타 제어 회로.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2,4 : 저장부 6 : 컴팩트 디스크(CD) 기록 데이타 처리부
8 : 컴팩트 디스크(CD) 구동부 10 : 제어부
12 : 동화상(MPEG) 오디오 디코더
14 : 오디오 출력부 16 : 디지탈/아날로그(D/A) 변환기
본 발명은 멀티미디어 시스템에 관한 것으로, 특히 양질의 오디오 데이타를 제공하기 위한 동화상 오디오 데이타 제어 회로에 관한 것이다.
다각적인 사회 변화에 따라 쏟아져 나오는 정보를 전달하기 위한 매개체인 미디어가 차지하는 비중은 더욱 커지고 있다. 이러한 추세에 부흥하고 있는 멀티미디어 시스템은 컴팩트 디스크(Compact Disc: 이하 CD라 칭함)를 기본으로 하여 청각적인 정보 뿐만 아니라 시각적인 정보도 또한 제공한다.
현재 각광받고 있는 멀티미디어 시스템은 이러한 정보를 동화상(Moving Pictures Experts Group: 이하 MPEG라 칭함) 데이타로서 처리하고 있다. MPEG 데이타로 처리된 정보를 제공하는 대표적인 제품으로 비디오 CD가 있는데, 이 비디오 CD에는 국제 표준화 기구(ISO)의 11172 MPEG 스트림(Stream) 규정에 의해 처리되는 비디오 데이타 및 오디오 데이타가 실리게 된다.
비디오 CD에 실리는 MPEG 데이타를 처리하는 멀티미디어 시스템에 대한 블럭 구성이 제1도에 개략적으로 도시되어 있다. 그러나 제1도의 멀티미디어 시스템은 본 발명의 관심 분야인 MPEG 오디오 데이타의 처리를 위한 구성으로 한정하여 도시하였음을 유의하여야 한다.
제어부(10)는 CD-실시간 동작 시스템(Real Time Operating System), 응용 프로그램 등의 소프트웨어를 실행시킴으로써 주변 장치들과 DMA 전송이 수행되도록 하고, 인터럽트 신호 발생 및 CD 구동에 요구되는 실시간 클럭을 제공한다. 제1저장부(2)는 이피롬, 엔브이램 및 시스템 메모리로 구성되는데, 이피롬(Erasable Programmable ROM)에는 CD-RTOS, 시스템 부팅 프로그램, 시스템 초기화 프로그램, 주변 장치 구동 프로그램 등이 저장되어 있다. 엔브이램(Non-Volatile RAM)에는 사용자 화일 및 파라메터 화일 등의 데이타 화일이나 응용 프로그램이 저장된다. 시스템 메모리에는 CD로부터 읽어들인 응용 프로그램, 오디오 데이타가 저장된다.
CD에 기록되어 있는 데이타를 독출할 수 있도록 하는 구성을 가지는 CD 구동부(8)는 데크(Deck) 위에 장착된 픽업(Pickup), 포커싱(Focusing) 제어, 트랙킹(Tracking) 제어, 피딩(Feeding) 제어, 등선형 속도(Constant Linear Velocity) 제어를 위한 자동 제어 회로와, 스핀들(Spindle) 모터 구동 회로와, CD를 마운팅할 수 있도록 하는 트레이 및 트레이 구동 회로로 구성된다.
CD 기록 데이타 처리부(6)는 적응 차등 펄스 코드 변조(ADPCM: Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 디코더(6A)와, CD 섹터 디코더(6B)와, 인터페이스(I/F: Interface)(6C)로 구성된다. CD 섹터 디코더(6B)는 CD에 기록되어 있는 헤더 및 서브 헤더 분리와 에러 정정 등의 기능을 수행한다. ADPCM 디코더(6A)는 CD 섹터 디코더(6B)에 의해 헤더 및 서브 헤더가 분리되고 에러가 정정된 오디오 데이타를 디코딩한다. CD 기록 데이타 처리부(6)는 CD에 기록되어 있는 데이타를 실시간으로 처리하기 때문에 처리 중인 데이타를 제2저장부(4)에 저장한다. 즉, 제2저장부(4)는 ADPCM 디코더(6A) 및 CD 섹터 디코더(6B)의 메모리로서의 기능을 갖는다. ADPCM 디코더(6A) 및 CD 섹터 디코더(6B)에서 디코딩된 데이타는 인터페이스(I/F: Interface)(6C)를 통해 제1저장부(2) 및 MPEG 오디오 디코더(12)로 전송된다.
MPEG 오디오 디코더(12)는 CD 기록 데이타 처리부(6)에서 처리된 후 출력되는 MPEG 오디오 스트림을 디코딩하여, 16비트의 PCM 데이타로 출력한다. 오디오 출력부(14)는 MPEG 오디오 디코더(12)에서 출력되는 16비트의 PCM 데이타를 아날로그 데이타로 변환하고, 저역 통과 필터링 및 증폭하여 사용자에게 적절한 음성을 제공한다. 이때 MPEG 오디오 디코더(12)는 16비트의 PCM 데이타의 출력과 아울러 PCM 데이타의 동기를 위한 클럭을 또한 출력한다. 이에 따라 오디오 출력부(14) 내에 구성되는 디지탈/아날로그 변환기는 상기 인가되는 클럭을 기준으로 상기 PCM 데이타를 아날로그 데이타로 변환한다.
그러나 상기 PCM 데이타가 클럭에 동기되어 아날로그 데이타로 변환된다고 하더라도 양질의 음질을 갖는 음성이 반드시 사용자에게 제공되는 것은 아니다. 왜냐하면, MPEG 오디오 스트림 내에 실려 있는 각종 정보들에 따라 오디오 데이타를 또한 처리하여야 하기 때문이다. 이러한 처리를 요하는 것으로 MPEG 오디오 스트림 내에는 실려 있는 샘플링 주파수(Sampling Frequency)에 관한 정보 및 엠퍼시스(Emphasis)의 유무에 관한 정보가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 MPEG 오디오 스트림 내에 실려 있는 샘플링 주파수에 관한 정보 및 엠퍼시스의 유무에 관한 정보에 따라 MPEG 오디오 데이타를 처리하여 출력하는 MPEG 오디오 데이타 제어 회로를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 양질의 음질을 갖는 음성을 송출하는 MPEG 오디오 데이타 제어 회로를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들에 따라, 본 발명에 따른 MPEG 오디오 데이타 제어 회로는 MPEG 오디오 디코더로부터 출력되는 샘플링 주파수에 관한 정보 및 엠퍼시스의 유무에 관한 정보를 나타내는 신호가 D/A 변환기에 인가되도록 한다.
또한 본 발명에 따른 멀티미디어 시스템의 MPEG 오디오 데이타 제어 회로는; MPEG 오디오 데이타 및 MPEG 오디오 데이타에 관련하는 정보 데이타가 기록되어 있는 컴팩트 디스크와; 컴팩트 디스크로부터 MPEG 오디오 데이타 및 정보 데이타를 독출하는 기록 데이타 처리부와; 상기 독출된 MPEG 오디오 데이타 및 정보 데이타를 디코딩하여 디코딩된 MPEG 오디오 데이타를 출력하고, MPEG 오디오 데이타의 샘플링 주파수를 나타내는 제1정보 데이타 및 MPEG 오디오 데이타가 컴팩트 디스크상에 엠퍼시스 처리된 후 기록되어 있는지를 나타내는 제2정보 데이타를 출력하는 MPEG 오디오 디코더와; 제1정보 데이타와 제2정보 데이타를 서로 논리 연산하여 샘플링 주파수 결정 신호와, 디엠퍼시스 처리 결정 신호를 생성하는 논리 연산 수단과; 샘플링 주파수 결정 신호와 디엠퍼시스 처리 결정 신호에 따라 디코딩된 MPEG 오디오 데이타를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환기로 구성함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 따른 논리 연산 수단은, 제1정보 데이타의 제1비트 및 제2비트를 각각 반전하는 제1반전기 및 제2반전기와, 제2정보 데이타의 제1비트를 반전하는 제3반전기와, 제1반전기의 출력과 제2반전기의 출력을 논리곱하는 제1논리곱 게이트와, 제3반전기의 출력과 제2정보 데이타의 제2비트를 논리곱하는 제2논리곱 게이트와, 제1논리곱 게이트의 출력을 반전하는 제4반전기와, 제2논리곱 게이트의 출력을 반전하는 제5반전기와, 제4반전기의 출력과 제2논리곱 게이트의 출력을 논리곱하여 디엠퍼시스 처리 결정 신호를 출력하는 제3논리곱 게이트와, 제5반전기의 출력과 제1정보 데이타의 제1비트를 논리합하여 샘플링 주파수 결정 신호를 출력하는 논리합 게이트로 구성함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
제2도는 본 발명에 따른 MPEG 오디오 데이타 제어 회로를 도시한 것으로, 제1도에 도시된 멀티미디어 시스템의 구성 중 본 발명과 직접적으로 관련되는 MPEG 오디오 디코더(12)와 오디오 출력부(14) 내에 포함되어지는 디지탈/아날로그(D/A) 변환기(16)만을 도시한 것이다.
전기에서 설명한 바와 같이 MPEG 오디오 스트림 내에는 샘플링 주파수(Sampling Frequency)에 관한 정보 및 엠퍼시스(Emphasis)의 유무에 관한 정보가 실려 있다. MPEG 오디오 스트림의 구조를 보면, 오디오 데이타는 48㎑, 44.1㎑ 또는 32㎑의 샘플링 주파수로 인코딩될 수 있다. 또한 오디오 데이타는 인코딩시 엠퍼시스 처리될 수 있다. 이렇게 인코딩될 시 샘플링 주파수에 관한 정보 및 엠퍼시스의 유무에 관한 정보는 CD 상의 헤더에 기록되게 된다.
제어부(10)에 의해 CD 구동부(8)의 트레이에 장착되어 있는 CD가 회전하게 되면, CD 기록 데이타 처리부(6)는 CD에 기록되어 있는 데이타를 독출한다. 즉, CD 기록 데이타 처리부(6)의 ADPCM 디코더(6A)는 CD에 기록되어 있는 MPEG 오디오 데이타를 독출하고, CD 섹터 디코더(6B)는 CD의 헤더에 기록되어 있는 MPEG 오디오 데이타에 관련하는 정보인 샘플링 주파수에 관한 정보 및 엠퍼시스의 유무에 관한 정보를 독출한다. 상기 독출된 MPEG 오디오 데이타, 샘플링 주파수에 관한 정보 및 엠퍼시스의 유무에 관한 정보는 인터페이스(I/F)(6C)를 통해 MPEG 오디오 디코더(12)로 인가된다.
MPEG 오디오 디코더(12)는 샘플링 주파수에 관한 정보를 출력단(FS0, FS1)으로 출력하고, 엠퍼시스의 유무에 관한 정보를 출력단(EMP0, EMP1)으로 출력한다. 또한 MPEG 오디오 디코더(12)는 MPEG 오디오 데이타를 16비트의 PCM 데이타로 디코딩한 후 출력단(DATA)으로 출력하고, 시스템 클럭을 출력단(CLK)으로 출력한다. 이렇게 출력된 데이타들은 소정의 논리 소자들에 의해 논리 연산된 후 D/A 변환기(16)의 각 입력단으로 인가된다. 즉, D/A 변환기(16)의 입력단(DF1, DF2)으로는 16비트의 PCM 데이타를 아날로그 신호로 변환할 때 양질의 음질 재생의 보장을 위해 요구되는 샘플링 주파수 및 디엠퍼시스 처리 결정 신호가 인가된다. 그리고 D/A 변환기(16)의 다른 입력단(DCK)에는 시스템 클럭이 인가되고, 또 다른 입력단(DI)에는 16비트의 PCM 데이타가 인가된다.
상기에서 MPEG 오디오 디코더(12)의 출력단(FS0, FS1) 및 출력단(EMP0, EMP1)에서 출력되는 신호의 상태는 하기 [표 1] 및 [표 2]와 같은 샘플링 주파수 및 엠퍼시스 처리 유무에 관한 정보를 나타내고 있는 것으로 가정함을 유의하여야 한다. 그리고 다수의 논리 소자들을 통해 MPEG 오디오 디코더(12)의 출력단(FS0, FS1) 및 출력단(EMP0, EMP1)으로부터의 신호를 수신하는 D/A 변환기(16)는 입력단(DF1, DF2)에 인가되는 신호의 상태에 따라 하기 [표 3]에 나타낸 바와 같이 샘플링 주파수를 결정하고, 디엠퍼시스 처리를 할 것인지를 결정한다.
이하 MPEG 오디오 디코더(12)에서 출력되는 샘플링 주파수에 관한 정보 및 엠퍼시스 처리 유무에 관한 정보가 D/A 변환기(16)로 인가되어 D/A 변환기(16)의 샘플링 주파수 결정 신호 및 디엠퍼시스 처리 결정 신호로서의 기능을 어떻게 수행하는지를 설명한다. 이때 샘플링 주파수에 관한 정보가 샘플링 주파수 44.1㎑를 나타내고, 엠퍼시스 처리 유무에 관한 정보가 엠퍼시스 처리된 경우를 예로 하여 설명한다.
샘플링 주파수가 44.1㎑이므로 출력단(FS1, FS0)에는 모두 0 레벨의 신호가 출력되고, 엠퍼시스 처리가 되었으므로 출력단(EMP1, EMP0)에는 각각 0 레벨 및 1 레벨의 신호가 출력된다. 출력단(FS1, FS0)에서 출력되는 0 레벨의 신호는 각각 반전기(20) 및 반전기(22)에서 1 레벨의 신호로 반전된다. 그러면, 하나의 입력 단자가 반전기(20)에 연결되고, 다른 하나의 입력 단자가 반전기(22)에 연결되는 논리곱 게이트(24)는 1 레벨의 신호를 출력한다. 출력단(EMP1)에서 출력되는 0 레벨의 신호는 반전기(28)을 통해 논리곱 게이트(30)의 한 입력 단자로 인가되고, 출력단(EMP0)에서 출력되는 1 레벨의 신호는 논리곱 게이트(30)의 다른 입력 단자로 인가된다. 그러면, 논리곱 게이트(30)는 1 레벨의 신호를 출력한다.
논리곱 게이트(24)의 출력은 반전기(26)를 통해 논리곱 게이트(36)의 한 입력 단자로 인가되고, 논리곱 게이트(30)의 출력은 논리곱 게이트(36)의 다른 입력 단자로 인가된다. 논리곱 게이트(30)의 출력은 반전기(32)를 통해 반전된 후 논리합 게이트(34)의 한 입력 단자로 인가되고, 논리합 게이트(34)의 다른 한 입력 단자에는 MPEG 오디오 디코더(12)의 출력단(FS0)에서 출력되는 0 레벨의 신호가 인가된다. 이에 따라 논리합 게이트(34)는 0 레벨의 신호를 D/A 변환기(16)의 입력단(DF1)으로 인가하고, 논리곱 게이트(36)는 0 레벨의 신호를 D/A 변환기(16)의 입력단(DF2)으로 인가한다. 그러면 D/A 변환기(16)는 입력단(DF1, DF2)에 인가되는 0 신호에 따라 상기 [표 3]에 보인 바와 같이 데이타 변환시 샘플링 주파수를 44.1㎑로 결정하고, 디엠퍼시스 처리할 것을 결정한다.
상기에서는 MPEG 오디오 디코더(12)의 출력단(FS1, FS0)에 0 레벨의 신호가 모두 출력되고, 출력단(EMP1, EMP0)에는 각각 0 및 1 레벨의 신호가 출력되는 경우에 D/A 변환기(16)의 입력단(DF1, DF2) 모두에 0 레벨 신호가 인가되어, D/A 변환기(16)가 16비트의 PCM 데이타를 아날로그 신호를 변환할 때 샘플링 주파수를 44.1㎑로 결정하고, 디엠퍼시스 처리할 것을 결정한다.
그러나 MPEG 오디오 디코더(12)의 출력단(FS1, FS0)에 0 및 1 레벨의 신호가 출력되고, 출력단(EMP1, EMP0)에는 각각 0 및 1 레벨의 신호가 출력되는 경우에 D/A 변환기(16)의 입력단(DF1, DF2)에는 0 및 1 레벨의 신호가 인가되어, D/A 변환기(16)가 16비트의 PCM 데이타를 아날로그 신호를 변환할 때 샘플링 주파수를 48㎑로 결정하고, 디엠퍼시스 처리할 것을 결정한다.
또한 MPEG 오디오 디코더(12)의 출력단(FS1, FS0)에 1 및 0 레벨의 신호가 모두 출력되고, 출력단(EMP1, EMP0)에는 각각 0 및 1 레벨의 신호가 출력되는 경우에 D/A 변환기(16)의 입력단(DF1, DF2)에는 모두 1 레벨의 신호가 인가되어, D/A 변환기(16)가 16비트의 PCM 데이타를 아날로그 신호를 변환할 때 샘플링 주파수를 32㎑로 결정하고, 디엠퍼시스 처리할 것을 결정한다.
한편, MPEG 오디오 디코더(12)의 출력단(EMP1, EMP0)에 각각 1 및 0 레벨의 신호가 출력되는 경우에 D/A 변환기(16)의 입력단(DF1, DF2)에는 1 및 0 레벨의 신호가 인가되어, D/A 변환기(16)는 16비트의 PCM 데이타를 아날로그 신호를 변환할 때 디엠퍼시스 처리를 하지 않을 것을 결정한다.
상술한 바와 같이 MPEG 오디오 디코더(12)의 출력단(FS1, FS0) 및 출력단(EMP1, EMP0)에서 출력되는 신호가 반전기(20, 22, 26, 28, 32), 논리곱 게이트(24, 30, 36) 및 논리합 게이트(34)에서 논리 연산된 후 D/A 변환기(16)의 입력단(DF1, DF2)에 입력되므로, D/A 변환기(16)는 다른 입력단(DI)으로 인가되는 16비트의 PCM 데이타를 아날로그 신호로 변환할 때 샘플링 주파수 및 디엠퍼시스 처리를 할 것인지를 결정할 수 있다. 이에 따라 MPEG 오디오 스트림에서 오디오 데이타들이 어떠한 방식으로 처리되었더라도 그 처리에 대응하는 D/A 변환기의 동작을 결정하는 신호를 발생시킬 수 있으므로, D/A 변환기는 상기 결정된 신호에 따라 열화가 없는 양호한 음질을 청취자에게 제공할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

  1. 동화상(MPEG) 오디오 데이타 및 상기 동화상(MPEG) 오디오 데이타에 관련하는 정보 데이타가 기록되어 있는 컴팩트 디스크와; 상기 컴팩트 디스크로부터 상기 동화상(MPEG) 오디오 데이타 및 상기 정보 데이타를 독출하는 기록 데이타 처리 수단과; 상기 독출된 동화상(MPEG) 오디오 데이타 및 상기 정보 데이타를 디코딩하여 디코딩된 동화상(MPEG) 오디오 데이타를 출력하고, 상기 동화상(MPEG) 오디오 데이타의 샘플링 주파수를 나타내는 제1정보 데이타 및 상기 동화상(MPEG) 오디오 데이타가 상기 컴팩트 디스크 상에 엠퍼시스 처리된 후 기록되어 있는지를 나타내는 제2정보 데이타를 출력하는 디코딩 수단과; 상기 제1정보 데이타와 상기 제2정보 데이타를 서로 논리 연산하여 샘플링 주파수 결정 신호와, 디엠퍼시스 처리 결정 신호를 생성하는 논리 연산 수단과; 상기 샘플링 주파수 결정 신호와 상기 디엠퍼시스 처리 결정 신호에 따라 상기 디코딩된 동화상(MPEG) 오디오 데이타를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈 데이타 변환 수단으로 구성되며; 상기 논리 연산 수단은; 상기 제1정보 데이타의 제1비트 및 제2비트를 각각 반전하는 제1반전기 및 제2반전기와, 상기 제2정보 데이타의 제1비트를 반전하는 제3반전기와, 상기 제1반전기의 출력과 상기 제2반전기의 출력을 논리곱하는 제1논리곱 수단과, 상기 제3반전기의 출력과 상기 제2정보 데이타의 제2비트를 논리곱하는 제2논리곱 수단과, 상기 제1논리곱 수단의 출력을 반전하는 제4반전기와, 상기 제2논리곱 수단의 출력을 반전하는 제5반전기와, 상기 제4반전기의 출력과 상기 제2논리곱 수단의 출력을 논리곱하여 상기 디엠퍼시스 처리 결정 신호를 생성하는 제3논리곱 수단과, 상기 제5반전기의 출력과 상기 제1정보 데이타의 제1비트를 논리합하여 상기 샘플링 주파수 결정 신호를 출력하는 논리합 수단으로 구성함을 특징으로 하는 동화상(MPEG) 오디오 데이타 제어 회로.
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