KR100330288B1 - 부호화방법및장치,복호화장치 - Google Patents

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Abstract

<구성>
디지털 신호를 대역마다 양자화부(14a, 14b, 14c, 14d)에서 양자화 하고 전송(송신 또는 기록)할 때, 양자화 정밀도 정보 부호화부(18)에서 기준이 되는 제 1 양자화 정밀도 정보와 양자화 정밀도 결정부(17)로부터의 실제의 양자화 정밀도 정보와의 차를 나타내는 제 2 양자화 정밀도 정보를 부호화해서 전송하는 것으로서 양자화 정밀도의 부여 방법에 자유도를 유지하면서 효율적인 부호화를 실현한다.
<효과>
보다 적은 비트수로 양자화 정밀도의 부여 방법에 자유도를 남기면서 보다 고능률의 부호화를 달성할 수 있다.

Description

부호화 방법 및 장치, 복호화 장치
<산업상의 이용분야>
본 발명은 디지털 오디오 신호 등의 입력 신호의 부호화를 행하고 이 부호화된 신호를 통신 매체를 거쳐서 송수신하고, 또는 기록 매체를 거쳐서 기록 재생하고, 복호화 장치로 보내어 복호화해서 재생 신호를 얻는 것과 같은 디지털 신호의 부호화 방법, 부호화 장치, 복호화 장치 및 기록매체에 관한 것이다.
<종래의 기술>
오디오 또는 음성 등의 신호의 고능률 부호화 방법에는 여러 가지가 있으나예컨대, 시간축상의 오디오 신호 등을 블록화하지 않고 복수의 주파수 대역으로 분할하여 부호화하는 비블록화 주파수 대역 분할 방식인 대역 분할 부호화(서브 밴드코딩:SBC)나 시간축의 신호를 주파수축상의 신호로 변환(스펙트럼 변환)하여 복수의 주파수 대역으로 분할하고 각각의 대역마다 부호화하는 블록화 주파수 대역 분할 방식, 소위 변환 부호화 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 대역 분할 부호화와 변환 부호화를 조합한 고능률 부호화의 수법도 고려되고 있으며 이 경우에는 예컨대 상기 대역 분할 부호화로 대역 분할을 한 다음, 그 각각의 대역마다 부호화가 실시된다. 상기 대역 분할을 위한 필터로선 예컨대 소위 QMF 필터가 있으며 1976 R.E.Crochiere Digital coding of speech in subbands, Bell Syst. Tech.J., Vol. 55, No.8 1976 에 기술되어 있다. 또한, ICASSP 83, BOSTON, Polyphase Quadrature filters-A new Subband Coding technique, Joseph H. Rothweiler에는 같은 밴드폭의 필터 분할 방법이 기술되어 있다.
여기에서 상술한 스펙트럼 변환으로선 예컨데, 입력 오디오 신호를 소정 단위 시간(프레임)으로 블록화하고 해당 블록마다 고속 푸리에 변환(FFT), 코사인 변환(DCT), 수정(modified) DCT 변환(MDCT) 등을 행함으로써 시간축을 주파수축으로 변환하는 것과 같은 스펙트럼 변환이 있다. MDCT에 대해선 ICASSP 1987, Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation, J.P.Princen, A.B.Bradley, Univ. of Surrery Royal Melbourne Inst. of Tech.에 기술되어 있다.
이와 같이 필터나 스펙트럼 변환에 의해서 대역마다 분할된 신호를 양자화하는 것으로서 양자화 잡음이 발생하는 대역을 제어할 수 있고 마스킹 효과 등의 성질을 이용하여 청각적으로 보다 고능률한 부호화를 행할 수 있다. 또한, 여기에서 양자화를 하기 전에 각각의 대역마다, 예컨대 그 대역에서의 신호 성분 절대값의 최대값으로 정규화를 행하도록 하면 더욱 고능률인 부호화를 행할 수 있다.
주파수 대역 분할된 각각의 주파수 성분을 양자화하는 주파수 분할폭으로선 예컨대 인간의 청각 특성을 고려한 대역 분할이 행해진다. 즉, 일반적으로 임계대역(critical band)이라 불리고 있는 고역일수록 대역폭이 넓어지는 것과 같은 대역폭으로 오디오 신호를 복수(예컨대 25 밴드)의 대역으로 분할하는 수가 있다. 또한, 이때의 각각의 대역마다의 데이터를 부호화하는 경우에는 각각의 대역마다 소정의 비트 배분 또는 각각의 대역마다 적응적인 비트 할당(bit allocation)에 의한 부호화가 행해진다. 예컨대, 상기 MDCT 처리되어 얻어진 계수 데이터를 상기 비트할당에 의해서 부호화할 때는 상기 각각의 블록마다의 MDCT 처리로 얻어지는 각각의 대역마다의 MDCT 계수 데이터에 대해서 적응적인 할당 비트수로 부호화가 행해지게 된다. 비트 할당 수법으로는 다음의 2가지 법이 알려져 있다. IEEE Transactions of Accoustics, Speech, and Signal Processing, vol.ASSP-25, No.4, August 1977에선 각각의 대역마다의 신호의 크기를 바탕으로 비트 할당을 하고 있다. 이 방식에선 양자화 잡음 스펙트럼이 평탄하게 되고 잡음 에너지는 최소로 되는데 청(聽)감각적으로는 마스킹 효과가 이용되어 있지 않기 때문에 실제의 잡음감(雜音感)은 최적한 것이 아니다. 또한. ICASSP 1980 The critical bandcoder--digital encoding of the perceptual requirements of the auditory system M.A.Kransner MIT에선 청각 마스킹을 이용함으로써 각각의 대역마다 필요한 신호대 잡음비를 얻어서 고정적인 비트 할당을 행하는 방법이 기술되어 있다.
그러나, 이 방법에선 사인파 입력으로 특성을 측정하는 경우에도 비트 할당이 고정적이므로 특성값이 그다지 양호한 값으로 되지 않는다. 이들 문제를 해결하기 위해서, 비트 할당에 사용할 수 있는 모든 비트가 각각의 작은 블록마다 미리 정해진 고정 비트 할당 패턴의 몫과, 각각의 블록의 신호의 크기에 의존한 비트 배분을 행하는 몫으로 분할 사용되며 그 분할비를 입력 신호에 관계하는 신호에 의존시키고 상기 신호 스펙트럼이 매끄러울 수록 상기 고정 비트 할당 패턴의 몫으로의 분할 비율을 크게하는 고능률 부호화 장치가 제안되어 있다.
이 방법에 의하면 사인파 입력과 같은 특정의 스펙트럼에 에너지가 집중되는 경우에는 그 스펙트럼을 포함하는 블록에 많은 비트를 할당하는 것으로서 전체의 신호 대 잡음 특성을 비약적으로 개선할 수 있다. 일반적으로 급격한 스펙트럼 성분을 갖는 신호에 대해서 인간의 청각은 매우 민감하므로 이와 같은 방법을 이용하는 것으로서 신호 대 잡음 특성을 개선하는 것은 단순히 측정상의 수치를 향상시킬 뿐 아니라 청각적으로 음질을 개선하는데 유효하다.
비트 할당 방법에는 이외에도 수많은 방법이 제안되고 있으며 또한 청각에 관한 모델이 정교화되고 부호화 장치의 능력이 오르면 청각적으로 보아 한층 고능률인 부호화가 가능해진다.
<발명이 해결하고자 하는 과제>
여기에서 고정적인 비트 할당을 행하는 시스템에선 부호화 장치로부터 복호화 장치에 대해서 비트 할당 정보를 보낼 필요가 없다. 또한, 신호의 주파수 분포에 따라서 비트 할당이 상이한 시스템에서도 만일 각각의 대역에서 정규화를 하여 그 정규화 계수가 부호화 장치에 보내지고, 그 정규화 계수로부터 비트 할당이 일의적으로 구해지는 것이라면 비트 할당 정보는 복호화 장치에 보내질 필요는 없다.
그러나, 이들 방법으로는 장래적으로 더욱 청각에 관한 모델이 정교화되어 부호화 장치의 능력이 올라간 경우 등에도 비트 할당의 방법을 변경할 수 없고 음질을 개선하거나 보다 고능률인 부호화를 행할 수 없었다.
한편, 복호화 장치에 비트 할당 정보를 보내는 방법에선 장래적인 개선은 자유롭게 행할 수 있으나 비트 할당 정보 그 자체를 보내기 위한 비트가 많이 필요하게 되며 고능률인 부호화를 행할 수 없었다.
본 발명은 이와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것이며 비트 할당의 방법에 자유도를 남기면서 보다 고능률인 부호화를 실현하기 위한 부호화 방법, 부호화 장치, 복호화 장치 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명은 복호화 장치 자체로 계산할 수 있는 비트 할당 정보(일반적으로 양자화 정밀도 정보)와 실제의 비트 할당 정보와의 차이를 효율적으로 송신 또는 기록하는 것으로서 비트 할당의 방법에 자유도를 남기면서 보다 고능률인 부호화를 실현함으로서 상기한 과제를 해결하는 것이다.
즉, 본 발명에 관한 부호화 방법은, 디지털 신호를 부호화 하는 부호화 방법에서 양자화 정밀도 정보(양자화 비트 할당 정보 등) 발생 수단으로부터 출력되는 제 1 양자화 정밀도 정보와 복호화 장치에 보내지는(송수신 또는 기록 재생되어 얻어지는) 제 2 양자화 정밀도 정보에 의해서 결정되는 양자화 정밀도로 양자화를 하는 것들 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 관계되는 부호화 장치는. 디지털 신호를 부호화 하는 부호화 장치에서 양자화 정밀도 정보 발생 수단으로부터 출력되는 제 1 양자화 정밀도정보와 복호화 장치에 보내지는 제 2 양자화 정밀도 정보에 의해서 결정되는 양자화 정밀도로 양자화를 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 관계되는 복호화 장치는, 디지털 신호가 부호화 되어 얻어지는 부호 정보 신호를 복호화 하는 복호화 장치에서, 양자화 정밀도 정보 발생 수단으로부터 출력되는 제 1 양자화 정밀도 정보와 부호화 장치에서 보내지는 제 2 양자화 정밀도 정보에 의해서 결정되는 양자화 정밀도로 양자화를 해제하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한 더욱이 본 발명에 관계되는 기록 매체는 디지털 신호가 부호화된 부호 정보 신호가 기록되어 있는 기록 매체에서 양자화 정밀도 정보 발생 수단으로부터 출력되는 제 1 양자화 정밀도 정보와 복호화 장치에 보내지는 제 2 양자화 정밀도 정보에 의해서 결정되는 양자화 정밀도로 양자화된 부호 정보 신호가 기록되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
여기에서 상기 양자화 정밀도 정보로선 구체예로서, 양자화할 때의 비트 할당 정보를 들 수 있다. 또, 부호화되어서 얻어진 부호 정보 신호를 복호화 장치로보내는 것은 통신 매체를 거쳐서 송수신하는 경우 뿐 아니라 기록 매체를 거쳐서 기록 재생하는 경우도 포함하는 것이다.
상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 상기 양자화 정밀도와 상기 제 1 양자화 정밀도 정보와의 차를 계산한 양자화 정밀도차 정보로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 고정적인 양자화 정밀도 정보인 것을 들을 수 있다.
상기 양자화에 앞서서. 정규화를 하는 경우에는 상기 제 1 양자화 정밀도 정보를 정규화 계수에 기초하여 계산하면 된다. 또한, 입력 디지털 신호를 시간축상에서 블록화하여 부호화 하는 경우에는 상기 제 1 양자화 정밀도 정보로서 다른 시간 블록에서의 양자화 정밀도를 이용하도록 해도 된다. 이 경우의 다른 시간 블록으로선 예컨대, 앞의 시간 블록을 들 수 있다.
상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 가변 길이 부호화하여 전송(송신 또는 기록)해도 되며 고정 길이로 전송해도 된다.
<작용>
실제로 양자화할 때의 양자화 정밀도 정보는 복호화 장치로 보내질(송수신 또는 기록 재생되는) 필요가 없는 제 1 양자화 정밀도 정보와, 현실로 복호화 장치에 보내지는 제 2 양자화 정밀도 정보에 의해서 결정되므로 보내야 할 양자화 정밀도 정보를 줄일 수 있으며 비트 할당 방법 등의 양자화 정밀도의 부여법에 자유도를 유지하면서 보다 효율적인 부호화를 실현할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명에 관계되는 바람직한 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예로서의 디지털 오디오 신호의 부호화 장치의 블록도를 도시하고 있다.
이 도 1에 도시하는 부호화 장치에서 입력 단자(11)에 입력된 오디오 입력신호(Sx)는 대역 분할부(12)에 의해서 대역 분할되어 신호(SBa. SBb, SBc, SBd)로 된다. 이 대역 분할부(12)로선 QMF 등의 필터에 의한 수단을 써도, MDCT 등의 스펙트럼 변환에 의해서 얻어진 스펙트럼을 대역마다 그룹화 하는 수단을 써도 되며 또한, 일단 필터에 의해서 몇 개의 대역으로 분할된 것에 대해서 스펙트럼 변환을 행하고, 얻어진 스펙트럼을 대역마다 그룹화한다는 수단을 써도 된다. 또한, 각각의 대역폭은 균일해도 예컨대, 임계 대역폭에 맞도록 불균일로 갖추어도 된다. 도 1 의 예에선 4개의 대역으로 분할되어 있으나 물론 이 수는 더 많거나 적어도 된다.
대역 분할된 신호(SBa, SBb, SBc, SBd)는 어떠한 시간 블록마다 각각의 대역에서의 정규화부(13a, 13b, 13c, 13d)에 의해서 정규화가 실시되며 정규화 계수(KNa, KNb, KNc, KNd)와 정규화 출력 신호(SNa, SNb, SNc, SNd)로 분해된다. 이 정규화부(13a, 13b, 13c, 13d)에선 각각의 대역마다 예컨데 그 대역에서의 신호 성분의 절대값의 최대값으로 정규화를 행한다. 정규화 출력 신호(SNa. SNb, SNc, SNd)는 각각 양자화 정밀도 결정부(17)로부의의 출력인 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)에 기초하여양자화부(14a, 14b, 14c, 14d)에 의해 양자화 되며 정규화·양자화 출력 신호(SQa, SQb, SQc, SQd)로 변환된다. 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)로선 구체적으로는 각각의 대역마다 양자화 시의 양자화 비트수를 나타내는 양자화 비트 할당 정보가 고려된다.
양자화 정밀도 결정부(17)로부터의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)는 양자화 정밀도 정보 부호화부(18)에 의해서 양자화 정밀도 정보(Q2)로 부호화 된다. 양자화 정밀도 결정부(17)내에는 후술한 제 1 양자화 정밀도 정보를 발생하는 수단이 설치되어 있으며, 이 제 1 양자화 정밀도 정보와 복호화 장치로 보내지는 제 2 양자화 정밀도 정보[상기 양자화 정밀도 정보(Q2)에 거의 상당]에 의해서 상기 양자화부(14a, 14b, 14c, 14d)에서 양자화를 할 때의 양자화 정밀도[상기 양자화 정밀도 경보(Qa, Qb, Qc, Qd)에 대응]가 결정되게 되어 있다.
이렇게 해서 얻어진 정규화·양자화 출력 신호(SQa, SQb, SQc, SQd), 정규화 계수(KNa, KNb, KNc, KNd) 및 양자화 정밀도 정보(Q2)는 멀티플렉서(15)에 의해서 차례로 부호열 신호(SY)로서 출력되어 기록 또는 송신이 행해진다.
도 1의 예에서 양자화 정밀도 결정부(17)로부터의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)는 대역 분할된 신호(SBa, SBb, SBc, SBd)에 의거해서 계산되어 있으나 이것은 입력 신호(Sx)로부터 계산된 것이라도 되며, 또한. 상기 정규화 계수(KNa, KNb, KNc, KNd)에 기초하여 계산된 것이라도 된다. 양자화 정밀도 결정부(17)에서의 계산은 소위 마스킹 효과 등의 청각 현상에 기초하여 할 수 있으나 최종적인 양자화 정밀도 정보는 복호화 장치에 보내지므로 그곳에서 쓰이는 청각 모델은 임의로 설정할 수 있다.
다음으로 도 2는 도 1의 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치의 실시예의 블록도를 도시하는 것이다.
이 도 2에서 복호화 장치의 입력 단자(21)에 공급되는 신호(SY)는 상기 도 1의 부호화 장치로부터 출력된 상기 부호열 출력 신호(SY)가 예컨대 기록 매체를 거쳐서 기록 재생되며 또는 통신 매체를 거쳐서 송수신되는 것에 의해서 얻어진 부호정보의 신호이다. 즉, 전송시(송수신시 또는 기록 재생시)에 에러가 생기지 않으면 신호(SY)는 신호(SY)와 같은 값을 취한다.
이 입력된 정보 신호(SY)가 디멀티플렉서(22)에 보내짐으로써 상기 정규화 계수(KNa, KNb, KNc, KNd)에 각각 대응하는 정규화 계수(kNa, kNb, kNc, kNd), 상기 정규화·양자화 출력 신호(SQa, SQb, SQc, SQd)에 각각 대응하는 신호(sQa, sQb, sQc, sQd) 및 양자화 정밀도 정보(Q2)에 대응하는 양자화 정밀도 정보(q2)가 복원 분리된다. 이들 계수(kNa, kNb, kNc, kNd), 신호(sQa, sQb, sQc, sQd), 및 양자화 정밀도 정보(q2)도상기와 같은 전송 에러 등이 없으면 부호화측의 정규화 계수(KNa, KNb, KNc, KNd), 정규화·양자화 출력 신호(SQa, SQb, SQc, SQd) 및 양자화 정밀도 정보(Q2)와 각각 같은 값들 갖는 것이다.
디멀티플렉서(22)로부터 얻어진 양자화 정밀도 정보(q2)는 후술하는 바와 같은 구성의 양자화 정밀도 정보 복호화부(26)에 보내져서 상기 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)에 각각 대응하는 양자화 정밀도 정보(qa, qb, qc, qd)로 변환된다. 이 양자화 정밀도 정보(qa, qb, qc, qd)도 상기 전송 에러 등이 없으면 부호화측의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)와 같은 값이 된다.
이같이 해서 얻어진 각각의 대역의 양자화 정밀도 정보(qa, qb, qc, qd), 정규화 계수(kNa, kNb, kNc, kNd), 정규화·양자화 출력 신호(sQa, sQb, sQc, sQd)는 각각의 대역마다 신호 성분 구성부(23a, 23b, 23c, 23d)에 보내지며 이들 신호 성분 구성부(23a, 23b, 23c, 23d)에서 상기 도 1의 대역 분할된 신호(SBa, SBb, SBc, SBd)에 각각 대응하는 신호 성분(sBa, sBb, sBc, sBd)이 구성된다. 이들 신호 성분(sBa, sBb, sBc, sBd)이 대역 합성부(24)에 의해서 합성됨으로써 상기 도 1의 입력 신호(Sx)에 대응하는 오디오 신호(sX)가 출력 단자(25)에서 나온다.
이러한 실시예에 의하면 도 1에 도시하는 부호화 장치에서 각각의 대역마다의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)를 부호화부(18)에서 부호화화고 있고, 이들양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)는 부호화부(18)내부에 설치된 양자화 정밀도 정보 발생 수단으로부터의 제 1 양자화 정밀도 정보와, 부호화되어서 복호화 장치에 보내지는 정보(Q2)에 의해서 결정되게 되어 있다. 따라서, 각각의 대역마다의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)를 그대로 보내는(송수신하는 또는 기록 재생하는)경우에 비해서 비트수를 감소할 수 있고 전체의 부호화 효율을 높일 수 있다.
여기에서 도 3, 도 4의 부호화 장치, 복호화 장치는 상기 본 발명의 실시예와 비교하기 위해서 상기 양자화 정밀도 정보 부호화부(18)나 양자화 정밀도 정보 복호화부(26)를 설치하지 않는 경우의 한 예(비교예)를 도시하는 블록도이다.
도 3에 도시하는 부호화 장치에서 입력단자(111)에는 디지털 오디오신호(Sx)가 공급되어 있다. 대역 분할부(112), 각각의 대역마다의 정규화부(113a, 113b, 113c, 113d), 및 양자화부(114a, 114b, 114c, 114d)는 각각 상기 도 1의 대역 분할부(12), 정규화부(13a, 13b, 13c, 13d) 및 양자화부(14a, 14b, 14c, 14d)와 마찬가지이며 설명은 생략한다. 양자화 정밀도 결정부(117)는 예컨대 대역 분할부(112)로부터의 각각의 대역마다의 신호(SBa, SBa, SBc, SBd)에 기초하여 각각의 대역마다의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)를 계산하고 있다. 멀터플렉서(115)에는 이들의 각각의 대역마다의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)와 정규화부(113a, 113b, 113c, 113d)로부터 정규화 계수(KNa, KNb, KNc, KNd)와 양자화부(114a, 114b, 114c,114d)로부터의 정규화·양자화 출력 신호(SQa, SQb, SQc, SQd)가 보내지며 차례로 부호열의 신호(SY)로서 출력 단자(116)에서 인출된다.
도 4는 이 도 3의 부호화 장치에 대응하는 복호화 장치를 도시하고 있다. 이 복호화 장치의 입력 단자(121)에는 도 3의 부호화 장치로부터 출력된 신호(SY)가 예컨내 통신 매채를 거쳐서 송수신되며 또는 기록 매체를 거쳐서 기록 재생되는 것에 의해서 보내진 신호(sY)가 입력되어 있다. 디멀티플렉서(122)에선 상기 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)에 각각 대응하는 양자화 정밀도 정보(qa, qb, qc, qd)가 직접적으로 얻어지며 상기 정규화 계수(KNa, KNb, KNc, KNd)의 각각에 대응하는 정규화 계수(kNa, kNb, kNc, kNd)및 상기 정규화·양자화 출력 신호(SQa, SQb, SQc, SQd)에 각각 대응하는 신호(sQa, sQb, sQc, sQd)와 더불어 각각의 대역마다 신호 성분 구성부(123a, 123b, 123c, 123d)에 보내지고 있다. 이들 신호 성분 구성부(123a, 123b, 123c, 123d)에서 상기 도 3의 대역 분할된 신호(SBa, SBb, SBc, SBd)에 각각 대응하는 신호 성분(sBa, sBb, sBc, sBd)이 구성되고, 이것들이 대역 합성부(124)에 의해서 합성되어서 상기 도 3의 입력 신호(SX)에 대응하는 오디오 신호(sX)가 출력 단자(125)로부터 인출된다.
이 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같은 부호화 장치, 복호화 장치에선 양자화정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)가 부호화 장치로부터 복호화 장치로 보내지므로 부호화 장치에서 각각의 대역에서의 양자화 정밀도는 자유로 설정할 수 있으며 부호화 장치의 연산 능력의 향상이나 청각 모델의 정교화에 따라서 복호화 장치를 변경하지않고, 음질의 개선이나 압축율의 향상을 도모하는 것이 가능하다. 그러나, 양자화 정밀도 정보 그 자체를 부호화 하기 위한 비트수가 커지며 전체의 부호화의 효율을 높일 수 없다는 결점이 있다.
그러므로, 이와 같은 결점을 해소하기 위해서 상술한 도 1, 도 2의 실시예의 부호화 장치 및 복호화 장치가 제안된 것이다.
여기에서 도 5에 상기 도 1의 부호화 장치에 쓰이는 양자화 정밀도 정보 부호화부(18)의 구체적인 구성체를 도시한다.
도 5에 도시하는 양자화 정밀도 정보 부호화부는 고정 양자화 정밀도 패턴 기억부(33)를 갖고, 이 고정 양자화 정밀도 패턴 기억부(33)로부터 각각의 대역에서 고정적으로 정해진 제 1 양자화 정밀도 정보(Q1a, Q1b, Q1c, Q1d)가 출력된다. 이들 제 1 양자화 정밀도 정보(Q1a, Q1b, Q1c, Q1d)를 감산기(32a, 32b, 32c, 32d)로 보내어 상기 도 1의 양자화 정밀도 결정부(17)로부터의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)와의 차를 계산하는(Qa-Q1a등) 것에 의해서 제 2 양자화 정밀도차 정보(Q2a, Q2b, Q2c, Q2d)를 구한다. 이들 양자화 정밀도차 정보(Q2a, Q2b, Q2c, Q2d)를 부호화부(34)에 보내서 부호화하고 상기 전송용(송신용 또는 기록용)의 양자화 정밀도 정보(Q2)를 출력 단자(35)로부터 인출한다.
각각의 대역마다 고정적으로 정해진 상기 제 1양자화 정밀도(Q1a, Q1b, Q1c, Q1d)는 실제의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)를 많은 경우에 근사하는 값으로 설정되어 있으므로 상기 양자화 정밀도차 정보(Q2a, Q2b, Q2c, Q2d)의 값은 0에 가까운 값을 갖는 수가 많다. 그러므로, 차 신호의 절대값이 작을 때는 짧은 비트 길이로 차 신호가 커짐에 따라서 길어지는 비트 길이로 차 신호를 부호화(소위 가변길이 부호화)하면, 양자화 정보를 보다 작은 비트수로 보낼 수 있다. 또한, 고정적인 비트수로 양자화 정밀도 차 정보(Q2a, Q2b, Q2c, Q2d)를 부호화 하는 것도 가능하며, 그 고정적인 비트수는 상기 각각의 대역마다의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)를 직접 부호화하는 것보다 작게 해 두면, 보다 적은 정보로 양자화 정밀도에 관한 정보를 보낼 수 있다. 이 경우, 양자화 정밀도 정보의 자유도를 제한하게 되는데 각각의 대역에 고정적으로 정해진 양자화 정밀도(Q1a, Q1b, Q1c, Q1d)로는 어느 정도의 음질을 확보할 수 있는 것으로 미리 정하고 있으므로 이것에 의해서 큰 문제는 되지는 않는다.
도 6은 도 2에 도시하는 복호화 장치에서의 양자화 정밀도 복호화부(26)이며 도 5의 양자화 정밀도 정보 부호화부에 대응하는 양자화 정밀도 복호화부의 구체적인 구성예를 도시한다.
도 6에서 입력 단자(41)에는 상기 도 2의 복호화 장치의 디멀티플렉서(22)에서 복원 분리된 양자화 정밀도 정보(q2)[상기 양자화 정밀도 정보(Q2)에 대응]가 공급되어 있다. 이 양자화 정밀도 정보(q2)는 부호화부(42)로 보내져서, 상기 각각의 대역마다의 제 2 양자화 정밀도 정보인 양자화 정밀도차 정보(Q2a, Q2b, Q2c, Q2d) 에 대응하는 양자화 정밀도차 정보(q2a, q2b, q2c, q2d)가 복원된다. 이들 양자화 정밀도차 정보(q2a, q2b, q2c, q2d)는, 각각 가산기(43a, 43b, 43c, 43d)로 보내져서 고정 양자화 정밀도 패턴 기억부(45)로부터 출력되는 양자화 정밀도 정보(q1a, q1b, q1c, q1d)와 각각의 대역마다 가산된다. 이들 각각의 대역마다에 고정된 양자화 정밀도정로(q1a, q1b, q1c, q1d)는 상기 도 5의 고정 양자화 정밀도 패턴 기억부(33)로부터의 각각의 대역에 고정적으로 정해진 제 1 양자화 정밀도 정보(Q1a, Q1b, Q1c, Q1d)와 각각 대응하는(같은 값의) 것이다. 각각의 대역마다의 가산기(43a, 43b, 43c, 43d)로부터의 가산 출력인 양자화 정밀도 정보(qa, qb, qc, qd)는 상기 부호화 장치측에서의 양자화 정밀도 정보(Qa, Qb, Qc, Qd)에 각각 대응하는 것이며 이론적으로는(전송 에러가 없을 때 등에는) 같은 값을 취하는 것이다. 이들의 양자화 정밀도 정보(qa, qb, qc, qd)는 각각의 출력 단자(44a, 44b, 44c, 44d)에서 각각 출력되며 상기 도 2의 각각의 신호 성분 구성부(23a, 23b, 23c, 23d)에 각각 보내지는 것이다.
다음으로, 도 7은 상기 도 1의 부호화 장치에 이용되는 양자화 정밀도 정보부호화부(18)의 다른 구체예를 도시하며 도 8은 도 2에 도시하는 복호화 장치에서의 양자화 정밀도 복호화부(26)의 다른 구체예이며 도 7의 양자화 정밀도 정보 부호화부에 대응하는 양자화 정밀도 복호화부의 구체적인 구성을 도시하고 있다.
이들 도 7 및 도 8에 각각 도시하는 양자화 정밀도 정도 부호화부 및 양자화 정밀도 복호화부에선, 상기 제 2 양자화 정밀도 정보인 양자화 정밀도차 정보는 상기 양자화 정밀도 정보와 상기 제 1 양자화 정밀도 정보와의 차로서 구해지지만, 이 제 1 양자화 정밀도 정보는 고정 양자화 정밀도 정보 패턴 기억 수단의 출력이 아니고 표준 양자화 정밀도 패턴 계산 수단의 출력으로 하고 있다. 이 경우의 표준 양자화 정밀도 패턴의 계산에는 예컨대, 정규화 계수의 값을 이용할 수 있다. 이렇게 함으로써 양자화 정밀도차 정보의 값을 보다 0 부근에 집중시킬 수 있고 보다 고능률인 부호가 가능해진다.
우선, 도 7에 도시하는 양자화 정밀도 정보 부호부에서 상기 도 5의 각부와 대응하는 부분에는 같은 지시 부호를 붙이고 있으며 이들 부분은 구성 및 작용이 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 도 7의 양자화 정밀도 정보 부호화부에선 도 5의 고정 양자화 정밀도 패턴 기억부(33) 대신에 표준 양자화 정밀도 패턴 계산부(37)가 설치되어 있다. 이 표준 양자화 정밀도 패턴 계산부(37)에는 입력 단자(36a, 36b, 36c, 36d)를 거쳐서, 예컨대, 상기 도 1의 대역마다의 정규화 계수(KNa, KNb, KNc, KNd)가 각각 공급되고 있으며 표준 양자화 정밀도 패턴 계산부(37)는 이들 정규화 계수(KNa, KNb, KNc, KNd)의 값을 이용하여 상기 제 1 양자화 정밀도 정보(Q1a, Q1b,Q1c, Q1d)를 계산에 의해서 구하고 있다. 이들 제 1 양자화 정밀도 정보(Q1a, Q1b, Q1c,Q1d)를 감산기(32a, 32b, 32c, 32d)로 보내서 각각 상기 양자화 정밀도정보(Qa, Qb, Qc, Qd)와의 차를 대역마다 계산하여 상기 제 2 양자화 정밀도 정보인 양자화 정밀도차 정보(Q2a, Q2b, Q2c, Q2d)를 구하는 것이다.
또한, 도 8에 도시하는 양자화 정밀도 정보 복호화부에선 상기 도 6의 각부와 대응하는 부분에는 같은 지시 부호를 붙이고 있으며 이들 부분은 구성 및 작용이 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 도 6과 구성이 다른 부분으로서 상기 고정 양자화 정밀도 패턴 기억부(45) 대신에 표준 양자화 정밀도 패턴 계산부(47)가 설치되어 있으며 이 표준 양자화 정밀도 패턴 계산부(47)는 입력단자(46a, 46b, 46c, 46d)를 거쳐서 부여되는 예컨대 상기 도 2의 대역마다의 정규화 계수(kNa, kNb, kNc, kNd)에 기초하여 상기 제 1 양자화 정밀도 정보(q1a, q1b, q1c, q1d)를 계산하고 있다. 이것들의 양자화 정밀도차 정보(q2a, q2b, q2c, q2d)는 각각 가산기(43a, 43b, 43c, 43d)로 보내져서 상기 제 1 양자화 정밀도 정보(q1a, q1b, q1c, q1d)와 각각의 대역마다 가산되는 것은 도 6의 경우와 같다.
이와 같이 상기 제 1 양자화 정밀도 정보를 상기 대역마다의 정규화 계수를 계산하여 구하고, 전송되는 제 2 양자화 정밀도 정보와 가산해서 양자화 정밀도를 구하도록 함으로써 제 2 양자화 정밀도 정보인 양자화 정밀도차 정보의 값을 보다 0 부근에 집중시킬 수 있으며 보다 고능률인 부호화가 가능해진다.
또한, 본 발명은 상기 실시예만에 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 양자화 정밀도차 정보를 구하기 위한 기준 정보로 되는 제 1 양자화 정밀도 정보로선 상술한것 이외로도 예컨대, 다른 시간 블록, 예컨대 직전의 블록에서의 양자화 정밀도 정보를 이용하는 것도 가능하다. 또한, 도시된 실시예에선 구성을 기능 블록에 의해 나타내고 있으나 이것을 하드웨이적으로도 소프트웨어적으로도 실현할 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 관계되는 부호화 장치의 실시예를 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명에 관계되는 복호화 장치의 실시예를 도시하는 블록도.
도 3은 본 발명에 대한 비교를 위한 부호화 장치의 비교예를 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명에 대한 비교를 위한 복호화 장치의 비교예를 도시하는 블록도.
도 5는 본 발명에 관계되는 부호화 장치의 실시예에서의 양자화 정밀도 부호화부의 구체적인 구성예를 도시하는 블록도.
도 6은 본 발명에 관계되는 복호화 장치의 실시예에서의 양자화 정밀도 복호화부의 구체적인 구성예를 도시하는 블록도.
도 7은 본 발명에 관계되는 부호화 장치의 실시예에서의 양자화 정밀도 부호화부의 다른 구체예를 도시하는 블록도.
도 8은 본 발명에 관계되는 복호화 장치의 실시에에서의 양자화 정밀도 복호화부의 다른 구체에를 도시하는 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
12: 대역 분할부
13a, 13b, 13c, 13d: 정규화부
14a, 14b, 14c, 14d: 양자화부
15: 멀티플렉서
17: 양자화 정밀도 결정부
18: 양자화 정밀도 정보 부호화부
22 : 디멀티플렉서
23a, 23b, 23c, 23d: 신호 성분 구성부
24: 대역 합성부
26: 양자화 정밀도 정보 복호화부
33, 45: 고정 양자화 정밀도 패턴 기억부
이상의 설명으로 명확한 바와 같이 본 발명에 의하면 양자화 정밀도 정보 발생 수단으로부터 출력되는 제 1 양자화 정밀도 정보와 부호화 장치에서 복호화 장치로 보내지는(송수신 또는 기록 재생되는) 제 2 양자화 정밀도 정보에 의해서 결정되는 양자화 정밀도로 양자화를 하고 있기 때문에 양자화를 하기 위한 양자화 정밀도 정보를 직접 보내는 경우에 비해서 상기 제 2 양자화 정밀도 정보만을 보내면되기 때문에 보다 작은 비트수로 양자화 정밀도의 부여 방법의 자유도를 높이는 것이 가능하며 장래적으로 비트 할당 등의 양자화 정밀도의 부여 방법에 개선의 여지를 남기면서 보다 고능률인 부호화를 달성할 수 있다.

Claims (24)

  1. 디지털 신호를 부호화 하는 부호화 방법에 있어서,
    양자화 정밀도 정보 발생 수단으로부터 출력되는 제 1 양자화 정밀도 정보와 복호화 장치로 보내지는 제 2 양자화 정밀도 정보에 의해서 결정되는 양자화 정밀도로 양자화를 하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 상기 양자화 정밀도와 상기 제 1 양자화 정밀도 정보와의 차를 계산한 양자화 정밀도차 정보인것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 고정적인 양자화 정밀도 정보인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 상기 양자화에 앞서서 행하는 정규화 시의 정규화 계수에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 디지털 신호를 시간축상에서 블록화해서 부호화할 때의 다른 시간 블록에서의 양자화 정밀도인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 앞의 시간 블록에서의 양자화 정밀도인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 가변 길이 부호화 하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 고정 길이인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
  9. 디지털 신호를 부호화 하는 부호화 장치에서,
    양자화 정밀도 정보 발생 수단으로부터 출력되는 제 1 양자화 정밀도 정보와 복호화 장치로 보내지는 제 2 양자화 정밀도 정보에 의해서 결정되는 양자화 정밀도로 양자화를 행하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 상기 양자화 정밀도와 상기 제 1 양자화 정밀도 정보와의 차를 계산한 양자화 정밀도차 정보인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 고정적인 양자화 정밀도 정보인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 상기 양자화에 앞서서 행하는 정규화 시의 정규화 계수에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 디지털 신호를 시간축상에서 블록화하여 부호화할 때의 다른 시간 블록에서의 양자화 정밀도인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 앞의 시간 블록에서의 양자화 정밀도인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 가변 길이 부호화 하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 양자화 정밀로 정보는 고정 길이인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  17. 디지털 신호가 부호화되어서 얻어지는 부호 정보 신호를 복호하는 복호화 장치에 있어서,
    양자화 정밀도 정보 발생 수단으로부터 출력되는 제 1 양자화 정밀도 정보와 부호화 장치에서 보내지는 제 2 양자화 정밀도 정보에 의해서 결정되는 양자화 정밀도로 양자화를 해제하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 상기 양자화 정밀도와 상기 제 1 양자화 정밀도 정보와의 차를 계산한 양자화 정밀도차 정보인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 고정적인 양자화 정밀도 정보인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 상기 양자화에 앞서서 행하는 정규화할 때의 정규화 계수에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 디지털 신호를 시간축상에서 블록화해서 부호화할 때의 다른 시간 블록에서의 양자화 정밀도인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 제 1 양자화 정밀도 정보는 앞의 시간 블록에서의 양자화 정밀도인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 가변 길이 부호화 되어 있는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 양자화 정밀도 정보는 고정 길이인 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
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