KR100954182B1

KR100954182B1 - 간결한 코드북을 갖는 엔트로피 코딩

Info

Publication number: KR100954182B1
Application number: KR1020077022862A
Authority: KR
Inventors: 랄프 스페르슈나이더; 쥐르겐 헤르; 카르스튼 린즈메어어; 요한니스 힐퍼트
Original assignee: 프라운호퍼-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 안게반텐 포르슝에.파우.
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2010-04-21
Also published as: JP4832507B2; AU2006233511B9; IL186312A0; CN101156320B; BRPI0612179A2; BRPI0612179B1; US7788106B2; PL1869775T3; KR20070110132A; CA2605316A1; HK1110709A1; EP1869775A1; WO2006108463A1; NO20075775L; ES2433282T3; MY149613A; AU2006233511B2; RU2007141938A; MX2007012673A; TWI319937B

Abstract

본 발명은, 2개 이상의 정보값들이 투플로 그룹핑되되 투플 내에서 투플 순서에 따라서 그룹핑할 때, 다른 순서를 갖는 동일한 정보값들을 갖는 투플에 동일한 코드를 할당하고 투플 순서를 표시하는 순서 정보를 도출할 때, 는 인코딩 규칙이 이용될 때, 그리고 코드 워드가 상기 순서 정보와 공동으로 출력될 때, 정보값들을 인코딩하기 위한 효율적인 코드가 도출될 수 있다는 연구결과에 기반을 두고 있다.

코드 워드, 순서 정보, 부호 정보

Description

간결한 코드북을 갖는 엔트로피 코딩{Entropy Coding with Compact Codebooks}

본 발명은 정보값들의 인코딩/디코딩에 관한 것으로서, 특히 효율적인 코드를 발생하기 위하여 간결한 코드북(codebook)을 이용하는 엔트로피 코딩에 관한 것이다.

최근에, 멀티-채널 오디오 재생 기술이 점점 더 중요해지고 있다. 이는 잘 알려진 mp3 기술과 같은 오디오 압축/인코딩 기술이, 인터넷 또는 제한된 대역폭을 갖는 다른 전송 채널을 통해, 오디오 기록물을 배포할 수 있게 하였다는 사실에 기인한다. mp3 코딩 기술은 스테레오 포맷, 즉 제1 또는 좌측 스테레오 그리고 제2 또는 우측 스테레오 채널을 포함하는 모든 오디오 기록물을 배포할 수 있다는 사실 때문에 매우 유명해졌다.

그럼에도 불구하고, 기존의 2-채널 사운드 시스템에는 근본적인 단점이 있다. 따라서 서라운드 기술이 개발되었다. 권고 멀티-채널-서라운드 표현은, 2개의 스테레오 채널 L과 R에 더해, 추가적인 중앙 채널 C와 2개의 서라운드 채널 Ls, Rs를 포함한다. 이러한 기준 사운드 포맷은 또한 3/2-스테레오라고 불리며, 이는 3개의 전방 채널과 2개의 서라운드 채널을 의미한다. 일반적으로, 5개의 전송 채널이 필요하다. 재생 환경에서, 적소에 설치된 5개의 라우드스피커로부터의 일정거리에서 최적의 스위트 스폿(sweet spot)을 얻기 위해서는, 5개의 적절한 위치에 있는 적어도 5개의 스피커가 필요하다.

멀티-채널 오디오 신호의 전송에 요구되는 데이터 량을 줄이기 위한 여러 가지 기술이 해당 기술 분야에 알려져 있다. 그러한 기술들은 조인트 스테레오(joint stereo) 기술이라고 불린다. 이를 위해, 도 5를 참조하면, 조인트 스테레오 장치(60)가 도시되어 있다. 이 장치는 예를 들어 인텐시티 스테레오(intensity stereo: IS) 또는 바이노럴 큐 코딩(binaural cue coding: BCC)을 구현하는 장치일 수 있다. 그러한 장치는 일반적으로 -입력으로서- 적어도 2개의 채널(CH1, CH2, … CHn)을 수신하고, 적어도 하나의 캐리어 채널과 파라메트릭 데이터를 출력한다. 파라메트릭 데이터는, 디코더에서 오리지널 채널(CH1, CH2, … CHn)의 근사치(approximation)가 계산될 수 있도록 정의된다.

보통, 캐리어 채널은, 기저 신호에 대한 상대적으로 양호한 표현을 제공하는, 서브밴드 샘플들, 스펙트럼 계수들, 시간 도메인 샘플들 등등을 포함할 것이며, 반면에 파라메트릭 데이터는 그러한 스펙트럼 계수들의 샘플을 포함하지 않고 대신 곱하기, 타임 시프팅(time shifting), 주파수 시프팅(frequency shifting), 위상 시프팅(phase shifting) 등등과 같은 어느 재구성(reconstruction) 알고리즘을 제어하기 위한 제어 파라미터들을 포함한다. 따라서 파라메트릭 데이터는, 상대적으로 조악한, 신호 또는 결합 채널의 표현만을 포함한다. 수치로 표현하면, 캐리어 채널에 의해 요구된 데이터 량은 60 내지 70 kbit/s의 범위 내일 것이며, 반면 하나의 채널에 대한 파라메트릭 부수 정보에 의해 요구된 데이터 량은 전형적으로 1,5 내지 2,5 kbit/s의 범위 내일 것이다. 파라메트릭 데이터에 대한 하나의 예는, 아래에서 설명되는 바와 같이, 잘 알려진 스케일 팩터(scale factor)들, 인텐시티 스테레오 정보 또는 바이노럴 큐 파라미터들이다.

BCC 기술은 예를 들어 씨, 폴러(C. Faller), 에프. 바움가르트(F. Baumgarte)에 의한 AES(Audio Engineering Society) 회의보 5574의 "스테레오 및 멀티-채널 오디오 압축에 적용된 바이노럴 큐 코딩(Binaural Cue Coding applied to Stereo and Multi-Channel Audio Compression)", 2002년 5월, 뮌헨, IEEE WASPAA 회의보 "지각(perceptual) 파라미터화를 이용한 공간 오디오의 효율적인 표현(Efficient representation of spatial audio using perceptual parametrization)", 2001년 10월, 뉴욕, 몽크(Mohonk), "플렉시블 렌더링(rendering)을 이용하여 오디오 압축에 적용된 바이노럴 큐 코딩(Binaural cue coding applied to audio compression with flexible rendering)", 씨. 폴러 및 에프. 바움가르트, AES 113차 회의, 로스앤젤레스, 예보(Preprint) 5686, 2002년 10월, 및 "바이노럴 큐 코딩- Ⅱ 부: 구성 및 응용(Binaural cue coding - Part Ⅱ: Schemes and applications", 씨. 폴러 및 에프. 바움가르트, IEEE 학회, 음성 및 오디오 회보, 11 부, 6번, 2003년 11월, 에 개시되었다.

BCC 인코딩에서는, 다수개의 오디오 입력 채널이, 중첩하는 윈도우들을 갖는 DFT(이산 푸리에 변환: Discrete Fourier Transform) 기반 변환을 이용하여, 스펙트럼 표현으로 변환된다. 얻어진 균일한 스펙트럼은 비-중첩(non-overlapping) 파 티션들로 나뉜다. 각 파티션은 대체로 등가 직사각 대역폭(equivalent rectangular bandwidth: ERB)에 비례하는 대역폭을 갖는다. 상기 BCC 파라미터들은 이어 채널-간 레벨 차(ICLD) 및 채널-간 시간 차(ICTD)가 각 파티션에 대한 2개 채널 간에 추정된다. 이들 BCC 파라미터는 보통 기준 채널에 기준으로 각 채널에 대해 주어지며, 나아가 양자화된다. 전송된 파라미터들은 예정된 공식에 따라 최종적으로 계산되며(인코딩), 이는 또한 처리되는 신호의 특정 파티션들에 의존할 수 있다.

다수개의 파라미터가 존재한다. 상기 ICLD 파라미터는, 예를 들어, 2개의 비교 채널에 포함된 에너지의 차(비율)를 나타낸다. 상기 ICC 파라미터(채널-간 가간섭성/상관도)는 2개 채널 간의 상관도를 나타내며, 상기 2개 채널의 파형 유사도로서 이해될 수 있다. 상기 ICTD 파라미터(채널-간 시간 차)는 상기 2개 채널 간의 글로벌 시간 시프트(time shift)를 나타내는 반면, IPD 파라미터(채널-간 위상 차)는 신호들의 위상들에 대하여 차이를 나타낸다.

오디오 신호의 프레임-형 프로세싱에서, BCC 분석은 또한 프레임-형, 즉 시간-가변, 그리고 또한 주파수-형으로 수행된다는 것을 인지하여야 한다. 이는, 각 스펙트럼 대역에 대해, BCC 파라미터들이 개별적으로 획득된다는 것을 의미한다. 이는 또한, 오디오 필터 뱅크가 입력 신호를, 예를 들어 32 대역 통과 신호로 분해하는 경우에, BCC 분석 블록이 32 대역들 각각에 대해 한 세트의 파라미터를 획득한다는 것을 의미한다.

파라메트릭 스테레오라고 알려지기도 한 관련 기술이, 제이. 브리바르트(J. Breebaart), 에스. 반데바르(S. van de Par), 에이. 콜라우쉬(A. Kohlrausch), 및 이. 쉬이제르스(E. Schuijers)에 의한 "저 비트 레이트에서의 고품질 파라메트릭 공간 오디오 코딩(High-Quality Parametric Spatial Audio Coding at Low Bitrates)", AES 116차 회의, 베를린, 예보 6072, 2004년 5월과, 이. 쉬이제르스, 제이. 브리바르트, 에취. 푸르나겐(H. Purnhagen), 및 제이. 엥데가르트(J. Engdegard)에 의한 "저 복잡성 파라메트릭 스테레오 코딩(Low Complexity Parametric Stereo Coding)", AES 116차 회의, 베를린, 예보 6073, 2004년 5월에 개시되어 있다.

요약하면, 멀티-채널 오디오 신호의 파라메트릭 코딩에 대한 최근의 연구 방식들은, (모노화될 수 있거나 여러 개의 채널을 포함할 수 있는) 다운믹스 신호 및 인지된 공간 사운드 스테이지를 특징짓는 파라메트릭 부수 정보 ("공간 큐")를 이용하여 멀티-채널 오디오 신호를 표현한다. 오버헤드 정보를 최소화하고 그만큼의 다운믹스 신호들의 코딩을 위해 이용 가능한 전송 용량을 남기기 위해, 부수 정보의 전송률을 가능한 한 낮게 유지하는 것이 바람직하다.

부수 정보의 전송률을 낮게 유지하는 하나의 방법은, 예를 들어 부수 정보에 엔트로피 코딩 알고리즘을 적용함으로써, 공간 오디오 구성의 부수 정보를 무손실 인코딩하는 것이다.

무손실 코딩은, 양자화된 스펙트럼 계수들 및 다른 부수 정보에 대한 최적의 간결한 표현을 보장하기 위해, 일반적으로 오디오 코딩에 광범위하게 적용되고 있다. 적합한 인코딩 구성 및 방법에 대한 예가 ISO/IEC 표준 MPEG1 part 3, MPEG2 part 7 및 MPEG4 part 3 내에 제공된다.

이들 표준과, 예를 들어 IEEE 논문 "MPEG-2 고급 오디오 코딩에서 양자화된 스펙트럼 계수들의 무잡음 코딩(Noiseless Coding of Quantized Spectral Coefficients in MPEG-2 Advanced Audio Coding)", 에스. 알. 콱켄부시(S. R. Quackenbush), 제이. 디. 존스톤(J. D. Johnston), IEEE WASPAA, 뉴욕, 몽크, 1997년 11월은 양자화된 파라미터들을 무손실 코딩하기 위한 다음의 대책(measure)들을 포함하는 기술의 상태를 개시한다:

● 양자화된 스펙트럼 계수들의 다차원 호프만 코딩

● 계수 세트들에 대한 공통(다차원) 호프만 코드북의 이용

● 상기 값을 홀(hole)로서 코딩하거나 코딩 부호(sign) 정보와 크기(magnitude) 정보로 분리하여, 코딩(즉, 코드북 크기를 "부호화된(signed)" 대비 "비부호화된(unsigned)"으로 축소하는, 주어진 절대 값에 대한 호프만 코드북 엔트리만을 갖는다)

● 다른 최대 절대 값(LAV)들, 즉 인코딩되는 파라미터들 내에서 다른 최대 절대 값들을 갖는 다른(alternative) 코드북의 이용

● 각 LAV에 대하여 다른 통계 분포를 갖는 다른 코드북의 이용

● 호프만 코드북의 선택을 부수 정보로서 디코더로 전송

● 선택된 호프만 코드북의 적용 범위를 정의하는 "섹션(section)들"의 이용

● 주파수에 대하여 스케일팩터(scalefactor)들의 차분 인코딩 및 그 결과에 대한 후속 호프만 코딩

조악하게 양자화된 값을 싱글 PCM 코드로 무손실 인코딩하기 위한 또 다른 기술이 MPEG1 오디오 표준 내에서 제안된다(표준 내에서의 그룹핑이라고 불리우고 계층 2를 위해 이용된다). 이는 표준 ISO/IEC 11172-3:93 내에서 보다 상세하게 설명된다.

간행물 "바이노럴 큐 코딩- II 부: 구성 및 응용", 씨. 폴러(C. Faller) 및 에프. 바움가르트(F. Baumgarte), IEEE 회의, 음성 및 오디오 회의, 11 부, 6번, 2003년 11월은 BCC 파라미터의 코딩에 관한 몇 가지 정보를 제공한다. 양자화된 ICLD 파라미터들을 다음과 같이 차분적으로 인코딩하는 것을 제안한다.

● 주파수에 대하여, 그리고 이어 그 결과물을 호프만 인코딩한다(1 차원 호프만 코드를 이용함)

● 시간에 대하여, 그리고 이어 그 결과들을 호프만 인코딩한다(1 차원 호프만 코드를 이용함)

그리고 마지막으로, 보다 효율적인 변형물(variant)이 오리지널 오디오 채널의 표현으로서 선택된다.

상술한 바와 같이, 주파수에 대하여 그리고 대안적으로 시간에 대하여 차분 코딩을 적용하고, 보다 효율적인 변형물을 선택하는 것에 의하여 압축 성능을 최적화하는 것이 제안되었다. 선택된 변형물은 이어 몇몇 부수 정보를 통해 디코더로 시그널링된다.

상술한 종래 기술은, 예를 들어 오디오- 또는 비디오스트림(videostream)을 이용하여 전송되어야 하는 데이터의 량을 줄이는데 유용하다. 상술한 엔트로피 코딩 구성에 기반을 둔 무손실 인코딩 기술들을 이용하는 것은 일반적으로 비상 수(non-constant) 비트 레이트를 갖는 비트스트림을 초래한다.

상기 AAC (진보된 오디오 코덱) 표준에서는, 인코딩되는 정보값들의 확률분포(probability distribution)가, 그들의 부호들이 아닌, 인코딩되는 값들의 매그니튜드(magnitude)들에 의존한다고 가정하는, "비부호화된(unsigned)" 코드북들을 이용하여, 상기 코드 워들의 크기와 기본적인 코드북의 크기 양쪽 모두를 줄이려는 제안이 있다. 상기 부호 비트들은 이어 분리되어 전송되고, 상기 코딩된 매그니튜드 정보를 실제 값(부호 x 매그니튜드)로 역 맵핑(mapping back)하는, 후기표기(postfix)로서 간주될 수 있다. 예를 들어 4-차원 호프만 코드북을 가정하면, 이는 상기 코드북의 크기에서 (모든 값들이 부호들을 운반한다는 가정 하에) 2^4 = 16의 팩터를 절약하는 결과를 얻게 된다.

이미 엔트로피 코딩을 이용하여 코드 크기를 줄이려는 상당한 노력들이 있었다. 그럼에도 불구하고, 여전히 종래 기술들을 이용하는 주요 단점들과 싸우고 있다. 예를 들어, 다중-차원의 호프만 코드북들을 이용할 경우에, 얼마간의 인코딩된 정보를 전송하는데 필요한 비트 레이트의 감소를 달성할 수 있다. 이는 이용되어야 하는 호프만 코드북 크기 증가라는 댓가를 치르고 달성되는데, 이는 추가적인 차원 각각에 대해, 호프만 코드북이 2개 중의 하나의 팩터에 의하여 증가되기 때문이다. 이는 특히 호프만 코드북이 인코딩된 정보와 함께 전송되는 애플리케이션들에서 불리한데, 예를 들어 몇몇 컴퓨터 압축 프로그램일 경우에 그러하다. 비록 상기 호프만 코드북이 데이터를 가지고 전송되어야 할 필요가 없더라도, 고비용의 저장 공간을 필요로 하는, 인코더 및 디코더에 저장되어야 하며, 이는 특히 비디오 또는 오디오 스트리밍 또는 재생을 위한 모바일 애플리케이션에서의, 제한된 품질에서만 이용가능하다.
여러개의 공개 공보가 유사한 문제들에 관하여 개시하고 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 5550541호는 인코더/디코더 시스템을 위한 간결한 소스 코딩 테일의 발생에 관하여 개시한다. 인코딩 이전에 메시지들 내에 있는 심볼들을 순서대로 배치하고, 결과 코드 워드를 가지는 순서 정보를 추가적으로 전달함으로써 기존의 테이블들보다 작은 다-차원 호프만 코딩 테이블이 발생된다.
패티시 엠. 에스.(Pattichis M. S.) 등에 의한: "무손실 코딩을 위한 순열을 이용한 광대역의 표현에 관하여" 이미지 분석 및 해석에 관한 제4차 IEEE 사우스웨스트 심포지움의 회보 S. 237 - 241는 순열을 이용하여 인코딩 광대역 이미지의 표현에 관한 새로운 방법을 제안한다. 차분적으로 인코딩된 샘들들이 실행길이(run-length)로 코딩된다.
바실라체 에이.(VASILACHE A.) 등에 의한: 격자 벡터의 인덱싱 및 엔트로피 코딩 2001, 음향, 음성, 및 신호 처리에 관한 IEEE 국제회의의 회의보 Vol.1 of 6, 2.605 - 2.608 페이지는 격자 코드 벡터의 엔트로피 코딩에 관한 것이다. 호프만 코딩과 고정길이 코딩을 조합한 접근 방식이 제안된다. 코드벡터들이 클래스들로 그룹핑되고, 엔트로피 코딩을 이용하여 개별 클래스들의 인덱스 번호들이 인코딩된다. 또한, 개별 클래스들 내에 있는 코드 벡터의 위치들이 고정율(fixed rate) 나열 코딩을 이용하여 인코딩되는 것이 더 제안된다.
콱켄부시(QUACKENBUSH) 등에 의한: "MPEG-2 진보 오디오 코딩에서의 양자화된 스펙트럼 요소들의 무잡음 코딩" IEEE ASSP 오디오 및 음향에 대한 신호 처리의 응용에 관한 워크숍"는 양자화된 스펙트럼 요소들의 인코딩에 이용된 플렉시블 호프만 코딩 알고리즘의 응용에 관한 것이다. N개의-투플들이 다른 호프만-코드북을 이용하여 인코딩되며, 그들 중 몇몇은 코드북 스토리지에 저장하기 위한 절대값만을 가진다. 그런 경우에, 비제로(non-zero) 계수 각각에 대한 부호 비트가 코드워드로 추가된다.
패트릭 폴(Patrick Raul) 및 크리스틴 길레몬(Christine Guillemont)에 의한 Zn, An, Dn, 및 Dm++ 격자 벡터 양자화기를 위한 인덱싱 알고리즘은 오디오-비주얼 신호 압축에 이용된 큰 등급(class)을 허용하는 벡터 인덱싱 알고리즘에 관한 것이다. 상기 벡터들이 등급에 따라 배열되고, 소위 "리더-벡터(leader-vector)" 요소들의 가능한 "부호화된" 순열으로 정의된다. 비부호화된 리더-벡터들을 이용하는 것은 등급-멤버의 비제로(non-zero) 원소 각각의 부호 비트의 전송을 요구한다.

본 발명의 목적은, 정보값들을 압축하고 기본적인 코드북을 크기를 축소하기 위한 더 효율적인 코드의 발생 및 이용에 대한 컨셉을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 상술한 본 발명의 목적은 정보값들을 인코딩하는 인코더로서: 2개 이상의 정보값을 투플로 그룹핑하되, 상기 정보값들을 상기 투플 내에서 투플 순서에 따라 그룹핑하는 그루퍼(grouper); 인코딩 규칙을 이용하여 상기 투플 순서 및 상기 투플에 대한 코드워드를 표시하는 순서 정보를 발생하는 코드 정보 발생기로서, 상기 인코딩 규칙은 동일한 코드워드가 다른 순서를 갖는 동일한 정보들을 가지는 투플들로 할당되도록 이루어지며; 그리고 상기 코드워드 및 상기 코드워드와 관련된 상기 순서 정보를 출력하는 출력 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 인코더에 의해서 달성된다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 상술한 목적은 정보값들에 근거하여 코드워드를 디코딩하는 디코더로서: 상기 코드워드 및 상기 코드워드와 관련된 투플 순서를 표시하는 순서 정보를 제공하는 입력 인터페이스로서, 상기 투플 순서는 정보값들을 가지는 투플 내에서 2개 이상의 정보값의 순서를 나타내는 것이며; 및 상기 코드워드를 생성하는데 이용된 인코딩 규칙에 따른 디코딩 규칙을 이용하여 투플을 도출하는 코드 프로세서를 포함하고, 상기 디코딩 규칙은, 다른 투플들이 다른 순서 정보에 의해 결합된 동일한 코드워드로부터 도출되도록 이루어지며, 상기 다른 투플들은 다른 투플 순서를 갖는 동일한 정보값들을 가지는 것을 특징으로 하는 디코더에 의해 달성된다.

본 발명의 제3 측면에 따르면, 상술한 본 발명의 목적은 정보값들을 인코딩하는 방법으로서: 2개 이상의 정보값을 투플로 그룹핑하되, 상기 정보값들을 상기 투플 내에서 투플 순서에 따라 그룹핑하는 단계; 상기 투플 순서를 표시하는 순서 정보를 발생시키는 단계; 인코딩 규칙을 이용하여 상기 투플에 대한 코드워드를 발생시키는 단계로서, 상기 인코딩 규칙은 상기 동일한 코드워드가 다른 순서를 갖는 동일한 정보값들을 가지는 투플들로 할당되도록 이루어지며; 그리고 상기 코드워드 및 상기 코드워드와 공동으로 상기 순서 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 제4 측면에 따르면, 상술한 본 발명의 목적은, 컴퓨터에서 구동될 때, 상기의 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램에 의해 달성된다.

본 발명의 제5 측면에 따르면, 정보값들에 근거하여 코드워드들을 디코딩하는 방법으로서: 상기 코드워드 및, 상기 코드워드와 공동으로, 투플 순서를 표시하는 순서 정보를 제공하는 단계로서, 상기 투플 순서는 정보값들의 투플 내에 있는 2개 이상의 정보값들의 순서이며; 상기 코드워드를 생성하는데 이용된 인코딩 규칙에 따른 디코딩 규칙을 이용하여 투플을 도출하는 단계로서, 상기 디코딩 규칙은, 다른 투플들이 다른 순서 정보에 의해 결합된 동일한 코드워드로부터 도출되고 상기 다른 투플들은 다른 투플 순서를 갖는 동일한 정보값들을 가지도록 이루어지며; 그리고 상기 투플들을 2개 이상의 정보값으로 그룹 해체시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 제6 측면에 따르면, 상술한 목적은 컴퓨터에서 구동될 때, 상기의 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램에 의해 달성된다.

본 발명의 제7 측면에 따르면, 상술한 목적은 정보값에 근거하는 인코딩된 데이터에 의해 달성되며, 상기 인코딩된 데이터는 상기 투플 내에 투플 순서로 배열된 2개 이상의 정보값들의 투플에 대한 코드워드 및 상기 투플 순서를 표시하는 순서 정보를 포함한다.

본 발명은, 2개 이상의 정보값이 투플 순서를 가지면서 투플로 그룹핑되고, 동일한 코드워드를 다른 순서를 갖는 동일한 정보값들을 가지는 투플들로 할당하는 인코딩 규칙이 이용되며, 상기 투플 순서를 표시하는 순서 정보가 도출되어 상기 코드워드에 결합될 때, 정보값들을 인코딩하기 위한 효율적인 코드가 도출될 수 있다는 연구결과에 기반을 두고 있다.

호프만 코드들을 이용하는 엔트로피 코딩에 대하여, 본 발명의 상술한 컨셉이 더 효율적으로 구현될 수 있다. 호프만 코드북의 크기는 조인트 코딩된 값들의 수(호프만 코드북의 차원(dimension)) 뿐만 아니라 코딩되는 가능한 값들의 수에 의존한다. 특정 애플리케이션에서 호프만 코드북을 표현하는데 필요한 요구 저장 공간을 줄이기 위해서, 하나의 호프만 코드워드가 동일한 확률을 가지는 조인트 코딩된 값들의 그룹의 전체 세트를 표현하도록, 코딩되는 데이터의 확률 분포에서의 대칭들을 이용하는 것이 바람직하다. 조인트 코딩된 값들의 실제 그룹은 이어 특정된 후기 표기(postfix) 코드에 의해 특정된다.

투플 내에 있는 2개 이상의 값들의 순서는, 상기 값들이 어느 정도 비상관적이고 동일한 값들의 다른 순서들에 대해 동일한 확률이 가정될 수 있는 경우에(왜냐면 상기 값들이 비상관적이기 때문에), 그 값들에 의해 표현된 내용에 의존적이지 않다. 특히 그리고 바람직하게는 가변 길이 코드, 즉 다른 길이들을 갖는 코드워드들에 대하여, 이들 동일한 확률은, 다른 순서의 동일한 값을 갖는 투플들이 단일한 코드워드에 할당되는 경우에, 보다 더 작은 코드북 및 효율적인 코드의 결과를 가져온다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 2-차원 호프만 인코더에 의해 인코딩되는 상기 정보값들이 먼저 차분적으로 인코딩되어, 나중에 보다 상세하게 설명되는 어느 대칭들을 가지는 미분 표현을 얻는다. 그 후, 다수개의 대칭 연산이 상기 미분 표현에 적용되어, 인코딩되는 가능한 투플들의 수를 축소하고, 그럼으로써 필요한 코드북의 크기를 축소시킨다.

주어진 확률 분포로 발생하는, 값들의 분포에 대한 차분적 인코딩은, 대칭인 확률 분포를 가지는, 즉 동일한 절대값을 갖지만 다른 부호들을 갖는 값들이 동일한 확률로 발생할 것이라는 확률 분포를 가지게 되는, 제로 주변으로 집중된 차 값들의 분포의 결과를 얻게 된다.

예를 들어 호프만 코딩으로서, 엔트로피 코딩의 기본적인 원리는, 가장 짧은 가능한 코드워드들을 어쨌든 발생하는 정보값들에 할당한다는 점에서, 상기 이용된 코드북이 가능한 한 양호한 정보값들의 주어진 확률 분포를 나타낸다는 것이다. 다중-차원의 호프만 코딩은, 동일한 원리를 따르지만, 2개 이상의 정보값을 투플로 조합하며, 그리고 나서 전체 투플이 단일한 코드워드로 결합된다.

따라서 차분 인코딩을 2-차원의 호프만 인코딩과 조합하는 것은 이용될 수 있는 2 종류의 대칭을 산출한다.

제1 대칭은 상기 투플(a, b)의 발생 확률이 상기 투플(-a, -b)에 대한 것과 대략적으로 동일하다는 관측으로부터 유래한다. 이는 좌표계의 원점에 대한 점대칭에 해당하며, 여기서 투플의 제1 값은 X-축을 정의하고, 투플의 제2 값은 Y-축을 정의한다.

제2 대칭은 투플 내에 있는 상기 2개의 값이 발생하는 순서를 변경하는 것이 투플 발생 확률을 변경하지 않는다는 것, 즉 (a, b) 및 (b, a)가 동일하게 가능하다는 가정에 근거한다. 이는 좌표계가 아래에 설명되는 바와 같이 정의될 경우에, 좌표계 제1 및 제3의 4분체의 이등분선(bisector)들에 대하여 축 대칭(axis symmetry)에 해당한다.

상기 2개의 대칭은, 호프만 코드북의 크기가, 대칭 투플들에 동일한 코드워드가 할당된다는 것을 의미하는, 대략 4 중의 하나의 팩터에 의해 축소되도록 이용될 수 있다. 상기 대칭 정보, 즉 오리지널 투플의 순서와 상기 오리지널 투플의 부호가, 순서 정보와 부호 정보에 의해 표시되고, 상기 코드 정보와 함께 전송되어, 상기 부호 및 순서 정보를 포함하는 상기 오리지널 투플의 디코딩 및 복원을 할 수 있도록 한다.

2-차원 좌표계 내의 상기 투플들의 상술한 표현을 상기하면, 양쪽 대칭은 모두 데카르트(Cartesian) 좌표계에 대하여 45도 회전된 주축(principle axis)을 갖는, 타원형과 같은 레벨 커브들(동일한 확률의 커브들)의 2-차원 확률 분포로서 이해될 수 있다.

상기 2개의 대칭을 이용하면, 상기 좌표계 내에 있는 가능 엔트리들의 대략 4분의 1(하나의 4분체)만 호프만 코드들에 의해 커버되어야 한다. 2-비트 후기 표기 코드는 4개의 4분체 중의 하나에 있는 값들의 모든 쌍과 나머지 3개의 4분체에 있는 값들 중에서 그들과 대응하는 쌍들 간의 독특한 맵핑을 결정한다. 어느 하나의 4분체 경계선에 놓여진 값의 쌍들에 대하여는, 상기 쌍의 값들이 양쪽 경계선에 놓여진 경우, 즉 상기 분포의 중앙에 있는 경우에는, 상기 후기 표기 코드가 단 하나의 비트로 이루어지거나, 생략될 수도 있다.

본 발명의 컨셉은 또한 상술한 대칭을 보이지 않는 데이터에 대한 호프만 코드북의 크기를 줄일 것이다. 만일 그러한 데이터가 인코딩된다면, 한편으로는 상기 호프만 코드북의 크기가 작아질 것이지만, 다른 한편으로는 상기 인코딩된 표현이 이상적으로 압축되지 않을 수 있는데, 이는 다른 확률로 발생하는 값들이 동일한 코드워드에 의해 표현되어, 호프만 코드북이 최적의 방식으로 상기 데이터를 조정할 수 없다는 사실에 기인하는, 비트 레이트의 소비를 야기한다.

따라서, 상기 데이터는 대칭 처리에 적용하기 이전에 차분적으로 인코딩되는 것이 바람직하며, 이는 상기 차분 인코딩이 자동적으로 바람직한 대칭들을 산출하기 때문이다. 그러므로, 본 발명의 컨셉은 정보값들의 모든 잠재적 세트에 대하여 간결한 표현 및 작은 호프만 코드북을 보장하도록 이용될 수 있으며, 이는 상기 정보값들을 차분적으로 인코딩함으로써 가능한 정보값들의 수를 배가시키는 단점을 상기 대칭을 이용함으로써 청산될 수 있기 때문이다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 본 발명의 인코더의 블록도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 인코더의 바람직한 실시예를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 인코더의 바람직한 다른 실시예를 나타낸다.

도 4a는 인코딩되는 데이터에 대한 제1 대칭 연산을 보여준다.

도 4b는 인코딩되는 데이터에 대한 제2 대칭 연산을 보여준다.

도 5는 데이터의 대칭 표현의 도출을 보여준다.

도 6은 본 발명의 디코더의 블록도를 나타낸다.

도 7은 본 발명의 디코더의 바람직한 실시예를 나타낸다.

도 8은 본 발명의 디코더의 바람직한 다른 실시예를 나타낸다.

도 9는 종래 기술의 다중-채널 인코더를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 인코더(100)를 나타내며, 상기 인코더(100)는 그루퍼( grouper: 102) 및 출력 인터페이스를 포함하는 코드 정보 발생기(104)를 포함한다.

정보값(106)들은 그루퍼에 의해 정보값(108a 내지 108c)의 투플(tuple)들로 그룹핑된다. 도 1에 도시된 예에서, 각각 2개의 정보값으로 이루어진 투플들을 구축하여, 즉, 2차원 호프만 코드를 이용하여 본 발명의 컨셉이 설명된다.

투플(108a 내지 108c)의 투플들은 코드 정보 발생기로 전송되며, 코드 정보 발생기는, 동일한 코드워드를 다른 순서로 배열된 동일한 정보값들을 가지는 투플로 할당하는, 인코딩 규칙을 실행한다. 따라서 상기 투플(108a 내지 108c)은 동일한 코드워드(110a 및 110b)로 코딩되는 반면, 투플(108b)은 다른 코드워드로 인코딩된다. 본 발명의 컨셉에 따르면, 다른 순서 정보(114a 및 114b)는, 정보값들이 상기 투플(108a 내지 108c) 내로 그룹핑되는 순서 정보를 보존하기 위해 발생된다. 따라서 상기 순서 정보와 상기 코드워드의 조합이 오리지널 투플(108a 내지 108c)을 복원하는데 이용될 수 있고, 그럼으로써 상기 순서 정보는 출력 인터페이스에 의해 상기 코드워드와 공동으로 전달된다. 일반적으로 다른 순서 정보 비트의 결과를 얻는 다른 순서의 구성(scheme)에 동의할 수 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 상기 투플들은 그 값들이 오름차순으로 발생될 때 재배치되지 않으며, 왜냐면 그것이 투플(108a 및 108b)에 대한 경우이기 때문이다. 만일 0인 순서 정보를, 재배치되지 않았던, 투플들에 할당하는 것에 대해 더 동의한다면, 도 1의 코드워드들에 할당되었던 것과 같은 순서 정보값들의 결과를 얻는다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내며, 여기서 상기 코드 정보 발생기(104)가 순서 인코더(120) 및 엔트로피 인코더(122)를 포함하고, 또한 인코더(100)는 출력 인터페이스(124)를 더 포함한다.

순서 인코더(120)는 (투플의 순서 정보를 표시하는) 투플(114a 내지 114c)의 순서 정보를 발생하고, 그 순서 정보를 출력 인터페이스로 전송한다. 동시에, 상기 순서 인코더(120)는, 상기 투플 순서를 예정된 투플 순서로 변경하는 투플(126a 내 지 126c)을 도출하기 위하여, 투플(108a 내지 108c) 내의 정보값을 재배치하며, 상기 예정된 투플 순서는 동일한 정보값들을 갖는 투플들의 그룹에 대한 정보값들의 인코딩 순서를 정의하는 것이다.

상기 투플 내의 2개의 정보값의 위치를 교환하는 다중의 후속 단계에 의해, 상기 재배치가 예를 들어 2 개 이상의 정보값을 가지는 투플들에 대해서도 또한 수행될 수 있다. 각 단계 이후에, 상기 주어진 투플 순서에 대하여, 순서 인코더의 코드북에 엔트리가 존재하는지 여부가 체크된다. 만일 존재한다면, 상기 재배치가 중단될 수 있으며 상기 코드워드가 발생될 수 있다. 존재하지 않는다면, 상기 절차는 상기 코드워드가 발견될 때까지 반복된다. 이어 상기 순서 정보는, 예를 들어, 상기 코드워드를 도출하는데 필요한 교환의 횟수로부터 도출될 수 있다. 마찬가지로, 디코더 측의 순서 정보를 이용하여 정확한 투플 순서가 재배열될 수 있다.

상기 엔트로피 코더는 투플(126a 내지 126c)을 인코딩하여 코드워드(110a, 110b, 및 112)를 도출하고, 이 코드워드들을 출력 인터페이스로 전송한다.

상기 출력 인터페이스는 최종적으로 상기 코드워드(110a, 110b, 및 112) 및 그와 공동으로 상기 순서 정보(114a 내지 114c)를 출력한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예로서, 여기서는 상기 코드 정보 발생기가, 상기 투플 내의 정보값들의 부호(sign) 조합을 나타내는 부호 정보를 도출하기 위한, 부호 인코더(130)를 더 포함한다.

도 3에 도시된 본 발명의 인코더는, 제2 대칭을 이용하여, 동일한 코드워드들을, 동일한 절대값의 정보값을 갖고 그들의 절대값들에 관하여 동일한 순서인, 투플들에 할당한다. 따라서 상기 부호 인코더는 투플들(134a 내지 134c)에 대하여 부호 정보(132a 내지 132c)를 도출하여, 상기 투플들 내에 있는 값들의 부호를 나타낸다. 부호 인코더(130)는 상기 투플들 내에 있는 정보값들의 부호들을 동시에 변경하여 예정된 부호 조합을 도출하고, 그럼으로써 상기 투플 내의 절대값들의 각 순서, 즉 오직 정보값들의 부호만 다른 투플들에 대한 인코딩 부호 조합을 정의한다.

상기 부호 정보(132a 내지 132c)가 출력 인터페이스(124)로 추가적으로 전송되고, 출력 인터페이스(124)는 또한 상기 순서 인코더(120)로부터 순서 정보를 수신하고 상기 엔트로피 인코더로부터 상기 코드워드들을 수신한다. 출력 인터페이스는 이어 상기 코드워드들 및 그와 공동으로 상기 순서 정보와 부호 정보를 제공한다.

도 4a는 상기 부호 정보가 상기 부호 인코더에 의해 어떻게 도출될 수 있는지와, 상기 부호들과 관련하여 상기 대칭이 요구된 호프만 코드북의 크기를 줄이는데 어떻게 이용될 수 있는지를 보여준다.

매트릭스(matrix)에 의해 도식적으로 표현된, 투플(a, b)의 가능한 값들이 도시되며, 여기서 a에 대한 값들은 X-축에 도시되고, b에 대한 가능한 값들은 Y-축에 도시된다. a 및 b에 대한 값들은 (예를 들어 이전의 차분 인코딩에 의해) 제로 주위에서 대칭되고, 각각 -4에서 4까지의 범위를 갖는다.

상기 매트릭스는 전체 81개의 파라미터 값 a와 b의 가능한 조합을 보여주고 있다. 상기 매트릭스의 엔트리들을 나타내는 제1 축(150)이 또한 표시되며, 여기서 a와 b의 합(a + b)이 제로와 같다. 도면은 또한 제2 축(152)을 표시하며, 여기서는 a와 b의 차(a - b)가 제로와 같다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 2개의 축(150 및 152)은 매트릭스를 번호 1 내지 4로 표시한 4분체(quadrant)들로 분할한다.

제1 대칭은, 조합(a, b)와 조합(-a, -b)가 동일하게 가능하다고 가정하면, 원점에 대하여 점대칭이며, 이는 상기 매트릭스의 임의의 엔트리(154a(-2, -1) 및 154b(2, 1))에 대하여 양함수적으로 나타난다.

본 발명의 인코더는, 제3의 4분체의 엔트리들을 제1의 4분체로 그리고 제4의 4분체의 엔트리들을 제2의 4분체로 미러링(mirroring)하는, 대칭 연산을 수행함으로써 대략 2인 팩터에 의해 필요한 호프만 코드북을 축소할 수 있다. 이와 같이, 상기 부호 인코더(130)가, 그 사분체로부터 상기 투플이 도래했던 부호 정보로, 추가적으로 표시할 때, 상기 제3 및 제4의 4분체의 코드북 엔트리들이 저장될 수 있다.

도 4b는 대략 2인 또 다른 팩터에 의해 호프만 코드북의 크기를 줄이기 위해 상기 제2 대칭이 상기 순서 코더(120)에 의해 어떻게 이용될 수 있는지를 보여준다. 투플(a, b)와 (b, a)가 동일하게 가능하다는 것을 의미하는 상기 제2 대칭은, 축(152)에서의 나머지 매트릭스의 미러링과 동일하다. 이는 예를 들어 투플(0, 2)을 투플(2, 0)로 미러링한 것을 나타내는, 2개의 매트릭스 엔트리(156a 및 156b)에 대하여 보여진다. 따라서, 제2 및 제1 4분체의 대응하는 엔트리들을 동일한 코드 워드들로 할당함으로써 코드북 크기의 2 중의 다른 팩터를 절약할 수 있다. 순서 코더(120)는 상기 순서 정보를 도출하여 상기 오리지널 투플이 제1의 4분체로부터 도래했는지 또는 제2의 4분체로부터 도래했는지에 관한 정보를 보전한다.

도 4a 및 4b에 나타낸 바와 같이, 부호 인코더와 순서 인코더를 통합하는 본 발명의 인코더는 4개의 4분체 중에 오직 하나만이 호프만 코드들에 의해 커버되어야 하도록 한다. 2-비트 후기표기(postfix) 코드는 상기 4개의 4분체 중의 하나에 있는 값들의 모든(every) 쌍과 나머지 3개 4분체에 있는 해당 값들의 쌍 간의 독특한 매핑(mapping)을 결정한다. 어느 하나의 4분체 경계선에 놓인 값들의 쌍들에 대하여, 상기 후기표기 코드가, 오직 하나의 비트로 이루어지거나, 양쪽 경계선, 즉 상기 매트릭스의 중앙에 에 놓여진 값들의 쌍의 경우에는 생략조차 될 수 있다.

도 4a 및 4b에 도시된 대칭 연산에 이어, 실질적인 이유들로 인해서 나머지 4분체에 있는 값들의 쌍들을 이차(quadratic) 매트릭스로 재배치하는 것을 행운일 수 있는데, 이는 이차 표현에 관한 알고리즘을 구동하는 것이 훨씬 편리하기 때문이다.

본 발명의 실시예에 의해 통합된 맵핑 전략이 도 5에 도시된다. 이차 매트릭스로 맵핑되는 제1 4분체를 갖는 오리지널 매트릭스가 좌측에 보여진다. 이차 매트릭스는 또한 X-축 상의 파라미터 a에 대한 파라미터 값들과 Y-축 상에 있는 파라미터 b에 대한 파라미터 값들을 가진다. 상기 맵핑 알고리즘을 따르는 재배치가 도면에 표시되며, 여기서 매트릭스 원소들 각각은 독특한 숫자로 표시된다. 그 정보값들의 합이 짝수인(a + 1이 투플들이 짝수이며, 이는 상기 제1 4분체의 연한 음영(lightly shaded) 부위 매트릭스 원소들 모두에 대해 참이다) 투플들이 이차 매트릭스(160)의 하부 좌측으로 재배치되며, 반면에 정보값들(음영지지 않은 부분)음의 홀수 합을 갖는 투플들은 도 5에서 음영지지 않은(unshaded) 매트릭스의 상부 우측으로 재배치된다.

상술한 맵핑 프로세스 이후에, 호프만 인코딩되는 투플들이 이차 표현으로 주어지며, 그럼으로써 용이하게 다룰 수 있다.

도 6은 정보값에 기반을 둔 코드워드를 디코딩하는 본 발명의 디코더에 대한 블록도을 보여준다.

상기 디코더는 입력 인터페이스(202), 코드 프로세서(204), 및 디그루퍼(206)를 포함한다. 입력 인터페이스(202)는 코드워드(210a, 210b, 및 212)들 및 그들과 관련된 순서 정보(214a, 214b, 및 216)를 제공하며, 이들 양쪽 모두 코드 프로세서(204)로 전송된다.

상기 코드 프로세서는 디코딩 규칙을 이용하여 정보값(218a, 218b, 및 218c)들을 도출하며, 상기 디코딩 규칙은, 다른 순서 정보에 의해 표시된 바와 같이, 다른 투플 순서의 동일한 정보값들을 갖는 다른 투플들이 동일한 코드워드로부터 도출되도록 이루어진다.

따라서, 다른 투플(218a 및 218c)들이 동일한 코드워드(210a 및 201b)들로부터 도출되는데, 이는 관련된 다른 순서 정보(214a 및 214b)를 갖기 때문이다. 정보값(218a 및 218c)의 투플값들은 이어 디그루퍼(degrouper)에 의해 그룹 해체되어 상기 정보값들을 산출한다.

도 7은 바람직한 본 발명의 디코더를 보여주며, 여기서는 상기 코드 프로세서(204)가 엔트로피 디코더(222) 및 순서 디코더(224)를 포함한다.

상기 엔트로피 디코더(222)는, 호프만 코드북을 이용하여, 코드워드(210a, 210b, 및 212)들을 투플(226a 내지 226c)로 각각 할당한다. 상기 투플(226a 내지 226c)들은, 상기 관련 순서 정보를 또한 수신하는 순서 디코더(224)로 전송된다. 순서 디코더는, 상기 순서 정보에 의해 표시된 바와 같이, 상기 투플(226a 내지 226c)을 수정하는 정보값들 도출한다. 도출된 최종 투플(228a 내지 228c)들은 이어, 디그루퍼(206)로 전송되며, 디그루퍼(206)는 상기 투플(228a 내지 228c)들을 그룹 해체하여 정보값들(220)을 도출한다.

도 8은 본 발명의 디코더(200)의 또 다른 바람직한 실시예를 나타내며, 여기서는 코드 프로세서(204)가 부호 디코더(230)를 더 포함한다.

상기 입력 인터페이스는 3개의 동일한 코드워드(232a 내지 232c)들, 부호 정보 비트(234a 내지 234c), 및 순서 정보 비트(236a 내지 236c)를 제공한다.

상기 엔트로피 디코더(222)는 상기 3개의 동일한 코드워드(232a 내지 232c)들을 3개의 동일한 투플(238a 내지 238c)로 디코딩하며, 이들은 이어 상기 부호 디코더(230)로 전송된다.

상기 부호 디코더(230)는 추가적으로 부호 정보(234a 내지 234c)를 수신하고 나서, 상기 부호 정보(234a 내지 234c)에 의해 표시된 바와 같이, 상기 투플(238a 내지 238c)들을 수정하여 상기 투플(240a 내지 240c)을 도출하며, 이들은 이제 정확한 부호들을 가지는 정보값들을 가지고 있다.

상기 투플(240a 내지 240c)들이 상기 순서 디코더(224)로 전송되고, 상기 순서 디코더(224)는 추가적으로 상기 순서 정보(236a 내지 236c)를 수신하여 상기 투플(204a 내지 204c) 내에 있는 정보값들의 순서를 변경함으로써 정확한 순서의 투 플(242a 내지 242c)들을 수신한다. 상기 투플(242a 내지 242c)은 이어 디그루퍼로 전송되고 디그루퍼는 상기 투플(242a 내지 242c)들을 그룹 해체함으로써 정보값들을 도출한다.

비록 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 인코더의 바람직한 실시예들에서는 상기 순서 인코더(120)와 부호 인코더(130)가 상기 순서 또는 부호 정보를 검색하여 상기 투플들을 동시에 변경하지만, 상기 부호 인코더와 순서 인코더가 상기 투플들의 변경 없이 상기 순서 및 부호 정보를 검색하는 것이 대안적으로 가능하다. 그러면 호프만 코드북은 다른 부호 및 순서 정보를 가지는 투플들이 동일한 코드워드들로 할당되도록 설계되어야 한다.

도면들에 도시된 바람직한 실시예들이 2차원 호프만 코드북들을 이용하여 본 발명의 컨셉을 상술하지만, 그룹핑된 값들 및 그들의 대칭들을 이용하는 본 발명의 개념은 또한 다른 무손실 인코딩 방법, 특히 고차원의 호프만 코드북들을 가지는, 즉 2 이상의 정보값들을 갖는 투플들을 구성하는, 다른 인코딩 방법과 결합될 수 있다.

도 4a 및 4b는 보다 더 작은 호프만 코드북을 가능하게 하는데 이용된 대칭 정보를 도출하는 방식을 나타낸다. 첫 번째 단계에서 주어진 매트릭스의 제3 및 제4의 4분체가 제1 및 제2의 4분체로 맵핑된다. 대안적으로, 상기 맵핑이 반전될 수 있도록 상기 대칭 정보가 보존될 수 있는 한, 2개의 이웃하는 4분체의 다른 조합들이 나머지 2개의 4분체로 맵핑되는 것이 또한 가능하다. 도 4b에 도시된 제2 대칭 연산에도 또한 동일하게 적용된다.

도 5는 축소된 크기의 코드북을 도해할 수 있게 하는 매트릭스의 하나의 4분체를 2차 매트릭스로 맵핑하는 방식을 보여준다. 이 맵핑은 다중의 가능한 맵핑 구성(scheme)에 대한 하나의 예로서, 여기서는 상기 맵핑들이 독특하고 반전될 수 있어야만 한다.

본 발명의 방법들의 임의의 구현 요구들에 따라, 본 발명의 방법은 하드웨어 또는 소프트웨어에서 구현될 수 있다. 이러한 구현은 디지털 저장 매체, 특히 전자적으로 판독 가능한 제어 신호를 저장하여 프로그램 가능한 컴퓨터 시스템과 더불어 본 발명의 방법들이 실행되도록 협동하는, 디스크, DVD 또는 CD를 이용하여 실행될 수 있다. 따라서 본 발명은 일반적으로 기계 판독형 운반매체에 저장되고 컴퓨터에서 구동될 때 본 발명의 방법들을 수행하도록 동작 가능한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품이다. 다시 말해서, 본 발명의 방법은 컴퓨터에서 구동될 때 본 발명의 방법들 중 적어도 하나를 실행하는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.

본 발명이 특정 실시예에 참조하여 설명되었지만, 형태 및 세부사항에서 다양한 다른 변경이 본 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 다양한 변경들이 여기에 개시되고 하기의 청구범위에 의해 파악되는 광의의 컨셉으로부터 벗어나지 않고 다른 실시예들에 적응되도록 이루어질 수 있다는 것을 유념한다.

Claims

정보값들을 인코딩하는 인코더에 있어서:

입력 값들을 차분 인코딩하여, 정보값들로서, 상기 입력값들의 차분적으로 인코딩된 표현을 얻는 차분 인코더;

2개 이상의 정보값을 투플로 그룹핑하되, 상기 정보값들을 상기 투플 내에서 투플 순서에 따라 그룹핑하는 그루퍼(grouper);

인코딩 규칙을 이용하여 상기 투플 순서 및 상기 투플에 대한 코드워드를 표시하는 순서 정보를 발생하는 코드 정보 발생기로서, 상기 인코딩 규칙은 동일한 코드워드가 다른 순서를 갖는 동일한 정보들을 가지는 다른 투플들로 할당되도록 이루어지고 또한 상기 인코딩 규칙은 동일한 코드 워드가 상기 투플 내의 각 정보 값의 부호에 의해 구별되는, 동일한 순서를 가지는 동일한 절대값의 정보값들을 가지는 다른 투플들로 할당되도록 이루어지며;

상기 투플 내에 있는 상기 정보값들의 부호 조합을 표시하는 부호 정보를 도출하는 부호 인코더; 및

상기 코드워드 및 상기 코드워드와 공동으로 상기 순서 정보와 상기 부호 정보를 출력하는 출력 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 인코더.
청구항 1에 있어서, 상기 코드 정보 발생기는,

상기 순서 정보를 도출하는 순서 인코더, 및

다른 순서로 배열된 동일한 정보값들을 가지는 투플들을 동일한 코드로 할당하는 코드북을 이용하여 상기 코드워드를 도출하는 엔트로피 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 인코더.
청구항 2에 있어서,

상기 순서 인코더는, 상기 투플에 대한 상기 투플 순서를 예정된 투플 순서 로 변경하기 위하여, 상기 투플 내의 상기 정보값들을 재배치하도록 동작가능하고, 상기 예정된 순서는 동일한 정보값들을 갖는 투플의 그룹들에 대한 정보값들의 인코딩 순서를 정의하며, 상기 순서 인코더는 상기 투플 순서 및 상기 인코딩 규칙의 편차를 감지 및 인코딩하도록 동작가능하며; 그리고

상기 엔트로피 인코더는, 코드워드를 상기 인코딩 순서로 배치된 정보값을 갖는 투플들로 할당하는 축소된 코드북을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 인코더.
청구항 3에 있어서,

상기 순서 인코더는, 제1 정보 정보값을 제2 정보값으로 교환함으로써, 상기 투플 내의 상기 정보값들을 재배치하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 인코더.
청구항 4에 있어서,

상기 부호 인코더는, 부호 조합을 예정된 부호 조합으로 변경하기 위하여, 상기 투플 내의 정보값들의 부호들을 변경하도록 동작가능하고, 상기 예정된 부호 조합은 상기 정보값들의 개별적인 부호들만 다른 투플 내의 정보값들의 순서에 대한 인코딩 부호 조합을 정의하며; 그리고

상기 코드 정보 발생기는 엔트로피 인코더를 구비하고, 상기 엔트로피 인코더는, 동일한 코드워드를 동일한 순서를 갖는 정보값들의 절대값들을 가지는 각 투플로 할당하는 축소된 코드북을 구비하는 것을 특징으로 하는 인코더.
청구항 5에 있어서,

상기 부호 인코더는 투플 내의 제1 및 제2 정보값의 부호를 변경하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 인코더.
청구항 1에 있어서,

상기 차분적으로 인코딩된 표현은 시간 또는 주파수에 대하여 차분적으로 인코딩된 입력 값들의 표현인 것을 특징으로 하는 인코더.
청구항 1에 있어서,

상기 정보값들은 비디오 신호 또는 오디오 신호의 프레임을 나타내는 정보값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 인코더.
청구항 1에 있어서,

상기 정보값들은 제1 오디오 채널과 제2 오디오 채널 간의 공간 상관도를 나타내는 BCC 파라미터들을 포함하고, 상기 BCC 파라미터들은 다음 리스트의 BCC 파라미터들:

채널-간 가간섭성(ICC),

채널-간 레벨 차(ICLD),

채널-간 시간 차(ICTD), 및

채널-간 위상 차(IPD)

로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 인코더.
청구항 1에 있어서,

상기 인코딩 규칙은, 정보값들의 인코딩이 다른 길이들을 갖는 코드워드들의 시퀀스의 결과를 얻도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 인코더.
정보값들에 근거하여 코드워드를 디코딩하는 디코더에 있어서:

상기 코드워드 및 상기 코드워드와 공동으로 투플 순서를 표시하는 순서 정보 및 상기 투플 내에 있는 상기 정보값들에 대한 부호 조합을 표시하는 부호 정보를 제공하는 입력 인터페이스로서, 상기 투플 순서는 정보값들을 가지는 투플 내에서 2개 이상의 정보값의 순서를 나타내는 것이며;

상기 코드워드를 생성하는데 이용된 인코딩 규칙에 따른 디코딩 규칙을 이용하여 투플을 도출하는 코드 프로세서로서, 상기 디코딩 규칙은, 다른 순서를 갖는 동일한 정보들을 가지는 다른 투플들이 다른 순서 정보에 의해 결합된 동일한 코드워드로부터 도출되고, 또한 상기 투플 내에 있는 각 정보값의 상기 부호에 의해 구별되는, 동일한 순서를 갖는 동일한 절대값의 정보값을 가지는 상기 다른 투플들이 다른 부호 정보에 의해 결합된 동일한 코드 워드로부터 도출되도록 이루어지며; 그리고

상기 정보값들을 차분 디코딩하여 상기 정보값들의 차분적으로 디코딩된 표현을 얻는 차분 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코더.
청구항 11에 있어서, 상기 코드 프로세서가:

각 코드-워드를 예비 투플에 할당하는 코드북을 이용하여 예비 투플을 도출하는 엔트로피 디코더; 및

상기 예비 투플 내의 상기 정보값들을 상기 순서 정보에 의해 표시된 바와 같이 재배치함으로써 상기 투플을 도출하는 순서 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코더.
청구항 12에 있어서,

상기 순서 디코더는, 제1 정보값을 제2 정보값으로 교환함으로써 상기 예비 투플의 정보값들을 재배치하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 디코더.
청구항 13에 있어서,

상기 코드 프로세서는, 상기 예비 투플 내에 있는 상기 정보값들의 부호들을 상기 부호 정보에 의해 표시된 바와 같이 변경함으로써 상기 에비 투플로부터 상기 투플을 도출하는 부호 디코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디코더.
청구항 14에 있어서,

상기 부호 디코더는 상기 예비 투플 내의 각 정보값의 부호들을 변경하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 디코더.
청구항 14에 있어서,

상기 부호 디코더는 상기 예비 투플 내의 제1 및 제2 정보값을 변경하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 디코더.
청구항 11에 있어서,

상기 정보값들의 차분적으로 디코딩된 표현은 시간 또는 주파수에 대하여 차분적으로 인코딩되는 것을 특징으로 하는 디코더.
청구항 11에 있어서,

상기 정보값들은, 비디오 신호 또는 오디오 신호의 프레임을 나타내는 정보값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디코더.
청구항 11에 있어서,

상기 정보값들은 제1 오디오 채널과 제2 오디오 채널 간의 공간 상관도를 나타내는 BCC 파라미터들을 포함하고, 상기 BCC 파라미터들은 다음 리스트의 BCC 파라미터들:

채널-간 가간섭성(ICC),

채널-간 레벨 차(ICLD),

채널-간 시간 차(ICTD), 및

채널-간 위상 차(IPD)

로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디코더.
정보값들을 인코딩하는 방법에 있어서:

상기 정보값들로서 입력값들의 차분적으로 인코딩된 표현을 얻기 위하여 상기 입력값들을 차분적으로 인코딩하는 단계;

2개 이상의 정보값을 투플로 그룹핑하되, 상기 정보값들을 상기 투플 내에서 투플 순서에 따라 그룹핑하는 단계;

상기 투플 순서를 표시하는 순서 정보를 발생시키는 단계;

상기 투플 내에 있는 상기 정보값의 부호를 표시하는 부호 정보를 발생시키는 단계;

인코딩 규칙을 이용하여 상기 투플에 대한 코드워드를 발생시키는 단계로서, 상기 인코딩 규칙은 상기 동일한 코드워드가 다른 순서를 갖는 동일한 정보값들을 가지는 다른 투플들로 할당되도록 이루어지고 또한 상기 인코딩 규칙은 동일한 코드 워드가 상기 투플 내에 있는 각 정보값의 상기 부호에 의해 구별되는, 동일한 순서를 갖는 상기 절대값의 정보값들을 가지는 다른 투플들로 할당되도록 이루어지며; 그리고

상기 코드워드 및 상기 코드워드와 공동으로 상기 순서 정보와 상기 부호 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
정보값들에 근거하여 코드워드들을 디코딩하는 방법에 있어서:

상기 코드워드 및, 상기 코드워드와 공동으로, 투플 순서를 표시하는 순서 정보 및 투플 내에 있는 정보값들에 대한 부호 조합을 표시하는 부호 정보를 제공하는 단계로서, 상기 투플 순서는 정보값들의 투플 내에 있는 2개 이상의 정보값들의 순서이며;

상기 코드워드를 생성하는데 이용된 인코딩 규칙에 따른 디코딩 규칙을 이용하여 투플을 도출하는 단계로서, 상기 디코딩 규칙은, 다른 순서를 갖는 동일한 정보들을 가지는 다른 투플들이 다른 순서 정보에 의해 결합된 동일한 코드워드로부터 도출되고, 또한 상기 투플 내에 있는 각 정보값의 상기 부호에 의해 구별되는, 동일한 순서를 갖는 동일한 절대값의 정보값을 가지는 상기 다른 투플들이 다른 부호 정보에 의해 결합된 동일한 코드 워드로부터 도출되도록 이루어지며;

상기 투플들을 2개 이상의 정보값으로 그룹 해체시키는 단계; 및

상기 정보값들의 차분적으로 디코딩된 표현을 얻기 위하여 상기 정보값을 차분적으로 디코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
컴퓨터에서 구동될 때, 정보값들을 인코딩하는 방법을 수행하는 프로그램 코드를 가지는 컴퓨터 프로그램을 수록한 기록매체에 있어서:

상기 인코딩 방법은:

상기 정보값들로서 상기 입력 값들의 차분적으로 인코딩된 표현을 얻기 위하여 정보값들을 차분적으로 인코딩하는 단계;

2개 이상의 정보값을 투플로 그룹핑하되, 상기 정보값들을 상기 투플 내에서 투플 순서에 따라 그룹핑하는 단계;

상기 투플 순서를 표시하는 순서 정보를 발생시키는 단계;

상기 투플 내에 있는 상기 정보값들의 부호를 표시하는 부호 정보를 발생시키는 단계;

인코딩 규칙을 이용하여 상기 투플에 대한 코드워드를 발생시키는 단계로서, 상기 인코딩 규칙은 상기 동일한 코드워드가 다른 순서를 갖는 동일한 정보값들을 가지는 다른 투플들로 할당되도록 이루어지고, 또한 상기 인코딩 규칙은, 동일한 코드 워드가 상기 투플 내의 각 정보값의 부호에 의해서 구별되는, 동일한 순서를 갖는 동일한 절대값의 정보값들을 가지는 다른 투플들에 할당되도록 이루어지며; 그리고

상기 코드워드 및 상기 코드워드와 공동으로 상기 순서 정보와 상기 부호 정보를 출력하는 단계를 포함하는 인코딩 방법인 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램을 수록한 기록매체.
컴퓨터에서 구동될 때, 정보값들에 근거하여 코드워드들을 디코딩하는 방법을 수행하는 프로그램 코드를 가지는 컴퓨터 프로그램을 수록한 기록매체에 있어서:

상기 디코딩 방법은:

상기 코드워드 및, 상기 코드워드와 공동으로, 투플 순서를 표시하는 순서 정보와 투플 내에 있는 상기 정보값들에 대한 부호 조합을 표시하는 부호 정보를 를 제공하는 단계로서, 상기 투플 순서는 정보값들의 투플 내에 있는 2개 이상의 정보값들의 순서이며;

상기 코드워드를 생성하는데 이용된 인코딩 규칙에 따른 디코딩 규칙을 이용하여 투플을 도출하는 단계로서, 상기 디코딩 규칙은, 다른 순서를 갖는 동일한 정보값을 가지는 다른 투플들이 다른 순서 정보에 의해 결합된 동일한 코드워드로부터 도출되고 또한 상기 투플 내의 각 정보값의 부호에 의해서 구별되는 동일한 순서를 갖는 동일한 절대값의 정보값들을 가지는 다른 투플들이 부호 정보에 의해 결합된 동일한 코드 워드로부터 도출되도록 이루어지며;

상기 투플들을 2개 이상의 정보값으로 그룹 해체시키는 단계; 및

상기 정보값들의 차분적으로 디코딩된 표현을 얻기 위하여, 상기 정보값들을 차분적으로 디코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법인 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램을 수록한 기록매체.
정보값들에 근거하여 인코딩된 데이터 구조에 있어서,

그 내에 투플 순서로 배열된 2개 이상의 정보값들의 투플에 대한 코드워드, 상기 투플 순서를 표시하는 순서 정보, 및 투플 내에 있는 상기 정보값들의 부호 조합을 표시하는 부호 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 인코딩된 데이터 구조.
청구항 24에 있어서,

상기 인코딩된 데이터 구조는 컴퓨터 판독 매체에 저장된 것임을 특징으로 하는 인코딩된 데이터 구조.
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