KR100791846B1 - 오디오 복호기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 오디오 복호기는, 인코딩된 비트스트림을 수신하여 AAC 데이터와 SBR 데이터로 분리한 후 AAC 데이터를 이용하여 저주파 대역의 성분을 산출하는 디지털 신호 처리 모듈과, 디지털 신호 처리 모듈로부터 SBR 데이터를 제공받아 고주파 대역의 전위 및 포락선 조정을 위한 SBR 파라미터 및 SF 데이터를 추출하는 SBR 가속기를 포함하며, 디지털 신호 처리 모듈은, SF 데이터 및 SBR 파라미터를 이용하여 고주파 대역의 전위에 의한 고주파 대역을 생성하는 고주파 발진기와, 고주파 발진기에서 생성된 고주파 대역의 포락선을 조정하는 포락선 조정기와, 포락선 조정기에서 출력되는 고주파와 저주파를 연산하여 전대역 신호를 생성하는 통합 QMF 뱅크를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 HE AAC 복호기에서 SBR 파라미터 및 SF 데이터를 추출하는 기능을 별도의 SBR 가속기를 이용하여 구현함으로서, 디지털 신호 처리 모듈의 연산량을 줄여 디지털 신호 처리 모듈의 동작 주파수와 전력 소모의 증가를 줄일 수 있다.
오디오, 복호기, AAC, SBR

Description

오디오 복호기{HIGH EFFICIENCY ADVANCED AUDIO CODING DECODER}
도 1은 디지털 신호 처리 모듈 내에 장착된 일반적인 MPEG-4 기반의 HE AAC 복호기를 도시한 도면이며,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 HE AAC 복호기의 구조를 도시한 블록도이며,
도 3은 본 발명에 따른 HE AAC 복호기에서 SBR 가속기의 내부 구조를 도시한 블록도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
200 : 디지털 신호 처리 모듈 300 : SBR 가속기
400 : 메모리
본 발명은 오디오 복호기에 관한 것으로, 특히SBR(Spectral Band Replication) 알고리즘을 MPEG AAC와 결합한 오디오 복호기에 관한 것이다.
HE AAC(High Efficiency-Advanced Audio Coding)는 대역폭 확장 기술의 하나인 SBR(Spectral Band Replication) 알고리즘을 MPEG AAC와 결합한 오디오 복호기 이다.
일반적인 HE-AAC에 적용되는 SBR의 원리는 오디오 신호의 고주파와 저주파 사이에 높은 연관성이 존재한다는 가정에 기반을 둔다. 이는 저주파 대역의 정보를 이용해 고주파 대역 성분을 추정할 수 있다는 것을 의미한다.
이러한 SBR의 첫 단계는 저주파 스펙트럼 데이터를 고주파 대역으로 복사하는 전위의 과정이며, 그런 다음 전대역(full bandwidth)의 스펙트럼을 갖는 원본 오디오 신호의 스펙트럼 포락선(spectral envelope)과 전위 과정에 포함되지 않고 제외도리 가능성이 있는 고주파 성분을 보상하기 위해 필요한 추가정보를 이용해 고주파 대역의 모양을 조정한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 MPEG-4 HE AAC 복호기의 구조를 설명한다.
도 1은 디지털 신호 처리 모듈 내에 장착된 일반적인 MPEG-4 기반의 HE AAC 복호기를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 비트 스트림 페이로드 디포맷터(100)는 인코딩된 비트스트림을 수신하고 SBR 파라미터들, 스테리오 파라미터들 및 코더 부호화된 오디 신호를 추출하여 출력한다. 즉, 비트 스트림 페이로드 디포맷터(100)는 SBR 데이터를 AAC 비트열로부터 분리한 후 SBR 데이터가 분리된 AAC 비트열은 코어 디코더(102)에 제공하며, SBR 데이터는 비트 스트림 파서(104)에 제공한다.
코어 디코더(102)는 AAC 복호기로서 AAC 비트열에서 저주파 대역의 신호를 복호화하고, 분석 QMF 뱅크(106)는 고주파 대역의 전위를 위해 코어 디코더(102)에 서 출력된 신호를 이용하여 저주파 대역의 성분을 계산한다.
비트 스트림 파서(104)는 SBR 데이터에서 SBR 파라미터를 추출하고, 허프만 디코더 및 역양자화기(108)는 SBR 데이터를 이용하여 고주파 대역의 전위 및 포락선 조정에 필요한 정보를 생성한다.
고주파 발진기(110)는 전위에 의해 고주파 대역을 생성한 후 이를 포락선 조정기(envelope adjuster)(112)에 출력하며, 포락선 조정기(112)는 전위에 의해 생성된 고주파 대역 신호의 포락선을 조정한다.
통합 QMF 뱅크(114)는 포락선 조정기(112)에서 출력된 고주파 대역의 성분과 분석 QMF 뱅크(106)에서 출력되는 저주파 대역의 성분을 합하여 전대역 신호를 생성한다.
이러한 MPEG HE AAC 복호기는 MPEG AAC와 비교할 때 동일한 비트 전송률에서 압축효율이 약 두 배 정도 향상되며, 이와 같은 HE AAC의 복호화 과정이 일반적으로 DSP(Digital Signal Processor)에서 처리되도록 하기 위해서는 AAC 데이터를 처리하는 코드를 DSP를 이용하고 SBR 데이터를 처리하기 위해 DSP에 새로운 코드를 첨가해야한다.
하지만, 압축 효율이 대략 두배 정도 향상되기 때문에 약 두배 정도의 연산량이 증가하여 DSP의 동작 클럭 주파수와 전력 소모를 증가시키는 문제점이 있다.
이런 문제점으로 인하여 기존의 DSP로는 이러한 사양을 만족시키지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, HE AAC 복호기에서 SBR 파라미터 및 SF 데이터를 추출하는 기능을 별도의 SBR 가속기를 이용하여 구현함으로서, 디지털 신호 처리 모듈의 연산량을 줄일 수 있는 오디오 복호기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 오디오 복호기로서, 인코딩된 비트스트림을 수신하여 AAC 데이터와 SBR 데이터로 분리한 후 상기 AAC 데이터를 이용하여 저주파 대역의 성분을 산출하는 디지털 신호 처리 모듈과, 상기 디지털 신호 처리 모듈로부터 SBR 데이터를 제공받아 고주파 대역의 전위 및 포락선 조정을 위한 SBR 파라미터 및 SF 데이터를 추출하는 SBR 가속기를 포함하며, 상기 디지털 신호 처리 모듈은, 상기 SF 데이터 및 SBR 파라미터를 이용하여 상기 고주파 대역의 전위에 의한 고주파 대역을 생성하는 고주파 발진기와, 상기 고주파 발진기에서 생성된 고주파 대역의 포락선을 조정하는 포락선 조정기와, 상기 포락선 조정기에서 출력되는 고주파와 상기 저주파를 연산하여 전대역 신호를 생성하는 통합 QMF 뱅크를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 HE AAC 복호기의 구조를 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 HE AAC 복호기에서 SBR 가속기의 내부 구조를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, HE AAC 복호기는 비트 스트림 페이로드 포맷터(202), 코어 디코더(204), 분석 QMF 뱅크(204), 고주파 발진기(206), 포락선 조정기(208), 통합 QMF 뱅크(210)를 구비한 디지털 신호 처리 모듈(200)과, SBR 가속기(300) 및 메모리(400) 등을 포함한다.
디지털 신호 처리 모듈(200)은 인코딩된 비트스트림을 수신하여 AAC 데이터와 SBR 데이터로 분리한 후 AAC 데이터를 이용하여 저주파 대역의 성분을 산출한다.
여기서 디지털 신호 처리 모듈(200)의 비트 스트림 페이로드 포맷터(202)는 인코딩된 비트스트림을 수신하여 AAC 데이터와 SBR 데이터로 분리한 후 SBR 데이터를 SBR 가속기(300)에 출력한다.
코어 디코더(204)는 AAC 복호기로서 AAC 비트열에서 저주파 대역의 신호를 복호화하고, 분석 QMF 뱅크(206)는 고주파 대역의 전위를 위해 코어 디코더(204)에서 출력된 신호를 이용하여 저주파 대역의 성분을 계산한다.
SBR 가속기(300)는 디지털 신호 처리 모듈(200)의 비트 스트림 페이로드 포맷터(202)로부터 SBR 데이터를 제공받아 고주파 대역의 전위 및 포락선 조정을 위한 SBR 파라미터 및 SF 데이터를 추출하고, SF 데이터를 메모리(400)에 저장시킨다.
이러한 SBR 가속기(300)의 구성은, 도 3에 도시된 바와 같이, 비트 스트림 버퍼(302), 쉬프트 레지스터(304), 파서부(306), 파라미터 버퍼(308), 명령어 관리부(310), 허프만 디코더(312), 역양자화기(314) 및 DMA 모듈(316)을 포함한다.
비트 스트림 버퍼(302)에는 디지털 신호 처리 모듈(200)의 비트 스트림 페이 로드 포맷터(202)에서 출력되는 SBR 데이터를 저장한다.
파서부(306)는 쉬프트 레지스터(304)를 통해 비트 스트림 버퍼(302)에 저장된 SBR 데이터를 파싱한 후 파싱한 데이터가 SBR 파라미터이면 이를 파라미터 버퍼(308)에 저장시키고, 파싱한 데이터가 허프만 부호화된 데이터, 예를 들면 포락선 조정 팩터(envelop scalefactor)이거나 노이즈 플로우(noise floor)이면 이를 허프만 디코더(312)에 전송한다.
파라미터 버퍼(308)는 파서부(306)로부터 제공받은 SBR 파라미터 중 허프만 복호화와 역양자화에 필요한 파라미터를 추출하여 명령어 관리부(310)에 제공하고, 이외의 다른 파라미터를 디지털 신호 처리 모듈(200)의 고주파 발진기(208)에 제공한다.
명령어 관리부(310)는 파라미터 버퍼(308)에서 제공받은 파라미터를 토대로 제어 신호(HF_Ctl, QT-Ctl)를 각각 발생시켜 허프만 디코더(312)와 역양자화기(314)에 제공한다.
허프만 디코더(312)는 명령어 관리부(310)에서 발생된 제어 신호(HF-Ctl)에 응답햐여 파서부(306)에서 제공받은 데이터에 대응되는 포락선 조정팩터와 노이즈 플로 데이터를 복원하여 역양자화기(314)에 제공한다.
역양자화기(314)는 허프만 디코더(312)에서 복원된 데이터를 역양자화하여 SF 데이터를 생성하고, SF 데이터는 DMA 모듈(316)을 통해 메모리(400)에 저장된다.
메모리(400)에 저장된 SF 데이터는 디지털 신호 처리 모듈(200)로부터 요청 이 있는 경우 SBR 가속기(300)의 DMA 모듈(316)을 통해 인출되어 파라미터 버퍼(308)에 저장된 SBR 파라미터와 더불어 고주파 발진기(208)에 제공된다.
디지털 신호 처리 모듈(200)의 고주파 발진기(208)는 SF 데이터 및 SBR 파라미터를 이용하여 고주파 대역의 전위에 의해 고주파 대역 성분을 생성한다.
포락선 조정기(210)는 고주파 발진기에서 생성된 고주파 대역 성분의 포락선을 조정한다.
통합 QMF 뱅크(212)는 포락선 조정기(210)에서 출력되는 고주파 성분과 분석 QMF 뱅크(206)에 출력되는 저주파 성분을 연산하여 전대역 신호를 생성한다.
본 발명에 따르면, HE AAC 복호기에서 SBR 파라미터 및 SF 데이터를 추출하는 기능을 별도의 SBR 가속기(300)를 이용하여 구현함으로서, 디지털 신호 처리 모듈(200)의 연산량을 줄여 디지털 신호 처리 모듈(200)의 동작 주파수와 전력 소모의 증가를 줄일 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 HE AAC 복호기에서 SBR 파라미터 및 SF 데이터를 추출하는 기능을 별도의 SBR 가속기를 이용하여 구현함으로서, 디지털 신호 처리 모듈의 연산량을 줄여 디지털 신호 처리 모듈의 동작 주파수와 전력 소모 의 증가를 줄일 수 있다.

Claims (4)

  1. 오디오 복호기로서,
    인코딩된 비트스트림을 수신하여 AAC 데이터와 SBR 데이터로 분리한 후 상기 AAC 데이터를 이용하여 저주파 대역의 성분을 산출하는 디지털 신호 처리 모듈과,
    상기 디지털 신호 처리 모듈로부터 SBR 데이터를 제공받아 고주파 대역의 전위 및 포락선 조정을 위한 SBR 파라미터 및 SF 데이터를 추출하는 SBR 가속기를 포함하며,
    상기 디지털 신호 처리 모듈은,
    상기 SF 데이터 및 SBR 파라미터를 이용하여 상기 고주파 대역의 전위에 의한 고주파 대역을 생성하는 고주파 발진기와,
    상기 고주파 발진기에서 생성된 고주파 대역의 포락선을 조정하는 포락선 조정기와,
    상기 포락선 조정기에서 출력되는 고주파와 상기 저주파를 연산하여 전대역 신호를 생성하는 통합 QMF 뱅크
    를 포함하는 오디오 복호기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 SBR 가속기는,
    상기 SBR 데이터를 파싱하여 SBR 파라미터와 허프만 부호화된 데이터를 추출하는 파서부와,
    상기 파서부에서 추출된 SBR 파라미터가 저장되는 버퍼부와,
    상기 버퍼부에 저장된 SBR 파라미터 중 허프만 복호화와 역양자화에 필요한 데이터를 추출한 후 이를 토대로 제어 신호를 출력하는 명령어 관리부와,
    상기 명령어 관리부의 제어 신호에 응답하여 상기 파서부에서 인가되는 허프만 부호화된 데이터를 복호화한 후 역양자화하여 SF 데이터를 추출하는 허프만 디코더 및 역양자화기
    를 포함하는 오디오 복호기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오디오 복호기는,
    상기 허프만 디코더 및 영양자화기에서 출력되는 SF 데이터를 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 복호기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 SBR 가속기는, 상기 메모리에 데이터를 저장하거나 상기 메모리에서 데이터를 인출하기 위한 DMA 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 복호기.
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