KR100266054B1 - 낮은 샘플링 속도에서 디지탈화된 오디오 신호를 코딩하는 방법 - Google Patents
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Abstract
낮은 샘플링 속도에서 디지털화된 오디오 신호를 코딩하는 방법에 있어서, 환산계수 대역이 지정된 디지털화된 오디오 신호의 연속적인 주파수 라인 각각은 동일 환산계수로 코딩된다. 연속적인 환산계수 대역은 모든 환산계수 대역이 동일 비트 수로 코딩되는 영역을 형성한다. 이 영역에서 가장 큰 환산계수에 따라 오디오 신호의 연속적인 주파수 라인이 결정된다.
환산계수 대역 중 적어도 가장 높은 영역의 주파수 라인은 환산계수 0으로 코딩된다. 적어도 최상위 영역에 대해서는 환산계수가 코딩되지 않는다.
Description
본 발명은 낮은 샘플링 속도에서 디지탈화된 오디오 신호를 코딩하는 방법에 관한 것이다. 특히, ISO-MPEG2 layer 3 규격과 관련하여 약간 변경되고, ISO-MPEG2 layer 3 규격에 따른 샘플링 속도에 비해 낮은 샘플링 속도로 디지탈화된 오디오 신호가 낮은 비트 속도로 전송될 수 있도록 하는 코딩 방법에 관한 것이다.
기존의 ISO 13818-3 (MPEG2 오디오) 규격은 layer 3을 가지고 24KHz 내지 16KHz 사이의 샘플링 주파수를 갖는 신호에 대한 코딩 방법을 규정하고 비트 속도를 8 Kbit/s까지 감소시키는 것을 가능하게 한다. 특히, 컴퓨터 네트워크 내에서의 전송을 위해 매우 효과적인 이와 같은 낮은 비트 속도에서는 보다 더 작은 샘플링 주파수의 사용이 바람직할 것이다. 그러나, 인용된 규격은 이러한 것을 제공해 주지 않는다.
따라서, 이러한 선행 기술에서 시작하여 본 발명의 목적은 인용된 오디오 신호 코딩 방법을 한층 더 발전시키는 것이다. 즉, 규격을 크게 벗어나지 않으면서, 규격에 따르지 않는 샘플링 속도에서 샘플링이 실행될 수 있고 또한, 적응 방법에 있어서 많은 것을 필요로 하지 않고 기존의 디코더를 가지고 디코딩하는 것이 가능할 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 따른 방법에 의해 달성된다.
전반적으로 본 발명은 ISO-MPEG2 layer 3 규격에 따른 샘플링 속도보다 더 낮은 샘플링 속도로 디지탈화된 오디오 신호를 코딩하는 방법을 제공한다.
알려진 규격의 경우에서 처럼, 전반적인 본 발명의 주요지의 경우에 있어서, 환산계수 대역(scale factor band)이 지정되어 있는 디지탈화된 오디오 신호의 연속적인 주파수 라인은 동일 환산계수로 코딩되는데, 이것은 코딩된 환산계수 대역과 함께 전송된다.
추가로, 인용된 규격에 따른 알려진 방법에 준하여, 연속적인 환산계수 대역은 모든 환산계수가 동일 비트 수로 각각 코딩되는 영역을 형성한다. 연속적인 환산계수 대역은 이 영역의 가장 큰 환산계수에 따라 결정된다.
ISO-MPEG2 layer 3 규격에는 전 영역의 환산계수 대역에 대한 환산계수가 모두 정해져 있다. 상기 규격에 따라 코딩될 때 마지막 대역만이 환산계수를 갖지 않는다. 마지막 대역에는 주파수 라인이 바람직하게 지정된 후 남아있는 그러한 주파수 라인이 위치한다.
규격과는 달리, 본 발명은 극히 착상적인 것이어서, 적어도 가장 높은 영역에서는 환산계수가 코딩되지 않고 전송되지 않도록 하기 위해, 환산계수 대역 중 가장 높은 영역의 주파수 라인은 환산계수 0으로 코딩된다. 빠져있는 환산계수나 환산계수를 통해 저축된 비트는 나머지 스펙트럼에 있는 주파수 라인에 대해 규격과 비교하여 더 미세한 양자화를 위해 사용된다.
본 발명의 더 중요한 면에 따르면, 환산계수 대역 안으로 주파수 라인을 그룹짓는 것은 가장 높은 영역 내의 환산계수 대역폭이 ISO-MPEG2 layer 3 규격에 따른 최상위 영역의 환산계수 대역폭에 비례하여 감소되는 식으로 인용된 규격과 관련하여 변경된다.
다음에서 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예가 더 상세히 설명될 것이다.
본 발명에 따른 방법의 실시예에서, MPEG 프레임 헤더의 변형인 프레임 헤더가 디코더에 대한 비규격 코딩 및 비규격 샘플링 속도를 신호화(signalize)하기 위해 사용된다. 이러한 목적을 위해 16진수 동기 단어 (sync word) "FFF"(12개의 1 즉, 111111111111에 대한 16진수)가 헤더 내에 있는 동기 단어 "FFE"(11개의 1과 1개의 0 즉, 111111111110)로 대치된다. 디코더가 이런 식으로 변경된 동기 단어를 인식할 때, 이것은 비트 스트림이 MPEG 규격과 비교하여 샘플링 속도의 1/2 (12 KHz, 11.025 KHz 또는 8 KHz)로 디지털화된 신호를 포함한다는 것을 나타내는 것이다. 다른 모든 점에서, 비트 스트림의 구조는 규격에 대하여 변하지 않는다.
여기서 논의될 8 KHz의 샘플링 속도를 갖는 실시예에 있어서, 환산계수 대역으로 주파수 라인을 그룹짓는 것도 변경된다. 스펙트럼의 코딩을 위해 사용할 수 있는 비트 수가 증가될 수 있다는 것에 도움을 받아, layer 3의 비트 스트림 포맷 구조가 여기서 이용된다.
예로써, MPEG2 layer 3 규격에 있어서, 긴 블록의 경우 21 환산계수 대역이 또는 짧은 블록의 경우 12 환산계수 대역의 3배가 각 경우에서 4개의 영역으로 분할된다. 즉, 긴 블록의 경우 영역당 6-5-5-5 환산계수 대역, 짧은 블록의 경우 9-9-9-9 환산계수 대역으로 영역 분할이 이루어진다. 이러한 각각의 영역에 있어서, 환산계수는 각 영역의 가장 큰 환산계수를 위해 필요한 만큼의 비트로 코딩된다. 각 영역을 코딩하기 위해 사용되는 비트 수는 비트 스트림의 페이지 정보에 있는 "스케일팩-압축"(scalefac-compress)값을 통해 신호화된다.
본 발명에 따른 방법에서, 환산계수 대역폭에 대한 표가 샘플링 속도 8 KHz를 위해 변경되는데, 이는 스펙트럼에서 가장 높은 영역이 극히 적은 수의 라인만을 포함하는 식으로 변경된다. 전혀 사용되지 않거나 거의 사용되지 않는 규정으로서 대역폭 제한이 있기 때문이다.
본 발명에 따라, 가장 높은 영역의 환산계수 대역에 대한 환산계수가 예외없이 0으로 정해지는데, 이는 환산계수를 코딩할 필요가 없도록 하기 위해서이다.
이로 인해 발생되는 프리 비트(free bits) 때문에, 스펙트럼 양자화를 위한 추가의 비트가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 결과로서, 이 실시예에서는 스펙트럼이 17 환산계수 대역으로 분할된다. 그러나 MPEG2 규격의 비트 스트림 신택스(syntax)를 포기하지 않아도 된다.
환산계수 대역폭에 대한 표가 아래에 재현되어 있다. 첫 번째 표는 16 KHz 샘플링 속도에 대한 환산계수 대역의 폭을 위한 것으로써 ISO-MPEG2 layer 3 규격에 대응한다. 두 번째 표는 8 KHz 샘플링 속도에 대한 것으로써 본 발명에 따라 변경된 것이다.
16 KHz 샘플링 속도에 대한 환산계수 대역의 폭
(규격에 따른 비교용)
긴 블록
6,6,6,6,6,6,8,10,12,14,16,20,24,28,32,38,46,52,60,68,58,54
짧은 블록
4,4,4,6,8,10,12,14,18,24,30,40,18
8 KHz 샘플링 속도에 대한 환산계수 대역의 폭
긴 블록
12,12,12,12,12,12,16,20,24,28,32,40,48,56,64,76,90,2,2,2,2,2
짧은 블록
8,8,8,12,16,20,24,28,36,2,2,2,26
본 발명에 따른 방법에서 마지막 환산계수 대역폭이 규격에 따른 알려진 방법과 비교하여 현저히 감소된 것을 볼 수 있다. 긴 블록을 코딩하는 경우, 마지막 100개의 주파수 라인은 환산계수없이 코딩된다. 이것은 4000 Hz부터 3300 Hz 까지의 가능한 대역폭에 대한 제한에 해당한다. 따라서, 기대되는 효과가 얻어 질 수 있는데 즉, 8 Kbit/s의 비트 속도로 8KHz 샘플링 속도가 예정될 때, 사용되는 대역폭이 3300 Hz보다 더 작아 질 수 있다.
Claims (5)
- 낮은 샘플링 속도에서 디지털화된 오디오 신호를 코딩하는 방법에 있어서,각각의 경우, 환산계수 대역이 지정된 디지털화된 오디오 신호의 연속적인 주파수 라인은 동일 환산계수로 코딩되고,연속적인 환산계수 대역은 모든 환산계수가 동일 비트 수로 코딩되는 영역을 형성하고, 그 영역의 가장 큰 환산계수에 따라 결정되며,환산계수 대역 중 적어도 가장 높은 영역의 주파수 라인이 환산계수 0으로 코딩되고, 적어도 가장 높은 영역에 대해서는 환산계수가 코딩되지 않는 오디오 신호 코딩 방법.
- 청구항 1에 있어서,ISO-MPEG2 layer 3 규격과 비교하여, 적어도 가장 높은 영역에 대한 빠져있는 환산계수를 통해 저축된 비트는 규격과 비교하여, 주파수 라인을 더 미세하게 양자화하기 위해 사용되는 것이 특징인 오디오 신호 코딩 방법.
- 청구항 1 또는 2에 있어서,환산계수 대역 안으로 주파수 라인을 그룹짓는 것은 ISO-MPEG2 layer 3 규격과 관련하여 변경되는데, 이것은 가장 높은 영역 내의 환산계수 대역폭이 ISO-MPEG2 layer 3 규격에 따라 최상위 영역의 환산계수 대역폭에 비례하여 감소되는 식으로 변경되는 것이 특징인 오디오 신호 코딩 방법.
- 청구항 1에서 3까지 중 한 항에 있어서,MPEG 프레임 헤더의 변형인 프레임 헤더가 비규격 샘플링 속도를 신호화하기 위해 전송되는 것이 특징인 오디오 신호 코딩 방법.
- 청구항 4에 있어서,프레임 헤더에서 동기 단어에 대한 16진수 코드는 "FFE"인 것이 특징인 오디오 신호 코딩 방법.
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