KR0174085B1 - 다채널 오디오 복호화기의 복합 디코딩장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 MPEG-2 다채널 오디오 복호화기에서 동적 혼성(dynamic crosstalk) 부호화 및 가상(phantom) 부호화되어 보내진 정보를 동시에 처리할 수 있는 복합 디코딩장치에 관한 기술로, MPEG-2 다채널 오디오 복호기화에서 채널간의 유사성을 이용한 동적 혼성 부호화 및 가상 부호화되어 보내진 두가지 방식의 정보를 동시에 복호화할 수 있는 효과가 있다.

Description

다채널 오디오 복호화기의 복합 디코딩장치

본 발명은 MPEG-2 다채널 오디오 복호화기에서 동적 혼성(dynamic crosstalk) 부호화 및 가상(phantom) 부호화되어 보내진 정보를 동시에 처리할 수 있는 복합 디코딩장치에 관한 것이다.

MPEG-2(Moving Picture Experts Group-2)는 오디오 신호 및 비디오 신호의 압축 표현 방법에 관한 국제 표준안을 제정하기 위하여 활동하고 있는 전분가들의 모임이다.

현재까지는 오디오 채널을 이용하는데 있어 오른쪽 채널과 온쪽 채널의 2채널만을 사용하여 왔는데, MPEG-2가 활성화 되면서 5개의 채널을 사용하게 되었다.

따라서 현 시점에서는 5개의 채널을 지원하는 복호화기의 구현을 필요로 하고 있다.

본 발명은 상기에 기술한 바와 같은 종래 요구사항을 감안하여, 다채널 오디오 복호기에 있어서 동적 혼성 부호화 및 가상 부호화 방식을 동시에 복호화할 수 있는 복합 디코딩장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 디코딩장치의 블록도.

제2도는 제1도에 도시된 연산부의 상세 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 연산부 12 : 제어부

21, 22 : 레지스터부 23 : 곱셈기

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 다채널 오디오 복호화기의 디코딩 장치에 있어서, 선입선출기로부터 제어워드, 정보 및 스케일 지수를 입력받아, 제어 워드에 의하여 결정되어진 동적 혼성 부호화 또는 가상 부호화 방식을 통해 부호화된 데이터에 의해 채널 값을 계산하여 이중 포트 메모리로 출력값을 전송하는 연산부와, 선입선출기로부터 입력된 제어 워드에 따라 상기 연산부가 수행해야 할 동작에 대한 순차적인 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함하여 구성하여, 다수개의 채널을 복호화 하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적 및 특징들, 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명을 구현하기 위한 기본 논리를 설명하면 하기와 같다.

오디오 채널의 조합은 3/2 배열을 이용한 5개의 채널을 사용한다. 즉, 전방좌측(Left, 이하 L라 창한다), 전방 우측(Right, 이하 R라 칭한다), 전방 중앙(Center, 이하 C라 칭한다) 3개의 채널과, 후방 죄측(Left Sourround, 이하 LS라 칭한다) 후방 우측(Right Surround, 이하 RS라 칭한다) 2개의 채널로 구성된다.

동적 혼성 부호화방식은 채널간의 유사성을 이용한 부호화 방식으로, 신호의 파형이 서로 유사한 채널에 대해서는 정보를 전달하지 않고, 단지 스케일 지수(scale factor)만을 전송하여 비트율을 줄이는 부호화 방식이다.

가상 부호화방식은 12번째 서브밴드 이상의 신호에 대해서는 C 채널의 신호를 L 채널에 나누어 전송하고 C 채널을 전송하지 않는 부호화 방식이다.

상기 동적 혼성 부호화된 신호를 복호화하기 위한 선택사양은 ISO/IEC13818-3에 명기된 동적-크로스(dynamic-cross)-LR, 전송채널-할당(tc-allocation), 동적-크로스-모드 신호가 필요하다. 이러한 신호들의 조합에 의하여 동적 혼성 부호화 방식이 결정되며, 표 1은 이러한 조합의 결과를 나타낸 것, 즉3/2 배열의 동적 혼성 신호조합을 나타내고 있다.

상기 표 1에서 Tab는 Ta 채널의 신호를 Ta와 Tb 에 각각의 스케일 지수를 곱하여 복사함을 의미하며, Tabc는 Tab의 경우와 유사하게 Ta 채널의 신호를 Ta와 Tb, Tc에 각각의 스케일 지수를 곱하여 복사함을 뜻한다. 그리고, '-'로 나타낸 부분은 L채널 또는 LS 채널인 경우에 L0 채널 (스테레오에서 왼쪽 채널)에서 복사하게 되고, R채널 또는 RS 채널인 경우에 R0 채널 (스테레오에서 오른쪽 채널)에서 복사하게 된다.

표 1에 표시되지 않는 동적-크로스-LR 신호는 1비트로, '-'로 표현된 부분은 C 채널인 경우에는 C채널이 전송되지 않는데, 이때 동적-크로스-LR='0'이면 L0 채널에서 복사하게 되고, 동적-크로스-LR = '1' 이면 R0 채널에서 복사하게 된다.

상기 가상 부호화에 대한 정보는 가상이라는 신호에 의해서 결정되게 되는데, 가상 = '0'인 경우에는 가상 부호화가 사용되지 않는 경우이고, 동적 혼성 부호화된 신호를 복호화할 경우와 같은 방식으로 복호화가 이루어지고, 가상 ='1'인 경우에는 가상부호화가 사용된 경우로, 이때에는 동적-크로스-모드 신호에 상관없이 전송채널-할당에 의해 C채널로 설정된 경우에 대해서는 '0'이라는 값을 보내주게 된다.

상기와 같은 이론을 바탕으로 본 발명에서 구현하고자 하는 역변환기를 설명하기에 앞서 개략적인 MPEG-2에서의 복호화기 전체 구성과 그 기능을 설명한다.

MPEG-2 복호화기의 전체 복호 과정은 전처리기 수단과, 복호화기 수단과, 채널 역변환기 수단과, 역정규화기 수단과, 합성필터 수단으로 구분할 수 있으며, 상기 각 수단에 대해 간략히 설명하면, 전처리기 수단은 MPEG-2 부호화기를 통해 부호화된 MPEG-2 비트 스트림이 입력되면, 이 비트 스트림의 헤더 정보를 이용하여 스케일 인자(scale factor) 정보, 채널별 샘플 데이터, 제어 신호 등을 추출하여 현재 입력된 비트 스트림이 어떤 형태로 부호화 되었으며, 몇 개의 채널로 이루어진 데이터인지를 알 수 있게 해준다.

이어 상기에서 추출된 데이터 중 스케일 인자 정보와 채널별 샘플 데이터를 곱하여 채널값을 계산해 내는 복호화기 수단을 거친 다음 이 복호화기 수단에서 출력된 복호화된 5개의 채널 값(L0,R0,T2,T3,T4)에 대해 MPEG-2 IS에 명시된 가중치가 곱해진 원래의 값(Lw,Rw,Cw,LSw,RSw)으로 역변환시키는 채널 역변환기를 통과한다.

이때 채널 역변환기 내부에는 IIR 필터가 존재하는데 이 필터는 입력된 채널 값 중 돌비 프로-로직(Prologic)을 통해 부호화된 데이터를 역변환할 경우 이를 지원하는 역할을 한다.

상기 과정을 통해 역변환이 완료된 데이터는 역정규화기 수단으로 입력되어 정규환된 다음 합성필터를 거쳐 주파수 영역의 신호에서 시간 영역의 완전한 음으로 재생된다.

상기와 같은 각 수단 중 본 발명에서 다루는 부분은 상기 복호화기 수단에 대한 사항으로 이에 대해 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 디코딩장치의 구성도이고, 제2도는 제1도에 도시된 연산부의 상세 구성도이다.

본 발명의 다채널 오디오 복호화기의 복합 디코딩장치는 FIFO로부터 제어 워드, 정보, 및 스케일 요인을 입력받아 제어 워드에 의하여 결정되어진 동적 혼성부호화 또는 가상 부호화 방식을 통해 부호화 된 데이터에 의해 채널 값을 계산하여 이중포트 메모리로 출력값을 보내는 연산부(11)와, FIFO로부터 입력된 제어 워드(가상, 전송채널-할당, 동적-크로스-모드, 동적-크로스-LR)에 따라 상기 연산부(11)가 수행되야 할 동작에 대한 순차적인 제어신호를 발생시키는 제어부(12)를 구비한다.

상기 제어부(12)는 동작의 흐름을 결정해주는 순차 회로로 구현된 로직, 그로직의 출력에 따른 순차적인 제어 신호를 만들어주는 조합 회로로 구현된 로직으로 구성된다.

상기 연산부(11)는 정보를 저장해두고 필요할 때에 요구된 정보를 출력하는 제 1 레지스터부(21)와, 스케일지수를 저장하고 있는 제 2 레지스터부(22)와, 정보와 스케일지수의 곱셈을 수행하는 곱셈기(23)를 구비한다.

사기 제 1 레지스터부(21)은 표 1의 알고리즘을 구현하기 위해서 입력된 정보를 저장할 레지스터가 필요하며, 계산을 수행하기 위하여 동적-크로스-모드 = '10'인 경우를 제외했을 경우, 최소 3개의 레지스터를 가지고 구현한다.

기본적인 좌측 채널정보(L0) 레지스터와 우측 채널정보(R0) 레지스터가 필요하며, 그 외에 전송 채널 정보(T) 레지스터를 두어 적당한 때 이들 레지스터를 로드하고, 이들 3개의 레지스터들 중 하나의 출력을 선택하여 곱셈기(22)로 보내므로써 상기 표 1의 알고리즘을 구현할 수 있다.

L0 레지스터와 R0 레지서터에는 각각 FIFO의 L0와 R0정보가 저장되며, T 레지서트에는 FIFO의 T2(또는 T3, T4) 채널 정보가 저장된다. 가령, 전송채널-할당 = '0' 동적-크로스-모드 = '13', 동적-크로스-LR = '1'인 경우, 먼저 L0 레지스터에 FIFO 의 L0 값이 로드되고, 제 1 레지스터부(21)의 출력으로 L0 레지스터의 값이 설정되어 스케일 지수와 곱해진다. 그리고, 이결과는 양방향 메모리의 L0 채널 값으로 입력된다. 다음에 R0 채널에 대해서는 R0 레지스터를 통하여 위와 동일한 과정을 거친다.

표 1에 나타낸 바와 같이 채널 T2는 FIFO의 R0 채널 값에 의하여 결정되는데, 이를 구현하기 위해 제 1 레지스터부(21)의 출력으로 R0레지스터를 설정하고, 여기에 스케일 지수를 곱하여 T2 채널 값을 구할 수 있다.

채널 T3, T4는 표 1에 나타낸 바와 같이 FIFO의 T3 채널 값에 의하여 결정되는데, FIFO의 T3 채널 출력을 T 레지스터에 로드하고, 제 1 레지스터부(21)의 출력을 T레지스터로 설정하여 채널 T3와 T4에 해당하는 스케일지수를 곱하므로써, T3와 T4의 채널 값을 구할 수 있다.

정보의 처리 순서가 L0, R0, T2, T3, T4 채널로 고정되어 있는 경우에는 동적-크로스-모드 = '10'인 경우를 구현하기 위하여 L0 레지스터와 R0레지스터를 제외하고, FIFO의 채널 T2와 T3를 저장하기 위한 2개의 레지스터가 더 필요하게 되는데, 이를 위하여 총 4개의 레지스터를 사용하여야 한다. 그러나 이 모드에 대해서만 채널 T3와, T4의 처리순서를 바꾸어 주면 앞의 경우와 같은 방식으로 3개의 레지스터만 사용하여 모든 정보를 처리할 수 있다.

제 1 레지스터부(21)에는 L0 레지스터, R0 레지스터, T 레지스터 이외에 제어 워드늘 저장하기 위한 제어 레지스터를 갖고 있다.

곱셈기(23)는 복합 복호화를 구현하기 위해 주어진 정보와 그에 해당하는 스케일지수의 곱셈을 수행한다. 이때, 정보는 부호(signed) 16 비트(-1과 1사이의 소수)이고, 스케일지수는 최대값 2를 갖는 비부호(unsigned) 16비트를 사용하고 있다. 이 두수의 곱셈 결과는 부호 32비트로 나타나게 되는데, 이 곱셈의 결과는 -1과 1사이의 값을 갖는다. 곱셈의 결과로 나타난 32비트 출력은 하나의 부호비트와 소숫점 이상 3비트, 나머지는 소숫점 이하를 나타낸다. 그런데, 최종결과는 부호 16비트 이고, 또한 그 결과가 -1과 1사이를 갖기 때문에, 최종적인 출력으로 선택하는 값을 소숫점 이상 1비트와 소숫점 이하 15비트를 선택하게 된다.

곱셈기(23)는 부호 16(ain)비트와 비부호 16(xin)비트의 곱셈을 수행하여 부호32비트의 출력(p)를 계산한다.

그리고 최종 출력(p아웃)은 p의 29번째 비트로부터 14번째 비트까지를 선택한다.

제어부(12)는 매 클럭에 대한 연산부(11)의 동작을 결정해주는 제어 신호를 발생시켜 준다. 기본적인 제어 신호로는 FIFO로부터 데이터를 받아들이는 리드 신호, 데이터를 저장하는 로드 신호, 곱셈을 수행하는 시작 신호, 메모리의 번지를 나타내는 어드레스신호, 메모리애 데이터를 저장하기 위한 입력-인에이블신호가 있다. 그리고 표 1에 나타난 동작을 수행하기 위한 조합회로로 구성된 신호로서, 데이터를 저장할 레지스터를 선택하는 셀로드(selload) 신호, 제 1 레지스터부(21)의 출력을 결정해주는 셀아웃(selout) 신호가 있다. 복합 복호화를 구현하기 위하여 이와 같은 신호들을 제 1 레지스터부(21)의 제어 워드(가상, 전송채널-할당, 동적-크로스-모드, 동적-크로스-LR)와 순차적인 데이터 처리주기, 그리고 해당 번지들에의한 조합으로 구성된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 복합 디코딩장치는 MPEG-2 다채널 오디오 복호기에서 채널간의 유사성을 이용한 동적 혼성 부호화 및 가상 부호화되어 보내진 두가지 방식의 정보를 동시에 복호화할 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (4)

1. 다채널 오디오 복호화기의 디코딩 장치에 있어서, 선입선출기로부터 제어 워드, 정보 및 스케일 지수를 입력받아, 제어 워드에 의하여 결정되어진 동적 혼성 부호화 또는 가상 부호화 방식을 통해 부호화 된 데이터에 의해 채널 값을 계산하여 이중 포트 메모리로 출력값을 전송하는 연산부와, 선입선출기로부터 입력된 제어 워드에 따라 상기 연산부가 수행해야 할 동작에 대한 순차적인 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함하여 구성하여, 다수개의 채널을 복호화 하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 복호화기의 복합 디코딩 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연산부는 정보를 저장해 두고 필요한 때에 요구된 정보를 출력하는 제 1 레지스터부와, 스케일 지수를 저장하고 있는 제 2 레지스터부와, 상기 제 1 레지스터부의 정보와 제 2 레지스터부의 스케일지수를 곱셈하는 곱셈기를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 복호화기의 복합 디코딩 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제 1 레지스터부는 선입선출기의 오디오 우측채널 정보를 저장하고 있는 우측채널정보 레지스터와, 선입 선출의 오디오 좌측 채널정보를 저장하고 있는 좌측 채널정보 레지스터와, 선입선출기의 하나 이상의 전송채널 정보를 저장하고 있는 전송 채널정보 레지스터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 복호화기의 복합 디코딩 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제 1 레지스터부는 제어워드를 저장하고 있는 제어 레지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다채널 오디오 복호화기의 복합 디코딩 장치.