KR100780268B1

KR100780268B1 - 디지털신호 부호화장치 및 방법, 디지털신호 복호장치 및방법과 디지털신호 전송시스템

Info

Publication number: KR100780268B1
Application number: KR1020027003122A
Authority: KR
Inventors: 노구찌마사요시; 이치무라겐
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2007-11-28
Also published as: US7113118B2; CN1386326A; EP1304809A1; JP2002043945A; EP1304809A4; WO2002007321A1; KR20020035590A; US20020171501A1; DE60116497D1; CN1166070C; DE60116497T2; EP1304809B1

Abstract

본 발명은, 델타시그마변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호를 부호화하는 디지털신호 부호화장치이며, 스크램블러(L4) 및 스크램블러(R5)의 스크램블출력을 합성하는 채널합성기(6)와, 채널합성기(6)의 출력신호에 위상변조처리를 실시하는 위상변조기(7)와, SYNC 타이밍생성기(9)에서 생성된 SYNC 타이밍신호를 받아서, 위상변조기(7)의 변조출력에 SYNC신호를 삽입하고 동기패턴을 생성하는 동시에, 동기패턴을 보정처리하는 SYNC 신호부가 & 보정처리부(8)와, SYNC 신호부가 & 보정처리부(8)를 거친 위상변조기(7)의 위상변조출력 중, 2채널의 단위로 역상성분데이터를 재배열하여 1비트 오디오신호의 관련정보데이터를 부가하는 정보데이터 부가부(11)를 갖춘다.

Description

디지털신호 부호화장치 및 방법, 디지털신호 복호장치 및 방법과 디지털신호 전송시스템{Digital signal encoding apparatus and method, digital signal decoding apparatus and method, and digital signal transmission system}

본 발명은, 델타시그마 변조된 1비트 신호를 부호화하는 디지털신호 부호화장치 및 방법, 디지털신호 부호화장치 및 방법에 의해 부호화된 부호화신호를 복호하는 디지털신호 복호장치 및 방법과 디지털신호 전송시스템에 관한 것이다.

△∑변조된 고속1비트·오디오신호는, 종래의 디지털오디오로 사용되어온 데이터의 포맷, 예를 들면 샘플링주파수 44.1kHz, 데이터길이 16비트의 데이터 포맷에 비해서, 상당히 높은 샘플링주파수와 짧은 데이터길이, 예를 들면 샘플링주파수가 44.1kHz의 64배이고 데이터길이가 1비트라는 형태를 하고 있고, 넓은 전송가능 주파수대역을 장점으로 하고 있다. 또, △∑변조에 의해 1비트 신호라도 64배라는 오버 샘플링주파수에 대하여 저역인 오디오대역에 있어서, 높은 다이내믹 레인지도 확보할 수 있다. 이 특징을 살려서 고음질의 리코더나 데이터전송에 응용할 수 있다.

△∑변조회로 자체는 특별히 새로운 기술은 아니고, 회로구성이 IC화에 적합해 있고, 또 비교적 간단히 AD변환의 정밀도를 얻을 수 있는 것이기 때문에 종래부터 AD컨버터의 내부 등에서는 잘 쓰이고 있는 회로이다.

△∑변조된 신호는, 간단한 아날로그 로패스필터를 통과시킴으로써, 아날로그 오디오신호로 복귀시킬 수 있다.

이 △∑변조된 1비트 오디오신호를 전송하는 경우, 전송로 및 전송회로에 의한 복사노이즈가 발생하고, 아날로그 오디오부에 혼입하여 악영향을 준다. 이 문제를 해결하기 위해, 본건 출원인은 일본 특개평9-186728호 공보「신호전송장치 및 방법」에서, 전송신호와 그 역상(逆相)신호를 2배의 레이트로 교대로 전송하는 위상변조방식을 개시하였다. 이 방식에 의해, 데이터레이터에 대하여 충분히 저역인 아날로그 오디오성분은 역상신호로 캔슬되어서, 그 레벨이 충분히 억압된다.

이 △∑변조된 1비트 오디오신호를 전송하는 경우, 오리지널신호성분인 음악신호에 가하여, 데이터의 성질 등의 정보데이터도 합쳐서 전송 가능한 전송방식이 바람직스럽다.

음악신호성분과 정보데이터를 합쳐서 전송하는 경우, 그 전송레이트는 그 처리의 용이성에서, 음악신호성분의 정수배가 바람직스럽기 때문에 데이터량은 최저라도 2배가되고, 위상변조에 의한 데이터증가분과 합쳐서, 4배의 전송레이트가 필요하게 된다는 문제가 있다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 실정을 감안하여 제안되는 것이며, △∑변조된 1비트 디지털신호 및 정보데이터를 합쳐서 전송할 때, 전송레이트를 억제한 채로 전송신호의 오디오신호 대역성분을 억제하여 고품질의 디지털신호 전송을 가능하게 하는 디지털신호 부호화장치 및 방법, 디지털신호 복호장치 및 방법과 디지털신호 전송시스템의 제공을 목적으로 한다.

본 발명에 관계되는 디지털신호 부호화장치는, 델타시그마(△∑)변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호를 변조하는 디지털신호 부호화장치에 있어서, 오리지널 신호성분인 1비트 신호로 위상변조처리를 실시하여 역상성분데이터를 부가하는 위상변조수단과, 이 위상변조수단에 의해 위상변조처리가 실시되고, 역상성분데이터가 부가된 변조출력 중, n채널 내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 상기 역상성분데이터를 재배열함으로써 상기 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련 정보데이터를, 상기 오리지널 신호성분에 부가하는 정보데이터 부가수단을 갖춘다.

본 발명은, 위상변조를 행한 1비트 신호의 변조에 의한 역상신호성분의 순서를 재배열하여 배치함으로써, 위상변조와 동일한 전송용량, 또한 오디오대역의 신호성분을 감쇠시킨 채로 정보데이터를 삽입하는 것을 가능하게 하였다.

이 디지털신호 부호화장치는, 위상변조수단에 의해 위상변조처리가 실시된 변조출력에, 관련 정보데이터의 부가와는 별도로 일정주기마다 복수샘플로 이루어진 영역을 설치하고, 동 영역내의 역상성분데이터를 오리지널 신호성분인 1비트 신호에 따라서 변환함으로써, 위상변조수단 및 상기 정보데이터 부가수단에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴을 부가하는 동기신호 부가수단을 갖춘다.

이 때문에, 동기패턴으로서 재배열을 행한 1비트 신호에는 존재할 수 없는 패턴을 위상변조에 의한 역상신호성분만을 바꿈으로써 실현하고, 주기적으로 배치하였다. 따라서, 후술하는 디지털신호 복호장치에서는, 동기신호의 자기추출이 가능하게 되기 때문에, 상기 변조신호에서 오리지널신호 및 정보데이터를 복호하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명에 관계되는 디지털신호 부호화방법은, 델타시그마(△∑)변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호를 변조하는 디지털신호 부호화방법에 있어서, 오리지널 신호성분인 1비트 신호로 위상변조처리를 실시하여 역상성분데이터를 부가하는 위상변조공정과, 위상변조공정에 의해 위상변조처리가 실시되고, 역상성분데이터가 부가된 변조출력 중, n채널내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 역상성분데이터를 재배열함으로써, 상기 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련정보데이터를 오리지널 신호성분에 부가하는 정보데이터 부가공정과, 위상변조공정에 의해 위상변조처리가 실시된 변조출력에, 관련정보데이터의 부가와는 별도로 일정주기마다 복수샘플로 이루어진 영역을 설치하고, 동 영역내의 역상성분데이터를 오리지널 신호성분인 1비트 신호에 따라서 변환함으로써, 위상변조공정 및 정보데이터 부가공정에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴을 부가하는 동기신호 부가공정과, 상기 동기신호 부가공정에 의해 동기패턴이 부가됨으로써 생기는 1비트 데이터의 「1」과 「0」의 데이터수의 차분을, 1주기내의 일정영역에 있어서, 동 영역내의 역상성분데이터를 조작함으로써 영으로 하고, 1주기 내에서의 「1」과 「0」의 데이터수를 동수로 하는 보정처리공정을 갖춘다.

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본 발명에 관계되는 디지털신호 복호장치는, 델타시그마(△∑)변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호에 위상변조처리를 실시하고, 역상성분 데이터를 부가한 변조신호를 생성하고, 그 변조신호 중의 n채널내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 역상성분데이터를 재배열하여 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련정보데이터로 하고, 오리지널 신호성분에 부가하여 1비트 데이터열로서 출력하는 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 그 1비트 데이터열을 복호하는 디지털신호 복호장치이며, 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 1비트 데이터열에는, 관련정보데이터의 부가와는 별도로 일정주기마다 복수샘플로 이루어진 영역을 설치하고, 동 영역내의 역상성분데이터를 오리지널 신호성분인 1비트 신호에 따라서 변환함으로써, 위상변조처리 및 정보데이터의 부가처리에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴이 부가되어 있고, 이 동기패턴을 검출함으로써 동기신호를 자기 추출하는 동기신호 검출수단과, 동기신호 검출수단으로 검출된 동기신호에 의거하여, 디지털신호 부호화장치에서 전송된 1비트 데이터열 중의 역상성분데이터의 삽입 위치를 판단하고, 관련정보데이터를 검출하는 정보데이터 검출수단과, 동기신호 검출수단으로 검출된 동기신호에 의거하여, 디지털신호 부호화장치에서 전송된 상기 1비트 데이터열 중의 오리지널 신호성분을 판단하고, 각 채널의 선두데이터에서 2*n샘플마다 신호데이터를 검출하는 신호데이터 검출수단을 갖춘다.

본 발명에 관계되는 디지털신호 복호방법은, 델타시그마(△∑)변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호에 위상변조처리를 실시하고, 역상성분 데이터를 부가한 변조신호를 생성하고, 그 변조신호 중의 n채널내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 역상성분데이터를 재배열하여 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련정보데이터로 하고, 오리지널 신호성분에 부가하여 1비트 데이터열로서 출력하는 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 그 1비트 데이터열을 복호하는 디지털신호 복호방법이며, 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 1비트 데이터열에는, 관련정보데이터의 부가와는 별도로 일정주기마다 복수샘플로 이루어진 영역을 설치하고, 동 영역내의 역상성분데이터를 오리지널 신호성분인 1비트 신호에 따라서 변환함으로써, 위상변조처리 및 상기 정보데이터의 부가처리에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴이 부가되어 있고, 이 동기패턴을 검출함으로써 동기신호를 자기 추출하는 동기신호 검출공정과, 동기신호 검출공정에서 검출된 동기신호에 의거하여, 디지털신호 부호화장치에서 전송된 1비트 데이터열 중의 역상성분데이터의 삽입 위치를 판단하고, 관련정보데이터를 검출하는 정보데이터 검출공정과, 동기신호 검출공정에서 검출된 동기신호에 의거하여, 디지털신호 부호화장치에서 전송된 1비트 데이터열 중의 오리지널 신호성분을 판단하고, 각 채널의 선두데이터에서 2*n샘플마다 신호데이터를 검출하는 신호데이터 검출공정을 갖춘다.

본 발명에 관계되는 디지털신호 전송장치는, 델타시그마(△∑)변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호에 위상변조처리를 실시하고, 역상성분 데이터를 부가한 변조신호를 생성하고, 그 변조신호 중의 n채널내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 역상성분데이터를 재배열하여 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련정보데이터로 하고, 오리지널 신호성분에 부가하여 1비트 데이터열로서 출력하는 디지털신호 부호화장치와, 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 1비트 데이터열에 포함되는 위상변조처리 및 정보데이터의 부가처리에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴을 검출함으로써 동기신호를 자기추출하고, 이 동기신호에 의거하여, 상기 디지털신호 부호화장치에서 전송된 1비트 데이터열 중의 역상성분데이터의 삽입하는 위치를 판단하여 관련정보데이터를 검출하여 복호하고, 동기신호에 의거하여, 상기 1비트 데이터열 중의 오리지널 신호성분을 판단하고, 각 채널의 선두데이터에서 2*n샘플마다 신호데이터를 검출하여 복호하는 디지털신호 복호장치를 갖춘다.

본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에 설명되는 실시예의 설명에서 한층 명백하게 될 것이다.

도 1은, 본 발명에 관계되는 디지털신호 부호화장치가 적용된 디지털 I/O인코드장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는, 도 1에 나타내는 디지털 I/O인코드장치가 출력하는 시리얼 전송데이터의 프레임구성을 나타내는 도면이다.

도 3은, 도 2에 나타낸 프레임구성의 SYNC패턴의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 4는, 도 2에 나타낸 프레임구성의 SYNC 보정영역에서의 보정처리의 개략을 나타내는 도면이다.

도 5는, 도 2에 나타낸 프레임구성의 SYNC 보정영역에서의 보정처리의 플로차트이다.

도 6은, 도 2에 나타낸 프레임구성의 정보데이터 삽입 영역에서의 처리를 나타낸 도면이다.

도 7은, 도 6에 나타낸 정보데이터 삽입 처리의 플로차트이다.

도 8은, 본 발명에 관계되는 디지털신호 복호장치를 적용한 디지털 I/O디코드장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 9는, 도 8에 나타내는 디지털 I/O디코드장치가 행하는 정보데이터의 검출처리를 나타내는 플로차트이다.

도 10은, 본 발명에 의한 시리얼 전송데이터의 변조스펙트럼 특성도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 먼저, 디지털신호 부호화장치 및 방법에 대해서 설명한다. 여기에 나타내는 디지털신호 부호화장치는, △∑변조에 의해 얻은 L, R의 2채널의 1비트 오디오신호를 부호화하는, 도 1에 구성을 나타내는 디지털 I/O인코드장치(1)이다.

이 디지털 I/O인코드장치(1)는, 1비트 오디오신호에 위상변조처리를 실시하는 위상변조기(7)와, 위상변조기(7)의 위상출력 중, 2채널의 단위로 역상성분데이터를 재배열하여, 1비트 오디오신호의 관련정보데이터를 부가하는 정보데이터 부가부(11)를 갖춘다.

디지털 I/O인코드장치(1)는, 입력단자(2)에서 공급되는 1비트의 L채널 오디오신호데이터(A_L)에 스크램블을 거는 스크램블러(L4)와, 입력단자(3)에서 공급되는 R채널 오디오 신호데이터(A_R)에 스크램블을 거는 스크램블러(R5)와, 스크램블러(L4)의 스크램블출력과 스크램블러(R5)의 스크램블출력을 합성하는 채널합성기(6)를 갖춘다. 이 채널합성기(6)의 합성출력에 대하여 위상변조기(7)가 위상변조처리를 실시한다.

디지털 I/O인코드장치(1)는, 위상변조기(7)와 정보데이터 부가처리부(11)와의 사이에, SYNC신호부가 & 보정처리부(8)를 갖춘다. 이 SYNC신호부가 & 보정처리부(8)는, SYNC 타이밍생성기(9)에서 생성된 SYNC 타이밍신호를 받아서, 위상변조기(7)의 변조출력에 SYNC신호를 삽입하고 동기패턴을 생성하는 동시에, 동기패턴을 보정처리한다.

디지털 I/O인코드장치(1)는, 오디오신호에 스크램블을 걸고서, 오디오신호에 관련한 관련정보데이터를 부가하기 위해, 입력단자(2)에서 공급되는 1비트 L채널 오디오신호데이터(A_L) 및 1비트 R채널 오디오신호데이터(A_R)에, 스크램블러(L4) 및 스크램블러(R5)에 의해 스크램블을 걸고, 그후 채널합성기(6) 및 위상변조기(7)에 의해 L, R교대의 1비트 스테레오 오디오신호데이터로 변환하고, 1데이터마다 역상 성분을 갖는 위상변조신호로 변환한다.

여기서, 관련정보데이터는, 오디오신호의 성질 등에 관한 정보데이터이다. 예를 들면, 오디오신호의 보조데이터나 저작권보호정보 등이다. 이 관련정보데이터를 나타내는 0, 1을 본 발명에서는, 상기 역상성분데이터를 재배열함으로써 표현한다.

도 2에는 채널합성기(6) 및 위상변조기(7)를 거쳐서 얻어지는 위상변조 신호데이터 외, 디지털 I/O인코드장치(1)에 의해 출력되는 1비트 데이터열, 즉 시리얼 전송데이터 프레임의 구성을 나타낸다. 2채널의 경우에 대해 나타내고 있다. 1비트 L채널데이터(L1, L2, L3…) 및 1비트 R채널데이터(R1, R2, R3…)는, 스크램블러(L4) 및 스크램블러(5)에 의해 스크램블된 후, 채널합성기(6)로 L1, R1, L2, R2…와 교대로 다시 조립된 1비트 스테레오 데이터열이 된다. 그리고, 이 데이터에 위상변조기(7)로 위상변조를 걸음으로써, L1, XL1, R1, XR1, L2, XL2, R2, XR2, L3…와, 1데이터마다 역상신호가 온다. 이것은, 각 채널데이터에 위상변조를 걸은 것을, 1위상변조 단위마다 교대로 다시 조립한 것과 등가이다. 이 4개의 데이터「L1, XL1, R1, XR1」을 1스테레오 샘플단위로 하고, 64스테레오 샘플을 1프레임으로 한다. 1프레임은, 위상변조영역(1스테레오샘플), SYNC 패턴영역(2스테레오샘플), SYNC 보정영역(13스테레오샘플), 정보데이터 삽입 영역(48스테레오샘플)으로 구성되고, 위상변조영역 이외의 영역의 역상성분데이터는, 다시 변환된다.

다음에, SYNC신호부가 & 보정처리부(8)는, SYNC 타이밍생성기(9)에 의해 생성되는 SYNC 타이밍신호를 받아서, 1프레임 주기마다 후술하는 SYNC패턴을 삽입한다.

도 3은, 도 2에 나타낸 프레임내의 위상변조영역과 SYNC 패턴영역을 구체적으로 나타낸 일 예이다. 1샘플째는 통상의 위상변조인 대로의 신호이고, 오디오신호 데이터(L0, RO)에 의해, 그 역상성분(XLO, XRO)이 결정한다. SYNC 패턴영역은 2샘플단위의 데이터이고, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 오디오신호 성분데이터(L1, R1, L2, R2)의 4개의 데이터에 의한 16가지의 조합에 대응한 16종류의 SYNC 패턴데이터로 변환된다. 이 16종류의 SYNC 패턴데이터는, 위상변조출력 및 상기 관련정보 데이터로서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴이다. 이 동기패턴이 검출됨으로써 후술하는 디지털신호 복호장치에서는, 상기 도 2에 나타낸 프레임의 선두를 검출할 수 있다.

SYNC신호부가 & 보정처리부(8)는, 상기 SYNC 패턴데이터에 대하여, 후술하는 SYNC 보정처리를 행한다. 도 4는, 상기 도 2에 나타낸 프레임내의 SYNC 보정영역의 처리를 구체적으로 나타낸 예이다. 상기 도 3에 나타낸 16종류의 SYNC패턴에 있어서의 각 8개의 데이터의 1과 0의 수는 같지 않다. 「1」의 증감수를((「1」의 개수)-(「0」의 개수))/2로 하면, SYNC패턴의 「1」의 증감수는 +2∼-2이다. SYNC 보정영역에서는, SYNC 패턴영역과 SYNC 보정영역을 합친 영역(계 60개의 데이터)에서의 1과 0의 수가 같게 되도록 보정하기 위한 영역이다.

SYNC신호부가 & 보정처리부(8)에서 행해지는 SYNC 보정처리의 알고리즘을, 도 5의 플로차트에 나타낸다. 먼저, 스텝(S1)에서 「1」의 증감수를 +로 판단한 경우, 스텝(S2)으로 진행하여 SYNC패턴의 선두에서 순번으로 2데이터가 [1, 0] 또는 [0, 1]인지를 판단한다. 이 스텝(S2)에서 상기 2데이터가 [1, 0] 또는 [0, 1]인 (YES)로 판단하면, 스텝(S3)으로 진행하고 SYNC 보정영역에서는 -보정처리가 행해진다. 신호데이터가 [0]일 때, 위상변조 데이터는 [0, 1]이 되는바, 이 데이터를 [0, 0]으로 변환함으로써, 「1」의 증감수가 -1 되어, -보정처리된다. 그리고, 스텝(S4)에서 다음의 2데이터에 대하여 처리를 이행하고, 스텝(S1)으로 복귀한다. 스텝(S2)에서 상기 2데이터가 [1, 0] 또는 [0, 1]이 아닌 (NO)로 판단하면, 스텝(S4)으로 진행한다.

스텝(S1)에서 「1」의 증감수를 -로 판단한 경우, 스텝(S5)으로 진행하여 SYNC패턴의 선두에서 순번으로 2데이터가 [1, 0] 또는 [0, 1]인지를 판단한다. 이 스텝(S2)에서 상기 2데이터가 [1, 0] 또는 [0, 1]인 (YES)로 판단하면, 스텝(S6)으로 진행하고 SYNC 보정영역에서는 +보정처리가 행해진다. 신호데이터가 [1]일 때, 위상변조 데이터는 [1, 0]이 되는바, 이 데이터를 [1, 1]로 변환함으로써, 「1」의 증감수가 +1 되어, +보정처리된다. 그리고, 스텝(S4)에서 다음의 2데이터에 대하여 처리를 이행하고, 스텝(S1)으로 복귀한다. 스텝(S5)에서 상기 2데이터가 [1, 0] 또는 [0, 1]이 아닌 (NO)로 판단하면, 스텝(S4)으로 진행한다.

SYNC 보정영역내에서 위상변조 단위마다 이들의 처리를 「1」의 증감수가 0이 될 때까지, 즉, 스텝(S1)에서 「1」의 증감수를 0으로 판단하기까지 반복하고, SYNC 보정처리를 종료한다.

정보데이터 부가처리부(11)는, 입력단자(10)로부터 공급되는 정보데이터(I)를, SYNC 타이밍생성기(9)에서 생성되는 SYNC 타이밍신호마다 할당하고, 정보데이터 삽입 영역에 삽입하고, 시리얼 전송데이터(DT)를 생성한다.

이 정보데이터 부가처리부(11)에 의한 정보데이터 삽입 처리에 대하여 도 6, 도 7을 이용하여 설명한다. 도 6은 상기 도 2에 나타낸 프레임 내의 정보데이터 삽입 영역의 처리를 구체적으로 나타낸 구체예이며, 도 7은 동 처리의 플로차트이다.

먼저, 1스테레오 샘플(2위상변조단위)내의 2개의 오디오신호 성분데이터(L,R)의 조합에 의한 4종류의 패턴에 대하여, 도 7의 스텝(S11)에서 [L,R]=[0,0] 또는 [1,1]인지, [L,R]=[0,1] 또는 [1,0]인지를 판단한다. 여기서,[L,R]=[0,0] 또는 [1,1]인 경우는 정보데이터 삽입 처리를 행하지 않고, 그대로 위상변조출력[L, XL, R, XR]=[0, 1, 0, 1] 또는 [1, 0, 1, 0]을 출력하고, 스텝(S12)에서 다음의 4데이터에 처리를 이행한다. 한편, 스텝(S11)에서 [L,R]=[0,1] 또는 [1,0]인 경우는 스텝(S13)으로 진행하고, 관련정보데이터가 「0」인지 「1」인지에 따라서 처리를 분기한다. 즉, 스텝(S13)에서 관련정보데이터가 「0」인 경우에는, 그대로 위상변조출력[L, XL, R, XR]=[0, 1, 1, 0], [1, 0, 0, 1]로 하고서 스텝(S12)으로 진행한다. 한편, 관련정보데이터가 「1」인 경우에는, [L, XR, R, XL]=[0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0]과 같이, L채널의 역상성분(XL)과 R채널의 역상성분(XR)의 위치를 반전시킨다. 이것은 정보데이터와 오디오신호데이터의 배타적 논리화(論理和)(XEOR)를 삽입하는 것과 같다. 즉, 같은 정보데이터 「0」이라도, 원래의 오디오데이터에 의해 다른 데이터패턴으로 변환되기 때문에, 전송신호는 삽입하는 정보데이터가 갖는 고유의 신호스펙트럼으로부터의 영향을 받지 않는다. 또한, 이 삽입 처리를 행하여도 1과 0의 수는 같은 채로 변하지 않는다.

다음에, 본 발명의 디지털신호 복호장치 및 방법의 실시형태에 대하여 설명한다. 이 실시형태는, 상기 도 1에 나타낸 디지털 I/O인코드장치(1)에서 출력되어, 전송로(12)를 거쳐서 전송되어온 시리얼 전송데이터(DT)를 복호하는, 도 8에 나타내는 디지털 I/O디코드장치(20)이다.

이 디지털 I/O디코드장치(20)는, 입력단자(21)를 거쳐서 입력된 시리얼 전송데이터(D_T)에서 동기신호를 자기 추출하는 SYNC 신호검출기(22)와, SYNC 신호검출기(22)로 자기추출한 동기신호에 의거하여 상기 시리얼 전송데이터(DT)에서 상기 관련 정보데이터를 검출하는 정보데이터 검출기(23)와, 같이 상기 동기신호에 의거하여 시리얼 전송데이터(D_T)에서 오디오신호데이터를 검출하는 신호데이터 검출기(24)를 갖추고 있다.

이 디지털 I/O디코드장치(20)는, 상기 시리얼 전송데이터(DT)의 1프레임내의 1과 0의 수가 같은지 아닌지를 검출하여 전송중의 에러를 검출하는 에러검출기(25)와, SYNC 신호검출기(22)에서의 SYNC신호의 오검출을 방지하는 마스크회로(26)와, 신호데이터 검출기(24)에서 검출된 오디오신호데이터 중의 L채널의 오디오신호에 걸려있는 스크램블을 푸는 디스크램블러(L28)와, 상기 오디오신호데이터 중의 R채 널의 오디오신호에 걸려있는 스크램블을 푸는 디스크램블러(R29)와, 에러처리기(L30)와, 에러처리기(R31)를 갖춘다.

즉, 이 디지털 I/O디코드장치(20)에 있어서, 전송로(12)를 통한 시리얼 전송데이터(DT)는, SYNC 신호검출기(22), 정보데이터 검출기(23), 신호데이터 검출기(24) 및 에러검출기(25)에 공급된다.

SYNC 신호검출기(22)에서는, 시리얼 전송데이터(D_T)에서 도 3에 나타낸 SYNC패턴을 검출하고, 프레임의 주기를 특정하는 SYNC신호를 생성한다. 또한, SYNC신호 검출 후, SYNC 보정영역의 구간은 마스크회로(26)에 의해 마스크되고, SYNC신호의 오검출이 방지되고 있다.

정보데이터 검출기(23)에서는, SYNC 신호검출기(22)로부터의 SYNC신호를 받고, 시리얼 전송데이터(DT)의 정보데이터 삽입 영역의 선두에서, 프레임의 종료까지, 후술하는 도 9에 나타낸 처리에 의해 정보데이터의 검출을 행하고, 정리하여 정보데이터(I)로서 출력단자(27)에서 출력한다.

도 9는, 디지털신호 부호화장치(1)에서 삽입된 정보데이터(I)를 정보데이터 검출기(23)에서 검출하기 위한 플로차트이다. 먼저, 정보데이터 삽입 영역의 선두에서 4데이터(1스테레오샘플)마다 독출한다. 그리고, 스텝(S21)에서 프레임의 앤드인지 아닌지를 보고 앤드가 아니면(NO) 스텝(S22)으로 진행하여, 독출한 4데이터에 따라서 처리를 분기한다. 여기서, 상기 독출한 4데이터가 [0, 0, 1, 1,] 또는 [1, 1, 0, 0,]이라면 스텝(S23)으로 진행하여, 관련 정보데이터는 「1」이라고 판단한다. 또 이 스텝(S22)에서 상기 독출한 4데이터가 [0, 1, 1, 0,] 또는 [1, 0, 0, 1,]이라면 스텝(S24)으로 진행하여, 관련 정보데이터는 「0」이라고 판단한다. 또한 이 스텝(S22)에서 상기 독출한 4데이터가 [0, 1, 0, 1] 또는 [1, 0, 1, 0]이라면 스텝(S25)으로 진행하여 정보데이터 없음으로 판단한다.

스텝(S23, S24 또는 S25) 후, 스텝(S26)으로 진행하여 다음의 4데이터가 독출되어, 스텝(S21)의 처리로 복귀하고, 프레임앤드가 검출되기까지 이상의 처리가 반복된다.

다음에, 신호데이터 검출기(24)는, 오디오신호데이터가 1데이터 걸러 보내지고 있음으로, 시리얼 전송데이터(D_T)에서 SYNC 신호검출기(22)가 검출한 SYNC신호로부터 판정되는 프레임의 선두에서, 1데이터 걸러 신호를 뽑아내는 것만으로, 오디오신호데이터를 검출할 수 있다. 검출된 오디오신호데이터는, 또한 1데이터 걸러 교대로 할당함으로써, L채널과 R채널로 분리되고, 각각 스크램블러(L28) 및 디스크램블러(R29)에 의해 스크램블을 풀고, 에러처리기(L30) 및 에러처리기(L31)를 통하여 1비트 L채널 오디오신호 데이터(A_L), 1비트 R채널 오디오신호데이터(A_R)로서 출력단자(33, 34)에서 출력된다.

에러검출기(25)는, SYNC 신호검출기(22)로부터의 SYNC신호를 받고, 시리얼 전송데이터(D_T)의 1프레임내의 1과 0의 수가 같은지 아닌지를 검출하고, 같지 않은 경우는 전송로(12)를 전송 중에 오류가 발생한 에러데이터로서, 에러처리기(L30) 및 에러처리기(L31)를 제어하고, 오디오신호 데이터의 뮤처리를 행한다. 또한 동일데이터의 연속검출을 행하고, 7데이터 이상의 연속이 검출된 경우도 전송로(12)의 단선 등에 의한 에러데이터로서, 동일하게 뮤처리를 행한다.

이것은, 디지털 I/O인코드장치(1)에서는, 프레임내의 1과 0의 수가 일치하도록 변환되어 있기 때문에, 1과 0의 수가 일치하지 않았을 경우에는, 전송 중에 오류가 있었다고 판단할 수 있기 때문이다. 즉, 자동패리티 기능을 가지고 있다. 또, 연속 가능한 동일데이터의 수가 결정되어 있으므로, 전송로의 단선에 의한 검출이 용이하다. 본 실시예의 경우, SYNC 패턴영역에 포함되는 0 또는 1의 6데이터 연속이 존재할 수 있는 최대수이다.

도 10은, 변조를 행한 시리얼 전송데이터의 스펙트럼이고, 도면 중 A가 랜덤하게 스크램블을 걸은 경우, 도면 중 B가 본 변조방식에 의해 변조를 행한 경우의 일예이고, 싱크패턴 및 1 msec주기로 변화하는 정보데이터를 삽입한 경우이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 본 변조방식에서는 스크램블을 걸은 것만의 경우와 비하여, 오디오대역에서의 신호의 스펙트럼을 낮게 억제할 수 있고, 또 삽입하는 정보신호 고유의 스펙트럼의 발생도 억제할 수 있다.

또한 도 1에 나타내는 디지털 I/O인코드장치(1)와 도 8에 나타내는 디지털 I/O디코드장치(20)에 의한 디지털신호 전송시스템을 구성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 정보데이터를 위상변조에 의한 역상신호의 순서의 재배열에 의해 삽입 전송함으로써, 2배의 데이터용량으로 전송신호의 오디오대역내 성분을 감쇠시키면서, 합쳐서 부가정보데이터의 전송이 가능한 고음질 시리얼전송을 실현하고 있다.

신호의 재배열에서는 존재할 수 없는 패턴의 존재에 의해, 싱크신호의 자기추출이 가능하기 때문에, 별도로 싱크신호를 위한 전송로를 필요로 하지 않는다.

정보데이터나 싱크신호를 역상신호 성분영역에만 삽입함으로써, 오리지널 신호데이터가 일정샘플마다 연속하여 존재하기 때문에, 시퀀셜한 간단한 처리로 복호할 수 있고, 복호 후의 오리지널신호로의 영향의 배제를 가능하게 하고 있다.

1프레임 내 데이터의 1과 0의 수가 일치하기 때문에, 자동패리티 기능을 갖는다.

연속 가능한 동일데이터의 수가 결정되어 있기 때문에, 전송로의 단선에 의한 검출이 용이하다.

정보데이터는 랜더마이즈(randomize) 되어서 삽입되므로, 정보신호 고유의 스펙트럼을 갖지 않는다.

Claims

델타시그마변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호를 부호화하는 디지털신호 부호화장치에 있어서,

오리지널 신호성분인 1비트 신호에 위상변조처리를 실시하여, 역상(逆相)성분데이터를 부가하는 위상변조수단과,

상기 위상변조수단에 의해 위상변조처리가 실시되고, 역상성분데이터가 부가된 변조출력 중, n채널 내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 상기 역상성분데이터를 재배열함으로써, 상기 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련정보데이터를, 상기 오리지널 신호성분에 부가하는 정보데이터 부가수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화장치.
제 1항에 있어서,

상기 정보데이터 부가수단은, 상기 관련정보데이터와 상기 오리지널 신호성분의 1비트 신호와의 배타적 논리화에 의해 얻어진 결과를 역상으로 함으로써, 상기 역상성분데이터를 재배열하는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화장치.
제 2항에 있어서,

상기 정보데이터 부가수단은, 상기 m이 2채널인 경우, 상기 오리지널 신호성분의 1비트 신호를 2비트씩 구분한 「0, 1」 또는 「1, 0」일 때에, 상기 관련정보데이터에 따라서 상기 역상성분데이터를 재배열하는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화장치.
제 3항에 있어서,

상기 관련정보데이터가 1일 때에, 상기 역상성분데이터를 재배열하는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화장치.
제 1항에 있어서,

상기 위상변조수단에 의해 위상변조처리가 실시된 변조출력에, 상기 관련정보데이터의 부가와는 별도로 일정주기마다 복수샘플로 이루어진 영역을 설치하고, 동 영역내의 역상성분데이터를 오리지널 신호성분인 1비트 신호에 따라서 변환함으로써, 상기 위상변조수단 및 상기 정보데이터 부가수단에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴을 부가하는 동기신호 부가수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화장치.
제 5항에 있어서,

상기 동기신호 부가수단에 의해 동기패턴이 부가됨으로써 생기는 1비트 데이터의 「1」과 「0」의 데이터수의 차분을, 1주기내의 일정영역에 있어서, 동 영역내의 역상성분데이터를 조작함으로써, 영으로 하도록, 1주기 내에서의 「1」과 「0」의 데이터수를 동수로 하는 보정처리수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화장치.
델타시그마변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호를 부호화하는 디지털신호 부호화방법에 있어서,

오리지널 신호성분인 1비트 신호에 위상변조처리를 실시하여 역상성분데이터를 부가하는 위상변조공정과,

상기 위상변조공정에 의해 위상변조처리가 실시되고, 역상성분데이터가 부가된 변조출력 중, n채널 내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 상기 역상성분데이터를 재배열함으로써, 상기 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련정보데이터를, 상기 오리지널 신호성분에 부가하는 정보데이터 부가공정과,

상기 위상변조공정에 의해 위상변조처리가 실시된 변조출력에, 상기 관련정보데이터의 부가와는 별도로 일정주기마다 복수샘플로 이루는 영역을 설치하고, 동 영역내의 역상성분데이터를 오리지널 신호성분인 1비트 신호에 따라서 변환함으로써, 상기 위상변조공정 및 상기 정보데이터 부가공정에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴을 부가하는 동기신호 부가공정과,

상기 동기신호 부가공정에 의해 동기패턴이 부가됨으로써 생기는 1비트 데이터의 「1」과 「0」의 데이터수의 차분을, 1주기내의 일정영역에 있어서, 동 영역내의 역상성분데이터를 조작함으로써 영으로 하고, 1주기 내에서의 「1」과 「0」의 데이터수를 동수로 하는 보정처리공정을 갖추는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화방법.
제 7항에 있어서,

상기 정보데이터 부가공정은, 상기 관련정보데이터와 상기 오리지널 신호성분의 1비트 신호와의 배타적 논리화에 의해 얻어진 결과를 역상으로 함으로써, 상기 역상성분데이터를 재배열하는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화방법.
제 8항에 있어서,

상기 정보데이터 부가공정은, 상기 m이 2채널인 경우, 상기 오리지널 신호성분의 1비트 신호를 2비트씩 구분한 「0, 1」 또는 「1, 0」일 때에, 상기 관련정보데이터에 따라서 상기 역상성분데이터를 재배열하는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화방법.
제 9항에 있어서,

상기 관련정보데이터가 1일 때에, 상기 역상성분데이터를 재배열하는 것을 특징으로 하는 디지털신호 부호화방법.
델타시그마변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호에 위상변조처리를 실시하고, 역상성분데이터를 부가한 변조신호를 생성하고, 그 변조신호 중의 n채널 내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 상기 역상성분데이터를 재배열하여 상기 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련정보데이터로 하고, 상기 오리지널 신호성분에 부가하여 1비트 데이터열로서 출력하는 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 그 1비트 데이터열을 복호하는 디지털신호 복호장치이며,

상기 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 1비트 데이터열에는, 상기 관련정보데이터의 부가와는 별도로 일정주기마다 복수샘플로 이루어진 영역이 설치되고, 동 영역내의 역상성분데이터를 오리지널 신호성분인 1비트 신호에 따라서 변환함으로써, 상기 위상변조처리 및 상기 정보데이터의 부가처리에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴이 부가되어 있고, 이 동기패턴을 검출함으로써 동기신호를 자기 추출하는 동기신호 검출수단과,

상기 동기신호 검출수단으로 검출된 동기신호에 의거하여, 상기 디지털신호 부호화장치에서 전송된 상기 1비트 데이터열 중의 역상성분데이터의 삽입 위치를 판단하고, 상기 관련정보데이터를 검출하는 정보데이터 검출수단과,

상기 동기신호 검출수단으로 검출된 동기신호에 의거하여, 상기 디지털신호 부호화장치에서 전송된 상기 1비트 데이터열 중의 오리지널 신호성분을 판단하고, 각 채널의 선두데이터에서 2*n샘플마다 신호데이터를 검출하는 신호데이터 검출수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 디지털신호 복호장치.
델타시그마변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호에 위상변조처리를 실시하고, 역상성분데이터를 부가한 변조신호를 생성하고, 그 변조신호 중의 n채널 내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 상기 역상성분데이터를 재배열하여 상기 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련정보데이터로 하고, 상기 오리지널 신호성분에 부가하여 1비트 데이터열로서 출력하는 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 그 1비트 데이터열을 복호하는 디지털신호 복호방법이며,

상기 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 1비트 데이터열에는, 상기 관련정보데이터의 부가와는 별도로 일정주기마다 복수샘플로 이루어진 영역을 설치하고, 동 영역내의 역상성분데이터를 오리지널 신호성분인 1비트 신호에 따라서 변환함으로써, 상기 위상변조처리 및 상기 정보데이터의 부가처리에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴이 부가되어 있고, 이 동기패턴을 검출함으로써 동기신호를 자기 추출하는 동기신호 검출공정과,

상기 동기신호 검출공정에서 검출된 동기신호에 의거하여, 상기 디지털신호 부호화장치에서 전송된 상기 1비트 데이터열 중의 역상성분데이터의 삽입 위치를 판단하고, 상기 관련정보데이터를 검출하는 정보데이터 검출공정과,

상기 동기신호 검출공정에서 검출된 동기신호에 의거하여, 상기 디지털신호 부호화장치에서 전송된 상기 1비트 데이터열 중의 오리지널 신호성분을 판단하고, 각 채널의 선두데이터에서 2*n샘플마다 신호데이터를 검출하는 신호데이터 검출공정을 갖추는 것을 특징으로 하는 디지털신호 복호방법.
디지털신호 전송시스템이며,

델타시그마변조에 의해 얻은 복수n(n≥2) 채널의 1비트 신호에 위상변조처리를 실시하고, 역상성분데이터를 부가한 변조신호를 생성하고, 그 변조신호 중의 n채널 내의 복수m(n≥m≥2) 채널의 단위로, 상기 역상성분데이터를 재배열하여 상기 오리지널 신호성분인 1비트 신호의 관련정보데이터로 하고, 상기 오리지널 신호성분에 부가하여 1비트 데이터열로서 출력하는 디지털신호 부호화장치와,

상기 디지털신호 부호화장치에서 전송되어온 1비트 데이터열에 포함되는 상기 위상변조처리 및 상기 정보데이터의 부가처리에서는 존재할 수 없는 독립한 동기패턴을 검출함으로써 동기신호를 자기추출하고, 이 동기신호에 의거하여, 상기 디지털신호 부호화장치에서 전송된 상기 1비트 데이터열 중의 역상성분데이터의 삽입 위치를 판단하고 상기 관련정보데이터를 검출하여 복호하고, 상기 동기신호에 의거하여, 상기 1비트 데이터열 중의 오리지널 신호성분을 판단하고, 각 채널의 선두데이터에서 2*n샘플마다 신호데이터를 검출하여 복호하는 디지털신호 복호장치를 갖추는 것을 특징으로 하는 디지털신호 전송시스템.