KR100707177B1

KR100707177B1 - 디지털 신호 부호화/복호화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100707177B1
Application number: KR1020050005021A
Authority: KR
Inventors: 김도형; 김중회; 이시화
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2007-04-13
Also published as: US7245234B2; ATE527653T1; JP4925671B2; CN1822508A; US20060158356A1; CN1822508B; JP2006201785A; KR20060084497A; EP1684266A1; EP1684266B1; ES2372064T3

Abstract

본 발명은 디지털 신호 처리 장치에서, 복수의 채널로 이루어진 다채널 디지털 신호를 주파수 대역간 유사도와 채널간 유사도를 이용하여 부호화/복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 그 부호화 방법은 소정의 개수의 주파수 대역으로 분할하는 단계; 주파수 대역들 중 고주파 대역 각각에 대해, 가장 유사한 저주파 대역을 검출하는 단계; 고주파 대역들의 특징 값을 구하는 단계; 다채널 신호 중 제1소정 채널의 신호를 이용해 제1신호를 생성하고, 제1소정 채널 신호와 제2소정 채널 신호의 조합으로 제2신호를 생성하는 단계; 제1신호와 제2신호 중 저주파 대역에 속하는 신호와 고주파 대역들의 특징 값을 양자화하는 단계; 및 유사 저주파 대역 정보와 저주파 대역 신호 및 고주파 대역들의 특징 값을 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 다채널 디지털 신호를 부호화/복호화하는 경우, 주파수 대역간 유사도와 채널간 유사도를 이용함으로써, 일정 수준의 음질을 유지하면서 부호화 장치로부터 복호화 장치로 전송되는 신호의 크기를 줄일 수 있으며, 고주파 신호를 효율적으로 부호화 및 복호화시킬 수 있어 안정적이고 자연스러운 음질을 제공할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

디지털 신호 부호화/복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for encoding and decoding of digital signals}

도 1은 본 발명에 따른 다채널 디지털 신호 부호화 장치의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 도 1의 유사도분석부에 대한 실시예를 나타내는 블록도이다.

도 3a ~ 3d는 저주파 대역과 고주파 대역 간의 유사도를 구하는 방법에 대한 실시예를 설명하기 위해 대역의 신호값들을 도시한 그래프이다.

도 4는 도 1의 LS부호화부의 동작에 대한 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

도 5는 Left/Side(LS) 부호화 방법을 나타내는 도면이다.

도 6은 좌측 오디오 신호와 우측 오디오 신호 사이의 평균 파워(power)의 비율에 대한 제1실시예를 도시한 그래프이다.

도 7은 좌측 오디오 신호와 우측 오디오 신호 사이의 평균 파워(power)의 비율에 대한 제2실시예를 도시한 그래프이다.

도 8은 Left/Side(L/S) 부호화에 따른 좌측 오디오 신호와 제1신호의 분포도 변화를 도시한 그래프이다.

도 9는 Left/Side(L/S) 부호화에 따른 우측 오디오 신호와 제2신호의 분포도 변화를 도시한 그래프이다.

도 10은 본 발명에 따른 다채널 디지털 신호의 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 11은 도 10의 유사 저주파 대역 검출 단계에 대한 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 12는 도 10의 LS부호화 단계에 대한 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 13은 본 발명에 따른 다채널 디지털 신호 복호화 장치의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 14는 도 13의 고주파신호생성부에 대한 실시예를 나타내는 블록도이다.

도 15는 본 발명에 따른 다채널 디지털 신호 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 16은 도 15의 고주파 신호 생성 단계에 대한 실시예를 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 다채널 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 다채널 신호의 채널 간 유사도에 따라, 좌측 채널 신호를 제1신호로 부호화하고 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호의 조합을 제2신호로 부호화하는 방법 및 장치, 그에 따른 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.

오늘날의 통신기술은 모든 것을 아날로그에서 디지털로 변화시켜 가는 추세이다. 이러한 추세에 부응하여 모든 오디오기기 혹은 오디오전송에 있어서도 디지털 전송은 필수 불가결하게 되었다. 이러한 디지털 오디오의 전송은 기존의 아날로그 전송방식보다 주위의 잡음에 강하고, 또한 음질도 컴팩트 디스크(CD)에서와 같이 매우 깨끗하게 재생할 수 있다. 그러나 전송할 데이터 량이 증가함에 따라서 저장해야 할 메모리의 용량 혹은 전송선로의 용량 등 여러 가지 문제를 야기했다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 필요한 기술이 데이터 압축기술이다. 오디오의 경우, 원음을 압축하여 전송한 다음 다시 풀어서 들어 보았을 때 원음과 거의 같게 재생되도록 하는 것이 오디오 압축기술의 목표이다. 즉, 똑같은 수준의 음질을 재생하면서 단위시간당 보다 적은 양의 정보를 전송할 수 있도록 한다.

하나의 채널로부터 제공되는 오디오 신호인 모노(mono) 오디오에 비해 복수개의 채널로부터 각각 제공된 오디오 신호의 조합인 스테레오 오디오는 청취자에게 입체적인 사운드를 감상할 수 있게 해주므로 스테레오 오디오에 대한 청취자 요구는 모노 오디오의 그것에 비해 매우 높다.

종래의 오디오 신호 처리 방법들 중 하나로서 인식 잡음 치환(PNS:Perceptual Noise Substitution) 방법이 있다. 이러한 종래의 오디오 신호 처리 방법은 MPEG-4 오디오 코딩 툴(tool)로서, 64kbps(bit per second)/스테레오(stereo)와 같이 낮은 비트율에서는 오디오 신호를 효과적으로 처리할 수 있지만, 높은 비트율에서 음질을 저하시키는 문제점을 갖는다. 특히, 이러한 종래의 오디오 신호 처리 방법이 트랜지언트(transient) 오디오 신호를 처리할 경우, 음질을 더욱 저하시키는 문제점을 갖는다.

또한, 스테레오 오디오는 복수개의 채널로부터 각각 얻어진 모노 오디오가 조합된 것이므로 스테레오 오디오를 저장하거나 전송하기 위해서는 모노 오디오에 비해 많은 노력과 비용이 소요된다. 복수개의 채널로부터 얻어진 모노 오디오를 각 채널 별로 독립적으로 부호화할 경우 데이터의 크기가 채널의 수만큼 커지기 때문이다. 샘플링 레이트(sampling rate)를 줄이거나 손실 부호화를 채용하여 데이터의 크기를 줄일 수는 있지만 샘플링 레이트는 청취자가 느끼는 음질에 직접적인 영향을 미치며 손실 부호화 또한 음질 저하를 가져오는 요인이 될 수 있다.

따라서, 높은 비트율을 가지는 디지털 신호와 트랜지언트 신호에 대해서도 음질이 크게 저하되지 않으며, 음질에 직접적인 영향 없이 채널 간 중복 정보를 효과적으로 제거하여 다채널 신호를 부호화하고 복호화하는 방법이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 낮은 비트율에서도 주파수 대역폭을 줄이지 않으면서 오디오 신호를 효율적으로 처리할 수 있는 주파수 대역간의 유사도를 이용한 다채널 디지털 신호 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 다채널 디지털 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 채널 간 중복 정보를 효과적으로 제거하기 위해 채널 간 유사도에 따라 하나의 채널 신호에 대한 정보를 가지는 제1신호와 상기 채널 신호를 포함하는 두개의 채널 신호에 대한 정보를 가지는 제2신호로 부호화하는 방법 및 장 치와 그에 따른 복호화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 다채널 디지털 신호 부호화 방법은, 상기 다채널 신호를 소정의 개수의 주파수 대역으로 분할하는 단계; 상기 주파수 대역들 중 소정 주파수 이상의 고주파 대역 각각에 대해, 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역들 중 가장 유사한 대역을 검출하는 단계; 상기 고주파 대역들의 소정의 특징값을 구하는 단계; 상기 다채널 신호 중 제1소정 채널의 신호를 이용해 제1소정 연산을 수행하여 제1신호를 생성하고, 상기 제1소정 채널 신호와 상기 다채널 신호 중 제2소정 채널 신호의 조합으로 제2소정 연산을 수행하여 제2신호를 생성하는 단계; 상기 생성된 제1신호와 제2신호 중 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역에 속하는 신호와 상기 구해진 고주파 대역들의 특징값을 양자화하는 단계; 및 상기 검출된 유사 저주파 대역 정보와 상기 양자화된 저주파 대역 신호 및 고주파 대역들의 특징 값을 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 유사 저주파 대역을 검출하는 단계는 상기 고주파 대역 각각에 대해, 상기 저주파 대역들과의 유사도를 구하는 단계; 상기 구해진 유사도가 가장 큰 저주파 대역을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 저주파 대역과 상기 고주파 대역간 유사도가 소정 값 이상인지 여부를 확인하여, 소정 값 이상인 경우 상기 검출된 저주파 대역에 대한 정보를 생성하는 단계를 포함한다.

상기 부호화 방법은, 상기 검출된 저주파 대역과 상기 고주파 대역간 유사도 가 소정 값 미만인 경우, 유사 저주파 대역이 존재하지 않는다는 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 유사도는 상기 고주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플(sample)의 값들을 연결한 곡선의 형태와 상기 저주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플의 값들을 연결한 곡선의 형태의 유사도인 것이 바람직하다.

상기 소정의 특징값은 상기 고주파 대역의 전력과 스케일팩터(scale factor) 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 제1신호는 상기 제1소정 채널의 신호와 동일하며, 상기 제2신호는 상기 제1, 2소정 채널 신호간 차 신호인 것이 바람직하다.

상기 제1, 2신호를 생성하는 단계는 상기 제1소정 채널 신호와 제2소정 채널 신호 간 유사도를 계산하는 단계; 및 상기 유사도가 소정의 값 이상인 경우, 상기 다채널 신호를 제1신호와 제2신호로 부호화하는 단계를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 제1신호는 상기 제1소정 채널 신호와 제2소정 채널 신호 중 어느 하나를 이용하여 연산되고, 상기 제2신호는 상기 제1, 2소정 채널 신호의 조합을 이용하여 연산되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 유사도를 계산하는 단계는 상기 제1소정 채널 신호와 상기 제2소정 채널 신호간 전력, 스케일팩터, 마스킹 문턱치(masking threshold) 중 어느 하나의 비율을 계산한다.

상기 부호화 단계는 상기 계산된 비율이 1을 중심으로 소정의 범위 내의 값인 경우, 상기 다채널 신호를 제1신호와 제2신호로 부호화하는 것이 바람직하다.

상기 부호화 방법은 상기 분할된 대역들에 대해 양자화 비트수를 할당하는 단계를 더 구비하고, 상기 양자화 단계는 상기 할당된 비트수에 따라 상기 생성된 제1신호와 제2신호 중 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역에 속하는 신호를 양자화하는 것이 바람직하다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 다채널 디지털 신호 복호화 방법은, 상기 제1, 2 비트스트림으로부터 양자화된 저주파 대역 신호, 고주파 대역들의 양자화된 특징 값, 상기 고주파 대역들의 유사한 저주파 대역에 대한 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 양자화된 저주파 대역 신호와 고주파 대역의 양자화된 특징 값들을 역양자화하는 단계; 상기 역양자화된 제1 비트스트림의 저주파 대역 신호로 제1소정 연산을 수행하여 제1채널의 저주파 대역 신호를 생성하고, 상기 제1, 2 비트스트림의 저주파 대역 신호의 조합으로 제2소정 연산을 수행하여 제2채널의 저주파 대역 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 제1, 2채널의 저주파 대역 신호, 상기 역양자화된 고주파 대역의 특징 값, 상기 추출된 고주파 대역의 유사 저주파 대역 정보를 이용하여 제1, 2채널의 고주파 대역 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1채널 저주파 대역 신호는 상기 역양자화된 제1 비트스트림의 저주파 대역 신호와 동일하고, 상기 제2채널 저주파 대역 신호는 상기 역양자화된 제1, 2 비트스트림의 저주파 대역 신호간 차 신호인 것이 바람직하다.

상기 고주파 대역 신호를 생성하는 단계는, 각 고주파 대역에 대해, 상기 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역의 역양자화된 신호를 복제하는 단계; 및 상기 복제된 신호를 상기 역양자화된 특징 값을 가지는 고주파 대역 신호로 변환하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 고주파 대역 신호를 생성하는 단계는, 상기 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역이 없는 경우, 상기 고주파 대역의 역양자화된 특징 값만을 이용하여 고주파 대역 신호를 생성한다.

상기 고주파 대역의 특징값은 상기 고주파 대역의 전력과 스케일팩터 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 역양자화 단계는 상기 비트스트림으로부터 각 주파수 대역의 양자화 할당 비트수를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 할당 비트수를 이용하여, 상기 추출된 양자화된 저주파 대역 신호를 역양자화하는 단계를 포함한다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 다채널 디지털 신호 부호화 장치는, 상기 다채널 신호를 소정의 개수의 주파수 대역으로 분할하는 주파수대역분할부; 상기 분할된 주파수 대역들 중 소정 주파수 이상의 고주파 대역 각각에 대해, 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역들 중 가장 유사한 대역을 검출하여 상기 검출된 유사 저주파 대역 정보를 생성하고, 소정의 특징 값을 구하는 유사도분석부; 상기 다채널 신호 중 제1소정 채널의 신호를 이용해 제1소정 연산을 수행하여 제1신호를 생성하고, 상기 제1소정 채널 신호와 상기 다채널 신호 중 제2소정 채널 신호의 조합으로 제2소정 연산을 수행하여 제2신호를 생성하는 LS부호화부; 상기 생성된 제1신호와 제2신호 중 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역에 속하는 신호와 상기 구해진 고주파 대역들의 특징 값을 양자화하는 양자화부; 및 상 기 생성된 유사 저주파 대역 정보와 상기 양자화된 저주파 대역 신호 및 고주파 대역들의 특징 값을 비트스트림으로 생성하는 비트스트림생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 유사도분석부는 상기 고주파 대역 각각에 대해, 상기 저주파 대역들과의 유사도를 구하는 대역유사도계산부; 상기 구해진 유사도가 가장 큰 저주파 대역을 검출하는 대역검출부; 상기 검출된 저주파 대역과 상기 고주파 대역간 유사도가 소정 값 이상인지 여부를 판단하는 대역유사도판단부; 및 상기 고주파 대역간 유사도가 소정 값 이상인 경우 상기 검출된 저주파 대역에 대한 정보를 생성하고, 상기 소정 값 미만인 경우 유사 저주파 대역이 존재하지 않는다는 정보를 생성하는 유사정보생성부를 포함한다.

상기 유사도는 상기 고주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플의 값들을 연결한 곡선의 형태와 상기 저주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플의 값들을 연결한 곡선의 형태의 유사도인 것이 바람직하다.

상기 소정의 특징 값은 상기 고주파 대역의 전력과 스케일팩터(scale factor) 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 부호화 장치는, 상기 제1, 2소정 채널 신호 간 유사도를 구하고, 상기 구해진 유사도가 소정의 값 이상인 경우 상기 LS부호화부를 동작시키는 신호를 생성하여 출력하는 채널유사도분석부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 제1,2 소정 채널 신호간 유사도는 상기 제1소정 채널 신호와 상기 제2소정 채널 신호간 전력, 스케일팩터, 마스킹 문턱치(masking threshold) 중 어느 하나의 비율로 계산된다.

상기 부호화 장치는, 상기 분할된 대역들에 대해 양자화 비트수를 할당하는 양자화제어부를 더 구비하고, 상기 양자화부는 상기 할당된 비트수에 따라 상기 생성된 제1신호와 제2신호 중 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역에 속하는 신호를 양자화하는 것이 바람직하다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 다채널 디지털 신호 복호화 장치는, 상기 제1, 2 비트스트림으로부터 양자화된 저주파 대역 신호, 고주파 대역들의 양자화된 특징 값, 상기 고주파 대역들의 유사한 저주파 대역에 대한 정보를 추출하는 비트스트림해석부; 상기 추출된 양자화된 저주파 대역 신호와 고주파 대역의 양자화된 특징 값들을 역양자화하는 역양자화부; 상기 역양자화된 제1 비트스트림의 저주파 대역 신호로 제1소정 연산을 수행하여 제1채널의 저주파 대역 신호를 생성하고, 상기 제1, 2 비트스트림의 저주파 대역 신호의 조합으로 제2소정 연산을 수행하여 제2채널의 저주파 대역 신호를 생성하는 LS복호화부; 및 상기 생성된 제1, 2채널의 저주파 대역 신호, 상기 역양자화된 고주파 대역의 특징 값, 상기 추출된 고주파 대역의 유사 저주파 대역 정보를 이용하여 제1, 2채널의 고주파 대역 신호를 생성하는 고주파신호생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고주파신호생성부는, 상기 역양자화된 저주파 대역 신호와 상기 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역 정보를 입력받아. 각 고주파 대역에 대해 유사한 저주파 대역 신호를 복제하는 신호복제부; 및 상기 복제된 신호들과 상기 고주파 대역의 역양자화된 특징 값들을 입력받아, 각 고주파 대역에 대해 상기 복제된 신호를 상기 입력된 특징 값을 가지는 고주파 대역 신호로 변환하는 신호변환부를 포함하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 고주파신호생성부는 상기 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역 정보와 상기 고주파 대역의 역양자화된 특징 값을 입력받아. 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역이 없는 경우 상기 고주파 대역의 역양자화된 특징 값만을 이용하여 고주파 대역 신호를 생성한다.

상기 고주파 대역의 특징 값은 상기 고주파 대역의 전력과 스케일팩터 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 비트스트림해석부는 상기 제1, 2 비트스트림으로부터 양자화된 저주파 대역 신호, 고주파 대역들의 양자화된 특징 값, 상기 고주파 대역들의 유사한 저주파 대역에 대한 정보 및 각 주파수 대역의 양자화 할당 비트수를 추출하고, 상기 역양자화부는 상기 추출된 할당 비트수를 이용하여, 상기 추출된 양자화된 저주파 대역 신호를 역양자화하는 것이 바람직하다.

상기 다채널 디지털 신호의 부호화/복호화 방법은 바람직하게는 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 디지털 신호의 부호화 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 다채널 디지털 신호를 부호화하는 장치의 전체적인 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 부호화 장치는 주파수대역분할부(100), 유사도분석부(110), LS부호화부(120), 양자화부(130), 비트스트림생성부(140) 및 양자화제어부(150)를 포함하여 이루어진다. 도 1에 도시된 부호화 장치의 동작을 도 10에 도시된 부호화 방법을 나타내는 흐름도와 결부시켜 설명하기로 한다.

상기 주파수대역분할부(100)는 입력되는 시간 영역의 디지털 신호들을 소정의 개수의 주파수 영역으로 나누어진 주파수 대역으로 분할하여 출력한다(1100단계). 바람직한 일실시예로는 디지털신호로 PCM 샘플링(sampling)된 신호를 사용하고, 상기 PCM 신호를 서브밴드 필터(sub-band filter)를 이용하여 시간영역의 입력신호를 소정의 개수의 주파수대역별 신호로 변환시킨다. 상기 주파수 대역으로의 분할은 상기 서브밴드 필터 이외에도 DCT, MDCT, FFT 등을 사용할 수 도 있다.

상기 유사도분석부(110)는 상기 분할된 주파수 대역들 중 소정의 기준 주파수 이상의 고주파 대역들 각각에 대해, 상기 고주파 대역과 가장 유사한 상기 소정의 기준 주파수 미만의 저주파 대역을 검출하여, 상기 검출된 유사 저주파 대역에 대한 정보를 출력한다(1110단계). 상기 기준 주파수는 사용자에 의해 변경될 수도 있고, 사전에 설정될 수도 있다. 상기 유사 저주파 대역에 대한 정보는 상기 대역의 인덱스(index)를 상기 고주파 대역의 인덱스와 대응시켜 생성되는 것이 바람직 하다.

상기 유사도분석부(110)는 상기 고주파 대역 각각에 대해, 소정의 특징 값들을 계산한다(1120단계). 상기 소정의 특징 값은 각 고주파 대역에 속하는 샘플(sample) 값들의 크기를 나타내는 값으로, 상기 고주파 대역에 속하는 샘플들의 평균 전력 또는 상기 고주파 대역의 스케일팩터(scale factor)인 것이 바람직하다.

상기 LS부호화부(120)는 주파수 대역으로 분할된 다채널 디지털 신호, 예를 들면 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호로 이루어진 디지털 신호를 제1, 2 신호로 LS(Left/Side) 부호화한다(1130단계). 도 5는 상기 LS부호화 방법에 대한 실시예를 도시한 것으로, 다음의 수학식 1의 행렬식을 계산하여 좌측 채널 신호(L)와 우측 채널 신호(R)를 제1신호와 제2신호로 부호화 할 수 있다.

상기 수학식 1에서, 상기 x, y, z는 상수이다. 상기 수학식 1에 따르면, 제1신호는 좌측 채널 신호(L)만으로 연산되어 좌측 채널 신호에 대한 정보만을 가지고 있으며, 상기 제2신호는 좌측 채널 신호(L)와 우측 채널 신호(R)의 조합으로 연산되어 좌측 채널 신호(L)와 우측 채널 신호(R)에 대한 정보를 가지고 있다. 구체적으로, 상기 스테레오 디지털 신호는 다음의 수학식 2와 같이 계산되어 상기 제1신호와 제2신호로 부호화되는 것이 바람직하다.

상기 수학식 2에 따르면, LS 부호화부(120)에 의해 부호화된 제1신호는 상기 좌측 채널 신호(L)와 동일하며, 제2신호는 좌측 채널 신호(L)와 우측 채널 신호(R)의 차 신호를 2로 나눈 신호이다.

상기에서는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 제1, 2 신호로 부호화하는 경우를 일실시예로 하여 상기 LS부호화단계를 설명하였으나, 3개 이상의 채널을 갖는 디지털 신호의 경우에도 상기 3개 이상의 채널 중 제1 소정 채널의 신호와 제2 소정 채널의 신호를 상기 방법에 따라 제1, 2 신호로 부호화할 수 있다.

상기 LS부호화부(120)는 주파수 대역으로 분할된 다채널 디지털 신호 중 저주파 대역 신호들만을 부호화하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 LS부호화 단계(1130단계)는 상기 유사 저주파 대역 검출 단계(1110단계) 및 특징 값 계산 단계(1120단계)와 동시에 수행되는 것이 바람직하다.

상기 양자화부(130)는 상기 유사도분석부(110)로부터 고주파 대역들의 특징 값을 입력받아 양자화하고, 상기 LS부호화부(120)로부터 입력된 제1, 2 신호의 저주파 대역 신호를 주파수 대역별로 양자화한다(1140단계).

상기 양자화제어부(150)는 상기 각 주파수 대역을 양자화하는데 할당되는 비트(bit) 수들 결정하며, 상기 양자화부(130)는 상기 양자화제어부(150)에서 결정된 할당 비트 수에 따라 각 주파수 대역들을 양자화한다.

상기 양자화제어부(150)는 분할된 각 주파수 대역에 대해 청각의 민감도를 분석하고, 분석한 결과에 따라 할당 비트수를 결정하는 것이 바람직하다.

상기 양자화제어부(150)에 대한 일실시예로, 상기 양자화제어부(150)는 청각심리모델(미도시)와 비트할당부(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 청각심리모델은 인간의 청각 특성에 따라, 주파수 대역별 비트할당의 기준이 되는 신호 대 마스크레벨비(Signal-to-Mask Ratio, SMR)을 계산하여 출력한다. 상기 비트할당부는 청각심리모델로부터 받은 SMR값을 기준으로 각 주파수 대역의 할당비트수를 구한다.

상기 양자화제어부(150)에 대한 다른 실시예로, 상기 양자화제어부는 할당비트수추출부(미도시) 및 룩업테이블(lookup table)(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 룩업테이블은 주파수 대역들을 양자화하기 위한 할당비트수들을 저장하고 있으며, 상기 할당비트수들은 각 주파수 대역의 특성을 나타내는 값들을 주소로 대응되어 저장되어 있다. 상기 주파수 대역의 특징 값은 주파수 대역에 속하는 샘플들의 평균 전력, 주파수 대역의 스케일팩터 또는 주파수 대역의 마스킹 문턱치(masking threshold) 인 것이 바람직하다.

상기 스케일팩터는 각 주파수 대역에 속하는 샘플들 중 가장 큰 절대값을 가지는 샘플의 값이다. 상기 마스킹 문턱치란 오디오 신호들의 상호 작용으로 인해 인간이 들어도 느끼지 못하는 신호의 최대 크기를 말하는 것으로, 오디오 신호 부호화에 있어서 통상적으로 사용되는 청각심리모델(Psychoacoustic model)에 있어 오디오신호들 중에서 서로간의 간섭에 의해 어떤 신호가 다른 신호를 마스킹 함으 로써 인간이 듣기에 전혀 느끼지 못하는 마스킹 현상과 관련된 값이다.

상기 할당비트수추출부는 입력되는 신호의 주파수 대역별 특징 값을 주소값으로 계산하고, 룩업테이블로부터 상기 계산된 주소값에 대응되는 할당비트수를 추출한다. 상기 룩업테이블에 저장된 할당비트수들은, 양자화가 적절히 수행될 수 있도록 청각심리모델에 입각해 주파수 대역의 특징 값에 따라 미리 계산되어 저장되는 것이 바람직하다.

상기 양자화제어부(150)에 대한 또 다른 실시예로, 상기 양자화 제어부는 복수의 룩업테이블(미도시), 룩업테이블선택부(미도시) 및 할당비트수추출부(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 복수의 룩업테이블들은 입력되는 디지털 신호의 특성에 따라 서로 다른 할당비트수들을 저장하고 있으며, 상기 룩업테이블선택부는 입력되는 디지털 신호의 특성을 계산하여 상기 복수의 룩업테이블 중 상기 계산된 특성에 맞는 룩업 테이블을 선택한다. 상기 할당비트수추출부는 디지털 신호의 주파수 대역별 특징 값을 주소값으로 계산하고, 상기 선택된 룩업테이블로부터 상기 계산된 주소값에 대응되는 할당비트수를 추출한다. 상기 디지털 신호의 특성은 주파수 대역으로 분할된 샘플들의 분포도인 것이 바람직하다.

상기 비트스트림생성부(140)는 상기 양자화된 저주파 대역 신호들과 상기 유사도분석부(110)에서 계산된 고주파 대역들의 특성 값들 및 상기 유사도분석부(110)에서 생성된 각 고주파 대역에 대응하는 유사 저주파 대역 정보를 비트스트림으로 생성하여 전송한다(1150단계). 상기 비트스트림생성부(140)는 입력되는 신호들을 무 손실 부호화 및 비트 패킹(bit packing)한 후, 상기 비트 패킹된 결과를 비트스트림 형태로 변환하는 것이 바람직하며, 상기 무 손실 부호화를 위해 허프만 인코딩(Huffman encoding)을 사용하는 것이 바람직하다.

도 2는 도 1의 유사도분석부(110)에 대한 실시예를 블록도로 도시한 것으로, 도시된 유사도분석부는 대역유사도계산부(200), 대역검출부(210), 대역유사도판단부(220) 및 유사정보생성부(230)를 포함하여 이루어진다. 도 2에 도시된 유사도분석부의 동작을 도 11에 도시된 흐름도와 결부시켜 설명하기로 한다.

상기 대역유사도계산부(200)는 고주파 대역 각각에 대해, 모든 저주파 대역들과의 유사도를 계산한다(1200단계). 상기 대역유사도계산부(200)는 상기 고주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플의 값들이 이루는 곡선의 형태와 상기 저주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플의 값들이 이루는 곡선의 형태가 서로 유사한 정도를 수치로 표현하는 것이 바람직하다.

도 3a ~ 3d는 상기 대역간 유사도를 구하는 방법에 대한 실시예를 설명하기 위해 주파수 대역에 속하는 샘플들의 값들을 그래프로 도시한 것이다. 도 3a는 6 ~ 9번째 대역들에 대한 샘플 값들, 도 3b는 10 ~ 13번째 대역들에 대한 샘플 값들, 도 3c는 14 ~ 17번째 대역들에 대한 샘플 값들, 도 3d는 18 ~ 21번째 대역들에 대한 샘플 값들을 나타내는 도면이고, 각 도면에서 횡축은 시간을 나타내고 종축은 샘플 값들을 나타내며, 도 3a ~ 3d에 도시된 각 도면에 표시된 1 ~ 16은 시간 영역상의 인덱스를 나타낸다.

도 3b에 도시된 10번째 대역(10th) 이상의 주파수 대역들을 고주파 대역으로 가정하면, 고주파 대역들 중에서 도 3c에 도시된 14번째 대역(14th)에 속하는 샘플 들이 이루는 곡선의 형태와 저주파 대역들 중 도 3a에 도시된 7번째 대역(7th)에 속하는 샘플들이 이루는 곡선의 형태가 매우 유사함을 알 수 있다. 상기와 같은 경우, 상기 고주파 대역인 7번째 대역과 상기 저주파 대역인 14번째 대역의 유사도가 높다.

상기 고주파 대역과 저주파 대역간 유사도는 다음의 수학식 3에 의해 구해지는 것이 바람직하다.

상기 수학식 3에서, abs()는 ()의 절대값을 의미하고, sb1은 상기 저주파 대역의 인덱스로서 0 ~ k-1중 하나이고, k는 상기 저주파 대역에 속하는 상기 저주파 대역들의 개수를 의미한다. 상기 sb2는 상기 고주파 대역의 인덱스를 나타내고, I는 상기 저주파 대역과 고주파 대역들에 속하는 시간 영역 샘플의 개수를 나타낸다. 상기 samp[sb1][i]는 sb1 번째 저주파 대역에 있는 i번째 시간 영역 샘플 값을 나타내고, samp[sb2][i]는 sb2 번째 고주파 대역에 있는 i번째 시간 영역 샘플 값을 나타낸다.

상기 대역검출부(210) 상기 대역유사도계산부(200)로부터 고주파 대역과 저주파 대역간 유사도를 입력으로 받아, 각 고주파 대역에 대해 가장 큰 유사도를 가 지는 저주파 대역을 검출한다(1210단계).

각 고주파 대역에 대해, 상기 대역유사도판단부(220)는 상기 검출된 유사 저주파 대역과의 유사도가 소정의 유사도 값(a) 이상인지 여부를 판단하여 판단 결과를 출력한다(1220단계). 상기 유사도가 a 이상인 경우, 상기 유사정보생성부(230)는 상기 고주파 대역에 대해 유사한 저주파 대역이 존재한다는 정보를 생성하고, 상기 고주파 대역의 인덱스와 상기 검출된 유사 저주파 대역의 인덱스를 대응시켜 유사 저주파 대역 정보를 생성한다(1230단계). 상기 유사도가 a 미만인 경우, 상기 유사정보생성부(230)는 상기 고주파 대역에 대해 유사한 저주파 대역이 존재하지 않는다는 정보를 생성한다(1240단계). 상기 유사 저주파 대역 존재 여부에 대한 정보는, 고주파 대역별로 1 bit의 모드(mode) 비트를 두어, 유사한 저주파 대역이 존재하는 경우 모드 비트를 1로 생성하고, 유사한 저주파 대역이 존재하지 않는 경우 모드 비트를 0으로 생성하는 것이 바람직하다.

도 4는 도 1의 LS부호화부(120)의 동작에 대한 실시예를 블록도로 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 LS부호화부(120)는 채널유사도분석부(400) 를 더 구비하는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 LS부호화부(120)의 동작을 도 12에 도시된 흐름도와 결부시켜 설명하기로 한다.

상기 채널유사도분석부(400)는 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호 간 유사도를 계산한다(1300단계). 상기 채널유사도분석부(400)는 상기 주파수대역분할부(100)에서 분할된 주파수 대역별로 상기 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호 간 유사도를 계산하는 것이 바람직하다.

상기 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호 사이의 유사도는, 상기 두 채널 신호의 평균 파워의 비율, 스케일팩터의 비율 또는 마스킹 문턱치의 비율로 계산되는 것이 바람직하다. 상기 평균 파워는 채널 신호의 각 주파수 대역에 속하는 샘플(sample)들의 평균 파워이다.

상기 계산된 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호간 평균 파워의 비율, 스케일팩터의 비율 또는 마스킹 문턱치의 비율이 1에 가까울 수록 상기 두 채널간 유사도가 높은 것이다.

상기 채널유사도분석부(400)는 상기 계산된 유사도가 소정의 채널 유사도 값(b) 이상인지 여부를 판단하여, 이상인 경우 상기 LS부호화부(120)가 상기 좌, 우 채널 신호의 LS 부호화를 수행하도록 하는 신호를 생성하여 출력한다(1310단계). 바람직하게는, 상기 계산된 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호간 평균 파워의 비율, 스케일팩터의 비율 또는 마스킹 문턱치의 비율이 1을 중심으로 소정의 범위에 속하는 경우 상기 LS부호화기(120)가 부호화를 수행하도록 한다. 예를 들어, 상기 계산된 비율의 값이 1을 중심으로 ±0.1 이내의 범위에 속하는 경우, 즉 계산된 비율이 0.9부터 1.1 사이에 속하는 경우 상기 LS부호화기(120)가 부호화를 수행하도록 한다. 상기 계산된 유사도가 소정의 채널 유사도 값(b) 미만인 경우에는, LS 부호화를 하지 아니하고 채널별로 그대로 출력하여, 이후 부호화 단계에서 채널별로 각각 처리되도록 한다.

도 6은 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호 사이의 평균 파워의 비율에 대한 제1실시예를 그래프로 도시한 것이다. 도 6에 도시된 두 채널 간 평균 파워의 비율 은 1로부터 멀리 떨어진 0에서부터 8에 가까운 값들을 가지므로, 도시된 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호간 유사도가 낮음을 알 수 있다. 따라서 도시된 스테레오 신호는 스테레오 성분이 많이 포함되어 있으므로, 상기 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 각 채널에 대해 양자화하는 것이 바람직하다.

도 7은 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호 사이의 평균 파워의 비율에 대한 제2실시예를 그래프로 도시한 것이다. 도 7에 도시된 두 채널 간 평균 파워의 비율은 1에 가까운 값들을 가지므로, 도시된 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호간 유사도가 높음을 알 수 있다. 따라서 도시된 스테레오 신호는 모노 성분이 많이 포함되어 있으므로, 상기 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호를 상기한 LS 부호화 방법에 의해 제1신호와 제2신호로 부호화하여 중복 성분을 제거한 후, 양자화하는 것이 바람직하다.

도 8은 LS 부호화에 따른 좌측 채널 신호와 제1신호의 분포도 변화를 도시한 그래프로, 하나의 주파수 대역에 대해 좌측 채널 신호와 제1신호의 SR_Index를 구한 것이다. 상기 구해진 SR_Index가 클수록 전체 신호에 대해 해당 주파수 대역에 속하는 신호가 차지하는 비중이 작은 것이다. 따라서 좌측 채널 신호를 제1신호로 LS 부호화하는 경우, 해당 주파수 대역의 비중이 증가하는 것을 알 수 있다.

도 9는 LS 부호화에 따른 우측 채널 신호와 제2신호의 분포도 변화를 도시한 그래프로, 하나의 주파수 대역에 대해 우측 채널 신호와 제2신호의 SR_Index를 구한 것이다. 도시된 바에 따르면 우측 채널 신호와 좌측 채널 신호의 조합을 이용하여 제2신호로 LS 부호화하는 경우, 우측 채널 신호보다 제2신호의 해당 주파수 대 역의 비중이 매우 감소하는 것을 알 수 있다.

상기 도 8과 도 9에 도시된 바에 따르면, 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호의 유사도가 큰 경우, LS 부호화를 함으로써 채널 간 중복 정보를 제거하여 신호의 비트수를 감소시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 디지털 신호의 복호화 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다. 도 13는 본 발명에 따른 다채널 디지털 신호 복호화 장치의 전체적인 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 복호화장치는 비트스트림해석부(1400), 역양자화부(1410), LS복호화부(1420), 고주파신호생성부(1430) 및 대역합성부(1440)를 포함하여 이루어진다. 도시된 복호화장치의 동작을 도 15에 도시된 본 발명에 따른 복호화 방법을 나타내는 흐름도와 결부시켜 설명하기로 한다.

상기 비트스트림해석부(1400)는 복호화하고자 하는 다채널 디지털 신호에 대한 정보가 담긴 복수개의 비트스트림을 입력받아, 상기 각각의 비트스트림으로부터 양자화된 저주파 대역 신호, 고주파 대역들의 양자화된 특징 값들 및 고주파 대역들에 대응되는 유사 저주파 대역 정보들을 추출한다(1600단계). 상기 비트스트림에 주파수 대역 각각의 양자화를 위한 할당비트수 정보가 포함된 경우, 상기 비트스트림해석부(1400)는 상기 비트스트림으로부터 상기 할당비트수 정보를 추출하는 것이 바람직하다.

상기 역양자화부(1410)는 상기 추출된 양자화된 저주파 대역 신호와 고주파 대역들의 양자화된 특징 값들을 역양자화한다(1610단계). 상기 1600단계에서 상기 비트스트림으로부터 할당비트수 정보가 추출된 경우, 상기 역양자화부(1410)는 상기 각 주파수 대역의 할당비트수를 이용하여 상기 양자화된 저주파 대역 신호를 역양자화하는 것이 바람직하다.

상기 LS복호화부(1420)는 상기 역양자화부(1410)로부터 역양자화된 각 비트스트림의 저주파 대역 신호들을 입력받아 다채널 저주파 신호들로 LS복호화한다(1620단계). 이하에서는, 상기 LS복호화방법에 대한 일실시예로 제1, 2 비트스트림 신호를 입력받아 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호로 복호화하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

상기 제1, 2 비트스트림 신호가 상기 수학식 1에 의해 LS부호화된 경우, 상기 LS복호화부(1420)는 다음의 수학식 4의 행렬 계산에 의해 제1, 2 비트스트림 신호를 입력받아 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호로 복호화한다.

상기 제1, 2 비트스트림 신호가 상기 수학식 2에 의해 LS부호화된 경우, 상기 LS복호화부(1420)는 다음의 수학식 5의 행렬 계산에 의해 제1, 2 비트스트림 신호를 입력받아 좌측 채널 신호와 우측 채널 신호로 복호화한다.

3개 이상의 비트스트림을 입력받는 경우에도 상기 3개 이상의 비트스트림 중 제1 소정 비트스트림 신호와 제2 소정 비트스트림 신호를 상기 방법에 따라 제1 소정 채널 신호와 제2 소정 채널 신호로 복호화함으로써, 복수의 비트스트림 신호를 복수의 채널을 가지는 다채널 신호로 복호화할 수 있다.

상기 고주파신호생성부(1430)는 상기 비트스트림해석부(1400)로부터 입력된 각 고주파 대역에 대한 유사 저주파 대역 정보, 상기 역양자화부(1410)로부터 입력된 각 고주파 대역의 특징 값, 상기 LS부호화부(1420)로부터 입력된 저주파 대역 신호를 이용하여 저주파 대역 신호를 생성한다(1630단계). 상기 고주파신호생성부(1430)는 각 채널별로 상기 1630단계를 수행하여, 모든 채널에 대해 고주파 대역 신호를 생성한다.

상기 대역합성부(1440)는 상기 LS부호화부(1420)로부터 입력된 저주파 대역 신호와 상기 고주파신호생성부(1430)로부터 입력된 고주파 대역 신호를 합성하여 복호화된 디지털 신호를 생성한다(1640단계). 상기 대역합성부(1440)는 각 채널별로 상기 1640단계를 수행하여, 다채널 디지털 신호를 생성한다.

도 14는 도 13의 고주파신호생성부(1430)에 대한 실시예를 블록도로 도시한 것으로, 도시된 고주파신호생성부는 유사검사부(1500), 신호복제부(1510), 신호변환부(1520) 및 랜덤노이즈생성부(1530)를 포함하여 이루어진다.도 14에 도시된 고주파신호생성부(1430)의 동작을 도 16에 도시된 흐름도와 결부시켜 설명하기로 한다.

상기 유사검사부(1500)는 신호를 생성하고자 하는 고주파 대역에 유사 저주 파 대역이 있는지 여부를 확인한다(1700단계). 각 고주파 대역의 유사 저주파 대역 존재여부에 대한 정보가 상기 비트스트림에 포함되어 있는 경우, 상기 비트스트림해석부(1400)는 상기 비트스트림으로부터 각 고주파 대역의 유사 저주파 대역 존재여부에 대한 정보를 추출하고, 상기 유사검사부(1500)는 상기 추출된 정보를 이용하여 각 고주파 대역에 유사 저주파 대역이 있는지 여부를 확인하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 유사검사부(1500)는 고주파 대역에 대한 모드 비트(mode)가 1인 경우에는 상기 고주파 대역과 유사한 저주파 대역이 존재하는 것으로 확인하고, 고주파 대역에 대한 모드 비트(mode)가 0인 경우에는 상기 고주파 대역과 유사한 저주파 대역이 존재하지 않는 것으로 확인하는 것이 바람직하다.

상기 신호복제부(1510)는 생성하고자 하는 고주파 대역에 유사 저주파 대역이 있는 경우, 상기 유사 저주파 대역에 대한 정보를 입력받아 상기 정보에 대응되는 저주파 대역 신호를 복제한다(1710단계). 상기 신호변환부(1520)는 상기 고주파 대역의 특징 값을 입력받아, 상기 복제된 신호를 상기 특징 값에 맞추어 변환하여 상기 고주파 대역의 신호를 생성한다(1720단계). 예를 들어, 상기 특징 값이 상기 고주파 대역의 전력인 경우 상기 전력 값을 가지도록 상기 복제된 신호를 변환하고, 상기 특징 값이 상기 고주파 대역의 스케일팩터인 경우 상기 스케일팩터 값을 가지도록 상기 복제된 신호를 변환하고

상기 랜덤노이즈생성부(1310)는 생성하고자 하는 고주파 대역에 유사 저주파 대역이 없는 경우, 랜덤 노이즈 치환 방식(RNS, Random Noise Substitution)을 이용하여 상기 고주파 대역의 신호를 생성한다(1730단계). 랜덤 노이즈 치환 방식은 상기 고주파 대역 신호를 고주파 대역의 특징 값만을 이용하여 랜덤 하게 생성하는 방법이다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

상술한 바와 같이, 다채널 디지털 신호를 부호화/복호화하는 경우, 주파수 대역간 유사도와 채널간 유사도를 이용함으로써, 일정 수준의 음질을 유지하면서 부호화 장치로부터 복호화 장치로 전송되는 신호의 크기를 줄일 수 있으며, 고주파 신호를 효율적으로 부호화 및 복호화시킬 수 있어 안정적이고 자연스러운 음질을 제공할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

2개 이상의 다채널로 이루어진 디지털 신호를 부호화하는 방법에 있어서,

상기 다채널 신호를 소정의 개수의 주파수 대역으로 분할하는 단계;

상기 주파수 대역들의 시간영역에서 각각의 주파수 대역에 속하는 샘플 값을 기준으로, 소정 주파수 이상의 고주파 대역 각각에 대해 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역들 중 가장 유사한 대역을 검출하는 단계;

상기 고주파 대역들의 소정의 특징값을 구하는 단계;

상기 다채널 신호 중 제1소정 채널의 신호를 이용해 제1소정 연산을 수행하여 제1신호를 생성하고, 상기 제1소정 채널 신호와 상기 다채널 신호 중 제2소정 채널 신호의 조합으로 제2소정 연산을 수행하여 제2신호를 생성하는 단계;

상기 생성된 제1신호와 제2신호 중 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역에 속하는 신호와 상기 구해진 고주파 대역들의 특징값을 양자화하는 단계; 및

상기 검출된 유사 저주파 대역 정보와 상기 양자화된 저주파 대역 신호 및 고주파 대역들의 특징값을 비트스트림으로 생성하는 단계를 포함하는 것을 디지털 신호 부호화 방법.
제1항에 있어서, 상기 유사 저주파 대역을 검출하는 단계는

상기 고주파 대역 각각에 대해, 상기 저주파 대역들과의 유사도를 구하는 단계;

상기 구해진 유사도가 가장 큰 저주파 대역을 검출하는 단계; 및

상기 검출된 저주파 대역과 상기 고주파 대역 간 유사도가 소정 값 이상인지 여부를 확인하여, 소정 값 이상인 경우 상기 검출된 저주파 대역에 대한 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제2항에 있어서,

상기 검출된 저주파 대역과 상기 고주파 대역 간 유사도가 소정 값 미만인 경우, 유사 저주파 대역이 존재하지 않는다는 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제2항에 있어서, 상기 유사도는

상기 고주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플(sample)의 값들을 연결한 곡선의 형태와 상기 저주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플의 값들을 연결한 곡선의 형태의 유사도인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제2항에 있어서, 상기 유사도는 아래의 수학식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.

(상기 수학식에서, abs()는 ()의 절대값을 의미하고, sb1은 상기 저주파 대역의 인덱스로서 0 ~ k-1중 하나이고, k는 상기 저주파 대역에 속하는 상기 저주파 대역들의 개수를 의미하고, sb2는 상기 고주파 대역의 인덱스를 나타내고, I는 상기 저주파 대역과 고주파 대역들에 속하는 시간 영역 샘플의 개수를 나타내고, samp[sb1][i]는 sb1 번째 저주파 대역에 있는 i번째 시간 영역 샘플을 나타내고, samp[sb2][i]는 sb2 번째 고주파 대역에 있는 i번째 시간 영역 샘플을 나타낸다.)
제1항에 있어서, 상기 소정의 특징값은

상기 고주파 대역의 전력과 스케일팩터(scale factor) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1신호는

상기 제1소정 채널의 신호와 동일한 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2신호는

상기 제1, 2소정 채널 신호 간 차 신호인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1, 2신호를 생성하는 단계는

상기 제1소정 채널 신호와 제2소정 채널 신호 간 유사도를 계산하는 단계; 및

상기 유사도가 소정의 값 이상인 경우, 상기 다채널 신호를 제1신호와 제2신호로 부호화하는 단계를 포함하며,

상기 제1신호는 상기 제1소정 채널 신호와 제2소정 채널 신호 중 어느 하나를 이용하여 연산되며, 상기 제2신호는 상기 제1, 2소정 채널 신호의 조합을 이용하여 연산되는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제9항에 있어서, 상기 유사도를 계산하는 단계는

상기 제1소정 채널 신호와 상기 제2소정 채널 신호 간 전력, 스케일팩터, 마스킹 문턱치(masking threshold) 중 어느 하나의 비율을 계산하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제10항에 있어서, 상기 부호화 단계는

상기 계산된 비율이 1을 중심으로 소정의 범위 내의 값인 경우, 상기 다채널 신호를 제1신호와 제2신호로 부호화하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제1항에 있어서,

상기 분할된 대역들에 대해 양자화 비트 수를 할당하는 단계를 더 구비하고,

상기 양자화 단계는

상기 할당된 비트 수에 따라 상기 생성된 제1신호와 제2신호 중 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역에 속하는 신호를 양자화하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 방법.
제1 비트스트림 및 제2 비트스트림을 입력받아 제1 채널 신호 및 제2채널 신호로 이루어진 디지털 신호로 복호화하는 방법에 있어서,

상기 제1 비트스트림 및 제2 비트스트림으로부터 양자화된 저주파 대역 신호, 고주파 대역들의 양자화된 특징값, 상기 고주파 대역들의 유사한 저주파 대역에 대한 정보를 추출하는 단계;

상기 추출된 양자화된 저주파 대역 신호와 고주파 대역의 양자화된 특징값들을 역양자화하는 단계;

상기 역양자화된 제1 비트스트림의 저주파 대역 신호로 제1소정 연산을 수행하여 제1채널의 저주파 대역 신호를 생성하고, 상기 제1 비트스트림 및 제2 비트스트림의 저주파 대역 신호의 조합으로 제2소정 연산을 수행하여 제2채널의 저주파 대역 신호를 생성하는 단계; 및

상기 생성된 제1 채널 및 제2 채널의 저주파 대역 신호, 상기 역양자화된 고주파 대역의 특징값, 상기 추출된 고주파 대역의 유사 저주파 대역 정보를 이용하여 제1 채널 및 제2 채널의 고주파 대역 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 방법.
제13항에 있어서, 상기 제1채널 저주파 대역 신호는

상기 역양자화된 제1 비트스트림의 저주파 대역 신호와 동일한 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 방법.
제13항에 있어서, 상기 제2채널 저주파 대역 신호는,

상기 역양자화된 제1 비트스트림 및 제2 비트스트림의 저주파 대역 신호 간 차 신호인 것을 특징으로 하는　디지털 신호 복호화 방법.
제13항에 있어서, 상기 고주파 대역 신호를 생성하는 단계는,

각 고주파 대역에 대해,

상기 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역의 역양자화된 신호를 복제하는 단계; 및

상기 복제된 신호를 상기 역양자화된 특징값을 가지는 고주파 대역 신호로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 방법.
제13항에 있어서, 상기 고주파 대역 신호를 생성하는 단계는,

상기 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역이 없는 경우,

상기 고주파 대역의 역양자화된 특징값만을 이용하여 고주파 대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 방법.
제13항에 있어서, 상기 고주파 대역의 특징값은

상기 고주파 대역의 전력과 스케일팩터 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 방법.
제13항에 있어서, 상기 역양자화 단계는

상기 제1 비트스트림 및 제2 비트스트림으로부터 각 주파수 대역의 양자화 할당 비트 수를 추출하는 단계; 및

상기 추출된 할당 비트 수를 이용하여, 상기 추출된 양자화된 저주파 대역 신호를 역양자화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 방법.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램으로 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
2개 이상의 다채널로 이루어진 디지털 신호를 부호화하는 장치에 있어서,

상기 다채널 신호를 소정의 개수의 주파수 대역으로 분할하는 주파수대역분할부;

상기 분할된 주파수 대역들 중 소정 주파수 이상의 고주파 대역 각각에 대해, 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역들 중 가장 유사한 대역을 검출하여 상기 검출된 유사 저주파 대역 정보를 생성하고, 소정의 특징값을 구하는 유사도분석부;

상기 다채널 신호 중 제1소정 채널의 신호를 이용해 제1소정 연산을 수행하여 제1신호를 생성하고, 상기 제1소정 채널 신호와 상기 다채널 신호 중 제2소정 채널 신호의 조합으로 제2소정 연산을 수행하여 제2신호를 생성하는 LS부호화부;

상기 생성된 제1신호와 제2신호 중 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역에 속하는 신호와 상기 구해진 고주파 대역들의 특징 값을 양자화하는 양자화부; 및

상기 생성된 유사 저주파 대역 정보와 상기 양자화된 저주파 대역 신호 및 고주파 대역들의 특징 값을 비트스트림으로 생성하는 비트스트림생성부를 포함하는 것을 디지털 신호 부호화 장치.
제21항에 있어서, 상기 유사도분석부는

상기 고주파 대역 각각에 대해, 상기 저주파 대역들과의 유사도를 구하는 대역유사도계산부;

상기 구해진 유사도가 가장 큰 저주파 대역을 검출하는 대역검출부;

상기 검출된 저주파 대역과 상기 고주파 대역 간 유사도가 소정 값 이상인지 여부를 판단하는 대역유사도판단부; 및

상기 고주파 대역 간 유사도가 소정 값 이상인 경우 상기 검출된 저주파 대역에 대한 정보를 생성하고, 상기 소정 값 미만인 경우 유사 저주파 대역이 존재하지 않는다는 정보를 생성하는 유사정보생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
제21항에 있어서, 상기 유사도는

상기 고주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플의 값들을 연결한 곡선의 형태와 상기 저주파 대역에 속하는 시간 영역 샘플의 값들을 연결한 곡선의 형태의 유사도인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
제21항에 있어서, 상기 유사도는 아래의 수학식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.

(상기 수학식에서, abs()는 ()의 절대값을 의미하고, sb1은 상기 저주파 대역의 인덱스로서 0 ~ k-1중 하나이고, k는 상기 저주파 대역에 속하는 상기 저주파 대역들의 개수를 의미하고, sb2는 상기 고주파 대역의 인덱스를 나타내고, I는 상기 저주파 대역과 고주파 대역들에 속하는 시간 영역 샘플의 개수를 나타내고, samp[sb1][i]는 sb1 번째 저주파 대역에 있는 i번째 시간 영역 샘플을 나타내고, samp[sb2][i]는 sb2 번째 고주파 대역에 있는 i번째 시간 영역 샘플을 나타낸다.)
제21항에 있어서, 상기 소정의 특징값은

상기 고주파 대역의 전력과 스케일팩터(scale factor) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
제21항에 있어서, 상기 제1신호는

상기 제1소정 채널의 신호와 동일한 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
제21항에 있어서, 상기 제2신호는

상기 제1소정 채널 신호 및 제2소정 채널 신호 간 차 신호인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
제21항에 있어서,

상기 제1소정 채널 신호 및 제2 소정 채널 신호 간 유사도를 구하고, 상기 구해진 유사도가 소정의 값 이상인 경우 상기 LS부호화부를 동작시키는 신호를 생성하여 출력하는 채널유사도분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
제28항에 있어서, 상기 제1소정 채널 신호 및 제2 소정 채널 신호 간 유사도는

상기 제1소정 채널 신호와 상기 제2소정 채널 신호 간 전력, 스케일팩터, 마스킹 문턱치(masking threshold) 중 어느 하나의 비율인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
제21항에 있어서,

상기 분할된 대역들에 대해 양자화 비트수를 할당하는 양자화제어부를 더 구비하고,

상기 양자화부는

상기 할당된 비트 수에 따라 상기 생성된 제1신호와 제2신호 중 상기 소정 주파수 미만의 저주파 대역에 속하는 신호를 양자화하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 부호화 장치.
제1 비트스트림 및 제2 비트스트림을 입력받아 제1채널 신호 및 제2채널 신호로 이루어진 디지털 신호로 복호화하는 장치에 있어서,

상기 제1 비트스트림 및 제2 비트스트림으로부터 양자화된 저주파 대역 신호, 고주파 대역들의 양자화된 특징값, 상기 고주파 대역들의 유사한 저주파 대역에 대한 정보를 추출하는 비트스트림해석부;

상기 추출된 양자화된 저주파 대역 신호와 고주파 대역의 양자화된 특징값들을 역양자화하는 역양자화부;

상기 역양자화된 제1 비트스트림의 저주파 대역 신호로 제1소정 연산을 수행하여 제1채널의 저주파 대역 신호를 생성하고, 상기 제1 비트스트림 및 제2 비트스트림의 저주파 대역 신호의 조합으로 제2소정 연산을 수행하여 제2채널의 저주파 대역 신호를 생성하는 LS복호화부; 및

상기 생성된 제1채널 및 제2채널의 저주파 대역 신호, 상기 역양자화된 고주파 대역의 특징값, 상기 추출된 고주파 대역의 유사 저주파 대역 정보를 이용하여 제1채널 및 제2채널의 고주파 대역 신호를 생성하는 고주파신호생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 장치.
제31항에 있어서, 상기 제1채널 저주파 대역 신호는

상기 역양자화된 제1 비트스트림의 저주파 대역 신호와 동일한 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 장치.
제31항에 있어서, 상기 제2채널 저주파 대역 신호는,

상기 역양자화된 제1 비트스트림 및 제2 비트스트림의 저주파 대역 신호 간 차 신호인 것을 특징으로 하는　디지털 신호 복호화 장치.
제31항에 있어서, 상기 고주파신호생성부는,

상기 역양자화된 저주파 대역 신호와 상기 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역 정보를 입력받아. 각 고주파 대역에 대해 유사한 저주파 대역 신호를 복제하는 신호복제부; 및

상기 복제된 신호들과 상기 고주파 대역의 역양자화된 특징값들을 입력받아, 각 고주파 대역에 대해 상기 복제된 신호를 상기 입력된 특징 값을 가지는 고주파 대역 신호로 변환하는 신호변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 장치.
제31항에 있어서, 상기 고주파신호생성부는,

상기 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역 정보와 상기 고주파 대역의 역양자화된 특징 값을 입력받아. 고주파 대역에 대응되는 유사 저주파 대역이 없는 경우 상기 고주파 대역의 역양자화된 특징값만을 이용하여 고주파 대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 장치.
제31항에 있어서, 상기 고주파 대역의 특징값은

상기 고주파 대역의 전력과 스케일팩터 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 장치.
제31항에 있어서, 상기 비트스트림해석부는

상기 제1 비트스트림 및 제2 비트스트림으로부터 양자화된 저주파 대역 신호, 고주파 대역들의 양자화된 특징값, 상기 고주파 대역들의 유사한 저주파 대역에 대한 정보 및 각 주파수 대역의 양자화 할당 비트수를 추출하고,

상기 역양자화부는

상기 추출된 할당 비트수를 이용하여, 상기 추출된 양자화된 저주파 대역 신호를 역양자화하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 복호화 장치.