KR101355376B1 - 고주파수 영역 부호화 및 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

고주파수 영역 부호화 및 복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오디오 신호에서 고주파수 영역에 해당하는 신호를 부호화하거나 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명인 고주파수 영역 부호화 방법 및 장치는 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 중요한 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하고 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화한다. 본 발명인 고주파수 영역 복호화 방법 및 장치는 중요한 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 신호를 중요한 주파수 성분(들)의 에너지 값을 고려하여 조절함으로써 복호화한다. 이렇게 함으로써 적은 비트를 이용하여 부호화하거나 복호화함에도 불구하고 고주파수 영역에 해당하는 신호의 음질을 저하시키지 않으므로 코딩 효율을 극대화할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.

Description

고주파수 영역 부호화 및 복호화 방법 및 장치{Method and apparatus for encoding and decoding high frequency band}
도 1은 본 발명에 의한 부호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 복호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 복호화 장치에 포함되는 신호 조절부(235)의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 신호 생성부(230)에서 단수의 신호만을 이용하여 신호를 생성하는 경우 이득값을 적용하는 일 실시예를 도시한 것이다.
도 5는 도 2에 도시된 신호 생성부(230)에서 복수의 신호를 이용하여 신호를 생성하는 경우 이득값을 적용하는 일 실시예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 부호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 복호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 부호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 의한 복호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 의한 복호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 12는 본 발명에 의한 복호화 방법에 포함된 제1140단계에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 13은 본 발명에 의한 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 14는 본 발명에 의한 복호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 15는 본 발명에 의한 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 16은 본 발명에 의한 복호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
200: 역다중화부 205: 저주파수신호 복호화부
210: 고주파수신호 복호화부 215: 주파수성분 복호화부
220: 동기화부 225: 에너지값 복호화부
230: 신호 생성부 235: 신호 조절부
240: 대역폭확장 복호화부 245: 신호 합성부
250: 토널리티 복호화부 255: 영역 합성부
본 발명은 음성 신호 또는 음악 신호와 같은 오디오 신호를 부호화하거나 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오디오 신호 가운데 고주파수 영역에 해당하는 신호를 부호화하거나 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
고주파수 영역에 해당하는 신호는 저주파수 영역에 해당하는 신호에 비하여 인간이 소리로서 인식하는 데 중요성이 떨어지는 것이 일반적이다. 그러므로 오디오 신호를 부호화함에 있어서 가용한 비트에 대한 제약이 있어 코딩의 효율을 높여야 할 경우 저주파수 영역에 해당하는 신호에는 많은 비트를 할당하여 부호화하지만 이에 비하여 고주파수 영역에 해당하는 신호에는 적은 비트를 할당하여 부호화한다.
그러나 경우에 따라 고주파수 영역에 해당하는 신호에도 인간이 인식하는 데 중요한 부분이 있을 수 있다. 이 경우에는 고주파수 영역에 해당하는 신호를 정확하게 부호화하지 않아 복호화단에서 복호화된 신호의 음질이 저하될 수 있는 문제점을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 중요한 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하고, 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 중요한 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 신호를 중요한 주파수 성분(들)의 에너지 값을 고려하여 조절함으로써 복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 고주파수 영역 부호화 방법은, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하는 단계 및 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 고주파수 영역 복호화 방법은, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함되는 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계; 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하는 단계; 상기 밴드(들)에 마련될 신호(들)를 생성하는 단계; 상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 단계 및 상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 고주파수 영역 복호화 방법은, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함되는 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계; 기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 복호화하는 단계; 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 복호화된 신호의 에너지 값을 조절하는 단계 및 상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하는 단계 및 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화하는 단계를 포함하는 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함된 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계; 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하는 단계; 상기 밴드(들)에 마련될 신호(들)를 생성하는 단계; 상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 단계 및 상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 단계를 포함하는 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 기록 매체는, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함된 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계; 기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당 하는 신호를 복호화하는 단계; 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 복호화된 신호의 에너지 값을 조절하는 단계 및 상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호를 합성하는 단계를 포함하는 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 고주파수 영역 부호화 장치는, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하는 주파수성분 부호화부 및 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화하는 에너지값 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 고주파수 영역 복호화 장치는, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함된 주파수 성분(들)을 복호화하는 주파수성분 복호화부; 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하는 에너지값 복호화부; 상기 밴드(들)에 마련될 신호(들)를 생성하는 신호 생성부; 상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 신호 조절부 및 상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 신호 합성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 고주파수 영역 복호화 장치는, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함된 주파수 성분(들)을 복호화하는 주파수성분 복호화부; 기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 기 설 정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 복호화하는 대역폭확장 복호화부; 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 복호화된 신호의 에너지 값을 조절하는 신호 조절부 및 상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호를 합성하는 신호 합성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 부호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 부호화 장치는 영역 분할부(100), 저주파수신호 부호화부(105), 고주파수신호 부호화부(110) 및 다중화부(145)를 포함하여 이루어진다.
영역 분할부(100)는 기 설정된 주파수를 기준으로 하여 입력단자 IN을 통하여 입력된 신호를 저주파수 신호와 고주파수 신호로 분할한다. 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 바람직하지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
저주파수신호 부호화부(105)는 영역 분할부(100)에서 분할된 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 부호화 방식에 따라 부호화한다. 저주파수신호 부호화부(105)는 종래에 개시된 어떠한 부호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 부호화 장치는 고주파수 신호를 부호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 부호화하는 것과 관련하여 특정한 부호화 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 저주파수신호 부호화부(105)에서 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 입력된 신호에서 중요한 주파수 성분만을 검출하여 부호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 부호화하는 방식 등이 있다.
고주파수신호 부호화부(110)는 영역 분할부(100)에서 분할된 고주파수 신호에서 중요한 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하고, 중요한 주파수 성분이 검출된 밴드(들)에 마련된 신호(들)의 에너지 값(들)을 계산하여 부호화하며, 저주파수 신호를 이용하여 중요한 주파수 성분이 검출되지 않은 밴드(들)에 마련된 고주파수 신호를 부호화한다. 여기서, 고주파수신호 부호화부(110)는 주파수성분 검출부(115), 주파수성분 부호화부(120), 에너지값 계산부(125), 에너지값 부호화부(130), 대역폭확장 부호화부(135) 및 토널리티 부호화부(140)를 포함하여 이루어진다.
주파수성분 검출부(115)는 영역 분할부(100)에서 분할된 고주파수 신호에서 기 설정된 기준에 따라 중요한 주파수 성분으로 판단되는 주파수 성분(들)을 검출한다. 주파수성분 검출부(115)에서 중요한 주파수 성분를 판단함에 있어서 다음과 같은 방법들이 있다. 첫째, SMR(Signal to Masking Ratio) 값을 계산하여 마스킹 역치 보다 큰 신호를 중요한 주파수 성분으로 선택한다. 둘째, 소정의 가중치를 고려하여 스펙트럼 피크를 추출하여 중요한 주파수 성분을 선택한다. 셋째, 각 서브 밴드 별로 SNR(Signal to Noise Ratio) 값을 계산하여 SNR 값이 낮은 서브 밴드 중에서 소정 크기 이상의 피크 값을 갖는 주파수 성분을 중요 주파수 성분으로 선 택한다. 전술된 세 가지 방법은 각각 실시할 수 있지만, 적어도 하나 이상 방법을 결합하여 조합함으로써 실시할 수도 있으며, 전술된 방법은 단순한 예에 불과하며 전술된 방법에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
주파수성분 부호화부(120)는 주파수성분 검출부(115)에서 검출된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보를 부호화한다.
에너지값 계산부(125)는 주파수성분 검출부(115)에서 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 신호(들)에 대한 각 에너지 값을 계산한다. 여기서, 밴드는 대역폭확장 부호화부(135)에서 부호화를 수행함에 있어서 적용하는 처리 단위를 말한다. 예를 들어, QMF(Quadrature Mirror Filter)의 경우 밴드는 1개의 서브밴드(subband) 또는 1개의 스케일 팩터 밴드(scale factor band)가 될 수 있다.
에너지값 부호화부(130)는 에너지값 계산부(125)에서 계산된 각 밴드의 에너지 값과 각 밴드의 위치를 나타내는 정보를 부호화한다.
대역폭확장 부호화부(135)는 저주파수 신호를 이용하여 주파수성분 검출부(115)에서 검출된 주파수 성분(들)이 포함되지 않은 밴드(들)에 마련된 신호(들)을 부호화한다. 대역폭확장 부호화부(135)에서 신호를 부호화함에 있어서, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화할 수 있는 정보를 생성하여 부호화한다.
토널리티 부호화부(140)는 주파수성분 검출부(115)에서 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 고주파수 신호(들)에 대한 각 토널리티(tonality)를 계산하여 부호화한다. 그러나 본 발명에서는 토널리티 부호화부(140)를 반드시 포 함하여 실시하여야 하는 것은 아니다. 다만, 복호화기(미도시)에서 주파수 성분(들)이 마련된 밴드(들)에 신호를 생성함에 있어서, 단수의 신호를 이용하여 생성하는 것이 아니라 복수의 신호들을 이용하여 단수의 신호를 생성할 경우에 토널리티 부호화부(140)가 필요할 수 있다. 예를 들어, 복호화기(미도시)에서 임의로 생성된 신호와 패치(patch)된 신호를 모두 이용하여 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련될 신호(들)을 생성할 경우 필요하다.
다중화부(145)는 저주파수신호 부호화부(105)에서 부호화된 결과, 주파수성분 부호화부(120)에서 부호화된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 에너지값 부호화부(130)에서 부호화된 각 밴드의 에너지 값과 각 밴드의 위치를 나타내는 정보 및 대역폭확장 부호화부(135)에서 부호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보를 포함하여 다중화하고, 출력단자 OUT을 통해 다중화된 비트스트림을 출력한다. 소정의 경우 다중화부(145)는 토널리티 부호화부(140)에서 부호화된 토널리티(들)도 포함하여 다중화할 수 있다.
도 2는 본 발명에 의한 복호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 복호화 장치는 역다중화부(200), 저주파수신호 복호화부(205), 고주파수신호 복호화부(210) 및 영역 합성부(255)를 포함하여 이루어진다.
역다중화부(200)는 부호화단으로부터 입력단자 IN을 통해 비트스트림을 입력받아 역다중화한다. 예를 들어, 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 각 밴드의 에너지 값, 부호화기(미도시)에서 에너지 값이 부 호화된 밴드(들)의 위치, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보 및 토널리티(들) 등을 역다중화부(200)에서 역다중화할 수 있다. 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 일반적이지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
저주파수신호 복호화부(205)는 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 복호화 방식에 따라 복호화한다. 저주파수신호 복호화부(205)는 종래에 개시된 어떠한 복호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 복호화 장치는 고주파수 신호를 복호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 복호화하는 것과 관련하여 특정한 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 저주파수신호 복호화부(205)에서 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 소정의 중요한 주파수 성분(들)을 복호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 복호화하거나 생성하는 방식 등이 있다.
고주파수신호 복호화부(210)는 부호화기(미도시)에서 고주파수 신호 가운데 중요한 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화된 주파수 성분(들)을 복호화한다. 그리고 중요한 주파수 성분이 포함된 밴드(들)의 경우 고주파수신호 복호화부(210)는 주파수 성분이 포함된 밴드(들)들이 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하여 이를 이용함으로써 주파수 성분이 포함된 밴드(들)의 고주파수 신호를 복호화한다. 또한, 중요한 주파수 성분이 포함되지 않은 밴드(들)의 경우 고주파수신호 복호화 부(210)는 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화한다. 여기서, 고주파수신호 복호화부(210)는 주파수성분 복호화부(215), 동기화부(220), 에너지값 복호화부(225), 신호 생성부(230), 신호 조절부(235), 대역폭확장 복호화부(240), 신호 합성부(245) 및 토널리티 복호화부(250)를 포함하여 이루어진다.
주파수성분 복호화부(215)는 부호화기(미도시)에서 기 설정된 기준에 의해 중요한 주파수 성분으로 판단되어 부호화된 소정의 주파수 성분(들)을 복호화한다.
동기화부(220)는 주파수성분 복호화부(215)에서 적용되는 프레임과 대역폭확장 복호화부(240)에서 적용되는 프레임이 서로 일치하지 않는 경우 주파수성분 복호화부(215)에서 적용되는 프레임과 대역폭확장 복호화부(240)에서 적용되는 프레임을 동기화한다. 여기서, 동기화부(220)는 주파수성분 복호화부(215)에서 적용되는 프레임을 기준으로 대역폭확장 복호화부(240)에서 적용되는 프레임 중 전부 또는 일부를 처리하는 것이 바람직하다.
에너지값 복호화부(225)는 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화한다.
신호 생성부(230)는 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련될 신호(들)을 생성한다.
여기서, 신호 생성부(230)가 신호를 생성하는 방법으로 다음 기술된 예들이 있다. 첫째, 신호 생성부(230)는 임의로 고주파수 신호를 생성한다. 예를 들어, 랜덤 노이즈 신호(random noise signal)가 있다. 둘째, 신호 생성부(230)는 저주파수신호 복호화부(205)에서 복호화된 저주파수 신호를 복사하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 저주파수 신호를 패치(patch)하거나 폴딩(folding)하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다. 셋째, 신호 생성부(230)는 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다.
신호 조절부(235)는 에너지값 복호화부(225)에서 복호화된 각 밴드의 에너지 값을 기준으로 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 신호 생성부(230)에서 생성된 신호의 에너지가 조절되도록 신호 생성부(230)에서 생성된 신호를 조절한다. 신호 조절부(235)에 대한 보다 상세한 일 실시예는 도 3의 설명과 함께 후술하기로 한다.
대역폭확장 복호화부(240)는 저주파수신호 복호화부(205)에서 복호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호 가운데 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)을 포함하지 않는 밴드(들)에 마련된 신호를 복호화한다.
신호 합성부(245)는 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)을 신호 조절부(235)에서 조절된 신호와 합성한다. 이렇게 신호 합성부(245)에서 합성된 신호는 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에만 마련되어 있으므로 신호 합성부(245)는 나머지 밴드(들)에 대역폭확장 복호화부(240)에서 복호화된 신호로 마련하여 합성한다. 이와 같이 신호 합성부(245)에서 신호를 합성함으로써 신호 합성부(245)는 최종적으로 고주파수 신호를 생성한다.
토널리티 복호화부(250)는 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호(들)에 대한 토널리티(tonality)(들)를 복호화한다. 그러나 본 발명에서는 토널리티 복호화부(250)를 반드시 포함하여 실시하여야 하는 것은 아니다. 다만, 신호 생성부(230)에서 단수의 신호를 이용하여 생성하는 것이 아니라 복수의 신호들을 이용하여 단수의 신호를 생성할 경우에 토널리티 복호화부(250)가 필요할 수 있다. 예를 들어, 신호 생성부(230)에서 임의로 생성된 신호와 패치된 신호를 모두 이용하여 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련될 신호(들)을 생성할 경우 필요할 수 있다. 만일 본 발명에서 토널리티 복호화부(250)를 포함하여 실시할 경우, 신호 조절부(235)는 토널리티 복호화부(250)에서 복호화된 토널리티(들)까지 고려하여 신호 생성부(230)에서 생성된 신호를 조절한다.
영역 합성부(255)는 저주파수신호 복호화부(205)에서 복호화된 저주파수 신호와 신호 합성부(245)에서 합성된 고주파수 신호를 합성하여 출력 단자 OUT을 통해 출력한다.
도 3은 본 발명에 의한 복호화 장치에 포함되는 신호 조절부(235)의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 신호 조절부(235)는 제1 에너지 계산부(300), 제2 에너지 계산부(310), 이득값 계산부(320) 및 이득값 적용부(330)를 포함하여 이루어진다. 도 2를 참조하여 도 3에 도시된 실시예를 설명하기로 한다.
제1 에너지 계산부(300)는 입력단자 IN 1을 통해 신호 생성부(230)에서 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 생성된 신호(들)를 입력받아 각 밴드에 마련된 신호의 에너지 값을 계산한다.
제2 에너지 계산부(310)는 입력단자 IN 2를 통해 주파수성분 복호화부(215) 에서 복호화된 주파수 성분(들)을 입력받아 각 주파수 성분의 에너지 값을 계산한다.
이득값 계산부(320)는 에너지값 복호화부(225)로부터 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)의 에너지 값(들)을 입력단자 IN 3을 통해 입력받아 제1 에너지 계산부(300)에서 계산된 각 에너지 값이 에너지값 복호화부(225)로부터 입력받은 각 에너지 값에서 제2 에너지 계산부(310)에서 계산된 각 에너지 값을 감산한 값이 되도록 이득값을 계산한다. 예를 들어, 이득값 계산부(320)는 다음 기재된 수학식 1에 의하여 이득값을 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112007032539531-pat00001
여기서,
Figure 112007032539531-pat00002
은 에너지값 복호화부(225)로부터 입력받은 각 에너지 값이고,
Figure 112007032539531-pat00003
는 제2 에너지 계산부(310)에서 계산된 각 에너지 값이며,
Figure 112007032539531-pat00004
는 제1 에너지 계산부(300)에서 계산된 각 에너지 값을 말한다.
만일 이득값 계산부(320)에서 토널리티까지 고려하여 이득값을 계산할 경우, 이득값 계산부(320)는 에너지값 복호화부(225)로부터 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)의 에너지 값(들)을 입력단자 IN 3을 통해 입력받고 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호(들)에 대한 토널리티(들)를 입력단자 IN 4를 통해 입력받아 입력받은 각 에너지 값, 각 토널리티 및 제2 에너지 계산부(310)에서 계산된 각 에너지 값을 이용함으로써 이득값(들)을 계산한다.
이득값 적용부(330)는 입력단자 IN 1을 통해 신호 생성부(230)에서 주파수 성분(들)이 포함된 각 밴드에 생성된 신호에 이득값 계산부(320)에서 계산된 각 밴드에 대한 이득값을 적용한다.
도 4는 도 2에 도시된 신호 생성부(230)에서 단수의 신호만을 이용하여 신호를 생성하는 경우 이득값을 적용하는 일 실시예를 도시한 것이다.
이득값 적용부(330)는 입력단자 IN 1을 통해 신호 생성부(230)에서 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 생성된 신호(들)를 입력받아 이득값 계산부(320)에서 계산된 이득값을 승산한다.
제1 신호 합성부(400)는 이득값 적용부(330)에서 이득값이 승산된 신호(들)에 입력단자 IN 2를 통해 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)을 입력받아 합성한다. 이러한 제1 신호 합성부(400)는 도 2에 도시된 신호 합성부(245)에 포함되는 일부 구성요소이다.
도 5는 도 2에 도시된 신호 생성부(230)에서 복수의 신호를 이용하여 신호를 생성하는 경우 이득값을 적용하는 일 실시예를 도시한 것이다.
먼저, 이득값 적용부(330)는 신호 생성부(230)에서 임의로 생성된 신호를 입력단자 IN 1을 통해 입력받아 이득값 계산부(320)에서 계산된 제1 이득값을 승산한다.
또한, 이득값 적용부(330)는 신호 생성부(230)에서 저주파수신호 복호화부(205)에서 복호화된 저주파수 신호를 복사한 신호 또는 저주파수 신호를 이용하 여 생성된 신호를 입력단자 IN 1'을 통해 입력받아 이득값 계산부(320)에서 계산된 제2 이득값을 승산한다.
제2 합성부(500)는 이득값 적용부(330)에서 제1 이득값이 승산된 신호와 이득값 적용부(330)에서 제2 이득값이 승산된 신호를 합성한다.
제3 신호 합성부(510)는 제2 합성부(500)에서 합성된 신호에 입력단자 IN 2를 통해 주파수성분 복호화부(215)에서 복호화된 주파수 성분(들)을 입력받아 합성한다. 이러한 제3 신호 합성부(510)는 도 2에 도시된 신호 합성부(245)에 포함되는 일부 구성요소이다.
도 6은 본 발명에 의한 부호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 부호화 장치는 영역 분할부(600), 저주파수신호 부호화부(605), 고주파수신호 부호화부(610) 및 다중화부(645)를 포함하여 이루어진다.
영역 분할부(600)는 기 설정된 주파수를 기준으로 하여 입력단자 IN을 통하여 입력된 신호를 저주파수 신호와 고주파수 신호로 분할한다. 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 바람직하지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
저주파수신호 부호화부(605)는 영역 분할부(600)에서 분할된 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 부호화 방식에 따라 부호화한다. 저주파수신호 부호화부(605)는 종래에 개시된 어떠한 부호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 부호화 장치는 고주파수 신호를 부호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 부호화하는 것과 관련하여 특정한 부호화 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 저주파수신호 부호화부(605)에서 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 입력된 신호에서 중요한 주파수 성분만을 검출하여 부호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 부호화하는 방식 등이 있다.
고주파수신호 부호화부(610)는 영역 분할부(600)에서 분할된 고주파수 신호에서 중요한 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하고, 중요한 주파수 성분이 검출된 밴드(들)에 마련된 신호(들)의 에너지 값(들)을 계산하여 부호화하고, 중요한 주파수 성분이 검출되지 않은 밴드(들)에 마련된 신호의 포락선만 추출하여 부호화한다. 여기서, 고주파수신호 부호화부(610)는 제1 변환부(611), 제2 변환부(612), 주파수성분 선택부(615), 주파수성분 부호화부(620), 에너지값 계산부(625), 에너지값 부호화부(630), 제3 변환부(650), 대역폭확장 부호화부(655)를 포함하여 이루어진다.
제1 변환부(611)는 영역 분할부(600)에서 분할된 고주파수 신호를 제1 변환 방식으로 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다.
제2 변환부(612)는 심리 음향 모델을 적용하기 위해서 제1 변환 방식 이외의 다른 방식인 제2 변환 방식으로도 고주파수 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다.
제1 변환부(611)에서 변환된 신호는 고주파수 신호를 부호화하는 데 이용되 며, 제2 변환부(612)에서 변환된 신호는 고주파수 신호에 대해 심리 음향 모델을 적용하여 중요한 주파수 성분을 선택하는 데 이용된다. 여기서, 심리음향모델은 인간 청각 시스템의 차폐 작용에 대한 수학적 모델을 말한다.
예를 들어, 제1 변환부(611)는 고주파수 신호를 제1 변환 방식에 해당하는 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)에 의해 주파수 도메인으로 변환하여 실수부로 표현하고, 제2 변환부(612)는 고주파수 신호를 제2 변환 방식에 해당하는 MDST(Modified Discrete Sine Transform)에 의해 주파수 도메인으로 변환하여 허수부로 표현할 수 있다. 여기서, MDCT에 의해 변환되어 실수부로 표현된 신호는 고주파수 신호를 부호화하는 데 사용되며, MDST에 의해 변환되어 허수부로 표현된 신호는 고주파수 신호에 대하여 심리 음향 모델을 적용하여 중요한 주파수 성분을 선택하는 데 이용된다. 이에 의하여 신호의 위상 정보를 추가로 표현할 수 있기 때문에 시간 도메인에 해당하는 신호에 대하여 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행한 후, MDCT의 계수를 양자화함으로써 발생되는 미스 매치(miss match)를 해결할 수 있다.
주파수성분 선택부(615)는 제1 변환부(611)에서 변환된 신호에서 기 설정된 기준에 따라 제2 변환부(612)에서 변환된 신호를 이용하여 중요한 주파수 성분으로 판단되는 주파수 성분(들)을 선택한다. 주파수성분 선택부(615)에서 중요한 주파수 성분를 선택함에 있어서 다음과 같은 방법들이 있다. 첫째, SMR(Signal to Masking Ratio) 값을 계산하여 마스킹 역치 보다 큰 신호를 중요한 주파수 성분으로 선택한다. 둘째, 소정의 가중치를 고려하여 스펙트럼 피크를 추출하여 중요한 주파수 성분을 선택한다. 셋째, 각 서브 밴드 별로 SNR(Signal to Noise Ratio) 값을 계산하여 SNR 값이 낮은 서브 밴드 중에서 소정 크기 이상의 피크 값을 갖는 주파수 성분을 중요 주파수 성분으로 선택한다. 전술된 세 가지 방법은 각각 실시할 수 있지만, 적어도 하나 이상 방법을 결합하여 조합함으로써 실시할 수도 있으며, 전술된 방법은 단순한 예에 불과하며 전술된 방법에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
주파수성분 부호화부(620)는 주파수성분 선택부(615)에서 선택된 제1 변환부(611)에서 변환된 신호의 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보를 부호화한다.
에너지값 계산부(625)는 주파수성분 선택부(615)에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 신호(들)에 대한 각 에너지 값을 계산한다. 여기서, 밴드는 대역폭확장 부호화부(655)에서 부호화를 수행함에 있어서 적용하는 처리 단위를 말한다. 예를 들어, QMF(Quadrature Mirror Filter)의 경우 밴드는 1개의 서브밴드(subband) 또는 1개의 스케일 팩터 밴드(scale factor band)가 될 수 있다.
에너지값 부호화부(630)는 에너지값 계산부(625)에서 계산된 각 밴드의 에너지 값과 각 밴드의 위치를 나타내는 정보를 부호화한다.
제3 변환부(650)는 분석 필터뱅크(analysis filterbank)에 의해 영역 분할부(600)에서 분할된 고주파수 신호를 소정의 주파수 밴드 별로 시간 도메인에 의해 나타내도록 도메인을 변환한다. 예를 들어, 제3 변환부(650)에서는 QMF를 적용하여 도메인을 변환한다.
대역폭확장 부호화부(655)는 저주파수 신호를 이용하여 주파수성분 선택부(615)에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함되지 않은 밴드(들)에 마련된 고주파수 신호(들)을 부호화한다. 대역폭확장 부호화부(655)에서 신호를 부호화함에 있어서, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화할 수 있는 정보를 생성하여 부호화한다.
다중화부(645)는 저주파수신호 부호화부(605)에서 부호화된 결과, 주파수성분 부호화부(620)에서 부호화된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 에너지값 부호화부(630)에서 부호화된 각 밴드의 에너지 값과 각 밴드의 위치를 나타내는 정보 및 대역폭확장 부호화부(655)에서 부호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보를 포함하여 다중화하고, 출력단자 OUT을 통해 다중화된 비트스트림을 출력한다.
도 7은 본 발명에 의한 복호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 복호화 장치는 역다중화부(700), 저주파수신호 복호화부(705), 고주파수신호 복호화부(710) 및 영역 합성부(755)를 포함하여 이루어진다.
역다중화부(700)는 부호화단으로부터 입력단자 IN을 통해 비트스트림을 입력받아 역다중화한다. 예를 들어, 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 각 밴드의 에너지 값, 부호화기(미도시)에서 에너지 값이 부호화된 밴드(들)의 위치를 나타내는 정보, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보 등을 역다중화부(700)에서 역다중화할 수 있다. 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파 수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 일반적이지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
저주파수신호 복호화부(705)는 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 복호화 방식에 따라 복호화한다. 저주파수신호 복호화부(705)는 종래에 개시된 어떠한 복호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 복호화 장치는 고주파수 신호를 복호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 복호화하는 것과 관련하여 특정한 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 저주파수신호 복호화부(705)에서 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 소정의 중요한 주파수 성분(들)을 복호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 복호화하거나 생성하는 방식 등이 있다.
고주파수신호 복호화부(710)는 고주파수 신호에서 중요한 주파수 성분(들)을 복호화하고, 중요한 주파수 성분이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하고, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화한다. 여기서, 고주파수신호 복호화부(710)는 주파수성분 복호화부(715), 동기화부(720), 에너지값 복호화부(725), 신호 생성부(730), 신호 조절부(735), 대역폭확장 복호화부(740), 신호 합성부(745), 제1 역변환부(750) 및 제3 역변환부(753)를 포함하여 이루어진다.
주파수성분 복호화부(715)는 부호화기(미도시)에서 기 설정된 기준에 의해 중요한 주파수 성분으로 판단되어 부호화된 소정의 주파수 성분(들)을 복호화한다.
동기화부(720)는 주파수성분 복호화부(715)에서 적용되는 프레임과 대역폭확장 복호화부(740)에서 적용되는 프레임이 서로 일치하지 않는 경우 주파수성분 복호화부(715)에서 적용되는 프레임과 대역폭확장 복호화부(740)에서 적용되는 프레임을 동기화한다. 여기서, 동기화부(720)는 주파수성분 복호화부(715)에서 적용되는 프레임을 기준으로 대역폭확장 복호화부(740)에서 적용되는 프레임 중 전부 또는 일부를 처리하는 것이 바람직하다.
에너지값 복호화부(725)는 주파수성분 복호화부(715)에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화한다.
신호 생성부(730)는 주파수성분 복호화부(715)에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련될 신호(들)을 생성한다.
여기서, 신호 생성부(730)가 신호를 생성하는 방법으로 다음 기술된 예들이 있다. 첫째, 신호 생성부(730)는 임의로 고주파수 신호를 생성한다. 예를 들어, 랜덤 노이즈 신호(random noise signal)가 있다. 둘째, 신호 생성부(730)는 저주파수신호 복호화부(705)에서 복호화된 저주파수 신호를 복사하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 저주파수 신호를 패치(patch)하거나 폴딩(folding)하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다. 셋째, 신호 생성부(730)는 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다.
신호 조절부(735)는 에너지값 복호화부(725)에서 복호화된 각 밴드의 에너지 값을 기준으로 주파수성분 복호화부(715)에서 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 신호 생성부(730)에서 생성된 신호의 에너지가 조절되도록 신호 생성부(730)에서 생성된 신호를 조절한다. 신호 조절부(735)에 대한 보다 상세한 일 실시예는 도 3의 실시예를 설명하면서 전술하였다.
대역폭확장 복호화부(740)는 저주파수신호 복호화부(705)에서 복호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호 가운데 주파수성분 복호화부(715)에서 복호화된 주파수 성분(들)을 포함하지 않는 밴드(들)에 마련된 신호를 복호화한다.
대역폭확장 복호화부(740)는 저주파수신호 복호화부(705)에서 복호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호 가운데 주파수성분 복호화부(715)에서 복호화된 주파수 성분(들)을 포함하지 않는 밴드(들)에 마련된 신호를 복호화한다.
제3 역변환부(753)는 도 6의 제3 변환부(650)에서 수행하는 변환의 역과정으로 대역폭확장 복호화부(740)에서 복호화된 신호의 도메인을 합성 필터뱅크(synthesis filterbank)를 통해 역변환한다.
신호 합성부(745)는 주파수성분 복호화부(715)에서 복호화된 주파수 성분(들)을 신호 조절부(735)에서 조절된 신호와 합성한다. 이렇게 신호 합성부(745)에서 합성된 신호는 주파수성분 복호화부(715)에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에만 마련되어 있으므로 신호 합성부(745)는 나머지 밴드(들)에 대역폭확장 복호화부(740)에서 복호화되어 제3 역변환부(753)에서 역변환된 신호로 마련하여 합성한다. 이와 같이 신호 합성부(745)에서 신호를 합성함으로써 신호 합성부(745)는 최종적으로 고주파수 신호를 생성한다.
영역 합성부(755)는 저주파수신호 복호화부(705)에서 복호화된 저주파수 신호와 신호 합성부(745)에서 합성된 고주파수 신호를 합성하여 출력 단자 OUT을 통 해 출력한다.
도 8은 본 발명에 의한 부호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 부호화 장치는 영역 분할부(800), 저주파수신호 부호화부(805), 고주파수신호 부호화부(810) 및 다중화부(845)를 포함하여 이루어진다.
영역 분할부(800)는 기 설정된 주파수를 기준으로 하여 입력단자 IN을 통하여 입력된 신호를 저주파수 신호와 고주파수 신호로 분할한다. 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 바람직하지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
저주파수신호 부호화부(805)는 영역 분할부(800)에서 분할된 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 부호화 방식에 따라 부호화한다. 저주파수신호 부호화부(805)는 종래에 개시된 어떠한 부호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 부호화 장치는 고주파수 신호를 부호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 부호화하는 것과 관련하여 특정한 부호화 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 저주파수신호 부호화부(805)에서 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 입력된 신호에서 중요한 주파수 성분만을 검출하여 부호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 부호화하는 방식 등이 있다.
고주파수신호 부호화부(810)는 영역 분할부(800)에서 분할된 고주파수 신호 에서 중요한 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하고, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 부호화한다. 여기서, 고주파수신호 부호화부(810)는 주파수성분 검출부(815), 주파수성분 부호화부(820) 및 대역폭확장 부호화부(835)를 포함하여 이루어진다.
주파수성분 검출부(815)는 영역 분할부(800)에서 분할된 고주파수 신호에서 기 설정된 기준에 따라 중요한 주파수 성분으로 판단되는 주파수 성분(들)을 검출한다. 주파수성분 검출부(815)에서 중요한 주파수 성분을 판단함에 있어서 다음과 같은 방법들이 있다. 첫째, SMR(Signal to Masking Ratio) 값을 계산하여 마스킹 역치 보다 큰 신호를 중요한 주파수 성분으로 선택한다. 둘째, 소정의 가중치를 고려하여 스펙트럼 피크를 추출하여 중요한 주파수 성분을 선택한다. 셋째, 각 서브 밴드 별로 SNR(Signal to Noise Ratio) 값을 계산하여 SNR 값이 낮은 서브 밴드 중에서 소정 크기 이상의 피크 값을 갖는 주파수 성분을 중요 주파수 성분으로 선택한다. 전술된 세 가지 방법은 각각 실시할 수 있지만, 적어도 하나 이상 방법을 결합하여 조합함으로써 실시할 수도 있으며, 전술된 방법은 단순한 예에 불과하며 전술된 방법에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
주파수성분 부호화부(820)는 주파수성분 검출부(815)에서 검출된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보를 부호화한다.
대역폭확장 부호화부(835)는 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 부호화한다. 대역폭확장 부호화부(835)에서 신호를 부호화함에 있어서, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화할 수 있는 정보를 생성하여 부호화한다.
도 1의 대역폭확장 부호화부(135) 및 도 6의 대역폭확장 부호화부(635)와 같이 고주파수 신호를 밴드별로 분할하여 중요한 주파수 성분이 포함되지 않은 밴드에 대해서만 부호화하는 것이 아니라 대역폭확장 부호화부(835)는 고주파수 신호 전부에 대하여 저주파수 신호를 이용하여 부호화한다.
다중화부(845)는 저주파수신호 부호화부(805)에서 부호화된 결과, 주파수성분 부호화부(820)에서 부호화된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 대역폭확장 부호화부(835)에서 부호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보를 포함하여 다중화하고, 출력단자 OUT을 통해 다중화된 비트스트림을 출력한다.
도 9는 본 발명에 의한 복호화 장치의 일 실시예를 블록도로 도시한 것으로서, 상기 복호화 장치는 역다중화부(900), 저주파수신호 복호화부(905), 고주파수신호 복호화부(910) 및 영역 합성부(955)를 포함하여 이루어진다.
역다중화부(900)는 부호화단으로부터 입력단자 IN을 통해 비트스트림을 입력받아 역다중화한다. 예를 들어, 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보 및 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보 등을 역다중화부(900)에서 역다중화할 수 있다. 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 일반적이지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
저주파수신호 복호화부(905)는 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 복호화 방식에 따라 복호화한다. 저주파수신호 복호화부(905)는 종래에 개시된 어떠한 복호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 복호화 장치는 고주파수 신호를 복호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 복호화하는 것과 관련하여 특정한 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 저주파수신호 복호화부(905)에서 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 소정의 중요한 주파수 성분(들)을 복호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 복호화하거나 생성하는 방식 등이 있다.
고주파수신호 복호화부(910)는 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하고 고주파수 신호에서 중요한 주파수 성분(들)을 복호화한다. 그리고 고주파수신호 복호화부(910)는 중요한 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 고주파수 신호를 조절한 후 고주파수 신호와 중요한 주파수 성분(들)을 합성한다. 여기서, 고주파수신호 복호화부(910)는 주파수성분 복호화부(915), 에너지값 계산부(920), 대역폭확장 복호화부(930), 신호 조절부(940) 및 신호 합성부(950)를 포함하여 이루어진다.
주파수성분 복호화부(915)는 부호화단에서 기 설정된 기준에 의해 중요한 주파수 성분으로 판단되어 부호화된 소정의 주파수 성분(들)을 복호화한다.
에너지값 계산부(920)는 주파수성분 복호화부(915)에서 복호화된 각 주파수 성분의 에너지값을 계산한다.
대역폭확장 복호화부(930)는 저주파수신호 복호화부(905)에서 복호화된 저주 파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화한다.
신호 조절부(940)는 대역폭확장 복호화부(930)에서 복호화된 신호 가운데 주파수성분 복호화부(915)에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 신호를 조절한다.
신호 조절부(940)에서 조절하는 밴드의 신호에 대한 에너지가 대역폭확장 복호화부(930)에서 복호화된 신호의 에너지값에서 에너지값 계산부(920)에서 계산된 각 밴드에 포함된 주파수 성분의 에너지값을 감산한 값이 되도록 대역폭확장 복호화부(930)에서 복호화된 신호를 조절한다.
신호 합성부(950)는 주파수성분 복호화부(915)에서 복호화된 주파수 성분(들)을 신호 조절부(940)에서 조절된 고주파수 신호와 합성한다.
영역 합성부(955)는 저주파수신호 복호화부(905)에서 복호화된 저주파수 신호와 신호 합성부(950)에서 합성된 고주파수 신호를 합성하여 출력 단자 OUT을 통해 출력한다.
도 10은 본 발명에 의한 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 기 설정된 주파수를 기준으로 하여 입력된 신호를 저주파수 신호와 고주파수 신호로 분할한다(제1000단계). 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 바람직하지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하 는 것은 아니다.
제1000단계에서 분할된 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 부호화 방식에 따라 부호화한다(제1005단계). 제1005단계는 종래에 개시된 어떠한 부호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 부호화 방법은 고주파수 신호를 부호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 부호화하는 것과 관련하여 특정한 부호화 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 제1005단계에서 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 입력된 신호에서 중요한 주파수 성분만을 검출하여 부호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 부호화하는 방식 등이 있다.
제1000단계에서 분할된 고주파수 신호에서 기 설정된 기준에 따라 중요한 주파수 성분으로 판단되는 주파수 성분(들)을 검출한다(제1010단계). 제1010단계에서 중요한 주파수 성분를 판단함에 있어서 다음과 같은 방법들이 있다. 첫째, SMR(Signal to Masking Ratio) 값을 계산하여 마스킹 역치 보다 큰 신호를 중요한 주파수 성분으로 선택한다. 둘째, 소정의 가중치를 고려하여 스펙트럼 피크를 추출하여 중요한 주파수 성분을 선택한다. 셋째, 각 서브 밴드 별로 SNR(Signal to Noise Ratio) 값을 계산하여 SNR 값이 낮은 서브 밴드 중에서 소정 크기 이상의 피크 값을 갖는 주파수 성분을 중요 주파수 성분으로 선택한다. 전술된 세 가지 방법은 각각 실시할 수 있지만, 적어도 하나 이상 방법을 결합하여 조합함으로써 실시할 수도 있으며, 전술된 방법은 단순한 예에 불과하며 전술된 방법에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
제1010단계에서 검출된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보를 부호화한다(제1015단계).
제1010단계에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 해당하는지 여부를 판단한다(제1018단계). 여기서, 밴드는 후술될 제1035단계에서 부호화를 수행함에 있어서 적용하는 처리 단위를 말한다. 예를 들어, QMF(Quadrature Mirror Filter)의 경우 밴드는 1개의 서브밴드(subband) 또는 1개의 스케일 팩터 밴드(scale factor band)가 될 수 있다.
만일 제1010단계에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 해당한다고 제1018단계에서 판단되면, 제1015단계에서 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 신호(들)에 대한 각 에너지 값을 계산한다(제1020단계).
제1020단계에서 계산된 각 밴드의 에너지 값과 각 밴드의 위치를 나타내는 정보를 부호화한다(제1025단계).
제1010단계에서 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 고주파수 신호(들)에 대한 각 토널리티(tonality)를 계산하여 부호화한다(제1030단계). 그러나 본 발명에서는 제1030단계를 반드시 포함하여 실시하여야 하는 것은 아니다. 다만, 복호화기(미도시)에서 주파수 성분(들)이 마련된 밴드(들)에 신호를 생성함에 있어서, 단수의 신호를 이용하여 생성하는 것이 아니라 복수의 신호들을 이용하여 단수의 신호를 생성할 경우에 제1030단계가 필요할 수 있다. 예를 들어, 복호화기(미도시)에서 임의로 생성된 신호와 패치(patch)된 신호를 모두 이용하여 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련될 신호(들)을 생성할 경우 필요하다.
만일 제1010단계에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함되지 않은 밴드에 해당한다고 제1018단계에서 판단되면, 저주파수 신호를 이용하여 제1010단계에서 검출된 주파수 성분(들)이 포함되지 않은 밴드(들)에 마련된 신호(들)을 부호화한다(제1035단계). 제1035단계에서 신호를 부호화함에 있어서, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화할 수 있는 정보를 생성하여 부호화한다.
제1005단계에서 부호화된 결과, 제1015단계에서 부호화된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 제1025단계에서 부호화된 각 밴드의 에너지 값과 각 밴드의 위치를 나타내는 정보 및 제1030단계에서 부호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보를 포함하여 다중화한다(제1040단계). 소정의 경우 제1040단계에서는 제1030단계에서 부호화된 토널리티(들)도 포함하여 다중화할 수 있다.
도 11은 본 발명에 의한 복호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다(제1100단계). 예를 들어, 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 각 밴드의 에너지 값, 부호화기(미도시)에서 에너지 값이 부호화된 밴드(들)의 위치, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보 및 토널리티(들) 등을 제1100단계에서 역다중화할 수 있다. 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 일반적이지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
저주파수 신호를 기 설정된 소정의 복호화 방식에 따라 복호화한다(제1105단계). 제1105단계는 종래에 개시된 어떠한 복호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 복호화 장치는 고주파수 신호를 복호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 복호화하는 것과 관련하여 특정한 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 제1105단계에서 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 소정의 중요한 주파수 성분(들)을 복호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 복호화하거나 생성하는 방식 등이 있다.
부호화기에서 기 설정된 기준에 의해 중요한 주파수 성분으로 판단되어 부호화된 소정의 주파수 성분(들)을 복호화한다(제1110단계).
제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 포함한 밴드에 해당하는지 여부를 판단한다(제1115단계).
만일 주파수 성분(들)을 포함한 밴드에 해당한다고 제1115단계에서 판단되면, 제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)에 대하여 적용되는 프레임과 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보에서 적용되는 프레임이 서로 일치하는지 여부를 판단한다(제1120단계).
만일 프레임이 서로 일치하지 않는다고 제1120단계에서 판단되면, 제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)에 대하여 적용되는 프레임과 저주파수 신호를 이 용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보에서 적용되는 프레임을 동기화한다(제1125단계). 제1125단계에서는 제1110단계에서 적용되는 프레임을 기준으로 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보에서 적용되는 프레임 중 전부 또는 일부를 처리하는 것이 바람직하다.
제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화한다(제1130단계).
제1115단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호(들)에 대한 토널리티(tonality)(들)를 복호화한다(제1133단계). 그러나 본 발명에서는 제1133단계를 반드시 포함하여 실시하여야 하는 것은 아니다. 다만, 제1135단계에서 단수의 신호를 이용하여 생성하는 것이 아니라 복수의 신호들을 이용하여 단수의 신호를 생성할 경우에 제1133단계가 필요할 수 있다. 예를 들어, 제1135단계에서 임의로 생성된 신호와 패치된 신호를 모두 이용하여 제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련될 신호(들)을 생성할 경우 필요할 수 있다.
제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련될 신호(들)을 생성한다(제1135단계). 여기서, 제1135단계에서 신호를 생성하는 방법으로 다음 기술된 예들이 있다. 첫째, 제1135단계에서는 임의로 고주파수 신호를 생성한다. 예를 들어, 랜덤 노이즈 신호(random noise signal)가 있다. 둘째, 제1135단계에서는 제1105단계에서 복호화된 저주파수 신호를 복사하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 저주파수 신호를 패치(patch)하거나 폴 딩(folding)하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다. 셋째, 제1135단계에서는 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다.
제1130단계에서 복호화된 각 밴드의 에너지 값을 기준으로 제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 제1135단계에서 생성된 신호의 에너지가 조절되도록 제1135단계에서 생성된 신호를 조절한다(제1140단계). 제1140단계에 대한 보다 상세한 일 실시예는 도 3의 설명에서 전술하였다.
만일 본 발명에서 제1133단계를 포함하여 실시할 경우, 제1140단계에서는 제1133단계에서 복호화된 토널리티(들)까지 고려하여 제1133단계에서 생성된 신호를 조절한다.
만일 주파수 성분(들)을 포함하지 않은 밴드에 해당한다고 제1115단계에서 판단되면, 제1105단계에서 복호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호 가운데 제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 포함하지 않는 밴드(들)에 마련된 신호를 복호화한다(제1145단계).
제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 제1140단계에서 조절된 신호와 합성한다(제1150단계). 이렇게 제1150단계에서 합성된 신호는 제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에만 마련되어 있으므로 제1150단계에서는 나머지 밴드(들)에 제1145단계에서 복호화된 신호로 마련하여 합성한다. 이와 같이 제1150단계에서 신호를 합성함으로써 제1150단계에서는 최종적으로 고주파수 신호를 생성한다.
제1105단계에서 복호화된 저주파수 신호와 제1150단계에서 합성된 고주파수 신호를 합성한다(제1155단계).
도 12는 본 발명에 의한 복호화 방법에 포함된 제1140단계에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 제1135단계에서 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 생성된 신호(들)를 입력받아 각 밴드에 마련된 신호의 에너지 값을 계산한다(제1200단계).
제1110단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 입력받아 각 주파수 성분의 에너지 값을 계산한다(제1205단계).
제1130단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)의 에너지 값(들)을 제1200단계에서 계산된 각 에너지 값이 제1130단계에서 입력받은 각 에너지 값에서 제1205단계에서 계산된 각 에너지 값을 감산한 값이 되도록 이득값을 계산한다(제1210단계). 예를 들어, 제1210단계에서는 다음 기재된 수학식 2에 의하여 이득값을 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112007032539531-pat00005
여기서,
Figure 112007032539531-pat00006
은 제1130단계에서 복호화된 각 에너지 값이고,
Figure 112007032539531-pat00007
는 제1205단계에서 계산된 각 에너지 값이며,
Figure 112007032539531-pat00008
는 제1200단계에서 계산된 각 에너지 값을 말한다.
만일 제1210단계에서 토널리티까지 고려하여 이득값을 계산할 경우, 제1210 단계에서는 제1205단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)의 에너지 값(들)을 입력받고 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호(들)에 대한 토널리티(들)를 입력받아 입력받은 각 에너지 값, 각 토널리티 및 제1205단계에서 계산된 각 에너지 값을 이용함으로써 이득값(들)을 계산한다.
제1135단계에서 주파수 성분(들)이 포함된 각 밴드에 생성된 신호에 제1210단계에서 계산된 각 밴드에 대한 이득값을 적용한다(제1215단계).
도 13은 본 발명에 의한 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 기 설정된 주파수를 기준으로 하여 입력된 신호를 저주파수 신호와 고주파수 신호로 분할한다(제1300단계). 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 바람직하지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
제1300단계에서 분할된 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 부호화 방식에 따라 부호화한다(제1305단계). 제1305단계는 종래에 개시된 어떠한 부호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 부호화 방법은 고주파수 신호를 부호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 부호화하는 것과 관련하여 특정한 부호화 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 제1305단계에서 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 입력된 신호에서 중요한 주파수 성분만을 검출하여 부호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 부호화하는 방식 등이 있다.
제1300단계에서 분할된 고주파수 신호를 제1 변환 방식으로 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다(제1310단계).
심리 음향 모델을 적용하기 위해서 제1 변환 방식 이외의 다른 방식인 제2 변환 방식으로도 고주파수 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다(제1315단계).
제1310단계에서 변환된 신호는 고주파수 신호를 부호화하는 데 이용되며, 제1315단계에서 변환된 신호는 고주파수 신호에 대해 심리 음향 모델을 적용하여 중요한 주파수 성분을 선택하는 데 이용된다. 여기서, 심리음향모델은 인간 청각 시스템의 차폐 작용에 대한 수학적 모델을 말한다.
예를 들어, 제1315단계에서는 고주파수 신호를 제1 변환 방식에 해당하는 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)에 의해 주파수 도메인으로 변환하여 실수부로 표현하고, 제1320단계에서는 고주파수 신호를 제2 변환 방식에 해당하는 MDST(Modified Discrete Sine Transform)에 의해 주파수 도메인으로 변환하여 허수부로 표현할 수 있다. 여기서, MDCT에 의해 변환되어 실수부로 표현된 신호는 고주파수 신호를 부호화하는 데 사용되며, MDST에 의해 변환되어 허수부로 표현된 신호는 고주파수 신호에 대하여 심리 음향 모델을 적용하여 중요한 주파수 성분을 선택하는 데 이용된다. 이에 의하여 신호의 위상 정보를 추가로 표현할 수 있기 때문에 시간 도메인에 해당하는 신호에 대하여 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행한 후, MDCT의 계수를 양자화함으로써 발생되는 미스 매치(miss match)를 해결할 수 있다.
제1310단계에서 변환된 신호에서 기 설정된 기준에 따라 제1315단계에서 변환된 신호를 이용하여 중요한 주파수 성분으로 판단되는 주파수 성분(들)을 선택한다(제1320단계). 제1320단계에서 중요한 주파수 성분를 선택함에 있어서 다음과 같은 방법들이 있다. 첫째, SMR(Signal to Masking Ratio) 값을 계산하여 마스킹 역치 보다 큰 신호를 중요한 주파수 성분으로 선택한다. 둘째, 소정의 가중치를 고려하여 스펙트럼 피크를 추출하여 중요한 주파수 성분을 선택한다. 셋째, 각 서브 밴드 별로 SNR(Signal to Noise Ratio) 값을 계산하여 SNR 값이 낮은 서브 밴드 중에서 소정 크기 이상의 피크 값을 갖는 주파수 성분을 중요 주파수 성분으로 선택한다. 전술된 세 가지 방법은 각각 실시할 수 있지만, 적어도 하나 이상 방법을 결합하여 조합함으로써 실시할 수도 있으며, 전술된 방법은 단순한 예에 불과하며 전술된 방법에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
제1320단계에서 선택된 제1310단계에서 변환된 신호의 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보를 부호화한다(제1325단계).
제1320단계에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 해당하는지 여부를 판단한다(제1330단계). 여기서, 밴드는 후술될 제1350단계에서 부호화를 수행함에 있어서 적용하는 처리 단위를 말한다. 예를 들어, QMF(Quadrature Mirror Filter)의 경우 밴드는 1개의 서브밴드(subband) 또는 1개의 스케일 팩터 밴드(scale factor band)가 될 수 있다.
만일 제1320단계에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 해당한다고 제1330단계에서 판단되면, 제1320단계에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 신호(들)에 대한 각 에너지 값을 계산한다(제1335단계).
제1335단계에서 계산된 각 밴드의 에너지 값과 각 밴드의 위치를 나타내는 정보를 부호화한다(제1340단계).
만일 제1320단계에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함되지 않은 밴드에 해당한다고 제1330단계에서 판단되면, 분석 필터뱅크(analysis filterbank)에 의해 제1000단계에서 분할된 고주파수 신호를 소정의 주파수 밴드 별로 시간 도메인에 의해 나타내도록 도메인을 변환한다(제1345단계). 예를 들어, 제1345단계에서는 QMF를 적용하여 도메인을 변환한다.
저주파수 신호를 이용하여 제1320단계에서 선택된 주파수 성분(들)이 포함되지 않은 밴드(들)에 마련된 고주파수 신호(들)을 부호화한다(제1350단계). 제1350단계에서 신호를 부호화함에 있어서, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화할 수 있는 정보를 생성하여 부호화한다.
제1305단계에서 부호화된 결과, 제1325단계에서 부호화된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 제1340단계에서 부호화된 각 밴드의 에너지 값과 각 밴드의 위치를 나타내는 정보 및 제1350단계에서 부호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보를 포함하여 다중화함으로써 비트스트림을 출력한다.
도 14는 본 발명에 의한 복호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다(제1400단계). 예를 들어, 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 각 밴드의 에너지 값, 부호화기(미도시)에서 에너지 값이 부호화된 밴드(들)의 위치를 나타내는 정보, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보 등을 제1400단계에서 역다중화할 수 있다. 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 일반적이지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
제1400단계 후에, 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 복호화 방식에 따라 복호화한다(제1405단계). 제1405단계에서는 종래에 개시된 어떠한 복호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 복호화 방법은 고주파수 신호를 복호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 복호화하는 것과 관련하여 특정한 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 제1405단계에서 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 소정의 중요한 주파수 성분(들)을 복호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 복호화하거나 생성하는 방식 등이 있다.
제1405단계 후에, 부호화기(미도시)에서 기 설정된 기준에 의해 중요한 주파수 성분으로 판단되어 부호화된 소정의 주파수 성분(들)을 복호화한다(제1410단계 ).
제1410단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 포함한 밴드에 해당하는지 여부를 판단한다(제1415단계).
만일 주파수 성분(들)을 포함한 밴드에 해당한다고 제1415단계에서 판단되면, 제1410단계에서 복호화된 주파수 성분(들)에 대하여 적용되는 프레임과 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보에서 적용되는 프레임이 서로 일치하는지 여부를 판단한다(제1420단계).
만일 프레임이 서로 일치하지 않는다고 제1420단계에서 판단되면, 제1410단계에서 적용되는 프레임과 후술될 제1445단계에서 적용되는 프레임이 서로 일치하지 않는 경우 제1410단계에서 적용되는 프레임과 후술될 제1445단계에서 적용되는 프레임을 동기화한다(제1425단계). 제1425단계에서는 제1410단계에서 적용되는 프레임을 기준으로 후술될 제1445단계에서 적용되는 프레임 중 전부 또는 일부를 처리하는 것이 바람직하다.
제1415단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화한다(제1430단계).
제1415단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련될 신호(들)을 생성한다(제1435단계).
제1435단계에서 신호를 생성하는 방법으로 다음 기술된 예들이 있다. 첫째, 제1435단계에서는 임의로 고주파수 신호를 생성한다. 예를 들어, 랜덤 노이즈 신호(random noise signal)가 있다. 둘째, 제1435단계에서는 제1405단계에서 복호화 된 저주파수 신호를 복사하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 저주파수 신호를 패치(patch)하거나 폴딩(folding)하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다. 셋째, 제1435단계에서는 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 생성할 수 있다.
제1430단계에서 복호화된 각 밴드의 에너지 값을 기준으로 제1410단계에서 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 제1435단계에서 생성된 신호의 에너지가 조절되도록 제1435단계에서 생성된 신호를 조절한다(제1440단계). 제1440단계에 대한 보다 상세한 일 실시예는 도 3의 실시예를 설명하면서 전술하였다.
제1405단계에서 복호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호 가운데 제1410단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 포함하지 않는 밴드(들)에 마련된 신호를 복호화한다(제1445단계).
제1445단계에서는 제1405단계에서 복호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호 가운데 제1410단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 포함하지 않는 밴드(들)에 마련된 신호를 복호화한다.
도 13의 제1345단계에서 수행하는 변환의 역과정으로 제1445단계에서 복호화된 신호의 도메인을 합성 필터뱅크(synthesis filterbank)를 통해 역변환한다(제1450단계).
제1410단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 제1440단계에서 조절된 신호와 합성한다(제1455단계). 제1455단계에서 합성된 신호는 제1410단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에만 마련되어 있으므로 제1455단계에서는 나머지 밴드(들)에 제1445단계에서 복호화되어 제1450단계에서 역변환된 신호로 마련하여 합성한다. 이와 같이 제1455단계에서 신호를 합성함으로써 제1455단계에서는 최종적으로 고주파수 신호를 생성한다.
제1405단계에서 복호화된 저주파수 신호와 제1455단계에서 합성된 고주파수 신호를 합성한다(제1460단계).
도 15는 본 발명에 의한 부호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 기 설정된 주파수를 기준으로 하여 입력된 신호를 저주파수 신호와 고주파수 신호로 분할한다(제1500단계). 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 바람직하지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
제1500단계에서 분할된 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 부호화 방식에 따라 부호화한다(제1505단계). 제1505단계에서는 종래에 개시된 어떠한 부호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 부호화 방법은 고주파수 신호를 부호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 부호화하는 것과 관련하여 특정한 부호화 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 제1505단계에서 부호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 입력된 신호에서 중요한 주파수 성분만을 검출하여 부호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 부호화하는 방식 등이 있다.
제1500단계에서 분할된 고주파수 신호에서 기 설정된 기준에 따라 중요한 주파수 성분으로 판단되는 주파수 성분(들)을 검출한다(제1510단계). 제1510단계에서 중요한 주파수 성분을 판단함에 있어서 다음과 같은 방법들이 있다. 첫째, SMR(Signal to Masking Ratio) 값을 계산하여 마스킹 역치 보다 큰 신호를 중요한 주파수 성분으로 선택한다. 둘째, 소정의 가중치를 고려하여 스펙트럼 피크를 추출하여 중요한 주파수 성분을 선택한다. 셋째, 각 서브 밴드 별로 SNR(Signal to Noise Ratio) 값을 계산하여 SNR 값이 낮은 서브 밴드 중에서 소정 크기 이상의 피크 값을 갖는 주파수 성분을 중요 주파수 성분으로 선택한다. 전술된 세 가지 방법은 각각 실시할 수 있지만, 적어도 하나 이상 방법을 결합하여 조합함으로써 실시할 수도 있으며, 전술된 방법은 단순한 예에 불과하며 전술된 방법에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
제1510단계에서 검출된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보를 부호화한다(제1515단계).
저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 부호화한다(제1520단계). 제1520단계에서 신호를 부호화함에 있어서, 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화할 수 있는 정보를 생성하여 부호화한다.
도 10의 제1035단계 및 도 13의 제1350단계와 같이 고주파수 신호를 밴드별로 분할하여 중요한 주파수 성분이 포함되지 않은 밴드에 대해서만 부호화하는 것 이 아니라 제1520단계에서는 고주파수 신호 전부에 대하여 저주파수 신호를 이용하여 부호화한다.
제1505단계에서 부호화된 결과, 제1515단계에서 부호화된 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보, 제1520단계에서 부호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보를 포함하여 다중화함으로써 비트스트림을 생성한다(제1525단계).
도 16은 본 발명에 의한 복호화 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
먼저, 부호화단으로부터 비트스트림을 입력받아 역다중화한다(제1600단계). 예를 들어, 주파수 성분(들)과 주파수 성분(들)이 마련된 위치를 나타내는 정보 및 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화하는 정보 등을 제1600단계에서 역다중화할 수 있다. 여기서, 저주파수 신호는 기 설정된 제1 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호이며, 고주파수 신호는 기 설정된 제2 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 말한다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 동일한 값으로 설정되는 것이 일반적이지만, 반드시 동일한 값으로 설정하여 실시해야 하는 것은 아니다.
제1600단계 후에, 저주파수 신호를 기 설정된 소정의 복호화 방식에 따라 복호화한다(제1605단계). 제1605단계에서는 종래에 개시된 어떠한 복호화 방식으로도 부호화할 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 복호화 방법은 고주파수 신호를 복호화하는 데 기술적 특징이 있으므로 저주파수 신호를 복호화하는 것과 관련하여 특정한 방식에 한정하여 실시해야 하는 것은 아니다. 제1605단계에서 복호화하는 방식의 예로, AAC(Advanced Audio Coding) 방식과 소정의 중요한 주파수 성분(들)을 복호화하고 나머지 잔여 주파수 성분들은 소정의 노이즈 신호로 복호화하거나 생성하는 방식 등이 있다.
제1605단계 후에, 부호화단에서 기 설정된 기준에 의해 중요한 주파수 성분으로 판단되어 부호화된 소정의 주파수 성분(들)을 복호화한다(제1610단계).
제1610단계에서 복호화된 각 주파수 성분의 에너지값을 계산한다(제1615단계).
제1605단계에서 복호화된 저주파수 신호를 이용하여 고주파수 신호를 복호화한다(제1620단계).
제1620단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 포함한 밴드에 해당하는지 여부를 판단한다(제1625단계). 여기서, 밴드는 제1620단계에서 부호화를 수행함에 있어서 적용하는 처리 단위를 말한다. 예를 들어, QMF(Quadrature Mirror Filter)의 경우 밴드는 1개의 서브밴드(subband) 또는 1개의 스케일 팩터 밴드(scale factor band)가 될 수 있다.
만일 주파수 성분(들)을 포함한 밴드에 해당한다고 제1625단계에서 판단되면, 제1620단계에서 복호화된 신호 가운데 제1610단계에서 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 신호를 조절한다(제1630단계).
제1630단계에서 조절하는 밴드에 마련된 신호에 대한 에너지가 제1620단계에서 복호화된 신호의 에너지값에서 제1615단계에서 계산된 각 밴드에 포함된 주파수 성분의 에너지값을 감산한 값이 되도록 제1620단계에서 복호화된 신호를 조절한다(제1635단계).
제1610단계에서 복호화된 주파수 성분(들)을 제1625단계에서 조절된 고주파수 신호와 합성한다(제1640단계).
이와 같은 과정에 의하여 주파수 성분(들)을 포함한 밴드(들)에는 제1640단계에서 합성한 신호로 마련되며 주파수 성분(들)을 포함하지 않은 밴드(들)에는 제1620단계에서 저주파수 신호를 이용하여 복호화한 고주파수 신호로 마련된다.
제1605단계에서 복호화된 저주파수 신호와 제1650단계에서 합성된 고주파수 신호를 합성한다(제1645단계).
본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장 장치 등이 있다.
이러한 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의한 고주파수 영역 부호화 방법 및 장치에 의하면, 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 중요한 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하고, 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화한다. 또한, 본 발명에 의한 고주파수 영역 복호화 방법 및 장치에 의하면, 중요한 주파수 성분(들)이 포함된 밴드에 마련된 신호를 중요한 주파수 성분(들)의 에너지 값을 고려하여 조절함으로써 복호화한다.
이렇게 함으로써 적은 비트를 이용하여 부호화하거나 복호화함에도 불구하고 고주파수 영역에 해당하는 신호의 음질을 저하시키지 않으므로 코딩 효율을 극대화할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.

Claims (33)

  1. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하는 단계; 및
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 부호화 방법.
  2. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하는 단계;
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화하는 단계; 및
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역 가운데 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함되지 않은 밴드(들)에 마련된 신호를 기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 부호화 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역 가운데 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호에 대한 토널리티(tonality)(들)를 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 부호화 방법.
  4. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함되는 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계;
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하는 단계;
    상기 밴드(들)에 마련될 신호(들)를 생성하는 단계;
    상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 단계; 및
    상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  5. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함되는 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계;
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하는 단계;
    상기 밴드(들)에 마련될 신호(들)를 생성하는 단계;
    상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 단계;
    상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 단계; 및
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역 가운데 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함되지 않은 밴드(들)에 마련된 신호를 기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 복호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 생성하는 단계에서 생성되는 신호는
    임의로 생성된 신호인 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 생성하는 단계에서 생성되는 신호는
    기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 복사한 신호인 것을 특 징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 생성하는 단계에서 생성되는 신호는
    기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 생성한 신호인 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 조절하는 단계는
    상기 생성된 신호(들)의 에너지 값이 상기 복호화된 에너지 값(들)에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 감산한 값이 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  10. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역 가운데 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 토널리티(들)를 복호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 조절하는 단계는
    상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)과 상기 복호화된 토널리티(들)을 이용하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계에서 이용되는 프레임과 상기 신호를 이용하여 복호화하는 단계에서 이용되는 프레임이 일치하지 않는 경우 프레임을 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  13. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함되는 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계;
    기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 복호화하는 단계;
    상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 복호화된 신호의 에너지 값을 조절하는 단계; 및
    상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 조절하는 단계는
    상기 복호화된 신호(들)의 에너지 값에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 감산한 값이 되도록 상기 복호화된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계에서 이용되는 프레임과 상기 신호를 복호화하는 단계에서 이용되는 프레임이 일치하지 않는 경우 프레임을 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 방법.
  16. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하는 단계; 및
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화하는 단계를 포함하는 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  17. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함된 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계;
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하는 단계;
    상기 밴드(들)에 마련될 신호(들)를 생성하는 단계;
    상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 단계; 및
    상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 단계를 포함하는 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  18. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함된 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계;
    기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 복호화하는 단계;
    상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 복호화된 신호의 에너지 값을 조절하는 단계; 및
    상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호를 합성하는 단계를 포함하는 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  19. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하는 주파수성분 부호화부; 및
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화하는 에너지값 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 부호화 장치.
  20. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호에서 기 설정된 기준에 따라 주파수 성분(들)을 검출하여 부호화하는 주파수성분 부호화부;
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 부호화하는 에너지값 부호화부; 및
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역 가운데 상기 검출된 주파수 성분(들)이 마련되지 않은 밴드(들)에 마련된 신호를 기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 부호화하는 대역폭확장 부호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 부호화 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역 가운데 상기 검출된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 토널리티(들)를 부호화하는 토널리티 부호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 부호화 장치.
  22. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함된 주파수 성분(들)을 복호화하는 주파수성분 복호화부;
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하는 에너지값 복호화부;
    상기 밴드(들)에 마련될 신호(들)를 생성하는 신호 생성부;
    상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 신호 조절부; 및
    상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 신호 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  23. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함된 주파수 성분(들)을 복호화하는 주파수성분 복호화부;
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 에너지 값(들)을 복호화하는 에너지값 복호화부;
    상기 밴드(들)에 마련될 신호(들)를 생성하는 신호 생성부;
    상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 신호 조절부;
    상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호(들)을 합성하는 신호 합성부; 및
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역 가운데 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함되지 않은 밴드(들)에 마련된 신호를 기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 복호화하는 대역폭확장 복호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 신호 생성부는
    임의로 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 신호 생성부는
    기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 복사하여 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  26. 제22항에 있어서, 상기 신호 생성부는
    기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  27. 제22항에 있어서, 상기 신호 조절부는
    상기 생성된 신호(들)의 에너지 값이 상기 복호화된 에너지 값(들)에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 감산한 값이 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  28. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역 가운데 상기 복호화된 주파수 성분(들)이 포함된 밴드(들)에 마련된 신호의 토널리티(들)을 복호화하는 토널리티 복호화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 신호 조절부는
    상기 복호화된 에너지 값(들)을 기준으로 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)과 상기 복호화된 토널리티(들)을 이용하여 상기 생성된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 주파수 성분(들)을 복호화하는 단계에서 이용되는 프레임과 상기 신호를 이용하여 복호화하는 단계에서 이용되는 프레임이 일치하지 않는 경우 프레임을 동기화하는 동기화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  31. 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 포함된 주파수 성분(들)을 복호화하는 주파수성분 복호화부;
    기 설정된 주파수 보다 작은 영역에 해당하는 신호를 이용하여 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에 해당하는 신호를 복호화하는 대역폭확장 복호화부;
    상기 기 설정된 주파수 보다 큰 영역에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 고려하여 상기 복호화된 신호의 에너지 값을 조절하는 신호 조절부; 및
    상기 복호화된 주파수 성분(들)과 상기 에너지 값이 조절된 신호를 합성하는 신호 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 신호 조절부는
    상기 복호화된 신호(들)의 에너지 값에서 상기 복호화된 주파수 성분(들)의 에너지 값(들)을 감산한 값이 되도록 상기 복호화된 신호(들)의 에너지 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 주파수성분 복호화부에서 이용되는 프레임과 상기 대역폭확장 복호화부에서 이용되는 프레임이 일치하지 않는 경우 프레임을 동기화하는 동기화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파수 영역 복호화 장치.
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