KR100826942B1 - 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법, 이를 수행하는디코더 장치 및 디지털 오디오 데이터의 재생 방법 - Google Patents

디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법, 이를 수행하는디코더 장치 및 디지털 오디오 데이터의 재생 방법 Download PDF

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Abstract

디지털 오디오 재생 장치에서 재생 가능한 디지털 오디오의 포맷과 다른 포맷을 가진 디지털 오디오 파일을 재생할 수 있도록 하는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법, 이를 수행하는 디코더 장치 및 디지털 오디오 데이터의 재생 방법이 개시된다. 제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 오디오 디코딩 장치로부터 출력되는 제1 디지털 오디오 데이터의 샘플당 비트수가 제2 비트수를 가지는 경우, 제1 디지털 오디오 데이터 중 소정 크기를 가지는 비트 변환 단위에 포함된 비트들 중 제1 비트수 만큼의 비트를 제2 디지털 오디오 데이터로 추출하고, 제2 오디오 데이터를 제1 비트수의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치로 출력한다. 따라서, 16 비트로 인코딩된 디지털 오디오 포맷만을 처리할 수 있는 디지털 오디도 장치에서 24 비트로 인코딩된 디지털 오디오 파일을 재생할 수 있다.

Description

디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법, 이를 수행하는 디코더 장치 및 디지털 오디오 데이터의 재생 방법{METHOD FOR PERFORMING BIT CONVERSION ON DIGITAL AUDIO DATA, DECODING APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME, AND METHOD OF REPRODUCING DIGITAL AUDIO DATA}
도 1은 윈도우 미디어 오디오 프로페셔널 버전의 PCM 데이터 재생성 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 2A는 일반적인 I2S 인터페이스의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 2B는 도 2A에 도시한 I2S 인터페이스의 동작을 나타내는 타이밍 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 미디어 오디오 데이터의 비트 변환 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시한 전처리 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 데이터의 비트 변환을 수행하는 디코더 장치를 나타낸 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
410 : 입력버퍼 420 : 제어부
430 : ASF 헤더 디코더 440 : 패킷/페이로드 헤더 디코더
452 : 허프만 디코더 454 : 역양자화부
456 : IMDCT부 460 : IMDCT 버퍼
470 : 비트 변환 모듈 480 : 출력버퍼
본 발명은 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법, 이를 수행하는 디코더 장치 및 디지털 오디오 데이터의 재생 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 오디오 재생 장치에서 재생 가능한 디지털 오디오의 포맷과 다른 포맷을 가진 디지털 오디오 데이터의 재생에 적용할 수 있는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법, 이를 수행하는 디코더 장치 및 디지털 오디오 데이터의 재생 방법에 관한 것이다.
최근 들어 MP3(MPEG1 Audio layer-3), Dolby AC-3(Audio Coding-3), Ogg Vorvis, WMA(Window Media Audio, 이하 WMA라 약칭함) 등과 같은 디지털 오디오 데이터를 재생할 수 있는 디지털 오디오 전용 기기 또는 디지털 오디오 데이터의 재생 기능을 구비한 휴대용 단말기가 급속하게 확산되어 시간과 장소에 상관없이 편리하게 음악을 청취할 수 있게 되었다.
디지털 오디오 데이터는 인간의 인지 능력에 기초한 지각 코딩(perceptual coding) 방법을 이용하여 압축됨으로써 오디오 품질의 저하를 최소화하면서 오디오 파일의 크기를 1/10 이하로 줄일 수 있다는 장점이 있다.
디지털 오디오 포맷 중에서 WMA는 마이크로소프트사에서 개발한 오디오 압축 포맷으로서 스트리밍의 지원이 가능하고 MP3와 동등한 오디오 품질을 유지하면서 오디오 파일의 용량은 MP3의 절반 정도로 줄일 수 있다는 특징이 있다.
WMA는 스탠다드 버전(standard version)과 프로페셔널 버전(professional version)으로 나눌 수 있으며 스탠다드 버전은 최고 320kbps의 비트율(bit rate)과 PCM(Pulse Code Modulation) 샘플당 16 비트 즉, 16 비트 샘플로 인코딩되며, 프로페셔널 버전은 최고 640kbps의 비트율과 16 비트 또는 24 비트 샘플로 인코딩 된다.
WMA 프로페셔널 버전에서는 인코딩된 샘플당 비트수에 따라서 PCM 데이터를 재생성하는 과정이 달라지게 된다.
도 1은 WMA 프로페셔널 버전의 PCM 데이터 재생성 과정을 나타내는 흐름도로서, WMA 신호가 역다중화(Demultiplexing 또는 Parsing)된 후 ASF(Advanced Stream Format) 헤더 디코딩, 패킷 헤더 디코딩, 페이로드 헤더 디코딩, 페이로드 디코딩 및 역양자화 과정이 수행된 것으로 가정한다.
도 1을 참조하면, 역양자화된 데이터는 역이산 여현 변환(IMDCT: Inverse Modified Discrete Cosine Transform, 이하 IMDCT로 약칭함) 과정을 통해 주파수 영역의 데이터가 시간 영역의 데이터로 변환되고(단계 10), 변환된 데이터는 제1 버퍼에 임시 저장된다(단계 20).
이후, ASF 헤더에 포함된 WMA 파일 정보를 기초로 인코딩된 샘플당 비트수가 16 비트인지를 판단하고(단계 30), 샘플당 비트수가 16 비트인 것으로 판단되면 16 비트 단위로 PCM 데이터를 재생성(reconstruction)하고(단계 40), 재생성된 PCM 데이터를 제2 버퍼에 저장한다(단계 50).
즉, 단계 30에서 인코딩된 샘플당 비트수가 16 비트인 것으로 판단되면 IMDCT가 수행된 후 제1 버퍼에 임시 저장된 데이터 중에서 16 비트 단위로 데이터를 독출함으로써 PCM 데이터를 재생성하고 재생성된 PCM 데이터를 제2 버퍼에 저장한다.
단계 30에서 판단결과, 인코딩된 샘플당 비트수가 16 비트가 아닌 것으로 판단되면 인코딩된 샘플당 비트수는 24 비트임을 의미하므로, 먼저 16 비트 단위로 PCM 데이터를 재생성하고(단계 60) 재생성된 데이터를 제2 버퍼에 저장한 후(단계 70), 다시 8비트의 단위로 PCM 데이터를 재생성하고(단계 80), 재생성된 PCM 데이터를 제2 버퍼에 저장한다(단계 90).
즉, 단계 30에서 판단결과, 인코딩된 샘플당 비트수가 24 비트인 것으로 판단되면, 24 비트 샘플을 16 비트와 8 비트로 나누어서 재생성함으로써 24 비트의 PCM 데이터를 재생성한다.
다음으로, 제1 버퍼에 데이터가 존재하는가를 판단하고(단계 100), 제1 버퍼에 데이터가 존재하는 것으로 판단되면 단계 30으로 되돌아가서 이후의 단계를 순차적으로 반복하고, 제1 버퍼에 데이터가 존재하지 않는 것으로 판단되면 PCM 데이터의 재생성 과정을 종료한다.
도 2A는 일반적인 I2S(Inter-IC Sound) 인터페이스의 연결 관계를 나타내는 블록도이고, 도 2B는 도 2A에 도시한 I2S 인터페이스의 동작을 나타내는 타이밍 다 이어그램이다.
도 2A 및 2B를 참조하면, I2S는 디지털 오디오 신호를 처리하는 장치들간에 디지털 오디오 신호를 전송하기 위한 직렬 버스의 한 종류로서 송신기(210)와 수신기(220) 사이에 3개의 직렬 버스(SCK, WS, 및 SD) 라인을 이용하여 디지털 오디오 신호를 전송한다.
예를 들어, 도 2A에서 송신기(210)는 WMA 디코더가 될 수 있고, 수신기(220)는 디지털-아날로그 변환기가 될 수 있다. 즉, WMA 디코더에서 디코딩되어 출력된 PCM 데이터가 I2S 인터페이스를 통해 디지털-아날로그 변환기에 제공되고 디지털-아날로그 변환기(Digital-to-Analog Converter)에서 PCM 데이터가 가청주파수 대역의 아날로그 오디오 신호로 변환되어 스피커 등을 통해 출력된다.
I2S의 직렬 버스 중에서 SCK는 데이터를 송수신하기 위한 연속적인 클럭 신호이고, WS는 전송되는 오디오 신호의 좌우 채널을 지시하기 위한 신호이다. WS가 논리 0 값을 가지면 제1 채널(예를 들어 왼쪽 채널)을 지시하고 WS가 논리 1 값을 가지면 제2 채널(예를 들어 오른쪽 채널)을 지시한다. SD는 디지털 오디오 데이터로서 워드(word) 단위로 데이터가 전송된다.
도 1에 도시한 바와 같이 샘플당 24 비트로 인코딩된 WMA 프로페셔널 버전의 디지털 오디오 파일이 정상적으로 재생(play)되기 위해서는 디지털 오디오 재생 장치에서도 샘플당 24 비트로 인코딩된 데이터를 디코딩하고 디코딩된 PCM 데이터를 출력할 수 있어야 한다.
그러나 종래의 디지털 오디오 재생 기능을 구비한 대부분의 장치에서는 16 비트 샘플만을 지원하고 있어서, 24 비트 샘플을 가지는 WMA 파일을 재생할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 도 2A 및 2B에 도시한 바와 같이 종래의 디지털 오디오 재생 장치에서는 디지털 오디오 코덱과 디지털-아날로그 변환기 사이에 디지털 오디오 데이터를 전송하기 위해 I2C 인터페이스를 사용하고 있고, I2C 인터페이스는 워드 단위(예를 들어 16 비트 또는 32 비트)로 데이터를 전송하기 때문에 24 비트 샘플을 전송하게 되면 송수신되는 데이터 간의 동기가 일치하지 않게 되어 정상적인 재생이 불가능하다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 디지털 오디오 재생 장치에서 재생 가능한 디지털 오디오의 포맷과 다른 포맷을 가진 디지털 오디오 데이터를 재생할 수 있도록 하는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 디지털 오디오 재생 장치에서 재생 가능한 디지털 오디오 포맷과 다른 포맷을 가진 디지털 오디오 데이터를 재생할 수 있도록 하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 디지털 오디오 데이터의 변환 방법을 수행하는 디지털 오디오 데이터의 디코더 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 디지털 오디오 데이터의 디코더 장치에 의해 판독될 수 있는 상기 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법이 기록된 기록매체를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법은, 제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 오디오 디코딩 장치로부터 출력되는 제1 디지털 오디오 데이터의 샘플당 비트수가 제2 비트수를 가지는 경우, 상기 제1 디지털 오디오 데이터 중 소정 크기를 가지는 비트 변환 단위에 포함된 비트들 중 상기 제1 비트수 만큼의 비트를 제2 디지털 오디오 데이터로 추출하는 단계 및 상기 제2 오디오 데이터를 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치로 출력하는 단계를 포함한다. 상기 제2 디지털 오디오 데이터를 추출하는 단계는 상기 소정 크기를 가지는 비트 변환 단위에 포함된 비트들을 8비트 만큼 우측으로 쉬프트(shift right) 하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 디지털 오디오 데이터를 추출하는 단계는 상기 제2 디지털 오디오 데이터를 PCM(Pulse Code Modulation) 데이터로 재생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법은 상기 재생성된 PCM 데이터를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 디지털 오디오 데이터는 윈도우 미디어 오디오(WMA: Window Media Audio) 프로페셔널 버전에 상응하는 포맷을 가진 데이터일 수 있다. 상기 제1 디지털 오디오 데이터는 윈도우 미디어 오디오 프로페셔널 버전에 의해 ASF 헤더 디코딩, 패킷 헤더 디코딩, 페이로드 헤더 디코딩, 페이로드 디코딩, 역양자화 및 역이산여현변환이 수행된 데이터일 수 있다. 상기 소정 크기를 가지는 비트 변환 단위는 정수형(integer type)에 상응하는 비트 크기일 수 있다. 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터는 샘플당 16 비트로 구성될 수 있다. 상기 제2 비트수의 비트 샘플 데이터는 샘플당 24 비트로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 디지털 오디오 데이터의 재생 방법은 제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 디코딩 장치와 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치간에 상기 제2 비트수의 비트 샘플 데이터를 재생하는 방법에 있어서, 제1 디지털 오디오 데이터의 샘플당 비트수가 상기 제2 비트수를 가지는 경우 상기 제2 비트수를 포함하는 비트 변환 단위에 포함된 비트들을 제3 비트수의 비트만큼 쉬프트 하는 단계 및 상기 쉬프트 후 남은 비트 중에서 상기 제1 비트수의 비트를 추출하여 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터를 가지는 제2 디지털 오디오 데이터를 재생성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 디지털 오디오 디코더 장치는 제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 디코더 장치와 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치간에 상기 제2 비트수의 비트 샘플 데이터를 재생하도록 하기 위한 디코더 장치에 있어서, 디지털 오디오 데이터의 ASF 헤더를 디코딩하는 ASF 헤더 디코더와, 상기 디지털 오디오 데이터의 패킷 헤더 및 페이로드 헤더를 디코딩하는 패킷/페이로드 헤더 디코더와, 상기 디지털 오디오 데이터의 페이로드를 디코딩하여 샘플당 소정 크기의 비트 샘플 데이터를 출력하는 페이로드 처리부와, 상기 비트 샘플 데이터를 저장하는 제1 저장부 및 상기 디지털 오디오의 샘플당 비트수가 상기 제2 비트수를 가지는 경우 상기 제2 비트수의 비트 샘플을 제3 비트수의 비트 만큼 쉬프트한 후 상기 제1 비트수의 비트 샘플을 추출하고, 추출된 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터를 가지는 제2 디지털 오디오 데이터를 출력하는 비트 변환 모듈을 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의한 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법이 기록된 기록매체는 제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 오디오 디코딩 장치로부터 출력되는 제1 디지털 오디오 데이터의 샘플당 비트수가 제2 비트수를 가지는 경우, 상기 제1 디지털 오디오 데이터 중 소정 크기를 가지는 비트 변환 단위에 포함된 비트들 중 상기 제1 비트수만큼의 비트를 제2 디지털 오디오 데이터로 추출하는 단계 및 상기 제2 오디오 데이터를 상기 제1 크기의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치로 출력하는 단계를 수행하는 프로그램을 포함한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호 를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
그리고, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하에서, 디지털 오디오라 함은 WMA 스탠다드 버전, WMA 프로페셔널 버전, MP3, Dolby AC-3, 및 Ogg Vorvis를 모두 포함하는 개념이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 과정을 나타내는 흐름도로서 WMA 프로페셔널 버전을 예를 들어 설명한다. 도 3에서는 WMA 신호가 역다중화된 후 ASF 헤더 디코딩, 패킷 헤더 디코딩, 페이로드 헤더 디코딩, 페이로드 디코딩 및 역양자화 과정이 수행된 것으로 가정한다.
상기의 디코딩 과정들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 공지된 기술에 해당하므로 구체적인 설명을 생략한다.
도 3을 참조하면, 역양자화된 WMA 데이터는 IMDCT 처리 과정을 통해 주파수 영역의 데이터가 시간 영역의 데이터로 변환되고(단계 310), 변환된 데이터는 IMDCT 버퍼에 임시 저장된다(단계 320).
이후, ASF 헤더에 포함된 파일 정보를 기초로 인코딩된 샘플당 비트수를 판 단하고(단계 330), 샘플당 비트수가 16 비트인 것으로 판단되면 16 비트 단위로 PCM 데이터를 재생성(reconstruction)하고(단계 340), 재생성된 PCM 데이터를 출력 버퍼에 저장한다(단계 350).
즉, 단계 330에서 인코딩된 샘플당 비트수가 16 비트인 것으로 판단되면 IMDCT가 수행된 후 IMDCT 버퍼에 임시 저장된 데이터 중에서 16 비트 단위로 데이터를 독출함으로써 PCM 데이터를 재생성하고 재생성된 PCM 데이터를 출력 버퍼에 저장한다.
단계 330에서 판단결과, 인코딩된 샘플당 비트수가 16 비트가 아닌 것으로 판단되면 인코딩된 샘플당 비트수는 24 비트임을 의미하므로 24 비트 샘플을 16 비트 샘플로 변환하는 전처리 과정(단계 360)을 수행한다.
전처리 과정(단계 360)은 먼저 IMDCT 버퍼에 저장된 데이터 중에서 32 비트의 크기를 가지는 전처리 대상 범위를 설정한다(단계 362). 즉 24 비트 샘플을 16 비트 샘플로 변환하기 위해 먼저 24 비트를 포함하는 자료형인 정수형 타입(integer type)으로 비트 변환 처리 단위를 설정한다.
다음으로 IMDCT 버퍼에서 전처리 대상 범위로 설정된 32 비트를 8 비트 만큼 우측으로 쉬프트(shift right) 시킨다(단계 364).
그리고 단계 340으로 진행하여 16 비트 단위로 PCM 데이터를 재생성(reconstruction)하고, 재생성된 PCM 데이터를 출력 버퍼에 저장한다.
이후, IMDCT 버퍼에 데이터가 존재하는 가를 판단하고(단계 370), IMDCT 버퍼에 데이터가 존재하는 것으로 판단되면 단계 330으로 되돌아가서 이후의 단계를 순차적으로 반복하고, IMDCT 버퍼에 데이터가 존재하지 않는 것으로 판단되면 PCM 데이터 재생성 과정을 종료한다.
출력 버퍼에 저장된 PCM 데이터는 I2S(Inter-IC Sound, 이하 I2S라 약칭함) 인터페이스를 통해 디지털-아날로그 변환기(미도시)로 전송될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에서는 16 비트로 인코딩된 디지털 오디오 포맷만을 처리할 수 있는 디지털 오디오 기기에서 24 비트로 인코딩된 WMA 파일 또는 WMA 스트림을 처리하기 위해 각 24 비트 샘플을 8 비트 만큼 우측으로 쉬프트 시킨다. 그리고 쉬프트로 인해 버려진 하위 8 비트를 제외한 나머지 비트들에 대해 16 비트 단위로 PCM 데이터를 재생성함으로써 종래의 디지털 오디오 기기에서 24 비트로 인코딩된 WMA 파일을 재생할 수 있다.
또한, 워드 단위로 데이터를 송수신하는 I2S 인터페이스의 송수신 타이밍에도 동기를 일치시킬 수 있어 I2S 인터페이스를 이용하는 일반적인 오디오 장치 또는 휴대용 단말에도 본 발명의 비트 변환 방법을 적용할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시한 전처리 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
먼저, IMDCT 버퍼에는 IMDCT 처리 과정이 끝난 데이터가 샘플당 32 비트의 데이터가 저장되어 있으므로 전처리를 위해 IMDCT 버퍼에 저장된 데이터 중 32 비트(a, b, c, d)를 설정한다. 설정된 32 비트 중에서 24 비트(b, c, d)만이 현재 단계에서 PCM 데이터로 재생성될 유효 데이터이다. 그리고 설정된 32 비트 중에서 최상위 비트(MSB)는 8 비트(a)의 가장 왼쪽에 위치한 비트이고, 최하위 비트(LSB)는 8 비트(d)의 가장 오른쪽에 위치한 비트이다.
이후, 설정된 32 비트(a, b, c, d)를 오른쪽으로 8 비트 만큼 우측으로 쉬프트 시킨다. 32 비트가 8 비트 만큼 우측으로 쉬프트 하게 되면 최하위 비트(LSB)를 포함한 8 비트(d)는 IMDCT 버퍼에서 제거되고 24 비트(a, b, c)만 남게 된다. 남은 24 비트(a, b, c) 중에서 PCM 데이터로 재생성될 유효 데이터는 16 비트(b, c)가 된다.
다음으로, IMDCT 버퍼에 존재하는 유효 데이터인 16 비트(b, c)를 독출하여 출력 버퍼에 저장함으로써, 16 비트 단위로 PCM 데이터를 재생성한다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에서는 샘플당 24 비트로 인코딩된 데이터를 샘플당 16 비트로 변환한 후 출력 버퍼에 저장함으로써 출력 버퍼의 크기를 줄일 수 있다.
예를 들어, 채널당 샘플의 개수가 2048개이고 2 채널이며 샘플당 24 비트의 크기를 가진 PCM 데이터의 전체 용량은 12288 바이트이고, 채널당 샘플의 개수가 2048개이고 2 채널이며 샘플당 16 비트의 크기를 가진 PCM 데이터의 전체 용량은 8192 바이트가 된다. 따라서, 샘플당 24 비트로 인코딩된 데이터를 샘플당 16 비트로 변환하게 되면 버퍼 사용 효율을 더 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 오디오 데이터의 비트 변환을 수행하는 디코더 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 오디오의 복호화 장치는 입력버퍼(410), 제어부(420), ASF 헤더 디코더(430), 패킷/페이로드 헤더 디코더(440), 페이로드 처리부(450), IMDCT 버퍼(460), 비트 변환 모듈(470) 및 출력버 퍼(480)를 포함하여 구성된다. 페이로드 처리부(450)는 허프만 디코더(452), 역양자화부(454), IMDCT부(456)를 포함한다.
입력버퍼(410)는 저장장치(미도시)에 저장된 디지털 오디오 파일의 일부 데이터가 일시적으로 저장된다. 또는 입력버퍼(410)는 통신망을 통해 전송되는 디지털 오디오 파일의 스트림 중 일부 데이터가 저장될 수 있다.
제어부(420)는 디지털 오디오 파일을 복호화하기 위해 입력버퍼(410)에 저장된 디지털 오디오 데이터를 ASF 헤더 디코더(430), 패킷/페이로드 헤더 디코더(440) 및 허프만 디코더(452)에 제공한다.
또한, 제어부(420)는 ASF 헤더 디코더(430)에 ASF 헤더 디코딩 제어신호(dec_asf)를 제공하여 ASF 헤더가 디코딩되도록 하고, 패킷/페이로드 헤더 디코더(440)에 패킷 헤더 디코딩 제어신호(dec_pkt) 및 페이로드 헤더 디코딩 제어신호(dec_ply)를 제공하여 패킷 헤더 및 페이로드 헤더가 디코딩되도록 한다.
또한, 제어부(420)는 허프만 디코더(452)에 허프만 코드 디코딩 제어신호(dec_huff)를 제공하여 페이로드가 디코딩 되도록 한다. 그리고, 역양자화부(454) 및 IMDCT부(456)에 각각 역양자화 제어신호(con_iqn) 및 IMDCT 제어신호(con_imd)를 전송함으로써 허프만 디코더(452)에서 디코딩된 데이터가 역양자화되고, 역이산여현변환되도록 한다.
또한, 제어부(420)는 비트 변환 모듈(470)에 비트 변환 제어신호(con_bcov)를 제공하여 IMDCT 버퍼(460)에 저장된 24 비트 샘플 데이터가 16 비트 샘플 데이터로 변환되어 출력 버퍼(480)에 저장되도록 한다.
ASF 헤더 디코더(430)는 제어부(420)로부터 제공된 ASF 헤더 디코딩 제어신호(dec_asf)에 기초하여 디지털 오디오 데이터의 ASF 헤더를 디코딩한다.
패킷/페이로드 헤더 디코더(440)는 제어부(420)로부터 제공된 패킷 헤더 디코딩 제어신호(dec_pkt) 및 페이로드 헤더 디코딩 제어신호(dec_ply)에 기초하여 각 패킷에 포함된 패킷 헤더와 페이로드 헤더를 디코딩한다.
허프만 디코더(452)는 제어부(420)로부터 제공된 허프만 코드 디코딩 제어신호(dec_huff)에 기초하여 허프만 부호화 테이블을 이용하여 페이로드를 디코딩한다.
역양자화부(454)는 제어부(420)로부터 제공된 역양자화 제어신호(con_iqn)에 기초하여 허프만 디코더(452)에서 출력된 데이터를 역양자화한다.
IMDCT부(456)는 제어부(420)로부터 제공된 IMDCT 제어신호(con_imd)에 기초하여 역양자화부(454)에서 출력된 주파수 영역의 데이터를 시간 영역의 데이터로 변환하여 출력한다.
IMDCT 버퍼(460)는 IMDCT부(456)에서 IMDCT 처리가 끝나고 출력된 데이터가 일시적으로 저장된다. IMDCT 버퍼(460)에 저장되는 데이터는 샘플당 24 비트의 크기를 가지는 데이터가 저장된다.
비트 변환 모듈(470)은 제어부(420)로부터 제공된 비트 변환 제어신호(con_bcov)에 기초하여 IMDCT 버퍼(460)에 저장된 데이터를 4 바이트 크기를 가지는 정수 타입으로 비트 변환 범위를 설정하고 이를 8비트 만큼 우측으로 쉬프트한다. 그리고, 쉬프트 후 남은 24 비트중 16 비트를 추출하여 출력버퍼(480)에 저 장함으로써 24 비트 샘플을 16 비트 샘플로 변환한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 비트 변환 모듈(470)이 소프트웨어 형식으로 구현되어 제어부(420)에 포함되어 구성될 수도 있다.
출력버퍼(480)는 비트 변환 모듈(470)에서 출력된 샘플당 16 비트의 크기를 가지는 PCM 데이터가 저장된다. 출력버퍼(480)에 저장된 PCM 데이터는 I2S 인터페이스를 통해 디지털-아날로그 변환기로 전송될 수 있다.
상기와 같은 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법에 따르면, IMDCT 처리가 수행된 후 IMDCT 버퍼에 저장된 데이터를 32 비트 단위로 전처리 범위를 설정하고, 설정된 32 비트를 8 비트 만큼 우측으로 쉬프트시켜 하위 8 비트를 제거하고 남은 24 비트 중에서 16 비트를 취하여 PCM 데이터로 재생성 하여 출력 버퍼에 저장한다.
따라서, 16 비트로 인코딩된 디지털 오디오 포맷만을 처리할 수 있는 디지털 오디도 장치에서 24 비트로 인코딩된 디지털 오디오 파일을 재생할 수 있다. 또한, I2S 인터페이스의 송수신 타이밍에도 동기를 일치시킬 수 있어 I2S 인터페이스를 이용하는 일반적인 오디오 장치 또는 휴대용 단말기에도 본 발명의 비트 변환 방법을 적용할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이 다.

Claims (24)

  1. 제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 오디오 디코딩 장치로부터 출력되는 제1 디지털 오디오 데이터의 샘플당 비트수가 제2 비트수를 가지는 경우, 상기 제1 디지털 오디오 데이터 중 소정 크기를 가지는 비트 변환 단위에 포함된 비트들 중 상기 제1 비트수 만큼의 비트를 제2 디지털 오디오 데이터로 추출하는 단계; 및
    상기 제2 오디오 데이터를 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치로 출력하는 단계를 포함하는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 디지털 오디오 데이터를 추출하는 단계는 상기 소정 크기를 가지는 비트 변환 단위에 포함된 비트들이 상기 제2 비트수가 되도록 소정 비트 만큼 우측으로 쉬프트(shift right) 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 디지털 오디오 데이터를 추출하는 단계는 상기 제2 디지털 오디오 데이터를 PCM(Pulse Code Modulation) 데이터로 재생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 디지털 오디오 데이터는 윈도우 미디어 오디오(WMA: Window Media Audio) 프로페셔널 버전에 상응하는 포맷을 가진 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 디지털 오디오 데이터는 ASF 헤더 디코딩, 패킷 헤더 디코딩, 페이로드 헤더 디코딩, 페이로드 디코딩, 역양자화 및 역이산여현변환 중 적어도 하나의 과정이 수행된 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 소정 크기를 가지는 비트 변환 단위는 정수형(integer type)에 상응하는 비트 크기인 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터는 샘플당 16 비트로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 비트 변환 방법.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
  10. 제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 디코딩 장치와 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치간에 상기 제2 비트수의 비트 샘플 데이터를 재생하는 방법에 있어서,
    제1 디지털 오디오 데이터의 샘플당 비트수가 상기 제2 비트수를 가지는 경우 상기 제2 비트수를 포함하는 비트 변환 단위에 포함된 비트들을 제3 비트수의 비트만큼 쉬프트 하는 단계; 및
    상기 쉬프트 후 남은 비트 중에서 상기 제1 비트수의 비트를 추출하여 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터를 가지는 제2 디지털 오디오 데이터를 재생성하는 단계를 포함하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 비트수의 비트 샘플 데이터는 윈도우 미디어 오디오 프로페셔널 버전에 상응하는 포맷을 가진 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2 비트수의 비트 샘플 데이터는 ASF 헤더 디코딩, 패킷 헤더 디코딩, 페이로드 헤더 디코딩, 페이로드 디코딩, 역양자화 및 역이산여현변환중 적어도 하나의 과정이 수행된 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서, 상기 비트 변환 단위는 정수형(integer type)에 상응하는 비트 크기인 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서, 상기 제2 비트수의 비트를 포함하는 비트 변환 단위에 포함된 비트들을 제3 비트수의 비트만큼 쉬프트 하는 단계는 상기 비트 변환 단위에 포함된 비트들을 8비트 만큼 우측으로 쉬프트하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서, 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터는 샘플당 16 비트의 데이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서, 상기 제2 비트수의 비트 샘플 데이터는 샘플당 24비트의 데이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서, 상기 디지털 오디오 데이터의 재생 방법은 상기 제1 디지털 오디오 데이터의 크기가 상기 제1 비트수를 가지는 경우 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터를 가지는 제2 디지털 오디오 데이터를 재생성하는 단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서, 상기 디지털 오디오 데이터의 재생 방법은 상기 재생성된 제2 디지털 오디오 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 데이터의 재생 방법.
  19. 제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 디코더 장치와 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치간에 상기 제2 비트수의 비트 샘플 데이터를 재생하도록 하기 위한 디코더 장치에 있어서,
    디지털 오디오 데이터의 ASF 헤더를 디코딩하는 ASF 헤더 디코더;
    상기 디지털 오디오 데이터의 패킷 헤더 및 페이로드 헤더를 디코딩하는 패킷/페이로드 헤더 디코더;
    상기 디지털 오디오 데이터의 페이로드를 디코딩하여 샘플당 소정 크기의 비트 샘플 데이터를 출력하는 페이로드 처리부;
    상기 비트 샘플 데이터를 저장하는 제1 저장부; 및
    상기 디지털 오디오의 샘플당 비트수가 상기 제2 비트수를 가지는 경우 상기 제2 비트수의 비트 샘플을 제3 비트수의 비트 만큼 쉬프트한 후 상기 제1 비트수의 비트 샘플을 추출하고, 추출된 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터를 가지는 제2 디지털 오디오 데이터를 출력하는 비트 변환 모듈을 포함하는 디지털 오디오 디코 더 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 비트 변환 모듈은 상기 제2 비트수의 비트 샘플이 상기 제1 비트수가 되도록 소정 비트 만큼 우측으로 쉬프트 하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 디코더 장치.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제19항에 있어서, 상기 디지털 오디오의 디코더 장치는 상기 비트 변환 모듈에서 출력된 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터를 가지는 제2 디지털 오디오 데이터가 저장되는 출력 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 디코더 장치.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제19항에 있어서, 상기 디지털 오디오 데이터는 윈도우 미디어 오디오 프로페셔널 버전에 상응하는 포맷을 가진 데이터인 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 디코더 장치.
  23. 청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제19항에 있어서, 상기 페이로드 처리부는 상기 디지털 오디오 데이터에 대해 허프만 디코딩, 역양자화 및 역이산여현변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 오디오 디코더 장치.
  24. 제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 디코딩 장치와 상기 제1 비트수의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치간에 상기 제2 비트수의 비트 샘플 데이터를 재생하기 위한 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,
    제1 비트수의 비트 샘플 데이터 및 제2 비트수의 비트 샘플 데이터에 대한 디코딩을 지원하는 오디오 디코딩 장치로부터 출력되는 제1 디지털 오디오 데이터의 샘플당 비트수가 제2 비트수를 가지는 경우, 상기 제1 디지털 오디오 데이터 중 소정 크기를 가지는 비트 변환 단위에 포함된 비트들 중 상기 제1 비트수만큼의 비트를 제2 디지털 오디오 데이터로 추출하는 단계; 및
    상기 제2 오디오 데이터를 상기 제1 크기의 비트 샘플 데이터의 처리를 지원하는 오디오 재생 장치로 출력하는 단계를 수행하는 프로그램을 기록한 기록 매체.
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