KR100195712B1 - Acoustoptic control apparatus of digital audio decoder - Google Patents

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KR100195712B1
KR100195712B1 KR1019950050554A KR19950050554A KR100195712B1 KR 100195712 B1 KR100195712 B1 KR 100195712B1 KR 1019950050554 A KR1019950050554 A KR 1019950050554A KR 19950050554 A KR19950050554 A KR 19950050554A KR 100195712 B1 KR100195712 B1 KR 100195712B1
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Abstract

본 발명은 디지탈 오디오 복호화기의 음질 조절 장치에 관한 것으로, 이 장치는 비트할당 디코더(10), 역양자화기(12), 스케일 팩터 디코더(14), 음질제어부(15), 합성 서브밴드 필터(16)로 구성된다.The present invention relates to a sound quality control apparatus of a digital audio decoder, which includes a bit allocation decoder (10), a dequantizer (12), a scale factor decoder (14), a sound quality control unit (15), and a synthesis subband filter ( 16).

역양자화기는 비트 할당 정보에 따라 부호화된 비트 스트림의 각서브 밴드 샘플을 역양자화하고, 스케일 팬터 디코더(14)는 스케일 팩터를 사용하여 역양자화기(12)에서 역양자화된 각 서브밴드 샘플을 원래의 서브밴드 샘플로 계산하여 출력하며, 음질제어부(15)는 외부로부터 입력된 음질제어신호에 따라 소정의 가중치를 구한 후 스케일 팩터 디코더(14)에서 출력된 각 서브밴드 샘플의 계수에 그 가중치를 곱하여 음질을 조절한다. 그리고 합성 스브밴드 필터(16)는 음질 제어부(15)에서 출력된 각 서브밴드 샘플을 합성하여 오디오 신호를 복원한다.The dequantizer dequantizes each subband sample of the encoded bit stream according to the bit allocation information, and the scale panter decoder 14 uses the scale factor to originalize each subband sampled in the dequantizer 12 using the scale factor. The sound quality control unit 15 obtains a predetermined weight according to the sound quality control signal input from the outside, and then adds the weight to the coefficient of each subband sample output from the scale factor decoder 14. Adjust the sound quality by multiplying. The synthesized subband filter 16 synthesizes each subband sample output from the sound quality control unit 15 to restore an audio signal.

따라서 본 발명에 따르면 디지탈 오디오 복호화기에서 음질제어신호에 따라 소정의 가중치를 곱하는 디지탈 연산으로 간단하게 음질을 조절을 할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the sound quality can be easily adjusted by a digital operation of multiplying a predetermined weight according to the sound quality control signal in the digital audio decoder.

Description

디지탈 오디오 복호화기의 음질 조절 장치Sound quality control device of digital audio decoder

제1도는 일반적인 MPEG 오디오 부호화기의 블럭도.1 is a block diagram of a typical MPEG audio encoder.

제2도는 일반적인 MPEG 오디오 부호화기의 블럭도.2 is a block diagram of a typical MPEG audio encoder.

제3도는 본 발명에 따른 음질 조절장치가 구비된 MPEG 오디오 복호화기의 블럭도.3 is a block diagram of an MPEG audio decoder equipped with a sound quality control apparatus according to the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 가중치 함수의 주파수 특성을 도시한 것으로,4 shows frequency characteristics of a weight function according to the present invention.

(a)도는 저음 증강시의 가중치 함수의 주파수 특것을 도시한 것이고,(a) shows the frequency characteristic of the weight function at the time of bass enhancement,

(b)도는 저음 감쇠시의 가중치 함수의 주파수 특성을 도시한 것이며,(b) shows the frequency characteristics of the weight function during bass attenuation,

(c)도는 고음 증강시의 가중치 함수의 주파수 특성을 도시한 것이고,(c) shows the frequency characteristics of the weight function in treble enhancement,

(d)도는 고음 감쇠시의 가중치 함수의 주파수 특성을 도시 한 것이다.Figure (d) shows the frequency characteristics of the weight function at high attenuation.

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

2 : 필터뱅크 4 : 심리 음향 모델2: filterbank 4: psychoacoustic model

6 : 비트 할당 및 양자화기 8 : 비트스트림포맷부6 bit allocation and quantizer 8 bit stream format

10 : 비트할당 디코더 12 : 역양자화기10: bit allocation decoder 12: dequantizer

14 : 스케일 팩터 디코더 15 : 음질 제어부14: scale factor decoder 15: sound quality control unit

16 : 합성 서브밴드 필터16: synthetic subband filter

본 발명은 디지탈 오디오 복호화기에 관한 것으로, 특히 디지탈 오디오 복호화기에서 디지탈 연산으로 간단하게 음질을 조절을 할수 있는 디지탈 오디오 복호화기의 음질 조절 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital audio decoder, and more particularly, to an apparatus for controlling sound quality of a digital audio decoder capable of simply adjusting sound quality by digital operation in a digital audio decoder.

디지탈 오디오는 80년대에 들어서면서 컴팩트 디스크(CD)나 디지탈 오디오 테이프(DAT)와 같은 대용량 저장 매체의 개발과 함께 오디오 기기의 표준이 되었다. 그러나 디지탈 오디오 데이타는 많은 정보량을 가지므로 공중파 방송 등의 제한된 대역폭을 갖는 매체에서 사용하기 위해서는 오디오 데이타를 압축하는 것이 필수적이다.Digital audio became the standard for audio equipment in the 80s with the development of mass storage media such as compact discs (CDs) and digital audio tapes (DATs). However, since digital audio data has a large amount of information, it is essential to compress audio data for use in a medium having a limited bandwidth such as over-the-air broadcasting.

따라서, 80년대 후반부터 다양한 고음질 오디오 압축 기술기 개발되었으며, 이와 같은 기술은 공통적으로 기존의 데이타 압축 기법에 사람의 청각 특성을 고려한 것이다.Therefore, various high quality audio compression technologies have been developed since the late 80's, and these technologies commonly take human hearing characteristics into existing data compression techniques.

이러한 오디오 압축 기술로서 널리 알려진 것으로는 동영상과 그에 부가되는 오디오 압축 방식의 표준안을 결정하는 MPEG/ISO에서 규정한 MPEG 규격이 있다. 즉, MPEG-1은 약 1.5Mbit/s에서 동영상과 오디오를 압축할 수 있는 부호화 방식으로서, MUSICAM(Masking-pattern adapted Univesal Subband Integrated Coding And Mulitplexing)방식을 사용하였다. 이것은 디지탈 방송을 위한 6 Mdit/s 이상의 전송율을 갖는 다채널 구조의 MPEG-2로 확장되었다.A widely known audio compression technology is the MPEG standard defined by the MPEG / ISO which determines the standard of the video and the audio compression method added thereto. In other words, MPEG-1 is a coding scheme capable of compressing video and audio at about 1.5 Mbit / s, and uses MUSICAM (Masking-pattern adapted Univesal Subband Integrated Coding And Mulitplexing). This has been extended to multi-channel MPEG-2 with a data rate of over 6 Mdit / s for digital broadcasting.

상기 MUSICAM 방식은 청각 특성을 이용한 서브밴드 부호화 방식으로서, 96∼128 Kbit/s에서 주관적으로 원음과 동일한 복원음을 얻을 수 있도록 되어 있다.The MUSICAM method is a subband coding method using auditory characteristics, and it is possible to obtain a reconstruction sound that is subjectively identical to the original sound at 96 to 128 Kbit / s.

상기와 같이 MUSICAM 방식을 사용한 MPEG 오디오 부호화기는 제1도에 도시된 바와 같이, 입력신호(PCM data)를 다수개의 서브 밴드 샘플로 변환하여 출력하는 필터뱅크(2)와; 입력신호를 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하여 스펙트럼 정보를 구하고, 이 스펙트럼 정보로부터 마스킹 임계값을 얻은 다음 이 마스킹 임계값과 상기 스펙트럼 정보로부터 결정된 각 서브밴드 샘플의 음압 레벨의 차를 구하여 신호 대 마스크 비(SMR : Signal to Mask Ratio)를 계산하여 출력하는 심리 음향 모델(4); 상기 심리 음향 모델(4)에서 출력된 신호 대 마스크 비(SMR)를 사용하여 상기 각 서브밴드 샘플에 비트를 할당하고, 할당된 비트에 따라 상기 각 서브밴드 샘플을 양자화시켜 출력하는 비트할당 및 양자화기(6); 상기 비트할당 및 양자화기(6)에서 양자화되어 출력된 서브밴드 샘플 및 비트 할당 정보, 크기 정보(scale factor) 등의 부가 정보를 비트 스트림으로 포맷팅(formatting)하여 출력하는 비트 스트림 포맷부(8)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the MPEG audio coder using the MUSICAM scheme includes: a filter bank 2 for converting an input signal (PCM data) into a plurality of subband samples and outputting the same; Fast Fourier Transform (FFT) of the input signal to obtain spectral information, obtain a masking threshold from the spectral information, and then obtain the difference between the masking threshold and the sound pressure level of each subband sample determined from the spectral information. A psychoacoustic model 4 for calculating and outputting a signal to mask ratio (SMR); Bit allocation and quantization for allocating bits to the respective subband samples using the signal-to-mask ratio (SMR) output from the psychoacoustic model 4 and quantizing and outputting the respective subband samples according to the allocated bits. Group 6; A bit stream format unit 8 for formatting and outputting additional information such as subband samples, bit allocation information, and scale information, which are quantized and output by the bit allocation and quantizer 6, into a bit stream. It is configured to include.

상기와 같이 구성된 MPEG 오디오 부호화기에 있어서, 상기 필터뱅크(2)는 입력된 32개의 새로운 오디오 샘플을 차례로 512 샘플 크기를 갖는 버퍼에 저장하고, 이 버퍼에 분석 윈도우(analysis window)를 곱한 후, 512 샘플을 8개의 64 샘플 블럭으로 나누고 각 블럭을 더하여 새로운 벡터를 구성한다.In the MPEG audio encoder configured as described above, the filterbank 2 stores 32 new audio samples which are sequentially input into a buffer having a size of 512 samples, multiplies the buffer by an analysis window, and then 512 The sample is divided into eight 64 sample blocks and each block is added to form a new vector.

여기에 하기 제1식과 같은 분석 행렬을 곱하여 32개의 서브밴드 샘플을 만든다.This is multiplied by an analysis matrix such as the following equation 1 to make 32 subband samples.

그리고 심리 음향 모델(4)은 각 서브밴드에서 원음에 의해 마스킹되어 들을 수 없는 최대 잡음 레벨을 결정하고, 이 잡음 레벨(마스킹 임계값)을 사용해서 각 밴드의 실제 양자화 비트수를 결정하는 비트 할당을 할 수 있다.The psychoacoustic model 4 then determines the maximum noise level that is masked by the original sound in each subband, and uses this noise level (masking threshold) to determine the actual number of quantized bits in each band. can do.

이때, MPEG 방식에서는 두가지의 심리 음향 모델을 제공하는데, 제1심리 음향 모델은 신호의 스펙트럼으로부터 순음과 잡음 성분을 구분하는 과정과, 순음과 잡음의 개별 마스킹 임계값을 계산하는 과정, 절대 가청 한계를 고려하여 전체 마스킹 임계값을 계산하는 과정 및, 각 서브밴드에서의 신호 대 마스크 비를 계산하는 과정을 거쳐 신호 대 마스크 비를 구한다. 즉, 고속 푸리에 변환(FFT)을 통해 스펙트럼을 구하고, 이로부터 각 서브밴드에서의 음압 레벨을 결정한다.In the MPEG method, two psychoacoustic models are provided. The first psychoacoustic model distinguishes pure noise and noise components from a spectrum of a signal, calculates individual masking thresholds of pure noise and noise, and an absolute audible limit. In consideration of the above, the signal-mask ratio is obtained by calculating a total masking threshold and calculating a signal-to-mask ratio in each subband. That is, the spectrum is obtained through a fast Fourier transform (FFT), and the sound pressure level in each subband is determined therefrom.

이때 마스킹 성분이 순음 또는 잡음인가에 따라 마스킹 곡선이 달라지므로 스펙트럼 정보로부터 순은 성분과 잡음 성분을 찾아내야 한다. 즉, 부분 최대갑(1ocal maxima) 중에서 주위 신호보다 7dB 이상이 크면 순음으로 간주하여 순음 성분을 찾아낸 후 나머지 스펙트럼에서 하나의 임계 대역 내에서 하나의 잡음 성분을 구한다. 여기에 실험적으로 구해진 마스킹 함수를 적용하여 순음에 의한 마스킹 임계값을 구하고, 전체 마스킹 임계값은 개별 마스킹 임계값과 가청 한계의 합으로 구해진다.In this case, since the masking curve varies depending on whether the masking component is pure sound or noise, the pure silver component and the noise component should be found from the spectral information. That is, if 7 dB or more of the partial signal (1ocal maxima) is larger than the surrounding signal, it is regarded as pure sound and finds the pure sound component, and then obtains one noise component within one critical band from the rest of the spectrum. Experimentally obtained masking function is applied to obtain the masking threshold by pure sound, and the total masking threshold is obtained by the sum of the individual masking threshold and the audible limit.

그리고 각 서브밴드에서의 음압 레벨과 마스킹 임계값과의 차를 구하여 신호 대 마스크 비(SMR : Signal to Masking Ratio)를 계산한다. 결국, 신호 대 마스크 비(SMR)가 작다면 신호의 음압 레벨이 작거나 마스킹이 많이 된 것이므로 적은 비트를 가지고 효과적인 양자화를 할 수 있다.The signal to masking ratio (SMR) is calculated by calculating the difference between the sound pressure level in each subband and the masking threshold. As a result, if the signal-to-mask ratio (SMR) is small, the sound pressure level of the signal is small or masking is high, so that the effective quantization can be performed with fewer bits.

한편, 제2심리 음향 모델은, 신호의 임계 대역에 따른 에너지를 계산하는 과정과, 스프레딩 함수와 컨벌루션, 청신경의 여기(excitation)정도를 계산하는 과정, 절대 가청 한계를 고려하여 마스킹 임계값을 계산하는 과정 및, 각 서브밴드에서의 신호 대 마스크비를 계산하는 과정을 거쳐 신호 대 마스크 비를 구하는 것이다.On the other hand, the second psychoacoustic model, the process of calculating the energy according to the critical band of the signal, the process of calculating the spreading function and convolution, the degree of excitation of the auditory nerve, and considering the absolute audible limit masking threshold value The signal-to-mask ratio is obtained through the calculation process and the process of calculating the signal-to-mask ratio in each subband.

이와 같은 제2심리 음향 모델은 고속 푸리에 변환 스펙트럼을 청신경의 여기 모델인 스프레딩 함수와 컨벌루션하여 마스킹 임계값을 구하므로, 계산량은 많지만 더 정교한 결과를 얻을 수 있는 것이다.This second psychoacoustic model convolves the fast Fourier transform spectrum with a spreading function, which is an excitation model of the auditory nerve, to obtain a masking threshold, thereby obtaining a large amount of computation but more accurate results.

다시 제1도를 참조하면, 상기 비트 할당 및 양자화기(6)는, 상기 심리 음향 모델(4)에서 출력된 신호 대 마스크 비를 사용하여 상기 필터뱅크(2)에서 출력된 각 서브 밴드 샘플에 대해 비트를 할당하고, 이 할당된 비트에 따라 크기 정보(scale factor)에 의해 나누어져 정규화된 각 서브밴드 샘플들을 양자화한다. 이때, 각 서브 밴드에 대한 크기 정보(scale factor) 계산은 양자화하기 이전에 행해지며, 상기 크기 정보(scale factor) 계산은 12 샘플마다 이루어지고, 12 샘플의 절대값 중 최대값을 찾아서 0에서 2사이로 정규화시킨다.Referring again to FIG. 1, the bit allocation and quantizer 6 uses each signal in the subband samples output from the filter bank 2 using the signal-to-mask ratio output from the psychoacoustic model 4. A bit is allocated for each subband sample and divided by a scale factor according to the allocated bit to quantize each normalized subband sample. At this time, the scale factor calculation for each subband is performed before quantization, and the scale factor calculation is performed every 12 samples, and the maximum value of the absolute values of 12 samples is found to be 0 to 2. Normalize to

그리고 비트 스트림 포맷부(8)는 상기 비트할당 및 양자화기(8)에서 출력된 양자화된 서브 밴드 샘플 및 비티 할당 정보, 크기 정보(scale factor) 등의 부가 정보를 비트 스트림으로 포맷하여 전송하는 것이다.In addition, the bit stream formatter 8 formats and transmits additional information such as quantized subband samples, bit allocation information, and scale information output from the bit allocation and quantizer 8 into a bit stream. .

한편, 상기와 같이 압축되어 전송된 비트 스트림을 복원하는 디지탈 오디오 복호화기는 상기 디지탈 오디오 부호화기를 역으로 구현하면 된다. 즉, 종래의 디지탈 오디오 복호화기는 제2도에 도시된 바와 같이, 압축되어 전송된 비트 스트림 중에서 각 서브밴드 샘플에 대한 비트 할당 정보를 디코딩하여 출력하는 비트 할당 디코더(10)와; 상기 비트 할당 디코더(10)에서 출력된 비트 할당 정보에 따라 상기 비트 스트림의 각 서브밴드 샘플을 역양자화하여 출력하는 역양자화기(12); 상기 비트 스트림 중에서 스케일 팩터 정보를 검출한 다음 상기 스케일 팩터를 사용하여 상기 역양자화기(12)에서 양자화된 각 서브밴드 샘플을 원래의 서브밴드 샘플로 계산하여 출력하는 스케일 팩터 디코더(14) 및; 상기 스케일 팩터 디코더(14)에서 출력된 각서브밴드 샘플을 합성하여 오디오 신호를 복원하는 합성 서브밴드 필터(16)로 이루어져 있다.Meanwhile, the digital audio decoder which restores the compressed and transmitted bit stream as described above may implement the digital audio encoder in reverse. That is, the conventional digital audio decoder includes a bit allocation decoder 10 for decoding and outputting bit allocation information for each subband sample in a compressed and transmitted bit stream as shown in FIG. 2; An inverse quantizer (12) for inversely quantizing each subband sample of the bit stream according to the bit allocation information output from the bit allocation decoder (10); A scale factor decoder (14) for detecting scale factor information in the bit stream and calculating and outputting each subband sample quantized by the inverse quantizer (12) using the scale factor as an original subband sample; Composed of a subband filter 16 for synthesizing each subband sample output from the scale factor decoder 14 to restore an audio signal.

상기와 같은 MPEG 오디오 복호화기에 있어서, 비트 할당 디코더(10)는 압축되어 전송된 비트 스트림 중에서 각 서브 밴드 샘플에 대한 비트 할당 정보를 디코딩하여 출력하고, 역양자화기(12)는 상기 비트 할당 디코더(10)에서 출력된 비트 할당 정보에 따라 상기 비트 스트림의 각 서브 밴드 샘플을 역양자화하여 출력한다.In the MPEG audio decoder as described above, the bit allocation decoder 10 decodes and outputs bit allocation information for each subband sample among the compressed and transmitted bit streams, and the dequantizer 12 uses the bit allocation decoder ( The subband samples of the bit stream are inversely quantized and output according to the bit allocation information output from 10).

그리고 스케일 팩터 디코더(14)는 상기 비트 스트림 중에서 스케일 팩터 정보를 검출한 다음 상기 스테일 팩터를 사용하여 상기 역양자화기(12)에서 역양자화된 각 서브밴드 샘플을 원래의 서브밴드 샘플로 계산하여 출력하며, 합성 서브밴드 필터(16)는 상기 스케일 팩터 디코더(14)에서 출력된 각 서브밴드 샘플을 합성하여 오디오 신호를 복원하여 출력하는 것이다.The scale factor decoder 14 detects scale factor information in the bit stream, and then calculates and outputs each subband sample dequantized by the dequantizer 12 as the original subband sample using the stale factor. The synthesized subband filter 16 synthesizes each subband sample output from the scale factor decoder 14 to restore and output an audio signal.

이때, 상기 합성 서브밴드 필터(16)에서 각 서브밴드 샘플을 오디오 신호로 복원하기 위해 사용되는 행렬은 하기 제2식과 같다.In this case, the matrix used for reconstructing each subband sample into an audio signal in the synthesis subband filter 16 is expressed by the following equation.

그리고 상기와 같이 복호화된 PCM 데이타는 디지탈 -아날로그 컨버터 및 저주파 증폭회로를 통해 스피커로 출력된다.The PCM data decoded as described above is output to the speaker through a digital-analog converter and a low frequency amplifier circuit.

이때, 상기 저주파 증폭회로에 있어서 스피커에서 나오는 음질을 사용자의 취향에 따라 변화시키기 위해 음질 조절 회로가 구비되며, 이러한 음질 조절 회로에는 저음 감쇠, 고음 감쇠나 고음 증강 회로 또는 부궤환(NFB)을 응용한 것이 있으며, 그 조절은 연속적으로 변화 시킬 수 있는 것과 전환스위치에 의해 미리 설정된 회로로 전환하도록 되어 있는 것이 있다.In this case, in the low frequency amplification circuit, a sound quality control circuit is provided to change the sound quality from the speaker according to a user's taste, and such sound quality control circuit applies a low sound attenuation, a high sound attenuation or a high sound augmentation circuit or a negative feedback (NFB). There is one, and the adjustment can be changed continuously, and there is a switch to switch to a predetermined circuit by the changeover switch.

그러나 상기와 같은 종래의 음질 조절 회로는 아날로그 변환된 신호의 증폭을 제어하여 음질을 조절함에 따라 그 회로 구현이 복잡한 문제점이 있었다.However, the conventional sound quality control circuit as described above has a problem that the implementation of the circuit is complicated by controlling the sound quality by controlling the amplification of the analog-converted signal.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 디지탈 오디오 복호화기에서 디지탈 연산으로 간단하게 음질을 조절을 할 수 있는 디지탈 오디오 복호화기의 음질 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a sound quality control apparatus of a digital audio decoder capable of simply adjusting sound quality by a digital operation in a digital audio decoder.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축부호화된 디지탈 오디오 비트 스트림을 수신하여 비트할당 정보를 디코딩한 후 복호화하는 디지탈 오디오 복호화기에 있어서, 상기 비트 할당 정보에 따라 부호화된 비트 스트림의 각 서브 밴드 샘플을 역양자화하는 역양 자화기와; 상기 역양자화기에서 역양자화된 각 서브밴드 샘플에 일 팩터를 적용하여 계산하는 스케일 팩터 디코더; 외부로부터 입력된 음질제어신호에 따라 소정의 가중치를 구한 후 상기 스케일 팩터 디코더에서 출력된 각 서브밴드 샘플의 계수에 상기 가중치를 곱하여 음질을 조절하는 음질 제어부; 및 상기 음질 제어부에서 출력된 각서브밴드 샘플을 합성하여 오디오 신호를 복원하는 합성 서브밴드 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a digital audio decoder that receives a decoded digital audio bit stream, decodes bit allocation information, and decodes each subband sample of the bit stream encoded according to the bit allocation information. An inverse quantizer with inverse quantization; A scale factor decoder for calculating and applying a factor to each subband sample dequantized by the dequantizer; A sound quality control unit which obtains a predetermined weight according to a sound quality control signal input from the outside and adjusts sound quality by multiplying the weight of the coefficient of each subband sample output from the scale factor decoder; And a synthesized subband filter for reconstructing the audio signal by synthesizing each subband sample output from the sound quality control unit.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

제3도는 본 발명에 따른 음질 조절 장치가 구비된 MPEG 오디오 복호화기의 블럭도로서, 압축되어 전송된 비트 스트림 중에서 각 서브 밴드 샘플에 대한 비트 할당 정보를 디코딩하여 출력하는 비트 할당 디코더(10)와; 상기 비트 할당 디코더(10)에서 출력된 비트 할당 정보에 따라 상기 비트 스트림의 각 서브 밴드 샘플을 역양자화하여 출력하는 역양자화기(12); 상기 비트 스트림 중에서 스케일 팩터 정보를 검출한 다음 상기 스테링 팩터를 사용하여 상기 역양자화기(12)에서 역양자화된 각 서브밴드 샘플을 원래의 서브밴드 샘플로 계산하여 출력하는 스케일 팩터 디코더(14); 상기 스케일 팩터 디코더(14)에서 출력된 각 서브밴드 샘플에 외부로부터 입력된 음질 제어신호에 따라 가중치를 곱하여 출력하는 음질 제어부(15) 및; 상기 음질 제어부(15)에서 출력된 각 서브밴드 샘플을 합성하여 오디오 신호를 복원하는 합성 서브밴드 필터(16)로 이루어져 있다.3 is a block diagram of an MPEG audio decoder equipped with a sound quality control apparatus according to the present invention, which includes a bit allocation decoder 10 for decoding and outputting bit allocation information for each subband sample from a compressed and transmitted bit stream; ; An inverse quantizer (12) for inversely quantizing each subband sample of the bit stream according to the bit allocation information output from the bit allocation decoder (10); A scale factor decoder 14 that detects scale factor information from the bit stream and then calculates and outputs each subband sample dequantized by the dequantizer 12 as an original subband sample using the steering factor. ; A sound quality control unit 15 for multiplying each subband sample output from the scale factor decoder 14 by a weight according to a sound quality control signal input from the outside; The synthesized subband filter 16 synthesizes each subband sample output from the sound quality control unit 15 to restore an audio signal.

이때, 상기 음질 제어부(15)는, 외부로부터 입력된 음질 제어신호에 따라 가중치를 상기 서브밴드 샘플의 주파수 계수에 곱하여 출력하도록 되어 있다. 그리고 음질제어신호는 저음을 증강하거나 감쇠하기 위한 저음제어신호화 고음을 증강하거나 감쇠하기 위한 고음제어신호가 있다.At this time, the sound quality control unit 15 is configured to multiply the frequency coefficient of the subband sample by the weight according to the sound quality control signal input from the outside and output the weight coefficient. The sound quality control signal includes a low tone control signal for augmenting or attenuating a low tone.

따라서 음질제어부(15)는 외부로부터 저음을 증강시키기 위한 음질제어신호(이를 '저음증강신호'라 한다)가 입력되면 서브밴드 샘플의 저주파 영역 계수에 소정의 높은 가중치를 곱하고, 저음 감쇠시키기 위한 음질제어신호(이를 '저음감쇠신호'라 한다)가 입력되면 서브밴드 샘플의 저주파 영역 계수에 소정의 낮은 가중치를 곱하여 출력한다. 그리고 고음을 증강시키기 위한 음질제어신호(이를 '고음증강신호'라 한다)가 입력되면 서브밴드 샘플의 고주파 영역 계수에 소정의 높은 가중치를 곱하고, 고음을 감쇠시키기 위한 음질제어신호(이를 '고음감쇠신호'라 한다)가 입력되면 서브밴드 샘플의 고주파 영역 계수에 소정의 낮은 가중치를 곱하여 출력하도록 되어 있다.Therefore, the sound quality control unit 15 multiplies the low frequency region coefficient of the subband sample by a predetermined high weight when a sound quality control signal (referred to as a 'low sound amplification signal') for augmenting low sound from the outside is received, and the sound quality for low sound attenuation. When a control signal (referred to as a "low attenuation signal") is input, the low frequency region coefficient of the subband sample is multiplied by a predetermined low weight to be output. When a sound quality control signal (referred to as a 'high sound amplification signal') for augmenting a high sound is input, the high frequency region coefficient of the subband sample is multiplied by a predetermined high weight, and a sound quality control signal for attenuating the high sound (this is referred to as a 'high sound attenuation signal'). When the signal is input, the high frequency region coefficient of the subband sample is multiplied by a predetermined low weight to be output.

상기와 같은 본 발명에 따른 디지탈 오디오 복호화기의 음질 조절 장치의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and effects of the sound quality control apparatus of the digital audio decoder according to the present invention will be described in detail as follows.

비트 할당 디코더(10)는 압축되어 전송된 비트 스트림 중에서 각 서브 밴드 샘플에 대한 비트 할당 정보를 디코딩하여 출력하고, 역양 자화기(12)는 상기 비트 할당 디코더(10)에서 출력된 비트 할당 정보에 따라 상기 비트 스트림의 각 서브 밴드 샘플을 역양자화하여 출력한다.The bit allocation decoder 10 decodes and outputs bit allocation information for each subband sample from the compressed and transmitted bit stream, and the inverse quantizer 12 outputs the bit allocation information output from the bit allocation decoder 10. Accordingly, each subband sample of the bit stream is inversely quantized and output.

그리고, 스케일 팩터 디코더(14)는 상기 비트 스트림 중에서 스케일 팩터 정보를 검출한 다음 상기 스케일 팩터를 사용하여 상기 역양자화기(12)에서 역양자화된 각 서브밴드 샘플을 원래의 서브밴드 샘플로 계산하여 출력한다.The scale factor decoder 14 detects scale factor information in the bit stream, and then calculates each subband sample dequantized by the dequantizer 12 as the original subband sample using the scale factor. Output

한편, 음질 제어부(15)는 상기 스케일팩터 디코더(14)에서 출력된 각 서브밴드 샘플에 외부로부터 입력된 음질제어신호(저음 혹은 고음제어신호)에 따라 가중치를 곱하여 합성 서브밴드 필터(16)로 출력한다.Meanwhile, the sound quality control unit 15 multiplies each subband sample output from the scale factor decoder 14 by a weight according to a sound quality control signal (bass or treble control signal) input from the outside to the synthesized subband filter 16. Output

이때, 상기 음질 제어부(15)는, 외부로부터 입력된 음질 제어신호에 따라 가중치를 계산한 다음, 이 가중치르 상기 서브밴드 샘플의 주파수 계수들에 곱하여 출력한다.In this case, the sound quality control unit 15 calculates a weight according to a sound quality control signal input from the outside, and then multiplies the weight by the frequency coefficients of the subband samples.

예컨대, 가중치가 0부터 2사이라고 하고 1은 입력을 그대로 출력하는 것이라 하면 저음 및 고음의 증강과 감쇠에 따른 가중치의 예는 다음 표1과 같다.For example, assuming that the weights are from 0 to 2, and 1 is to output the input as it is, examples of weights according to the augmentation and attenuation of the bass and treble are shown in Table 1.

가중치 테이블Weight table

상기 표1을 참조하면, 저음 증강신호가 입력되면 서브밴드 샘플의 저주파 영역 계수에 높은 가중치 (즉, 1.5)를 곱하고, 저음 감쇠신호가 입력되면 서브밴드 샘플의 저주파 영역 계수에 낮은 가중치(즉, 0.5)를 곱하여 출력한다. 또한, 고음 증강신호가 입력되면 서브밴드 샘플의고주파 영역 계수에 높은 가중치(즉, 1.5)를 곱하고, 고음 감쇠신호가 입력되면 서브밴드 샘플의 고주파 영역 계수에 낮은 가중치(0.5)를 곱하여 출력하는 것이다.Referring to Table 1, when the bass enhancement signal is input, the low frequency region coefficient of the subband sample is multiplied by a high weight (that is, 1.5). Multiply by 0.5) and output. In addition, when a high augmentation signal is input, the high frequency domain coefficient of the subband sample is multiplied by a high weight (that is, 1.5), and when a high attenuation signal is input, the high frequency domain coefficient of the subband sample is multiplied by a low weight (0.5). .

이와 같은 가중치의 특성은 제4도의 (가) 내지 (라)에 도시된 바와 같다. 제4도의 (가)를 참조하면, 저음증강신호에 따라 저주파 영역에 상대적으로 높은 가중치를 부가하는 것을 알 수 있고, 제4도의 (나)를 참조하면 저음감쇠신호에 따라 저주파영역에 상대적으로 낮은 가중치를 주는 것을 알 수 있다. 그리고 제4도의 (다)를 참조하면, 고음증강신호에 따라 고주파 영역에 상대적으로 높은 가중치를 부가하는 것을 알 수 있고, 제4도의 (라)를 참조하면 고음감쇠 신호에 따라 고주파영역에 상대적으로 낮은 가중치를 주는 것을 알수 있다.Such weight characteristics are as shown in (a) to (d) of FIG. Referring to (a) of FIG. 4, it can be seen that a relatively high weight is added to the low frequency region according to the low sound amplification signal. Referring to (b) of FIG. 4, it is relatively low to the low frequency region according to the low attenuation signal. It can be seen that the weighting. Referring to (c) of FIG. 4, it can be seen that a relatively high weight is added to the high frequency region according to the high sound amplification signal. Referring to (d) of FIG. 4, it is relatively high to the high frequency region according to the high attenuation signal. You can see that it gives a low weight.

따라서, 외부로부터 입력된 저음 제어신호 및 고음 제어신호에 따라 가중치를 구한 다음, 이 가중치를 상기 서브밴드 샘플의 주파수 계수들에 곱함으로써 간단하게 디지탈 오디오의 음질을 조절할 수 있는 것이다.Accordingly, the sound quality of the digital audio can be easily adjusted by obtaining weights according to the bass control signal and the treble control signal input from the outside, and then multiplying the weights by the frequency coefficients of the subband samples.

그리고 합성 서브밴드 필터(16)는 상기 음질 제어부(15)에서 출력된 각 서브밴드 샘플을 합성하여 오디오 신호를 복원하여 출력하는 것이다.The synthesized subband filter 16 synthesizes each subband sample output from the sound quality control unit 15 to restore and output an audio signal.

이때, 상기 합성 서브밴드 필터(16)에서 각 서브밴드 샘플을 오디오 신호로 복원하기 위해 사용되는 행렬은 하기 제2식과 같다.In this case, the matrix used for reconstructing each subband sample into an audio signal in the synthesis subband filter 16 is expressed by the following equation.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 디지탈 오디오 복호화기에서 음질제어신호에 따라 소정의 가중치를 곱하는 디지탈 연산으로 간단하게 음질을 조절을 할 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, the sound quality can be easily adjusted by a digital operation of multiplying a predetermined weight according to the sound quality control signal in the digital audio decoder.

Claims (2)

압축부호화된 디지탈 오디오 비트 스트림을 수신하여 비트할당 정보를 디코딩한 후 복호화하는 디지탈 오디오 복호화기에 있어서, 상기 비트 할당 정보에 따라 부호화된 비트 스트림의 각 서브밴드 샘플을 역양자화하는 역양자화기(12)와; 상기 역양자화기(12)에서 역양자화된 각 서브밴드 샘플에 스케일 팩터를 적용하여 계산하는 스케일 팩터 디코더(14); 외부로부터 입력된 음질제어신호에 따라 소정의 가중치를 구한 후 상기 스케일 팩터 디코더(14)에서 출력된 각 서브밴드 샘플의 계수에 상기 가중치를 곱하여 음질을 조절하는 음질 제어부(15); 및 상기 음질 제어부(15)에서 출력된 각 서브밴드 샘플을 합성하여 오디오 신호를 복원하는 합성 서브밴드 필터(16)를 포함하여 구성 된 것을 특징으로 하는 디지탈 오디오 복호화기의 음질 조절 장치.A digital audio decoder that receives a compressed coded digital audio bit stream, decodes and then decodes bit allocation information, wherein the dequantizer 12 dequantizes each subband sample of the bit stream encoded according to the bit allocation information. Wow; A scale factor decoder 14 for calculating by applying a scale factor to each subband sample dequantized by the inverse quantizer 12; A sound quality control unit 15 which obtains a predetermined weight according to a sound quality control signal input from the outside and adjusts the sound quality by multiplying the weight of the subband sample output from the scale factor decoder 14 by the weight; And a synthesis subband filter (16) for reconstructing an audio signal by synthesizing each subband sample output from the sound quality control unit (15). 제1항에 있어서, 상기 음질 제어부(15)가, 외부로부터 저음을 증강시키기 위한 음질제어신호가 입력되면 서브밴드 샘플의 저주파 영역 계수에 소정의 높은 가중치를 곱하고, 저음을 감쇠시키기 위한 음질제어신호가 입력되면 서브밴드 샘플의 저주파 영역 계수에 소정의 낮은 가중치를 곱하여 출력하며, 고음을 증강시키기 위한 음질제어신호가 입력되면 서브밴드 샘플의 고주파 영역 계수에 소정의 높은 가중치를 곱하고, 고음을 감쇠시키기 위한 음질제어신호가 입력되면 서브밴드 샘플의 고주파 영역 계수에 소정의 낮은 가중치를 곱하여 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 디지탈 오디오 복호화기의 음질 조절 장치.The sound quality control signal of claim 1, wherein the sound quality control unit 15 multiplies the low frequency region coefficient of the subband sample by a predetermined high weight when a sound quality control signal for augmenting low sound is input from the outside, and attenuates the low sound. If is input, multiply the low frequency region coefficient of the subband sample by a predetermined low weight, and when the sound quality control signal for augmenting the high frequency is input, multiply the high frequency region coefficient of the subband sample by a predetermined high weight and attenuate the high sound. The sound quality control device of the digital audio decoder, characterized in that when the sound quality control signal for the input is multiplied by a predetermined low weight multi-frequency coefficient of the subband sample.
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