KR0175377B1 - 컴팩트 디스크의 서브코드 영역을 서라운드 기능에 적용하기 위한 장치 - Google Patents

컴팩트 디스크의 서브코드 영역을 서라운드 기능에 적용하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더 및 디코더에 관한 것으로, 음원을 샘플링하기 위한 레프트 채널과; 음원을 샘플링하기 위한 라잇 채널과; 서라운드용 음원을 샘플링하기 위한 서라운드 채널과; 상기 레프트 채널과 라잇 채널의 샘플링된 음원을 입력받아 저장매체에 인코딩하기 위한 레프트/라잇 채널 인코더와; 상기 서라운드 채널의 샘플링된 음원을 입력받아 ADPCM 방식으로 인코딩하기 위한 서라운드 채널 인코더와, 상기 서라운드 채널 인코더의 인코딩된 신호를 서라운드 데이타 형태로 변환하기 위한 서라운드 데이타 형태 변환기와; 상기 서라운드 데이타 형태 변환기의 출력신호를 입력받아 저장매체에 인코딩을 하기 위한 서브코드 인코더로 구성된 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더와, 저장매체에 저장된 음원 데이타를 디지탈 신호처리하기 위한 디지탈 신호 처리기와; 상기 디지탈 신호 처리기에서 출력되는 디지탈 처리된 신호 중에서 서라운드 데이타를 ADPCM 방식으로 디코딩하기 위한 서라운드 채널 디코더와; 상기 서라운드 채널디코더의 디코딩된 신호와 상기 디지탈 신호 처리기의 레프트/라잇 채널 데이타를 입력받아 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지탈/아날로그 변환기로 구성된 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 디코더로 이루어져, 서라운드 음향 데이타를 저장하였다가, 컴팩트 디스크 플레이어에서 다시 음향 데이타를 복원하여 재생을 하면 서라운드 음향 기능을 갖추게 되는 것을 특징으로 하는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더 및 디코더에 관한 것이다.

Description

컴팩트 디스크의 서브코드 영역을 서라운드 기능에 적용하기 위한 장치
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더 및 디코더의 블록 구성도.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더에 의해 변환된 서라운드 음향 데이타의 구성도.
제3도는 제2도에서 1개의 팩 내에서의 데이타 형태를 나타낸 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 서라운드 채널 2 : 레프트 채널
3 : 라잇 채널 4 : 서라운드 채널 인코더
5 : 서라운드 데이타 형태 변환기 6 : 서브코드 인코더
7 : 레프트/라잇 채널 디코더 8 : 컴팩트 디스크
9 : 디지탈 신호 처리기 10 : 서라운드 채널 디코더
11 : 디지탈/아날로그 변환기 12, 13, 14 : 스피커
이 발명은 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더 및 디코더에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 컴팩트 디스크의 서브코드(Subcode)의 영역에 음향신호를 압축하여 저장하였다가 복원함으로써 서라운드 기능을 갖춘 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더 및 디코더에 관한 것이다.
현재, 보편화되어서 사용되고 있는 종래의 컴팩트 디스크 플레이어는 음악과 같은 오디오 신호를 음원의 왼쪽과 오른쪽에서 샘플항 음원을 이용하여 44.1KHz, 16비트의 해상도를 가지고 디스크에 저장을 하고 있다.
이와 같은 종래의 컴팩트 디스크 플레이어에서는 근본적으로 저장된 음원이 왼쪽, 오른쪽 음원뿐이며, 오디오 플레이어로 사용될 때는 디스크의 서브코드 데이타 영역중 R∼W 채널의 6비트에 해당하는 44.1Kbps에 해당하는 정보량이 사용되지 않는다.
현재 이를 사용하는 것으로는 정지화상을 저장하는 CD-G(노래방기기)가 있는데 실용성이 없어 사용되고 있지 않으며, 그 외에는 특별히 사용되고 있지 않다.
다양성을 추구하는 현재의 오디오의 시스템과 비교해볼 때 종래의 컴팩트 디스크 플레이어는 보다 많은 기능 및 다양성을 추구할 필요가 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 종래의 컴팩트 디스크 플레이어에 비해 서라운드 음향 기능을 추가한 것으로서, 컴팩트 디스크의 서브코드 영역에 ADPCM(Adapative Diffential Pulse Code Modulation)방식을 이용하여 44.1Kbps의 정보량으로 변환된 서라운드 음향 데이타를 저장하였다가, 컴팩트 디스크 플레이어에서 다시 음향 데이타를 복원하여 재생을 하면 서라운드 음향 기능을 갖추게 되는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더 및 디코더를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 음원을 샘플링하기 위한 레프트 채널과; 음원을 샘플링하기 위한 라잇 채널과; 서라운드용 음원을 샘플링하기 위한 서라운드 채널과; 상기 레프트 채널과 라잇 채널의 샘플링된 음원을 입력받아 저장매체에 인코딩하기 위한 레프트/라잇 채널 인코더와; 상기 서라운드 채널의 샘플링된 음원을 입력받아 ADPCM 방식으로 인코딩하기 위한 서라운드 채널 인코더와; 상기 서라운드 채널 인코더의 인코딩된 신호를 서라운드 데이타 형태로 변환하기 위한 서라운드 데이타 형태 변환기와; 상기 서라운드 데이타 형태 변환기의 출력신호를 입력받아 저장매체에 인코딩을 하기 위한 서브코드 인코더를 포함하여 이루어진다.
상기 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 다른 구성은, 저장매체에 저장된 음원 데이타를 디지탈 신호처리하기 위한 디지탈 신호 처리기와; 상기 디지탈 신호 처리기에서 출력되는 디지탈 처리된 신호 중에서 서라운드 데이타를 ADPCM 방식으로 디코딩하기 위한 서라운드 채널 디코더와; 상기 서라운드 채널디코더의 디코딩된 신호와 상기 디지탈 신호 처리기의 레프트/라잇 채널 데이타를 입력받아 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지탈/아날로그 변환기를 포함하여 이루어진다.
상기 구성에 의해 이 발명을 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더 및 디코더의 블록 구성도이고, 제2도는 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더에 의해 변환된 서라운드 음향 데이타의 구성도이고, 제3도는 제2도에서 1개의 팩 내에서의 데이타 형태를 나타낸 구성도이다.
제1도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더의 구성은, 음원을 샘플링하기 위한 레프트 채널(3)과; 음원을 샘플링하기 위한 라잇 채널(2)과, 서라운드용 음원을 샘플링하기 위한 서라운드 채널(1)과; 상기 레프트 채널(3)과 라잇 채널(2)에 연결되어, 샘플링된 음원을 입력받아 컴팩트 디스크(8)에 인코딩하기 위한 레프트/라잇 채널 인코더(7)와; 상기 서라운드 채널(1)에 연결되어, 샘플링된 음원을 입력받아 ADPCM 방식으로 인코딩하기 위한 서라운드 채널 인코더(4)와; 상기 서라운드 채널 인코더(4)의 인코딩된 신호를 서라운드 데이타 형태로 변환하기 위한 서라운드 데이타 형태 변환기(5)와; 상기 서라운드 데이타 형태 변환기(5)의 출력신호를 입력받아 컴팩트 디스크(8)에 인코딩을 하기 위한 서브코드 인코더(6)로 이루어진다.
또한, 제1도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 디코더의 구성은, 컴팩트 디스크(8)에 저장된 음원 데이타를 디지탈 신호처리하기 위한 디지탈 신호 처리기(9)와; 상기 디지탈 신호 처리기(9)에서 출력되는 디지탈 처리된 신호 중에서 서라운드 데이타를 ADPCM 방식으로 디코딩하기 위한 서라운드 채널 디코더(10)와; 상기 서라운드 채널 디코더(10)와 디코딩된 신호와 상기 디지탈 신호 처리기(9)의 레프트/라잇 채널 데이타를 입력받아 아날로그 신호로 변환하여 스피커(12, 13, 14)로 출력하기 위한 디지탈/아날로그 변환기(11)로 이루어진다.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더 및 디코더의 작용은 다음과 같다.
먼저 사용자에 의해 전원이 인가되면 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더의 동작이 시작된다.
동작이 시작되면, 음원이 레프트 채널(3) 및 라잇 채널(2)에 의해 샘플링이 된다.
다음, 레프트 채널(3) 및 라잇 채널(2)에 의해 샘플링이 샘플링된 음원은 레프트/라잇 채널 인코더(7)에 의해 인코딩 되어 컴팩트 디스크(8)에 저장이 된다.
상기 과정과 동시에 서라운드 채널(1)에서도 음원을 샘플링하여 서라운드 인코더(4)로 보낸다.
그러면, 서라운드 인코더(4)에서는 입력받은 샘플링된 음원을 44.1Kbps의 정보량으로 변환하여 출력한다.
다음, 서라운드 데이타 형태 변환기(5)에서는 44.1Kbps의 정보량을 서라운드 음향 데이타의 일정한 형태로 변환하여 출력한다.
다음, 서브코드 인코더(6)에서는 서라운드 음향 데이타를 인코딩하여 컴팩트 디스크(8)의 서브코드 영역에 저장한다.
상기 과정에 의하여 녹음이 완료된 컴팩트 디스크를 재생을 하여 듣는 과정은 상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 디코더에 의해 실현되며 그 동작과정은 다음과 같다.
먼저 사용자에 의해 전원이 인가되면 이 발명의 실시예에 따른 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 디코더의 동작이 시작된다.
동작이 시작되면, 컴팩트 디스크(8)에 저장되어 있는 데이타가 디지탈 신호 처리기(9)로 입력되어 디지탈 신호 처리가 된다.
다음, 서라운드 음향 데이타는 서라운드 채널 디코더(10)로 입력되어 ADPCM 방식으로 디코딩이 되어 출력된다.
다음, 디지탈/아날로그 변환기(11)에서는 상기 서라운드 채널 디코더(10)와 디지탈 신호 처리기(9)로부터 서라운드 음향 데이타와 레프트/라잇 채널 음향 데이타를 아날로그 신호로 변환하여 스피커(12, 13, 14)로 출력한다.
그러면 서라운드 음향이 포함된 음악이 스피커로(12, 13, 14)부터 나오게 된다.
상기한 과정에서 서라운드 음향 데이타가 44.1Khz로 변환되어야 하는 이유는 다음과 같다.
즉, 컴팩트 디스크의 서브코드 영역에서 사용가능한 최대의 정보량은 다음과 같이 계산이 된다.
1초에 75블럭의 서브코드 데이타 블록을 사용하고, 각 블록에는 총 98byte가 있다. 이 중에서 Sync 2byte를 제외한 96byte의 사용가능한 영역이 있다.
현재 각 byte 중에서 상위 2bit인 P, Q bit는 이미 사용되고 있는 영역으로 현재 디스크의 위치를 알 수 있는 시간정보 등이 들어가 있다.
즉, 실제로 사용가능한 영역은 96byte 중에서 R∼W 영역인 6bit가 사용가능하므로 총 정보량은 75(블럭수)*96(byte)*6(bit)로 정확하게 44.1Kbps가 된다.
상기한 실시예에서 컴팩트 디스크에 저장되는 데이타의 형태는 다음과 같다.
제2도에는 ADPCM 방식을 사용하여 44.1Kbps의 데이타로 변환된후 이를 서브코드 영역에 기록하기 위한 데이타의 형태를 나타내었다.
제2도에 도시되어 있듯이, 1개의 2byte의 동기신호와 24byte씩 4개의 팩(Pack)으로 구성되는데, 각각의 팩은 제3도에 도시된 바와 같이, 파라메타(R∼W)와 압축된 데이타(S0∼S43)로 구성된다.
제3도에 도시되어 있듯이, 24byte 중에서 상위 2byte는 같은 데이타이며, 이는 첫번째 byte에 에러가 생겼을 경우를 대비해서이다.
또한, 필터계수의 크기는 0∼3이며, 레인지계수의 크기는 0∼11이다.
이 크기는 데이타를 압축할 때 데이타의 길이에 따라 정한다.
그리고, 데이타는 3비트 단위로 S0∼S43까지 모두 44개의 데이타로 구성된다.
이와 같은 구성은 모든 팩에서 같다.
또한, 샘플주파수는 각 팩내의 데이타수가 44개이고, 각 블록은 4개의 팩을 구성하고, 1초에 75개의 블록으로 구성되므로 이를 모두 곱한 값인 13.2KHz가 된다.
샘플주파수 + 44*4*75 = 13200
따라서, 본 발명에서 서브코드 데이타 영역에 서라운드 데이타를 기록할 수 있는 범위는 최대 44.1Kbps이며, 이 전송률을 활용할 수 있는 설계치는 샘플주파수 13.2KHz의 3비트 인코딩된 데이타로 정의되고, 이러한 전송률로서 얻을 수 있는 음질은 약 35DB 정도의 음질이 된다.
이상에서 설명한 내용을 정리하면 다음과 같다.
1. 서브코드 영역에 최대 저장가능한 데이타 양
= 75(블럭수)* 96(byte수) *6(비트)
= 44.1Kbps
2. 샘플주파수
= 44(PACK 내의 데이타수)*4(1블럭내의 팩수)*75(블럭수)
= 13.2KHz
3. 음성신호 대역폭
= 6.6KHz
4. 각 샘플당 할당된 양자화 수
= 3비트
5. 필터계수
K0 K1
0 0 0
1 0.9375 0
2 1.796875 -0.8125
3 1.53125 -0.859375
6. 레인지 범위
= 0∼11
이상에서와 같이, 이 발명의 실시예에서 컴팩트 디스크의 서브코드 영역에 ADPCM 방식을 이용하여 44.1Kbps의 정보량으로 변환된 서라운드 음향 데이타를 저장하였다가, 컴팩트 디스크 플레이어에서 다시 음향 데이타를 복원하여 재생을 함으로써, 서라운드 음향 기능을 갖추게 되는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더 및 디코더를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 음원을 샘플링하기 위한 레프트 채널과; 음원을 샘플링하기 위한 라잇 채널과; 서라운드용 음원을 샘플링하기 위한 서라운드 채널과; 상기 레프트 채널과 라잇 채널의 샘플링된 음원을 입력받아 저장매체에 인코딩하기 위한 레프트/라잇 채널 인코더와; 상기 서라운드 채널의 샘플링된 음원을 입력받아 ADPCM 방식으로 인코딩하기 위한 서라운드 채널 인코더와; 상기 서라운드 채널 인코더의 인코딩된 신호를 서라운드 데이타 형태로 변환하기 위한 서라운드 데이타 형태 변환기와; 상기 서라운드 데이타 형태 변환기의 출력신호를 입력받아 저장매체에 인코딩을 하기 위한 서브코드 인코더를 포함하여 구성되어짐을 특징으로 하는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 서라운드 채널 인코더는 음원을 44.1Kbps의 정보량으로 압축하여 인코딩하는 것을 특징으로 하는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 서라운드 데이타 형태 변환기로 변환한 데이타는, 1개의 2byte의 동기신호와 24byte씩 4개의 팩(Pack)으로 구성되어짐을 특징으로 하는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더.
  4. 제1항에 또는 제3항에 있어서, 상기한 서라운드 데이타 형태 변환기로 변환한 데이타의 각각의 팩은, 파라메타와 압축된 데이타로 구성되어 짐을 특징으로 하는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더.
  5. 제3항에 있어서, 상기한 서라운드 데이타 형태 변환기로 변환한 데이타는, 24byte 중에서 상위 2byte는 같은 데이타이며, 이는 첫번째 byte에 에러가 생겼을 경우를 대비해서 구성된 것을 특징으로 하는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더.
  6. 제1항에 있어서, 상기한 서라운드 데이타 형태 변환기로 변환한 데이타는 다음과 같은 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 인코더,
    (1) 서브코드 영역에 최대 저장가능한 데이타 양
    = 75(블럭수)* 96(byte수) *6(비트)
    = 44.1Kbps
    (2) 샘플주파수
    = 44(PACK 내의 데이타수)*4(1블럭내의 팩수)*75(블럭수)
    = 13.2KHz
    (3) 음성신호 대역폭
    = 6.6KHz
    (4) 각 샘플당 할당된 양자화 수
    = 3비트
    (5) 필터계수
    K0 K1
    0 0 0
    1 0.9375 0
    2 1.796875 -0.8125
    3 1.53125 -0.859375
    (6) 레인지 범위
    = 0∼11
  7. 저장매체에 저장된 음원 데이타를 디지탈 신호처리하기 위한 디지탈 신호 처리기와; 상기 디지탈 신호 처리기에서 출력되는 디지탈 처리된 신호 중에서 서라운드 데이타를 ADPCM 방식으로 디코딩하기 위한 서라운드 채널 디코더와; 상기 서라운드 채널 디코더의 디코딩된 신호와 상기 디지탈 신호 처리기의 레프트/라잇 채널 데이타를 입력받아 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지탈/아날로그 변환기를 포함하여 구성되어 짐을 특징으로 하는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 디코더.
  8. 제7항에 있어서, 상기한 서라운드 채널 디코더는 44.1Kbps의 정보량으로 압축된 음원을 ADPCM 방식으로 디코딩 하는 것을 특징으로 하는 서라운드 음향기능을 갖춘 컴팩트 디스크 디코더.
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